景观生态学理论对景观规划设计实践的启迪

景观生态学理论对景观规划设计实践的启迪 09建环 李建浩 1 系统地梳理景观生态学的理论和原理；1-1景观生态学的基本理论1-1-1耗散结构与自组织理论耗散结构理论是关于系统在远离平衡态的行为特征和规律的理论基础。它的形式是一个有量变到质变，又无序到有序的过程，因而被看作是一个自组织过程。1-1-2等级系统理论概述：按照等级系统理论的观点，自然界是一个具有多水平分层等级结构的有序整体，在这个有序整体中，每一个层次或水平上的系统都是由低一级层次或水平上的系统组成1-1-3空间异质性与景观格局景观异质性的来源：环境资源的异质性、生态演替和干扰指导人类积极进行景观生态建设和调整生产、生活方式的理论基础空间格局景观要素斑块和其他结构成分的类型、数目以及空间分布与配置模式格局与过程之间的关系是景观生态学的核心内容1-1-4时空尺度理论景观生态学的尺度对研究对象在空间和时间上的测度（空间尺度和时间尺度）空间尺度研究对象的空间规模和空间分辨率以及其变化涉及的总体空间范围和该变化能被有效辨识的最小空间范围时间尺度某一过程和事件的持续时间长短和其过程及变化的时间间隔组织尺度用生态学组织层次定义的研究范围和空间分辨率时间、空间与组织尺度三者的对应性尺度大小的相对性1-1-5空间镶嵌与景观生态交错带空间镶嵌模式斑块廊道基质模式一种描述生态系统的“空间语言”方式生态交错带不同生态系统过渡时的边际带，具有较高的生物多样性和初级生产力、物质和能量循环速率较快、生态过程比较活跃1-1-6景观连接度与渗透理论景观连接度是对景观空间结构单元互相之间连续的度量。包括结构连接度和功能连接度。渗透理论中的理解阀限现象常常可以在景观生态过程中被发现，如，种群动态、水土流失过程、干扰蔓延、动物的运动与传播等，也是作为景观中性模型的理论基础1-1-7岛屿生物地理学理论研究物种的分布、数量、存活和迁徙等一系列动态平衡规律，需要有一个相对简化的自然环境促进人们对生物物种多样性地理分布与动态格局的认识和理解景观斑块与岛屿空间格局上的某种相似性，启发了景观生态学家对生态空间的研究是研究物种生存过程中的时空耦合理论，既涉及物种的空间分布，又涉及物种的迁移、扩散、存活及动态平衡，它的最大贡献就是把生境斑块的空间特征与物种数量联系在一起1）S=CAZ （S-多样性；A-面积；C-比例常数；Z-一般为0.180.35）2）物种丰富度=（生境多样性，干扰，板块面积，演替阶段，本地特征，板块隔离程度）1-1-8复合种群理论与源汇模型源地球表层系统单元中作为物质迁出场所的组成单元汇地球表层系统中作为接纳迁移物质的聚集场所的组成单元源一汇模型作为一种种群统计模型被提出，把包含源种群的生境视为源斑块，而将汇种群所占据的生境作为汇斑块源-汇模型在景观生态学研究中可解释生物个体在景观生境斑块的各个部分具有不同分布特征的原因，并成为研究种群动态和稳定机制的基础1-2景观生态学的基本原理1-2-1景观系统的整体性与异质性原理景观系统是共同的，存在着整体的关系。对景观系统整体性的认识是景观生态学得以整合的基础景观是由异质要素组成的，即景观异质性。它与抗干扰能力、恢复能力、系统的稳定性和生物多样性有密切关系。景观异质性是景观生态学研究的基本问题之一1-2-2格局过程关系原理景观格局多指空间格局，即大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合。它是景观异质性的具体体现过程一般指生态过程，包括种群动态、种子或生物体的传播、群落演替、物质和能量循环等格局与过程相互关系是景观生态学理论研究的核心内容，也是难点之一1-2-3尺度分析原理格局与过程的时空尺度化是当代景观生态学研究的热点之一中尺度的范围从几平方千米到几百平方千米；从几年到几百年人类尺度分析景观建设和管理对景观生态过程的影响尺度1-2-4景观生态流与空间再分配原理景观生态流景观各空间组分之间流动的物质、能量、物种和其他信息动态过程包括聚集与扩散，属于跨生态系统间的流动，以水平流为主种媒介：风、水、飞行动物、地面动物和人种驱动力：扩散、传输和运动景观中的能量，养分和物种从一种景观要素迁移到另一种景观要素，为空间再分配1-2-5景观结构镶嵌性原理景观结构的镶嵌性指斑块廊道基质的组合在空间上的镶嵌现象土地镶嵌性是景观和区域生态学的基本特征景观的镶嵌格局决定了景观生态流的性质、方向和速率景观的结构和功能、格局与过程之间的联系与反馈是景观生态学研究的重要课题1-2-6景观的文化性原理人类的文化背景强烈影响景观的空间格局和外貌，反映不同地区人们的文化价值观按人类活动的影响程度自然景观、管理的景观和人工景观文化景观管理与人工景观中附带有人类文化或文明痕迹或属性的景观类型1-2-7景观演化的人类主导性原理作为人类生存环境的各类景观中，人类活动对景观的影响越来越深刻应用生物控制共生原理进行景观生态建设是景观演化中人类主导性的积极体现景观稳定性取决于景观空间结构对于外部干扰的阻抗及恢复能力景观生态系统承载力景观系统所能承受人类活动作用的阈值1-2-8景观多重价值原理具有经济、生态和美学三重价值经济价值生物生产力和土地资源开发生态价值生物多样性与环境的一系列功能美学价值范围广泛、内涵丰富景观多重价值的判断是景观规划和管理的基础 2 论述主要的景观结构模型：主要包括斑块廊道本底模型、网络结点模型和生态安全歌剧模型，其中以斑块廊道本底模型最为著名。在斑块廊道本底模型中，由斑块，廊道和本底三个景观元素组成。2-1斑块 : 在外貌上与周围地区（本底）有所不同的非线性地表区域；2-2廊道：与基质有所区别的一条带状土地；2-3本底：范围广，连接度最高并且在景观功能上起作优势作用的景观要素类型。3 论述斑块和廊道大小、形状、边界形态的生态意义：3-1斑块大小、形状、边界形态的生态意义3-1-1斑块大小的生态意义1）斑块大小与物种多样性斑块中的物种数目会随着斑块面积的增加而增加，初期增加的速度很快，当接近斑块生境最大承载量时逐渐停止。2）斑块大小与生境适应性不同物种需要不同斑块类型，大型斑块可以比小心斑块承载更多物种，小型斑块不足以吸引大型捕食动物，成为小型物种的避难所。3）斑块大小与边缘效应斑块越小，单位面积斑块的边缘长度越长，斑块越易受到各种干扰的影响，斑块的稳定性越差。3-1-2斑块形状的生态意义1) 斑块形状越规则生物多样性越大。2) 斑块形状接近圆形方形，斑块边缘少，物种丰富度高。3) 斑块形状狭长称为半岛，可做物种迁移通道。3-1-3斑块边界形态的生态意义1）凸边界稳定性与凹边界的稳定性都相对较差，称为源或汇，连接为生物流。2）平缓边界的稳定性是最好的。3-2廊道类型、功能、结构特征的生态意义；3-2-1廊道类型的生态意义廊道的类型按宽度分为线状廊道和带状廊道。按属性分为河流廊道和树篱廊道。1) 线状廊道的意义：稳定性较差，自然环境对其影响较大2) 带状廊道的意义：有一定的内部生境，内部物种较丰富3）河流廊道的意义：具有控制水流和营养流的功能。3-2-2廊道功能的生态意义1）传输通道功能作为景观生态流的通道和传输通道。2）过滤和阻抑功能对景观中的能量、物质和生物流有过滤、阻碍、截流和屏障的作用（防护林、绿篱等）。3）生境功能可提供特殊的生物生境，提高生物多样性，4）物种源汇功能河岸带和树篱防护林带等，一方面具有较高的生物量和若干野生动物物种群，起到源的作用，另一方面也阻截和吸收来自农田水土流失的养分与其他物质，从而起到汇的作用。3-2-3廊道结构特征的生态意义廊道在景观格局和功能方面有特殊性，通常廊道结构特征用曲度、宽度、连通性、间断区和结点以及横向结构来反映。1）曲度廊道中两点间的实际距离与直线距离之比。廊道越直，距离越短，生物或物质在景观中移动就越快。2）连通性廊道在空间上连续程度的量度。廊道连通性高低决定了廊道的通道功能和屏障功能大小。3）间断和结点廊道的交叉点容易出现节点。 为景观提供许多相联系的物种源 有利于物种在生境斑块之间迁移 在景观规划管理中有重要作用 4 论述判断本底的基本方法和依据；判断本底一般可采用3个标准：相对面积，连通性和动态控制。4-1相对面积：景观中某一类景观要素面积最大，占50%以上，甚至超过其他各类要素的总和，可以认为该要素是本底。4-2连通性：当一种景观要素类型完全连通，可以确定为本底。但本底不一定完全连通，可能会被斑块和廊道隔离成若干块。4-3动态控制作用：动态控制作用是指对景观的动态变化的起点，速度，方向起主导和控制作用。从生态意义上看，对景观的动态控制作用是判断景观本底最重要的标准。5 论述景观生态流的主要表现形式及意义；5-1景观生态流主要包括空气流，水流，养分流，动物流和植物流。5-2空气流：大尺度的空气环流起着输送水分和热量的功能。景观尺度上，风起着传播花粉，孢子，小昆虫和种子的作用。某些风播物种正是在风的作用得以繁衍。水流：地表水的流动是景观内重要的能量和物质流动。河流将不同的景观要素连接起来，加强了景观要素间的联系。地下水最重要的功能是对地表水的补给。而潮汐引起的水位变化和海浪运动对海岸地形的塑造作用很强，形成特殊的海岸带景观。 养分流养分主要以溶解质的形式随水流而迁移；动物流表现为：巢域活动，疏散，迁徙；植物流表现为繁殖体的传播。6 论述景观破碎化的生态效应；6-1景观斑块稳定性降低：破碎程度愈深，景观斑块抗干扰能力愈低、恢复能力愈低，导致稳定性降低6-2景观斑块生物多样性降低：景观斑块破碎化的过程，就是景观生物多样性降低的过程6-3景观斑块受本底影响效果更强：破碎程度愈深，景观斑块受本底的影响愈强7 详细论述景观生态规划的要点。7-1. 景观格局规划:集中与分散相结合的景观格局集中使用土地资源，保持大型自然斑块（主要指自然植被斑块）的完整性；在人类活动区，保护保存一定面积比例的自然斑块（主要指自然植被斑块）和廊道，并在自然斑块（主要指自然植被斑块）和廊道周围地带，设计人为斑块，如居住区斑块等。既自然斑块和廊道空间相对集中，人为斑块和廊道空间相对分散，但人为斑块与自然斑块空间相近或相连7-2. 斑块设计7-2-1斑块大小:由若干个大斑块+众多分散在本底中的小斑块组成，构成景观整体7-2-2斑块数目:斑块数目多，意味着景观和物种多样性高; 4-5个以上的大型斑块，对保护大型动物和生物关键种及景观结构和功能具有重要意义;如缺乏大型斑块，离散分成的小斑块，可为广布种提供适宜、足够的生境7-2-3斑块形状:理想斑块形状：包括一个面积较大的核心区和形状各异的缓冲带，斑块延伸方向与流的方向一致紧密型斑块（园形或紧凑形）：与周围的相互作用面小，生境异质性较小，有利于保蓄能量、养分，有利于保存物种多样性，稳定性好松散型：与周围的相互作用面大，有利于物质、能量、物种的交换，稳定性较差，内部物种稀少7-2-4斑块位置孤立斑块内物种不易扩散和迁移，影响种群规模，加快物种灭绝相邻或相连的斑块之间物种交换频繁，增强了整个生物群体的抗干扰能力7-3 .廊道规划7-3-1宽度河岸廊道：河岸植被带宽度在30 m以上时，就能有效地起到降低温度，提高生境多样性，增加河流中生物食物的供应，控制水土流失，有效过滤污染物的作用，从而保护生物多样性道路廊道：道路绿化带宽度在60 m宽时，可满足动植物迁移和传播以及生物的多样性保护的功能城市组团和隔离林带及环城防风带廊道：城市组团和隔离林带及环城防风带廊道在6001200 m宽时，能创造自然化的物种丰富的景观结构 7-3-2连接度减少“岛屿状”生境或斑块，增加生境斑块的连接度和连通性廊道中断裂处越少，有越高的连通性 在廊道交叉连接点，尽可能规划斑块7-3-3廊道构成 与斑块构成相似以乡土植物成份为主，兼顾观赏性和景观特征 景观生态学理论对景观规划设计实践的启迪摘要：景观生态学是以景观为研究对象，重点研究景观的结构，功能变化的宏观生态科学，主要研究对象为景观的结构，功能，动态变化和规划管理。通过生态化的建设和创新，营造一个“绿色”的城市景观环境，诠释了景观生态学对城市环境的美好塑造。关键词：城市绿地景观规划设计 景观生态学相对传统园林设计，现代景观规划设计涵盖面更大，更强调一种精神文化，满足大众文化需求，面向大众群体，强调经济性和实用性。在景观规划设计中要善于利用城市规划和建设中的一些剩余用地，来为市民创造出观赏性和实用性较强的景观。现代景观规划设计实践三元论（引言于同济大学刘滨谊老师著名理论）：形态（景观环境形象）景观感受层面，基于视觉的所有自然与人工形态及其感受设计，即狭义的景观设计；生态（环境生态绿化）环境、生态、资源层面，包括土地利用，地形，水体、动植物、气候、光照等自然资源在内的调查、分析、评估、规划、保护，即大地景观规划；文态（大众行为心理）人类行为以及相关的文化历史与艺术层面，包括潜在于园林环境中的历史文化，风土民情、风俗习惯等于人们精神生活世界息息相关，即行为精神景观规划设计。（1）一、景观生态学的理论而景观生态学是以景观为研究对象，重点研究景观的结构，功能变化的宏观生态科学，主要研究对象为景观的结构，功能，动态变化和规划管理。其理论基础包括：一耗散结构与自组织理论二，等级系统理论三空间异质性与景观格局四时空尺度理论五空间镶嵌与景观生态交错带六景观连接度与渗透理论七岛屿生物地理学理论八复合种群理论与源汇模型。而“斑块一廊道一基质”理论则是景观生态学的重要组成部分。 在斑块廊道本底模型中，由斑块，廊道和本底三个景观元素组成。三者构成了景观生态学的形式基础，并且互相联系和影响。1 斑块 : 在外貌上与周围地区（本底）有所不同的非线性地表区域；斑块的大小、数量、形状、格局有特定的生态学意义。单位面积上斑块数目关系到景观的完整性和破碎化。景观的破碎化对物种灭绝有重要影响。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。斑块面积越大，能支持的物种数量越大，物种的多样性和生产力水平也随面积的增加而增加。 2 廊道：与基质有所区别的一条带状土地；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。3 本底： 范围广，连接度最高并且在景观功能上起作优势作用的景观要素类型。控制影响着生境斑块之间的物质、能量交换，强化和缓冲生境斑块的“岛屿化”效应；同时控制整个景观的连接度，从而影响斑块之间物种的迁移。二.以城市绿地景观规划设计为例，论述景观生态学理论对景观规划设计实践的启迪。上海2010年世博会提出了“城市，让生活更美好”主题，然而合理的景观规划设计可以为城市生活增添更多美丽的色彩。城市绿地景观规划设计是景观生态学在城市应用和实践，景观生态学也为城市的绿地景观规划设计提供了一个崭新的发展之路，具有前瞻性、科学性等特征。我们可以通过生态化的建设和创新，营造一个“绿色”的城市景观环境，诠释了景观生态学对城市环境的美好塑造。城市绿地景观规划设计中的景观生态学，是以城市为地域，以绿地景观规划设计为研究对象的景观生态学。应从当地实际情况出发，提出了斑块的合理分布、廊道的合理分布、基质的合理分布以及景观异质性和生物多样性等建议。提出城市与山水自然共融的原则，完善城市生态系统原则，在城市生态景观实践中，有意识地保护生态，并建立起山水渗透的立体网络。保护和建设好城市赖以依托的现有山林、水体、地形地貌等自然资源，尽可能地改善城市环境，在绿地中再现山水自然景观，创造清洁、舒适的优美环境。在城市市容景观生态学规划中，强调各种不同类型、不同功能的绿地形式的广泛共存，并十分注重每块绿地的个性特征，其目的就是增加城市绿地中的景观生态的异质性。（2）城市绿地景观规划设计：核心思想是小群落，大混交和季相变化2-1市绿地斑块景观规划要点：将城市生态敏感区规划为绿地大斑块；将城中湖城中山等规划为绿地大斑块；确定中小型公共绿地斑块合理的服务半径；强调斑块的自然性或近自然性；人工绿地斑块采用小群落，大混交的绿化