資源衰退型城市“城－棕－綠”空間格局研究
——以湖北省黃石市為例

鄭曉笛 付泉川 吳熙

1 資源衰退型城市的“城－棕－綠”之問

資源，曾經為資源衰退型城市的立市之基。隨著資源的衰竭，與之相關聯的工礦業活動停止，大量工礦業用地被廢棄或面臨轉型挑戰，形成了成群成片的棕地，且占據著城市的重要發展空間。隨著中國城市土地利用進入存量時代，如何進行城市棕地再生是資源型城市轉型[1]與可持續發展的關鍵議題。這些棕地在城市中分布的空間特征如何？與城市的發展歷程及空間格局有何關聯？是否會對城市的綠色空間體系構建產生重要影響？本研究針對上述問題，對資源衰退型城市的“城－棕－綠”空間格局進行研究探討。

根據《國務院關于印發全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020年）的通知》，資源型城市是“以本地區礦產、森林等自然資源開采、加工為主導產業的城市”，該類城市的空間結構主要受特殊化的城市化發展特征與自然條件的影響[2]。中國的資源型城市具有資源指向性強、工業發展迅速、工業依存度高等特點。在城市轉型的背景下，部分以資源開采及初加工為基礎的資源衰退型城市面臨著環境污染、生態系統退化等嚴峻問題，是中國生態文明建設戰略所面臨的巨大挑戰。

本研究提出的“城－棕－綠”空間格局包括“城－棕”和“棕－綠”2類空間格局。其中，“城”包括城市的自然環境要素與建成環境要素；“棕”專指資源衰退型城市中最典型的棕地類型—工礦業類棕地，即已經廢棄的、閑置的工業用地、采礦用地、基礎設施類用地，并包括仍在使用中的潛在工礦業類棕地；“綠”指城市綠色空間，包括《城市用地分類與規劃建設用地標準》（GB 50137—2011）中“建設用地”里的綠地與廣場用地，以及“非建設用地”里的農林用地和其他非建設用地①。“城－棕”和“棕－綠”2類空間格局分別探討“城”與“棕”、“棕”與“綠”之間的空間關系。

近年來，隨著中國對土壤污染防治問題的重視與相關政策法規的大力推進，資源衰退型城市的棕地再生實踐已相繼推進，但絕大多數已有實踐為針對某一具體棕地場地的“就地論地”探討。對資源衰退型城市而言，棕地場地數量多、分布廣、占據城市核心空間，僅就單個場地改造進行研究，無法應對大規模的棕地改造需求，同時喪失了將其作為精明調整并發展城市綠色空間系統進而促進城市可持續發展的契機。本研究旨在從系統性層面認知資源衰退型城市的“城－棕－綠”空間格局，為統籌性的棕地再生策略奠定基礎，為修復破損生態環境、優化城市綠色空間系統提供依據。

2 國內外研究現狀

對國內外已有棕地實踐進行梳理，發現綠色空間是棕地再生的重要途徑，這種現象可歸因為棕地場地本身的復雜性、項目周期、建設經費等多方面原因[3]。根據美國環保署的報告Reuse Possibilities for Brownfield Sites，綠色空間②作為5類棕地再生主要目標用途中的一種，占比達28%，僅次于商業用地類型的33.5%[4]。在中國，以綠地為改造目標的棕地項目實踐可歸納為7個主要類型，包括工業遺址類公園、土地復墾類、礦山公園類、園中園類、博覽園類、城市公園類以及其他類型公園[5]。

針對資源衰退型城市的棕地問題，已有定性的特征歸納研究，但定量的空間分析與系統性綜合研究仍較欠缺。有學者從環境、經濟、社會3個因子出發，提出“協同再生”的礦業城市工業廢棄地更新再利用框架[6]；亦有從污染空間識別入手，探究污染空間分布規律和形成原因以及污染空間與老工業基地城市群主體的空間關系[7]；對資源型城市的棕地發生機理[8]及生態治理綜合效益評價[9]方面也有所論述。

20世紀末，國際上將棕地納入資源型城市綠色空間系統構建的思想已初露端倪。美國底特律“未來城”提出通過藍綠廊道構建景觀系統，將51.8 km2的閑置地納入其中，形成一個新的相互關聯的區域網絡，改善居民的生活空間[10]。德國魯爾區埃姆舍國際建筑展通過“工業遺產之路”和生態廊道系統串聯了多個棕地再生項目與已有開放空間，形成區域性連接的公園[11]。在中國，已有學者提出以綠地景觀作為切入點改善礦區生態環境，通過綠地系統的建設增強城市與礦區的整體性規劃，并從城市資源特征與植被特征等角度，為轉型期的綠地系統發展提出對策[12]；也有學者提出將采礦類棕地整合到綠色基礎設施規劃中，并通過最小成本路徑（least-cost path,LCP）方法計算生態廊道，通過綠色基礎設施網絡的連通性來評估棕地恢復優先級并指導重建工作[13]。上述研究均在可行性與方法論層面提供了借鑒，但其多聚焦于城區外的礦業類棕地，而對城區內棕地的統籌性研究不足。

3 研究對象與范疇：典型城市黃石市

湖北省黃石市是本研究的重點城市，是中國近代工業發源地之一，也是典型的資源衰退型城市。黃石市因礦建廠，以廠連鎮，具有典型的工礦城市格局與特征。市域內遍布鐵、銅、煤、金礦山，有超過3 000年歷史的采礦和冶煉活動，被稱為“鋼鐵搖籃、青銅古都”，是中國中部地區重要的原材料工業基地。2009年，黃石市被正式列為資源枯竭型城市③，2015年明確提出以“生態立市，產業強市”為核心的發展理念，2016年被列為全國6個土壤污染綜合防治先行區之一，面臨著棕地污染治理與再利用、城市綠色空間構建與優化的雙重挑戰。

黃石市地處長江中游南岸，市域面積4 583 km2，2019年常住人口247.17萬，下轄四區一市一縣。本研究的范圍包括其中的四區一市，即鐵山區、下陸區、黃石港區、西塞山區和大冶市，共1 795 km2（圖1）。陽新縣未被納入研究范疇，有3方面主要原因：1）陽新縣域內礦產資源分布較少（圖2），幾乎沒有大規模的廠礦；2）1996年陽新縣才被納入黃石市轄區內，歷史較短，未同步參與到黃石市的工業快速發展階段；3）陽新縣距離黃石市中心城區較遠，經濟發展速度慢于其他區域。針對四區一市，本研究基于遙感影像、城市基礎地理信息、地表覆被信息、史志資料等多源數據，識別棕地并進行GIS空間分析，歸納黃石市的棕地空間特征以及“城－棕－綠”空間格局。

2 黃石市礦產資源分布Distribution of mineral resources in Huangshi City

4 棕地空間特征：分析路徑與差異性

4.1 分析路徑：棕地“個體－區位”空間特征分析模型

棕地的識別是棕地空間特征認知的基礎，空間特征分析模型的確立對于建立不同類型棕地的認知至關重要。綜合考慮場地的歷史及現狀用途、空間特征、污染特征等因素，本研究將工礦業類棕地劃分為原料采掘類棕地、尾礦庫類棕地、原料加工制造類棕地、非原料加工制造類棕地和基礎設施類棕地。本研究采取基于空間與非空間多源信息的棕地識別方法，識別出黃石市工礦業類棕地與潛在工礦業類棕地共555塊，其中原料采掘類、尾礦庫類、原料加工制造類、非原料加工制造類和基礎設施類的棕地分別有177、13、31、326和8塊； 共覆蓋54.3 km2，占研究范圍的3%。在此基礎上，本研究提出基于空間個體特征和空間區位特征的棕地“個體－區位”空間特征分析模型，選取面積、周長和“周長－面積”擬合冪函數描述棕地的個體空間特征，選取中心度、交通可達性、人口密度、工業文態值④、生態系統服務功能重要性和潛在生態廊道重要性等指標，分別從經濟、社會、生態3個維度描述棕地的空間區位特征，并利用多源數據進行GIS空間分析，歸納出不同類型棕地的空間特征。

具體而言，中心度和交通可達性描述了各棕地地塊所處區位的經濟活動強度，人口密度和工業文態值描述了鄰避效應（not in my back yard, NIMBY）與迎臂效應（yes in my back yard, YIMBY）的社會空間現狀[14-15]，生態系統服務功能重要性和潛在生態廊道重要性描述了各棕地地塊所處區位的生態保護重要性。其中，中心度通過加權計算各棕地地塊到黃石中心城區、縣域中心城鎮、重點鎮和一般鎮的距離獲得，交通可達性通過加權計算各棕地地塊到城市主干道、城市一般道路和高速公路的距離獲得；精確到鎮的人口密度根據黃石市第六次人口普查數據獲得，工業文態值通過加權計算各棕地地塊到工業型國家重點保護文物單位和黃石市重要歷史工業建筑的距離獲得，生態系統服務功能重要性根據學者們對中國二級生態系統服務價值當量的研究[16]和對湖北省不同生態類型土地的單位面積生態價值的研究[17-19]確定，潛在生態廊道重要性指標通過形態學空間格局分析（morphological spatial pattern analysis, MSPA）和LCP方法計算潛在生態廊道并通過重力模型計算景觀連接度（probability of connectivity,PC）確定[20-21]。

4.2 不同類型棕地的空間形態和空間區位均呈現顯著差異性

研究顯示，在空間形態方面，黃石市不同類型的棕地在地塊面積和周長上呈現顯著差異性（圖3）。除基礎設施類棕地外的其余4類棕地面積變化區間均超過60萬m2，但大部分棕地的面積仍在2萬～12萬m2的區間；其中，面積最大的棕地地塊是原料采掘類棕地，高達180多萬m2。特別值得關注的是原料采掘類棕地，該類棕地具有最大的周長變化區間和最大的地塊周長，一定程度上反映出該類棕地的外部銜接關系可能更復雜、對周邊地塊的影響可能更具多樣性，與此同時，其邊緣呈更多的不規則狀特征。

3 黃石市棕地空間形態特征Spatial characteristics of brownfields in Huangshi City

在空間區位方面，黃石市不同類型的棕地在經濟、社會和生態維度上呈現顯著差異性（圖4）。從經濟和社會維度來看，基礎設施類和非原材料加工制造類棕地多處于中心度較大、交通可達性較好和人口密度大的區域，具有較好的、靈活的再利用條件。從生態維度來看，尾礦庫類棕地和基礎設施類棕地多處于生態重要性高的區域，這與尾礦庫類棕地多位于山體上和基礎設施類棕地的碼頭直接位于長江沿岸有關；而尾礦庫類、原料加工制造類和原料采掘類所處空間多有潛在生態廊道通過，屬于亟待進行生態修復的區域。

4 黃石市棕地空間區位特征Locational characteristics of brownfields in Huangshi City

5 “城－棕－綠”空間格局：耦合特征與潛在綠色空間

5.1 “城－棕”：棕地空間分布與城市空間要素高度耦合

基于對識別出的5 5 5塊棕地的分析發現，黃石市棕地數量較多、規模不一，基本沿著山脈、長江、鐵路、公路呈“一橫四縱”分布（圖5）。整體上棕地分布與城市自然環境要素和建成環境要素關系緊密，呈現出耦合性的特征，本研究稱其為耦合型“城－棕”空間格局。由于礦產資源多分布在山體區域，長江是工業運輸的重要渠道，因此，在自然環境方面，黃石市棕地分布與山水格局關系顯著。由于原料采掘類棕地對礦產資源的高度依賴，該類棕地相對集中地分布在鐵山、銅綠山、黃金山、靈山等城市較大的礦藏地帶；原料加工制造類棕地則多緊鄰河流與原料采掘類棕地。在建成環境方面，各類棕地的分布與交通要素的關系最為密切。原料采掘類棕地或是緊鄰主要交通干道，或是通過次要道路與主要交通干道相接；部分大型原料采掘場有單獨的鐵路站點與貨運鐵路直接相連，如大冶鐵礦的鐵山站和金山店鐵礦的金山店站等。原料加工制造類棕地多位于鐵路線路附近；非原料加工制造類棕地則更多受到政策要素的影響，沿道路規則分布，如靈成工業園、回歸工業園等。

5 黃石市棕地空間分布Spatial distribution of brownfields in Huangshi City

追溯其原因，黃石市的發展過程為典型的工業化驅動下的城市化過程，其耦合型“城－棕”空間格局就是在城市與工業的4個發展階段的演變過程中形成的（圖6）。1）早在西周晚期銅綠山地帶就開始了采銅或冶銅，春秋戰國時期在五里界古城遺址和草王嘴城遺址處形成了礦石的開采、冶煉中心和初加工產品的集散地和古代居民的經濟生活中心[22]；宋代以后，大冶市逐步建成，現在的主要建成區就在這片區域的北側；東漢的道士洑鎮、元末的石灰窯鎮、明代的黃石港鎮均依托長江便利的水運條件，成為江南江北物資聚集和流散地，亦初步搭建黃石市沿江發展的基礎。2）清代末年，洋務運動的開展拉起了黃石市近代工業化進程的序幕；隨著1892年大冶鐵礦運礦鐵路的竣工通車，黃石市西部與東部通過鐵路聯通，初步搭建起城市骨架；在大冶鐵廠、富華與源華煤炭、黃石電廠、華新水泥廠等一系列大型重工業企業的帶動下，大規模工礦企業周邊興建居住區、學校、鐵路公路等服務型配套設施，城市空間主要圍繞大型工礦點狀發展。3）1949—1989年，黃石市定位明確為“采礦、冶煉、建筑材料為主的重工業城市”，隨著逐步擴大龔家巷冶金機械工業區與下陸工業區典型產業集群，各大廠礦連成一片，城市沿長江和鐵路迅速帶狀擴張，黃石市“入”字形城市結構基本確定。4）21世紀初，城市跨過黃荊山，轉向沿大冶湖發展，武九線、國道106與4條隧道讓城市突破黃荊山的限制，也讓工礦業用地脫離城市重點發展地區。

6 黃石市“城－棕”空間格局的形成過程The formation process of the “city-brown” spatial pattern in Huangshi City

5.2 “棕－綠”：位于城市關鍵生態節點的棕地可成為綠色空間建設與優化的重要潛在用地

通過分析黃石市棕地分布與現狀綠色空間的關系發現，棕地在一定程度上威脅了重要生態斑塊的完整性和綠色空間的連通性（圖7）。在本研究中，重要的生態斑塊是指生態源地，即MSPA中景觀連接度高的核心區；城市綠色空間的連通廊道是指基于上述核心區利用LCP方法獲取的潛在生態廊道。一方面，存在129塊棕地與重要生態斑塊相交，占現狀棕地數量的22.91%，面積高達18.75 km2，占現狀棕地面積的34.53%。其中，采掘類棕地的數量最多、面積最大，與采掘類棕地對礦產資源的依賴性和礦產資源空間分布密不可分?？梢姡糠肿氐嘏c重要生態斑塊存在重合區域，威脅了重要生態斑塊的完整性。

7 黃石市“棕－綠”空間格局“Brown-green” spatial pattern in Huangshi City

另一方面，沒有任何棕地阻隔重要潛在生態廊道，但仍有15塊棕地和45塊棕地分別阻隔較重要潛在生態廊道和一般潛在生態廊道。在阻隔潛在生態廊道的棕地中，非原料加工制造類棕地的地塊最多，原料采掘類和尾礦庫類棕地的面積更大。棕地與潛在生態廊道的空間沖突主要集中在下陸片區、尖林山片區、龍角山片區和筆架山片區。其中，下陸片區以東鋼鋼鐵廠為主，是典型的城市原料加工制造類棕地，阻隔了貫通黃荊山、獅子山與東方山的潛在生態廊道；尖林山片區、龍角山片區和筆架山片區分別是大冶鐵礦、銅綠山銅鐵礦、石灰石礦的原料采掘基地，分別阻隔了尖林山主體、龍角山和筆架山與周邊區域的潛在生態廊道。可見，部分棕地阻隔了潛在生態廊道，威脅了綠色空間的連通性。在區域視角下，這些棕地占據黃石市關鍵生態節點，尤其是12塊同時威脅完整性和連通性的棕地，具有重要生態潛質，應考慮將其納入城市綠色空間系統，以優化黃石市的綠色空間系統。

通過分析黃石市棕地分布與綠地系統規劃的關系發現，已有部分棕地被納入《黃石市城市總體規劃（2001—2020年）》（2017年修訂）規劃綠地的范圍內，但仍有部分具有重要生態潛質的棕地未在其范圍內，未來有進一步優化空間（圖8）。一方面，黃石市中心城區⑤涵蓋建設用地94.70 km2，其中，水域面積為25.40 km2，規劃綠地面積為81.60 km2。位于中心城區的157塊棕地總面積為9.82 km2，其中，有104塊棕地與規劃綠地相交，重合區域面積為4.33 km2，占現狀棕地總面積的44.10%，占規劃綠地的5.31%。與規劃綠地相交的棕地主要為原料采掘類棕地，包括具有一定規模的系列礦坑和東鋼鋼鐵廠、華新水泥廠、黃石港務局集團碼頭等重要歷史工礦業場地。這些場地普遍分布在東方山、黃荊山和鐵路沿線，即規劃中其他綠地和公園綠地的范圍內。可見，綠地已成為棕地的重要再生途徑。但是，根據現場調研，黃荊山南麓的系列礦坑仍是裸露的荒地，需要進一步的修復工作。另一方面，在中心城區范圍內，具有重要生態潛質的棕地有55塊，面積高達5.81 km2，其中已規劃為綠地的區域面積約為2.67 km2，仍有一半以上的區域未被納入城市綠色空間系統。雖然已納入規劃綠地的棕地有42塊，但部分棕地改造項目僅將場地內少量空間規劃為城市綠地系統的一部分，從城市綠色空間的完整性和連通性來看仍有待進一步優化。在區域視角下，棕地是綠地的潛在空間，綜合統籌棕地再利用與城市綠色空間系統規劃，在用地緊缺與棕地修復的壓力下，將有利于城市空間的合理化調整與發展。

8 黃石市棕地在城市綠地系統規劃中的分布Distribution of brownfields in urban green space system planning in Huangshi City

6 結論與討論

6.1 黃石市的棕地空間特征與“城－棕－綠”空間格局

本研究采用基于空間與非空間多源信息的棕地識別方法識別出黃石市的555塊棕地，采用棕地“個體–區位”空間特征分析模型對其進行分析，發現不同類型的棕地在空間形態與空間區位上呈現顯著差異。棕地的空間特征會影響再生途徑的選擇和再生時序的確定。在構建城市綠地空間系統的時候若能考慮到棕地的空間特征，將有利于后期綠色空間系統建設的實踐可操作性。

在整體認知層面，黃石市棕地基本沿著山脈、長江、鐵路、公路呈“一橫四縱”分布，與城市空間要素高度耦合，呈現耦合型的“城－棕”空間格局?！白兀G”格局的分析呈現出相當比例的棕地占據黃石市關鍵生態節點，特別是原料采掘類棕地，有超過1/2的地塊威脅綠色空間的完整性和連通性，是綠色空間建設與優化的重要潛在空間。在棕地再生決策的時候將其能為城市提供的生態價值納入統籌考慮，可有利于城市綠色空間的整體構建。但受可獲取數據的限制，本研究在計算潛在生態廊道時采用MSPA方法，主要是對結構連接性的評估[23]，在實際生態過程與功能性的生態廊道連接方面存在一定的局限性。

6.2 資源衰退型城市“城－棕－綠”空間關系探討

對資源衰退型城市而言，城、棕、綠在不停地進行空間轉化。在前工業化時期，從廣義的綠色空間逐步分化為聚居點和狹義綠色空間；在工業化初期，聚居點逐漸擴張形成城市雛形并開始進行工業生產，部分礦產資源豐富的地區開始進行采掘業生產；在工業化中期，城市進一步擴張，工業與采掘業也逐步發展，綠色空間逐步破碎化；到了后工業時期，部分工業與采礦業關停，出現大量工礦業類棕地，城市也呈現停滯或收縮的現象。哪些棕地應該繼續承載城市的生產生活活動，哪些棕地又該回歸自然，是生態文明建設中值得探討的重要問題。

自工業革命以來，風景園林規劃設計以綠色空間為載體，為城市提供公共活動的空間，使人類與自然和諧共處[24]。資源衰退型城市在城市轉型發展時，應優先采用生態策略應對環境污染、生態系統退化等問題，而將工礦業類棕地轉化為城市綠色空間是其中的一種重要途徑，為城鄉景觀構建與城市可持續發展提供新的思路與方法。在生態文明的背景下，尤其應該注意威脅重要生態斑塊完整性和威脅綠色空間連通性的棕地，將其納入綠色空間系統，將有利于城市綠色空間網絡的構建與優化。

法國城市社會學家亨利·列菲弗爾（Henri Lefebvre）認為，城市化是工業化的結果，同時二者之間存在一種辯證的關系[25]。資源衰退型城市的空間格局是多種因素綜合作用的結果，包括社會經濟、自然地理、交通運輸及政策等多方面[26]，其“城－棕”空間格局跟城市的發展、工礦業的進程以及兩者間的空間耦合關系密不可分。除了耦合型，本研究發現“城－棕”空間格局亦包括其他空間特征類型，其棕地分布與城市綠色空間的關系也更加復雜，有待進一步研究。

注釋(Notes)：

① 依據中華人民共和國住房和城鄉建設部《城市用地分類與規劃建設用地標準》（GB 50137—2011）確定用地類型。

② 根據該報告中的解釋，此處的“綠色空間”是指農田、社區公園、小徑、體育場地和設施、開放空間和其他娛樂活動空間，這些空間提供了野生動物棲息地和自然保護的機會。

③ 國務院于2008、2009、2011年分3批次批準69個資源枯竭型城市，2013年，國務院印發《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020年）》，重新確定了67個資源衰退型城市。曾經的資源枯竭型城市盤錦市和孝義市在2013年被確定為資源再生型城市。因此，在研究時可將“資源衰退型”和“資源枯竭型”等同看待，在本研究統一使用“資源衰退型”指代。

④ 根據2019年自然資源部發布的《資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價技術指南（征求意見稿）》，文態空間是指因人類活動而具有特定化意義的國土空間。本研究中，工業文態值是指工業文保單位和工業歷史建筑空間分布的密度值。

⑤ 根據《黃石市城市總體規劃（2001—2020年）》（2017年修訂），黃石市中心城區包括下陸區、黃石港區、西塞山區北部和大冶市東部部分山區。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

圖1～8均由作者繪制。圖1的底圖來源：2020年4月由湖北省自然資源廳監制、湖北省地圖院編制的地圖審圖號為鄂S（2020）003號標準地圖。圖2～8的底圖基于資源環境科學與數據中心平臺提供的城市地理基礎數據繪制，該平臺隸屬于中國科學院地理科學與資源研究所。