景观生态学原理在城市绿地系统规划中的运用

景观生态学原理在城市绿地系统规划中的运用

摘要 景现生态学是一门综合性的交叉学科，主要研究空间格局和生态过程的相互作用。它的一些基本原理，如空间异质性原理、斑块一廊道一基质模式、景观生态规划的总体格局原理等对于城市绿地系统规划具有指导意义。在绿地系统规划中有意识的加以运用，有利于改善城市的生态环境，提高居民的生活水平，最终实现系统资源的永续利用和社会、经济与生态的可持续发展。

关键词 景观生态学；城市景观；绿地系统；可持续发展

文献标识码 A

技术的变革和发展使人类具有了强大的改造自然的能力，人类社会在发展的同时也加剧了全球性的资源和环境问题。迫切的发展需求、有限的资源和脆弱的生态环境之间的矛盾进一步突显。城市生态系统作为人类干扰强度最大的自然、经济、社会综合实体，这一矛盾尤为突出。协调经济发展与资源环境的关系，寻求自然、经济、社会的可持续发展，已成为当今世界所关注的一个重要课题。景观生态学的形成和发展，为寻找解决这一矛盾的途径提供了理论基础，并促成了景观规划和生态学原理的结合。城市绿地系统规划是城市规划的重要组成部分，对于实现系统资源的永续利用和社会、经济与生态的可持续发展具有举足轻重的作用。

1 景观生态学原理

“景观生态学”是1939年由德国学者Troll通过航片研究东非土地利用问题时正式提出的，是以地理学和生态学为基础的多学科综合交叉的产物。与传统生态学研究相比，景观生态学的研究重点主要为：①空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用；②格局一过程一尺度之间的相互关系；③景观的等级结构和功能特征以及尺度推绎问题；④人类活动与景观结构、功能的相互关系；⑤景观异质性(或多样性)的维持和管理。它明确强调空间异质性、等级结构和尺度在研究生态学格局和过程中的重要性，以及人类活动对生态系统的影响，尤其突出空间结构和生态过程在多个尺度上的相互作用。景观生态学是与自然资源和土地利用有关事业的理论基础。除生物多样性保护、资源管理和全球变化外，对于土地的持续利用，包括城市土地利用规划、园林绿地系统规划等，景观生态学都具有一定的指导意义。

尽管景观生态学的基本原理在很大程度上是通过对生物运动的观察得出的，但它们具有关于运动和流动等景观格局关系的一般性意义，也适用于各种类型的景观，包括城市景观、城市园林绿地景观等。

1.1 景观异质性原理 异质性(heterogeneity)和多样性(di－versity)是景观生态学的2个重要概念。多样性主要描述斑块性质的多样化，而异质性则是斑块空

间镶嵌的复杂性、或者景观结构空间分布的非均匀性和非随机性。

景观异质性是许多基本生态过程和物理环境过程在空间和时间尺度共同作用的产物。其主要来源有自然干扰、人类活动、植被的内源演替及其特定发展历史。

景观异质性的研究主要侧重于3个方面：①空间异质性，景观结构在空间分布的复杂性；②时间异质性，景观空间结构在不同时段的差异性；⑨功能异质性，景观结构的功能指标，如物质、能量和物种流等空间分布的差异性。

从不同角度对空间异质性进行的分类存在一定差异。有人将景观空间异质性分为2种情况：①梯度分布，景观要素在空间渐变分布，梯度分布没有明显的边界斑块和廊道；②镶嵌分布，景观要素在空间聚集，具有明显的边界，以斑块和廊道为基本组成单元。也有人认为景观空间异质性有3个组分，即空间组成、空间构型、空间相关。

景观异质性作为一个景观结构的重要特征，对景观的功能过程具有显著影响。例如，异质性可以影响资源、物种、或干扰在景观上的流动与传播。异质性的存在也影响研究方法的选择。

景观的异质性和同质性也具有尺度效应。景观的异质性是绝对的，它存在于任何等级结构的系统内。同质性(homogeneity)是相对的，与空间尺度有关。有研究发现，空间单元的面积扩大时，其异质性增加，而由这些空间单元所组成的景观的异质性程度将降低。因此，景观异质性程度与观察尺度大小有极其密切的关系。不同等级系统的异质性互异构成了等级之间的差别。景观异质性决定了空间格局的多样性。

1.2 斑块－廊道－基质模式 景观作为一个整体具有其组成部分所没有的特性，因此，不能把景观单纯的描述为耕地、房屋、道路、河流和牧场的总和。景观镶嵌格局在所有尺度上都存在，并且都是由斑块、廊道、基质构成，即为斑块一廊道一基质模式。

斑块(Patch)泛指依赖于尺度的，与周围环境在外貌或性质上不同，并且具有一定内部均质性的空间单元。影响斑块起源的主要因素包括环境异质性(environmental heteroge-neity)、自然干扰(natural disturbance)和人类活动。根据起源可分为环境资源斑块、干扰斑块、残存斑块、引进斑块。斑块的大小、形状、镶嵌格局、结构、动态等对于生物多样性的保护和干扰扩散等方面的研究也有助于城市绿地系统的规划和评估。

廊道(corridor)指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。几乎所有的景观都会被廊道分割，同时又被廊道联结在一起。廊道是线性的景观单元，具有通道和阻隔的双重作用，此外，还具有其他重要功能，如物种过滤器、某些物种的栖息地以及对其周围环境与生物产生影响的影响源的作用。它的作用在人类影响较大的景观中显得更为突出。廊道的结构特征对一个景观的生态过程有着强烈

的影响，廊道是否能连接成网络，廊道在起源、宽度、连通性、弯曲度方面的不同都会对景观产生不同的影响。它的起源与斑块类似，有3种基本类型，即线状廊道、带状廊道和河流廊道。

基质(Matrix)指景观中分布最广，连续性最大的背景结构。它在景观功能上具有重要作用，影响能流、物流和物种流。基质的孔隙度(porosity)和边界形状具有生态学意义。

斑块、廊道、基质是景观结构的基本组成要素，它们的时空配置形成的镶嵌格局即为景观结构(landscape structure)。

1.3 景观生态规划的总体格局原理

1.3.1 具有高度不可替代性的景观总体布局模式。景观规划中作为第一优先考虑保护和建设的格局应该是几个大型的自然植被作为物种生存和水源涵养所必需的自然栖息环境，有足够宽和一定数目的廊道用以保护水系和满足物种空间运动的需要，而在开发区或建成区里有一些小的自然斑块和廊道，用以保证景观的异质性。这一优先格局在生态功能上具有不可替代性，是所有景观规划的一个基础格局。

1.3.2 生态学上最优的景观格局。“集中与分散相结合”格局是基于生态空间理论提出的景观生态规划格局，它包括以下7种景观生态属性：①大型自然植被斑块用以涵养水源，维持关键物种的生存；②粒度大小，既有大斑块又有小斑块，满足景观整体的多样性和局部点的多样性；③注重干扰时的风险扩散；④基因多样性的维持；⑤交错带减少边界抗性；⑥小型自然植被斑块作为临时栖息地或避难所；⑦廊道用于物种的扩散及物质和能量的流动；这一模式强调集中使用土地，保持大型植被斑块的完整性，在建成区保留一些小的自然斑块和廊道，同时在人类活动区沿自然植被和廊道周围地带设计一些小的人为斑块，如居住区和农业小斑块等”。这一景观格局具有许多生态优越性，同时能满足人类活动的需要，同样对各种类型的景观都具有指导意义。

2 景观生态学原理在城市绿地系统规划中的运用

根据景观生态学理论，在区域范围城市是一个典型的人工干扰斑块；在较小的尺度上，城市是一个由基质、走廊、斑块等结构要素构成的景观单元。其中各组成要素之间通过一定的流动产生联系和相互作用，在空间上构成特定的分布组合形式，共同完成城市系统所承担的生产生活及还原自净等功能。城市绿地系统规划包括公共绿地、居住区绿地、生产防护绿地、道路绿地等，以点一线一面的形式共同构成城市的绿色体系。站在景观生态学的角度，在城市范围，公园、风景区、街头绿地、居住区绿地等都以缀块的形式存在。河流、道路绿地等有望起到廊道的作用，而城市就是这个景观单元的基质。

2.1 城市生态系统的特征 城市生态系统是由特定地域内的人口、资源、环境通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地；是自然、经济、社会的复