摘要： 生态基础设施是城市所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础，它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而是更广泛地包含一切能提供自然服务的城市绿地系统、森林生态系统、农田系统及自然保护地系统。
关键词： 大运河 国土安全 生态基础设施 南水北调
1 关于区域生态基础设施实践与理论
生态基础设施（Ecological Infrastructure，简称EI），本质上讲是城市所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础（Natures Services），这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、休闲娱乐、安全庇护以及审美和教育等等。它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而且更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、森林生态系统、农田系统及自然保护地系统。
1.1 早期规划实践和理论中体现出来的生态基础设施建设思想
早在100 多年前（1879—1895），Olmsted和Eliot就将公园、林荫道与查尔斯河谷以及沼泽、荒地连系起来，规划了至今成为波斯顿骄傲的“蓝宝石项链”（Kmerald Necklace）。在 1883年，景观设计师克里夫兰得（Cleveland）为美国明尼苏达的明尼阿波利斯做规划，当时明尼阿波利斯还是一个小镇，克里夫兰得让市长和决策者在郊区购买大面积的土地，用以建立一个公园系统。在土地还远未被开发时，就非常廉价地买到了大块土地。这一行动是为50~ 100年之后的城市所规划的。如今100多年过去了，城市已经扩大了几倍，但这些廉价购得的土地却成为城市中宝贵的绿地系统。这样一个绿地系统的形成，不光是要一个好的概念，同时需要城市决策者提前50-100年进行投资。在同时代，当堪萨斯（Kansas）和克里夫兰 （Cleveland）都还是小镇时，就用便宜的地价在其郊外购置大量土地，结合区域的河流水系规划建设并一直保护了一个绿地系统。这一当时尚在郊区的绿地系统而今已成为城市的一个有机部分了，成为居民身心再生的场所。
所以，如同城市的市政基础设施一样，城市的生态基础设施需要有前瞻性，更需要突破城市规划的既定边界。唯其如此，则需要从战略高度规划城市发展所赖以持续的生态基础设施。而中国快速的城市化进程为明智而又有良知的城市决策者提供了一个造福子孙的极好机遇。
1.2 绿道和遗产廊道与生态基础设施
绿道（Greenway）是指不同宽度的绿色廊道构成的网络。根据功能，主要可分为三类：生态绿道，休闲绿道和历史遗产廊道。绿道主要指自然形成，或历史本来存在，如河流、山谷构成的廊道，也包括完全人工的，如城市林荫道，运河廊道当然也包括在内。
早在1960年代，Lewis的“环境走廊（Environmental Corridors）”概念对于类似思想的发展具有重要意义。他认识到水系在生物等资源上的特殊生态意义，将水系作为城市和区域绿色通道的基本框架。 McHarg在此后不久提出了“设计遵从自然”的生态规划思想，将区域和自然生态环境的关系推到了一个新的层次。
随着对大尺度景观的重视，绿道规划逐步成为开放空间规划的一个有效的、社会期望的方法。通过系统的线路选择和连接，区域生物多样性保护地和廊道成为区域的综合性的绿道骨架，在景观生态学等相关学科不断发展的情况下，人们也渐渐认识到绿道对于物种的保护作用。许多科学家认为生境的破碎化，是对生物多样性的最大威胁。岛屿生态学理论认为，加强生境岛屿之间的生物运动可以降低由于生境碎裂化带来的物种灭绝的可能性，因此廊道连接各生境岛屿对野生生物保护具有重要的作用。生态学家提出建立景观廊道线状联系，可以将孤立的生境斑块连接起来，提供物种、群落和生态过程的连续性。
1995年，Bueno等进行了南佛罗里达地区区域生态绿道研究，从而重新建立了联系不同区域的大尺度生态框架。由于区域的自然景观已随农业和城市化的扩张而日益破碎化，区域性绿道（Regional Greenway）的提出是为了在破碎化的景观之间建立生态联系通道。这样一条区域生态廊道可以从自然和文化两方面联系原来破碎的景观，从而使之成为巨大的资源。原本为农业和城市发展而兴建的水利工程如运河、排水沟、水库和防洪设施等，经过生态恢复和管理可以作为区域生态网络提供生态服务，同时也可作为一种文化载体发挥其价值。
值得一提的还有建立在遗产保护区域化和绿道概念基础上的遗产廊道概念，它针对包含独特文化资源的线形景观提出，包括运河、铁路线都属于记载人类早期运动路线的遗产廊道。遗产廊道的目标是包括遗产保护、休闲、教育、生态功能在内的多赢战略。在遗产廊道的绿地系统规划中应注意连续性、多样性和关键区等。
经过长期发展，绿道由最初的单一目标（美化、休闲）规划已经发展成为包括栖息地的保护、历史文物的保护、教育、解释等在内的多目标规划。绿道规划的核心思想与生态基础设施实际上已经极为类似。
1.3 生态足迹、生态服务和生态基础设施
生态足迹是由Mathis Wackernagel和William E.Rees提出的。生态足迹是无限期地用以维持一定人口和物质水平所需要的土地（水面）面积。在一定的人口或经济条件下，生态足迹能够用有一定生产力的土地面积来评价资源消耗和废物降解的程度。它拓宽了人们对城市与区域关系的认识，指明城市必须依托于更大范围的区域而持续。
Costanza等学者提出了生态系统服务（ecosystem service）的概念。生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与功能。生态系统为人类提供了食物、医药及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统，维持生命的地球化学循环与水文循环，维持物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定，提供启智的机会等。区域和城市生态系统的生存与发展取决于其生命支持系统的活力，这个系统的活力取决于其关键性结构，也就是生态基础设施的承载能力及生态服务功能的强弱。
1.4 景观安全格局和中国城市生态基础设施建设战略
在有限的土地资源条件下，有效是实现可持续发展的关键。关于如何有效地进行生态基础设施规划与建设，俞孔坚提出景观生态安全格局（Security Patterns）的理论与方法。该理论把景观过程（包括城市的扩张，物种的空间运动，水和风的流动，灾害过程的扩散等）作为通过克服空间阻力来实现景观控制和覆盖的过程。要有效地实现控制和覆盖，必须占领具有战略意义的关键性的空间位置和联系。这种战略位置和联系所形成的格局就是景观生态安全格局，它们对维护和控制生态过程具有异常重要的意义。根据景观过程之动态和趋势，判别和设计生态安全格局。景观生态安全格局理论在区域EI建设中的意义在于它为在有限的国土面积上，以最经济和有效的景观格局，维护生态过程的健康与安全，控制灾害性过程，为实现人居环境的可持续性提供了可能，而不同安全水平的存在更满足了建设前瞻性和有效的生态基础设施的要求。在此基础上，提出中国城市的生态基础设施建设的主要战略，包括维护和强化整体山水格局的连续性、保护和建立多样化的乡土生境系统、维护和恢复河道和海岸的自然形态、保护和恢复湿地系统、将城郊防护林体系与城市绿地系统相结合、建立非机动车绿色通道、建立绿色文化遗产廊道、开放专用绿地，完善城市绿地系统、溶解公园成为城市的绿色基质、保护和利用高产农田作为城市的有机组成部分、建立乡土植物苗圃等。
2 国土安全与中国东部生态基础设施战略
2.1 大运河是中国东部区域生态基础设施建设的关键
中国的城镇化进程正呈燎原之势，在未来近十多年时间内，中国的城市化水平将从目前的36％达到65％。快速城市化给中国大地带来了前所未有的生态压力。人口负重与土地资源的贫乏，使中国的城镇化进程危机四伏，区域可持续发展问题突出，已经引起学术界和政府的空前重视。中国东部城市化水平远高于西部是中国城市化的特点之一。城市化速度过快使得自然条件限制和历史遗留问题造成的危机更为明朗化，生态环境问题层出不穷，严重威胁着中国东部区域的可持续发展前景。总的来说，东部地区面临的问题主要体现在：
（1）人口密度高，城镇密集，资源需求与资源承载力矛盾突出；
（2）水资源污染和浪费严重。污染问题不仅存在于城镇地区，新兴的农村工业化过程使得局部农村区域的污染甚至超过了城市。
这两个问题的本质就是对生态基础设施缺乏保护，同时现有生态基础设施也缺乏效率和前瞻性。京杭大运河是中国东部沟通南北的重要水系，其本身在长期参与和影响河域的生态演化进程的情况下，已经成为中国东部区域生态基础设施的重要组成部分。同时其流域所面临的快速城市化影响下的景观生态问题在东部地区也有着广泛的代表性。因此，以京杭大运河为骨架建立区域生态基础设施，对中国东部区域国土的生态安全和可持续发展具有关键意义。
2.2 以南水北调工程为契机，建设中国东部区域生态基础设施
中国的京杭大运河已有两千多年的历史，完全通航也有七百多年历史。在长期的历史发展中，运河对区域景观和城市的发展形成了深刻的影响。例如在扬州城市水系的形成中，京杭大运河就是最重要的主导因素。而在苏、杭城市环境形成和发展中，大运河也起了非常重要的作用。
京杭大运河跨京、津、冀、鲁、皖、苏、浙七个省市，穿越两个中国最富活力的经济带（沿海经济带和长江经济带）和经济圈（长江三角洲经济圈和环渤海湾经济圈），在中国“开”字形区域发展战略格局中占据着十分重要的地位。近年以来，随着快速的城市化和南水北调东线工程的规划建设，运河廊道区域正面临着一系列威胁和挑战，区域可持续发展问题日益突出。
在此新的历史条件下，维护景观和区域尺度上生态过程的健康与安全，使运河生态网络成为有效的、能够持续地提供多种生态服务（包括输水、物种栖息、遗产保护、休闲和防洪等）的区域生态基础设施，已迫在眉睫。为了缓解中国南北水资源分配不均所带来的发展困境，国家已经制定了南水北调战略的多套方案。然而，国际上的大型调水工程大多毁誉参半，对生态环境的影响是其主要负面意见所在。如俄罗斯北水南调等工程一方面满足了有关地区工农业用水，缓解了里诲水位下降，但也影响了调出地区的水量、水温、积水、含盐量等，带来巨大的环境负面效应；而巴基斯坦的调水工程直接造成输水管两岸数百米宽的地带沼泽化，使耕地锐减。
在我国人口、资源与环境问题越来越严峻的情况下，南水北调不应仅仅成为一项单纯的调水工程，而应成为工程所在区域可持续发展战略的有机组成部分。南水北调各线路的生态环境影响正在成为一个学术研究热点。
正是在上述背景下，特别是在南水北调工程契机下，本论文提出在区域尺度上建立以京杭大运河为骨干的生态基础设施，并提出应尽快对此进行长期的科学研究和监测。
