基于景观生态学的可持续景观设计

1、2010(03 21世纪以来,随着社会的发展,土地面积的有限性和对土地需求增长之间的矛盾日趋明显。因此,人类在利用土地资源时,要从全局出发,合理组织生产。土地资源的持续利用是社会经济发展的立足之本,是可持续发展战略的核心内容之一,对整个社会经济的发展意义重大。景观生态学起源于土地研究,研究对象是土地镶嵌体,以土地利用为主。景观生态学的主要目的之一是理解空间结构影响生态的过程。土地利用规划(包括景观和城市规划与设计强调人类与自然的协调性,自然保护思想在这一领域日趋重要。因此景观生态学可以为土地利用规划提供一个理论基础,并可以帮助评价和预测规划,设计可能带来的生态后果。景观生态学属于宏观尺度生态空

2、间研究范畴,其理论核心集中表现为空间异质性和生态整体性。土地作为地表自然综合体,是一种特色鲜明的系统整体,具有突出的空间异质性,而生态整体性正是实现土地持续开发利用的有效途径之一。因此,土地可持续利用的研究内容涉及到景观生态学的理论核心。1景观生态学基本理论与土地可持续利用研究景观生态学与持续发展概念具有高度一致性,对于景观生态学的基本理论,已有学者从不同角度进行过总结,一般可以从以下几个方面来探讨景观生态学基本理论在土地可持续利用研究中的意义。1.1景观结构与功能理论景观生态学认为,在景观尺度上,每一个独立的生态系统(或景观单元均可看作是一个宽广的斑块(patch、狭窄的廊道(corrido

3、r或背景基质(matrix,能量、物种及营养成分等在景观元素间的流动形成景观功能,景观功能的发挥主要涉及廊道、基质和斑块的功能特征。景观生态学同时研究生态景观与视觉景观两个方面,注重协调形态与内容、结构与功能的统一,以人类对于景观的感知作为评价的出发点,追求景观多重价值(经济、生态、社会与美学的实现。因此,土地利用以持续性作为其功能目标,应该追求生态、经济、社会以及美学等多重价值的优化而不是单一价值的最大化,充分发挥土地自身的生态系统生产功能、空间场所功能和景观功能等三大功能,综合技术、政策和行动来实现土地利用的生产性、安全性、保护性、可行性与接受性。景观结构与其生态过程的相互关系是景观生态学

4、理论研究的核心部分。景观层次上的过程,包括自然和人文两个方面,它们对景观空间结构的形成起重要作用,而景观结构对过程也有基本的控制作用。因此,“格局反衍过程,过程反衍机理,机理揭示规律”,一定的景观结构才能实现一定的景观功能。土地生产力的维持与景观的结构、功能是密切相关的,对土地可持续基于景观生态学的可持续景观设计Sustainable Landscape Design Based on Landscape Ecology贾秉玺孙明Jia Bing-xi Sun Ming(北京林业大学,北京100083;烟台市园林绿化管理处,烟台264000(Beijing Forestry Universit

5、y ,Beijing 100083;Yantai City Landscaping Engineering Co.Ltd ,Yantai 264000摘要:在分析景观生态学与土地的关系基础上,探讨了景观生态学的景观结构与功能理论、生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等对土地可持续利用内涵的诠释。进而将宏观的景观生态学引入相对微观的景观设计当中,进一步丰富现代景观的设计理念,以适应新时代景观设计发展的新要求。关键词:土地可持续利用;景观生态学;景观;景观设计;可持续发展Abstract :By analyzing landscape ecology and land,t

6、his paper discussion is focused on the theories of landscape ecology,which includes the landscape structure and function,the ecological integrity and spatial heterogeneity,the scale and hierarchy,the landscape change and stability.The theories explains sustainable land use.The landscape ecology is a

7、pplied to landscape architecture,and further enriches the modern landscape design concepts to meet the new requirements of the development of landscape design.Key words :Sustainable land use ;Landscape ecology ;Landscape ;Landscape design ;Sustainable development Garden and Ladscape Ecology园林与景观生态輦輷

8、2010(03 利用的研究不仅要包括对土地功能的优化,还包括对景观格局(土地利用结构的评价,同时分析景观结构与生态过程的相互关系。这种格局与过程的关联分析,正是近年来我国土地利用研究工作中忽视的地方。1.2生态整体性与空间异质性理论生态整体性(EcologicalHolism和空间异质性(Spatial-Hetero geneity是景观生态学理论核心的集中体现。景观是由景观要素有机联系组成的复杂系统,含有等级结构,具有独立的功能特性和明显的视觉特征。一个健康的景观生态系统不仅具有结构上的完整性,还必须实现功能上的连续性。景观不是各景观元素的简单集合,还具有各组成部分所没有的特性。景观功能的“

9、整体大于部分之和”,是生态整体性基本思想的直观表述。按照景观生态学的生态整体性理论,土地就是一个综合的功能整体。土地可持续利用研究,要综合考虑土地利用的社会、经济和生态等所有要素,土地利用的特征并不能完全由组成要素的简单分析累积而来。应将土地利用系统放在区域持续发展的背景下,把握系统整体特征,明确土地利用目标,规划土地管理措施。空间异质性是指生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。景观是一个由异质景观要素所组成的镶嵌体,景观尺度上的空间异质性包括空间组成、空间构型和空间相关三方面的内容。异质性决定景观格局的多样性与生物多样性,是景观生态学的核心。一般认为,异质性高,有利于物种共生,而不利于

10、景观内部稀有物种的生存,一定范围内异质性的增高有助于提高景观稳定性,有意识地增加和维持景观异质性是必要的。在土地利用中,各组分之间具有明显的异质性特征,但又相辅相承、互相依存、相互制约,只有判明这些组分之间的相互关系才能维持、发展适合的空间异质性,实现区域土地利用的生态完整性。因此,区域土地可持续利用的实质就是生态整体性的动态维持与空间异质性的持续构建。1.3等级尺度理论等级理论(HierarchyTheory是景观总体构架的基础,它认为景观同样具有等级特征,不同等级层次上的景观生态系统具有不同的特征,任何景观生态系统单元既是较其层次水平更低的一系列单元功能耦合的结构实体,又是较其层次水平更高

11、系统结构的组成部分。尺度(Scale标志着对所研究对象细节了解的水平,景观尺度理论认为,时间和空间尺度包含于任何景观的生态过程之中,不同等级层次的景观生态系统具有不同的时空尺度。景观结构、功能和动态变化都受尺度制约,在不同的空间和时间尺度上有不同的表现,产生不同的生态效应,即一定的生态过程、景观结构对应于一定的时间尺度,尺度过大或过小,都难以观察到生态过程的显著变化与特定的景观格局,其作用或重要性也将发生变化,因此格局与过程的时空尺度化也一直是当代景观生态学研究的热点之一。基于景观生态学的等级尺度理论,土地可持续利用应在多重尺度上开展,探讨不同尺度上持续性的相互关系,确定各尺度下持续性的侧重点

12、。例如,从田块农场流域或景观区域或国家全球,土地可持续利用的主要约束因子就分别是农业技术微观经济生态因子宏观因子和社会因子宏观生态因子,持续性的重点相应也有所不同。分析特定尺度的土地可持续利用问题,不仅需要重点研究该尺度下的土地利用系统,同时还需要在更小尺度上揭示其成因机制,在更大尺度上综合变化过程,并确定控制途径。同时,土地利用的持续性应追求土地利用方式、土地利用系统、景观或区域等多重尺度上的同时实现,在出现相互矛盾时,以大尺度的持续性重于小尺度的持续性为标准。土地可持续利用研究的重点尺度则应该放在“人类尺度”上,即在可辨识的人类世代及与之相关的空间尺度上来进行,把土地利用、土地覆盖变化置于

13、人类可感受的范围内进行探讨,这尤其有利于了解土地开发和管理对土地生态过程的影响。2土地利用规划中的尺度效应2.1时间尺度性土地利用的持续性存在时间尺度性。土地持续利用所强调的人类世代更替,一般从几十年到几百年甚至千年,这与景观生态学研究的中等时间尺度一致。任何一种土地利用方式、土地利用系统和景观或区域具有的持续性,都是针对一定时间尺度而言的。因此,土地利用持续性的程度不同,在进行土地利用规划时,就应考虑这种土地利用可被接受的年限。2.2空间尺度性在不同空间尺度上,土地利用持续性的含义不同,表现为土地利用的单元与空间范围两个方面。在不同空间尺度上,对土地利用系统的整体持续性起作用的单元是不同的,

14、因而在进行土地利用规划时,需要首先确定土地利用单元,这相当于景观要素的确定。要规划较长时间的土地持续性利用,必须要着眼于大的空间范围。按照景观生态学的等级尺度理论,大尺度上的持续性是小尺度上持续性的综合。因而在大尺度上的规划过程中,应该概括化并具选择性。总之,在进行土地利用规划时,时间尺度和空间尺度是相辅相成的。一个土地利用总体规划,就是在时间尺度和空间尺度上大范围的规划,也就是一个长期的、大面积的目标性规划;而土地利用详细规划和土地利用专项规划就是相对近期的、小面积的具体规划。3如何进行景观的可持续设计景观的可持续设计是建立在可持续发展概念基础上的设计理念,是一种新的设计思路。目前,许多学者

15、对可持续景观理论的研究做出了重要贡献,但一套成功的可持续设计模式还需我们在实践中不断摸索和总结。这里,我们来探讨如何进行景观的可持续设计。3.1保护和构建完善的生态系统景观是一个由陆圈和生物圈组成的、相互作用的系统。一个完善的生态系统能保持自然水土、调节局部气候以及提供丰富多样的栖息地,食物生产,减缓旱涝灾害,净化环境,满足感輧輮知需求并成为精神文化的源泉和教育场所等。所以,为了保持人与自然的和谐关系,我们进行的景观的可持续设计,需要保护和构建完善的生态系统。景观作为一个生态系统或是多个生态系统的聚合,它的可持续性受到很多因素的影响,如生态系统内物种的多样性与否、人的干扰程度大小等。就物种的多

16、样性而言,一个由复杂动植物和微生物所构成的生物群落,和复杂的物质和能量转化和循环过程所构成的生态系统,比只由单一物种和简单的生态过程构成的系统更具有可持续性。在目前城市建设过程中,我们经常看到,以美化的名义将自然的河道和山野风光加以改造并代之以鲜花和观赏树木,用简单的人工群落代替原生的、复杂的自然群落,这些做法大大的降低了景观的可持续性。在景观的建设和维护过程中,在满足人的使用目的的同时,尽量使人的干扰范围和强度达到最少,这是景观设计师所必须具备的基本职业伦理。所使用的材料和工程技术应该尽量不对自然系统中的其他物种和生态过程带来损害和毒害。如在香港湿地公园的建设中,为了避免施工期间现有湖泊和水

17、体受到污染,拓展署设置了一个双层条板屏障,把游客中心和水体分隔开来,直至工程合约完成后才拆除。条板被插入到粘土层中,而粘土本身很容易恢复,因此能够保证湖泊系统的完整性。3.2合理应用景观材料合理运用景观材料体现在硬质景观和软质景观的材料运用上。硬质景观如景观建筑和景观设施材料的选择上,尽量选用节约、可以再生和循环利用的材料。香港湿地公园中即是用可持续发展的原则对工程进行规划设计,因此十分注重物料的选择。如优先采用可以更新的软木材而不是硬木材;研成粉末的硅酸盐粉煤灰代替了一部分水泥掺入到混凝土中增加其防水性;有大约20,000t的碎混凝土使用,用作石填料和的底层材料;广州某传统中式建筑拆下来的砖

18、被重新做成入口坡道和中庭的墙。上海世博园核心景观定位与设计方案中使用竹材作为户外临时家具及荫棚和铺装材料,展后撤除粉碎以作为有机肥料,体现节约和绿色理念,同时,竹子为中国特别是江南之盛产,富有特色,成本低廉,加工产品多样、设计灵活,可成为世博园景观的一大特色。软质景观如园林植物的选择上,应尽量保护和应用乡土树种。乡土树种造价低廉,且由于长期与当地环境的适应和同步进化,更能适应环境并发挥生态功能,同时乡土树种的应用也是塑造城市特色的重要方式。如沈阳建筑大学的校园环境营造中,大量使用水稻和当地农作物种,和乡土野生植物(如杨树为景观的基底,显现场地特色。不但投资少,易于管理,而且形成独特的、经济而高

19、产的校园田园景观。3.3重视设计管理为了保证规划设计的科学性和可持续性,规划设计必须与管理结合。景观规划中很多问题,特别是一些复杂的环境问题,通常需要结合相应的景观管理手段来解决。在这种背景下,现代景观规划越来越重视将规划与管理结合,这也是为什么“最佳管理措施(BMP”越来越受到规划师青睐的重要原因。景观规划设计的目标即是引导变化,以维持那些重要过程和景观系统的持续良好运作。相关资料的获取与分析处理是形成可持续规划设计策略的关键,所以在规划设计前期需要综合考虑自然、人文方面的诸多因素及资料,分析问题的根源;在设计过程中注重策略和创新,注重设计各阶段成果的审查和过程控制,以及各个方面的协调;在项目施工过程中注重设计跟踪和技术监督工作,充分发挥规划管理的作用,达到资源的优化配置,创造可持续的景观。景观的可持续设计是景观设计理念的又一次演进与发展,面对全球的环境和资源危机,可持续设计是景观设计领域的必然选择。社会的发展决定景观设计师需要这样的设计思路,对资源的有效利用与节约是当代景观设计师的职责。美国倡导可持续发展的领袖人物威廉·麦当诺说:“设计中做出的关乎人类、自然的生存以及他们共存的权利的决定,要为这些决定带来的后果负责。”所以对设计师而言,时刻都要有可持续设计的意识,以期创造更加优美的人居景观环境,达到人与自然的和谐共生。参考文献1陈百明,