（旅游管理专业论文）城市景观生态网络连接度评价及其规划研究——以上海市为例.pdf

摘要 摘要 城市是典型的人工景观，旨前，从现有资料来看，城市景观网络研究实践取 得了一些成就，一些城市的规划中有意识运用景观连接度原理，对城市景观空间 结构进行调整，取得了一些可喜成就。但是我国相关研究、实践起步较晚，建设 严重滞后，仍存在诸多问题，如：景观破碎化现象严重、城市景观的高连通性低 连接度现象等等。充分认识城市景观生态系统的构成及其特征，优化城市景观生 态系统的结构，才能促进城市景观生态系统功能的发挥，协调好城市人口、资源、 经济、环境之间的相互关系，保证城市持续、协调、稳定的发展。运用景观生态 网络连接度理论对城市景观生态系统进行评价并指导规划这是一个具有重大理 论价值和实际应用价值的课题，而对我国城市景观生态系统现状和存在问题的研 究以及基于我国城市景观生态系统现状如何运用景观生态网络连接度理论对城 市景观生态系统进行评价并指导规划是我们亟待解决的问题。 本论文首先对国内外城市景观生态网络、城市景观生态网络连接度研究以及 城市景观生态网络规划实践进行分析，并按连接度模型的特点分类比较。对斑块 网络进行了特别介绍，以突出景观生态网络的特点。接着论文介绍了国内外城市 景观生态网络连接研究的典型范式，为后文特别是进行上海市景观生态网络连接 度评价尝试打下必要和坚实的基础。 本论文的核心部分，基于城市景观生态网络特点，提出了城市景观生态网络 连接度评价及其规划模式，并在此基础上进行上海市景观生态网络连接度评价尝 试并进行比较分析，进一步上升提炼提出构建上海市景观生态网络安全格局与生 态建设意见。 关键词：城市景观生网络结构，连接度，典型范式，城市生态系统，上海市 a b s t r a c t a b s t r a c t t h eu r b a ni st h et y p i c a la r t i f i c i a ll a n d s c a p e ，a tp r e s e n t ，l o o k e df r o mt h ee x i s t e n c e i n f o r m a t i o n , t h eu r b a nl a n d s c a p en e t w o r kr e s e a r c hp r a c t i c eh a so b t a i n e ds o m e a c h i e v e m e n t s ， i ns o m eu r b a n p l a nu t i l i z e s t h e l a n d s c a p e c o n n e c t i o n p r i n c i p l e c o n s c i o u s l y , c a r r i e so nt h ea d j u s t m e n tt ot h eu r b a nl a n d s c a p es p a t i a ls t r u c t u r e ，h a s o b t a i n e ds o m ee n c o u r a g i n ga c h i e v e m e n t s b u to u rc o u n t r yi sc o n n e c t e dt h er e s e a r c l l t h ep r a c t i c es t a r ti sl a t e ，t h ec o n s t r u c t i o ns e r i o u sl a g ，s t i l lh a dm a n yp r o b l e m s ，f o r e x a m p l e ：l a n d s c a p es t a v ep h e n o m e n as e r i o u s ，u r b a nl a n d s c a p eh i 曲c o n n e c t i v el o w c o n n e c t i o np h e n o m e n o na n d o i lt h ef u l lu n d e r s t a n d i n gu r b a nl a n d s c a p ee c o s y s t e m c o n s t i t u t i o na n dt h ec h a r a c t e r i s t i c ，o p t i m i z et h eu r b a nl a n d s c a p ee c o s y s t e mt h e s t r u c t u r e ，c a l lp r o m o t et h eu r b a nl a n d s c a p ee c o s y s t e mf u n c t i o nd i s p l a y , c o o r d i n a t e s b c b v lt h eg o o du r b a np o p u l a t i o n , t h er e s o u r c e s ，t h ee c o n o m i c a l ，t h ee n v i r o n m e n t u r b a n , g u a r a n t e e dt h eu r b a nc o n t i n u e s ，t h ec o o r d i n a t i o n , t h es t a b l ed e v e l o p m e n t c a r r i e so nu s i n gt h el a n d s c a p ee c o l o g yn e t w o r kc o n n e c t i o nt h e o r yt ot h eu r b a n l a n d s c a p ee c o s y s t e ma p p r a i s e sa n di n s t r u c t st op l a nt h i sh a st h es i g n i f i c a n tt h e o r y v a l u ea n dt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o nv a l u et o p i c ，b u th o wc a r r i e so nt oo u rc o u n t r yu r b a n l a n d s c a p ee c o s y s t e mp r e s e n ts i t u a t i o na n dt h ee x i s t e n c eq u e s t i o nr e s e a r c h 船w e l la s b a s e do no u rc o n n t r yu r b a nl a n d s c a p ee c o s y s t e mp r e s e n ts i t u a t i o nu s i n gt h el a n d s c a p e e c o l o g yn e t w o r kc o n n e c t i o nt h e o r yt o t h eu r b a nl a n d s c a p ee c o s y s t e ma p p r a i s e sa n d i n s t r u c t st h eq u e s t i o nw h i c ht h ep l a ni sw eu r g e n t l ya w a i t st ob es o l v e d f i r s t l y , t h ep a p e ra n a l y s tt h ed o m e s t i ca n df o r e i g nc i t yl a n d s c a p ee c o l o g yn e t w o r k , t h ec i t yl a n d s c a p ee c o l o g yn e t w o r kc o n n e c t i o nr e s e a r c ha sw e l la st h ec i t yl 卸d s c a p c e c o l o g yn e t w o r kp l a n n i n gp r a c t i c ec a r r i e so nt h ea n a l y s i s , a n da c c o r d m gt oc o n n e c t i o n m o d e lc h a r a c t e r i s t i cc l a s s i f i c a t i o nc o m p a r i s o n t h e nt h ep a p e ri n t r o d u c e dt h ed o m e s t i c a n df o r e i g nc i t yl a n d s c a p ee c o l o g yn e t w o r kc o n n e c t i o nr e s e a r c ht y p i c a lm o d e l ，m a y b e c a r r i e so nt h es h a n g h a il a n d s c a p ee c o l o g yn e t w o r kc o n n e c t i o na p p r a i s a la t t e m p tf o r a f t e rc u l t u r a ls p yt oo v e r c o m et h en e c e s s i t ya n dt h es o l i df o u n d a t i o n i nt h ee s s e n t i a lp a r to ft h i sp a p e r , t h ea u t h o rb a s e do nt h ec i t yl a n d s c a p ee c o l o g y n e t w o r kc h a r a c t e r i s t i c ，p f o p o s e dt h ec i t y l a n d s c a p ee c o l o g yn e t w o r kc o n n e c t i o n 垒旦! 婴曼!一 a p p r a i s a la n dt h ep l a np a t t e r n ，a n dc a n yo nt h es h a n g h a il a n d s c a p ee c o l o g y n e t w o r k c o l l n e c t i o na p p r a i s a li nt h i sf o u n d a t i o nt oa t t e m p ta n dt oc a r r yo bt h ec o m p a r a u v e a n a l y s i s ，f u r t h e fr i s e st h er e f i n e m e n tt op r o p o s ec o n s t r u c t st h es h a n e 归al a n d s c a p e e c o l o g yn e t w o r ks e c u r i t yp a t t e r na n d t h ee c o l o g yc o n s t r u c t i o no p i n i o n k e vw o r d s ：u r b a nl a n d s c a p ee c o l o g i c a ln c t w o r lc o n n e c t i v i l y , t y p i c a lm o d e l s , u r b a ne c o l 晒c a l s y s t e m , s h a n g h a i - 1 1 1 - 学位论文版权使用授权书 本入完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：岛、j t 翱、 多年3 月加日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明弓i 用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：岛嘲。 纠窖年3 月印 日 第l 章引言 1 1 课题来源 第1 章引言 本人的导师从事景观生态学研究、实践多年并在景观生态七度评价方面做了 大量研究，启发我对景观生态学、景观连接度评价的兴趣，在导师指导下结合个 人专业背景和实践经验。最终确立本人研究的方向，明确本课题。 1 2 研究背景和选题依据 就全球而言，城市化趋势正在不断加速。1 9 世纪以前，全球只有百分之几的 人口居住在城市，而当今的城市己居住了全球人口的5 0 左右。到2 0 0 1 年底，中 国城镇化水平已达到3 7 7 。据最颏发布的报告预测( 中国城市发展报告编委 会，2 0 0 2 ) ，到2 0 5 0 年，中国的城市化率将提高到7 5 以上。城市是以人类为主 体的自然一社会一经济复合体生态系统。毫无疑问，景观生态学研究对于认识并解 决由于全球城市化加速城市发展过程中出现的一系列问题，如人口膨胀、资源紧 缺、城市格局调整、环境污染等，具有重要意义( 朱伟兴等，2 0 0 2 ； z i p p e r e r e t a l ，2 0 0 0 ) 定量分析景观格局及其变化对监测和评价城市化生态后果 十分重要( p i c k e t te ta l ，1 9 9 7 ；2 0 0 1 ；w h i t f o r de ta l ，2 0 0 1 ) 。进入2 0 世纪 9 0 年代以来，上海城市现代化进程不断加快，成为我国经济体系中最具实力、活 力和开放性的增长核，其发展前景十分广阔。但与此同时，上海在城市化的进程 中已出现了短期的高密度投入、人口剧增、产业聚集、郊区迅速城市化、建筑密 度和容积率增高的高强度开发特征，给城市的可持续发展带来极大的挑战。 1 2 1 目前城市景观生态网络现状及存在的问题 城市是典型的人工景观，目前，从现有资料来看，城市景观网络研究实践取 得了一些成就。一些城市的规划中有意识运用景观连接度原理，对城市景观空问 结构进行调整，取得了一些可喜成就。但是我国相关研究、实践起步较晚，建设 严重滞后，仍存在诸多问题，大致可以归为：景观破碎化：随着城市化程度提 第1 章 l 言 高，景观破碎化程度也急剧增加，已成为当前生物多样性丧失及物种灭绝的主要 原因。城市景观的高连通性低连接度现象，如城市交通，具有较高的可达性， 但也是主要污染源。 1 2 2 生态城市建设理论 生态城市概念是在1 9 7 1 年联合国教科文组织发起的“人与生物圈”计戈n 研 究中首先提出来的。从长远来看，生态建设的根本任务就是要改善人类及动植物 群体的生存和生活条件，为人类和自然的协调发展提供良好的生态环境，保障经 济、社会和自然的持续协调发展。2 0 世纪9 0 年代后，生态城市作为人类理想的 聚居形式和人类为之奋斗的目标，已成为我国当代城市发展的热点。 1 2 3 景观生态学相关理论的指导 景观生态学最早由德国人c 特罗尔( t r o l l ) 在1 9 3 9 年提出，景观生态学是一 门新兴的学科，研究景观生物群落与主要环境条件之间错综复杂的因果反馈关系 的学科，研究景观结构单元的类型组成、空间格局及其生态过程的相互作用，强 调空间格局、生态过程及尺度之问的相互作用。景观生态学中其斑块一廊道一基 质理论、生态网络理论、七度评价理论等对生态城市的建设有着重要的指导意义。 1 2 3 1 斑块一廊道基质理论 f o r m a n 和g o d r o n 认为，组成景观的结构单元不外有三种：斑块、廊道和基 质。斑块泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间 部分。廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。廊道常常相互交 叉形成网络，使廊道与斑块和基质的相互作用复杂化。基质是指景观中分布最广、 连续性也最大的背景结构。 近年来以斑块、廊道和基质为核心的一系列概念、理论和方法逐渐形成了现 代景观生态学的一个重要方面。f o r m a n 称之为景观生态学的“斑块一廊道一基质模 式”。这一模式为我们提供了一种描述生态学系统的“空间语言”，使得对景观结 构、功能和动态的表述更为具体、形象。而且，斑块一廊道一基质模式还有利于 考虑景观结构与功能之间的相互关系，比较它们在时间上的变化。 1 2 3 2 生态网络理论 第1 章引言 网络一词是2 0 世纪末流行的语言。在景观生态学中的网是指由节点和廊道 形成的结构形式，并在实际的景观中广泛分布，相互重叠，类型繁多。 生态网络的分析和规划被认为是提高城市开敞空间系统生态质量的有效方 法( c o o k ，1 9 9 1 ) 从结构上，景观格局可以分为点格局、线格局、网格局( w i e n s 1 9 8 8 ) 。点格局势指特定景观类型的斑块大小相对于它们之阈的距离要少得多的 一种景观类型；线格局是指景观要素呈长带状的空间分布形式；网格局是点格局 与线格局的复合体。 1 2 3 3 七度评价理论 景观生态评价是景观生态分析的深入和景观生态规划的基础，是景观生态规 划设计的理论核心。在生态规划发展的历程中，不同发展阶段对生态认识和应用 不同，形成景观生态评价不同的侧重点。总体来说，从景观生态评价的内容体系 上可以将景观生态评价内容确定为两个体系。景观生态评价的传统七度评价体系 是早期生态规划评价的核心，景观生态评价集中在自然度，旷奥度、美景度、敏 感度、相容度、可达度、可居度的评价上；随着静观生态评价的深入，景观生态 评价发展到现代七度评价，集中在相容度、敏感度、适宜度、连接度、地方性( 原 生度) 、持续度、健康度的评价上。从评价的立足点来看，传统的景观生态评价 立足在景观生态特征和人类合理利用上，而现代景观生态评价立足于景观生态特 征、人地作用特征和生态系统可持续发展能力的评价。从传统七度到现代七度的 评价是景观生态研究与规划发展的必然结果。 七度评价之景观连接度 景观连接度作为景观生态学研究主要内容之一，1 9 8 4 年由m e r r i a m 首次引用 到景观生态学中，认为是测定景观生态过程的一种指标。景观连接度是对景观空 间结构单元之间连续性及生态过程、功能联系的度量，包括结构连接度和功能连 接度。景观连接度是一个抽象的、相对的测定指标。 ( 1 ) 景观连接度的影响因子：a ：组成景观的元素和空间分布格局：功能和结 构具有密不可分的关系，不同的结构将决定不同的功能，因而研究景观连接度必 须研究景观元素的空间分布格局。b ：研究的生态过程c ：研究的对象和目的。 ( 2 ) 景观连接度的应用：已在景观生态学研究中得到了广泛应用，特别是在生 物资源管理、生物多样性保护和景观设计与规划方面开展了较多研究工作。 第l 章引言 1 2 4 相关研究方法 近些年来，来源于不同学科的一系列分析方法，经不断修改和完善，已经成 为景观生态学研究中的一个重要组成部分。 景观生态学中的格局分析和空间模型方法与3 s 结合，可以大大促进景观和 城市规划与设计的科学性和可行性。g i s 为空间格局分析和空间模型提供了一个 强有力有较容易操作的技术构架。网络分析技术：网络是g t s 中一类独特的数据 实体，它由若干线性实体通过节点连结而成。网络分析是空间分析的一个重要方 面，它依据网络拓扑关系( 线性实体之间、线性实体和节点之间、节点与节点之 间的连结和连通关系) ，通过考察网络元素的空间和属性数据，以数学理论模型 为基础，对网络的性能特征进行多方面的分析计算。一般来说，包括最佳路径、 资源分配、节点或弧段的游历以及最小连通树、最大( 小) 流等问题。目前，网 络分析在电子导航、交通旅游、城市规划管理以及电力、通讯等各种管网管线的 布局设计中发挥着重要的作用。 在现实地理系统中，对于地理位置、地理实体、地理区域以及它们之间的相 互联系。可以经过一定的简化与抽象，将它们描述为抽象的地理网络，即图。在 网络分析方法中，图的定义只关注点之间是否连通，而不关注点之间的连结方式。 因此。对于任何一个图，它的画法并不唯一，点( 顶点) ，可以画成平面上的点， 也可以画成没有特定的物理位置的点；而点之间的连线( 边) ，可以画成直线， 也可以画成曲线。在图的定义中，最为重要是表示顶点和边，而点的其相对位置 和边的曲直并不是至关重要的。 1 3 研究目的 本课题在对景观生态网络连接度概念和内涵迸行研究基础上，通过对城市景 观生态网络现状和存在的问题特别进行研究分析，结合景观生态学相关原理、尝 试性的构建相关评价体系并结合实例进行验证完善。并探索性的将连接度评价应 用于城市景观生态网络规划之中，从而可以为城市景观生态网络研究及其规划提 供一些有意义的视角。 第l 章引言 1 4 理论依据 本文拟以整体人文生态系统理论、景观生态学理论、生态城市建设理论、人 类聚居环境学、可持续发展理论等作为理论依据。 第2 章文献综述 第2 章文献综述 2 1 城市景观生态网络连接度研究进展 2 1 1 景观连接度研究 2 1 1 1 连接度涵义研究： 目前学者们景观连接度( 1 a n d s c a p ec o n n e c t i v i t yo rc o n n e c t i v i t yi n l a n d s c a p e ) 景观生态学主要研究内容( d u n n i n ge ta l ，1 9 9 2 ；r a y l o r 1 9 9 6 ) 之 一，其定义并不完全统一。在各自的定义中，其内涵、着眼点都有一定的差剐。 其中有代表性的是： 景观连接度作为1 9 8 4 年由m e r r i a m 首次引用到景观生态学中，认为是测定 景观生态学过程的一种指标，通过这种生态过程，景观中一些生物亚群体相互影 响，相互作用形成一个有机整体f o m a n 和g o d r o n 根据拓扑学中连通性的数学概 念，将连通性定义为廊道在空间上连续性的量度。s c h r e i b e r 将景观连通性概括 为生态系统中和生态系统之间关系的整体复杂性，它不仅包括群落中和生物之问 的相互关系，而且包括生态系统生物和非生物单元之间物、能流及其相互关系网。 j a n s s e n s 和g n l i n c k 将景观连通性定义为可接近性。h a b e r 将景观连通性定义为 一个区域所有景观元空间关系的一种评价，它强调邻接性和相互依赖性。t a y l o r 等将景观连通性定义为景观对斑块中运动的便利或阻碍程度。f o m n 将连通性定 义为瘕道、网络或基质空间连续性的度量。1 i i t h 等将景观连通性描述为栖息斑块 问由于空间蔓延和生物体对景观结构的运动反应所产生的功能关系。 p h i l i p ( 1 9 9 3 ) 进一步解释为描述景观要素对生物体在不同生态斑块闻迁移 和觅食的有利和不利程度。 b a u d r v 于1 9 8 4 年提出了景观连接度( c o r l r l e ：t e d n e s s ) 的概念，分析了景 观连接度和景观连通性的区别( b a u d r ya n dm e r r i a m ，1 9 8 8 ) ，更加明确了景观连 接度的概念。认为景观连通性是指景观元素在空问结构上的联系，而景观连接度 是景观中各元素在功能上和生态过程上的联系。景观连接度的提出与应用，对景 观生态学在生物多样性保护与生物资源管理方面具有重要意义。 第2 章文献综述 以往人们更注重于景观中廊道对景观连接度的影响。但t a y l o r 和m e m a m ( 1 9 9 6 ) 强调了景观连接度的另一个方面，认为景观连接度是描述景观中各元素有利或不 利于生物群体在不同斑块之间迁徙、觅食的程度。不仅景观中廊道对景观连接度 有显著的影响，其他景观元素或基质对景观连接度也有明显的作用。许多研究表 明，景观连接度对于破碎景观( 如人类活动强烈的农业景观地区) 中动植物栖息地 和物种保护具有重要意义( f o r n l a na n db a u d r y ，1 9 8 4 ；w ue ta l ，1 9 9 3 ) 。 通常认为，由相互联系较多的相似景观元素组成的景观单元与相互联系较少 的景观元素组成的景观单元相比，其景观连接度具有较高水平( m e d o n n e ，1 9 8 8 ) 。 景观连接度概括了空间连结性和可近性两方面的含义( j a n s s e n sa n dg u i i n c k ， 1 9 8 8 ) 。具有较高连通性的基质，但不一定具有较好的景观连接度，因为景观连 接度描述的不仅仅是景观的自然结构特征，它表述的是和景观自然形态特征相联 系的生态过程和生态功能，这种生态过程和生态功能必须和具体的生物群体或具 体目的，如物种保护、物质迁移、能量交换相结合。 尽管上述定义略有不同，但连接度均被认为是描述亚景观单元相互联系、相 互作用的一种景观现象( m c d o n n e l la n dp i c k e t t ，1 9 8 8 ) 2 1 1 2 景观连接度的特征 景观连接度是描述景观生态过程的参数之一，侧重于反映景观的功能。景双 中生物亚群体之问连接度的高低取决于景观的结构特征和生物的生态行为 ( m e m a m ，1 9 8 8 ；m e r r i a m ，1 9 9 1 ) 。景观结构控制着景观的功能和变化，相反，景 观结构的演变又产生出新的形态和新的功能。由于研究生态功能和生态过程需要 较长的时间和花费大量的精力，通常情况下生态学家通过研究景观元素在空间上 的分布格局，来反映不同的景观生态功能和生态过程( t u r n e r ，1 9 8 9 ) ，因此研究 景观连接度离不开对景观结构的分析。 ( 1 ) 景观连接度的影响因子 研究表明，影响景观连接度的因素有多个方面( m c d o l le l la n ds t i l e s ，1 9 8 3 ； b a u d r v ，1 9 8 4 ；f a h r i ga n dm e r r i a m ，1 9 8 5 ) ，肖笃宁对景观连接度的影响因子 进行了总结归纳，将其归纳为三个方面：组成景观的元素和空间分布格局；前 面已经述明，功能和结构具有密不可分的关系，不同的结构将决定不同的功能， 因而研究景观连接度必须研究景观元素的空间分布格局，斑块的大小、形状、同 类斑块之间的距离、相互关系以及斑块与廊道、基质之间的关系，斑块之间是否 第2 章文献综述 存在廊道，廊道的组成物质、宽度、形状、长度都将影响景观连接度的水平。 研究的生态过程：不同的生态过程，运动变化的机理不同。景观中物种迁移、能 量流动均有各自的规律，同一类型的景观结构，由于研究的生态过程不同，其机 理不同，斑块之间的景观连接度水平将有较大差异。研究的对象和目的；对于 生物群体而言，不同的生物种，同一种景观结构，其景观连接度将会不同。如： 陆生生物与水生生物之间，陆地生物和飞禽之间，由于各自适应的环境条件不同， 在同一种景观元素中将有不同的适应能力，因而所具有的景观连接度将有较大的 差异。 ( 2 ) 景观连接度与连通性，景观连接度与连结度的关系 景观连接度和连通性的关系主要反映在以下几个方面： 景观连通性测定景观的结构特征，景观连接度测定景观的功能特征，反映了 景观特征的两个不同方面；景观连通性可以从景观元素的空间分布得到反映 ( b a u d r ya n du e r r l a m ，1 9 8 8 ) ，而景观连接度的水平一方面取决于景观元素的空 间分布特征，另一方面还取决于好的道路网，在物质和能量的传输交换上，将起 到积极的作用，对于物质运输和能量交换，具有较高的连接度，但对于物种栖息 地之间的物种迁徙、交换将起到阻挡作用，具有较差的景观连接度。 连结度是描述区域间的功能特性，只能是一个抽象的相对概念，通常难以直 接量化，需要将区域格局分析和过程研究联系起来加以确定。我以为，对其量度 可以通过相对数值的计算进行分析，根据目标功能过程，建立简化模型，通过边 界条件的极值运算，计算出相对极值条件下的相对数据比，可以得出相对的连接 度数值。 连接度则是描述区域空间结构的一个指标。在实际运用中可以通过指标接待 的方法进行量化，可以分为三个指标：物流指标，主要可以用交通运力计算， 即理论运力单位时间；能流指标，主要用电能理论最大运输能力计算；信 息流，可以用通信光缆的理论最大信息传输量计算。 ( 3 ) 景观连接度与廊道的关系 景观连接度是一抽象的概念，而廊道是景观连接度的一种表现方式，廊道和 景观连接度没有直接的关系，景观连接度的大小还取决于廊道的质量。斑块之间 可以有廊道存在，但其景观连接度也许为零，在较大程度上景观连接度和具体的 生态过程、研究目的或廊道的组成、宽度、形状和质量有关。斑块之间的连接度 可以有多种表现形式，除廊道外。斑块之间的距离只要限定在某些物种、物质和 第2 章文献综述 能量可以达到的距离，或景观中斑块与相邻景观兀素之间具有生态功能上的相似 性，尽管不存在廊道，其景观连接度也具有较高水平。 对于生物群体而言，景观连接度只有一种含义，当景观连接度较大时，表明 生物群体在景观中迁徙、觅食、交换、繁殖和生存比较容易，受到的阻力较小。 当景观连接度较小时，生物群体在景观中迁徙、交换和觅食将受到更多限制，运 动的阻力较大，生存困难。 对于生物群体而言，廊道具有多重属性。一般认为它在景观中将起到5 种作 用( f o r m a na n d6 0 d r o n ，1 9 8 6 ) ：通道( c o n d u i t ) 、隔离带( b a r r i e r ) 、源( s o u r c e ) 、 汇( s i n k ) 和栖息地( h a b i t a t ) 。此外，廊道还可以起到过滤的作用，由不同植物 种类( 或物质) 组成的廊道，在功能上将允许某些物种或物质顺利通过，对其他物 种或物质将起到阻挡作用。廊道的通道作用早已为人们所重视( s c h r e i b e r ，1 9 8 8 ： h a r r i sa n d6 a l l a g h e r ，1 9 8 9 ) ，特别是研究由人类活动占主导地位的农业景观 地区动植物栖息地的保护，在生物栖息地( 斑块) 之间建立合理的廊道将起到积极 的作用。然面对于廊道的隔离作用尚未引起足够的重视( s c h r e i b e ra n dg r a w e s ， 1 9 7 7 ；m a d a r ，1 9 8 4 ；b e n n e t t ，1 9 9 0 ) ，廊道的隔离作用是相对的不同廊道有 其特定的目的，如道路，作为输送物质和人流的主要通道，但对于生物群体的迁 徙却起到阻挡作用。研究廊道对于保护生物的正面作用时，还应研究其负面效应， 对于一种适合于某种物种的廊道，其在生态功能上是否也适合于其他生物种以及 是否适合于所要保护的物种的生存值得探讨。已有研究表明，廊道的建立，有时 会导致目标种天敌的引入，反而对该物种起不到保护作用。廊道作为生物物种的 源和汇在概念上已经十分清楚，直接取决于廊道的性质和宽度，如河流可以作为 水生动物的通道、源、栖息地，但对于陆生生物，却起到了隔离和汇的作用( l y n c h a n dw h i g h a m ，1 9 8 4 ；a d a m sa n dg e i s ，1 9 8 3 ) 。而景观连接度不同，它是描述一 种生态过程或功能的指标，具有不同形态和结构的廊道，可能具有相同水平的景 观连接度。m e r r i a m ( 1 9 9 1 ) 的研究工作充分说明了廊道和景观连接度的区别，廊 道只是景观连接度在空间的具体形态，不能反映景观连接度的水平。 “) 景观连接度的特点 景观连接度是一抽象的概念，它不能仅仅通过景观结构的空间特征得到反 映，必须在研究景观结构的基础上，通过观测生物的生态行为和对生物迁徙、生 存的影响，测定景观连接度，它表达了生物群体在景观中活动、生存的能力和景 观元素对它的抑制程度。 第2 章文献综述 景观连接度是相对的，景观连接度是相对于某种生物群体、生态过程和研究 对象而言，对于特定生态过程具有较高景观连接度的景观单元，对于其他生物群 体或生态过程。其景观连接度也许呈现较低水平。 景观连接度可以具有一相对的测定指标，它表达了一种生态过程在两个景观 元素之间进行的顺利程度，其大小应在0 1 之间变化，0 表示景观元素之间在功 能上没有生态联系，l 表示了景观元素之间在功能上达到最好的联系。 景观连接度的研究内容将包括两个方面：一为受人类严重干扰的景观地区， 斑块之间廊道的作用成为研究的重点。一为自然景观地区，研究不同景观元素之 问，同类性质斑块之间或不同性质斑块之间的景观连接度十分重要。许多研究表 明，在人类活动强烈干扰的景观地区，由不同栖息地形成的斑块，其大小、连接 度水平在较大程度上影响着物种的丰富度( a b u n d a n c e ) 、迁徙过程( m o v e m e n t p a t t e r n ) 、和生存( p e r s i s t e n c e ) ( f a h r i ga n dp a l o _ - h e i m o 1 9 8 8 ：w ue ta 1 1 9 9 3 ：0 n e i l le ta 1 ，1 9 8 8 ) 。景观中斑块资源的丰富度和分布对于物种的生 存至关重要，但生物群体能否从一个资源斑块到达另外一个资源斑块，在相当程 度上取决于二者之间的景观连接度水平。对于自然景观地区，受到人类活动的干 扰较小，景观中生物柄息地和其周围的景观元素存在较多的自然联系，但不同性 质的景观元素对于生物的迁徙和觅食将起到不同的作用，研究所有景观元素( 包 括基质) 的景观连接度具有重要的意义。 2 1 1 3 景观连接度的应用 景观连接度自1 9 8 4 年由m e r r i a m 提出后，己在景观生态学研究中得到了广 泛应用，特别是在生物资源管理、生物多样性保护和景观设计与规划方面开展了 较多研究工作，并随着研究工作的深入，景观连接度将具有广阔的应用前景。 作为规划，通常情况下是增加一些景观元素或减少一些元素，因此将导致景 观结构的变化，进而影响到景观生态功能的变化。( 肖笃宁，1 9 9 8 ) 对景观结构 影响最明显的三种方式为土地利用调整，道路建设和城市规划。 城市景观规划时运用景观生态学原理来解决城市中景观水平上生态问题的 实践活动( 肖笃宁，1 9 9 8 ) 要维持城市的健康发展，就要保证城市景观生态平衡 和环境生态平衡，各种生态流应该运行畅通，城市系统运转高效。应该正确处理 人类与自然、人类与其他生物以及居民生活需求与资源的关系。城市景观规划应 第2 章文献综述 使城市景观符合环境生态学的规律，应既充满自然性，又富有人文内涵。合理的 城市景观规划是建设生态城市的前提。 ( 1 ) 景观连接度与生物多样性保护 景观连接度是生态过程和生态功能的测定指标，对生物群体来说，它是定量 描述不同生物群体单元或生物栖息地之间在生态过程上的联系。可以通过研究不 同生物栖息地之间的景观连接度水平分析生物群体之间的相互作用和联系，进而 通过增减廊道的数量或改进质量促进生物多样性的保护。w u ( 1 9 9 3 ) 利用数学模型 模拟了不同斑块( 生物栖息地) 之间廊道的数量( 假设廊道具有相同的组成和质量) 与生物生存之间的相互关系。结果显示：廊道在生物群体之间的个体交换、迁徙 和生存起着重要作用，但斑块之间并非廊道的数量愈多愈好，生物群体的生存还 与不同斑块上生物个体的数量有密切的关系。如果为了两个斑块上的生物群体同 时存活下去，可以通过研究区域景观连接度，选择合适的斑块，通过建立合理的 廊道将之与其他斑块联系起来，提高整个区域景观的连接度，使得整个生物群体 得以保存。 廊道在破碎景观中生物栖息地和物种的保护起着举足轻重的地位，廊道作用 的大小关键取决于廊道的组成和质量，而廊道的组成和质量要视不同的生物群体 而定( 王军等，1 9 9 9 ) 。生物的生态行为严重影响着景观连接度的水平。在不同景 观类型区，应针对不同被保护对象，通过景观连接度分析，选择廊道建立的数目、 宽度、物质组成和在空间的排列方式，或通过景观连接度分析，研究物种“暂栖 地”的建立，对于物种在景观中的迁徙、繁殖和栖息起到重要作用。 ( 2 ) 景观连接度与景观设计和规划 景观规划与管理的原理可以从景观连接度和景观连通性的概念中正确理解， 其目的不仅仅是提高景观中各元素之间的连通性，关键是增强景观元素相互间的 连接度。作为规划，通常情况下是增加一些景观元素或减少一些景观元素，由此 将导致景观结构的变化，进而影响到景观生态功能的变化( 王军等，1 9 9 9 ；李团 胜，1 9 9 6 ；王仰麟等，1 9 9 8 ：肖笃宁，1 9 9 8 ) 。生态学家往往是通过研究景观结 构和生态过程之问的关系，设计不同的景观结构而达到控制景观生态功能的目 的。 通过研究景观各元素的景观连接度，分析区域影响物种生存和繁殖的重要地 段和关键点，以达到生物群体在景观中顺利地迁徙、觅食、繁殖和生存。生物的 迁徙、觅食、繁殖和栖息均需要一定的环境条件，景观中总存在一些更适合生物 第2 章文献综述 生存的环境或不适合生物生存的因子，如何消除景观中不利的环境因素，增强环 境对生物群体的适应条件，对于生物的生存和保护十分重要，通过景观连接度分 析和制图，可以发现景观中对生物群体影响比较敏感的地段和敏感点，在这些地 段和关键点，通过建立廊道或“暂息地”而改善生物的生存环境。 景观连接度是描述景观功能特征的一个指标，是一个抽象的、相对的测定指 标。对于同一景观类型，由于研究的对象和目的不同，景观连接度可以有较大的 差异。景观连接度一般需要将景观格局分析和过程研究相结合，来确定景观连接 度水平的高低。 景观连通性是描述景观结构特征的一个指标，是一个客观存在的、可以定量 化的测定指标。景观连通性的水平主要取决于各种景观要素的数量特征与空间分 布关系，一般不与特定的生态过程结合。 2 1 2 景观生态网络连接度研究 网络一词是2 0 世纪末流行的语言。在景观生态学中的网是指由节点和廊道 形成的结构形式，并在实际的景观中广泛分布，相互重叠，类型繁多。交通运输 地理学( 即人的迁移) 原理与景观生态学中的能流、物流极其相似。因此，它的 许多原理被景观生态学所借用或改造。 2 1 2 1 网络连接度涵义研究 ( 1 ) 一般网络 在现实地理系统中，对于地理位置、地理实体、地理区域以及它们之闻的相 互联系。可以经过一定的简化与抽象，将它们描述为图论意义下的地理网络，即 图。其中，地理位置、地理实体、地理区域，譬如，山顶、河流汇聚点、车站、 码头、村庄、城镇等，被抽象成了点，而它们之间的相互联系，譬如，构造线、 河流、交通线、供电与通讯线路、人口流、物质流、资金流、信息流、技术流等， 则被抽象成了点与点的连线。甚至对于一些复杂的地貌形态，将各条河流用一条 线代表，河流分岔或汇聚处用点代表，这样就可以将该流域地貌系统简化为水系 的基本结局，如果用图的概念来描述，他就是一个树。 图的定义只关注点之间是否连通，而不关注点之问的连结方式。因此。对于 任何一个图，它的画法并不唯一，点( 顶点) ，可以画成平面上的点，也可以画 第2 章文献综述 成没有特定的物理位置的点；而点之间的连线( 边) ，可以画成直线，也可以画 成曲线。在图的定义中，最为重要是表示顶点和边。而点的其相对位置和边的曲 直并不是至关重要的 ( 2 ) 景观生态网络 从结构上，景观格局可以分为点格局、线格局、网格局( w i e n s ，1 9 8 8 ) 。点 格局势指特定景观类型的斑块大小相对于它们之间的距离要少得多的一种景观 类型；线格局是指景观要素呈长带状的空间分布形式；网格局是点格局与线格局 的复合体。 景观要素之问的空间联系分为两种方式。一是网络结构：包括由廊道相互连 接形成的廊道网络，和由同质性和( 或) 异质性景观斑块通过廊道的空间联系形 成的斑块网络；另一种是生态交错带，由异质性斑块空间邻接形成，它的显著特 点是具有边缘效应。 网络( n e t w o r k ) 把不同的生态系统相互连接起来，是景观中最常见的一种 结构。网络功能的重要性，不仅在于物种沿着它移动，而且还在于它对周围景观 基质和斑块群落的影响。例如在我国东北西部半干旱区，通过防护林带把农业生 态系统、草原生态系统和城市生态系统连接起来，构成一个多功能的复杂网络。 廊道相互交叉的频率和这些交叉点扩展为斑块的程度，对迁移效率有重要作用。 某些特殊网络，如小路和公路，则对于动物和入的移动都起着有效的作用。 研究网络首先应该区别两类物种。一类是生活在网络包围的景观要素内部的 物种，对于这些物种而言，廊道是它们迁移的障碍；另一类是生活在廊道内、沿 廊道迁移的物种。网络影响着物种沿着廊道移动和穿过廊道的运动，而廊道的连 通性或空问连续性是这种运动格局的关键因子。 作为廊道的交接点或运动物体的源或汇是网络中的节点的主要功能。如廊道 互相交连成网，网上的节点类型和大小不同，从时问的角度上看到，到了节点上 的物流不是连续的。例如，城镇是高速路上运动的节点，上下班的高峰出现的时 问就是早晚两个阶段。节点作为物种运动的中继站( s t e p p i n gs t o n e ) 出现，以 实现对物流的某种控制作用。如可以扩大或