城市生态规划理论与方法

城市生态规划理论与方法研究城市生态规划理论与方法研究 第一部分第一部分 城市规划与城市生态学城市规划与城市生态学 城市规划发展阶段城市规划发展阶段 计划经济的城市规划模式 计划经济的城市规划模式 50 年代初期 城市规划是国民经济计划的继续与具体化 规划的模式 随 着城市社会经济的发展 很快表现出这种模式的不适应性 从而逐渐被抛弃 叶舜赞 1987 商品经济的城市规划模式 商品经济的城市规划模式 进入 20 世纪 80 年代 城市规划事实上还是社会主义计划经济和土地国有的反映 由于城市建设经费渠道多元化和城市土地市场初步建立 按计划经济的模式进行城市的规划布局 难以满足城 市发展的市场经济需求 从而很快被现实的城市发展所突破 市场经济的城市规划模式市场经济的城市规划模式 90 年代以来 城市规划在强调科学理论的基础上 注重城市的研究 目标集中 在城市规划如何适应城市经济发展 如何适应由计划经济向市场经济转变 但在理论和方法方面并没有形成科 学系统 静态规划的弊端突出 张庭伟 1994 李大智 1998 城市生态与环境问题 城市生态与环境问题 1 城市生态系统载体布局分异 2 居民具有较差的环境意识 3 生态矛盾激化 4 城市 生态系统自然景观缺失 5 大城市中流动人口聚落的形成 6 城市环境问题 注重生态的城市规划模式注重生态的城市规划模式进入 21 世纪 城市的发展一方面既要适应国内市场经济 适应国际经济环境和政 治背景 另一方面还要维持城市生态的动态平衡 促进城市发展的良性循环 才能实现可持续发展的目标 城市规划理论与方法的困惑城市规划理论与方法的困惑 1 传统城市规划理论的不足 2 传统城市规划内容需要充实 3 传统城市规划方法 有待创新 城市社会城市社会 经济经济 生态系统生态系统 第二部分第二部分 城市生态规划的研究进展城市生态规划的研究进展 一 国外相关理论研究一 国外相关理论研究 1 生态学概念的提出 2 生态学学科的发展 3 人类生态学与城市生态学的发展 4 可持 续城市目标和生态城市建设 二 国内生态学理论的研究进展 二 国内生态学理论的研究进展 1 国内生态学思想回溯 2 人类生态学与城市生态学的结合与发展 3 可持续 城市发展目标与山水城市导向 生态学的发展生态学的发展 德国动物学家海克尔 Haeckel 1866 年创造 生态学 这一名词 二十世纪 20 年代生态学作为一门独立科学受到认可 Stanffer 1957 科学家们对生态学的认识或定义互不统一 从把生态学作为生理学的一部分到博物学分支各抒己见 Adams 1990 科学家们将博物学和生理学的几个侧面结合到一起 创立了生态学学科 才使生态学成为一门可以赢得公认 的学科 麦金托什 1992 20 世纪 60 年代 环境危机 之后 生态学理论被认为能够对人类及其它生物与它们的生存环境之间的紧张 关系起到缓解和协调作用 Sargent 1997 Ashton 1997 20 世纪 30 年代末以绰而 Troll 1939 为代表提出的景观生态学 生态学学科的发展主要沿两个方向进行 一是归属于生物学学科 即 有机物的生态学 二是归属于地理学 学科 即 生态环境的生态学或称生态系统生态学 Chorley 1973 国外生态学科的发展国外生态学科的发展 生态学从属于生理学开始作为分支学科阶段 1900 以前 以研究个体生态学为主 生态学作为独立学科广泛发展阶段 1900 1935 生态学从相关学科中以独立学科的身份分离出来 个 体生态学与群体生态学混杂 生态学作为综合学科在各个学科中蓬勃发展阶段 1935 1980 个体生态学与群体生态学分离 应用生 态学研究起步 应用生态学受到重视并展开研究阶段 1980 现在 应用生态学得到广泛发展 城市生态系统特点 城市生态系统特点 1 以人为主体的生态系统 2 人工与自然生态复合系统 3 复杂开放的巨生态系统 4 自适应的具有反馈特征的生态系统 城市人类生态系统的地位 城市人类生态系统的地位 城市生态系统的组成 城市生态系统的结构 1 城市社会结构 城市社会网络构成简图 2 城市空间结构 城市动力场运行示意图 城市生态系统的功能 城市生态系统的功能 1 能量转换功能 城市区域能量流 2 物质循环功能 城市区域物质循环 3 信息传递 功能 城市区域信息传递流程 4 人口流动功能 5 金融融通功能 传统人类生态学思想影响下的城市生态学启蒙阶段传统人类生态学思想影响下的城市生态学启蒙阶段 1 花园城市运动 2 生态因子在城市结构中的再利用 再循环 再建立和再定位过程 生态城市方法论研究 3 人类生态学学派分立及城市生态学发展阶段 传统人类生态学思想影响下的城市生态学启蒙阶段 理想国 乌托邦 田园城市 人类生态学学派分立及城市生态学发展阶段 芝加哥学派 新正统学派 社会文化生态学派 社会人文结合 学派 多学科系统学派 新型城市人类生态学理论的酝酿阶段 城市流态分析 城市社会生态学研究 城市人类生态学方法论研究 4 伯吉斯的同心圆地域假说 霍依特的扇形模型 哈里斯 厄尔曼的城市多核心理论 现代城市生态学理论 现代城市生态学理论 1 城市发展的合理环境项目报告 OECD Operable Environment of City Development 1990 2 如何根除城市环境问题项目报告 EC Commission 欧洲环境委员会 1990 3 城市多功能合作与分工项目报告 ESUD Ecologically sound urban development 1994 城市城市 3 种功能的划分种功能的划分 城市标志负责任的城市有活力的城市可参与性的城市 目标流动方式区域管理参与者的角色 社会目标产量与质量有用性与诱人性大众的和特殊的 生态问题匮乏 污染和破坏健康 功能和生物多样性的损失疏远与漠不关心的 生态城邦可持续流的管理和控制规 划 区域的可持续利用及地方潜力规 划 组织与生态有关的德会议交流 活动 研究焦点资源链的管理区域效益导向的管理目标群体的选择 现代城市生态学理论思潮现代城市生态学理论思潮 1 中心化理论 中心化理论 该理论认为服务于大区域的各项设施应集中布置 并提高设施的规模 才能实现对大区域需 求的供应与废弃物的排除进行高标准的管理 该理论强调经济的规模效益 即在大区域内建设大型的中心设施 如 电站 泵站 污水处理厂 废物焚烧场及交通网络 并设立部门专门管理各项设施 2 分散化理论 分散化理论 该理论认为 中心化理论提出的解决方案没有从实质上解决环境问题 而是转变了问题的形 式或转移了问题的所在 分散化理论提出 环境问题主要与居民的个人行为和工作单位活动形式有关 为从根 本上防治环境问题 各项设施应分散布置 在农村建立自理家庭和生态村 并适应自建房屋 自种粮食 自理 废物的自然生活方式 3 三明治三明治 理论理论 夹层学说 夹层学说 由于中心化理论从城市中转嫁了环境问题 分散化理论把居民从城市中移出 扩 大了环境问题的覆盖面 扰乱了城市居民长期形成的生活方式 因此 珈玲 Tjallingii 1989 提出第三种理论 三明治 理论或夹层学说 Sandwich Theory 城市三明治理论模式城市三明治理论模式 4 水网与交通网络的连接理论 水网与交通网络的连接理论 该理论认为 城市的高速发展与基础设施的集约化利用将使城市建筑密度增 加 并向高层发展 既影响了城市环境 又破坏了居民原有的生活方式和邻里关系 如果减少城市建设密度并 阻止其高层发展 必须将某些行业向郊区迁移 而这种做法又在区域水平上增加了人工生态系统的密度 不 利于区域水平上生态系统的平衡 因此必须建立城市的水网和交通网络的有效衔接方式 耐斯和玛尔的 红 绿 模型 5 韦伯的现代人类生态学理论 韦伯的现代人类生态学理论 韦伯 Weber 从文化层面开拓了现代人类生态学 韦伯认为城市形态是一 系列的特性 这些特性组成所有城市的独特生活方式 这些特性的形成是基于以下三种方式 人口数量 numbers of population 居住密度 density of settlement 差异性 heterogeneity of inhabitants and grout life 6 健时的人类空间移动理论 健时的人类空间移动理论 集结 concentration 散开 dispersion 中心化 centralization 非中心化 decentralization 分隔 segregation 侵占 invasion 演替 succession 7 可持续城市和生态城市建设 可持续城市和生态城市建设 见另外的 见另外的 复合生态系统的基本功能复合生态系统的基本功能 功能经济社会自然 生产物质及精神产品生产人的生产 劳力 智力 体制 文化 可再生资源生产 淡水 生物 消费商品的消费 生产资源及生活 用品 信息及文化环境的享有 社会福利和基础设施的占 用 资源与环境的耗竭时间空间的 耗费 调节供需平衡 市场稳定 资金融 通 社会治安 法制 保障 社会伦理 道德 信仰自然缓冲 自净 再生 人工 治理 保育 恢复 国内生态学研究 两大转折过程国内生态学研究 两大转折过程 确定目标制定计划阶段确定目标制定计划阶段 70 80 年代年代 1 建立了 400 多个自然保护区 2 加入了国际生物圈自然保护区协作网 3 大学编撰生态学教材并开设生态 学课程 4 建立了中国的 人与生物圈 研究委员会和生态系统研究站 5 成立了生态学会 广泛开展研究阶段 广泛开展研究阶段 80 年代 年代 1 系统生态学 城市生态学 乡村生态学 湿地生态学 土壤生态学 海洋生态学 湖泊生态学 森林生态学 沼泽生态学 2 人文生态学 社会生态学 人口生态学 民族生态学 行政生态学 教育生态学 人类生态学 文化生态学 文艺生态学 经济生态学等 3 学术研究论著 中国生态学会于 1981 年创刊 生态学报 1982 年出版 生态学杂志 同时期先后出版了 多部代表性著作 理论总结与实践应用并重阶段理论总结与实践应用并重阶段 90 年代年代 出台了一系列生态保护政策 生生态学原理的运用 第三部分第三部分 城市生态规划理论与方法城市生态规划理论与方法 一 城市生态规划理论 一 城市生态规划理论 1 城市生态学理论 2 城市社会学理论 3 人类生态学理论 4 可持续发展理论 二 城市生态规划方法 二 城市生态规划方法 因子生态学研究方法 城市社会区分析方法 景观生态学研究方法 生态图设计方法 地理信息系统 数学模型 多元统计技术 因子生态学方法因子生态学方法 分析区域概况 界定研究问题 选择基本统计单元 选取影响因子 设定符合条件的变量 数据变换以消除次要因素的干扰 标准化处理 比如数据标准差标准化 使数据具有统一的度量单位 建立相关系数矩阵进行变量间的相关度量 其中 以 Pearson 的积矩相关度量最为普遍 确定统计分析方法 主成分分析或标准的因子分析方法 二者的主要区别是相关矩阵主对角线元素的处理 主成分或因子轴的变换 选择采用正交旋转或斜交旋转 使得因子载荷矩阵承载信息量更大 易于问题的研 究 根据因子 主成分 得分进行分类 分类等级依情形而定 空间描述 总评结果 找出问题的主要根源 社区分析方法社区分析方法 1 隔离指数隔离指数 可用下列公式表示 N S XI YI 2 i 1 式中 Xi 百分比 即一个特定的子群生活在理想的单元 i 中的比例 Yi 生活在理想单元 i 中的剩余人口 2 社区生态关系判别社区生态关系判别 根据不同子群隔离指数的计算结果 划分社区 分析归纳各类社区生态特征 判别社区的分异程度 尤其是 突出子群的隔离程度 美国城市社区从大方面可分为黑人社区 白人社区和混合民族社区 我国城市中民族的分布具有大杂居 小聚居的特点 由于优惠的民族政策 少数民族的隔离度越来越小 异质社区和主流社区生态关系的调控是协调整体社会关系的重要手段之一 3 城市社区具有四大功能城市社区具有四大功能 防御功能 排除异己 强大自我 免疫功能 具有个体融入大社团的入口 维持功能 保留自己的文化 遗产 并延续下去 攻击功能 主动攻击其它子群 如在政治竞争中选出自己的政治代表 4 种群同化过程及其在社区的空间布局种群同化过程及其在社区的空间布局 经济地位包含的主要因素经济地位包含的主要因素 职业 职业可描述为每 1000 个就业人口中工人 技术人员等劳动力的比例 教育 教育状况可分两个档次 25 岁的人口中不足 8 年教育的人口数及高于 8 年教育的人口数 家庭地位包含的主要因素家庭地位包含的主要因素 生育能力 表达生育能力可采用 4 岁儿童的数量 每 1000 个 15 44 岁妇女的拥有量 作为分析指标 家庭妇女 家庭妇女状况由劳动力中 15 岁 待业妇女总量表示 单身家庭单元 重点分析单身家庭单元在家庭总数中的比例 人种 种族 地位包含的主要因素 人种 种族 地位包含的主要因素 少数民族占总人口比例 异质人群占总人口比例 社会区生态因子分析技术社会区生态因子分析技术 景观生态学方法景观生态学方法 1 确定研究区域和发展目标 确定研究区域和发展目标 确定模地的范围 全面分析研究区地域特征 总结区域发展中的历史问题 指定未来发展目标 与城市生态规 划目标相协调 建立有序的城市生态系统 2 景观生态单元及指标的确定 景观生态单元及指标的确定 确定拼块 又称为嵌块体 作为生态指标的承载单元 如在 1 1 万地形图上 每隔 1 5 2 0 公里划出一个量测面积为 1 平方公里的方块 数量依城市研究区的面积确定 面积大则数量多 在每个嵌块体中选取与城市规划密切相关的景观因子作为评价指标 尽量以定量的方法确定每个景观评价因子 的指标值 并通过野外调查方法核实部分指标 3 景观因子的统计分析 景观因子的统计分析 指标值分级 即打分 分数级别按研究区面积确定 一般划分 1 4 个等级的得分 建立多元分析的原始变量矩阵 以嵌块体 编号 1 2 3 为列 以景观因子的评分为行 矩阵计算 借助计算机得出相关系数矩阵及置信度 依此确定各景观因子之间的关系 计算相关矩阵的特征值及其累计贡献