宋達(dá)，周鑫腹，孫昌盛

（桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院）

1 引言

2018 年3 月，中共中央印發(fā)的《深化黨和國家機(jī)構(gòu)改革方案》指出“建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)。必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理”。生態(tài)建設(shè)已經(jīng)受到全國的廣泛重視并落實(shí)到城市的建設(shè)發(fā)展過程中。城市中的山體是生態(tài)物種的最佳棲息地，但現(xiàn)狀的城市建設(shè)對于山體空間的退讓沒有科學(xué)的依據(jù)和方法，這加深了城市發(fā)展與山體生態(tài)保護(hù)之間的矛盾，因此需要充分保護(hù)并發(fā)揮城市山體生態(tài)效益，為城市高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)的生態(tài)空間保障。

在城市山體緩沖區(qū)的規(guī)?？刂品矫?，林俊強(qiáng)將城市山體及山體周邊的公益林或開敞綠地作為山體緩沖區(qū)的規(guī)模大小[1]。這類方式雖然具有較強(qiáng)的實(shí)用性，但是由于公益林或開敞綠地范圍變化程度高，因此這類方式不具有科學(xué)性。易沙雖然提出山體自然保護(hù)界線的劃分方法，但是仍然停留在對山體本體的保護(hù)，并沒有涉及山體緩沖區(qū)的范圍認(rèn)知[2]。黃敬軍對山體及山體的重要程度進(jìn)行分析，提出保護(hù)等級確定路徑，但并未提出山體緩沖區(qū)的具體范圍[3]。李政霖提出中心城區(qū)山體分為三級，分別對應(yīng)建筑后退山體至少10m、8m、5m 的要求[4]。周星宇[5]提出山體保育線和山體協(xié)調(diào)線，并確定生境閾值寬度：中小型山體外擴(kuò)30m；大型山體外擴(kuò)100m；山體連綿帶外擴(kuò)200m。丁蘭基以山體高程超過100m、未超過100m為準(zhǔn)，分別向外擴(kuò)100m～150m、100m[6]。景阿馨從生態(tài)資源保護(hù)角度建議以山腳線為基準(zhǔn)，向外擴(kuò)50m范圍作為山體緩沖區(qū)劃定依據(jù)[7]。以上學(xué)者雖然均給出具體的山體緩沖區(qū)數(shù)值，但是這類具體數(shù)值范圍確定的主觀隨意性強(qiáng)，并且對于山體的規(guī)模變化敏感度不高，考慮不夠精確。

在城市山體緩沖區(qū)的建設(shè)策略方面，對城市建設(shè)高度進(jìn)行控制的方法中，賴曉雪等運(yùn)用分區(qū)控制法和視廊控制法兩種方法[8]。黃明華綜合運(yùn)用視覺分析法和因子分析法[9]。王曉薇則運(yùn)用眺望控制法[10]。而鈕心毅則對山體背景景觀提出顯露要求[11]。丁蘭對城市山體緩沖區(qū)城市建構(gòu)筑物的高度、形態(tài)、色彩以及開敞度均提出了管控要求，并針對特別的“水邊山”、“城中山”、“林中山”分別控制濱水綠地、建筑天際線、生態(tài)廊道等[6]。李政霖面對市域山體提出分為核心區(qū)、緩沖區(qū)、協(xié)調(diào)區(qū)，并分別給出保護(hù)山體、保護(hù)生境寬度、開發(fā)建設(shè)需保護(hù)山體輪廓線，控制建筑體量、密度、色彩、造型等[4]。劉慧將山體景觀面分為四類，分別采取禁止建設(shè)活動(dòng)；建設(shè)少量游步道；規(guī)劃森林休憩區(qū)；控制建筑高度、形態(tài)、色彩等措施[12]。王南希提出需要控制山體周邊建筑高度、密度、形式、視線通廊，以及增加小型、更多功能的綠色斑塊建設(shè)[13]。前人的研究中多是對建筑的高度、密度、形態(tài)、體量進(jìn)行控制，以滿足視線通廊、山體的開敞度、山體輪廓線的保護(hù)，更進(jìn)一步，也有進(jìn)行建筑天際線、生態(tài)廊道和空間功能的豐富的建設(shè)，但是均沒有綜合協(xié)調(diào)這些特點(diǎn)，在各類研究中，或多或少的有所遺漏。

2 基地概況

桂林市位于南嶺山系西南部，廣西壯族自治區(qū)東北部，地處東經(jīng)109°36′50″——111°29′30″，北緯24°15′23″——26°23′30″。桂林市山體屬于喀斯特山貌，其形態(tài)多為孤峰、峰叢、峰林等，因此能夠更加清晰的呈現(xiàn)出城市與山體之間的關(guān)系。

研究的基地范圍為桂林市中心城區(qū)，主要由七星區(qū)、象山區(qū)、疊彩區(qū)、秀峰區(qū)組成，基地范圍內(nèi)，山體多被城市建設(shè)物所包圍，且形態(tài)多為孤峰，更易顯現(xiàn)出城市山體與城市建設(shè)之間的矛盾關(guān)系。而本次研究主要選取桂林市中心城區(qū)內(nèi)15 座山體為參照點(diǎn)，分別是南溪山、穿山、普陀山、老人山、西山、疊彩山、斗雞山、鐵封山、月牙山、國家山、龍頭山、騎馬山、飛鳳山、大頭山、銅鼓山等。

在桂林市城市規(guī)劃管理規(guī)定中，有對30 余座城市山體的退讓標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。將山體分為一、二、三級保護(hù)山體及其他山體四類，分別給定建筑退讓20m、15m、10m、10m 的規(guī)定[14]。退讓標(biāo)準(zhǔn)并沒有科學(xué)依據(jù)，擬定的比較主觀隨意，同時(shí)，對于山體周邊的建構(gòu)筑物，僅僅只有高度的控制，并且缺乏對山體緩沖空間的分類分級，造成城市建設(shè)與自然山體之間的隔離情況嚴(yán)重。

3 控制方法

3.1 基礎(chǔ)概念及理論

城市山體緩沖區(qū)，指城市建設(shè)用地范圍內(nèi)的山體周邊能對山體造成影響或受山體影響的空間區(qū)域，是城市與城市自然山體之間的銜接區(qū)域，該區(qū)域因城市開發(fā)建設(shè)活動(dòng)的不同而呈現(xiàn)不同特征?？刂聘纳茖υ搮^(qū)域的城市建設(shè)活動(dòng)，為城市山體及其物種群落的保護(hù)提供空間保障基礎(chǔ)，并能夠改善城市環(huán)境，提高城市的人居品質(zhì)。

本研究以人類休閑居住環(huán)境中的公園、別墅、普通小區(qū)的綠地率常見標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，推演城市山體的緩沖區(qū)規(guī)模大小。其中公園的綠地率為100%，別墅區(qū)綠地率不低于50%，普通小區(qū)的綠地率不低于30%。該類指標(biāo)已被廣泛運(yùn)用到城市建設(shè)領(lǐng)域，為大眾接受認(rèn)可，因此作為本項(xiàng)研究的參照標(biāo)準(zhǔn)。

城市是人工建造環(huán)境，城市山體是自然環(huán)境，按照城市生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)，在兩類群落系統(tǒng)的交界處會(huì)催生出一類空間，并在該空間內(nèi)產(chǎn)生邊緣效應(yīng)，因此需要對此類效應(yīng)進(jìn)行保護(hù)和利用，提高空間品質(zhì)，改善城市建設(shè)與對自然環(huán)境破壞的矛盾現(xiàn)狀，促進(jìn)人與自然的和諧共存，減少城市衛(wèi)生、環(huán)境等問題的滋生。

3.2 規(guī)?？刂坡窂?/h3>

常規(guī)計(jì)算山體林地面積多是計(jì)算垂直投影的面積，即山體林地的圖斑面積[15]。在城市中，綠地率的計(jì)算統(tǒng)計(jì)通常以二維平面面積為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而城市山體相對于簡單的二維綠地平面來說，是三維立體的自然物種承載體，由于其高度和規(guī)模龐大，具有不容忽視的實(shí)際承載面積[16]。因此本研究以綠地覆蓋面為基礎(chǔ)，改變傳統(tǒng)簡單的山體占地面積為綠地面積，以山體實(shí)際三維立體所承載的綠地面積統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行二維面積的折算，以此得到城市山體相對于二維平面綠地等同的空間規(guī)模大小，即作為山體的緩沖區(qū)大小，按照人類休閑居住環(huán)境的綠化常見標(biāo)準(zhǔn)，對山體緩沖區(qū)進(jìn)行分級（見表1）。

表1 城市山體緩沖區(qū)分級表

基于采集的城市DEM 圖，對應(yīng)城市衛(wèi)星圖，確定城市山體的位置，運(yùn)用GIS軟件，對相應(yīng)的山體進(jìn)行山體占地面積、山體周長、山體坡度、山體表面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。由于山體規(guī)模龐大，山體表面積折算到二維平面面積時(shí)，會(huì)沿著山體呈現(xiàn)帶狀環(huán)繞空間帶，而城市山體緩沖區(qū)的面積是由山體表面積與山體占地面積相減的結(jié)果，并且可以簡單的看作山體周長與退讓山體本體線的距離之間的乘積。因此可以得到如下的計(jì)算公式：

式中：D表示相對應(yīng)緩沖區(qū)邊界退讓山腳線距離，m；S2表示山體表面積，m2；S1表示山體占地面積，m2；C表示山體的周長，m；g表示相對應(yīng)的綠地率標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 建設(shè)控制原則

山體本體應(yīng)禁止進(jìn)行人類開發(fā)建設(shè)活動(dòng)，并針對破損山體應(yīng)該提出相應(yīng)的修復(fù)策略，以恢復(fù)山體的完整性。一級緩沖區(qū)與山體本體貼近，作為山體保護(hù)的底線緩沖帶，應(yīng)盡可能減少人為建設(shè)活動(dòng)，以保護(hù)山體的完整性。二級緩沖區(qū)，與山體間隔一級緩沖區(qū)寬度，可進(jìn)行適量的城市建設(shè)活動(dòng)，需保護(hù)及發(fā)揮出大部分的山體環(huán)境效益，如山體景觀、色彩、形態(tài)等。三級緩沖區(qū)，與山體間隔一級、二級緩沖區(qū)寬度，山體環(huán)境效益影響比較小，應(yīng)保護(hù)并凸顯山體的常見環(huán)境效益，如山體輪廓線，山體空間開敞度等（見圖1）。

圖1 技術(shù)路線圖

4 緩沖區(qū)規(guī)?？刂萍敖ㄔO(shè)

4.1 數(shù)據(jù)獲取及整理

本研究所包含的數(shù)據(jù)有桂林市Land‐sat8 OLI_TIRS 衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品，以及GDEMDEM 30M 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)，均來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺，為2018年數(shù)據(jù)。

本研究選擇桂林市中心城區(qū)內(nèi)15 座山體的緩沖區(qū)作為研究對象，分別是南溪山、穿山、普陀山、老人山、西山、疊彩山、斗雞山、鐵封山、月牙山、國家山、龍頭山、騎馬山、飛鳳山、大頭山、銅鼓山等（見圖2）?；贏rcGIS10.4軟件平臺，在桂林市Landsat8 OLI_TIRS 衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品中，選擇波段4、波段3、波段2 組合而成的自然真彩色，用目視解譯的方式確定山體的位置，并在桂林市GDEMDEM 30M 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)中標(biāo)識出來，山體本體的確定是按照桂林市數(shù)字高程地圖所確定。

圖2 桂林市中心城區(qū)山體位置標(biāo)識圖

利用ArcGIS10.4軟件平臺，以桂林市DEM 圖為數(shù)據(jù)，生成TIN 格式的數(shù)據(jù)集，通過“表面坡度”及“面體積”分析工具，計(jì)算得到所研究山體的表面積，再根據(jù)所確定的山體本體，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出所研究山體的占地面積和山體周長。

從選取主要的城市山體位置標(biāo)識圖（見圖2）中可以看出，西山、飛鳳山、老人山、鐵封山、疊彩山城市靠北，相互之間互為鄰里關(guān)系.月牙山、普陀山處于城市中部位置，并相互接壤。騎馬山處于城市東部位置，并僅有一座山體。龍頭山、大頭山、南溪山、斗雞山、穿山、國家山處于城市南部，并互為鄰里關(guān)系，其中穿山單獨(dú)在河流一側(cè)，國家山處于城市最南部，相對而言距離群山較遠(yuǎn)。

4.2 數(shù)據(jù)運(yùn)算及結(jié)果

由于在日常山體保護(hù)線的劃定工作中，參照的山體本體是按照植被覆蓋范圍來確定，但是由于人類活動(dòng)區(qū)域的擴(kuò)大，植被范圍很容易逐漸縮小，因此容易造成山體本體的判斷失誤，從而導(dǎo)致實(shí)施保護(hù)措施后的結(jié)果不容樂觀。對此，本研究按照地形現(xiàn)狀，重新劃定山體本體線（見圖3）。通過與植被覆蓋范圍進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的城市山體的地形本體線均要比植被覆蓋范圍要大，因此以地形為基礎(chǔ)確定山體本體是一項(xiàng)提高規(guī)劃工作中對山體保護(hù)效率的有力舉措。

圖3 桂林市中心城區(qū)山體修訂圖

通過對山體本體的確定，發(fā)現(xiàn)桂林市的城市建設(shè)已經(jīng)部分侵占山體范圍（見圖4）。在所選取的15 座山體中，有12 座山體空間有明顯被城市建設(shè)所侵蝕的現(xiàn)象，包括城市北部的西山、飛鳳山、老人山、鐵封山、疊彩山五座山體，城市中部的普陀山、月牙山兩座山體，城市東部的騎馬山，以及城市南部的龍頭山、大頭山、南溪山、國家山等。雖然桂林市有城市建設(shè)退讓山體標(biāo)準(zhǔn)，但是，僅退讓明顯的植被覆蓋山體區(qū)域，忽視了已經(jīng)被侵占的，沒有植被覆蓋的山體本體，因此山體保護(hù)措施有著技術(shù)上的漏洞。

圖4 桂林市中心城區(qū)侵占山體示意圖

通過帶入運(yùn)算公式，得到山體的三級緩沖區(qū)范圍（見表2、圖5）。通過運(yùn)算的結(jié)果，每座山體都有相應(yīng)的三級緩沖區(qū)范圍標(biāo)準(zhǔn)，并且可以得出城市山體的一級緩沖區(qū)更加靠近山體，從幾米到十幾米不等，山體與山體之間的一級緩沖區(qū)均不相互干擾，僅有月牙山和普陀山一級緩沖區(qū)部分相互融合。城市山體的二級緩沖區(qū)按照綠地率50%進(jìn)行推算，得到的數(shù)值范圍相對一級緩沖區(qū)較大，部分山體的二級緩沖區(qū)出現(xiàn)融合現(xiàn)象，具體包括飛鳳山、老人山、西山的二級緩沖區(qū)融合一片。鐵封山和疊彩山、月牙山和普陀山等均出現(xiàn)二級緩沖區(qū)的融合，龍頭山、大頭山、南溪山、銅鼓山也出現(xiàn)二級緩沖區(qū)的融合。城市山體的三級緩沖區(qū)是以綠地率30%進(jìn)行推算的，范圍比起一級、二級緩沖區(qū)更大，因此在城市北部山體的三級緩沖區(qū)均出現(xiàn)融合態(tài)勢。城市中部的兩座山體出現(xiàn)融合，城市南部的龍頭山、大頭山、銅鼓山、南溪山、斗雞山也出現(xiàn)三級緩沖區(qū)的融合。只有距離群山較遠(yuǎn)的穿山、國家山、騎馬山的三級緩沖區(qū)均沒有受到其他山體緩沖區(qū)的影響。

圖5 桂林市中心城區(qū)山體三級緩沖區(qū)示意圖

表2 桂林市中心城區(qū)山體三級緩沖區(qū)統(tǒng)計(jì)計(jì)算表

綜上分析發(fā)現(xiàn)，桂林市城市山體周邊的城市建設(shè)已經(jīng)對山體造成了破壞，具體體現(xiàn)在。

①城市建設(shè)已經(jīng)侵占了山體本體的范圍；

②桂林市對城市山體的保護(hù)并沒有緩沖分級指導(dǎo)，山體保護(hù)區(qū)域與城市高密度建設(shè)相接，造成城市山體物種的高強(qiáng)度隔離，沒有提供相鄰山體物種之間的交流空間，加速山體物種的滅亡；

③沒有提供人與自然交流的空間，山體自然生態(tài)沒有更好的滲透到城市空間當(dāng)中，降低山體效益的價(jià)值發(fā)揮和人類生活品質(zhì)。

4.3 生態(tài)空間建設(shè)策略

針對桂林市城市山體周邊建設(shè)的現(xiàn)狀問題，提出解決的措施和建議（見表3）。

表3 城市山體生態(tài)空間建設(shè)策略表

4.3.1 按照坡度現(xiàn)狀，重新劃定山體本體線，拆除侵占山體的城市建構(gòu)筑物，并在范圍內(nèi)種植山體植被

本研究根據(jù)坡度地形確定山體本體，對于現(xiàn)狀的城市建設(shè)已經(jīng)侵占山體本身的部分，對城市建構(gòu)筑物實(shí)施拆除措施，按照常用山體修復(fù)的方式，包括土壤修復(fù)、植被修復(fù)、邊坡修復(fù)等[17]，修復(fù)破損山體，其中選擇該區(qū)域的適生植物，重建山體植被群落。

4.3.2 將桂林市城市山體周邊的空間劃定三級緩沖區(qū)，并提出每級緩沖區(qū)的建設(shè)改造策略

按照上述計(jì)算路徑，將桂林市城市山體周邊空間劃定為三類級別的緩沖區(qū)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，一級緩沖區(qū)寬度較小，空間形態(tài)呈環(huán)繞山體狹長帶狀，適宜作為山體物種群落蔓延空間帶。建筑退讓山體本體界線空間，建議不進(jìn)行任何城市建設(shè)活動(dòng)，并種植區(qū)域適生植物，將該緩沖空間打造成景觀綠帶。

根據(jù)建設(shè)控制原則，在二級緩沖區(qū)內(nèi)可進(jìn)行適量的城市建設(shè)活動(dòng)，其建設(shè)容積率可以參照常見的別墅區(qū)建設(shè)容積率指標(biāo)。同時(shí)，組合運(yùn)用分區(qū)控制法和視廊控制法對建筑的高度及布局進(jìn)行控制，滿足山體高度1/3 以上部分的凸顯，并保證山體主要景觀面的開敞度。為協(xié)調(diào)整個(gè)空間環(huán)境以山體為主導(dǎo)的生態(tài)氛圍，建議對建筑的形態(tài)及色彩進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)人工建設(shè)物與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

三級緩沖區(qū)空間規(guī)模比較大，距離山體本體最遠(yuǎn)，按照建設(shè)控制原則，只需要能夠凸顯山體重要景觀即可。因此，以山體三級緩沖區(qū)邊緣線為界，以山體主要景觀面為目標(biāo)對象，對三級緩沖區(qū)空間內(nèi)的人工建設(shè)物進(jìn)行整體控制協(xié)調(diào)，滿足山體高度2/3 以上部分凸顯，并保證山體輪廓線的完整度。以二級緩沖區(qū)內(nèi)預(yù)留出的山體主要景觀面的開敞空間為基礎(chǔ)，在山體三級緩沖區(qū)內(nèi)控制建設(shè)布局，銜接二級緩沖區(qū)內(nèi)的開敞空間，并建議在三級緩沖區(qū)內(nèi)，建設(shè)中小型、多功能的綠色斑塊，與山體呼應(yīng)，形成“點(diǎn)——線——面”的綠色生態(tài)系統(tǒng)。

5 結(jié)論與展望

通過對前人的研究成果查閱發(fā)現(xiàn)，對山體緩沖區(qū)雖然有多種方法確定其等級和規(guī)模，但是在山體緩沖區(qū)規(guī)模的具體數(shù)值確定這一方面，更多的是個(gè)人主觀的確定，隨意性比較強(qiáng)。針對這一不足，本研究以人居舒適度綠地率指標(biāo)為基礎(chǔ)，以山體三維立體綠化覆蓋面折算為二維平面面積，得到山體緩沖區(qū)的具體范圍大小。

在對桂林市的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，桂林市的城市建設(shè)與山體之間的關(guān)系存在三個(gè)方面問題：

①城市建設(shè)侵蝕山體本體空間；

②山體保護(hù)緩沖區(qū)沒有分級意識；

③城市與山體之間的交流空間不足。

針對桂林市出現(xiàn)的現(xiàn)狀問題，以山體三類級別緩沖區(qū)空間為載體，分別對每級緩沖區(qū)提出建設(shè)改造策略，充分發(fā)揮城市山體的生態(tài)環(huán)境效益，促進(jìn)城市建設(shè)與自然生態(tài)間的和諧共生。

由于本次研究所采集的數(shù)據(jù)不夠精密，對于個(gè)別小型山體無法準(zhǔn)確利用軟件平臺統(tǒng)計(jì)出其山體表面積、周長、占地面積等，這是本次研究的不足之處。進(jìn)一步的研究將更加精密的采集所需的桂林市所有城市山體數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，同時(shí)，也將建設(shè)控制策略更進(jìn)一步的深化研究。