熊亮 王曉迪

隨著對(duì)人類(lèi)-環(huán)境耦合系統(tǒng)的深入認(rèn)識(shí)，多時(shí)空尺度、跨組織分層的空間發(fā)展和治理成為新范式[1]。在這種范式下，國(guó)土空間規(guī)劃相關(guān)研究關(guān)注以區(qū)域?yàn)閱挝坏目绯叨确謱邮娇臻g發(fā)展和治理[2-7]。作為人類(lèi)-環(huán)境耦合系統(tǒng)的重要組成部分，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施多尺度、長(zhǎng)時(shí)間地提供著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，維持著人地關(guān)系的繁榮發(fā)展，延續(xù)著歷史文化的脈絡(luò)[8]。藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的形態(tài)與結(jié)構(gòu)隨著人地關(guān)系改變而發(fā)生變化。在中國(guó)近幾十年的城市化進(jìn)程中，這種變化在人口密集區(qū)呈現(xiàn)出自然空間減少而人工空間逐漸增加的趨勢(shì)[9-10]。在此趨勢(shì)下，整體、科學(xué)和戰(zhàn)略性地構(gòu)建藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，是國(guó)土空間規(guī)劃體系發(fā)展的迫切需求。

隨著對(duì)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施概念認(rèn)知不斷深入，識(shí)別和構(gòu)建藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的方式隨之不斷變化。在空間維度上，藍(lán)綠空間的延續(xù)性和全域性逐漸成為新的關(guān)注重點(diǎn)[8]。在時(shí)間維度上，以南粵古驛道[11]為代表的線性廊道成為藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建依據(jù)，標(biāo)志著中國(guó)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建在跨時(shí)間尺度上的突破[12]。在時(shí)空維度的結(jié)合上，藍(lán)綠系統(tǒng)的耦合關(guān)系成為跨時(shí)空構(gòu)建藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的契機(jī)[13]。然而對(duì)藍(lán)綠系統(tǒng)耦合關(guān)系的研究，往往會(huì)受到數(shù)據(jù)的限制。較為翔實(shí)的歷史地圖數(shù)據(jù)往往聚焦在古代城市內(nèi)部或重要的文化路線上，難以為全域藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建提供依據(jù)。探索跨時(shí)空尺度的全域藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施識(shí)別方法，是藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

粵港澳大灣區(qū)是過(guò)去40年內(nèi)中國(guó)國(guó)土空間發(fā)生變化最劇烈的地區(qū)之一。2014年，它超越東京灣，成為世界上面積最大、人口最多的城市區(qū)域[14]。該區(qū)域的國(guó)土空間在多個(gè)尺度發(fā)生劇烈變化[15]，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給與需求也在多個(gè)尺度上劇變。因此，對(duì)粵港澳大灣區(qū)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的識(shí)別、構(gòu)建與完善，不僅可以成為保障該區(qū)域繁榮穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，也能為跨尺度藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建理論提供有力支撐。

筆者旨在使用一種基于復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)、跨時(shí)空尺度的圖析（mapping）方法，揭示在不同空間和時(shí)間維度下的人類(lèi)-環(huán)境耦合系統(tǒng)中自然系統(tǒng)與建成系統(tǒng)的關(guān)系，用于理解和識(shí)別多尺度藍(lán)綠系統(tǒng)耦合關(guān)系的發(fā)展與變化。以粵港澳大灣區(qū)為例，展示圖析方法如何為跨尺度的全域藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建提供依據(jù)。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)視角下的國(guó)土空間

根據(jù)系統(tǒng)獲取穩(wěn)態(tài)的條件，可以將系統(tǒng)分為自穩(wěn)性系統(tǒng)、適應(yīng)性系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)性系統(tǒng)和受控性系統(tǒng)4種類(lèi)型[16]。國(guó)土空間可被視為復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)[17]，在這種系統(tǒng)中，每一種可能的輸入都將產(chǎn)生至少一種穩(wěn)態(tài)。可以借助識(shí)別和理解復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)容要素在形成過(guò)程中的相互聯(lián)系，從而辨識(shí)這些潛在穩(wěn)態(tài)[18]。然而，并非所有穩(wěn)態(tài)都符合人類(lèi)發(fā)展需求[19]，因此識(shí)別和理解國(guó)土空間中的復(fù)雜關(guān)系變得尤其重要。

準(zhǔn)確揭示多層結(jié)構(gòu)在不同時(shí)空維度下的關(guān)聯(lián)是圖析方法用于識(shí)別和理解國(guó)土空間中復(fù)雜關(guān)系的關(guān)鍵。近年來(lái)涌現(xiàn)出一批針對(duì)此類(lèi)復(fù)雜關(guān)系的相關(guān)研究，特別是針對(duì)人口稠密的三角洲和沿海城市化地區(qū)，包括荷蘭的萊茵-馬斯-斯海爾德河三角洲[20-21]、美國(guó)的密西西比河三角洲[22-23]、越南的湄公河三角洲[24-25]、阿根廷的巴拉那河三角洲[26-27]、中國(guó)的長(zhǎng)江三角洲[28-29]和粵港澳大灣區(qū)[18,30-34]等。這些研究表明，融入復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的視角能夠?yàn)榭臻g規(guī)劃、設(shè)計(jì)和治理等多方面帶來(lái)益處[35-36]。筆者從這一思維視角對(duì)國(guó)土空間的發(fā)展提出3點(diǎn)假設(shè)：1）城市和自然的各子系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)與影響的；2）國(guó)土空間的不同尺度之間是相互關(guān)聯(lián)與影響的；3）“適者生存”現(xiàn)象發(fā)生在所有自然和城市的子系統(tǒng)中，并與尺度相關(guān)。

借助這些假設(shè)可以得到復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的主要推論，即對(duì)自然-人工動(dòng)態(tài)的協(xié)調(diào)與利用，將給國(guó)土空間規(guī)劃、設(shè)計(jì)和治理帶來(lái)更可觀的效益。在這一視角下，國(guó)土空間可被視為包含不同動(dòng)態(tài)過(guò)程和子系統(tǒng)的整體，各子系統(tǒng)擁有獨(dú)特的動(dòng)態(tài)和變化特征[37]。在這種系統(tǒng)中，各組分和它們之間的關(guān)系以多種過(guò)程和結(jié)構(gòu)的形式呈現(xiàn)[38-39]，并在多個(gè)尺度上以豐富的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系共同組織而成[40]。一方面，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系的相互作用中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸成為能量和功能在空間上的主要表達(dá)載體[41]，這意味著識(shí)別和分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、位置關(guān)系變得同等重要[42]；另一方面，這種多層級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)地域特點(diǎn)而呈現(xiàn)出一定的相似性[43]，這為推測(cè)國(guó)土空間各動(dòng)態(tài)過(guò)程、子系統(tǒng)的多層次動(dòng)態(tài)關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)。

1.2 跨尺度圖析

圖析是一種通過(guò)制圖而進(jìn)行的探索活動(dòng)，用于研究人與自然互動(dòng)的重要條件和關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，以及人與自然相互作用的空間關(guān)系和顯著影響[31]。圖析可作為系統(tǒng)化研究國(guó)土空間的工具，在知識(shí)獲取與視覺(jué)化、試驗(yàn)性設(shè)計(jì)與決策等國(guó)土空間規(guī)劃設(shè)計(jì)的多個(gè)階段發(fā)揮作用[30]。地圖既是圖析的產(chǎn)物，也是圖析的過(guò)程，地圖的這兩重身份令它在視覺(jué)化思考和視覺(jué)化交流中均扮演著重要角色。在地圖的協(xié)助下，對(duì)這些系統(tǒng)的形態(tài)進(jìn)行圖析，有助于揭示復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系、理解關(guān)鍵的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)關(guān)系。

圖析主要包括地圖剖析和地圖比較2種分析操作方法。1）地圖剖析指通過(guò)選擇和減構(gòu)的方法識(shí)別空間模式。借此識(shí)別出的空間模式可作為空間關(guān)聯(lián)分析的基礎(chǔ)，進(jìn)而通過(guò)疊合和交叉參考的方法，探索不同模式間的關(guān)聯(lián)。2）地圖比較指對(duì)相似的多個(gè)區(qū)域進(jìn)行時(shí)間、空間和專(zhuān)題的比較，通過(guò)辨析異同獲得普遍規(guī)律。這種辨析不僅可以選取相似的區(qū)域進(jìn)行，也可選取同一區(qū)域的不同小區(qū)域或者子系統(tǒng)進(jìn)行[44]。

圖析可根據(jù)國(guó)土空間各動(dòng)態(tài)的變化速率進(jìn)行分層[18]。根據(jù)子系統(tǒng)由快至慢的變化速率，可分為人居層、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)層和景觀基底層[31]。在進(jìn)行多層識(shí)別時(shí)，不同的子系統(tǒng)層的數(shù)據(jù)年代和空間尺度往往有所差異，因此在圖析前，有必要進(jìn)行時(shí)間空間關(guān)系的尺度轉(zhuǎn)換。在尺度轉(zhuǎn)換中可能產(chǎn)生“尺度效應(yīng)”，即采用不同幅度（觀察的范圍）、粒度（觀察中最小單元的長(zhǎng)度、面積或者體積）觀察同一圖像將可能得到不同結(jié)果的現(xiàn)象（圖1）。在識(shí)別過(guò)程中，可通過(guò)選擇合適的尺度轉(zhuǎn)換方向來(lái)避免尺度效應(yīng)[30]（圖2）。轉(zhuǎn)換后，可通過(guò)變換幅度、粒度或分辨度，在多尺度上對(duì)國(guó)土空間的層次進(jìn)行圖析。這些操作的目的是將多個(gè)尺度下的空間關(guān)系和結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，在國(guó)土空間的多層結(jié)構(gòu)中搭建出具有尺度間關(guān)聯(lián)或尺度連續(xù)性的整體。借助圖析方法研究跨尺度的變化，不僅可以將原本不同尺度的多個(gè)子系統(tǒng)或元素置于同一時(shí)空尺度下進(jìn)行組合、連接和理解，也可用于比較多個(gè)相似區(qū)域。通過(guò)對(duì)人居層、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)層和景觀基底層之間的空間發(fā)展關(guān)系進(jìn)行識(shí)別，能夠理解區(qū)域內(nèi)以及相似區(qū)域之間的發(fā)展規(guī)律，并為全域藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的辨識(shí)和構(gòu)建提供支撐。

1 尺度效應(yīng)舉例：選用黑圈作為粒度將得到圖像異質(zhì)的結(jié)論；而選用以黑圈為中心的7個(gè)圓圈作為粒度，則會(huì)得到圖像同質(zhì)的結(jié)論[19]An example of scale effect: image heterogeneity can be concluded with black circle as grain size; while image homogeneity can be concluded with the 7 circles around the black circle as grain size[19]

2 避免尺度效應(yīng)的尺度轉(zhuǎn)換方向Scale transformation direction to avoid scale effect

1.3 全域藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的識(shí)別與構(gòu)建

在復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)視角下，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施可視為基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)層的組成部分，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施是指在國(guó)土空間內(nèi)作為基礎(chǔ)設(shè)施在多尺度持續(xù)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的綠色空間、水體及其附屬物[15,27,34,45]。這個(gè)概念為藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的識(shí)別提供了兩點(diǎn)依據(jù)：1）藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施作為基礎(chǔ)設(shè)施，由人進(jìn)行有目的、有意識(shí)的設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)和管理；2）藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施以綠色空間、水體及其附屬物的形式，持續(xù)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。值得注意的是，在本研究的識(shí)別過(guò)程中，綠色空間和水體會(huì)因?yàn)槭ト藶榫S護(hù)和管理而被劃入景觀基底層，而人居層或基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)的子系統(tǒng)，如建筑物、構(gòu)筑物，也可能因其能持續(xù)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，被劃定為藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。綜上所述，作為處于動(dòng)態(tài)中的3層系統(tǒng)的組成部分，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施所涵蓋的內(nèi)容可能隨著時(shí)間和其他子系統(tǒng)而產(chǎn)生變化。

藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的識(shí)別與構(gòu)建依靠于形態(tài)、文字、數(shù)值等多源數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)各種信息來(lái)源進(jìn)行分析，判斷不同時(shí)期藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)容及其組成形式。在這一視角下，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施不僅可以與同為基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)層的其他基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生互動(dòng)和轉(zhuǎn)換，也可與景觀基底層和人居層在各個(gè)尺度下發(fā)生互動(dòng)與轉(zhuǎn)換。藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的這種特性，令它能夠通過(guò)改變自身組分，較為自由地維持3層系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡，使得藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施成為維持或者改變整個(gè)系統(tǒng)的重要因子。藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的辨識(shí)可以通過(guò)觀察其對(duì)3層系統(tǒng)的改變實(shí)現(xiàn)，而藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建，可基于藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)3層系統(tǒng)的改變規(guī)律，改變其內(nèi)部組分來(lái)實(shí)現(xiàn)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)獲取與處理方法

本研究以公元前4000年到2016年粵港澳大灣區(qū)的主要自然和人工動(dòng)態(tài)過(guò)程所產(chǎn)生的形態(tài)信息為主要數(shù)據(jù)源。其中的主要自然動(dòng)態(tài)過(guò)程包含沉積過(guò)程、河道變遷、海岸線發(fā)展等，主要人工動(dòng)態(tài)過(guò)程包括筑堤、圍墾、農(nóng)作、水產(chǎn)養(yǎng)殖、修路、聚落發(fā)展等。數(shù)據(jù)來(lái)源包括地質(zhì)資料、歷史地圖、檔案資料、衛(wèi)星地圖、規(guī)劃圖集和調(diào)研成果等[43-45]（表1）。所有資料在數(shù)字化后，基于1984年世界大地坐標(biāo)系（World Geodetic System-1984 Coordinate System，簡(jiǎn)稱(chēng)WGS-84坐標(biāo)系），以谷歌地圖作為底圖進(jìn)行配準(zhǔn)，在ArcGIS 10與Adobe Illustrator CS6軟件內(nèi)進(jìn)行組織和操作。

表1 所使用的數(shù)據(jù)源及對(duì)應(yīng)時(shí)空特征Tab. 1 Data sources adopted and corresponding spatial and temporal characteristics

2.2 建模與分析方法

將數(shù)據(jù)按照空間幅度進(jìn)行聚類(lèi)，依據(jù)尺度變換方法對(duì)處于同一時(shí)空尺度內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)、剖析與比較。根據(jù)變化速率的差異，構(gòu)建空間形態(tài)模型。模型包括3個(gè)圖層、2個(gè)尺度、9個(gè)時(shí)間切面（圖3）。其中3個(gè)圖層為景觀基底、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和聚落發(fā)展層，2個(gè)尺度為區(qū)域尺度和本地尺度，9個(gè)時(shí)間點(diǎn)為公元前4000年、公元前2000年、200年、1000年、1300年、1600年、1900年、1950年和2015年。其中時(shí)間點(diǎn)的選擇綜合考慮了數(shù)據(jù)源的特點(diǎn)，并結(jié)合了對(duì)斷代類(lèi)數(shù)據(jù)和編年類(lèi)數(shù)據(jù)的綜合判讀；通過(guò)對(duì)空間形態(tài)模型在各可能成圖時(shí)間點(diǎn)的試驗(yàn)性繪圖和比較，依據(jù)3層動(dòng)態(tài)變化特征的顯著性，選擇并確定了最終呈現(xiàn)的9個(gè)時(shí)間點(diǎn)，將藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的組成變化和形態(tài)變化識(shí)別出來(lái)并呈現(xiàn)在圖中。成圖后，對(duì)圖集進(jìn)行了逐張剖析和相互比較，并借助相似區(qū)域三角洲的形態(tài)演變模式，對(duì)圖集中缺失的要素進(jìn)行了補(bǔ)充。

2.3 評(píng)價(jià)和驗(yàn)證方法

對(duì)圖析的評(píng)價(jià)針對(duì)過(guò)程和結(jié)果兩方面進(jìn)行。圖析是將分散的數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)，以時(shí)空尺度作為參照系進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理的過(guò)程。這一參照系應(yīng)當(dāng)能夠在相應(yīng)時(shí)空尺度上表達(dá)國(guó)土空間的核心過(guò)程。圖析的過(guò)程和結(jié)果都以地圖的形式呈現(xiàn)，因此針對(duì)圖析結(jié)果的評(píng)價(jià)也應(yīng)體現(xiàn)為地圖或地圖集。

圖析的驗(yàn)證包括信度和效度兩部分，驗(yàn)證過(guò)程在形態(tài)數(shù)據(jù)收集和地圖處理2個(gè)階段完成，以保障圖析結(jié)果的可靠性。在本研究中，信度是指形態(tài)數(shù)據(jù)的可靠性和一致性，若多源形態(tài)數(shù)據(jù)的空間重合性較高、時(shí)間一致性較高，則信度較高；效度是指形態(tài)數(shù)據(jù)反映真實(shí)情況的準(zhǔn)確性，若所建立的空間模型或地圖集與現(xiàn)實(shí)的情況重合度較高，或能夠與歷史事件的時(shí)空特征相吻合，則認(rèn)為其效度較高。在形態(tài)數(shù)據(jù)收集階段，信度驗(yàn)證通過(guò)比較不同來(lái)源的地圖完成，而形態(tài)數(shù)據(jù)的效度則通過(guò)其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證。在地圖處理階段，通過(guò)圖像和原數(shù)據(jù)兩部分信度的驗(yàn)證，對(duì)地圖的圖像質(zhì)量、參照系統(tǒng)、時(shí)間幅度及分辨度進(jìn)行綜合考量，效度的驗(yàn)證則通過(guò)對(duì)比其他來(lái)源的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或描述性文字完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 區(qū)域尺度

區(qū)域尺度圖集包括17幅地圖①，表達(dá)了景觀基底、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和聚落發(fā)展3個(gè)層面在區(qū)域尺度的主要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程。景觀基底圖集揭示了景觀基底層演進(jìn)加速的現(xiàn)象；基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)圖集反映了各時(shí)期水利基礎(chǔ)設(shè)施的空間分布特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)形態(tài)；聚落發(fā)展圖集則揭示了聚落發(fā)展的形態(tài)特征（圖3）。通過(guò)進(jìn)行3個(gè)圖集間的比較，推斷1950—2015年水利基礎(chǔ)設(shè)施的位置信息和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化可能是景觀基底層和聚落發(fā)展層產(chǎn)生劇變的驅(qū)動(dòng)力。這一時(shí)期，水利基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模合并，一方面改變了景觀基底層的沉積條件和河道特征，促使大量沉積物從河網(wǎng)地區(qū)轉(zhuǎn)移至入?？诘貐^(qū)，加速了海岸線的推進(jìn)；另一方面，大規(guī)模的水利基礎(chǔ)設(shè)施改善了河網(wǎng)地區(qū)防洪排澇條件，使得大面積城市的形成成為可能，為近40年來(lái)該區(qū)域的快速城市化提供了基礎(chǔ)條件。

3 粵港澳大灣區(qū)時(shí)空分布圖圖集Atlas of spatial and temporal distribution maps of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area

3.2 本地尺度

本地尺度圖集與區(qū)域尺度一一對(duì)應(yīng)，包括17幅地圖（圖4～6），表達(dá)了景觀基底、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和聚落發(fā)展3個(gè)層面在本地尺度的主要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程。通過(guò)與區(qū)域尺度的地圖進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合本地尺度的形態(tài)數(shù)據(jù)，能夠在本地尺度上建立更為詳細(xì)的地圖。本地尺度地圖揭示了城市、水、陸地、丘陵各層之間更為豐富的關(guān)系。本地尺度景觀基底圖集（圖4）反映了本地景觀形態(tài)格局各時(shí)期的變化特征。在區(qū)域尺度的水利基礎(chǔ)設(shè)施堤圍基礎(chǔ)上，本地尺度基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)圖集（圖5）在小尺度上增加了灌渠、運(yùn)河和道路等更為完善的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的位置信息和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，可在本地尺度聚落發(fā)展圖集（圖6）中，更為精確地判定聚落演替的位置信息和結(jié)構(gòu)（圖6-1）。在這一尺度上可以觀察到藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)成與演變，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施在該尺度下的空間模式可分為6類(lèi)：1）海洋環(huán)境下島嶼模式（圖4-1）；2）河口環(huán)境下島嶼模式（圖4-2）；3）河口環(huán)境下自然三角洲沖積平原（圖4-3～4-5、5-1、5-2）；4）小尺度堤圍外半自然三角洲河網(wǎng)（圖4-6、4-7、5-3、5-4）；5）大尺度堤圍內(nèi)半自然內(nèi)河網(wǎng)絡(luò)（圖4-8、5-5）；6）大尺度堤圍內(nèi)人工排水灌溉網(wǎng)絡(luò)（圖4-9、5-6）。

4 本地尺度景觀基底圖集Landscape background maps at local scale

3.3 跨尺度分析

結(jié)合2個(gè)尺度多時(shí)間段的地圖對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，粵港澳大灣區(qū)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展包含了組成、格局和尺度3個(gè)層面。首先從組成層面上看，在大灣區(qū)的發(fā)展歷程中，藍(lán)綠空間的3種主要組分（綠色空間、水體和附屬物）的耦合過(guò)程，經(jīng)歷了從以水體發(fā)展為主導(dǎo)（圖5-1～5-4）到以水利基礎(chǔ)設(shè)施為主導(dǎo)（圖5-5、5-6）的變化。這種轉(zhuǎn)變?cè)诒镜爻叨壬系娘@著表現(xiàn)包括：1）大規(guī)模堤圍代替小規(guī)模堤圍；2）人工水道代替自然水體；3）大規(guī)模道路基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)始出現(xiàn)，并連接到周邊地區(qū)。其次，藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的空間格局也產(chǎn)生相應(yīng)變化。景觀基底、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和聚落發(fā)展3個(gè)層面的動(dòng)態(tài)變化，令本地尺度下的藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施格局產(chǎn)生劇變。一方面，便利的陸路交通使聚落沿著道路發(fā)展（圖6-1），曾經(jīng)受水體作用而形成的聚落形態(tài)，逐漸被沿道路生長(zhǎng)的聚落形態(tài)所取代或包圍。交通網(wǎng)絡(luò)、聚落發(fā)展和水利設(shè)施的尺度改變，使得被識(shí)別出的本地景觀特征也隨之改變；另一方面，水網(wǎng)地區(qū)傳統(tǒng)的藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施所促成的空間格局也發(fā)生了變化：一部分自然形態(tài)水體被人工改直的水體所取代，水網(wǎng)所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能逐漸消失（圖6-1），而在快速城市化階段，大面積的綠色開(kāi)放空間也被新興聚落形態(tài)所取代（圖6-2）。最終可以觀察到，原有的國(guó)土空間復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)在本地尺度上的穩(wěn)態(tài)被打破，整個(gè)系統(tǒng)在多個(gè)層面上重新尋求新的穩(wěn)態(tài)。這種破壞—再平衡的過(guò)程不僅在本地尺度上發(fā)生，也在區(qū)域尺度上直觀展現(xiàn)。在尋找新穩(wěn)態(tài)的過(guò)程中，國(guó)土空間發(fā)展面臨雙重挑戰(zhàn)：1）在形成新穩(wěn)態(tài)前，系統(tǒng)難以避免會(huì)出現(xiàn)更多的動(dòng)蕩（如更頻繁的洪澇事件）；2）新穩(wěn)態(tài)的實(shí)現(xiàn)是自然與人在國(guó)土空間上再協(xié)調(diào)的結(jié)果，比如改變基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的位置和邏輯、增加新的基礎(chǔ)設(shè)施（圖5-5、5-6）等。在大灣區(qū)，這類(lèi)再協(xié)調(diào)的過(guò)程往往通過(guò)改變基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)層（特別是其中的藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）來(lái)完成。

5 本地尺度基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)圖集Infrastructure network maps at local scale

6 本地尺度聚落發(fā)展圖集Settlement development maps at local scale

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

圖析得以提供現(xiàn)實(shí)意義的基礎(chǔ)是對(duì)形態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行可信而有效的收集和處理。本研究在形態(tài)數(shù)據(jù)的收集和地圖處理2個(gè)階段進(jìn)行了信度與效度的檢驗(yàn)，保障了圖析結(jié)果的可靠性。在形態(tài)數(shù)據(jù)收集階段，其信度的驗(yàn)證通過(guò)比較不同來(lái)源的地圖完成，而形態(tài)數(shù)據(jù)的效度驗(yàn)證則通過(guò)其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證。在進(jìn)行時(shí)空大跨度數(shù)據(jù)收集的過(guò)程中存在一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，即媒介的轉(zhuǎn)換。年代較為久遠(yuǎn)的地圖資料往往受限于其呈現(xiàn)、保存和獲取的方式，對(duì)地圖數(shù)據(jù)的收集和處理技術(shù)提出了一定要求。這種限制也可能通過(guò)改變保護(hù)與利用之間的關(guān)系進(jìn)一步優(yōu)化。

在地圖處理階段，通過(guò)圖像和元數(shù)據(jù)兩部分驗(yàn)證信度，對(duì)地圖的圖像質(zhì)量、參照系統(tǒng)、時(shí)間幅度及分辨度進(jìn)行綜合考量，卻也難免出現(xiàn)因圖源過(guò)少而難以驗(yàn)證的情況。數(shù)據(jù)效度的驗(yàn)證則通過(guò)對(duì)比其他來(lái)源的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或描述性文字完成。需要指出，效度驗(yàn)證能夠有效揭示出某些圖形數(shù)據(jù)的偏差過(guò)大，但目前尚未發(fā)現(xiàn)較合適的方式去修正這些偏差。

4.2 結(jié)論

4.2.1 藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的辨識(shí)

跨尺度圖析揭示了藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施更豐富的內(nèi)涵，針對(duì)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的概念，將藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施附屬物的范圍擴(kuò)展到筑堤、圍墾、農(nóng)作、水產(chǎn)養(yǎng)殖、修路、聚落發(fā)展等一系列人工活動(dòng)產(chǎn)生的附屬物，即其在不同子系統(tǒng)和不同尺度間的互動(dòng)與轉(zhuǎn)化。這種發(fā)現(xiàn)很難在單個(gè)尺度上完成。通過(guò)對(duì)時(shí)空尺度和子系統(tǒng)之間空間關(guān)系的比較，得以在本地尺度上實(shí)現(xiàn)全域藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施特征和模式的識(shí)別。對(duì)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展歷程和模式的辨識(shí)，能夠直觀呈現(xiàn)出不同階段藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的特征，為制定藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展策略和國(guó)土空間發(fā)展結(jié)構(gòu)等方面提供支撐。本研究通過(guò)識(shí)別本地尺度的全域性藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施特征和模式，為區(qū)域尺度藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的識(shí)別和構(gòu)建提供了可能。

4.2.2 藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施與其他子系統(tǒng)的互動(dòng)與轉(zhuǎn)化

藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施與3個(gè)層面中不同子系統(tǒng)的互動(dòng)與轉(zhuǎn)化機(jī)制，是優(yōu)化藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的重要支撐，而跨尺度圖析能夠明確多個(gè)子系統(tǒng)之間的互動(dòng)與轉(zhuǎn)化關(guān)系。通過(guò)對(duì)圖集內(nèi)和圖集間的空間關(guān)系進(jìn)行分析，能夠揭示國(guó)土空間內(nèi)主要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程間的作用機(jī)制，呈現(xiàn)出多種模式下國(guó)土空間的結(jié)構(gòu)，這為更整體、科學(xué)和戰(zhàn)略性地構(gòu)建藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施提供了參考依據(jù)。對(duì)主要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程間作用機(jī)制的理解，可為保護(hù)和建設(shè)那些更敏感的動(dòng)態(tài)平衡提供有價(jià)值的知識(shí)。本研究的案例中，發(fā)現(xiàn)了藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的格局在各個(gè)尺度上產(chǎn)生了不同的影響機(jī)制，此影響機(jī)制可以作為國(guó)土空間規(guī)劃設(shè)計(jì)的法則?；谶@些法則，規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠?qū)?guó)土空間各種改變所帶來(lái)的影響做出可信的預(yù)測(cè)。這些知識(shí)和智慧可以協(xié)助設(shè)計(jì)師和決策者在改造藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，選擇合適的方式和尺度以達(dá)到期望的效果，不僅表現(xiàn)為藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的作用符合預(yù)期，也體現(xiàn)在它與其他子系統(tǒng)的良性互動(dòng)和相互促進(jìn)之中。

4.2.3 藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建

本研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施在粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展過(guò)程中，一直充當(dāng)著國(guó)土空間穩(wěn)態(tài)塑造者的角色。對(duì)藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建可以有效地引導(dǎo)國(guó)土空間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。這種構(gòu)建可以體現(xiàn)在藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的組成上，也可以體現(xiàn)在格局或尺度上。這種轉(zhuǎn)變可以是漸進(jìn)的，也可以是劇變的。跨尺度圖析在區(qū)域和本地2個(gè)尺度，揭示出藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施和其他基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，以及其他子系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系和作用機(jī)制。這些互動(dòng)關(guān)系和作用機(jī)制隨著作用時(shí)間、技術(shù)改造能力和主要關(guān)注問(wèn)題等因素，在約6 000年內(nèi)發(fā)生了數(shù)次改變。通過(guò)記錄和理解不同時(shí)期藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)的表現(xiàn)，可以獲得多種藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)下的系統(tǒng)表現(xiàn)，也能理解不同轉(zhuǎn)換過(guò)程將會(huì)帶來(lái)的可能結(jié)果，這讓我們有可能通過(guò)調(diào)整藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施，促使處于非穩(wěn)態(tài)的國(guó)土空間向著更可持續(xù)的方向發(fā)展。若結(jié)合粵港澳大灣區(qū)的碧道建設(shè)實(shí)踐，探索藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的組成、格局和尺度3個(gè)層面的規(guī)律，將更有效地實(shí)現(xiàn)全域性藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使其能夠更好地成為改變或穩(wěn)定國(guó)土空間的基本骨架。

值得注意的是，歷史上各階段藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的作用機(jī)制，均會(huì)受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件和相應(yīng)尺度內(nèi)多個(gè)子系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系。因此，國(guó)土空間規(guī)劃設(shè)計(jì)亟待解決的問(wèn)題是：在管治體系、規(guī)劃目標(biāo)和技術(shù)都發(fā)生改變的當(dāng)下，這些規(guī)律在多大程度上仍能成為規(guī)劃設(shè)計(jì)的依據(jù)？然而，通過(guò)復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的思維視角，對(duì)國(guó)土空間按動(dòng)態(tài)速率進(jìn)行分層理解和調(diào)整，并積極地挖掘藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施的潛力，從而構(gòu)建更具韌性的藍(lán)綠基礎(chǔ)設(shè)施，仍將成為維護(hù)國(guó)土空間安全格局的有益嘗試。

注釋(Note)：

① 區(qū)域尺度圖集詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)[31]。

圖表來(lái)源(Sources of Figures and Table)：

圖1引自參考文獻(xiàn)[19]；圖2、4～6由作者繪制；圖3由作者繪制，由Véro Crickx排版設(shè)計(jì)；表1由作者繪制。