杨刚-浅谈“斑块—廊道—基质”模式对城市生态系统恢复及保护的意义

浅谈“斑块廊道基质”模式对城市生态系统恢复及保护的意义 学号：2010305110171 姓名：杨刚摘要：城市生态系统的稳定是城市生存和发展的基础，但由于人为因素的影响，城市生物多样性急剧下降。景观生态学作为研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态过程相互作用的综合性学科，强调空间格局、生态过程及尺度之间的相互作用。景观生态学的“斑块廊道基质”理论对城市生态系统修复及保护有重要的指导意义。关键字：景观生态学 城市生态系统 恢复 保护城市生态系统是以城市为中心、自然生态系统为基础、人的需要为目标的自然再生产和经济再生产相交织的经济生态系统。在城市生态系统中,人起着重要的支配作用,这一点与自然生态系统明显不同。在自然生态系统中,能量的最终来源是太阳能,在物质方面则可以通过生物地球化学循环而达到自给自足。城市生态系统就不同了,它所需求的大部分能量和物质,都需要从其他生态系统(如农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统)人为地输入。同时,城市中人类在生产活动和日常生活中所产生的大量废物,由于不能完全在本系统内分解和再利用,必须输送到其他生态系统中去。由此可见,城市生态系统对其他生态系统具有很大的依赖性,因而也是非常脆弱的生态系统。由于城市生态系统需要从其他生态系统中输入大量的物质和能量,同时又将大量废物排放到其他生态系统中去,它就必然会对其他生态系统造成强大的冲击和干扰。如果人们在城市的建设和发展过程中,不能按照生态学规律办事,就很可能会破坏其他生态系统的生态平衡,并且最终会影响到城市自身的生存和发展。“斑块廊道基质”模式的原理景观生态学认为景观是一个由不同生态系统以相似方式重复出现的异质性陆地区域。按照在景观中的地位和形状, 景观要素可以分为斑块、廊道、基质3 种类型。斑块斑块是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。其大小、类型、形状、边界、位置、数目、动态以及内部均质程度对生物多样性的保护都有特定的生态学意义。斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平，而且影响能量和养分的分布。一般来说，斑块面积越大，物种多样性越高。斑块数目对生物多样性的影响主要表现在生物栖息地的增减上，减少一个斑块就意味着抹去一个栖息地；增加一个斑块，则意味着增加一个避难所，一份保险。一般而言，两个大型的自然斑块是保护某一物种的最低斑块数目，45个同类型斑块对维持物种的长期健康与安全较为理想。斑块的形状对生态学过程和各种功能流有重要的影响，例如，紧密型斑块有利于保储能量、养分和生物，松散型形状易于促进斑块与周围环境物质、能量、生物方面的交换。廊道廊道是具有通道或屏障功能的线状或带状的景观要素，是联系斑块的重要桥梁和纽带。 它不同于两侧的基质，可以看作是一个线状或带状斑块。廊道在很大程度上影响着斑块间的连通性，也在很大程度上影响着斑块间物种、营养物质、能量的交流和基因交换。廊道的生态功能取决于其内部生境结构、长度和宽度及目标种的生物学特性等因素。廊道有着双重性质：一方面将景观不同部分隔开，对被隔开的景观是一个障碍物；另一方面又将景观中不同部分连接起来，是一个通道，最显著的作用是运输，它还可以起到保护作用。廊道在生物多样性的保护中有重要作用，主要表现在：为物种提供特殊生境或者栖息地；增加物种重新迁入机会；促进斑块间物种的扩散。基质基质是景观的本底，是景观中面积最大、连接度最好、对景观控制力最强的景观要素。基质对斑块嵌体等景观要素内及景观要素之间的物质能量流动、生物迁移觅食等生态学过程有明显的控制作用，因而作为背景的基质对生物多样性保护起关键作用。景观基质至少在3个方面对生物多样性保护起着关键作用。首先，为某些物种提供小尺度的生境。如基质中的立枯木、风倒木、树篱、砂砾质河床及土壤堆积体等；其次，作为背景，控制、影响着与生境斑块之间的物质、能量交换、强化或缓冲生境斑块的“岛屿化”效应；最后，控制整个景观的连接度，从而影响斑块间物种的迁移。在景观尺度上，斑块基质之间相互作用对物种迁移有显著影响从而控制着种群动态。“斑块廊道基质”模式的应用城市生物多样性对于维持城市生态系统平衡具有重要意义。城市生物积极参与了城市系统的物质能量循环，维持了大气CO2O2的化学平衡，分解利用各种有机废物，对地球生物化学循环的顺利进行起着重要的作用。同时城市生物多样性可以给人以精神上的享受，使人对大自然的需求得以满足，具有巨大的社会效益。城市斑块规划设计在城市中, 对生物多样性保护具有重要作用的斑块是城市园林和公园等。城市园林是一类以人工生态为主体的景观斑块单元, 包括城市公园、花园、小游园、广场等面状空间等。城市园林由于强调人工园林与自然生物群落的有机结合, 因而在保护和发展生物多样性具备许多有利条件, 如园林空间的异质性、园林类型的多样化、园林物种的多样性等都能为城市生物多样性的丰富和发展奠定优越的基础。提高城市园林绿地斑块物种复杂性城市园林建设时物种配置要以本土和天然为主。可以按这样的思路:在城市中，让野生植物在相当面积的待绿化土地上生长起来，让野花、野草、野灌木形成自然绿化。这样不仅使得现代化城市与自然共存，而且自然绿化避免了人工绿化的施肥、撒药，保护了环境。同时，在自然绿化形成的城市园林内，野生植物多样性能诱惑昆虫、鸟类和其它小动物来栖息，能很好地增加城市的生物多样性，增强城市的生态功能和景观。提高城市园林绿地斑块类型多样性斑块类型的多样性是景观多样性的一个方面，一般地说随着斑块类型多样性的增加, 物种多样性也增加。因此保护生物多样性首先要保护生境斑块和各种各样的生态系统,，多样性的生态园林为生物多样性的存在和发展提供了生境条件。按照构成城市园林的主体和基础可将其分为生产型植物群落、观赏型植物群落、抗逆型植物群落、保健型植物群落、知识型植物群落和文化环境型植物群落六大园林类型。在规划创建各类型城市园林时, 要充分考虑生态上的科学性, 充分利用我国丰富的生物资源, 因地制宜地发展多种类型的城市园林。提高城市园林绿地斑块空间异质性城市园林的主体是生物，因而园林空间异质性与物种多样性密切相关。空间异质性包括环境多样性和生物群落结构多样性两个方面：城市园林内环境越多样化，它所提供给生物生境就越多传统园林过分强调外部形式的美观，常常忽略了园林空间上的生态合理配置，使得园林生物群落多样性较低，难以充分发挥园林群落的整体生态功能。在城市绿化用地如此紧张情况下，配置简单的植物群落既减弱了园林绿地的生态功能，对土地资源也是一种浪费因此在城市园林建设时，要根据生态学原则实行乔木、灌木、藤本、草本植物相互配置，充分利用空间资源，建设多层次、多结构、多功能的植物群落，构成一个稳定的长期共存的复合混交立体植物群落。同时也为昆虫、鸟类等野生动物的引入提供良好的条件，通过增加园林空间异质性充分发挥植物群落和野生动物的作用，通过动植物食物链的合理连接，形成稳定、协调的城市园林生态系统。城市廊道规划设计城市廊道可分为3 种: 绿道、蓝道、灰道。绿道是指以植物绿化为主的线状要素, 如街道绿化带、环城防风林带、滨水河岸植被带等。蓝道主要是城市中各种河流、海岸等。灰道指那些人工味十足的街道、公路、铁路等。“绿色廊道”的建设在城市景观中，园林绿地成零星状分布在街道、建筑物等人为斑块的中间，形成孤立的“生境岛”。由于其面积有限、相互隔离，严重阻碍了生物的迁移和物种之间的基因交换，使得各园林斑块内部生物近亲繁殖，降低了生物的生态生理特性。根据景观廊道理论，在城市各园林绿地斑块之间及与城郊自然环境之间修建“绿色廊道”，把相互分散的斑块有机的连接起来，形成城市园林有机网络系统。这样不仅给生物提供了更多的栖息地和更大的生境面积，而且有利于城郊自然环境中野生动植物向城区园林迁移。“蓝色廊道”的建设 城市河流水系是城市生命的血脉, 是水生生物栖息的场所, 但由于污染、干旱、断流使得城市河流廊道功能和生物多样性明显下降。对于河流的治理是城市建设的重点工程, 投入了很大的物力、人力和财力, 然而在治理过程中却破坏了河流的自然属性, 如：水泥护堤衬底、截弯取直等, 破坏了生物多样的生境组合, 严重影响了河流廊道应有的生态功能, 曾经是水草丛生、白鹭低飞、青蛙缠脚、游鱼翔底, 而今已是寸草不生、光洁的水泥护岸, 就连蚂蚁也不敢光顾, 生物多样性下降。这又使得生物净水能力消失殆尽, 水土植物生物之间形成的物质和能量循环系统被彻底破坏, 同时也失去了为人们提供富有诗情画意的感知与体验空间。如何通过对蓝色廊道进行合理的规划设计以达到保护生物多样性的目的已成为城市规划设计关注的焦点之一。现代景观生态学的研究证实, 自然状态的河床和弯曲的水流有利于生物多样性的保护, 有利于消减洪水的灾害性和突发性。因此, 在进行蓝色廊道建设和规划时, 首先以维护和恢复河流和海岸的自然形态为前提。其次, 还要注意绿色廊道和蓝色廊道的有机结合, 形成一个协调、一致、互益的整体。如在河流两岸种植吸污性较强的植物物种, 一方面对河流内污染物有一定的吸收同化作用; 另一方面也有利于河流两岸的水土保持, 这对提高生物多样性有积极的意义。城市绿色生态网络的建设充分利用河流、高压输电线路、铁路、道路和楔形绿地等，在城市各园林绿地斑块之间以及与城外自然环境之间，尤其在影响生物群体的重要地段和关键点修建绿色廊道和“暂息地”，形成绿色生态网络，减少“岛屿状”生境的孤立状态，增加敞开空间和各生境斑块的连接度和连通性，保证城市自然生态过程的整体性和连续性，减少城市生物生存、迁移和分布的阻力面，给生物提供更多的栖息地和更大的生境空间，使城外自然环境中的动、植物能经过“廊道”向城区迁移。结语美国生态学家R. Forman 提出的“斑块廊道基质”模式，为描述景观结构、功能和动态提供了一种空间语言，使城市发展不断向外围扩展的过程中，绿地建设除了传统的公园、居民小区、一般街道的构建模式有所改进以外，还要建造一定面积的森林岛，一定宽度的绿色走廊，提高绿地分布的均匀性;选择适宜的绿化物种，形成乔、灌、草相结合的植被结构，特别要加强城区河流、主干公路沿线的绿廊建设，强化绿地斑块间的连接度和连通性，从而使城区与郊区连为一体，增加城市环境的空间异质性，减少由于植被中断而产生的阻隔作用，可以有效缓解生境破碎化对野生动物迁徙带来的不利影响，有利于鸟类向市区输入，捕食害虫，改善城市生态环境。随着景观生态学原理的不断发展与完善，它在城市生态系统的恢复与保护建设中的指导作用将会日益加深。参考文献：（1）卢育红.李富平 城市生态系统健康评价及实例分析期刊论文-环境保护 2008(18)（2）陈昌笃. 景观生态学与生物多样性保护. 暨第二界景观生态学学术讨论会论文集. 北京: 1996.5（3）肖笃宁. 景观生态学研究进展M. 长沙：湖南科学出版社，1999.（4）李晓文, 肖笃宁. 景观生态学与生物多样性保护J . 生态学报, 1999, 19 (3) : 399-407.（5）王仰麟, 赵一斌. 景观生态系统的空间结构J . 地球科学进展, 1999, 14 (3) : 235-241（6）赵青, 胡玉敏等. 景观生态学原理与生物多样性保护J . 金华职业技术学院学