区域生态基础设施

5　区域空间的生态界定

5.1　区域概念的基本空间界定

一个区域有一定的空间构成要素、空间结构和空间单元，由此决定区域的空间性质，并以此与其他地表空间相区别；同时，区域承担着多样的社会、经济和生态功能，并具有多样的心理、人文、社会、经济和生态效应。地理学、经济学、社会学、生态学等都从不同角度或层面来理解“区域”概念的内涵和意义。

“区域”概念的产生不是偶然的，而是地表层一种重要的具有经济、社会、文化和生态属性的空间实体，它依托于地球物理、地质、地理、环境和生物等物质基础，由此支撑着人类的经济、社会、文化活动，体现了一种人与环境（自然）的空间整合关系或相互演化模式。理解这种模式首先需要了解、认识和把握区域的构成、结构和功能及其时空动态。

5.1.1　区域

区域通常是地理学的一个基本概念。《现代地理学辞典》对“区域”一词的解释为“具有一定地理位置和可度量的实体，各要素有内在本质的联系，外部形态特征相似”（左大康，1990）。

国际政治理论中对“区域”的定义是“以一定的地理界限为基础，在经济、政治、安全（有时包括文化）上具有认同感的国家组成的一种国家体系，具有邻近性、相似性、包容性、重叠性和相互依存性的特点”（龚伟岸，2007）。这种定义与地理学和生态学中区域的定义出发点明显不同，它似乎从更大的全球政治经济背景来理解区域概念。

从人类发展意义来看，可以认为“区域”是根据不同的研究目的，依据一定的标准而划分的具有确定的面积和边界（确定）的地域空间。区域内的各部分通过交通、通信、人口流动、宗教文化等活动相对紧密地联系在一起。这一概念更强调了区域的空间界限及其内部的社会、经济联系。

从生态学意义上看，“区域”是一类基本生态空间单元，它由相对完整而独立的空间要素构成（包括水、地质、土壤、辐射、大气、生物、人及其活动）。其内部各部分之间及其与外部通过人与人、人与环境相互作用的方式进行物质、能量和信息交换，不同时空尺度的生态系统结构和生态系统过程是其结构和功能的支撑基础。人及其生存和发展活动，包括人居（生存与生活）活动、生产活动和生态活动（生态活动指人类对生态要素或生态系统的维护、保育和建设行动以及对人与生态系统关系的正向协调、控制、安排与自组织行动的总和）是它的重要构成部分，而在功能上通常居于支配和主导地位。

城市与区域在生态学上具有密切联系，在空间上有包含关系，即一个区域在空间上可以包含城市，反之不然。生态学上的区域常常与地理学上的区域概念更接近，城市和城市化地区是区域的基本组成部分，区域中的其他单元（下面将会讨论区域的生态构成和结构）对城市和城市化过程具有不可或缺的支撑作用，是城市和城市化活动的生命支持系统的一部分。在生态学尺度上，区域概念不仅强调人—地（理）关系，更强调人—生物—环境关系，区域是这三者在生态系统层面上的互相作用、自组织、融合与整合。环境在这里是相对人类而言，它包括了地球外层空间环境、地球高层（大气）空间环境、近地表层环境（通常地理学所关注的人—地关系中的“地”环境，它包括了近地层大气、由大气—水—土—生物等组成的地表层环境）、地球内部地质环境。如地震问题就不仅仅是地表层的事件，却深刻影响着地表层的人类活动，也是一个典型的生态学意义上的地质生态问题。

5.1.2　城市

“城市”是与乡村相对而言的密集人类活动空间，随着城市在地球历史进程中不断发展演化，城市的概念也经历了一个演化的过程（Isabel and Alberto，2004），社会学家和自然科学家对城市的认识和研究角度也存在很大的差异。一般认为城市是人类最主要的社会经济实体，是商业和文化的聚集中心，拥有高度发达的政治、经济和社会组织体系。城市的人口密度相对较高，而且由于大规模的人工基础设施建设，城市成为从自然生态系统中凸现出来的异质结构。联合国给城市所下的定义是：包括中心城区和郊区以及与此紧密相连的通勤地区在内的城市建成地或高密度人口聚居区（United Nations Human Settlements Programme，2006）。经济合作发展组织（OECD）给城市下的定义是：至少85%的居民是城市人口的城市功能区域。联合国则规定至少人口在2万人以上的聚居区才算作城市（United Nations，1980）。定量地定义城市的困难在于城市因国家或地区而有很大的不同，目前还没有一个国际上通用的考虑全球不同地区生态、环境、经济、文化等地域特征差异的统一城市衡量标准。实际上，所有的国家都对城市人口与乡村人口加以区分，但对于什么是城市界定或划分的标准却因国家或地区而不同，即使是在同一个国家，这个标准也会随时间地点的变化而发生变化（Cohen，2006）。联合国人口部门对全世界大部分国家的城市定义和划分标准作了一次调查分析，结果发现，有105个国家是以行政标准划分城市人口的，包括州或省政府、自治市和其他地方行政主体行政边界范围内的人口；有100个国家根据人口规模和人口密度来划分城市，聚居区最小人口标准从200人到5万人不等；有25个国家按经济活动特征划分城市，一般根据从事非农业活动的人口比例决定；有18个国家按照是否获得城市基础设施服务来划分城市人口，这些基础设施包括道路铺装、供水系统、排水系统或者电力照明系统等（United Nations Human Settlements Programme，2006）。

城市人口统计是划分城市的关键，在城市人口范围的界定办法中，美国的处理方法比较完整，在发达国家中具有代表性。美国国情普查规定，城市人口由居住在城市化地区（Urbanized Areas，UA）的全部人口和城市化地区以外的2　500人以上的居民点（Place）的全部人口组成（U.S.Department of Commerce，Bureau of the Census，1984）。城市化地区是美国为了确定城市实体边界而提出来的一种城市空间地域概念，能够较好地区分大中城市附近的城市人口和乡村人口。这一办法早在1950年开始使用，以后具体的标准略有变化，但基本含义未改变，现在这一术语已在全球广泛应用，是相对最客观、合理、易于被人接受来帮助界定城市的一个有效概念。城市化地区（UA）主要由两部分构成：一是被称作中心市（Central City）的区内最大城市，二是邻接中心市的建成郊区（Built-up Suburbs），或称周围辖区（Surrounding Jurisdictions），其人口密度超过每平方千米400人。可以看到，所谓UA，是指具有一定面积的建成区（Built-up Areas），即已经开发、建筑及服务等基础设施相对完善的地区。从实体意义而言，建成区相当于“城市”的同义语（陈彦光，2008）。例如，有学者在确认北京的UA时指出“北京的城市化地区近似为中心城区（Central City Districts）和近郊区（Inner-suburban Districts）的联合体”。

我国关于城市的概念也存在着多种不同的理解。有学者认为，城市是“在一定区域内为满足特定功能或系统功能需要，建立在以非农经济发展基础上的，以细致的社会分工与生产交换为特征的，使物质和人力资源、生产资金等生产要素的生产效率显著提高，形成人口高度聚集，以及具有与社会、经济发展相适应的基础设施的生产经营与生活消费的场所，是在公共事务管理中具有高度组织性和效率性的人类聚居地”（赵安顺，2005）。但是，在具体界定城市的地域范围时，这一概念应用性不强。

城市地理学家周一星认为，城市或者城镇（《辞海》中认为城市和城镇可以通用）是相对于乡村而言的一种相对永久性的大型居民点。具体到空间，有三种地域概念：城市的实体地域，即城市的建成区，这是反映城市基本特征并区别于乡村的概念；城市的行政地域，即城市政府行政管理的地域；城市的功能地域，即城市人口日常的社会经济活动的地域，国际上通称为都市区（周一星，2006）。而在我国，只有行政地域概念，且问题很大。主要原因在于，中国的行政等级和权力是联系在一起的，由此导致了行政地域往往比建成区大很多的情况。周一星等提倡建立中国的实体地域概念并给出了详细的操作方法，建议用建成区下限人口规模、非农化水平和平均人口密度指标定义城市实体地域概念（周一星，史育龙，1995），为解决我国城乡划分和城镇人口统计提供了一条途径。

在生态学意义下，城市（城市化地区）是地表层一定空间范围内人及其活动主导、人—生物—环境相互作用、相互发展进化的一类生态系统；它具有相对完整的文化、经济、社会体系，并有一定的生态构成、生态结构和生态功能，与外部具有各种物质、能量和信息交换关系。城市是高强度经济、文化、社会、生态集聚与整合效应，多尺度资源、环境与生态影响和相对发达的文明进化效应的时空范畴。事实上，从物理形态上看，城市通常是以一定空间范围内的密集人工设施为主导，由周边生态基础设施所支撑的人口、经济、文化集聚与活动空间，物质、能量、信息、资金、人口等的集散空间，是人类（生存）健康、权益、财富、文化聚合的文明进化中心。在某种意义上，城市或人居地的发展演化史就是一部人类文明进化史，中外人类发展史上的原始文化遗址就是我们人类的原始人居（城市）遗址。当然，那时的遗址不是一个成熟的城市形态，而是城市的原始形态。

城市概念在生态学上可以按严范畴和宽范畴来理解。

宽范畴（AB范畴）：城市＝城区（市区）（A）＋城乡过渡（交错）区（B），其中，城乡过渡（交错）区（B）是城市人工设施与活动的支撑系统。在这一意义上，城市在一定规模上可以作为一个完整而独立的生态单元而存在，这样的城市是一类相对完整的生态系统，它包括了人的生态支撑系统和文化、经济与社会体系。这一概念范畴也比较接近于前面讨论的城市化地区的概念，但在空间尺度上比城市化地区要大，它还包括了城市化地区周边所有到服务于中心来活动的自然地域和农村地域。这也是它不同于乡村地区的显著特征之一。宽范畴意义上的城市概念本质上是生态系统意义上的城市概念。如何去判定一个以城市化或工业化活动为中心的地域空间是否是一个城市生态系统呢？从生态学上看，一个生态系统（它常常包含多个群落）一般是依赖于其地域生态条件而生存或演化的，满足其基本生存或演化的空间地域即是这个生态系统的基本空间范围。同样的，我们给出一个自下而上的整体判定准则：当一个以城市化或工业化活动为主导的地域空间与其周边或外界空间隔离时（没有物质、能量交换），这个空间的每一个生命个体及其生境都能维持或保持其原有基本生存状态（这个状态非发展状态，这个状态包括生命个体的基础代谢的维持及其生境物理化学状态的基本稳定），这个地域就是一个完整的城市生态系统。否则它是一个准城市生态系统或一个拟城市生态系统，也就是说，一个“城市生态系统”是生态的，也是系统的。

严范畴（A范畴）：城市＝建成地区（A，含中心城区、周边卫星城镇的建成区，也可以包括近郊区或郊区具有一定城市化水平或一定人口集聚规模或人口密度的地域空间），它基本依靠外部或周边生态系统来支撑，其自身不是独立生物物理或生态单元，没有外部支撑，它不能生存和发展，一般情况下，城区或中心城区是其核心组成部分。这种概念范畴下的“城市”是一类准生态系统，在空间上与“城市化地区”的概念是一致的。虽在建成地区范围内也有各种生态要素，但其生态构成、生态结构、生态功能的时空完整性常常缺失，其演化状态与水平是以人类为中心导向的，生态空间结构上通常比较破碎或被人为地分割或阻断，其对城市活动的支持能力过于薄弱、脆弱或敏感。更准确地说，严范畴概念下的城市主体上仍然是一类经济文化系统。

5.1.3　乡村

乡村是与城镇相对而言的，目前对乡村概念的认识也存在较大差异。在具有权威性的《辞海》中，并没有给出城市或城镇，农村或乡村的定义；但是通过城市人口、农村人口概念，可以间接地得到其对城镇和乡村的理解。农村或乡村（《辞海》中认为这两个概念可以通用）是指“以农业经济为主的”人口聚居地区。可见其划分标准为是否具有农业经济的主导性。而国家统计局于1999年制定的《关于统计上划分城乡的规定（试行）》中认为，乡村是指城镇地区以外的其他地区，包括集镇和农村。集镇是指乡、民族乡人民政府所在地和经县人民政府确认由集市发展而成的作为农村一定区域经济、文化和生活服务中心的非建制镇，农村指集镇以外的地区（国家统计局，1999）。可见，这是一种行政地域划分，而且农村是乡村的一个组成部分。

从更一般意义上来定义乡村是目前最为广泛采用的标准概念。“乡村”被定义为：单个聚落人口规模较小，粗放的土地利用类型，居民较少，与人口多的地方来往较少的隔离开的城市以外的地区。与城镇相对应，乡村由于其动态性、不整合性、相对性，城乡连续体等问题，在界定上还存在较多困难（张小林，1998）。

从考虑人与环境（自然）关系的意义（即生态学意义）上来更全面、完整地理解“乡村”，也许更为合理。在生态学意义上，我们可以将“乡村”定义为，以自然生物物理构成、结构或功能为主导，人口密度低，人的活动主要以农业活动为主，其人居及生产活动的分布相对分散、强度很低，经济活动以自给自足为主，人工基础设施缺乏的空间地域。需要注意的是，乡村不等于没有人类活动的地区，正好相反，乡村是以一定形式和类别的人类活动为特征的，它与地球上荒漠（原）、冰川、戈壁、苔原、极地等空间区不是同一个概念范畴，是有明显区别的。

5.1.4　城乡交错区（带）

城乡交错区（带）是一个备受学界关注和讨论的问题。“城乡交错区（带）”概念的说法有多种，如城乡结合部、城市边缘区（带）、城乡过渡带等。有些学者认为这些概念具有相同的含义，可以通用，而有些学者则认为它们有所区别。

城乡结合部，顾名思义是指一种城市与乡村互相过渡的特殊地理单元。该地理单元既不同于单纯的城市区，又不同于纯粹的农村区，而是既有一定的城区属性，又有乡村特点的一种地理空间（金平，2001）。也有学者认为，城乡结合部与城市边缘带只是叫法不同，本质上并无差异（陈佑启，1995）。

另外，还有“城市边缘地带”的提法，并将之分为狭义的城市边缘区和广义的城市边缘带。狭义的城市边缘区指城乡结合部，是城市区与乡村区的交界地带。从地理概念上，城市边缘区是指包围城市而又毗邻城市的环状地带，也就是城市行政界线以内、城市用地周围的田园景观地带以及为城市服务的农副业经济区，是城市的重要组成部分（顾朝林，1995）。

郊区是指“市区以外、市界以内的环状地区，它是城市的有机组成部分，是具有田园景观并为城区服务的农副业经济区”（中国大百科全书总编辑委员会，建筑园林城市规划编辑委员会，1998）。从这个概念可以看出，从地域范围、景观以及功能上看，郊区并不能完全代表城市与乡村之间的过渡地带，郊区概念更接近于一个具有行政和规划意义的名词。

城乡过渡带被认为是“城市核心区与乡村之间出现的功能逐步完善、多元化、城市用地与农业用地犬牙交错的宽广地域实体”（方修琦等，2002）。这一概念与城乡结合部、城乡交错带等相比，具有一个很突出的特点，即以城市的实体作为概念的基础。

城乡交错带在《中国大百科全书·地理学卷》中的定义为“城乡交错带是兼具城市和乡村的土地利用性质的城市与乡村地区的过渡地带，又称城市边缘地区。位于市区和城市影响带之间，可分为内边缘区和外边缘区”。有研究认为，城市和乡村的过渡地带可分为城市边缘带和乡村边缘带，二者共同组成了“城乡交错带”（陈佑启，1995）。这个理解比较符合国际上通用的乡村—城市边缘带的概念，也基本反映了城乡过渡地带的基本特征。对城乡交错带的不同定义反映了在认识上具有很大的不同，前者认为城乡交错带与城市边缘区同义，而后者认为城市边缘区是城乡交错带的一部分。也有学者认为，城乡交错带从空间分布上讲可以定义为城市市区或建成区与其邻近乡村之间的交错过渡地域，它依不同城市性质和发展水平而异，其发展演化直接或间接关系到城市与其邻近乡村的社会、经济和生态三个不同属性系统的结构、功能及其相互作用，具有城市与乡村在时空上相互作用所形成的典型生态边缘效应，如高速的经济增长、人口密集而流动频繁、生物多样性变异大、土地利用强度很高、生态负荷重等，对城市与乡村间的物流、能流、信息流和人口流等生态流过程具有至关重要的调控作用（胡聃和王如松，1996）。该定义突出了城乡交错区的生态学意义和生态系统特征，也是我国最早从生态学角度对城乡交错区进行的探索。

过去人们认识和理解城市与乡村，通常是在一种绝对或理想意义上来界定的，只考虑城市和乡村的绝对划分，而忽略了两者之间内在联系在时空形态上的表现。国际上在20世纪上半叶就对城乡交错区或城市边缘区问题进行了研究，生态学和地理学学者最早关注这个问题。目前我国有关城乡交错区的研究主要是三大力量，一类是生态学研究者，另一类是城市与区域规划研究者，还有一类是地理学研究者。我国在20世纪80年代联合国教科文组织“人与生物圈”计划的中德城市生态合作研究项目中就对天津城乡交错区（带）进行了研究，这也是我国最早从事城乡交错区或城市边缘区的工作，随后，许多地理学者、城市规划学者也开始关注这一重大问题（陈佑启，1995；顾朝林，1995）。城市生态学、地理学、城市规划学等学科在学术研究上虽然很早就关注到这一问题，但实践上仍然起步很晚，人们往往更关注城市与乡村本身的研究和讨论，还没有对它们之间的交错区域引起足够的重视。例如，我国的规划体系中有城市规划和乡村规划，但没有城乡交错区（带）规划；在空间上，城乡交错区没有被独立分离出来考虑，而是常常被模糊地纳入城市或乡村中考虑。城市地理学在研究城市和乡村时，通常也是按城市（区）、郊区和乡村的行政范畴来界定的，尽管有许多学者已经在关注和探讨这个问题，但仍然没有明确将城乡交错区（带）作为一种独立的城市空间单元来理解。从历史发展过程来看，交错区（边缘区）概念在地理学、城市规划、生态学领域几乎是同时在20世纪前半叶出现，地理学和城市规划学主要关注城乡交错区（边缘区）的土地利用与布局、景观等问题，而生态学者更关注生态构成、结构与生态功能问题。生态学者的视角更趋于从系统层面或一类完整生态单元的层面理解城区—交错区—乡村作为一个统一整体的动态行为，他们更重视城市与乡村的依存、影响、互动关系及其在空间和时间尺度上所表现出来的生态结构和生态功能动态。而地理学者更多地将它理解为一类边缘，这种边缘不是完整的地理单元，而是其他主体地理单元的构成部分。在生态学中，生态交错区（Ecotone）概念自20世纪早期提出以来一直是生态学十分重要的研究领域，由此延伸形成的城乡交错区（Urban-rural Ecotone）也受到生态学者的高度关注和研究。城乡交错区（带）作为一种重要、独立、完整的生态空间单元，对研究城市与区域生态问题具有不可替代的学术意义和作用。

在生态系统意义上，“城乡交错区（带）”可以定义为：城市化地区（Urbanized Areas）与乡村地区（Rural Areas）之间具有一定社会、经济、文化属性和生态组成、结构和功能、连接或联通城市化区与乡村之间物质、能量、信息、文化、人口交流和交换的交错过渡地域。城乡交错区（带）具有生态学上群落交错区的一般属性，即构成上的多样性、结构的变异性和功能的复杂性，更具有人—环境（自然）相互作用的独特性，即强烈的人文—经济—生态复合边缘效应。

5.1.5　城市（镇）群地区

城市群是城镇化进程中出现的一种高级城镇空间组织形式，在区域经济社会发展中占有重要的战略地位，发挥巨大的牵引和推动作用（姚士谋等，2001）。

“城市群”是在城镇化过程中，在特定的城镇化水平较高的地域空间里，以区域网络化组织为纽带，由若干个密集分布的不同等级的城市及其腹地通过空间相互作用而形成的城市—区域系统（王发曾，郭致富，2007）。

另外，有一个容易与城市群混淆的概念，即都市圈。目前，学者们在两者之间的关系上还没有形成一致的看法，主要可以分为以下几种观点：一是认为城市群等同于都市圈；二是认为城市群的发展水平低于都市圈或是认为数个都市圈构成一个城市群，即二者是从属关系；三是认为二者是不同的区域发展模式，即分别代表着美国和日本的区域经济发展模式（冯垚，2006）。第三种看法是比较合理的，城市群是一种高级区域空间发展的组织形态，它体现了区域发展演化的高级阶段。

从国内外城市发展状况来看，城市群是经济、社会及文化发展水平相对较高，对区域辐射或影响力相对较强，对外部或周边生态、环境支撑或生态服务需求相对较大，由多个独立而不同功能性质、不同历史文化背景、不同生态系统条件、不同规模等级的城市及其周边交错过渡区（带）域组成的多生态系统空间组织体系。城市群是城市发展的高级空间形态，它通常是一个完整区域系统的经济、社会和文化发展的中心地区，它具有等级层次性，高等级的城市群地区（如京津唐地区、苏锡常地区、杭甬绍地区、港深莞地区等）常常是更大空间尺度区域发展的辐射中心和引导核心，也是生态影响和生态效应的主要驱动力。城市群在空间尺度上可以小于、等于或大于一个区域。

都市圈通常是指以一个发展水平高的中心城市（通常是省级城市或更高等级的城市）为核心及直接受其经济、社会和文化辐射与影响、相互联系紧密的所辖周边城市共同组成的城市化空间体系。它在空间尺度上可能比城市群小，但经济、社会和文化影响力并不亚于城市群，甚至比城市群更大。如大北京都市圈、香港都市圈，等等。一个明显特点是都市圈中的城市通常是直接受其中心城市所管辖，具有行政上或管理上的依存关系。

城市群与区域有着紧密的经济、社会、文化和生态联系，从空间尺度上看，区域通常是城市群的生态支撑（持）系统，城市群的稳定和发展受到其所在区域生态系统状况的制约和影响。区域的生态系统条件、生态结构和生态服务功能常常是决定城市群性质、发展规模、产业分工与布局、消费模式、城市文化演变的重要因素之一。

另外，区域中还有一类空间形态就是自然区，它虽然受城市化过程和城镇活动的影响，但以自然生态系统构成、结构和功能为主体特征，在发展演化上具有相对的独立性和完整性，在功能上通常并不以为城市化活动提供生态服务为导向，而受到人类管理活动的影响的空间地域。自然区在区域中所占比例或规模，取决于其区域的性质、区位、发展演化水平，以及区域生态系统条件与生态结构和功能特征。城市化水平越高的区域，自然区的比例、规模和作用越小，生态功能也越脆弱。

5.2　区域空间生态结构体系

5.2.1　区域空间结构

区域空间包含两层含义：一是区域空间的内在结构，二是不同区域空间之间的关系。区域结构是指一个区域在其经济、社会和生态上的性质、地位和作用以及三者之间在区域时空尺度上相互联系的总和。它是由区域经济、社会、文化、生态相互作用而形成的一种中尺度空间组织体系。区域结构的主要方面包括经济结构、社会结构、生态结构和时空结构，其中，空间结构是社会、经济和生态结构在一定空间地域上的综合表现形态。

单从空间经济发展轨迹上看，区域结构主要有两种表现形态，即均衡与非均衡。“均衡是指区域之间经济发展水平的差异较小，各个区域在国家或区域经济体系中的作用程度大致相等的区域结构形态”。从发展水平的角度，又可以把均衡分为低水平的均衡和高水平的均衡。“非均衡是指区域之间的经济发展水平差距不断扩大，各个区域在国家或区域经济体系中的作用程度变得越来越大的区域结构形态”。这并不意味着均衡的区域结构就是区域结构合理性的标志，因为低水平均衡的区域仍然是不合理的。同时，非均衡也是区域结构演变的必经阶段，只要区域结构向着高级均衡形态过渡，这种非均衡也是合理的。区域结构的演变过程，也就是区域之间随着生产力的不断发展而由均衡到非均衡，再到相对均衡的螺旋式上升的过程。

20世纪60年代J.R.弗里德曼提出了“核心—边缘”理论，该理论较为系统、完整地提出了区域经济的演变模式，是重要的区域结构分析模型之一。他认为，一个国家是由核心区域和边缘区域组成。核心区域指城市集聚区，工业发达，技术水平较高，资本集中，人口密集，经济增长速度快，包括国家范围内的大都市区、区域的中心城市、亚区的中心、地方服务中心等。边缘区域，指经济较核心区域落后的区域。按照核心—边缘理论，区域结构演变可分为前工业化阶段、工业化初期阶段、工业化成熟阶段、后工业化阶段四个阶段，它们反映了核心与边缘区域之间关系的演化过程（于涛方等，2007）。

在我国，最常见的区域划分是根据经济、社会发展状况，把全国划分为东部、中部和西部三大区域。目前，三大区域之间在经济、社会、生态等方面存在很大差异。例如，东部在人均国内生产总值的比例、外资利用、产业结构、人均收入以及人口寿命、人口结构、教育文化卫生等社会事业诸方面都明显优于中西部。中国的三大区域结构已经很不合理，不合理的区域结构对国家未来可持续发展的负面影响是很明显的。因此，需要制定相应的有力对策，使区域间合理分工，促进区域社会、经济的可持续发展。另外，区域之间的合作也具有重要的生态、经济和文化意义。有学者提出了“Global Regions”（GRs）的概念，即全球化城市区域，认为，形成“Global Regions”能够使区域在全球具有竞争力（于涛方，吴志强，2006）。因此，区域间合理分工与协作，区域生态健康与安全的保障，是促进区域和区域之间的协调共生与可持续发展的基本途径。

5.2.2　区域空间生态结构

从区域空间的人类—环境演化与发展的总体状况来看，我们可以从生态学角度对区域空间结构进行新的剖析。一个具有独立完整的构成、结构和功能的“区域”，理论上可以按照人类—生态协同原则进行解剖，一般由下面四个基本空间单元组成。

（1）城市化区（Urbanized Areas or Zone，Ⅰ区）：指一个区域中所有以人类非种植、养殖或非游牧活动为主导的空间范围。它通常以城市群（圈）或城市体系、产业发展区以及不同性质和规模的城市、城市功能区、乡镇等构成，其空间形态依地理位置、空间尺度、发展导向和生态地理条件而定，呈现多样化、连续或离散的分布结构特征。其城市化水平、人口密度、基础设施密度、人均生态占用通常在一个相对高的水平上，而土地生态率（指区域土地总量中生态地^[1]的比重）通常处于相对低的水平（因地域差异而有所不同）。如城市化水平一般应不低于40%，土地生态率一般不高于40%（对一个独立的城市，尤其是城区或城市功能区而言，土地生态率可能更低，如20%，但一般应不低于10%）。城市化区的基本性质是人类发展密集或集聚区，一般已完成了主要的城市化建设进程，也可称为已城市化区，它也包括了那些具有一定规模和影响力、以非农产业开发活动为主导的地区（如采矿、能源、水利、交通运输、文化等产业区）。很显然，城市化区可以是多中心或多位点的，不必围绕一个中心位点或核心来组织或布局其空间结构。

（2）城乡交错区（Urban-rural Ecotonal Areas or Zone，Ⅱ区）：指一个区域中所有以城市（或工业）化活动与农业活动二元发展主导的空间范围。该区通常由正在城市化的地区（Urbanizing Areas），不同性质和规模的二、三产业发展区，服务于城市化区的第一产业发展区和农村地区组成。正在城市化的地区通常由不同规模和性质的卫星城市、发展快速的乡镇等组成。那些以面向区域中心城市或城镇消费需求为主、规模效益相对好、产业技术水平相对高的第一产业发展区或专业农场（林场、渔场、牧场）也纳入城乡交错区的空间范围，因此，城乡交错区在空间分布上并不一定要落在近中心城镇地域。城乡交错区的空间形态通常是动态、不规则的，也可能是离散的；该区物质、能量流通量大，空间结构变动剧烈而快速，基础设施密度增长快，生态与环境影响、生态退化速度与程度也变化很大。城市化水平、人口密度、基础设施密度、人均生态占用等从近城市化区的地域到远城市化区的地域呈现明显的梯度递减效应，而土地生态率通常则呈现梯度递增效应。城市化水平一般在20%以上，土地生态率一般不低于60%。城乡交错区的基本性质通常意味着由乡村向城市的转变或过渡地区，其发展阶段也明显具有转变或过渡阶段的特殊性和不确定性，并有其自身的发展演化机制，常常并不与行政分区或行政单元相一致。

（3）乡村区（Rural Areas or Zone，Ⅲ区）：指一个区域中所有以分散、欠规模效益、以自给自足为主的农业活动（一般是非集约的）为主导的空间范围。乡村区人口聚落分散、人口规模小、基础设施薄弱、经济水平不高而自然生态特征却很强，第一产业的发展也以非集约、小规模、满足自我需求为主。从区域尺度来看，乡村区是区域生态系统结构与功能的重要组成部分；从其生态系统特征来看，乡村区也是一种生态交错区，即从完全的自然生态系统向人类农耕活动区（第一产业）的过渡空间地带，即自然—乡村交错区。乡村区的空间形态也因地理位置、空间尺度、产业导向和生态地理条件而定，以自然生态系统结构和空间格局特征为主。其城市化水平、人口密度和生态占用通常在一定水平以下（也因地域差异而有所不同），如城市化水平一般应不高于20%；土地生态率一般不低于85%。乡村区的基本性质是人类农耕活动区与自然生态系统之间的过渡或转变地域。

（4）自然（生态）区（Natural Areas or Zone，Ⅳ区）：指一个区域中以各种自然生态系统活动与演化为主导、人口稀少、人类活动强度或生态占用强度很低、人类对自然生态系统影响或胁迫通量很小而且十分分散的空间范围。自然（生态）区的类型多样，结构和生态功能复杂，对人类生存与发展的支撑作用巨大。该区的城市化水平、人口密度、基础设施密度和GDP密度通常极低（如城市化水平不高于1%），土地生态率很高（一般不低于95%）。我国的全国自然区划方案的东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区等三个大区中许多亚区都是自然（生态）区的重要组成部分，尤其青藏高寒区和西北干旱区的许多亚区是具有我国独特生态系统条件和资源特征的自然（生态）区。我国的自然区划是按照自然地理条件和自然地理要素进行划分的，科学完整地表述了我国自然地理条件和活动的空间相似性和分异特征。虽然地理学通常关注的是地球表层的构成、结构与演化问题，将地球的另外一些活动放在其他学科中考虑，但这样一种解构的方法忽略了地球作为一个整体的许多重要特征。因此，自然地理区划存在不少缺失：一是没有涵盖我国的地质条件和地质活动的空间变异格局；二是没有涵盖地球外层空间；三是对人类与自然生态系统的相互作用方式、效应和后果考虑不足。在现今全球化进程中，人类活动（以城市化和工业化为特征）的主导性和覆盖面越来越大的演化趋势下，自然地理的空间分异格局在逐步受到人类活动的改变（如全球气候变化、冰川消退、荒漠化、湿地退化与消失、生物多样性损失等，还包括许多环境和生态敏感区、脆弱区等），全球或区域的水分和热量空间分异格局也在随之变化，将人类活动作为主导因素之一纳入区域空间分异区划体系是十分必要和合理的。

图5-1^[2]　生态学意义下的区域空间结构体系平面示意图

说明：
（1）为方便起见，区域空间结构体系按平面表示，现实的区域空间结构是四元三维结构（四三结构）。
（2）此示意图仅表征了最简单的单核型（即只有一个中心城市化区、城乡交错区等）区域空间结构体系，现实情况下，区域空间结构体系常常是多核型的（多个城市化区和城乡交错区等），并具有一定的生态破碎化程度。
（3）当区域空间结构是多核型时，就可以看做是典型的城市群空间结构体系。
（4）图中两个箭头表示城市化区、城乡交错区、乡村区、自然区之间通过一定构成、结构、功能和规模的生态基础设施和人工基础设施有机地衔接起来，这保证了这几个空间类型之间城市化（人工活动）过程与（自然）生态过程之间的有效联通（性）与平衡（性）。

城市化区—城乡交错区—乡村区—自然（生态）区的区域空间结构模式，可以称为区域空间的四元二维空间结构体系，它是以空间结构演化形成的条件和动因为出发点的，是在充分考虑人类活动及其与自然生态系统关系现实的前提下提出的，是一种区域空间的整体生态结构方案，各区之间通过人类基础设施（如交通、能源、排水与供水等设施）和自然生态基础设施（如水系与水文、大气气流、物种迁移、地形起伏等）相互连通起来，构成一个完整的区域空间生态结构体系（图5-1）。区域中的各 区内部空间还可以根据其性质、构成和功能特征进行分级划分，一般讲，由于各区的构成、结构和功能是多样的和多层次的，一个空间单元不可能只有一种构成要素、单一结构或单一功能，因此，可以按区域生态空间体系的主体或主导构成、主体（导）结构和主体（导）功能形成演化的条件和动因上进行空间划分。目前，国家推行的全国主体功能区划与建设则是从另一个层面，即国家和区域发展对空间利用的功能属性的层面来进行分区的，这一区划模式是以人类发展为导向的或在以人的发展为本这一原则下考虑空间的结构异质性，具有适用性强、便于操作的特点，但弱化了国家或区域的生态结构，更忽略或割断了人类发展空间与生态系统演化空间的内在关系，没有客观、准确把握人类作为生态系统的一个优势种群的有限性。当一个生态系统的优势种群在过于优势的情况下，这个系统就会蜕变为单一种群的生态系统，类似于我们人工生态系统的单种种植，这是潜在生态灾害或生态退化的开始。最终容易造成优先发展区超度开发，限制发展区不限，禁止开发区不禁的尴尬局面。

区域空间生态结构的构成要素中除了以上讨论的四元二维结构外，还有一维和三维生态结构，这也是通常我们在考虑区域空间时所忽略或缺失的，一维结构要素包括了区域中关键节点（如交通节点、生态流节点等）和关键联通线（如交通线、生态过程的路径、廊道等），它们在区域空间生态结构中也具有不可或缺的生态学意义和作用。区域空间的三维生态结构是指二维地表层结构与径向维结构要素的整合结构，径向维我们通常从海拔层面来理解更直观，但生态结构不仅仅是海拔层面的，还有地下、大气高层空间等层面的结构。三维生态结构是区域空间结构的完整表述，如城市化区越来越向空中发展的趋势就是这种结构的一种体现，自然生态系统中的分层结构（如群落的层次结构）也是这种三维结构的体现。综述起来，我们将一个区域的基本生态结构完整地表述为四元三维结构，简称为区域的“四三结构”。

区域空间结构体系按类型可以分为单核型、双核型和多核型等不同空间模式，它是区域城市化进程不同阶段的空间结构形态。从生态学上看，多核型区域空间结构体系一般较单核型更为健康、合理，城市的不同职能可以在区域尺度上进行分工协作，区域生态系统服务可以在不同空间区位或位势上得到表达，地域的生态系统条件可以得到充分、合理的保护和利用。从这一生态意义上来看我国的国家、省、市、县各级城市（镇）体系，它们的城市（镇）空间布局以单核型为主，这样会出现职能或功能过于集中、资源配置过于极化、空间形态结构过于板块化的问题，很容易造成城市发展与生态系统演化“争地盘”的病态局面，结果导致区域或地域的生态系统结构和功能被割断、缺失或丧失，生态补偿不能得到保证，城市发展与生态系统之间形成不均衡的失控状态，这是我国区域城市化进程中存在的重大生态风险和危机。例如，在华北京津唐城市群地区，北京、天津等主要中心城市的职能分工仍然是不明确的，中心城市的发展是集中连片的板块式扩展模式（通常称为“摊大饼”），地域生态系统结构和功能被不断蚕食，北京的第一、二绿化隔离带建设就屡遭失败。在我国东部的苏南—沪—浙北城市群地区，上海是一城独大，产业功能和社会资源过分集中，杭州、苏州作为中心城市的功能和区位作用没有得到合理发挥，长三角地区总是在强调与上海接轨，而没有人来关注杭州、苏州在哪里。在中部的长江中游城市群地区，也是武汉一城独大，所有资源、机会和发展空间全部集中在一个中心城市上。目前中央在中部地区实施的“两型社会实验区”建设能否改变这种畸形发展格局，我们拭目以待。相比较而言，珠三角地区的广—深—港城市群空间结构体系则比较合理，这三个中心城市在功能上是明显差异化发展的，发展区位也不同，产业结构、生态系统条件也存在一定差别，形成了相对合理的互补、协调的区域城市群空间结构体系（当然，我们并不否认珠三角城市群发展存在的诸多问题，但从区域城市群空间结构上看，它的基本构架是符合生态学规律的）。中国是一个幅员辽阔的国家，靠一城独大的单一中心城市模式来带动大流域（如长江流域、珠江流域、辽河流域、黄河流域）或大区域（东、中、西或南、中、北）的空间发展模式是不现实的，这尤其违背了区域生态系统演化规律。在一个生态系统中，如果它的某一个物种在这个系统中处于绝对的优势地位，控制着系统的所有物质流、能量流、信息流，这个系统就会退化成一个单种或少种系统，那么它将是一个不稳定系统，也是一个回复力很脆弱的系统，当有外部冲击的时候，也是更容易被演替掉的系统。很显然，过去曾提出的某某城市辐射全国的城市定位理念从生态学规律来看是值得重新考虑的，在一个区域中集中所有社会、经济功能的城市从生态学上看是一个不健康的城市。而由区域或跨区域的功能错位、资源互补性配置、人口合理分布、规模适度、不同区位、不同结构的城市形成的区域或多（跨）区域的城市群链，来构建社会—经济—生态辐射链网结构，才是符合生态学规律所要求的，也是当前中央科学发展观所要求的。

由于人类活动的影响或胁迫，区域的自然（生态）区在逐步变化或减少，而且越来越破碎化，生态功能也随之受到影响，空间分布范围也在改变甚至许多空间地域在缩小。这给我们提出了一个重大问题：我们需要多大的自然（生态）区，或者人类活动的城市化区应该有上限吗？如果有，这个上限在哪里？怎样的区域空间格局才是健康的或完整的？这将是未来一个相当长的时期内，生态学者、地理学者、地质学者等，甚至地球科学所有学科的学者共同面临的重大课题。

5.2.3　区域生态基础设施

1）区域基础设施

基础设施是指为人类生产、生活提供各种服务的工程与技术条件，是保障不同尺度（如国家或地区）社会、经济、文化活动的公共服务支撑系统。基础设施是构成区域系统的基础要素，一般可分为经济性和社会性两大类。经济性基础设施包括了公路、铁路、机场、邮电通信、水电煤气等公共设施，即通常所讲的基础设施（Physical Infrastructure）。另外，从更广的意义上讲，基础设施还包括教育、科技、医疗卫生、体育、文化等社会服务条件，即社会性基础设施（Social Infrastructure）。我们容易理解，基础设施的定义范畴比它实际所覆盖的内容要大。

基础设施所提供的产品和服务是其他生产部门进行正常活动的基础性条件，统筹规划、合理布局区域基础设施（如交通体系、供水体系、能源供应体系、通信体系、排水体系、垃圾处理体系、防灾体系等）对促进区域发展具有重要意义。基础设施作为社会先行资本，它所提供的产品、服务性能和价格的变化，必然会对其他部门产生连锁反应。实证研究表明，区域基础设施发展水平总是在一定程度上促进或者抑制与城乡一体化发展程度紧密相关的区域经济增长、工业发展和人均国民生产总值的提高（战金艳等，2003；安筱鹏，2003）。

目前我国的区域基础设施建设还存在着重复建设、供给不足、缺乏统筹规划等问题。另外，地区差异也很大，总体上沿海地区的基础设施提供的区域发展环境远优于中西部地区。交通、电力、通信、水利等基础设施的滞后已经对西部大开发战略的实施产生了阻碍，因此，需要加强西部基础设施的建设，以满足经济发展的需要。同时，应该注意基础设施建设中的合作，通过技术共享、统筹规划，突破行政区各自为政的传统管理模式，整合区域资源，提升区域整体竞争力，以实现结构效益和规模效益。一个区域中城乡基础设施是区域社会、经济、文化发展的支撑体系，而它又由区域的生态基础设施所支撑。也就是说，对一个区域而言，基础设施是两层结构，由城乡基础设施支撑人的活动，而由生态基础设施支撑城乡基础设施，二者是纵向生态关系，犹如生态学中的营养金字塔多层结构。

2）城市基础设施

城市基础设施按需求可分为基本保障基础设施，主要包括供水、供电、供气、供暖及污水、雨水处理系统等；经济社会发展基础设施，主要包括交通系统，通信系统，能源动力系统，住房储备，教科文卫机构和设施等。城市基础设施按功能分类：装备性硬件基础设施，主要包括公路、铁路、轻轨、机场、港口、电力、通信、自来水、供热、地下管网等；技术性基础设施，主要包括信息及硬件基础设施里使用的软件和高新技术装备、材料。在基础设施对提高城市竞争力作用中，技术性基础设施越来越重要，提升城市基础设施建设水平，尤应重视技术性基础设施。城市基础设施建设的投资应与经济、社会、环境相协调，与城市GDP、固定资产投资有适宜的比例。

城市基础设施是区域中城市化区的基础设施，是区域基础设施的重要组成部分，它的经济、社会产出大，但设施密度、生态影响、物质—能量—人口流通量都要高于区域中的其他空间类型。在城市化区，城市基础设施处于主导地位，而生态基础设施的生态功能通常相对脆弱、规模不足、结构不完整，相对其他空间更破碎化。

3）区域生态基础设施

过去我们讨论区域问题，总是只提区域基础设施，长期以来，一直忽略生态基础设施（Ecological Infrastructure）的重要意义。从生态学来看，一个区域的完整、健康发展必须有生态基础设施的支撑和保障。有学者认为，生态设施是指维护生态系统和促进生态经济发展的各种基础设施，包括生态运行设施、生态修复设施和生态培育设施三大类。它是生态环境保护和生态经济开发的物质基础。生态设施包括两个方面：一是维持既有生态的设施，它是为提升人类的生态运行能力和生态修复能力而提供的各种基础设施；二是强化后续生态的设施，它是为增强人类的生态培育和开发能力而提供的各种基础设施。有学者从理论上讨论了生态基础设施，认为生态基础设施是指用以支持一定时空域内人性与自然性的共生与协同演化而形成的人性设施、物性设施和生性设施之间联通和整合而成的有形、无形系统条件。传统的市政管线设施、交通设施、市政文化设施等是生态基础设施的构成要素或子设施，生态基础设施强调的是系统支持条件，其核心是人同生物和环境之间在支持服务层面上的系统化和关联化，传统意义上的人、生物和环境条件都可以成为生态基础设施的构成要素（吴人坚，2000）。生态基础设施建设包括了水生态设施、景观生态设施、交通生态设施、能源生态设施、产业生态设施、安全生态设施、生物生态设施、社会生态设施。传统设施（如水、电、气、路等）都以不同形式或方式整合进以上生态设施之中，成为其构成部分。这是我国最早研究生态基础设施的工作。另有学者认为生态基础设施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，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。它不是习惯上的城市绿地系统的概念，而是更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、林业及农业系统、自然保护地系统（俞孔坚等，2001，2004）。还有学者表示了类似的看法，城市基本生态设施，是在空间上具有稳定性，在时间上具有连续性的城市中所划分出的具有自然保护、景观塑造、文化营建等多种功能的基本保护区域。其本质上可以理解为城市生态系统必需的自然基础和框架，能够提供生态服务功能和自然资源服务功能的部分，具有必要性、基础性和不可替代性的特点。主要包括城市及其密切相联系的郊区（所构成区域中包含的城市绿地、森林、水系、湿地、农田系统、自然保护系统等）。城市生态基础设施是一个区域化的概念，将城市与其生态功能密切相关的周边区域紧密联系在一起，这与城乡一体化的发展趋势是一致的。但作为一个崭新的概念，目前这方面的研究还很不足（滕明君等，2006）。

以上对生态基础设施的认识虽然表述不同，但都强调了区域或城市发展的生态系统基质和条件。目前仍然存在的问题是对这一概念的内涵和外延还不明确，生态基础设施与基础设施之间的界限还不清晰，实际城市规划实践中，我们更难把握如何界定生态基础设施以及如何把它与自然生态系统区分开，如何明确对生态基础设施进行分类。很显然，生态基础设施并不简单地等于绿地、森林、湿地、农田、自然保护区等生态实体，这就像农田并不等同基本农田一样。

从生态学意义上，我们给生态基础设施做一个重新概括：生态基础设施是指为不同尺度（国家、地区、城市等）的人类生存和发展提供生态系统产品和服务的各种有形、无形的基本支撑和保障条件。总体来看，它包括了大气生态基础设施、水生态基础设施、土壤生态基础设施、地质生态基础设施（地表土壤以下部分）、外空生态基础设施（如月球对地球的稳定作用）、生物生态基础设施、信息生态设施（各种生态信息的辨识、传输、获取与加工处理的基本条件）、人工生态基础设施（是指人工构建的为维护、保育、修复、完善前述几种生态基础设施正常运行和稳定的基本人工支撑构筑物）以及整合生态基础设施（指为协调和保障人类生存和发展过程中的社会生态、经济生态、文化生态、生理生态、心理生态关系的健全和完善，具有机制性、制度性作用的有形和无形基本支撑条件或构筑物）。这里强调，生态基础设施的“基本”性，它并不包括所有支撑条件，而是“基本的”、“关键的”支撑条件。具体来说，它并不是涵盖所有生态空间要素和结构，在空间界定上相当于区域生态空间结构体系中的一维生态结构部分，主要是空间生态结构体系中的场点、节点以及区域生态流的连通线或生态过程通道等基础性生态空间要素，与区域生态安全有紧密联系。

我们从生态系统服务的层面更容易理解生态基础设施的重大生态学意义。生态基础设施本质上指提供、支撑、维护和稳定生态系统功能及其产生的生态服务过程的有形和无形的基本构筑物或基本条件，它通常都以伴随各种生态流过程而产生的不同形态的构筑物形式而存在，突出体现的是对生态功能及其服务过程的提供、支撑、维护和稳定，与生态过程具有天然的孪生关系，是生态服务得以健全运行的基础性、条件性实体。正如基础设施概念并不包括所有人工的生产、生活性构筑条件一样，生态基础设施同样也并不包括所有生态系统要素和空间。有了这样的理解，我们才能很好地理解生态功能与支撑生态功能及其生态服务的基础性条件的不同，也不至于将二者混为一团。目前人们对这一概念还存在一些模糊不清的认识，看法也很不一致，使用的名词也不统一，常常认为生态基础设施涵盖了所有自然生态要素和空间条件。另一方面，除了其“基本性”外，我们还强调区域生态基础设施的完整性，所谓生态基础设施的完整性是指生态基础设施的构成、结构和功能及其提供的生态服务在时空上的健全性和持久性。生态基础设施的完整性是生态系统服务得以保障的前提，从现实意义上讲，目前城市化与工业化的负向生态后果之一就是生态基础设施完整性的破碎、破坏和丧失。再一方面，我们还强调生态基础设施的“设施性”，即它不是一种要素或几种混合在一起的生态要素，而是具有基本生态结构和基本生态功能的不同生态要素的自组织实体，它是一种生态学意义上的“有机机器”系统而不是零部件或机器中的化学元素。

从以上分析可见，区域城市化、工业化过程中，生态基础设施是不可或缺的支持体系。区域城市化要持续、健康地推进，需要我们特别关注如下几个问题：

（1）区域生态基础设施的完整性，不完整的生态基础设施不能提供充分的、多层次的、多样的生态服务。

（2）生态基础设施的完整性由其组成、结构和功能所决定（即组成完整性、结构完整性和功能完整性），生态组成、结构是生态功能的基础，同时，组成和结构依功能演化而变化，也最容易随城市化的胁迫而改变。

（3）生态基础设施提供生态功能，并不是简单地提供生态服务，生态功能是其生态服务的功能基础，生态服务是生态功能面向人类的衍生功能形态。

（4）区域生态规划和生态系统管理的重要目标之一是维护和保障区域生态基础设施的完整性。

（5）准确认识和理解区域生态基础设施的完整性是维护和保障区域生态基础设施的前提。

（6）我国快速区域城市化的重大生态问题的症结是区域生态基础设施破碎化、畸形化和丧失。

5.2.4　区域生态空间完整性

1）土地生态完整性

生态空间完整性是指一定空间范围的生态空间的构成、结构和生态功能及其提供的生态服务在时空上的健全性、持久性和安全性。对区域生态空间完整性的理解应该从其维度入手，或者说，区域生态空间完整性是三级体系。一维的区域生态空间完整性即是区域生态基础设施的完整性（一级完整性，我们已在前面讨论过）；二维生态空间完整性即是土地生态构成、结构与功能的完整性（二级完整性）；三维生态空间的完整性即是生态空间的四元三维构成、结构与功能的完整性（三级完整性）。我们这里重点讨论二维生态空间完整性，即土地生态完整性。很显然，它可理解为一定空间范围的土地（空间）的构成、结构和生态功能及其提供的生态服务在时空上的健全性、持久性和安全性。联合国粮农组织于1972年在荷兰瓦格宁根召开的农村土地评价会议对土地的定义是：“土地包含地球特定地域表面及以上和以下的大气、土壤及基础地质、水文和植被。它还包含这一地域范围内过去和目前人类活动的种种结果，以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响”。1975年联合国发表的《土地评价纲要》对土地的定义是：“一片土地的地理学定义是指地球表面的一个特定地区，其特性包含着此地面以上和以下垂直的生物圈中一切比较稳定或周期循环的要素，如大气、土壤、水文、动植物密度，人类过去和现在活动及相互作用的结果，对人类和将来的土地利用都会产生深远影响”。我国国土资源部于1992年出版的《土地管理基础知识》中定义土地为：“土地是地球表面上由土壤、岩石、气候、水文、地貌、植被等组成的自然综合体，它包括人类过去和现在的活动结果”。可见，土地普遍被认为是一个综合体，是自然产物，也是人类过去和现在活动的结果。土地具有明显的社会、经济和生态属性，是（自然）环境—人类相互作用的生态实体。在这一认识下，我们很容易理解，土地可以看成是二维生态空间的完整表达，这里我们指土地，而不是土地利用，二维生态空间在通常意义下至少包括了土地覆盖和土地利用两个方面。很明显，土地利用与二维空间不是一个等同的概念，前者强调了人类对地表层空间的使用属性，是人类导向的；后者指示一个区域或地域空间的异质性、结构与功能。

在这一意义下，二维生态空间完整性问题就归结为土地生态构成、结构与功能的完整性。要讨论这个问题，我们先要明确土地构成问题（土地异质性），它在一定意义上又可表达为土地分类问题。同样的，土地分类与土地利用分类也不是同一个概念范畴，一般地讲，土地分类的覆盖面要大于土地利用分类。国际上和我国有各种类别的国家（层面）或部门（层面）的区划成果，这些都从不同层面或领域表达了土地分类的问题。从生态学意义上，我们关注一个基本问题，即土地构成中人类的土地使用（人类对土地的使用维度）构成和土地生态构成（生态系统结构、功能对地表层土地的需求），这个问题是研究和分析二维生态空间（即土地）完整性的基本问题。对土地的使用反映了人类和自然生命对地表层空间使用的一种博弈和均衡。

2）生态交错地（区）

在讨论土地生态完整性问题时，我们不得不关注一类基本土地空间单元，就是生态交错地。生态交错地（区）是指一定地域中不同类别土地与土地之间的交错过渡地带，它常常具有独特的生态构成、结构和生态功能，对周边不同类别的主体土地单元具有重要的生态调节作用，尤其是它调节和影响不同类别土地之间的生态流过程，进而影响不同土地之间的生态服务功能的供给、交换和维护动态。生态交错地（区）也可以简称为交错地（区）。这里，土地的类别可以按生态系统或生物群落类别来界定，或者在基本生态系统类别的基础上复合、叠加而形成的土地单元类别。从土地生态分类来看，土地（生态）交错地（区）应该作为一类独立的分类单元。在过去的土地分类系统中，由于认识和理解上的不足，常常没有将它作为独立分类单元来对待，而是时隐时现地出现在土地利用分类体系中，对生态系统管理和生态功能保育造成诸多负面影响。

3）土地生态分类系统

生态占用、生态消耗和生态保育（建设）是人类与自然生态系统的三种基本生态关系。从生态占用/覆盖概念上，我们将一切由人类及其非生命构筑物所占用或覆盖的土地称为人类（工）地（它不同于土地利用分类体系中的建设用地，而通常表现为硬化地，或不透水地表，或设施占地），将人类及其构筑物以外所有由生命物或非生命物（如裸岩、冰川、沙漠等）覆盖或占用的土地称为生态地（环境地）。如果将生态交错地纳入土地生态分类系统，那么土地生态分类系统是由人类地、生态地和交错地组成的三元分类系统，这种分类方法称为土地三元生态分类法。这样，土地空间（地表层二维生态空间）就可以界定为这三个基本分类范畴。有三点需要指出：

（1）人类活动与其构筑物是有很明显差异的，人类活动可以占用到或覆盖到（时间空间上连续或不连续）的土地一般要远远大于人类地，如土地利用分类中的农用地中的大多数不归于人类地中，但它是人类活动的一种基本土地利用方式。人类活动在时间和空间上是多样的，且变异性大，而其构筑物却相对稳定，并具有一定的时间延续性。因此，用人类活动的构筑物来定义人类地具有概念上的相对稳定性、准确性和可操作性。

（2）生态地的定义中包含了由生命物占用和非生命物覆盖的土地，（如）黄土、冰川、沙漠、裸岩等非生命覆盖的土地也是重要的、具有生态功能的土地类别。

（3）（人—生态）交错地的边界界定是一个需要系统研究的问题，通常人类地的边界由于其人工构筑物的明显特性而容易界定，生态地的边界由于其明显的生物特性和自然地貌或地质特性也可以科学地界定。这样，在土地生态分类系统中准确、合理地界定交错地是可行的。我们需要说明的是，我们讨论的是土地生态分类系统而不是土地利用分类系统，土地利用分类系统的导向是人类活动的土地利用方式，它弱化或忽略了生态地的构成、结构和生态功能，更忽略了交错地的构成、结构和生态功能。

根据以上讨论，我们可以构建土地生态分类系统的基本构成体系（图5-2）：

图5-2　土地生态分类系统

4）区域生态空间完整性

区域生态空间完整性的核心是土地生态完整性。目前，这方面的研究几乎还没有开展。大量的土地生态研究与规划、管理应用工作主要集中在几方面：①土地利用变化的生态评价；②土地空间动态模拟；③土地利用生态规划与优化。缺乏的是土地结构或土地形态与土地生态功能关系的基础性研究，对这一问题了解的不足使我们的规划、管理工作常常没有强有力的科学支撑，影响了区域土地利用管理与决策实践。同时，研究方法上的不足也影响对这一问题的探索。例如，我们目前还没有完整的定量方法来估计生态服务的大小，即使是经济学方法也难以与市场接口，更多的是采用非市场方法，这本身表明生态与经济、生态与土地结构的关系还没有从科学上弄清楚。目前，土地生态完整性的研究需要我们回答几个基本问题：土地生态结构是否可以科学分类（它包括哪些类型）？什么是生态合理的（有效的）土地空间结构？什么是生态合理的“合理”标准？土地类型与土地空间结构的本质联系是什么？以及土地空间结构与生态功能具有怎样的生态联系？等等。

5.2.5　区域人口空间结构

1）人口计量生态学

人口计量生态学研究人口构成、结构及其动态与生态系统变化之间的关系，探寻人口的生态演化规律，为人口规划与管理提供依据。它主要研究生态系统变化下的人口动态机理以及人口动态如何影响生态系统变化，一定生态条件下的人口变化与生态系统功能及其提供的生态服务之间的时空数量均衡关系是人口计量生态分析的核心问题。我们这里简要讨论一下人口计量生态分析的指标度量问题。

（1）生态制约下的城市化水平

城市化水平是目前全球普遍采用的衡量区域城市化状况的一个有效指标。这里将讨论焦点放在人口计量生态研究中城市化水平的意义和作用。按照目前比较公认的定义，城市化水平这个指标的本质是反映一个区域或地域中人口的一个基本属性，即城市属性。生活在城镇用地管辖区的人口即为城镇人口，这部分人口在总人口中比例的高低直接反映人口的城市属性强弱，也反映了人口属性演变的方向。事实上，城市化水平不能仅仅按照人口来定义，而应该按照一个城市的经济水平、社会与文化水平、环境与生态状况来衡量，同时也要考虑支撑该城市稳定与发展的生态系统结构与功能的健全性。也就是说，城市化水平的大小及其动态取决于一个区域或城市的社会、经济、文化和生态因素的相互作用水平和质量。按单一人口属性来表征一个城市或区域的城市化水平是有严重缺陷的。从生态学来看，是否一个地区的城市化水平越高越好呢，回答是否定的。城市化水平越高，在一定程度上表明从事二、三产业的人口比例越高，同时消费水平可能也越高，生态影响一般也越大，它反过来会制约城市化水平的进一步上升。西方和亚洲发达国家在城市化进程上升到很高水平（70%以上）后普遍出现的城市人口乡村化趋势就已经说明了这种因生态制约所产生的郊区化效应。从这种发展趋势看，城市化水平在上升到一定高位之后一定有一个趋缓甚至下降的趋势。我们从生态学上如何表征这种趋势呢，我们设定两个指标：一是城市人口密度，二是城市化水平。人口密度反映了城市中人口的集聚程度，从生态学意义上讲，是一个可以反映人种群的密度生态制约机制指标，人口密度越大，密度制约机制越强。这样，城市化水平与人口密度具有一种非线性关系，这种数量关系能够反映我们经验上观察到的城市化水平受人口密度影响的变化趋势（图5-3）。

图5-3　区域或城市的城市化水平与人口密度数量关系

图中显示，一个区域或城市的城市化水平与人口密度具有两种可能数量关系：倒U形关系和S形关系，不同区域或城市呈现哪种数量关系取决于它们的经济、文化、社会与生态背景条件。这种关系说明了一定地区城市化水平不会恒定地上升。不同生态条件，不同经济、社会、文化背景的区域或城市，二者相互变化、相互制约的轨迹会有差异，但基本特征会趋于一致。此外，我们还可以发现，虽然城市化水平因生态条件和社会文化条件的不同而有所不同，一个地区或城市的人口基数（总人口）越大，其生态上合理的城市化水平反而会降低。如果从经济学角度来表述，就是说，随着人口规模的递增，一个区域或城市的城市化水平呈现边际递减趋势。这个趋势对城市人口生态管理和人口政策制定具有重要意义。

另外，在人口统计中，目前我国采用抽样调查方法来确定城镇人口和城市化水平的办法很难有效保证调查的准确性，得到的城市化水平统计值的误差会很大，许多学者很早就已注意到这个问题（见有关“城市”概念的讨论部分）。因此，一个区域或城市的城市化水平统计首先要获得准确的城镇人口或城市人口的统计数据。目前按户籍管理的人口统计口径和调查方法受行政管理方式、调查时间和口径、样本大小、区域或城市发展阶段等的影响很大，因而误差也很大。由于城市化水平相对人口密度而言是快变量，人口密度是慢变量，而根据长期（至少30年至50年）快变量的城市化水平与慢变量的人口密度的数量关联统计观察来计算城市化水平值，可能是估计一个区域或城市的城市化水平统计值的有效近似方法，所获得的结果会更趋于合理和真实。很明显，人口密度的统计相对十分明确，抽样调查起来也相对容易。统计一个地区在一定时间里按一定的住留时间居住的总人口数，在首先统计划分人口发展阶段和确立了一定发展阶段城市化水平与人口密度统计关系的前提下，不需要在每次抽样调查中划分城镇人口还是农村人口，而只需要在该人口发展阶段上，由政府统计部门组织专业学者和统计部门的工作人员联合进行一次完整的人口密度的关联调查，就可以采用定量关系仅仅通过抽样调查人口密度来计算城市化水平。这样可以消除因每次城镇人口统计存在的诸多问题而产生的不必要的误差。

（2）人口密度

人口密度是区域与城市规划与管理的基本指标，也是一个反映人口空间特征的宏观指标。人口密度由一个区域的多种社会、经济、文化和生态因素所决定，它能够很好地反映区域发展状况与生态系统的某些隐含联系。一个区域或城市的人口密度在城市化过程中一般的变化趋势是先增加，再稳定或下降。影响人口密度的社会、经济、文化、生态因素很多，这里不作讨论。我们重点分析一下生态因素与人口密度的关系。一般而言，一个区域或城市的资源条件对人口密度影响最大，也就是说一个区域或城市的生态系统功能及其所提供的生态服务是决定其人口密度的关键因素，它不仅影响这个区域或城市的总人口，也影响这个区域或城市的人口密度。在区域尺度，我们如何来表征区域人口活动与生态服务关系呢，我们仍然设定两个指标，一是人口密度（Dp，单位：cap/hm2），二是人均生态占用（PEA，单位：ghm2/cap，全球公顷：global hectare）。我们以北京为例来分析，在行政区范围内北京可以看成一个城市，也可以看成一个区域，采用人口统计数据和相关物质、能源消耗数据，我们通过统计分析得到如下定量关系：很明显，一个区域或城市对生态系统服务的占用量与人口密度呈现显著的幂函数关系，人口密度的增长会增加对生态系统服务的占用量。接下来的问题是，多大的人口密度合适，要回答这个问题是比较困难的。由于用城市来说明这个问题更具有代表性，我们从城市层面来讨论。从现实来看，目前全球大城市中高人口密度的城市不少，如北京、上海、东京等。城市人口密度达到1万/km2左右的时候，城市发展到了一个相对成熟阶段；达到6万/km2左右的时候，一般就进入相对饱和阶段；人口密度再继续上升的话，城市的生态风险就很高了。我国高密度人口的典型城市——澳门2008年官方统计的总人口密度达到了1.8万/km2，其部分功能区人口密度高达（7万～8万）/km2。一些城市，如北京、上海等的城市功能区达到（4万～5万）/km2。从总体趋势来看，全球范围内城市的人口密度上限估计在10万/km2左右。按此推算，一个区域或城市的生态占用上限在1　000 ghm2/cap左右这一水平（排除计算口径误差）。以上分析的生态学意义在于，我们可以定量地给出一个区域或城市生态上合理的城市发展基础指标，为区域或城市规划、管理提供科学依据。

（3）人口规模

区域的人口规模一般并不受到人们的关注，人们普遍关注的是城市人口规模。在区域尺度上，人口的集聚相对城市来说比较稀疏，生态系统服务的腹地相对也大，人口活动不会像一个城市那样带来很大的生态、环境问题。而对一个以城市群为特征的区域来说，情况就不同了。区域中多个城市（镇）形成的城市群对人口的集聚产生更大的吸引力，区域城市群或城镇群的空间形态对人口空间结构和人口分布影响很大。人口规模一般也取决于区域或城市的社会、经济、文化、生态因素，而城市的性质是最重要的决定因素。一个区域的中心城市必然要有更多的人口集聚和更大的人口规模，如省会城市比地级城市的人口规模大是很自然的。一个区域人口规模的空间结构问题一般很少受到关注，事实上，对一个区域而言，人口规模具有明显的空间结构和时间结构。人口一般并不是完全集中在中心区（当然，中心城市化区的人口集中度要更大些是很常见的），而是按城市（镇）群的空间分布结构而聚集的。从生态学来看，人口规模是有构成结构的，也就是说它有社会文化结构、时间结构和空间结构。一个区域或城市的人口规模由这个区域或城市的人口时空结构所决定。区域或城市中不同等级的人口集聚中心之间人口流动（域内人口流动）以及这个区域或城市与外部的其他区域或城市的人口流动（区域间人口流动）对这个区域或城市的人口规模形成是十分重要的。域内和域间人口流通量越大，空间结构越复杂，这个区域或城市可以维持的人口规模就越大。人们常常会问：一个区域或城市多大人口规模才合适呢？生态学上有好的定量方法来回答这个问题，我们这里不详细讨论这个问题，但可以回答的是，这取决于两个基本因素，一是区域或城市的性质或职能（如首都与地区性城市就完全不同，但并不一定首都的人口就一定要高于地区性城市）；二是可获得的生态系统服务以及社会、经济支撑条件。生态系统服务的可获得性往往具有决定性作用，而它同时受区域或城市性质的影响，一个对生态系统服务具有很强的吸纳、利用、维护、恢复能力的区域或城市，其人口规模就高。从理论上看，一个区域或城市的人口总规模可以很大，这种情况尤其以我国的情况更盛，西方发达国家由于人口基数相对低，一个区域或城市的人口规模不会很高。

（4）区域人口多样性

区域的人口多样性是区域发展的基础，多样的人口会带来多样的社会、文化和经济属性，促进区域的系统融合与文化的生态稳定性。人口多样性是指一个区域人口构成在社会、经济、文化、生态上的差异性。人口流动是区域人口多样性的集中体现之一，而多样性则是一种人口演变状态的体现。

人口的文化多样性在社会学、文化学研究很多，文化多样性与生态系统关系的研究是其中的重要论题之一。文化多样性是连接人类活动与生态系统结构、功能的纽带之一，由此形成不同地区和城市的不同生态文化特征。地域人口的文化意识、世界观、宗教观、价值观、人生观、伦理观以及由其衍生的行为方式、社会组织结构与制度都直接影响着人口对生态系统的认识方式、利用方式、管理方式。一定的文化多样性有利于区域人口与生态系统关系的协调与融合，但我们并不能肯定，如果一个区域的文化多样性越大，它就一定与生态系统关系越和谐。其实，生态学上多样性与稳定性的关系告诉我们，至少一定的文化多样性有利于人口与生态系统关系的稳定或均衡，过高或过低的文化多样性可能都不利于人口与生态系统关系的长久和谐。当然，一个区域的文化是演化的，也是进化的，外来文化的进入在一定意义上有利于促进区域文化的发展，形成更高层次的文化。在这个意义上，文化多样性的高与低不是关键，而不同文化的潜在整合性与演替定向却是区域文化发展的关键，它们决定区域文化的多样性。实际上，这个讨论也告诉我们，文化多样性对文化发展常常具有驱动作用，而文化的继承性常常对文化发展具有阻碍（滞）作用。文化的性质与演化（替）方向是文化的根基，一种文化就是一种与生态系统的适应模式，就是一种生存方式和发展方式。一个具有完全继承性文化的人口群体等同于缺少文化多样性的人口群体，其发展潜力是很有限的；而一个尊重其他文化，接受与融合文化多样性的人口群体，其发展潜力是无限的。尊重文化多样性等同于尊重自己文化的生存空间和发展空间，在社会个体意义上，就是尊重别人等于尊重自己。因此，文化、生态与发展的关系对一个区域来说是至关重要的问题。

经济多样性则是人口多样性在利益关系上的体现，它决定了一个区域的人口对生态系统的利用方式。经济多样性意味着人口对自然生态系统多样性的利用，具体地说，就是生产多样性、消费多样性、流通多样性、分配多样性、投资多样性和回馈自然的多样性。其中，回馈自然多样性是以往主流经济学所忽略的，而却是一个区域经济多样性得以持续、稳定的基础。

经济多样性与生态系统关系近年来已受到国际上一些研究者的关注，从人口消费方式的变化来分析对生态系统影响（如生物多样性等）是其中的研究之一。一些研究显示，家庭大小对生态系统中各种资源利用产生影响。其实，这个问题并不是纯经济学问题，也是社会、文化问题。一方面，家庭大小、结构是由文化和社会（如计划生育政策等）所决定的，人口素质对家庭大小、结构的确定具有重要作用；此外，一个家庭对财富的拥有量（或经济收入水平）也影响家庭大小和结构。另一方面，社会、文化除通过家庭大小和结构影响对生态系统的利用外，还直接对生态系统结构、功能产生影响。西方发达国家城市化进程似乎说明，在统计意义上，富裕的家庭比贫困家庭具有相对小些的家庭大小，而我国发达城市的近几十年的发展趋势也似乎表明，家庭经济水平在提高而大小在下降（这并不完全是国家生育政策的原因）。因此，我们可以看到，家庭规模大还是小并不能完全决定对生态系统利用的数量和结构，其中有更深刻的原因。家庭的规模，就像城市的规模一样，其决定因素十分复杂，进而它对生态系统的影响也十分复杂。或者说，与其说是城市规模对生态系统产生影响，倒不如说是城市性质、结构和功能对生态系统产生影响。它是人类活动与生态系统关系的一个中间变量而不是终端变量。另外，对生态系统的利用结构（如消费结构）同样也取决于文化、社会、经济因素。问题的关键是：影响人口对生态系统中各种资源消耗取向的核心是由文化、经济偏好所决定的家庭消费结构和社会消费结构，而不是家庭大小本身。恰恰相反，家庭大小是由这种消费结构所决定。例如，经济水平或城市化水平低时，消费结构以食物型为主，它决定了家庭规模大一些（即生育率高一些），随着经济水平或城市化水平的上升，消费结构转变为基本食物型与占用型兼有的混合型或以占用型为主导的二元消费结构，它决定了家庭规模小一些（即生育率低一些）。

恩格尔（Engle）系数是经济学用来表述一定社会的人口中用于食物消费占总消费开支的比例。从国内外诸多实证研究看，这个系数是随发展进程而趋于稳定水平的，其原因很简单，人的食物消费是一种生理需求的满足，它由生理过程所决定。换句话说，一个人无论如何也不可能一天吃1t食物。但Engle系数不能表征一个区域人口的食物消费结构或总的产品（服务）消费结构，而这个消费结构则更具有生态学意义。我们从生态学上比较容易采用生态学指标来表述这个消费结构，那就是多样性指数和优势度指数，经济学的基尼系数（在全部居民收入中，用于进行不平均分配的那部分收入占总收入的百分比）经过修正也能在一定意义上来描述消费结构特征，这也是人口计量生态研究中未来要关注的问题。

2）区域人口空间结构

人口空间分布（人口空间结构）是指一定时间内人口群体在地理空间中的分布、集散及组合状况。人口空间结构反映了一个区域自然生态条件、经济和文化的差异性。自然生态以及文化因素更多地在大的时间尺度上决定人口空间分布或空间结构，而经济因素更多地在小的时间尺度上决定人口空间结构。另外，城市性质与功能定位、社会因素、信息、交通等因素也影响人口分布（刘玉，2008）。人口空间结构反过来也会对区域生态、经济和文化产生正的或负的影响。这里，生态系统条件是一个区域人口空间结构的决定因素之一。

从全球范围来看，人口空间结构呈现一定趋势：一些发达国家相继进入后工业化和“后人口转变”时代，其城市化水平渐趋稳定，并不同程度地出现了一些“逆城市化”或“郊区化”现象，大城市人口增长速度减缓，甚至减少，中心城市人口和产业大量向郊区扩散。我国人口空间结构的基本特征是，地区差异大，既有每平方千米500人以上的高度密集地区，也有每平方千米不足10人的人烟稀少的地区。城乡人口分布二元结构显著（所谓城乡人口分布二元结构是：市区城市化水平高，已达成熟阶段，而市辖县（市）的人口城市化水平却较低，尚处于城市化的初期向成长期的转变阶段），以及城乡间经济、生态、环境、社会文化差异大，导致大量人口继续向城市集聚（张善余，2003）。同时，少数大城市也已呈现出西方国家人口从市中心向郊区流动的现象。区域人口空间结构的总体演化趋势是：随着城市化水平上升，人口趋于最终向城乡交错区聚集，这是全球城市化进程中的一种普遍现象，我们称之为“人口空间边缘效应（Spatial Edge Effect of Human Population）”。因此，区域发展进程中，城乡交错区的生态规划、管理问题就成为未来我国区域城市化、工业化的核心问题之一。在维护城乡交错区的生态服务潜力的条件下有序地促进城乡发展才是区域城市化的基本方向。

人口空间结构问题我们在城市化水平和人口规模的讨论中也提到过，我们这里再进一步展开作一分析。从生态学上看，人口空间结构本质上是一个复合种群（Meta-population）结构问题。最典型的例子是区域中的城市，从城市发展的历史过程来看，人口从单中心单块分布向多点成片分布演化，小的城镇一般是单中心成块的人口空间结构，大城市或特大城市常常是多中心成片或多中心多块（片）的结构，这个分布结构中的“块”或“片”空间上是可以连续的，也可能是离散但具有线网状物质、能量联通关系。

我们关注的是，一个完整的人口空间结构的基本形态是什么。从生态学上看，一个良好的人口空间分布结构是具有合适的空间尺度（也就是说人口集聚的空间范围是合适的，这在一定意义上可以看成是多个城市或人口集聚区，或一个城市内的不同居住区或人口集聚区的空间规模），空间内具有适当数量且一定大小的人口集聚块（块密度），人口集聚块具有合适的大小，而不同人口集聚块之间的联通距离是适中的（对地方性集聚块，其间的距离不能太远也不能太近）或者不同人口集聚块之间的物质、能量联通度是适当的（对跨区域或国际性的人口集聚块，其距离是可变的或可延展的）。物质能量利用多样性、土地利用多样性、文化多样性以及生态多样性是这个人口空间结构持续、稳定的基础。

5.2.6　区域生态异质性与生态控制

1）区域生态异质性与生态区划

区域在时间和空间尺度上具有多样的分化形态，即构成、结构和功能上的空间异质性，这种特性是空间区划与管理的生态基础。因此，区域的界定首先是一个空间层次结构问题。在空间上，区域概念与城市、全球（地球）相对应（这里指生态学或地理学意义而非行政区划意义），即大于城市尺度和小于全球尺度的地理或生态空间单元皆可以看做是区域。如果在行政区划意义上看，许多城市本身就是一个区域，因此，这里的城市含义是指生态学意义上的宽范畴城市概念（前面5.1.2节已经讨论过这个概念）；在全球尺度之下的大尺度区域空间（跨国家的）还可以进一步细分为不同类型的区域，将不同尺度的区域与区域相互作用的集合体系作进一步的界定是有必要的，如按照地质板块划分的全球七大洲（跨国家）是有其合理的生态学意义的，应该是一级大尺度区域空间（生态洲）划分的一种可选方案；而每一个生态洲内部还可以进一步划分二级区域类型，按照国家的政治区划界定的空间不是一种合理的生态界定方案，而应该按照气候、水文、土壤等地理、地质、生态条件来考虑生态区（带）或生态系统区（带）的划分。在国家尺度上，区域的界定也不应该按省级行政分区来划定，而要根据生态、地质、地理要素与条件来划分，跨省的区域划分可以按生态州的概念范畴来考虑，这更能反映生态异质性的自然空间结构特征。例如，我国的几个发达地区（如长江三角洲、珠江三角洲等）就是一种生态学上更合理的跨省级区域的空间界定方案，目前这一问题国内外还没有统一的认识。

2）区域生态分区的界定体系

既然区域的生态异质性是具有层次结构特征的，以其生态异质性为基础的生态分区或区划也是一种层次结构体系。从生态异质性的表现形态来看，我们可以来分析其层次结构的构成。从整体上看，一个区域的生态异质性首先表现为地质、地貌与气候变异，其次是土壤和水文，其三是植被及其他生物，其四是人类活动（通常表现为土地利用）。因此，一般的，区域生态分区或区划可以按照生态演化的时间、空间系列以四级基本分类层次来考虑。不同等级的分区体系可以按如下分类体系来表征：

生态带（Zone）：地质、地貌、气候等地质地理因素；生态类（Category）：土壤、水文等物理生态因子；生态型（Type）：植被与其他生物等生物因素；

生态区（Region or Area）：人类活动与自然过程关系。

在“区”级以下的进一步划分可以按照亚区或子区（Sub-area）等来表征。例如，生态区这一级的分类体系可以按照5.2.4节中的土地生态分类系统来界定，即分为人类（活动）亚区、生态亚区和交错亚区。大尺度的空间区域（如全球、洲、国家等）需要考虑这四级分类体系，中尺度的空间区域（国家以下的地区或省或州一级的区域，以及跨省或州的流域以及长三角、珠三角等大的城市群地区）原则上只需要考虑类、型和区等三级分类体系（特殊情况下涉及“带”的分类）。

小尺度的空间区域（中小城市群地区或城市）仅需要考虑区一级的分类体系，即按照人类（活动）亚区—生态亚区—交错亚区的三元分类体系来考虑，这一分类体系还可以进一步明确表征为城市化亚区—城乡交错亚区—乡村亚区—自然亚区的四元生态分类体系。

此外，我们十分强调“交错区”概念对区域空间异质性表征的重大生态学意义，自然生态系统异质性构成中很明显具有许多“交错区”实体的存在，对生态系统物质、能量、信息过程具有不可或缺的影响或调节作用。城市化、工业化活动的日益加剧是城市化区与其他生态空间之间出现了更多样的“交错区”类型，它们对人类活动与生态系统过程关系同样具有重大影响或调节作用，产生了特定的“复合生态边缘效应”。就像当今地球上人类活动影响的覆盖面几乎已遍布全球各个角落一样，城市化、工业化活动使得地表层空间多种多样的生态交错区层出不穷，覆盖面也越来越广，这种现象不是偶然的，而是地表层空间异质性演化的一种新趋势。

3）生态控制体系

生态控制体系是指为维护一定地域空间的生态系统完整性，保障地域生态安全与健康，按照某一地域范围内生态系统构成、结构和功能的空间分异特征及其对人类活动的响应（如敏感和脆弱）状况，对其社会、经济发展的性质、规模、范围、结构、强度、效率以及对生态系统利用的相关上下限（如环境容量、生态承载力）等边界条件分类分级地作出限制的一种规范或安排。这一规范或安排系统原则上具有法律效力，为区域或城市发展的生态管理提供法律性、政策性依据。

生态控制体系制定的基本原则是：（1）维护和稳定地域生态系统构成、结构和功能的完整性与健康；（2）保障人类活动空间与生态空间之间在构成、结构或功能上的自调节活力、自组织能力以及动态生态均衡。

生态控制体系制定的基本内容是：生态土地平衡核算、生态水文平衡核算、生态能量平衡核算、生态物资平衡核算（含生态再利用与循环）、环境质量平衡核算、空间生态结构平衡与边际控制等。其基本技术方法包括生态投入—占用—产出分析（Ecological Input-Appropriation-Output Analysis）技术、生态边际核定技术、生态交错区评价、生态过程优化技术、生态与环境容量（承载力）分析技术等。

生态控制体系的制定通过生态控制性规划来实现，它是生态控制体系制定的基本工作途径。生态控制性规划是区域或城市生态规划的基本组成部分，它分为两个层面：区域或城市总体生态控制性规划和专项生态控制性规划。在规划体系中，生态控制性规划的开展原则上优先于区域或城市规划的开展，即它在区域或城市规划之上或之前进行，为区域和城市规划提供框架性支撑和生态约束。

生态控制性规划包括两大基本任务：

（1）空间生态控制核定。基于空间生态要素、结构及功能关系核定需要控制的生态点、生态线、生态面（域）和生态体，并制定或确定出生态控制的点、线、面、体之间的边际轨迹，从人类属性上看，就是社会、文化、经济的活动空间与生态系统活动空间之间的边缘轨迹。

（2）生态控制方案制定。空间生态控制核定是生态控制方案拟定的基础或前提，生态控制方案是双向对偶控制模式，即对生态系统利用性质、方式、程度的控制和对社会经济发展性质、方式、程度的控制。从空间生态意义上，生态控制性规划必须考虑四大类空间形态：点状形态、线状形态、面（二维）形态和体状（三维）形态。点（势）、线、面、体（场）是区域或城市生态控制性规划的四大空间要素。目前的生态规划主要考虑的是二维平面空间，即地表层二维空间，还没有上升到三维空间规划。

4）生态控制性规划的实例

以下以青岛胶南市为例，简要介绍生态控制性规划的基本方法。

（1）基本原则

以生态控制体系构建和完善为突破口，加强城市生态安全建设；基于控建导引方向，本规划采用刚性生态控制方案，按控制类型、控制等级、控建方案、控建管理措施等方面制定四级生态控制体系；本规划与城市规划和土地利用规划相协调，本规划的生态控制体系建设重点是空间生态控制，以突出控制建设重点，以空间为主线来组织和落实控制建设方案，暂不涉及其他控制领域，也暂不完全涉及社会经济本身的控制内容。

（2）生态控制体系（表5-1）

表5-1　四级生态控制等级体系（刚性）

（3）总体生态控制方案

按照四级控制体系要求的具体生态控制方案见表5-2（部分表、生态控制图略）。

表5-2　胶南市总体生态控制体系（按生态区协调）（部分示例）

续表5-2

5.3　城市化与区域生态系统关系

城市化或城市发展与区域生态系统基本关系有两类：一是占用—服务关系，即城市化或城市发展以占用方式与区域生态系统联系起来，而区域生态系统则以生态服务方式适应城市化的占用作用。占用—服务关系是中性关系，它可以产生正或负的经济、文化、生态、社会效应，占用的最通常模式是通过土地的占用来体现，且常常由物质、能量过程所反映出来，为维持占用—服务关系，通常人类要投入一定的劳动成本。二是胁迫—响应关系，即城市化或城市发展以负向作用方式与区域生态系统联系起来，而区域生态系统则以生态响应方式反馈城市化的胁迫作用，胁迫—响应关系是负向关系，它一般产生正的经济、文化、社会效应，但生态效应常常是负向的，其关联过程通过有形、无形的机制来反映。在胁迫—响应关系中，有一种直接的消耗—再生关系是常见而重要的，即人类直接摄取生态系统的产品（如摘取果实直接食用）或服务（如直接呼吸空气或欣赏自然的蓝天、绿荫）而不投入任何人类劳动成本。生态系统依靠自身潜力来平衡消耗的产品或补偿消耗的服务。

5.3.1　区域中的城市化与城市发展

区域城镇发展的基本模式有两种：一是以优化城镇结构、提高城镇质量、完善城镇功能为主的内涵型发展，是数量上的城市化和质量上城镇现代化的有机结合，其实质是通过城镇系统的结构改进与质量提高来带动和促进区域城市化；二是以增加城镇数量、扩大城镇规模为主的外延型发展，主要通过城镇数量增加来推动区域城市化，提高城乡一体化的发达程度。在城市发展初期，可以以外延发展为主，适当扩大城市规模，同时考虑发展郊区、郊县的重点中心镇，提高城市化水平；后期以内涵发展为主，特别是提高城市化地区的环境质量，将那些比较分散的个体企业逐渐过渡为有适当规模的产业链，组成有市场竞争力的企业集团，产业组合与调整一般是紧密结合城市发展（市区的功能区划分）的空间布局进行，有利于整体环境质量的提高（姚士谋，2001）。

20世纪70年代联合国教科文组织（UNESCO）发起的“人与生物圈（MAB）”计划中，指出生态城市是“从自然生态和社会心理两方面去创造一种能充分融合技术和自然的人类活动的最优环境，诱发人的创造性和生产力，提供高水平的物质和生活方式”。1980年城市生态学家O.Yanistky提出，生态城市是指自然、技术、人文充分融合，物质、能量、信息高效利用，人的创造力和生产力得到最大限度的发挥，居民的身体健康和环境质量得到维护的一种生态、高效、和谐的人类聚居新环境。美国生态学家Richard Register认为生态城市即生态健康的城市，是低污、紧凑、节能、充满活力并与自然和谐共存的聚居地，生态城市追求的是人类与自然的健康与活力，并认为每个城市都有可能利用其自然禀赋，将原有城市建设转变成生态城市，实现城市生态化和生态城市网络化，促进城市的健康和可持续发展。

中国是发展中国家，目前正处于城市化进程加快的迅速发展时期，不少城市因为过度注重开发建设而忽略了生态环境问题，城市污染严重，各种“城市病”不断凸显。在这样的现实背景下，生态城市建设正当其时。

生态城市建设的内容之一是宜居城市建设。联合国召开了多次全球人居环境建设大会，有力地推动了全球人居环境建设的发展。宜居城市概念是指适宜居住的城市，它涉及衣、食、住、行等各个方面。宜居城市表示一个城市在满足人的居住生活需求方面已经达到了比较高的水准。宜居城市建设不仅仅是一个宜居硬件设施的规划、建设问题。有学者认为，宜居城市建设在城市规划和建设中应遵循景观建设服从功能配置的原则；在住房和公共服务设施的配置规划中应遵循优先满足多数人需求的原则；在制定公共政策时应遵循公共设施及空间全民共享的原则。宜居城市的建设任务：第一，深入调查不同阶层对宜居设施的需求，根据需求进行设施的规划建设；第二，快速推进公共服务设施的均等化，发达地区城市的重点则是快速推进优质公共服务设施的均等化；第三，全面梳理和调整公共政策，使其有利于公共服务设施的全民共享和城市更新的平稳推进（叶立梅，2007）。

总之，宜居城市是我国当前区域城市化的一种可行模式，将生产、生活、生态有机统一起来，突出生活品质是宜居城市的内核。

5.3.2　城市发展对区域生态系统的占用

城市发展对区域生态系统有着极其显著的影响。随着城市规模和数量的持续增长，其对生态系统影响的强度和范围也随之不断增长。尤其在我国，目前正经历着快速城市化，城市人口从1990年的3.25亿增长到2003年的3.42亿。我国的城市数量增长也很迅速，由1990年的467座增长到2003年的661座。城市人口密度也有所增长，从1990年的279人/km2到2003年的847人/km2。城市建成地的总面积已经从1990年的11　600km2增长到2003年的29　000km2。同时，在建成区人均道路占有量从3.1m2增长到9.3m2，人均日常生活用水从175.7L增长到210.9L（中国建设部，2003）。这对区域生态系统产生了巨大影响，并且产生了诸多的环境、生态效应，这是我国区域城市化的显著特征之一（Dan Hu et al.，2008）。

区域的城市化状态可以用三个指标来表征：城市规模、人口密度和城市化水平。而城市及其区域城市化的生态占用动态可以采用三个参数来反映：强度、构成和占用持续度。区域城市发展过程，其生态占用具有明显的复杂性特征，这种复杂性特征由城市的地理位置、发展模式、发展水平、城市构成、结构以及周围生态系统特征所决定。

生态占用表征的是任何发展水平的人口（个人、城市或国家）对生态系统的使用状况，即一定人口所使用的所有生态产品与服务，以及利用现行技术消除和吸纳这一人口产生的废弃物所需要的生态系统支撑（包括陆地和水域）的水平。生态占用是用来描述人类对生态系统影响的重要方法，从提出至今，其概念和方法已逐渐成熟并且作为探索人类对自然生态系统影响的分析工具被广泛应用。因此，了解城市发展对区域生态系统占用特征对于理解我国区域城市化或区域中的城市发展对生态系统的影响至关重要（Dan Hu et al.，2008；Lei Kampeng et al.，2009）。胡聃等以江苏省快速发展城市江阴市为例，来讨论区域中城市发展的生态占用特征，主要分析以下两个问题：①快速城市生态占用随时间的动态变化特征；②城市市域内不同城市化区生态占用的空间差异（体现不同城市化水平）及其数量关系。这些问题的分析有助于帮助我们理解一个区域中快速发展的城市与周围生态系统之间的关系，也有助于解决城市面临的生态问题和为改进城市发展规划、建设与管理提供技术支撑。

1）江苏江阴市城市发展状况

江阴市地处江苏省南部（31°40′34″N到31°57′36″N，119°59′E到120°34′30″E），位于长江以南、太湖以北。年平均温度为16.7℃，年平均降水953.8mm。根据江阴市统计局提供的数据，2005年该市总人口为119万，有16个城镇和305个行政村，市政府所在地为澄江镇。江阴市是一座快速发展的城市，经济日趋繁荣，2005年它的经济实力在全国县级市中位居前三（江阴市统计局，1991—2006）。江阴市人口从1990年的110万增长到2005年的119万，人口密度从1990年的1　116人/km2增长到2005年的1　200人/km2，并且城市总的建成地从1990年的148.8km2增长到2005年的311.7km2，同时，耕地从1990年的570.2km2减少到2005年的474.7km2。

2）江阴市城市发展的生态占用状况

研究中，除了计算江阴市1990年至2005年的生态占用指标外，我们主要从三个方面来分析江阴城市生态占用动态变化特征（生态占用强度、生态占用组成和占用可持续性），每个方面我们又给出了几个具体的参数（表5-3）。

表5-3　城市生态占用分析指标

续表5-3

1990年到2005年，江阴市城市生态占用随着城市的发展不断增加，主要体现在资源消耗量的持续增加和土地利用规模增长和结构变化。消费量最大的三类产品分别为能源、食品和淡水。其中食品的消耗量相对稳定，其他种类的消耗量逐步增长。2000年以前，能源和淡水资源的消耗增长迅猛，此后，能源消耗量仍保持增长趋势，淡水消耗量相对稳定（表5-4，表5-5）。

表5-4　1990年至2005年江阴市的主要资源消耗类别a）

续表5-4

注：a）数据来源于江阴市统计年鉴（1991—2006）；b）土地类型：A代表耕地、P代表牧场、W代表淡水、M代表海洋、F代表森林、E代表化石能源用地。

表5-5　江阴市2005年生态需求和生态供给

注：a）产量调整面积中12%用于维护生物多样性。

对1990年至2005年江阴市生态占用的时间序列动态分析可以发现，江阴市生态需求量不断增加，年线性增长率达到12.8%；1990年至2000年间增长相对较慢，速率为每年7.6%，2000年至2005年间增长速率加快，达到13.2%，显现了近几年的加速增长趋势。相比较而言，生态供给量保持稳定。因此，随着生态需求的增加，生态赤字也呈不断增长的趋势，而其增长比例要高于生态需求的增长，尤其能源组分生态占用的增长远高于其他组分。

研究期内，城市的资源消耗比人口增长更加迅速。城市的增长伴随着工业（尤其是第二、第三产业）以及为满足城市发展规划指导下的城市发展所需的基础设施的发展。然而，当地的能源和矿产资源供给并不足以满足城市发展的需求。因此，城市完全依赖能源和原材料的进口，水资源除外（由于江阴市临近长江，有充足的用水来源）。在江阴市，高度城市化的地区呈现出相应的高强度资源占用水平。其中，能源部分所占比例较大，水所占比例较小，资源持续利用水平较低。资源利用的强度、组成和持续性是影响江阴市生态占用动态的三个主要因素，并且这些因素之间互相作用共同决定城市发展的可持续性。1990年到2005年，净交换率（NEX）指标缓慢增加，增长变化波动非常小（指标含义见表5-3）。1990年为84.6%，2000年为88%，其后，增长至2005年的93%。自1990年后，NEX指标稳定在一个较高水平，说明江阴市的发展对于外部资源有着持续增长的强依赖性。

资源利用的多样性与城市可持续发展密切相关，是一个很好的衡量指数。一般来说，资源利用多样性越高，城市发展可持续性越强。尽管占用多样性指数（RDⅡ）在1995到2000年间保持稳定，在整个研究期内，该值以1.9%的平均速率减少，1990年至1995年，该速率为3.2%，2000年到2005年变成了1.2%。因此，该市的占用多样性经历了一个从上升到下降再到增长的过程。

在研究期内，可持续性占用指数（SAI）总体处于下降趋势，从1995年0.96到2005 年0.61，平均线性速率为2.3%（表5-6）。也就是说，城市资源的可持续利用水平在研究期内是一直在下降的，受制于城市增长的生态需求，城市的发展面临严峻挑战。

表5-6　江阴市生态占用指标动态（1990—2005）

注：Pe，能源组分系数；Pw，水组分系数；NEX，净交换率；Ic，生态占用密度；RDⅡ，占用多样性指数；SAI，可持续占用指数；Dp，人口密度。

研究显示，从1990年到2005年，江阴市生态占用与城市发展显著相关。人口密度与江阴市生态需求之间显著相关。生态需求与人口密度增长之间是一种指数增长关系，人口的增加会给城市资源利用的可持续性产生显著的影响。江阴市的城市化水平与能源生态占用之间也存在显著相关。能源生态占用与城市化水平之间是一种线性增长的关系。数据表明，随着城市的发展，能源需求所占比例也越来越大。即使是城市所有能源全部依赖其外部地区，较低的城市化水平意味着更高的能源利用的可持续性。人口密度、城市化水平与NEX和SAI等指标也有着显著关联，通过回归分析，我们得到结论：NEX指标随着城市化水平的增长呈指数增长；SAI指标随着城市化水平的增加呈指数降低，说明较低的城市化发展水平在支持城市可持续发展能力方面发挥着积极的作用。

如果将江阴市的生态占用与全国情况进行对比，我们发现，1990年其生态占用与全国平均水平一致，但是1995年以后，其增长率为10.8%，远高于全国的3.5%。这个结果说明，正是由于江阴市的快速发展带来了生态需求的高速增长。

3）江阴市不同城市化区生态占用状况

我们将江阴市按照城市化水平的差异分为三类，即城区、城乡交错区和乡村。城区指中心区由市政府直接管辖的，又有很高发展水平和基础设施建设水平的区域，城市化水平达到64.4%（1998年）；城乡交错区则指城市与乡村的过渡区域，城市化水平在20%～64.4%之间。本研究中，城乡交错区的城市化水平为24.1%（1998年）；乡村指城市化水平在20%以下的区域，本研究中该区域城市化水平为15.8%（1998年）。此外，我们还计算了整个江阴市行政区域的城市化水平（29.6%）和澄江镇的城市化水平，因为澄江镇是市政府所在地，人口密度大，城市化水平高，空间范围小，它的城市化水平达到77.3%（表5-7）。

表5-7　1998年江阴市城市化水平

注：a）城市化水平指城镇人口占总人口的比例；b）包含澄江镇；c）包含整个行政区范围。

计算中我们发现，从生态需求来看，城区和澄江镇最高，乡村地区最低；而生态供给则完全不同，最高的是城乡交错区，其次是乡村，最后才是城区和澄江镇。澄江镇的生态赤字最高，城区、城乡交错区和乡村地区随后（表5-8）。

表5-8　1998年江阴市不同城市化区的生态需求、生态供给和生态赤字

城市化地区总规模与其生态占用之间也存在统计关系。研究表明，具有一定规模的城市化区（此处城市规模表现为城市总建设用地面积或者总人口）与其资源总消耗之间具有显著的关联性，其统计上存在显著的幂函数关系：

式中：Et指城市化区的总生态占用，A和Po分别指该城市化区的面积和总人口。（置信

度＝95%，对用地规模，R2＝0.815　2，P＜0.05；对人口，R2＝0.951　0，P＜0.01）结果表明，城市化区总生态占用随着其规模的增长呈幂函数增长，城市化区规模越大，它的总生态占用越多。因此，合理的规模对于城市的可持续发展至关重要。

江阴市为实现可持续发展，应该使其未来的城市发展趋于达到中等城市的规模、城市化水平和人口密度。同时，努力实现合适的占用强度和更加持续的资源利用模式，使其占用水平与生物承载力相匹配（Dan Hu et al.，2008）。

5.3.3　区域中城市发展规模的生态确定

区域或区域中的城市发展有一个基本问题，即规模问题，承载力作为一个重要的生态经济概念，能够很好地表征这个问题，近年来备受关注。在生态学上，承载力被定义为某一地区能够承受的特定物种个体数的最大值，并且要不削弱未来对这些物种的承受能力（Daily et al.，1992）。后来，这一概念被更宽泛地定义为，在人类—生态系统相互作用条件下，某给定地区在其自然资源供应限度内能够支撑的个体数量，并且这种支撑不能减弱当代和后代的自然、社会、文化和经济条件（The Global Development Research Center，2007）。

承载力概念有生物物理和社会承载力的区别，前者通常比后者更大（The Global Development Research Center，2007）。除了生物物理因素，承载力也受到许多社会因素影响（比如贴现、全球共同体、技术进步和国际贸易）而受到更多关注（Daily et al.，1992）。人类承载力取决于地球上可更新和不可更新资源的可用性，并且自然和人造财富对人类承载力的可获得性具有更大的互补性而不是可代替性（Sagoff，1995）。资源的最大持续利用和最大持续消纳（即某一污染物的最大持续输出）这两个重要指标对于评估非常关键（Daily et al.，1992）。人类承载力和生态系统服务之间有许多不确定性，有必要减缓全球经济的过度增长和加强生态系统弹性以应对这些不确定性（Lei Kampeng et al.，2009）。

我们以澳门为例，来分析在一个区域中城市的发展规模如何在生态上来确定。澳门被认为是世界上人口最稠密的地区（16　921人/km2）。澳门由澳门半岛、氹仔岛、路环岛及填海形成的土地组成，总面积为27.5km2，其中城区占地面积18km2，森林主要分布在凼仔岛和路环岛（图5-4）。

图5-4　澳门地理位置

1）澳门生态占用与经济发展关系

本研究分别计算了不同类别资源消费的生态占用水平，包括生物资源、能源、工业生产、淡水等。由于澳门地区淡水主要依赖于从大陆输入，其淡水生态占用计算方法采用以下公式：

式中：EFw是澳门淡水生态占用水平；EFc是大陆的生态占用水平；GDPc是中国的GDP值；Mw是进口淡水的总价值或总成本，严格来说是淡水的附加值。

澳门是一个很小的城市，它的大部分粮食和水源都需要从中国大陆输入。2004年，澳门的人均生态占用是3.716hm2，而实际的人均生态供给仅为0.012hm2，本地人均生态赤字为3.704hm2（表5-9）。澳门本地生态赤字主要是由于其自然资源的极度短缺所致。在2004年，它的总生态占用水平是1　729　179 hm2，而相应的总生态供给为6　515hm2，生态占用水平是澳门实际土地面积的265.4倍。很显然，澳门对外部通过贸易流入的原材料和能源依赖性很高（Lei Kampeng et al.，2009）。

表5-9　澳门地区2004年生态占用

生态占用作为衡量生态承载力的一种手段得到了很多学者的关注，它同时也能在全球、国家或地区尺度上描述国际或区际生态贸易与生态可持续性之间的关系。一般来说，一个国家或地区应该尽可能将本国的生态占用控制在本国的生态承载力范围内，否则将会对本地区的可持续发展带来风险。学者们也指出，对生态占用的分析是研究一个区域对贸易依赖程度的一个有效指标。国家或地区生态占用账户反映了其生态资产的收支平衡情况。生态赤字只能通过生态经济贸易来抵消。式中：BCtrade指区域通过贸易进口的生态土地；EF是区域生态占用；BC是区域生态供给。

我们的分析使用EF与GDP的比值EF/1　000＄来反映区域生态占用与总的经济水平之间的关系。通过下式可以计算最大的全球EF可贸易量（Lei Kampeng et al.，2009）。

式中：GDP指地区国民生产总值，常数k代表生态成本系数，即GDP的生态或环境代价，一般在1%到20%之间，根据我国国情和绿色GDP账户研究的相关数据，我们的计算中该值取最大值20%。Tfm指EF/1　000＄值，其取值由如下两种情况决定：①取值于全球平均EF/1　000＄，当区域EF/1　000＄小于全球平均EF/1　000＄，说明本地区生活水平高于全球水平；②取值于区域的EF/1　000＄，当区域EF/1　000＄大于全球平均EF/1　000＄，说明本地区生活水平低于全球水平。EFmax可以理解为一个地区的生态土地供给通过贸易所能达到的最大潜力，如果该值大于或等于生态赤字，则说明区域发展可持续，否则经济水平不能维持自身的持续发展。

从1977年到2004年间，澳门的GDP迅速增长，超过人口增长的速度。人均生态占用和人均GDP在1977年到1992年间呈上升趋势，到2001年开始下降，2004年又开始上升。其中生态占用与GDP的比值可以得到单位生态占用的经济附加值，体现了生态经济效率。计算中我们得到研究期内，该比值一直处于上升态势。这说明澳门经济系统的生态经济效率在不断提高，包括对自然资源的有效利用和旅游服务的发展都在改善。同时，每1　000美元所包含的生态占用值在不断减少，说明现在澳门用同样的钱所能购买的物质资源越来越少了（表5-10，图5-5）。

表5-10　澳门地区经济发展与生态占用的关系（1977—2004）

图5-5　澳门地区1977年至2004年间人均GDP、生态占用以及其与经济发展关系

如果将澳门的生态占用计算结果和其他地区的结果进行对比可以发现，澳门的生态经济效率是比较高的（图5-6）。一般来说，人口密度越大的地区，所承受的生态压力也越大。

图5-6　2002年不同国家和地区的EF/1000＄值比较图

2）澳门城市发展规模的生态确定

我们以人口规模来分析，引进人口承载力概念，所谓人口承载力是指根据区域生态系统服务所决定的该地区所能容纳的最大人口水平。若没有贸易，则区域承载力完全依赖于本地生态系统服务，正如EF计算的生态赤字一样，区域生态贸易使得区域的生态承载力由本地生态系统和贸易两方面决定，实际上扩大了这个区域的生态承载力。通过对外生态贸易，可以增加对人口承载力的需求。因此，一个区域总的人口承载力则是这两部分人口承载力之和。如果要计算区域人口的潜在容纳空间（Population Space，Sp），则应该用总的人口承载力减去区域常住劳动力人口和旅游人口。如果该值为正，则说明区域经济能维持区域人口，区域发展可持续，否则不能。计算公式如下所示：

式中：BC同式（5-5）；efa指人均生态占用；CCautarky代表区域的本地人口承载力；CCtrade则指区域通过生态贸易获取的人口承载力；CCreality指区域目前的人口承载力；CCgdp指区域经济的人口承载力；Tfr代表区域的ef与GDP的比值；常数k含义同式（5-6）；Tfm、EFmax含义同式（5-6）；Sp是人口空间。

澳门本地生态系统服务只能维持2　951个居民的生产和生活活动，其余462　382人都需要依赖于生态贸易。如果将澳门地区所有收入用于生态贸易，则最多可以支持876　000人（包括本地人口和旅游人口）。2004年，澳门日均旅游者为103　507人，因此我们计算得到本地人口空间＝CCgdp-CCreality-劳动力人口-旅游者＝876　000-465　333-39　028-103　507＝268　132人。当然如果考虑到其他要求，比如交通、住房、教育、医疗和社会福利等，这些影响到澳门的总体生活方式的因素，则最大理论人口数永远不能达到。

利用此计算方法比较澳门与其他国家和地区的人口可持续状况（表5-11），从结果我们看到表现不尽相同。美国、中国、新加坡都处于不可持续发展状态，中国的香港、台湾、澳门地区人口暂时处于可承载的范围内。从全球范围来看，我们的资源和贸易不足以支持现有的人口量，处于不可持续发展状态，需要我们采取有效措施以实现全球或区域的可持续发展。

表5-11　澳门与其他国家或地区的生态占用与人口承载力比较

不同国家、地区或城市之间生态贸易能够弥补其内部生态系统服务供给的不足而提高其人口承载力。为使生态占用分析更加实用和合理，全球尺度上不同规模地区和国家间的生态贸易需要被考虑到计算框架中。生态占用计算可以用来分析区域内部以及区域之间生态贸易关系如何确定这个地区的生态承载力。一般情况下，区域越小，它与其他区域的生态贸易潜力越大。全球经济是一种情况（没有交换或生态贸易），城市或者城镇可能是另外一种（很多交换或生态贸易）。通过全球生态贸易，一个国家、地区或者城市过剩的生态供给可以弥补其他国家、地区或城市的生态系统服务的不足，并且扩大其人口承载力，以利于实现可持续发展。

尽管生态占用计算有着内在的局限性，如只包含有限的土地利用类型，并假定了一些生态占用当量因子的计算基准，但它仍然能够合理地估算人类需求对于自然生态系统的实际影响。生态占用分析与其他经济分析一起，能够为分析区域或区域中的城市可持续发展规模提供方法。同时，它也说明，一个区域或城市，发展必须向可持续模式转变，即适度的城市规模、城市化水平和人口密度。同时，必须采取有效行动或措施，以促进和加强城乡交错区的生态系统服务能力（Dan Hu et al.，2008；Lei Kampeng et al.，2009）。

【注释】

[1]生态地：指其形成演化以自然动因为主导的地球表层空间，具体说是指所有湿地、陆生植被地或自然裸地等非人工设施构筑物占用的或非人工硬化的地表层空间的总和。

[2]本章未标注资料来源为图、表均为作者个人成果。