（园林植物与观赏园艺专业论文）蜀冈瘦西湖风景区景观生态规划研究.pdf

摘要 本文以扬州市蜀冈一瘦西湖风景名胜区景观生态规划为核心 以r s 遥感 g i s 地 理信息系统 技术为支撑平台 首次对该风景区进行了景观结构和绿地结构的量化研究 通过对景观的空间格局与生态过程分析以及景观生态分类与景观生态适宜性分析 探讨了 风景区建设中存在的问题 试图为风景区的新 轮规划提供科学依据 主要研究结果 1 运用g i s 技术 定量分析了研究区景观镶嵌结构的空间特征以及研究区绿地景观 和湿地景观的空间结构 得出如下结论 1 在研究区的景观类型中 风景区的硬质景观总体来说所占比例较大 风景区用 地结构有待优化 2 研究区绿地斑块共计2 9 7 9 个 绿地面积占风景区总面积的5 3 3 6 绿地景观 格局指数表明绿地景观类型分布不均 各种类型相差较大 多样性程度不高 3 研究区的湿地以河湖 池塘等水系水域为主 水稻田 芦苇泽地等湿地为辅 研究区湿地面积占风景区总面积的1 9 7 3 湿地斑块尺度变化范围较大 比较破碎 显 示出较高程度的破碎化 湿地景观类型较多 多样性指数亦较高 4 针对研究区内的湿地大多由护城河演变而来的情况 对研究区的湿地资源利用 与开发提出了景观生态规划建议 2 采用遥感图像判读和野外调查相结合的方法 首次对蜀冈一瘦西湖风景名胜区瘦西 湖公园绿地的空问格局及植物群落的物种结构进行了定量分析 结果表明 1 瘦西湖公园绿地景观类型较多 多样性指数亦较高 从瘦西湖公园绿地斑块的 分布与斑块物种组成来看 沿主要游览线的绿地斑块大都是以 柳树 桃树 的种植模式 为主景 并且垂直结构的层次也不丰富 2 瘦西湖公园植被的生长状况良好 物种丰富 其中垂柳 碧桃 意杨 枫杨在 树木株数和相对优势度上均占优势 植被在高度和胸径上的分布均表现为具有向上发展的 潜力 基于本研究的相对优势度数据 推荐了扬州地区城市绿化和森林生态网络建设的骨 干树种 3 根据蜀冈一瘦西湖风景区的资源与特征及其景观格局的研究结果 对绿色河流廊道 和遗产廊道相结合的风景区绿道系统的适宜性进行分析评价 在此基础上完成了蜀冈一瘦 西湖风景名胜区绿道网络系统概念规划 关键词 地理信息系统 景观格局 绿道网络 生态规划 as t u d yo nl a n d s c a p e e c o l o g i c a lp l a n n 矾g o fs h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k es c e n i cs p o t i ny a n g z h o uc i t y a b s t r a c t aq u a n t i t a t i v es t u d yi sm a d eo nt h el a n d s c a p es 仃u c t l l i eo fs h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k e s c e n i cs p o to fy a n g z h o uc i t y t h i ss t u d yi sc e n t r a l i z e do nt h el a n d s c a p ee c o l o g i c a lp l a n n i n go f t h i sa r e aa n dd i r e c t e db yt h e o r i e so fl a n d s c a p ee c o l o g ya n df o r e s te c o l o g y a n ds u p p o r t e db y r e m o t es e n s ea n dg e o g r a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e m s o m ep r o b l e m si nt h eb u i l d i n go ft h e l a n d s c a p ea r ed i s c u s s e db ya n a l y z i n gt h el a n d s c a p ep a t t e r n e c o l o g i c a lp r o c e s sa n dt h e e c o l o g i c a ls u i t a b i l i t yo ft h i sa r e a t h i ss t u d yi sa i m e da tp r o v i d i n gs o m es c i e n f i ce v i d e n c ef o r a n yp o s s i b l en e wp l a n n i n go ft h i sa r e a m a j o rs t u d yr e s u l t sa r ea sf o l l o w s 1 s u p p o r t e db yt h eg i st e c h n i q u e t h ep a p e rs t u d i e sl a n d s c a p es p a t i a lf e a t u r e t h e g r e e n b e l tl a n d s c a p es p a t i a l f e a t u r ea n dt h eg r a d e sa n dd i s t r i b u t i o no ft h ep a t c h e si n s h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k es c e n i cs p o t t h er e s u l t ss h o w s 1 i ns h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k es c e n i cs p o t t h ea r e ao ft h ea g r i c u l t u r el a n d s c a p ei s l a r g e s tw h i c hc o v e r e d3 9 4 7 o ft h et o t a la r e a t h ea r e ao ft h ep u b l i cp a r kc o v e r e d9 7 7 a n d p r o p o r t i o no ft h ea r e ao fh o r n i n e s sl a n d s c a p ei sl a r g e w h i c hs h o w st h eu s eo ft h el a n dw i l lb e a d j u s t e di nt h es c e n i cs p o t 2 t h e r ea r e2 9 7 9p a t c h e sw h o s ea r e ai s6 5 2 8 2 2 7 0m 2a n dc o v e r s5 3 3 6 o ft h et o t a l a r e ai ns h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k e s c e n i cs p o t t h es m a l lp a t c h e sr 3 0 0 0m j n a r e a t a k ea d v a n t a g ei na r e aa l t h o u g ht h e i rn u m b e ri sl e s s i ns h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k es c e n i c s p o t t h el a n d s c a p ep a t t e r ni n d e x s h o w st h ed i s t r i b u t i o no ft h el a n d s c a p ei su n e v e n f r a g m e n t a t i o ni sl e s sa n dd i v e r s i t yi sn o tl a r g e 3 i nt h er e s e a r c ha r e a t h er i v e r s l a k e sa n dp o o l sa r em a i nw e t l a n dl a n d s c a p ew h o s e a r e ac o v e r e d1 5 4 9 o f 血et o t a la r e a t h ea r e ao ft h ew e t l a n di s2 4 1 2 6 6 1 7m 2a n dc o v e r e d 1 9 7 3 o ft h es t u d ya r e a t h el a n d s c a p ep a t t e r ni n d e xs h o w st h es h a p eo ft h ew e t l a n dp a t c h e s w a sd i s t u r b e ds e r i o u s l yb yp e o p l ew h i c hm a d et h e i rs h a p el i k es q u a r e t h et y p eo ft h ew e t l a n d s i sr i c ha n dt h el a n d s c a p ed i v e r s i t yi sl a r g e 4 t h ep a p e rl o d g e dt h ep r i n c i p l e sa n di d e a si np l a n n i n ga n dd e s i g n i n gu r b a nw e t l a n d l a n d s c a p ew i t hr i c hl e g a c yo fh i s t o r y c u l t u r eb yt h ea n a l y s i so fs i t e c o m m o np r o b l e m se x i s t i nd e s i g na n de x p l o i t a t i o no fw e t l a n dl a n d s c a p e sw a sd i s c u s s e d 2 t h es p a t i a lf e a t u r e sa n da t t r i b u t ed a t ao fu r b a nf o r e s t si ns l e n d e rw e s tl a k ew e r e a c q u i r e db yu s i n gs a t e l l i t ep h o t o g r a p h sa n df i e l di n v e s t i g a t i o n t h r o u g hs e l e c t i n gt h ei n d i c e s s u c ha sp a t c hs i z e p a t c hs h a p ei n d e x f r a c t a ld i m e n s i o n d i v e r s i t ya n dd o m i n a n c ei n d e x e t c t h el a n d s c a p ep a t t e mw a sa n a l y z e da n dt h ef o l l o w i n gr e s u l t sw e r ea c h i e v e d 1 t h et y p eo ft h el a n d s c a p ew a sr i c h a n dt h ed i v e r s i t yi n d e xw a sh i g h a l o n gt h em a i n t o u r i s tr o a d 勋肛xb a b y l o n i c a p r u n u sp e r s i c a w a sp l a n t e da sap l a n t i n gm o d e lw h i c hw a sn o t a b u n d a n c ei nv e r t i c a lh i b e r a r c h y 2 t h ev e g e t a t i o ni nt h ep a r kw a sr i c ha n di nag o o dc o n d i t i o n s a l i xb a 缈i o n i c a p r u n u s p e r s i c a p o p u l u se u r a m e v i c a n a b 2 1 4 a n dp t e r o c a r y as t e n o p t e r aw e r et h em a i ns p e c i e s a c c o r d i n gt ot h e i ra b u n d a n ti n d i v i d u a l sa n dr e l a t i v ed o m i n a n c e t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o np a t t e m o ft h i sv e g e t a t i o ni n d i c a t e dt h a t 1 t h ev e g e t a t i o nw a si nag r o w i n gl e v e la n di nt h eg o o ds t a t e f o re c o l o g i c a lb e n e f i t s 2 t h et r e es p e c i e sr e l a t i v ed o m i n a n c eb a s e do nv e g e t a t i o nq u a n t i t yh a d n od i s t i n c tr e l a t i o n s h i pw i t ht h es p e c i e sa b u n d a n c e a n dt h es p e c i e sh a v i n ga b u n d a n ti n d i v i d u a l s m i g h th a v eal o wr e l a t i v ed o m i n a n c e 3 a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c h p o p u l u se u r a m e v i c a n a i 2 1 4 m e t a s e q u o i ag l y p t o s t r o b o i d e s 妇hb a b y l o n i c a p t e r o c a r y as t e n o p t e r a c e d r u s d e o d a r a p l a t a n u sa c e r i f o l i a f i r m i a n as i m p l e x g i n k g ob i l o b a c i n n a m o m u mc a m p h o r a m o r u sa l b a s h o u l db et h eb a c k b o n et r e e si nt h ec o n s t r u c t i o no ft h eu r b a ng r e e nl a n d 3 a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r eo ft h es c e n i cr e s o u r c ea n d i t sr e s e a r c h t h ep a p e ra n a l y z e sa n d e v a l u a t e st h es u i t a b i l i t yo ft h eg r e e nc o r r i d o rs y s t e mw h i c hc o n s i s uo ft h eg r e e nr i v e rc o r r i d o r s a n dt h eh e r i t a g ec o r r i d o r s b a s e do nt h e s e t h ep a p e rm a k e st h eg r e e nc o r r i d o rs y s t e mp l a ni n c o n c e p tc o n s u l t i n gt h eu r b a ng r e e ns y s t e mp l a ni ny a n g z h o ua n ds u g a n g s l e n d e rw e s tl a k e s c e n i cs p o to v e r a l lp l a ni no r d e rt op r o v i d et h eb a s i sf o rt h en e ws h u g a n g s l e n d e rw e s tl a k e s c e n i cs p o tp l a n k e yw o r d s g i s l a n d s c a p ep a t t e r n g r e e nc o r r i d o rn e t w o r k e c o l o g i c a lp l a n n i n g 致谢 y 9 1 8 6 2 5 本论文完成之时 心中极不平静 在我内心深处要感谢的人很多很多 首先 要深深感谢我的导师向其柏教授 在攻读学位期间 先生不但对我 论文工作的完成给予极大的关心 指导 支持和严格的把关 更重要的是他渊 博的学识 宽广的胸怀 待人的坦诚 优雅的风度 老当益壮的精神和锲而不 舍的毅力 随时激励着我 鼓舞着我 成为我完成论文工作的极大动力 没有 向其柏教授的热情鼓励 支持和指导 就没有我攻读博士学位的机会和这篇博 士论文的完成 我还要衷心感谢我的师母刘玉莲教授对我的关心 支持和指导 师母豁达开朗和对科教事业无比执着的精神使我终生难忘 衷心感谢南京林业大学的王浩教授 周春国副教授 李春静博士和丁胜硕 士在论文的研究和撰写工作中提出的宝贵建议和极大帮助 感谢丁彦芬博士 孙卫邦博士 金飚博士 徐莎博士 王贤荣博士 陈昕博士 季春蜂博士等同 门给与的鼓励和关照 感谢南京林业大学的薛建辉教授 周坚教授 王晓俊副教授等 从他们的 授课中我学到了许多新的知识 得到了很多有益的启发 感谢南京林业大学研 究生院的各位老师对我在南京林业大学期间在生活和学习上的关心和帮助 借此机会 我还要特别感谢扬州园林局的赵御龙局长 姚江潮 黄春华 吉琳主任 没有他们的大力支持和帮助 我就无法完成本论文的研究和撰写工 作 最后 向我的父母 先生和儿子表示衷心的感谢 他们无私的理解 奉献 和信任是我克服一切困难的坚强后盾 谨以此文献给关心 支持 帮助和理解我的人们 王晓春 2 0 0 6 年0 6 月 第一章引言 随着人居环境的恶化 回归自然 把自然引入城市 建设生态园林 生态城市已成 为人们的共识 1 9 9 7 年 在德国莱比锡召开的城市生态学国际会议上 将生态学原理应 用于城市的研究中 确定了建立人与自然和谐相处 健康 安全和可持续的城市发展方向 即生态城市 并将生态城市建设确定为解决城市生态问题 实现城市可持续发展的重要方 向 2 0 0 4 年6 月5 日 中国建设部发出创建 生态园林城市 实旖意见的通知 并颁布 了 国家生态园林城市标准 暂行 明确提出了7 项一般性要求 1 9 项基本指标的标准 并对 生态园林城市 的内涵进行了界定 生态园林城市 可以理解为具有中国特色的 种城市模式 它更加强调 以人为本 环境优先 系统性及因地制宜等原则 也就是 说在创建 园林城市 的基础上 把创建 生态园林城市 作为建设生态城市的阶段性目 标 利用景观生态学原理 规划 建设和管理城市 进一步完善城市绿地系统 促进城市 中人与自然的和谐 使环境更加清洁 安全 优美 舒适 扬州位于长江三角洲都市圈北翼 上海城市群 南京都市圈的结合部 并且是长江 与京杭大运河两条黄金水道交汇处 我国重要的水陆交通枢纽 承南连北的苏中地区重要 门户 是国家第一批2 4 座历史文化名城和首批公布的 中国优秀旅游城市 之一 也是 中国生态城市建设示范市 蜀冈一瘦西湖风景名胜区于1 9 8 8 年被国务院公布为第 二批国家重点风景名胜区 具有鲜明的个性特征 是一个以古城文化为基础 以重要历史 文化遗迹和瘦西湖古典园林群为特色 与扬州古城紧密相依的国家重点风景名胜区 2 0 0 6 年1 月 蜀冈一瘦西湖风景名胜区荣获首批 全国创建文明风景旅游区工作先进单位 大 奖 被专家誉为 唯一没有视觉污染的景区 选择扬卅 市蜀冈一瘦西湖风景名胜区开展景观格局研究研究与绿地结构量化研究具 有典型的代表性 主要表现在 湿地资源丰富 历史上该区域曾以水网沼泽为主 纵横 阡陌的河网港汉 菁菁芦草 夹岸垂柳 清溪绵延 历史文化底蕴丰厚 建城2 4 8 0 多年 历史 清秀典雅的城市风貌以及1 0 0 多处不同发展时期各具特色的历史园林和文物景观 形成了扬州古城深厚的文化底蕴 是我国城市历史发展的一个缩影 生态系统多样 城 市和乡村交错复合 城市化过程使风景区内出现城乡要素逐渐过渡 相互渗透 相互作用 形成生态交错带 具有典型的生态交错带特征 城市生态绿地景观格局受城市形态 自然条件及人为管理因素的影响 是人工与自 然共同干扰的结果 不同的绿地景观格局对景观所起作用 功能差别很大 对组成城市绿 地景观斑块空问格局的定量描述是分析景观结构 功能的基础 是分析各种生态过程 包 括自然演变过程 人为干预过程 的重要依据 同时更是景观生态规划的重要依据和必要 前提 而近年来城市森林研究和建设在我国也得到了迅猛发展 取得了显著成效 总体上 说 我国学者对城市森林的理解比较广 已经不完全是一般意义上的森林或林地 而是包 含了具有中国特色的园林建设内容 城市森林 城市林业 城市绿地 在许多文 献中亦常常混用 从某种程度讲 城市森林 城市林业 的概念及其研究方法是对 城市绿地 的补充 城市森林 绿地 的群落结构反映了城市植被的三维空间配置状况 是研究城市绿地生态效益的基础 对于建筑密度极高的城市而言 利用有限的土地面积 选择较好的绿化结构 可以有效地提高绿地生态环境效益 本研究在借鉴国内其他地区开展的绿地景观格局和城市森林 城市绿地 结构研究 的基础上 以扬州市蜀冈一瘦西湖风景名胜区景观生态规划为目标 在r s 遥感 g i s 地理信息系统 技术支持下 运用景观生态学 森林生态学的基本理论 对风景区进行 了景观结构和绿地结构的量化研究 探讨了风景区建设中存在的问题 依据景观生态规划 的自然优先原则以及持续性 针对性 多样性和综合性原则 通过对景观的空间格局与生 态过程分析 进行景观生态分类与景观生态适宜性分析 在此基础上融入生态廊道中绿色 通道 遗产廊道的新概念 提出景观生态规划方案 概念规划 力求使风景区的湿地系 统 生态农业 自然演替和历史遗址融为一体 以提高风景区的环境质量和旅游价值 第二章相关领域研究概述 2 1 景观格局与生态廊道 景观生态学是地理学 生态学以及系统论 控制论等多学科交叉 渗透而形成的一 门新的综合学科 上世纪七十年代以来 景观生态学的迅速发展为综合解决资源与环境问 题 全面开展生态环境建设提供了新的理论与方法 开辟了新的科学途径 景观生态学研 究景观的结构 功能和变化以及景观的规划管理 景观的结构指的是不同景观要素之间的 空间关系 包括能量 物质和物种分配与各种生态系统的形状 大小 数目 种类和构图 关系 景观的功能指的是各种景观要素之间的相互作用 即不同生态系统之间的能流 物 质流和物种流 景观的变化指的是景观在结构和功能上随时间的变化 景观管理是将景观 生态学的基本理论 应用于生产实践 主要内容是通过分析景观特征 提出景观利用管理 最优化方案 尽管景观生态学的概念和理论体系尚待完善 但是它已广泛应用于国土整治 资源 开发 土地利用 自然保护 环境治理 区域规划 旅游开发和风景园林建设中 而且 随着理论和方法的发展 景观生态学必将发挥更大的作用 2 1 1 景观格局的研究进展 景观空间格局与生态过程原理是景观生态学的基本原理 景观是具有高度空间异质性 的区域 它是由相互作用的景观元素或生态系统以一定的规律组成的 傅伯杰 1 9 9 5 根 据形状和功能的差异 景观元素可分为斑块 p a t c h 廊道 c o r r i d o r 和基质 m a t r i x 景 观空间格局主要是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的排列 它是景观异质性的重要 表现 是自然 生物和社会要素之间相互作用的结果 同时又是各种生态过程在不同尺度 上作用的结果 是景观生态学中的一个核心概念 其主要内容包括以下几个方面 空间异 质性 空间相关性 空间规律性等 肖笃宁 1 9 9 7 景观格局研究目的主要是探寻景观内 看似无序的斑块镶嵌结构其潜在的规律性 景观格局制约着各种生态过程 数量化的分析 景观组分的空间特征 是进一步研究景观功能和动态的基础 通过景观格局分析 一方面 能确定产生和控制空间格局因子及其作用机制 g r e i g 1 9 8 3 另一方面能比较不同景观 镶嵌体的特征研究它们的动态变化 肖笃宁 1 9 9 1 为科学化管理景观提供依据 景观格局是生态学家研究最多的课题之一 早在5 0 年代就进行了大量的描述性研究 f o r m a n 1 9 8 6 但数量化研究是7 0 年代才逐渐重视起来 近年来景观格局数量研究 有了重大发展 出现了大量的数量化方法 t u r n e r1 9 8 9 t u r n e r 1 9 9 1 并且被广泛地运 用到各个领域 国内的研究主要集中在森林景观空间格局研究 田奇凡 1 9 9 4 杨国靖 2 0 0 3 等 农田生态系统 城市绿地 城市森林 景观空间格局 车生泉 2 0 0 2 李丹燕 1 9 9 9 吴泽民 2 0 0 3 周文佐 2 0 0 2 周志翔 2 0 0 4 湿地景观格局变化 王宪礼 陈 康娟 2 0 0 2 等 的研究等 在城市绿地景观中 其基本构成是指大小不等 形状各异的 绿地景观单元 每一个绿地景观单元具有一定的结构 功能和相对的独立性 绿地景观单 元的空间分布就是绿地景观格局 车生泉 2 0 0 2 城市绿地景观格局主要是由人与自然诸 多因素共同干扰的结果 不同的绿地景观格局对景观所起作用 功能差别很大 对组成城 市绿地景观斑块空间格局的定量描述是分析景观结构 功能的基础 是分析各种生态过程 包括自然演变过程 人为干预过程 的重要依据 同时 更是景观生态规划的重要依据和 必要前提 俞孔坚等 1 9 9 9 从有利于城市大气污染物扩散的角度出发 认为以绿地景观可达性 作为评价城市绿地系统的一个指标 对评价城市环境质量及衡量自然生态系统的服务功能 有着重要的潜在价值 其观点也体现了绿化廊道在改善城市环境质量上的意义 高峻等 2 0 0 0 通过对上海城市绿地景观格局分析 认为城市绿地景观是通过一系列的景观生态 学数量指标加以反映的 研究绿色斑块的数量 覆盖面积 空间分布格局及动态特征等对 认识城市绿化景观的总体特征十分重要 魏斌 吴弋等 1 9 9 7 2 0 0 0 提出将城市绿地景 观异质性和景观均一度作为衡量城市绿地空间分布合理性及绿化水平的指标 李贞等 2 0 0 0 则通过广州城市绿地系统景观异质性分析 也提出斑块大 分布均匀的绿地空间 结构能更有效地发挥绿地的生态功能 景观指数是指能够高度浓缩景观格局信息 反映其结构组成和空间配置某些方面特征 的简单定量指标 通常 景观空间格局可以用下列景观指数来度量 斑块面积 a r e a 和斑块周长 p e f i m e t e r 它是景观空间格局分析的基础 斑块的大 小直接影响单位面积的生物量 生产力及物种组成和多样性 斑块形状指数 p a t c hs h a p ei n d e x 与斑块分形维数 f r a c t a ld i m e n s i o ni n d e x p s i 三 4 a f d 2 1 9 p 4 l g a 形状指数说明某一斑块周长与面积同该斑块相等的正方形的周长之比 比值为l 说 明该斑块为正方形 其值越大 说明该斑块的周长越发达或越扁平 分维数用来测定斑块 形状的复杂程度 它与人类对景观的管理密切相关 分维数的理论范围为1 o 2 0 1 0 代表形状最简单的正方形斑块 2 0 表示等面积下周边最复杂的斑块 分维数越趋近1 0 斑块的自相似性越强 斑块形状越有规律 也愈趋近简单 受干扰的程度越大 形状指数 及分维数的大小不仅对景观中物种的流动有作用 而且对风景区旅游会产生影响 多样性 d i v e r s i t y 指数 h 和优势度 d o m i n a n c e 指数 d o 日 一 p i l 0 9 2 p i d o h m a x 一日 l 0 9 2 m p i l 0 9 2 p f i l 式中 p f 为斑块类型i 在景观中出现的概率 m 为斑块的种类 多样性指数反映景观 类型的多少和各景观类型所占比例的变化 优势度指数是多样性指数最大值与实际计算值 d 之差 可以表明景观结构组成中某种或某些景观类型支配景观的程度 聚集度 c o n t a g i o n r c 1 一c c m a x c m a x 2 1 n m c e 盹j l n p i 式中p j 表示同j 类型元素相邻的i 类型元素所占的比例 用相邻元素个数占第i 类元素总数比来代替 m 为景观类型总数 c 为复杂性指数 c m a x 为c 的最大可能值 r c 为相对聚集度指数 聚集度指数反映景观中不同斑块类型的非随机型或聚集程度 如 果一个景观由许多离散的小斑块组成 其聚集度的值较小 当景观中以少数大斑块为主或 同一类型斑块高度连接时 其聚集度的值较大 破碎度 f r a g m e n t a t i o n y f c 兰l a 其中c 为景观的破碎度 肼f 为景观中所有斑块类型的总个数 a 为景观的总面积 景观的破碎化与人类活动紧密相关 与景观格局 功能与过程等密切联系 同时与自然资 源的保护互为依存 一般来说 生物的生存都需要一定空间范围 然而随着城市化的加剧 绿色景观不断遭到蚕食和分割 破碎化日益严重 绿色斑块的面积不断缩小 同时适合城 市生物生活的环境也在减少 这些对城市生物的保护是十分不利的 因此研究景观的破碎 度 对于城市的自然保护是很重要的 分离度 i s o l a t i o n f i 鲁 辱 其中只为景观类型i 的分离度 埘表示景观类型中第i 类斑块的个数 a f 为第j 类 景观类型的总面积 a 为研究区绿地景观总面积 s 为研究区域总面积 对每一斑块类型 的分离度值f f 用该类型景观的标准差进行标准化处理 则得到标准化后的分离度值所 即f i r i o i 最后确定研究区域的总分离度f f f 其中 n 为景观类型数 2 1 2 生态廊道研究进展 1 生态廊道 景观生态学中的廊道 c o r r i d o r 是指不同于周围景观基质的线状或带状景观要素 而 生态廊道 e c o l o g i c a lc o r r i d o r 是指具有保护生物多样性 过滤污染物 防止水上流失 防 风固沙 调控洪水等生态服务功能的廊道类型 生态廊道主要由植被 水体等生态性结构 要素构成 它和 绿色廊道 g r e e n c o r r i d o r 表示的是同一个概念 美国保护管理协会 c o n s e r v a t i o nm a n a g e m e n ti n s t i t u t e u s a 从生物保护的角度出发 将生态廊道定义为 供野生动物使用的狭带状植被 通常能促进两地间生物因素的运动 生态廊道包括3 种基本类型 线状生态廊道 1 i n e a rc o r r i d o r 带状生态廊道 s t r i p c o r r i d o r 和河流廊道 s t r e a mc o r r i d o r 线状生态廊道是指全部由边缘种占优势的狭长条 带 带状生态廊道是指有较丰富内部种的较宽条带 河流廊道是指河流两侧与环境基质相 区别的带状植被 又称滨水植被带或缓冲 b u f f e rs t r i p 人类活动造成的景观破碎化已成为众多环境问题的根源 通过建立生态廊道实现生物 多样性保护 河流污染控制等多种生态功能 同时满足人类日益增长的亲近自然的需要 已成为现代景观及城市规划领域的共识 此外 绿色通道 g r e e n w a y 遗产廊道 h e r i t a g e c o r r i d o r 等概念的出现 更为生态廊道设计注入了新鲜的思想 生态廊道的设计包含诸多 要素 如数目 本底 宽度 连接度 构成 关键点 区 等 目前国内生态廊道的研究主 要集中在生态城市设计理论 杨沛儒 2 0 0 5 与实践 刘晓明 2 0 0 5 河流廊道与生态 修复 王薇 2 0 0 3 生态廊道宽度 达良俊 2 0 0 4 朱强 2 0 0 5 绿化隔离带生态规划 欧阳志云 2 0 0 5 等方面 生态廊道宽度的确定对生态廊道的设计至关重要 应该从廊道的功能研究入手 即遵 循景观结构与功能原理 不同的功能对应的廊道宽度不同 例如 防风林的宽度通常为几 米到几十米不等 而绿带 g r e e n b e l t 性质的生态廊道却可达数百米甚至几十公里 一般认 为 廊道越宽越好 随着宽度的增加 环境的异质性增加 进而造成物种多样性的增加 宽度对物种数量的影响效应是不一致的 当宽度较小时 廊道宽度对物种数量影响较小 甚至可以说没有影响 达到一定宽度阀值后 宽度效应才会明显的表现出来 相关研究表 明这个阀值为7 1 2 m 朱强 2 0 0 5 表2 1 生物廊道中植被的结构 垂直结构 水平结构与年龄结构 对廊道中物种数量也有较大 的影响 例如乔 灌 草复合结构的廊道比仅由乔木构成的廊道含有更多的鸟类物种 此 外 阔叶树廊道中鸟的种类一般比针叶树廊道的多 在某些情况下 沿着廊道种植一条紧 密的缓冲带 比如针叶树 可能会改善小气候 同时也可以减少边缘种的定居 河流廊道作为一类重要的生态廊道 具有多种生态功能 大量研究结果表明 河岸缓 冲带能够通过吸附 滞留 分解等方式有效的过滤地表营养元素流入河流对水体造成污染 同时具有强大的水土保持功能 河岸缓冲带过滤污染物的能力主要由植被结构 上壤状况 地形等因素决定 一般说来 底层土壤疏松 有大量凋落物及草本地被 微地形复杂的缓 冲带具有更强的污染物过滤功能 相关研究表明 朱强 2 0 0 5 当河岸植被宽度大于3 0 m 时能够有效地降低温度 增 加河流生物食物供应 有效过滤污染物 当宽度大于8 0 m l o o m 时能较好地控制沉积物 及土壤元素流失 表2 2 根据上述研究结果 对于扬州蜀冈一瘦西湖风景区可在现有水域的基础上疏浚古河道 沿岸建立植被带 形成风景区绿色河流廊道系统 而本地植物的移植有利于加快植被的形 成与恢复过程 所以河流两岸建立以本地植物为主 宽度大于3 0 m 的景观绿带 以地带 性植被类型为设计依据 配置群落稳定 景色优美的植被 6 表2 1 不同学者提出的生物多样性保护廊道的适宜宽度值 t a b l e 2 1 a p p r o p r i a t ev a l u e so f w i d t l l p r o v i d e db y d i f f e r e n ts c h o l a r s f o r b i o d i v e r s i t yc o n s e r v a t i o i l 作者发表时间宽度 m 说明 垒堂 些 堕坐 些旦型坐旦 堕g 堂 c o r b e ues 等 1 9 7 83 0 使河流生态系统不受伐木的影响 s t a u f f e r 和b e s t1 9 8 02 0 0 保护鸟类种群 n e w b o l djd 等 1 9 8 03 0 伐木活动对无脊椎动物的影响会消失 b d n s o n 等 t a s s o n ej e 1 9 8 1 1 9 8 l r a n a n yj w 等 1 9 8 1 p e t e r j o h n w t 等1 9 8 4 h a r r i s w n c o v e 1 9 8 4 1 9 8 5 c r o s s 1 9 8 5 f o r m a n r t t 等1 9 8 6 b u d d w w 等 1 9 8 7 c s u f i c 等1 9 8 9 b r o w n m t 等1 9 9 0 w i u i a n s o n 等 1 9 9 0 r a b e n t1 9 9 1 j u a n a 等1 9 9 5 9 2 0 3 0 5 0 8 0 2 0 6 0 1 0 0 3 0 4 6 倍树高 1 2 0 0 1 5 1 2 3 0 5 9 8 1 6 8 1 0 2 0 7 6 0 3 1 2 1 2 6 0 6 0 0 1 2 0 0 保护无脊椎动物种群 保护哺乳 爬行和两栖类动物 松树硬木林带内几种内部鸟类所需最小 生境宽度 边缘效应为1 0 3 0 m 维持耐荫树种山毛榉种群最小廊道宽度 维持耐荫树种糖槭种群最小廊道宽度 边缘效应为2 3 倍树高 森林鸟类被捕食的边缘效应大约范围为 6 0 0 米 保护小型哺乳动物 对于草本植物和鸟类而言 1 2 m 是区别线 状和带状廊道的标准 1 2 3 0 5 能够包含 多数的边缘种 但多样性较低 具有较大的多样性和内部种 使河流生态系统不受伐木的影响 理想的廊道宽度依赖于边缘效应宽度 通 常森林的边缘效应有2 0 0 6 0 0 m 宽 窄于 1 2 0 0 m 的廊道不会有真正的内部生境 保护雪白鹭的河岸湿地栖息地较为理想 的宽度 保护p r o t h o n o t a r y 较为理想的硬木和柏树 林的宽度 保护鱼类 保护鱼类 两栖类 鱼类 廊道宽度与物种多样性之间相关性接近 于零 草本植物多样性平均为狭窄地带的2 倍以 上 满足生物迁移和生物保护功能的道路缓 冲带宽度 能创造自然化的物种丰富的景观结构 墅 些g 塑 堡堡生塑垒壁壁笪鱼重童堕 7 59 0m m 表2 2 不同学者提出的保护河流生态系统的适宜廊道宽度值 t a b l e 2 2 a p p r o p r i a t e v a l u e s o f w i d t h p r o v i d e d b y d i f f e r e n ts c h o l a r s f o r p r o t e c t i n gr i v e r e c o s y s t e m 功能作者 发表时间 年 植被带宽度 m 说明 f u n c t i o na u t h o r p u b l i s h i n gt i m e w i d t h d e s c r i p t i o n 水土保持 g i l l i a n mj w 等1 9 8 6 1 8 2 8截获8 8 的从农田流 s o i la n d w a t e r 失的土壤 c o n s e r v a t i o n c o o p e rjr 等 1 9 8 63 0 防止水土流失 c o o p e r jr 等 1 9 8 78 0 1 0 0 减少5 0 一7 0 的沉 积物 l o w r a n c e 等1 9 8 88 0 减少5 0 7 0 的沉 积物 r a b e n i1 9 9 12 3 1 8 35 美国国家立法 控制 沉积物 e r m a n 等 1 9 7 70 控制养分流失 防治污染p e t e r j o l mwt 等 1 9 8 41 6 有效过滤硝酸盐 p o l l u t i o n c o o p e rjr 等 1 9 8 63 0 过滤污染物 c o n t r o l c o r r e l l t 等1 9 8 93 0 控制磷的流失 k e s k i t a l o1 9 9 03 0 控制氮素 其他b r a z i e rj r 等1 9 7 31 1 2 4 3 有效的降低环境的 o t h e r 温度5 一1 0 e r m a n 等1 9 7 73 0 增强低级河流河岸 稳定性 s t c 曲l u m s ij 等1 9 8 4 2 3 3 8 降低环境的温度 5 一l o c o o p e r j r 等 1 9 8 6 3 1 产生较多树木碎屑 为鱼类繁殖创造多 样化的生境 b u d dww 等1 9 8 71 1 2 0 0 为鱼类提供有机碎 屑物质 b u d d 等1 9 8 71 5 控制河流浑浊 2 绿色通道 绿道 与绿道网络 绿道 g r e e n w a y 是能够改善环境质量 保护生物多样性的一种绿色景观廊道 绿道的 设计和应用有鲜明的景观生态学基础 它可以调节景观结构 连接破碎的生境 作为物种 的迁移通道 使之有利于物种在斑块间及斑块与基质间的流动 从而对保护生物多样性具 有重要意义 由于绿道对人居环境恶化导致的生物生境丧失和破碎具有缓解和补偿作用 绿道工程在欧美国家得到发展与重视 绿道不仅成为一种景观现象 几乎成了一种时尚 仅北美就有5 0 0 多项绿道工程 而且还在迅速发展 8 绿道在欧美有很长的发展历史 早在一个世纪前就有了绿道 当时绿道仅用于散步 狩猎 划船等娱乐项日 直到2 0 世纪5 0 年代w h y t e 才首先使用了绿道一词 在6 0 年代 和7 0 年代 绿道的概念得到了进一步发展 但是绿道一词正式提出还是在1 9 8 7 年的美国 总统委员会的报告中 该报告对2 1 世纪的美国作了一个展望 一个充满生机的绿道网 络 使居民能自由地进入他们住宅附近的开敞空间 从而在景现上将整个美国的乡村 和城市空间连接起来 就像一个巨大的循环系统 一直延伸至城市和乡村 绿道 g r e e n w a y 在英语中的含义可分成两个部分 g r e e n 表示自然存在 诸如 森林河岸 野生动植物等 w a y 表示通道 合起来的意思就是与人为开发的景观相交 叉的一种自然走廊 对于受人为干扰的景观而言 绿道具有双重功能 一方面 他们为人 类的进入和游憩活动提供了空间 另一方面 它们