（园林植物与观赏园艺专业论文）基于rsgis的武汉花山新城景观生态格局规划研究.pdf

华中农业大学2 0 0 9 届硕十论文 摘要 随着世界工业与经济的高速发展，地球生态环境趋于恶化已引起全世界的极大 关注，人类正面临着发展和保护生态环境的严峻挑战。有关专家认为，2 1 世纪是生 态世纪，即人类社会将从工业化社会逐步迈向生态化社会。从某种意义上讲，下一 轮的国际竞争实际上是生态环境的竞争；对一个城市来说，哪个城市生态环境好， 就能更好的吸引人才、资金和物资，处于竞争的有利地位。 本论文力图通过对花山新城的景观生态格局进行分析和探索，为此区域选择适 合自身情况的、有特色的发展方向和规划，提供必要的建议和参考，以期实现花山 新城的可持续发展，并为其它生态新城的生态规划建设、可持续性发展提供依据和 参考。 本文应用r s g i s 技术，在武汉花山新城规划区景观格局和生态适宜性分析的 基础上，划分了该规划区的生态保护等级，探讨了建设区域控制、生态廊道与节点 规划、基质改善及建设用地的生态规划。研究结果如下： ( 1 ) 花山新城的景观格局分析 基于r s g i s 技术，应用计算机分类和人工分类相结合的办法解译2 0 0 7 年的 t m 影像图，选取不同水平景观格局指数，运用f r a g s t a t s 软件对景观格局指数进行 计算与分析，得出：花山新城斑块数目比较少，破碎度较低；斑块形状较为复杂， 各斑块类型之间的边界特征也较复杂；关键斑块类型占景观的比例较大，类型间的 物质和能量迁移比较通畅；整体景观多样性较高；廊道极其缺乏，尤其是绿色道路 廊道严重不足；廊道的环通度很低，连通性较高，但南北走向生态廊道较少，连通 性不足。 ( 2 ) 花山新城的生态适宜性分析 采用数学组合法和g i s 技术结合，针对花山新城实际情况选取评价因子，构建 评价指标体系，应用地图叠加法和权重法相结合的办法得到每一评价单元的适宜度 值，生成适宜性分级图。其中，一级、二级、三级和四级的面积分别为1 9 6 8k m 2 、 2 5 0 3k m z 、1 5 6 0k m 2 和5 5 2k m 2 。 ( 3 ) 花山新城的生态保护等级规划与建设区域控制规划 综合花山新城景观格局分析及生态适宜性分析的结果，结合花山新城的自然生 态资源的整体调查研究，提出花山新城的生态保护规划框架。共分为四个保护等级： 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划研究 一级保护区以自然生态养护为重点，二级保护区以生态功能修复为重点，三级保护 区以生态系统的功能培育与保护为重点，四级保护区以控制现有规模为重点，通过 确立区域内的重点保护领域和任务，来达到不同时段的生态保护目标。 在区域内划定建设区域控制框架，实行分区控制、分级管理，保护市域生态环 境。其中禁建区面积4 2 8 0k m 2 ，限建区1 9 1 8k m 2 ，适建区3 9 6k m 2 。 ( 4 ) 花山新城的景观格局规划 在景观格局分析的基础上，应用景观生态学原理，结合区域自然条件、社会经 济发展现状、区域景观空间格局分布，按照景观生态学基本的景观格局模式，即“斑 块一廊道一基质”模式，调整各斑块、廊道的数量、面积及组合方式，规划花山新 城的景观生态结构为“一环两核两片区，三横三纵五节点。 关键词：生态新城；景观格局；生态适宜性：生态保护；生态规划 华中农业大学2 0 0 9 届硕上论文 a bs t r a c t a st h ew o r l di n d u s t r ya n de c o n o m yh i 曲一s p e e dd e v e l o p i n g ，t h ee a r t he c o l o g i c a l e n v i r o n m e n tw o r s e n i n gh a sc a u s e dg r e a tc o n c e ma r o u n dt h ew o r l d m a n k i n di sf a c i n g w i t hs e v e r ec h a l l e n g e sa b o u td e v e l o p m e n ta n dp r o t e c t i o n r e l e v a n te x p e r t sb e l i e v et h a t t h e2 1 吼c e n t u r yi se c o c e n t u r y , t h a th u m a ns o c i e t yw i l lg r a d u a l l ym o v ef r o mi n d u s t r i a lt o e c o l o g i c a ls o c i e t y i nas e n s e ，t h en e x tr o u n do fi n t e r n a t i o n a lc o m p e t i t i o n i st h e c o m p e t i t i o ni nt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ；t oac i t y , w h i c he i t y se c o l o g i c a le n v i r o n m e n t b e u e r ，w i l lb ea b l et ob e u e ra t t r a c tt a l e n t ，c a p i t a la n dm a t e r i a l s ，a n ds t a n di n t h e a d v a n t a g e o u sp o s i t i o ni nc o m p e t i t i o n b ya n a l y z i n ga n de x p l o r e r i n gh u a s h a n sl a n d s c a p ee c o l o g i c a lp a a e m ，t h ep a p e r s e e k st oc h o o s ef i r e dt h e i ro w nc o n d i t i o n sa n dd i s t i n c t i v ed e v e l o p m e n td i r e c t i o na n d p l a n n i n g p r o v i d et h en e c e s s a r ys u g g e s t i o n sa n dr e c o m m e n d a t i o n st oa c h i e v es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to fh u a s h a n a n dp r o v i d eb a s i sa n dr e f e r e n c ef o ro t h e rt o w n se c o l o g i c a l p l a n n i n ga n dc o n s t r u c t i o n e x e r t i n gr s - g i st e c h n o l o g y ，b a s e do nl a n d s c a p ep a a e m a n de c o l o g i c a ls u i t a b i l i t y a n a l y s i so fh u a s h a nn e wt o w ni nw u h a n ，d i s t r i b u t et h ep r o g r a m m i n ga r e a se c o l o g i c a l p r o t e c t i o ng r a d e r e s e a r c ha n dd i s c u s sc o n s t r u c t i o nr e g i o nc o n t r o l l i n ga n de c o l o g i c a l p l a n n i n go fe c o l o g i c a lc o r r i d o r sa n dn o d e s ，m a t r i xi m p r o v i n ga n dc o n s t r u c t i o nr e g i o n a t l a s t ，d r a wt h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n s ： 1 l a n d s c a p ep a r e ma n a l y s i so fh u a s h a nn e w t o w n b a s e do nr s g i st e c h n o l o g y , c l a s s i f yw i t l l2 0 0 7t mi m a g em a p s a p p l y i n g c o m p u t e ra n dm a n u a lc l a s s i f i c a t i o n , s e l e c t e dl a n d s c a p ep a ：t t e mi n d i c e so fd i f f e r e n tl e v e l c a l c u l a t ea n da n a l y s i st h e s el a n d s c a p ep a a e mi n d i c e s r e s e a r c ha n dd i s c u s sh u a s h a n s l a n d s c a p ep a t t e r na c t u a l l yc h a r a c t e r i s t i c se x e r t i n gf r a g s t a t ss o f t w a r e d r a wt h er e s u l t ：t h e n u m b e ro fh u a s h a n sp a t c h e si sr e l a t i v e l yl o w e r , f r a g m e n t a t i o nd e g r e ei sl o w ；t h es h a p e o fp a t c h e si sc o m p l i c a t e d t h eb o r d e rc h a r a c t e rb e t w e e np a t c h e sa l s oi sc o m p l i c a t e d ；k e y p a t c ht y p e sa c c o u n t e df o r al a r g e rp r o p o r t i o no ft h el a n d s c a p e ，m a t e r i a la n de n e r g y m i g r a t i o nb e t w e e nc l a s s e s a r er e l a t i v e l ys m o o t h c o r r i d o ri s s o r e l yl a c k i n g ，e s p e c i a l l y a s e r i o u ss h o r to fg r e e nr o a dc o r r i d o r ；c o r r i d o r s c i r c u i t r yi sv e r yl o w , c o n n e c t i v i t yi s m o r el l i g l l ，b u tn o r t h - s o u t he c o l o g i c a lc o r r i d o ri sl e s s ，l a c ko fc o n n e c t i v i t y 2 e c o l o g i c a ls u i t a b i l i t ya n a l y s i so fh u a s h a nn e w t o w n a d o p t i n gm a t h e m a t i c a lc o m b i n a t i o nm e t h o da n dg i st e c h n o l o g y , a c c o r d i n gt ot h e a c t u a ls i t u a t i o no fh u a s h a n ，s e l e c te v a l u a t i o nf a c t o r sa n db u i l de v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m i i i 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划研究 e n t e r g r a t i n gt h em a po v e r l a ym e t h o d 、析mw e i g h tm e t h o d o b t a i ne a c he v a l u a t i o nu n i t s a p p r o p r i a t ev a l u ea n dg e n e r a t eas u i t a b i l i t ya n a l y s i sm a p a m o n gt h e m ，o n e ，t w o ，t h r e e a n df o u rg r a d e sa r e ai sr e s p e c t i v e l y19 6 8k m 2 ，2 5 0 3k m 2 ，15 6 0k m 2a n d5 5 2k m 2 3 e c o l o g i c a lp r o t e c t i o np l a n n i n go fh u a s h a nn e w t o w n c o m p r e h e n s i v ea n a l y z et h ec o n c l u s i o no fe c o l o g i c a ls u i t a b i l i t ya n dl a n d s c a p e p a t t e r na n a l y s i s c o m b i n i n gw i t ho v e r a l lr e s e a r c ha b o u th u a s h a n sn a t u r a le c o l o g i c a l r e s e a r c h e sa n dl a n d s c a p ep a t t e r np l a n n i n g ，p r o p o s ee c o l o g i c a lp r o t e c t i o np l a n n i n g f r a m e w o r ko fh u a s h a n p r o t e c t i o ni sd i v i d e di n t of o u rl e v e l s ：t h ef i r s tl e v e lf o c u so n c o n s e r v i n gn a t u r a le c o s y s t e m s ；t h es e c o n dl e v e lf o c u so nr e s t o r a t i o no fe c o l o g i c a l f u n c t i o n s ；t h et l l i r dl e v e lf o c u so nf o s t e r i n ga n dp r o t e c t i n gc c o s y s t e m ；t h ef o u r t hl e v e l f o c u so nc o n t r o l l i n gt h es i z eo ft h ee x i g i n g t h r o u g ht h ee s t a b l i s h m e n to fp r o t e c t i o na r e a s a n dt a s k st oa c h i e v et h eg o a lo fe c o l o g i c a lp r o t e c t i o no fi nd i f f e r e n tt i m es l o t s d e l i n e a t e db u i l dr e g i o n a lc o n t r o lf r a m e w o r ki nt h er e g i o n ，i m p l e m e n ts u b c o n t r o l ， h i e r a r c h i c a lm a n a g e m e n t , p r o t e c t i o no fe c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti nt h ee i t yo fv i c t o r i a b a na r e ai nw h i c ht ob u i l di s4 2 8 0k m 2 ，l i m i t e db u i l d i n ga r e ai s19 18k m 2 ，a p p r o p r i a t e b u i l d i n ga r e ai s3 9 6k m 2 4 l a n d s c a p ep a a e mp l a n n i n go fh u a s h a nn e wt o w n o nt h eb a s i so fl a n d s c a p ep a t t e r na n a l y s i s ，a p p l y i n gl a n d s c a p ee c o l o g i c a lp r i n c i p l e s ， c o m b i n i n gr e g i o n a ln a t u r a lc o n d i t i o n s ，t h el e v e lo fs o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n d r e g i o n a ll a n d s c a p es p a t i a lp a t t e r n sd i s t r i b u t i o n a c c o r d i n gt ot h eb a s i cl a n d s c a p ep a r e m m o d e lo fl a n d s c a p ee c o l o g y , t h a ti s ， p a t c h - c o r r i d o r - m a t r i x ”m o d e l ，a d j u s tt h en u m b e r , a r e aa n dc o m p o s i t i o no fe v e r yp a t c h e sa n dc o r r i d o r s p r o g r a mh u a s h a n sl a n d s c a p e e c o l o g i c a ls t r u c t u r ea s “o n er i n gt w on u c l e a r st w op a t c h e s ，t h r e ev e r t i c a lt h r e eh o r i z o n t a l t w on o d e s ” k e y w o r d s ：e c o l o g i c a l n e wt o w n ；l a n d s c a p e p a t t e r n ；e c o l o g i c a ls u i t a b i l i t y ； e c o l o g i c a lp r o t e c t i o n ；e c o l o g i c a lp l a n n i n g i v 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 否如需保密，解密时间年 月日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究3 2 作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外。论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一n ：z - 作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 研究生签名仑鹇 帆1 年6 月7 日 学位论文使用授权书 学位论文作挂名：懈导师始同参锄 ，蛳期：1 嘲柳瓤刁砒矿日 注：请将本袭直接装订在学能论文的扉页和目录之间 华中农业大学2 0 0 9 届硕上论文 1 月l j 吾 1 1 研究的目的与意义 研究区域花山新城位于武汉市东北部，位于武汉市东北方楔入城市中心的巨型 绿楔之内，也是将冷凉、新鲜空气导入城市中心区域的通风廊道的重要节点。在武 汉市新一轮城市总体规划中，武汉花山生态新城是武汉市的生态绿楔，也属于城市 限建区。但此研究区处在武汉城市圈总体规划中的“一带( 武鄂黄城市发展带) 上， 是未来城市圈重点发展区域之一。 如何在快速城市化进程中避免许多生态问题( 景观的破碎化、自然水系统和湿 地系统的严重破坏、生物栖息地和迁徙廊道的大量丧失等) 和社会问题( 大量的人 口迁移、交通堵塞、工作居住环境的恶化等) ，需要人们改变原来的思维方式，应该 探讨新的规划和建设方式，以维护花山新城的生态安全格局，使其乃至武汉市得以 可持续发展。因此，本研究具有以下重要意义： ( 1 ) 对传统的城市规划方法进行反思，探索一种新的规划方法一生态基础设 施优先规划。 传统城市规划的程序是：先预测人口和经济发展趋势及规模，确定城市性质， 然后根据国家规定的人均用地指标，确定城市的各类土地利用和基础设施规模，再 应用一个理想的城市空间模式，进行城市的空间布局。这一规划受到市场经济的挑 战，且对于城市和城市发展这个复杂的巨系统( 周干峙，2 0 0 2 ) ，这种传统的理性发 展规划本身也存在着不足。 本研究以景观生态规划理论为基础，以景观格局分析和生态适宜性分析为手段， 优先规划生态基础设施，在不改变原有景观基质的前提下，形成新的、安全的景观 生态安全格局。 ( 2 ) 基于景观生态规划，解决快速城市化区域在规划和建设中遇到的一些问题。 近年来，中国的城市化进程加快。在快速城市化过程中难免会出现一些问题， 如土地资源的合理利用、对自然资源的保护、快速城市化区域合理用地布局及可持 续发展等。通过景观生态规划，为花山新城提出科学合理的规划方法，在保证其在 整个武汉市尺度上的生态绿楔、保证花山新城自身的生态系统健康和可持续发展的 同时，带动此区域乃至整个武汉市经济的发展。 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划研究 ( 3 ) 探索城市一定范围地域内的景观生态安全格局，构建合理的景观格局和用 地模式。 现有的对景观安全格局的研究，多数关注的是生物保护和自然栖息地的规划， 而对以区域尺度、城市尺度这样一个复杂系统作为基底的景观生态安全格局研究还 较少。本论文力图通过对花山新城的景观生态安全格局进行分析和探索，为此区域 选择适合自身情况的、有特色的发展方向和规划，提供必要的建议和参考，以期实 现花山新城的可持续发展。 1 2 文献综述 1 2 1 生态城市的概念与发展 1 2 1 1 概念提出的时代背景 “生态城市 这一概念的提出并受到广泛的关注，决不是偶然现象，也不是赶时 髦的结果，它有着深刻的时代背景。 ( 1 ) 日益严重的全球性生态危机 随着工业污染、热带雨林的大量砍伐、生物物种的迅速消亡、酸雨的大肆扩散、 臭氧层空洞的不断扩大、温室气体逐渐增加及人类生活过程中产生的污染等等，全 球性的生态危机日益凸现，使人类的生存环境面临着严峻的挑战，维护生态平衡成 为全世界的共识。这是“生态城市 这一概念产生的最主要的背景和直接原因。 ( 2 ) 日新月异的现代科学技术 人们在享受着并依赖于现代科学技术的成果，但同时也在忍受着现代科学技术 所带来的各种负面影响。“生态城市 并不强求人们抛弃现代科学技术，回复到古朴 的田园生活，而是力求建立对现代科学技术辨证的、客观的评价体系，尽可能减少 现代科学技术的负面影响，提倡技术的“人文主义 。 ( 3 ) 急剧变革中的人们的信仰危机和社会观念 在现代社会，特别是2 0 世纪6 0 年代以来，人们的价值观发生了重要变化，传 统宗教的影响力日益淡化，人们日益看重“人性”的价值，强调对人的尊重，各项 事业中都提倡“人本主义 思想；环境的不断恶化又使人们产生“回归自然 的理 想和愿望，这为“生态城市的产生提供了良好的社会基础。 ( 4 ) 人与自然关系的反思 2 华中农业大学2 0 0 9 届硕j ：论文 随着生态环境问题的普遍化，人类已经认识到自己也是自然界的一部分，能否 正确处理人与自然的关系，将决定人类能否在地球上持续生存。“生态伦理学 、“生 态哲学 等学科逐步建立并进入现代科学体系的主流，为“生态城市这一概念的 产生奠定了深厚的哲学理念基础。 ( 5 ) 现代主义城市规划的批判 现代主义的城市规划以高消费为基础，崇尚工业化和机械化，将城市的有机功 能分割开来。实践证明，这是一种不可持续的城市规划思想，它加剧了资源浪费、 交通拥堵、景观单调而混乱、环境污染等城市问题。 ( 6 ) 全球范围内的绿色思潮 在绿色思潮的影响之下，许多城市、地区和国家尝试采用绿色技术，发展绿色 经济，诸如“生态工业 、“生态农业”、“生态建筑等技术在很大程度上取得了成 功，为“生态城市这一概念的产生提供了良好的经济和技术基础，增强了生态城 市规划思想的现实性和可操作性。 1 2 1 2 生态城市理论的思想渊源 ( 1 ) 中国古代“天人合一 思想 “天人合一”思想的核心是强调人与自然的统一和谐，这实际上是一种朴素的 生态学思想，它对我国古代城市规划与建设有着非常重大的影响。古代“天人合一 思想对当今我国生态城市理论的构建和示范建设仍然具有重要的意义。 ( 2 ) “理想城市 与乌托邦 理想城市与自然发生的、实际建设的城市不同，它只是一种构想，一种憧憬， 但它又在一定程度上符合经济、社会发展与变革的要求，展示一种未来的潮流，对 城市建设和发展也产生一定的影响。 乌托邦是欧洲文艺复兴时期英国杰出的人文主义者托马斯莫尔( t h o m a s m o r e ) 于1 6 世纪提出的一种理想城市模型。一般意义上，乌托邦是指在资本主义 发展的不同时期，一些空想社会主义者针对当时资本主义社会和城市存在的问题而 提出的改良设想，反映在城市规划和建设中，强调城市社会的公正、公平与和谐。 ( 3 ) “田园城市 1 8 9 8 年，英国人埃比尼择霍华德( e b e n e z e r h o w a r d ，1 8 5 0 1 9 2 8 ) 出版了 明日：一条通往真正改革的和平道路( 1 9 0 2 年修订本改名为明日的田园城市) 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划研究 一书，是城市发展理论研究的一个重要里程碑。在此著作中，霍华德提出了著名的 “三磁 理论。所谓“三磁”即可供人们选择居住的三类人居磁场，一是城市，二是 乡村，三是城乡结合的田园城市。霍华德认为理想的城市就是兼具城乡优点的“城 乡磁体( t o w n c o u n t r ym a g n e t ) 田园城市，并给田园城市下了一个简短的定 义：“田园城市是为安排健康的生活和工作而设计的城镇；其规模要有可能满足各种 社会生活，但不能太大；被乡村带包围；全部土地归公共所有或者托人为社区代管。 田园城市的精麓主要表现在以下四个方面：城乡是一个有机整体。田园城市的 分区与中心。社会城市( 城市群) 论。城市的“人民性”。( h o w a r d ，2 0 0 3 ) ( 4 ) “有机疏散论与“新城 建设运动 “有机疏散 论( o r g a n i cd e c e n t r a l i z a t i o n ) ，是美籍芬兰建筑师伊里沙沙里宁 在其城市一它的发展、衰败与未来一书中，为缓解由于城市机能过于集中所产 生的弊病而提出的城市规划思想。“有机疏散”论把方便生活与合乎人情作为主题， 设想使城市既符合人类工作与交往的要求又不脱离自然，使人们居住在一个城市与 乡村优点兼备的环境中。 “新城 建设运动( n e w t o w n m o v e m e n t ) 明显地受到霍华德田园城市思想及沙 里宁的“有机疏散 论的影响。主张城市不仅为人民服务，而且还以尊重和顺应环 境的方式为人民服务，即在强调以居民为中心的同时，也尊重土地等自然环境。 “有机疏散 论和“新城 建设运动，不仅在理论上获得广泛的认同，而且在实 践上也取得了空前的成功，其思想和实践对“生态城市概念和思想的产生具有重 要的促进作用，也为生态城市的建设实践提供了重要的借鉴价值。 ( 5 ) 城市社会学 城市社会学( u r b a ns o c i o l o g y ) 是用社会学的理念、理论、方法和观点来分析、 研究城市和城市社会的社会学分支学科。在一个多世纪的发展过程中，城市社会学 产生了多种思想和流派，其中对“生态城市”的产生和发展影响比较大的主要有迪 尔凯姆( e m i l ed u r k h e i m ) 的有机团结论，佩里( c l a r e n c ea p e r r y ) 的“令仔里单 位”和美国芝加哥学派的人类生态学。 迪尔凯姆认为人类的生活模式可分为相互对立的两种方式：机械团结和有机团 结。机械团结是指在共同信仰和生活习惯、共同仪式和标志的基础上建立起来的社 会联系；而有机团结是以人与人之间的差别为基础建立起来的社会秩序，它依赖复 4 华中农业大学2 0 0 9 届硕士论文 杂的劳动分工，使居民有获得更多自由、更多选择的可能性，从而认为有机团结是 优于机械团结的。 “邻里单位( n e i g h b o r h o o du n i t ) 是社会学和建筑学结合的产物。主张以城市 干道所包围的区域为基本单位，建成具有一定人口规模和用地面积的“邻里 。“邻 里单位 规划的基本原则是：邻里单位的人口规模和用地面积以小学的合理规模 来计算和控制；邻里单位内配置商店、教堂、图书馆和公共中心；道路系统应 保证邻里单位内交通畅通和便捷，限制外部车辆穿越；居住房屋的布局应有最佳 朝向和合理间距。 芝加哥学派主张把城市看作一个由内在过程将各个组成部分结合在一起的社会 有机体，并将生态学原理( 竞争、淘汰、演替和优势) 引入城市研究，认为城市的 区位布局、空间组织是通过竞争谋求适应和生存的结果。 ( 6 ) 人居环境科学 人居环境科学是指“以环境和人的生产与生活为基点，研究从建筑到城镇的人 工与自然环境的保护与发展的新的学科体系 ，它“强调把人类聚居作为一个整体， 从政治、文化、社会、技术各个方面，系统地、综合地、全面地加以研究 。 1 2 1 3 生态城市的内涵 生态城市的概念产生于人们对2 0 世纪6 0 年代以来全球、区域和地方的环境污 染以及生态退化现实的反思，是人类自工业革命以来对城市发展与建设模式的重新 选择。 我们可从理论上这样理解：生态城市是一类基于生态选择，由意识定位、资本 驱动和制度调制下的人与自然相结合发展的地表层人居形态。其中，人并不总是处 于支配或主导地位，而是与生物、环境保持动态的均衡。 通俗的讲，生态城市是一类人与自然和谐发展、人的建设与自然的建设和谐统 一的人居形态的总和。生态城市不再将传统城市发展赖以维持的自然条件作为外部 因素来考虑，而是作为城市的基本构成部分；发展和建设的对象不仅是人，也包括 非人性的生物和环境的发展与演进。在生态城市中，人、生物和环境的发展之间具 有整体上的不可替代性，三者相互依赖、互为条件。生态城市的存在要满足以下5 个条件： 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划碍f 究 ( 1 ) 耦合性。生态城市具有确定的时空定域，即时空有限性；它的结构和功能 是在人类、非人类生物和环境之间的交感藕合的基础上演变的。 ( 2 ) 和谐性。生态城市的人、生物、环境要素是内外和谐的，即每个要素内部 是协同的；而内部要素与外部条件之间也是协调的。 ( 3 ) 复合性。生态城市的演化基于生态选择和组织机制，而这是多组分之间的 二元对象选择和组织作用过程，即它基于不同层次上的选择和组合的复合。 ( 4 ) 内源性。生态城市发展的动力学模式取向于城市内部，即意识、资本和制 度构成了城市演化的完备驱动力。 ( 5 ) 安全性。生态城市在形态构造和功能上是集中与分散的均衡，即构成生态 城市三大要素之间的相对量比关系都有一个安全范围，即生态安全范围。 生态城市的建设目标是要创造一类经济高效、基础设施完善、产业结构合理、 生态意识浓厚、制度健康公平、社会安康、自然与人造资本融通、景观整合、构成 组分的相互服务功能强的地表层人居形态，即实现一个生态服务、生态经济与生态 文化相统一的地表层人居形态的发生与发展。 1 2 2 城市景观生态规划的研究方法进展 经典的景观生态规划方法主要有三种，即麦克哈格( m c h a r g ) 基于适宜性分析 所形成的“千层饼”规划模式、奥德姆( o d u m ) 以系统论思想为基础所提出的区域 生态系统发展战略和佛曼( f o r m a n ) 以空间格局优化为核心的景观格局规划模式。 不断发展的景观生态学为景观生态规划提供了新的理论依据，景观生态学把水平生 态过程与景观的空间格局作为研究对象，同时，以决策为中心以及规划的可辩护性 思想又向生态规划理论提出了更高的要求( f a l u d i ，1 9 8 7 ；s t e i n i t z ，1 9 9 0 ) 。 1 2 2 1m c h a r g 生态规划方法 生态规划方法首先是研究某一场所生物物理及社会文化系统的方法，以揭示特 定的土地利用类型在何处最适宜。正如m c h a r g 在其作品中及公开演讲中反复概括 总结的那样：“对某种潜在的土地利用类型，这种方法找出拥有全部或众多有利因素 而没有或仅有较少不利因素的最佳地点。满足这一标准的地点即被视为是适于此土 地利用类型的”。6 0 年代以来，尽管不同作者及规划工作者乃至政府部门在其生态 规划研究与实践中，其方法有各自的特点，但总的来说是以m c h a r g 的方法作基础 的。 6 华中农业人学2 0 0 9 届硕十论文 g b 图1 - 1m c h a r g 生态规划流程图 f i g 1 - 1 t h ee c o l o g i c a lp l a n n i n gf l o wc h a r t 来源：弗雷德里克斯坦纳，生命的景观 m e h a r g 生态规划方法可以分为7 个步骤( 图1 1 ) ：即a 确立规划范围与规划 目标；b 广泛收集规划区域的自然与人文资料，包括地理、地质、水文、气候、植 被、土壤、自然景观、野生动物、土地利用、人口、文化、交通、人的价值观调查， 并分别描绘在地图上；c 根据规划目标综合分析，提取在第二步所收集的资料；d 对各主要因素及各种资源开发( 利用) 方式进行适宜性分析，确定适应性等级；e 确定资源评价与分级准则；f 确立相容性原则使资源的不同利用方式相容；g 得到 综合发展( 利用) 的适宜性分区图。m c h a r g 方法的核心是根据区域自然环境与自 然资源性能，对其进行生态适宜性分析，以确定利用方式与发展规划，从而使自然 的利用与开发及人类其它活动与自然特征、自然过程协调统一起来。 生态适宜性分析( s u i t a b i l i t ya n a l y s i s ) 是生态规划的核心，其目标是根据区域 自然资源和环境的性能，根据发展和资源利用要求，划分资源与环境的适宜性等级， 通常是指一定土地对某种特殊利用适合程度的确定过程，是生态规划的重要分析手 段。选取和确定适宜性评价因素和等级时，采用影响生态适宜性的生态因素和适宜 等级，其结果表明规划区生态适宜的程度。正因为适宜性分析在生态规划中的重要 性，生态规划理论与实际工作者均对适宜性分析方法进行了大量的探索，创立了许 多方法。归纳起来可以分为整体法、因子叠合法、数学组合法、因子分析法及逻辑 组合法五大类。其中因子叠合法是由m c h a r g 首先在生态规划中应用并系统化的 ( m c h a r g ，1 9 6 9 ) 。在规划方法上的显著贡献是创立了地图叠合法及其在城市规划中 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划研究 的应用，使m c h a r g 的生态适宜性分析方法的实际操作成为可能。近年来，定量描 述适宜性等级已成为生态规划发展的一个重要方向，尤其是g i s 技术的介入，使得 叠加法摆脱了手工操作的不确定性，而且能建立可行的模型，便于预测和决策 ( f o r m a n ，1 9 9 5 ) 。 一般生态适宜性分析的程序步骤有四步：依据类型( 如坡度、植被盖度等，) 绘制数据因子图；对每种土地利用的每个因子的每个类型进行分级( 如划分为最 适宜、一般适宜、不适宜三个等级) ；对每种土地利用绘制分级图并对其使用一组 图；叠加单个因子的适宜性分析图以得到综合图。 m c h a r g 提出了一种千层饼模型( l a y e r - c a k em o d e l ) ，为场地的调查或地形图绘 制提供了一组核心的生物物理元素。其内容包括地表、地形、地下水、地表水、土 壤、气候、植被、野生动物以及人类( 表1 1 ) 。u n e s c o 在其人与生物圈计划中， 提出一个更为详细的可能调查的元素目录( 表1 2 ) 。 表1 - 1m c h a r g 的“千层饼”模型表( 箭头代表时间变化，转引自s t e i n e r ，1 9 9 9 ) t a b l e1 - 1t h el a y e r - c a k em o d e lo fm c h a r g 来源：弗雷德里克斯坦纳，生命的景观 时间l 经济 人类人群 社雯吾织 ，。偏 野生动物 爬1 曼j 耋w j 物 生物 ”鱼类吲 植物 淼 土壤 圭羹纂某 水文 蓑掌柰 非生物地貌 海萋譬度 地质 羹喜釜霎 气候 娄善簇 华中农业大学2 0 0 9 届硕十论文 表1 2u n e s c o 的环境调查总清单：成份与过程( b o y d e n1 9 7 9 ，转引自s t e i n e r 1 9 9 9 ) t a b l e1 - 2e n v i r o n m e n t a li n v e s t i g a f i o ni n v e n t o r yo fu n e s c o 来源：弗雷德里克斯坦纳，生命的景观 “千层饼 模型的实质就是让规划者在地方尺度的景观分析上，了解和掌握所需 要的资料清单，早期的调查更多关心的是自然环境属性，带有明显的生态决定论的 影子，到后来大大扩展了文化与经济方面的属性。如b o y d e n 的香港城市研究中环 境组分与环境过程的生态调查内容包括七个方面，即：自然环境组分、自然环境过 程、人口数量及质量特征、人类活动、社会类群、人类产品与文化。 1 2 2 2e p o d u m 的分室模型 分室模型是e p o d u m 于1 9 6 9 年提出来的。他将生态系统划分为5 个分室： 农业生产性土地利用、自然生产性土地利用、保护性土地利用、调和性土地利用、 城镇工业土地利用。他还进一步提出了群落能量学、群落结构、生活史、n 循环、 9 基于r s g i s 的武汉花山新城景观生态格局规划研究 选择压力、综合平衡等6 组参数作为分室分类标准。应用过程分三步：首先根据上 述参数组，选定一定的数学方法，把规划区内的各景观生态规划研究类土地利用归 入五个分室中；其次计算相同土地利用类型的利用效果，包括经济效益和生态效益； 最后计算生态匹配值。它的基本假设是：在文化景观的生态特性与自然景观的基层 特性之间存在着一种联系。先根据不同分室的自然基底功能与土地用途建立生态匹 配等值计算表，然后把规划用地分别置于表中估算生态匹配值，从而判断目前利用 状态与规划后利用状态的生态适宜程度和生态效果，确定开发利用方案的总体生态 效益。 1 2 2 3 集中与分散相结合规划模型 该模型是f o r m a n 于1 9 9 5 年提出的。该模型是针对“在景观中，什么是土地利 用的最合适的安排? 这一问题的。它强调的是：应该集中土地利用，而同时在一 个被全部开发的地区，保持廊道和自然小斑块，以及把人类活动沿着主要边界在空 间上分散安排。在具体操作过程中，要考虑大型自然植被斑块、粒度大小、风险的 扩散性、基因变异性、交错带、小型自然植被斑块和廊道等景观生态特征。大型自 然植被斑块对于保护水、保护低等级溪流网络、为大型的当地分布物种提供生境、 支持内部种的可变种群大小、容许对于种的进化与维持起重要作用的自然干扰特性、 对多生境生活的种群有重要的作用。小型斑块在过度人工化的环境中可以保持景观 的多样性，提高景观的异质性与人工环境下人的生活质量。廊道可以增强景观内物 质、能量、信息的流通，有利于景观的稳定。景观粒度不同其生态学意义也不同， 粗粒景观为特殊的内部种提供了大型自然植被斑块，而细粒景观占优势的种是泛化 种类。在景观规划中考虑危险传播这一因素可防止一次大的干扰事件对景观的全面 破坏。干扰对景观异质性的发展与维持有重要的作用，基因的变异性对于干扰的抗 性限制性方面是很重要的，景观生态规划研究以在景观规划中也应考虑。所以在景 观规划时应首先通过集中的土地利用，确保大型自然植被斑块的完整性，以充分发 挥其在景观中的生态功能；在人类活动占主导地位的地段，让自然斑块以廊道或小 斑块形式分散布局在整个地段；对于人类居住地，则把其按距离建筑区的远近分散 安排于自然植被斑块和农田斑块的边缘，愈分散愈好