全球三大綠色基礎設施體系及其對中國的借鑒

華楊 / HUA Yang

引言

城市化的進程帶來了雄偉的堤壩，高速運轉的路網，鱗次櫛比的建筑。人們通過創造和改造來滿足人類社會不斷增長的需求。能源供應、供水排水、交通運輸、郵政通訊、環保環衛和防衛防災等系統已經成為人們賴以生存的根基。這六大系統多為“灰色基礎設施”，功能單一，道路運輸，河道防洪，目的明確且短暫有效，我們一直熱衷于使用這類裁彎取直，片面割裂的工程措施去解決本該復雜的、系統的環境問題。分而治之的方式，使得水土分離，城鄉分離，地表分離，使得整個生態循環系統被我們拆分的支離破碎。當然，“灰色基礎設施”造成的惡果也顯而易見，全球變暖，降雨和大氣環流改變，導致氣候異常，海平面每10年上升6cm。以中國為例，建國后大量修建堤壩和水庫，60多年間，堤壩長度增長為原來的7倍，水庫容量激擴為原來的30倍。河道徑流、蓄洪能力大幅度下降，河道沉積日益嚴重，防洪標準逐年提高，如此惡性循環。與此同時，我國道路系統也發展迅猛，截至1999年公路網比1952年長度增長了10.7倍?！耙赂幌刃蘼贰钡目谔栕屓藗兏嗑劢乖诘缆返慕洕б嫔?，被道路隔斷的生態系統被一再忽視。

“灰色基礎設施”帶來的惡果不言而喻，人們卻對其有著習慣性的依賴。如何解決這一矛盾，“綠色基礎設施（Green infrastructure，GI）”應運而生，但不可能一蹴而就使后者完全取而代之。本文聚焦在如何做好兩者之間的銜接和更替工作（2012）。

1 概念比較

本文中，全球三大“綠色基礎設施”體系分別指美國GI體系，西歐GI體系和加拿大GI體系。三大體系對于綠色基礎設施的概念，明確體現出不同的關注重點。伴隨著綠色基礎設施體系概念的不斷探索，從宏觀上廣度不斷擴大，從微觀上囊括不斷細分。逐步代替原有的灰色基礎設施。

1.1 美國GI系統的概念

美國最早提出“綠色基礎設施”這一概念，1999年，美國保護基金會（the Conservation Fund）和農業部國家森林局（United States Forest Service，USFS）成立了“GI工作小組”（Green Infrastructure Work Group），該小組認為GI是國家自然生命支撐（nation's natural life support system）——由自然區域（水道、濕地、森林、荒漠）、風景區域（綠道、公園）、恢復區域（牧場、農場、被修復的自然區域）組成，概念主要針對綠色基礎設施的區域范疇（2010）。

兩年后，麥克·A.·本尼迪克特、愛德華·T.·麥克馬洪與艾倫（Mark A. Benedict, Will Allen, Ed T. McMahon, 2004）合著的《弗吉尼亞聯邦戰略性保護》（Advancing Strategic Conservation in theCommonwealth of Virginia）中，進一步指出GI并不是各自孤立的空間分布，而是一個由自然區域、公、私保護土地、具保存價值的生產用地和其他開放空間組成的綠色網絡體系。此概念不僅擴大了區域范圍，同時闡述了各區域之間的連接方式，與早期的公園系統類似——從點出發，連點成網。

1.2 西歐GI體系的概念

1.2.1 英國

2005年，英國的簡·赫頓聯合會（Jane Heaton Associates）在《可持續社區綠色基礎設施》》（Green Infrastructure for Sustainable Communities）一文中指出，GI是一種多功能的綠色空間網絡。強調建立土地使用和保護之間的良好結構，恢復已經受損的土地，注意環境的保護。

隨后一年，英國西北綠色基礎設施小組（The North West Green Infrastructure Think-Tank）提出GI是一種自然環境和綠色空間組成的系統。這種系統由自然的、半自然的以及完全人工設計的空間和環境組成，并有實體性或者功能性的連接方式進行連接。

2009年，英國自然環境組織（Natural England）編寫了《綠色基礎設施導則》（Green Infrastructure Guidance），該導則進一步明確了綠色基礎設施目標、范圍、定義、發展策略和政策支持，更為全面的定義了綠色建筑設施，并在2012年補充了生物多樣性和設施規劃方法等內容。

1.2.2 德國

德國綠色基礎設施的概念是指自然和半自然地區的戰略性規劃網絡，結合環境特征提供更廣泛的生態服務。它包含了陸地和海洋（海岸）地區的在內的綠地空間。就陸地而言，綠色基礎設施主要存在于農村和城市區域。其中也強調連接性，即綠色空間應當是一個網絡體系。同時強調了綠色與灰色基礎設施銜接的方式和其重要性。

1.3 加拿大GI體系的概念

2001年由賽伯斯亭·莫菲特（Sebastian Moffatt）撰寫的《加拿大城市綠色基礎設施導則》（A Guide to Green Infrastructure for Canadian Municipalities）中強調基礎設施的可持續性以及其生態學內涵，具體指給排水、污染、能源、固體廢棄物和運輸通訊等傳統灰色基礎設施的生態化。其應當具備生態學的一些關鍵性內涵，尤其在經濟性上。

不難看出加拿大GI體系主要集中于工程設施綠色化方面，沈清基在《〈加拿大城市綠色基礎設施導則〉評介及討論》一文中將其10個特征分為4個類型：綠色基礎設施布局、設施與外部（自然）的關系、服務功能的特性、設施本身的靈活性（2005）。

1.4 小結

三大體系的概念都從物理環境、生物生態和社會經濟提到了GI的重要戰略意義。其中物理環境指自然排澇、促進水和空氣質量、緩解噪音與氣候調節。生物生態指和野生動物提供綠色通道、棲息地。社會經濟指體育運動與休閑娛樂、教育與訓練資源、參與社區活動、景觀保護與提升、當地遺產保護、創建鮮明城市形象，連接城鎮與鄉村、能夠鼓勵雇主到優質景觀區投資、景觀生產與管理。

三者不同在于，美國綠色基礎設施的概念從區域入手——自然區域、風景區域和修復區域，再建立各區域之間的網絡結構關系，即中心（hubs）和鏈接（links）廊道組成的天然和人工的綠色網絡。各個區域的重要程度基本相同。西歐的概念晚于美國，英國率先建立結構關系，著重強調各部分的連接方式——提出實體性連接和功能性連接兩種模式，進而細分中心區域包括：保留地、本土風景、生產場地、公園和公共空間、循環土地；連接包括：保護走廊、風景連接。對于區域本身，英國更加強調“修復”的重要性，這與其工業化較早，土地面積狹小，人口密度遠高于美國，大量土地過度開發密切相關。德國的概念與英國大致相同，但其將綠色基礎設施的區域范圍首次拓展到海洋的范疇，并且開始具體到灰色基礎設施被綠色基礎設施替代的過程和重要性。加拿大綠色基礎設施體系的概念，直接關注細部，其針對的尺度大為縮小，不在國家或者區域這樣的宏觀層面，進入了社區和建筑這樣的微觀層面，充分考慮其工程性和經濟性，并與灰色基礎設施逐一對應。

2 三大體系發展的關鍵性節點和典型城市

美國體系和歐洲體系起步較早，1850年F. L. 奧姆斯特德（Frederick Law Olmsted）提出公園系統開始，英國利物浦伯肯海德公園（Birkenhead Park）、美國紐約中央公園（Central Park）和波士頓綠寶石項鏈（Emerald Necklace）公園系統就使人們窺見綠色基礎設施的雛形，但此時更多以提供休憩、審美的公共環境，和提高舒適度為目的。此后100年，綠色基礎設施一直維持著以公園和開放空間為代表性要素的初始狀態。直到1960年代，以《寂靜的春天》《增長的極限》為代表的國際社會，對工業化引起的環境污染和生態危機強烈關注，1971年聯合國教科文組織提出了“人與生物圈計劃”，將“人類聚居地的生態綜合研究”列為研究重點。隨后該計劃于1984年提出生態基礎設施（Ecological Infrastructure，EI），標志著綠色基礎設施的發展階段。美國和西歐在發展階段貢獻卓越，在全球會議中起到了領軍的作用。加拿大在這兩個階段僅在綠帶方面有少量參與。

隨后，綠色基礎設施體系得到了快速發展，涵蓋了水文、生態、市政、環境、景觀、城市設計等多項學科。通過對其發展中的關鍵性節點，以及相應的典型性城市總結分析，將其歸納為工程設施綠色化、生態保護視角和人居環境視角等3個發展方向。

2.1 美國體系發展和代表城市

美國GI體系發展均衡，工程設施綠色化、生態保護視角和人居環境視角3個方面均有涉獵（表1）。

從工程設施綠色化來看，BMPs主要技術包括雨水塘、雨水濕地和滲透池等。BMPs經過一段時間的實踐，因其僅著力于末端處理，且存在投入大、效率低等缺點（顏文濤 等，2012），馬里蘭州王子郡環境署提出了低影響開發（LID），試圖從源頭上解決城市開發與建設對水環境的負面影響。此法對高頻次，小降雨量效果顯著，但對流域大暴雨控制力卻非常局限。除了雨洪管理，河流生態工程提出者馬蒂亞斯·科道夫（G. Mathias Kondolf）教授認為改善河流的橫縱向連通性，使河流上下游、左右岸聯通是激活河流社會連通性的關鍵。理查德·福曼（Richard T.T. Forman）教授在北卡羅納州里大學（North Carolina State University）發表“道路生態學——我們大地上的巨作”，指出路網的快速發展是其他人類工程無法比擬的。道路生態是對生物種群、地理地貌、產生污染等因素的綜合考慮（宗躍光 等，2003）。

從生物保護視角來看，1990年，查爾斯·利特爾（Charles Little）在《美國的綠色通道》一書中對16個綠色通道工程進行了總結，并在佛羅里達南部地區對破碎景觀、變干濕地進行了修復（李昌浩，朱曉東，2007）。生態廊道和環境廊道是對綠色通道的一種細化，美國威斯康星州東南區環境廊道（Southeastern Wisconsin Environment Corridors）規劃中，規定了主次級生態廊道和獨立生態資源區的面積和長、寬等基本數據（李開然，2010）。

從人居環境視角，馬里蘭州精明增長法案的提出控制了城市的蔓延，包括了保護農地、保護環境、繁榮經濟和提高生活質量4個目的。

2.2 西歐GI體系的發展史

從工程設施綠色化來看，英國的可持續排水系統（Sustainable Urban Drainage System，SUDS）是在BMPs基礎上形成并發展起來的，主要針對傳統的排水問題，包括水質、洪澇、水資源和生態棲息地等部分，主要還是針對“排”的全過程，從源頭、傳輸到末端處理的鏈條。SUDS對普通降雨和暴雨效果都比較顯著，但對潮濕冬季的極端氣候卻無能為力，比如英國坎布里亞郡（Cumbria）發生的風暴性降雨，大量雨水從郊區回灌城中，在城中形成洪澇。

從生物保護視角，生態網絡是荷蘭針對其大型保護區缺乏但小型保護區密集的特點，采取了“碎片（defragment）重整”措施，通過植被、水系廊道（corridor）、生態隧道（tunnels）和管道將破碎化生境連接起來。生態基礎設施方面，塞爾門（Selm）從生物棲息地網絡出發研究景觀的連續性是最早對生態基礎設施的研究，隨后荷蘭農業、自然管理和漁業部門提出了EI的兩個思路：地方尺度作為設計工具，區域尺度作為戰略性生態聯系（劉海龍，2009）。綠帶規劃則通過其強有力的政策保證綠帶的永久性，并保持著從政策建立以來持久的增長性，同時促進了城市更新和投資引導在空間上的分布，但由于法案固化導致的交通距離和成本增加、農業開發區域不足、城區土地供應進展等問題，會導致城市的合理發展受阻（賈俊，高晶，2005；Turner T，1995）（表2）。

2.3 加拿大GI體系的發展史

從工程設施綠色化來看，南茜·夏普斯（Nancy Schepers）在加拿大防止污染圓桌會議（Canadian Pollution Prevention Roundtable）中指出，基礎設施可持續是實現城市可持續發展的重要保障，其原則是系統、高效、公正、公眾參與以及實踐。

從生物保護視角，加拿大渥太華（Ottawa）建設的綠色通道位于五大湖平原上，占地200km2，長40km，平均寬度4km，多倫多（Toronto）的綠色通道占地面積10000km2，長200km。兩者都保障了綠色通道的足夠面積和長寬尺度（李開然，2010）（表3）。

2.4 小結

對比可知，美國系統和西歐系統最初的切入點都是雨洪系統，顯而易見，雨洪是困擾人們最直接的問題。美國切入綠色基礎設施體系的方式最初比較單一，后來逐漸形成系統蓄、控、排體系；英國通過借鑒美國的經驗，初始就形成了從源頭開始直至末端的調控方式，但由于其本身的氣候特殊性，可持續排水系統還是具有一定局限性，隨后工程設施綠色化開始拓展到河道、綠廊、建筑、空氣等領域。

從代表城市來看，美國體系中，“馬里蘭模式”是由大尺度保護規劃發展而來，形成“中心-聯接的自然系統”，這種網絡狀的綠色基礎設施維持了自然生態過程?！拔餮艌D模式”關注從區域尺度到城市尺度，組成一個由開放空間、低影響交通、水、生物棲息地交織的綠色基礎設施?！安ㄌ靥m模式”最為徹底——通過棲息地恢復、水資源利用、能源利用和場所營造四大策略，在保持經濟活力的情況下將試點街區營造成“未開發狀態”。

西歐體系中，“倫敦模式”以全方位修復為主，城市東部綠網（East London Green Grid）建立的綠色網絡將城市中心、工作區、居住區、交通節點連接起來，達到增加綠地和開放空間的目的（吳曉敏，2014）。其中哈羅德是《倫敦大規劃》（Greater London Plan）中的一部分，用于分散主城區人口和就業壓力（黃小金，劉欣，2010）。斯圖加特為戰后重建的工業城市，噪聲和空氣污染是其綠色基礎設施建造的關注重點，采取汽車分區限速、綠帶連接城市主要廣場公園，發動全民力量，提高公民生態意識，與市民企業家密切合作，建設住區花園、屋頂花園等（宋永昌，2005）?！昂商m模式”中，南部的賽蘭德（Zeeland）長條形組團反映了荷蘭獨有的圍海造田的線狀景觀，但其在建造方面過度追求文化形式美感，不能滿足身體和感官的流動性和介入式感受（孫麗，葉佳，2016）。

表1 美國GI體系發展

表2 西歐GI體系的發展

表3 加拿大GI體系的發展

加拿大體系中，“多倫多模式”通過政府層面的逐個制定“綠色屋面”“良好建筑合作伙伴”“能源改進”等項目，自上而下推動了多倫多綠色基礎設施的發展。

3 三大體系對我國綠色基礎設施的啟示

3.1 多尺度關注綠色基礎設施

對綠色基礎設施的關注，不能停留在單一的尺度，要從國際到全國，從區域到城市，從社區到建筑。三大系統的概念涵蓋都是多尺度的，而國內由于地方保護主義和各個城市權力、經濟、地方政策的不平等發展，導致我國的綠色基礎設施停留在城市的尺度，致使很多綠色基礎設施功能相對局限，忽略了需要多尺度配合的因素，比如地理地質、水文條件、物種遷徙等問題，導致部分生態廊道因人為原因中斷，不能形成系統。雖然優于灰色基礎設施，卻不能充分發揮綠色基礎設施的全部功效。

3.2 多方位參與政策制定

我國的政策制定，主要通過政府主導，形成制約有效的決策機構。除了全國范圍的提倡，還針對省、市的地方特色而制定了相應的政策。但是參與層面比較單一，始終自上而下，并未如美國馬里蘭地區將其良好的政策反哺全國乃至全球。我國綠色基礎設施的全民參與意識也較為薄弱，處于一種被動接受的狀態，而三大體系則把民眾參與置于至關重要的位置。例如，波特蘭的可持續街區規劃就是依靠逐個社區內部的“水平衡”來達到整體街區“水資源未開發狀態”，德國也是通過單體房屋的綠色、藍色屋頂改造來達到蓄水、用水，并最終調節微氣候等目的。在政策制定上，不僅有自上而下的統籌，也融入了大量自下而上的反饋。政策制定來自政府、民眾、專業人士、開放公司等多角度的參與。

3.3 利益博弈中的經濟效益

我國綠色基礎設施目前基本是政府主導投資，因為綠色基礎設施難以給開放商帶來直接的經濟收益，且前期投入規模大，周期長，導致民眾資本望而卻步。三大體系對經濟形勢分析非常詳細，精確計算投資回報比，前期由政府出資進行實踐檢驗，將良好的收益展示給投資方，吸引多元化的投資，同時輔以政策鼓勵和資金獎勵等。

3.4 灰綠基礎設施之間的過渡

以灰色基礎設施為基礎，強調生態工程技術為指導，在灰色基礎設施的供排水能源等領域融入綠色自然的工程處理手法，基礎設施充分發揮其服務功能的同時，又能創造良好的生態景觀效應。

3.5 強調介入式體驗

介入式體驗是需要在設計和規劃中著重考慮的，但大多數城市因為過度關注綠色建筑代表的城市形象和國家文化，使其更多強調俯視效果，忽略了民眾感受。如何提高綠色基礎設施的可游玩性，增加民眾積極參與其中的同時，增加該地區的知名度，帶動地區就業和環境地價等，是綠色基礎設施設計的重點。我國目前處于綠色基礎設施建設早期，很容易陷入這樣的誤區，應適時聽取民眾意見并進行相應調整。

4 總結

我國的綠色基礎設施建設起步較晚，但是發展迅速。從三大體系的概念和框架體系以及代表城市入手分析，可在理論和實踐上得到借鑒，彌補現存的問題，也為下一步灰綠設施進一步更替提供參考。但是，我國地形地貌復雜，幅員遼闊，更多時候也需要因地制宜，充分考慮當地情況。如果地方政策切實有效，應采取措施及時普及和傳播，以科學、系統、經濟、舒適地完成綠色基礎設施對灰色基礎設施的取代。