城乡与区域规划之景观生态模式

1、城乡与区域规划之景观生态模式_园林景观论文,论文集    下面将从思想与发展，基本原理和规划之总体模式各个方面介绍景观生态模式其在城乡与区域规划中之应用。 1景观生态思想及发展 首先，景观(landscape)一词在这里必须同视觉美学意义上之风景，和作为一般描述性之地形地物概念区别开来(Naveh and Lieberman,1983; Forman and Godron, 1986; 俞, 1987)。景观生态学中之景观概念，比风景和地貌意义上之景观概念有更深而广之内函和外延，并有其特殊之意义，他是指多个生态系统或土地利用方式之镶嵌体(mosaic)，

2、空间尺度大体在几平方公里至几百平方公里之范围(Forman and Godron,1986; Forman 1995b)。 “景观生态”一词最早是由Troll于1939年提出之(见Naveh and Lieberman, 1983; Shreiber, 1990)。当时航片开始普及，使科学家们能有效地在景观尺度上进行生物群落与自然地理背景相互关系之分析。但直到80年代之后，景观生态学才真正在把土地镶嵌体(land mosaic)作为对象之研究中逐步总结出自己独特之一般性规律，使景观生态学成为一门有别于系统生态学和地理学之科学。他以研究水平过程与景观结构(格局)之关系和变化为特色。这些过程包括物

3、种和人之空间运动，物质(水、土、营养)和能量之流动，干扰过程(如火灾、虫害)之空间扩散等。 景观格局是景观元素之空间布局，这些元素一般是指相对均相之生态系统和水体，森林斑块，农田斑块，建成区等。而无论景观之格局或是过程，都随时间之推移而变化，所以，景观生态学是研究景观格局和景观过程及其变化之科学。 2“斑块-廊道-基质”模式 斑块(patch)、廊道(corridor)和基质(matrix)是景观生态学用来解释景观结构之基本模式，普遍适用于各类景观，包括荒漠、森林、农业，草原、郊区和建成区景观(Forman and Godron,1995a)，景观中任意一点或是落在某一斑块内，或是落在廊道内，

4、或是在作为背景之基质内。这一模式为比较和判别景观结构，分析结构与功能之关系和改变景观提供了一种通俗、简明和可操作之语言。这种语言和景观与城乡规划师及决策者所运用之语言尤其有共通之处，因而景观生态学之理论与观察结果很快可以在规划中被应用，这也是为什么景观生态规划能迅速在规划设计领域内获得共鸣之原因之一，特别在一直领导世界景观与城乡规划设计新潮流之哈佛大学异军突起。美国景观生态学奠基人Richard F T. Forman与国际权威景观规划师Carl Steinitz紧密配合，并得到地理信息系统教授Stephen Ervin之强有力技术持支，从而在哈佛开创了又一代规划新学派(Wenche et a

5、l, 1996)。目前，哈佛大学设计研究生院之高级研究中心(包括设计学博士计划)中已专门设有景观规划与生态这一方向，使景观生态学真正与规划设计溶为一体。 运用这一基本语言，景观生态学探讨地球表面之景观是怎样由斑块、廊道和基质所构成之，如何来定量、定性地描述这些基本景观元素之形状、大小、数目和空间关系，以及这些空间属性对景观中之运动和生态流有什么影响。如方形斑块和园形斑块分别对物种多样性和物种构成有什么不同影响，大斑块和小斑块各有什么生态学利弊。弯曲之直线之，连续之或是间断之廊道对物种运动和物质流动有什么不同影响。不同之基质纹理(细密或粗散)对动物之运动和干扰之空间扩散有什么影响等等。回绕着这一

6、系列问题之观察和分析，景观生态学得出了一些关于景观结构与功能关系之一般性原理，为景观规划和改变提供了依据。 3景观生态学之一般原理 尽管景观生态学之基本原理在很大程度上是通过对生物运动之观察得出之，但它们具有关于运动和流动等景观格局关系之一般性意义，也适用于各种类型之景观。 3.1 关于斑块之基本原理 3.1.1 斑块尺度原理 一般来说，只有大型之自然植被斑块才有可能涵养水源，联接河流水系和维持林中物种(interior species)之安全和健康，庇护大型动物并使之保持一定之种群数量，并允许自然干扰(如火灾)之交替发生(Pickett and Thompson, 1978.)。总起来说，大

7、型斑块可以比小型斑块承载更多之物种，特别是一些特有物种只有可能在大型斑块之核心区存在。对某一物种而言，大斑块更有能力持续和保存基因之多样性。 相对而言，小型斑块则不利于林内种之生存、不利于物种多样性之保护，不能维持大型动物之延续。但小斑块可能成为某些物种逃避天敌之庇难所，因为小斑块之资源有限，不足以吸引某些大型捕食动物，从而使某些小型物种幸免于难。同时，小斑块占地小，可以出现在农田或建成区景观中，具有跳板(stepping stone)之作用。 3.1.2 斑块数目原理 减少一个自然斑块，就意味着抹去一个栖息地，从而减少景观和物种之多样性和某一物种之种群数量。增加一个自然斑块，则意味着增加一个

8、可替代之庇难所，增加一份保险(Opdam, P., 1991.)。一般而言，两个大型之自然斑块是保护某一物种所必须之最低斑块数目，45个同类型斑块则对维护物种之长期健康与安全较为理想。 3.1.3 斑块形状原理 一个能满足多种生态功能需要之斑块之理想形状应该包含一个较大之核心区和一些有导流作用及能与外界发生相互作用之边缘触须和触角。圆整形之斑块可以最大限度地减少边缘圈之面积，而最大限度地提高核心区之面积比，使外界之干扰达到尽可能之小，有利于林内物种之生存。但圆整之斑块不利于同外界之交流。 3.1.4 斑块之位置原理 一个孤立之斑块内物种消亡之可能性远比一个与大陆(种源)相邻或相连之斑块大之多。

9、与种源相邻之斑块当其中之物种灭绝之后，更有可能被来自相邻斑块同种个体所占领，从而使物种整体上得以延续。 选择某一斑块作为保护对象时，一方面要考察斑块本身之属性，包括物种丰富性和稀有性；同时也要考察其在整体景观格局中之位置和作用。战略点之概念(strategic point)就是针对斑块在景观中之位置和作用提出来之(Yu, 1995ac, 1996a )。他认为，景观中有某些关键性之位置，对它们之占领和改变，可以对控制生态过程产生异常重要之作用。 3.2 廊道之基本原理 3.2.1 连续性原理 人类活动使自然景观被分割而得四分五裂，景观之功能流受阻，所以，加强孤立斑块之间之及斑块与种源之间之联系

10、，是现代景观规划之主要任务之一。联系相对孤立之景观元素之间之线性结构称为廊道。生态学家和保护生物学家普遍承认廊道有利于物种之空间运动和本来是孤立之斑块内物种之生存和延续(Forman and Godron, 1986; Harris and scheck, 1991; Saunders and Hobbs, 1991; Smith and Hellmund, 1993)。从这个意义上讲，廊道必须是连续之。 但廊道本身又有可能是一种危险之景观结构，它也可以引导天敌进入本来是安全之庇护所，给某些残遗物种带来灭顶之灾。廊道本身之构成不同，其作用也不一样。如高速公路和高压线路对人类生产和生活来说是重要

11、之运输通道，但对生物来说则是危险之障碍。在美国，公路是野生动物最大之杀手。 3.2.2 廊道之数目原理 假设廊道是有益于物种空间运动和维持之，则两条廊道比一条要好，多一条廊道就减少一分被截流和分割之风险。 3.2.3 廊道构成原理 联系保护区斑块之廊道本身应由乡土植物成份所组成，并与作为保护对象之残遗斑块相近。 3.2.4 廊道宽度原理 越宽越好是廊道建设之基本原理之一(Binford and Burchenau 1993)。廊道如果达不到一定之宽度，不但起不到维护保护对象之作用，反而为外来物种之入侵创造条件(Frankel,and Soule, 1981.)。对廊道之宽度，目前尚没有一个量之

12、标准，对一般动物之运动而言，12公里宽是比较合适之，但对大型动物则需十到几十公里宽。 3.3 关于景观镶嵌体之基本原理 3.3.1 景观阻力原理 景观阻力是指景观对生态流速率之影响。景观元素在空间之分布，特别是某些障碍性或导流性结构之存在和分布、景观之异质性(heterogeneity)将决定景观对物种之运动，物质、能量之流动和干扰之扩散之阻力。阻力随着跨越各种景观边界之频数之增加而加大。不同性质之景观元素产生不同之景观阻力，如对动物空间运动来说，森林或草地比建成区之阻力要小。一般而言，景观镶嵌体之异质性越大，阻力也越大。 3.3.2 质地之粗细原理 一个理想之景观质地应该是粗纹理(coars

13、e grain)中间杂一些细纹理(fine grain)之景观局部。即景观既有大之斑块，又有些小之斑块，两者在功能上有互补之效应。质地之粗细是用景观中所有斑块之平均直径来衡量之。在一个粗质地景观中，虽然有涵养水源和保护林内物种所必须之大型自然植被镶嵌，或集约化之大型工业、农业生产区和建成斑块，但粗质地景观之多样性还嫌不够，不利于某些需要两个以上生境之物种之生存。 相反，细质地景观不可能有林内物种所必须之核心区，在在尺度上可以与邻近景观局部构成对比而增强多样性，但在整体景观尺度上则缺乏多样性，而使景观趋于单调。 3.4 景观生态规划总体格局原理 在上述有关景观结构与功能关系之一般原理基础上，Fo

14、rman等人又提出了下列两个景观整体模式，以作为景观生态规划之总体原则(Forman,1995a-b)。 3.4.1 不可替代格局 景观规划中作为第一优先考虑保护或建成之格局是：几个大型之自然植被斑块作为水源涵养所必须之自然地；有足够宽之廊道用以保护水系和满足物种空间运动之需要；而在开发区或建成区里有一些小之自然斑块和廊道，用以保证景观之异质性。这一优先格局在生态功能上不可替代性之理由在前几条一般原理里已阐明。它应作为任何景观规划之一个基础格局。根据这一基础格局，又发展了最优景观格局。 3.4.2 最优景观格局 “集聚间有离析”(aggregate-with-outliers)被认为是生态学意

15、义上最优之景观格局(Forman,1995a)这一模式(原理)强调规划师应将土地利用分类集聚，并在发展区和建成区内保留小之自然斑块，同时沿主要之自然边界地带分布一些人类活动之“飞地”。这一模式有7个方面之景观生态学意义。 保留了生态学上具有不可替代意义之大型自然植被斑块，用以涵养水源，保护稀有生物； 景观质地满足大间小之原则； 风险分担； 遗传多样性得以维持； 形成边界过渡带，减少边界阻力； 小型斑块之优势得以发挥； 有自然植被廊道利于物种之空间运动，在小尺度上形成之道路交通网满足人类活动之需要。 所以集聚间有离析之景观格局有许多生态优越性，同时能满足人类活动之需要(McHarg, 1969;

16、 Forman and Godron 1986; Franklin and Forman, 1987)。包括边界地带之“飞地”可为城市居民提供游息度假和隐居机会；在细质地之景观局部是就业、居住和商业活动之集中区；高效之交通廊道联接建成区和作为生产或资源基地之大型斑块。这一理想景观格局又能提供丰富之视觉空间。这一模式同样适用于任何类型之景观，从干旱荒漠到森林景观，到城市和农田景观。 4结语 景观生态学为景观及城乡规划提供了一个新之思维模式-景观生态规划，它是在追求“秩序“和生态适应性之经典规划和生态规划方法论之上之又一次思维转变。它之产生是社会发展之需要，也是科学发展及对大地结构和功能认识之深入之必然。 但是，同其它多种规划理论和模式一样，景观生态规划