陳昱星，徐曉慧，葉 菁，鄭郁善，陳凌艷

（福建農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院，福建 福州 350002）

受全球氣候變化的影響，各地自然災(zāi)害和極端天氣事件頻發(fā)，人類生存及社會發(fā)展受到嚴峻挑戰(zhàn)。氣候變化引發(fā)的生態(tài)風(fēng)險也成為了重要研究內(nèi)容，其中風(fēng)險評估影響程度更是研究基礎(chǔ)[1]。在氣候變化與我國城鎮(zhèn)化進程的雙重影響下，自然環(huán)境變化和社會經(jīng)濟活動導(dǎo)致景觀格局發(fā)生快速的變化，從而引發(fā)諸多景觀生態(tài)風(fēng)險[2]。在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，學(xué)者們開始探究氣候變化下新型城市管理和營建，以應(yīng)對景觀生態(tài)風(fēng)險的影響加劇。研究表明，構(gòu)建完整的綠色基礎(chǔ)設(shè)施體系成為應(yīng)對景觀生態(tài)風(fēng)險的有效措施[3]。綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure,GI）指在空間上，一個由各類自然區(qū)域及開敞空間共同組成的相互連通的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，包括森林、農(nóng)田、生物棲息地、濕地等自然區(qū)域及其他具潛在生態(tài)開敞空間，其為城鎮(zhèn)及居民提供可持續(xù)的生態(tài)服務(wù)功能[4,5]。其以景觀生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，人居環(huán)境、生態(tài)保護和綠色技術(shù)為脈絡(luò)，既保護動植物的生態(tài)棲息地，又增加景觀斑塊的連通性，起到保護生物多樣性、維護生態(tài)過程完整性的作用。

面對景觀生態(tài)風(fēng)險，各地區(qū)迫切需要識別高風(fēng)險區(qū)域，以在風(fēng)險來臨前采取適應(yīng)性策略、制定修復(fù)整治和韌性提升的管理措施。構(gòu)建綠色基礎(chǔ)設(shè)施體系可以為相關(guān)區(qū)域提供所需生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以減少生態(tài)災(zāi)害的損害，并降低生態(tài)風(fēng)險的影響。因此，針對生態(tài)脆弱的區(qū)域，構(gòu)建具有修復(fù)韌性和適應(yīng)多尺度多層次的綠色基礎(chǔ)設(shè)施格局至關(guān)重要。本文將總結(jié)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)研究，對景觀生態(tài)風(fēng)險概念類型與研究方法進行梳理，并從景觀生態(tài)風(fēng)險視角對綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究進展進行總結(jié)。

1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究進展

1.1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的理論發(fā)展

近年來，隨著國內(nèi)外學(xué)者的深入研究，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)理論也得到擴充。例如裴丹等總結(jié)了國內(nèi)外綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建方法的研究進展[6]；劉濱誼等總結(jié)出綠色基礎(chǔ)設(shè)施在場地、城市及鄉(xiāng)村人居環(huán)境3 類尺度空間下的內(nèi)容，并提煉其生態(tài)服務(wù)功能作用[7]；Rieke 等探討如何通過生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)評估綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)[8]。隨著綠色基礎(chǔ)設(shè)施不同方向上的深入研究，欒博等總結(jié)人居環(huán)境視角、生態(tài)保護視角和綠色技術(shù)視角3 大發(fā)展脈絡(luò)，梳理在多重領(lǐng)域的綠色基礎(chǔ)設(shè)施國際研究進展[4]；賈行飛等梳理我國綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究的三個發(fā)展時期[5]；王永衡等使用CiteSpace 軟件對綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域研究現(xiàn)狀以及聚焦的熱點話題進行總結(jié)[9]；Seddon 等提出基于自然的解決方法，利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃應(yīng)對氣候變化和其他生態(tài)風(fēng)險挑戰(zhàn)[10]。

1.2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施的功能

隨著技術(shù)的革新和學(xué)科的交融，近年來關(guān)于綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究逐漸拓展出不同的功能方向[4,11]，可分為生態(tài)功能和社會功能，總結(jié)主要有以下幾種層面（如表1）：

表1 GI 功能類別及具體表現(xiàn)Table 1 Functional categories and specific performance of GI

2 景觀生態(tài)風(fēng)險的研究進展

2.1 景觀生態(tài)風(fēng)險的理論發(fā)展

20 世紀90 年代至今，風(fēng)險研究內(nèi)容從生物毒性和人體健康方向逐步向生態(tài)風(fēng)險方向拓展，尺度也向區(qū)域尺度轉(zhuǎn)變，多應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)的方法在景觀格局與生態(tài)空間上進行研究[12]。作為區(qū)域尺度生態(tài)風(fēng)險的延續(xù)，景觀生態(tài)風(fēng)險指在自然或人為因素影響下景觀格局與生態(tài)過程相互作用而可能產(chǎn)生的不利后果，可以看作基于空間格局的區(qū)域生態(tài)風(fēng)險，其評價更關(guān)注在空間和時間上的分異特征與特定景觀格局下多源生態(tài)風(fēng)險的綜合表達及其可視化[13]。

從景觀生態(tài)風(fēng)險源的來源，可將具體的景觀生態(tài)風(fēng)險分為兩類，由整體景觀格局產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險和由景觀格局變化引起的生態(tài)風(fēng)險，前者風(fēng)險源不明顯或者是幾乎沒有，后者風(fēng)險源則是明確的景觀格局變化[13,14]。景觀生態(tài)風(fēng)險評價的研究區(qū)域主要以風(fēng)險控制區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)以及多人類活動的流域、城市群、行政區(qū)等為主。而近年來海岸帶、濕地、沙漠、農(nóng)牧區(qū)等生態(tài)脆弱區(qū)域由于其自身景觀格局的穩(wěn)定性及恢復(fù)性較弱成為生態(tài)風(fēng)險研究的熱點區(qū)域。

2.2 景觀生態(tài)風(fēng)險評價的研究方法

景觀生態(tài)風(fēng)險評價可大致分為基于風(fēng)險 “源-匯” 評價法與基于景觀格局評價法，風(fēng)險源、風(fēng)險受體、暴露-響應(yīng)過程等評價要素也被納入評價考量[15]。基于風(fēng)險 “源-匯” 評價法是區(qū)域生態(tài)風(fēng)險評價的基礎(chǔ)，需要確定危害該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險源和受體[16]。該評價方法一般使用PSR、RRM、暴露-響應(yīng)等模型探討，并在此基礎(chǔ)上引入景觀格局因子，形成 “識別風(fēng)險源—分析風(fēng)險受體—判斷暴露和危害” 的基本模式[17,18]。該類評價方法能較快識別威脅區(qū)域的風(fēng)險源和風(fēng)險受體，強調(diào)特定的生態(tài)過程，多用于具有明顯生態(tài)風(fēng)險脅迫因子的評價，但研究多為單一時間截取分析，缺乏對整體時序演變的探討。

基于景觀格局評價法在區(qū)域尺度上從景觀結(jié)構(gòu)視角評價景觀生態(tài)風(fēng)險，評價耦合生態(tài)過程與景觀格局，認為景觀生態(tài)風(fēng)險是景觀格局與生態(tài)過程相互作用后的綜合性結(jié)果[19,20]，常使用土地利用/覆蓋變化、景觀損失度等表征[21,22]。該方法能夠在獲取較少數(shù)據(jù)的情況下識別景觀異質(zhì)性所產(chǎn)生的干擾以及生態(tài)系統(tǒng)自身的脆弱程度，是當(dāng)前景觀生態(tài)風(fēng)險評價的主要途徑[23,24]。適用于所有區(qū)域類型的綜合性風(fēng)險評估，但在格局視角下難以表征特定要素對生態(tài)風(fēng)險的影響。

景觀生態(tài)風(fēng)險評價中景觀指數(shù)的計算基本遵循 “風(fēng)險概率×風(fēng)險損失” 的范式，大多通過構(gòu)建基于景觀干擾度與景觀脆弱度的景觀生態(tài)風(fēng)險綜合指數(shù)以刻畫景觀生態(tài)風(fēng)險的時空異質(zhì)性[25]。常采用空間分析法[26]、生境脆弱性[27]或是專家打分法[28]進行評價，這些方法雖在一定程度上反映各景觀類型的特點，但也存在較強的主觀性，將景觀指數(shù)的變化視為社會發(fā)展的結(jié)果，因此許多研究也在評價中加入客觀因子進行修正。

3 景觀生態(tài)風(fēng)險對綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建影響的研究進展

3.1 基于景觀生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施格局方法研究

基于 “基質(zhì)-廊道-斑塊” 的景觀生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由生態(tài)源地、生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點組成，構(gòu)建分為三大步驟：源地識別-廊道確定-節(jié)點設(shè)置。從景觀生態(tài)風(fēng)險視角上在源地識別上采用適宜的生態(tài)環(huán)境因子，可從空間生態(tài)績效[29]、生態(tài)敏感性[30]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[31]等方面進行。也有以景觀時空變化分析作為基礎(chǔ)構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險模型進行評估[32]。朱捷等則考慮到傳統(tǒng)識別方法中較少考慮斑塊空間結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響，采取重要性評價選取適宜因子進行生態(tài)源地綜合識別[33]。

為了探究景觀生態(tài)風(fēng)險的影響，構(gòu)建綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的主要方法也逐步完善，主要采用景觀格局指數(shù)、形態(tài)學(xué)空間格局（MSPA）、電路理論、生境質(zhì)量模型[34]等方法。但此類方法更加注重生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，缺少對生態(tài)功能的考慮。針對生態(tài)功能視角的優(yōu)化，也有相關(guān)研究從空間優(yōu)先級[35]、綜合空間活力與生態(tài)敏感性結(jié)合[36]等視角切入，引入景觀生態(tài)風(fēng)險評價因子，使綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建更具科學(xué)性。

3.2 結(jié)合景觀生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施評價體系研究

基于景觀生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施評價研究可分為兩大類，都在一定程度上引用了景觀生態(tài)風(fēng)險評價的基本模式。一類是針對景觀結(jié)構(gòu)的評價，以景觀生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ)，主要有以要素特征為主的景觀格局指數(shù)評價和以動態(tài)過程為主的景觀格局空間模型評價，以構(gòu)建GIA 模型的景觀格局評價是代表性方法[37]。

另一種是針對生態(tài)效益的評價，可分為生態(tài)視角和社會視角。生態(tài)視角常和生態(tài)適宜性分析結(jié)合，或是從某個生態(tài)資源效益出發(fā)，如雨洪管理效益[38]、緩解氣候變化[39]、緩解城市熱島[40]、解決干旱問題[41]等。另外，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為景觀格局與生態(tài)過程的產(chǎn)物提供人類福祉[42]，由此基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評價也逐漸成為熱點研究[43]。其中，常見為物質(zhì)量評價[44]，也有價值量評價，即用社會經(jīng)濟因素評價生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[45]。社會視角則注重使用者感知體驗，有使用者評價法、視覺質(zhì)量評價、健康指數(shù)評價等[46]，這方面與景觀生態(tài)風(fēng)險的結(jié)合研究相對較少。

由于現(xiàn)實場景中景觀生態(tài)風(fēng)險評價逐漸重視時空演變，較多學(xué)者有意識地在評價體系中引入時間維度，評價該變化對不同尺度環(huán)境下景觀生態(tài)資源的影響[47]。當(dāng)前對于綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)物質(zhì)評價的研究較多，而考慮到生態(tài)風(fēng)險對于自然和社會的多方面影響，對于覆蓋多方面的綜合績效評價，或是針對性區(qū)域生態(tài)綜合指標構(gòu)建的研究仍處于起步階段。

3.3 景觀生態(tài)風(fēng)險在綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建中的應(yīng)用進展

3.3.1 氣候變化下基于生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建

氣候變化對自然生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟系統(tǒng)的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響的威脅，是一種典型的系統(tǒng)性風(fēng)險，具有時空與要素相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性[48]。針對氣候變化影響，相關(guān)研究不應(yīng)局限于普通的景觀生態(tài)風(fēng)險指數(shù)的計算，應(yīng)考慮到實際規(guī)劃應(yīng)用，篩選影響環(huán)境因子和制定對應(yīng)策略。如Ramyar 等[49]采取氣候變化和生態(tài)規(guī)劃的適應(yīng)性策略，以支持應(yīng)對不同景觀生態(tài)風(fēng)險類型，并完善綠色基礎(chǔ)設(shè)施整體規(guī)劃。Jeong 等[50]通過使用空間語法整合氣候脆弱性沿海城市的潛在疏散路線和綠色空間，以建立綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)提升生態(tài)風(fēng)險抵抗性。完善綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建將對地區(qū)應(yīng)對氣候變化影響帶來的一系列生態(tài)災(zāi)害時，提供抵抗和修復(fù)能力。

3.3.2 基于生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施的多情景模擬研究

隨著對土地利用分析的研究深入，將情景模擬應(yīng)用于土地利用變化的研究逐漸成為新熱點，這類研究以土地利用/覆被變化（LUCC）、生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等為主。步驟是基于遙感影像和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，將城市動態(tài)模型和未來模擬場景方案相融合，利用情景模擬模型來預(yù)測綠色基礎(chǔ)設(shè)施格局的時空演變。其常使用模型有：土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（MC）、元胞自動機模型（CA）、系統(tǒng)動力學(xué)模型（SD）、系統(tǒng)動力學(xué)與元胞自動機的集成模型（FLUS）等[51]。在實際研究中注重確立多情景下綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建應(yīng)對景觀生態(tài)風(fēng)險的策略，如Sun等[52]將綠色基礎(chǔ)設(shè)施納入多種保護情景模擬，使用Markov-FLUS 模型評估不同情景下景觀連通性用于制定保護策略。Cao 等[53]提出利用地形、人為威脅、生態(tài)韌性和景觀脆弱性等因素構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險概率表征的綜合指標體系，引入有序加權(quán)平均（OWA）算法實現(xiàn)多場景仿真，提供不同偏好的決策。

3.3.3 功能格局上綠色基礎(chǔ)設(shè)施的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)識別

隨著生態(tài)環(huán)境問題日益顯著，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定量評價研究受到重視，學(xué)者們制定了一些定量評價框架，目前使用最廣泛的是 “驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)模型”（DPSIR）[54]。在功能格局上，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入景觀生態(tài)風(fēng)險評價模型中，既增強評價結(jié)果的生態(tài)意義，避免景觀生態(tài)風(fēng)險評價單純成為景觀指數(shù)的計算堆砌，又提高景觀生態(tài)風(fēng)險評價的準確性和全面性[14]。例如胡云鋒等[55]確定城市景觀生態(tài)服務(wù)價值的測算方法，構(gòu)建城市景觀生態(tài)風(fēng)險評價的基本技術(shù)框架，可在其他城市景觀生態(tài)風(fēng)險的定量評估中推廣。Gong 等[56]采用InVEST 和LER 模型將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和景觀生態(tài)風(fēng)險疊加分析，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)生態(tài)功能區(qū)劃進行適應(yīng)性管理，降低區(qū)域生態(tài)風(fēng)險。

3.3.4 基于生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理措施研究

國內(nèi)外研究大多從雨洪管理作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對景觀生態(tài)風(fēng)險的手段入手[57]，與此同時熱環(huán)境管理也逐漸成為關(guān)注熱點，也有部分研究從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求評估探討綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理策略[58]等。如Chao 等[59]基于雨水管理模型和生命周期成本分析的評估框架，對洪澇區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)進行綜合評估。Shih[60]在熱適應(yīng)研究中考慮各種降低環(huán)境溫度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施的必要性，以提供冷卻效益應(yīng)對極端高溫天氣帶來的風(fēng)險影響。而Xu 等[61]在氣候變化和城市化背景下提出一種模擬未來城市雨洪管理的新框架，提高綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理效率。Teixeira 等[62]為應(yīng)對生態(tài)環(huán)境的負面影響，通過人類與生物層面評估城市生態(tài)新穎性從而應(yīng)用于城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理。在新技術(shù)發(fā)展下，未來的綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理注定要趨向智能化，大數(shù)據(jù)支持、VR技術(shù)和情景模擬將更好地進行融合。

4 結(jié)語與展望

景觀生態(tài)風(fēng)險對綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建具有基礎(chǔ)作用和重要影響，從研究理論上與多學(xué)科和領(lǐng)域交叉融合發(fā)展，進行理論知識擴充；研究方法上景觀生態(tài)風(fēng)險在綠色基礎(chǔ)設(shè)施格局網(wǎng)絡(luò)、評價體系和規(guī)劃應(yīng)用中均有創(chuàng)新；研究范圍上小到城市綠色空間大到國土區(qū)域安全均有涉獵。

然而，當(dāng)前針對景觀生態(tài)風(fēng)險對綠色基礎(chǔ)設(shè)施影響的研究大多聚焦在理論框架和技術(shù)方法，在尺度上也更為關(guān)注大尺度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的研究，針對中觀與微觀層面的生態(tài)過程與生態(tài)風(fēng)險的響應(yīng)研究較少。而研究方法大多依賴以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的程序模型，可向與地面調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合的方面改進。對未來景觀生態(tài)風(fēng)險評價及其對綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建相關(guān)研究提出以下建議：

（1）優(yōu)化綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究中生態(tài)風(fēng)險評價的技術(shù)框架。目前，針對景觀生態(tài)風(fēng)險評價的研究方法較為豐富，也多以遙感影像、大數(shù)據(jù)和GIS 技術(shù)作為基礎(chǔ)，使用多源數(shù)據(jù)進行綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建分析仍是主要趨勢。此外，結(jié)合新興技術(shù)、動態(tài)監(jiān)測和公眾參與數(shù)據(jù)，分析研究區(qū)域不同時空生態(tài)質(zhì)量演變過程，為評價指標、景觀格局等定量評價提供優(yōu)化途徑。

（2）深化多尺度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施格局研究。隨著城市化的發(fā)展，城市區(qū)中微觀尺度的綠色基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用也需引起重視。景觀生態(tài)風(fēng)險不僅在區(qū)域尺度上表征，在較小尺度上的生態(tài)過程和響應(yīng)作用也值得研究。在基于景觀生態(tài)風(fēng)險的綠色基礎(chǔ)設(shè)施研究上進行多尺度多層面分析研究，有利于完善構(gòu)建綠色基礎(chǔ)設(shè)施體系。

（3）探究景觀生態(tài)風(fēng)險的時空演變與未來情景模擬應(yīng)用?；诰G色基礎(chǔ)設(shè)施的時空演變分析已有較多研究方法，但對于生態(tài)風(fēng)險評價指標的選取偏于主觀，以及針對結(jié)合生態(tài)過程、生態(tài)質(zhì)量和外部影響等綜合分析的框架方法研究較少?，F(xiàn)有的動態(tài)變化及情景模擬研究，大多側(cè)重于探索土地利用關(guān)系、景觀格局變化或是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動態(tài)，而關(guān)于多個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時空動態(tài)模擬或預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)未來變化與綠色基礎(chǔ)設(shè)施之間關(guān)系的研究相對較少。隨著綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和管理的需求增加，制定多種情景下的綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理策略將成為熱點。