城鄉(xiāng)與區(qū)域規(guī)劃的景觀生態(tài)模式

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要： 景觀生態(tài)規(guī)劃模式強調水平生態(tài)過程與景觀格局的相互關系，使生態(tài)規(guī)劃在傳統(tǒng)千層餅模式基礎上又大大前進了一步。“斑塊－廊道－基質”模式是這一新的景觀規(guī)劃途徑的一個基本分析、評價和改變的語言。強調由斑塊、廊道和基質構成的景觀是一個動態(tài)的鑲嵌體，通過對這一鑲嵌體各組成部分的形狀、大小、數(shù)目及空間關系的改變來諧調各種過程，包括各種生態(tài)過程和人類活動過程，以實現(xiàn)景觀的可持續(xù)性。

    關鍵詞： 城市規(guī)劃 景觀設計 生態(tài)建筑

    景觀生態(tài)規(guī)劃（landscape ecological planning）模式是繼I. McHarg的"自然設計"（Design With Nature，1969， 1981）之后，又一次使城鄉(xiāng)規(guī)劃方法論在生態(tài)規(guī)劃方向上發(fā)生了質的飛躍。自然設計模式摒棄了追求人工的秩序（orderliness）和功能分區(qū) （zoning）的傳統(tǒng)規(guī)劃模式強調各項土地利用的生態(tài)適應性（suitability和fitness）和體現(xiàn)自然資源的固有價值；而景觀生態(tài)規(guī)劃模式則強調景觀空間格局（pattern）對過程（process）的控制和影響，并試圖通過格局的改變來維持景觀功能流的健康與安全，它猶其強調景觀格局與水平運動和流（movement and flow）的關系（Forman and Godron，1986； Risser， 1987； Turner，1989； Forman，1995a）。

    下面將從思想與發(fā)展，基本原理和規(guī)劃的總體模式各個方面介紹景觀生態(tài)模式其在城鄉(xiāng)與區(qū)域規(guī)劃中的應用。

    1?景觀生態(tài)思想及發(fā)展

    首先，景觀（landscape）一詞在這里必須同視覺美學意義上的風景，和作為一般描述性的地形地物概念區(qū)別開來（Naveh and Lieberman，1983； Forman and Godron， 1986； 俞， 1987）。景觀生態(tài)學中的景觀概念，比風景和地貌意義上的景觀概念有更深而廣的內函和外延，并有其特殊的意義，他是指多個生態(tài)系統(tǒng)或土地利用方式的鑲嵌體（mosaic），空間尺度大體在幾平方公里至幾百平方公里的范圍（Forman and Godron，1986； Forman 1995b）。

    "景觀生態(tài)"一詞最早是由Troll于1939年提出的（見Naveh and Lieberman， 1983； Shreiber， 1990）。當時航片開始普及，使科學家們能有效地在景觀尺度上進行生物群落與自然地理背景相互關系的分析。但直到80年代之后，景觀生態(tài)學才真正在把土地鑲嵌體（land mosaic）作為對象的研究中逐步總結出自己獨特的一般性規(guī)律，使景觀生態(tài)學成為一門有別于系統(tǒng)生態(tài)學和地理學的科學。他以研究水平過程與景觀結構（格局）的關系和變化為特色。這些過程包括物種和人的空間運動，物質（水、土、營養(yǎng)）和能量的流動，干擾過程（如火災、蟲害）的空間擴散等。

    景觀格局是景觀元素的空間布局，這些元素一般是指相對均相的生態(tài)系統(tǒng)和水體，森林斑塊，農田斑塊，建成區(qū)等。而無論景觀的格局或是過程，都隨時間的推移而變化，所以，景觀生態(tài)學是研究景觀格局和景觀過程及其變化的科學。

    2?"斑塊-廊道-基質"模式

    斑塊（patch）、廊道（corridor）和基質 （matrix）是景觀生態(tài)學用來解釋景觀結構的基本模式，普遍適用于各類景觀，包括荒漠、森林、農業(yè)，草原、郊區(qū)和建成區(qū)景觀（Forman and Godron，1995a），景觀中任意一點或是落在某一斑塊內，或是落在廊道內，或是在作為背景的基質內。這一模式為比較和判別景觀結構，分析結構與功能的關系和改變景觀提供了一種通俗、簡明和可操作的語言。這種語言和景觀與城鄉(xiāng)規(guī)劃師及決策者所運用的語言尤其有共通之處，因而景觀生態(tài)學的理論與觀察結果很快可以在規(guī)劃中被應用，這也是為什么景觀生態(tài)規(guī)劃能迅速在規(guī)劃設計領域內獲得共鳴的原因之一，特別在一直領導世界景觀與城鄉(xiāng)規(guī)劃設計新潮流的哈佛大學異軍突起。美國景觀生態(tài)學奠基人Richard F T. Forman與國際權威景觀規(guī)劃師Carl Steinitz緊密配合，并得到地理信息系統(tǒng)教授Stephen Ervin的強有力技術持支，從而在哈佛開創(chuàng)了又一代規(guī)劃新學派（Wenche et al， 1996）。目前，哈佛大學設計研究生院的高級研究中心（包括設計學博士計劃）中已專門設有景觀規(guī)劃與生態(tài)這一方向，使景觀生態(tài)學真正與規(guī)劃設計溶為一體。

    運用這一基本語言，景觀生態(tài)學探討地球表面的景觀是怎樣由斑塊、廊道和基質所構成的，如何來定量、定性地描述這些基本景觀元素的形狀、大小、數(shù)目和空間關系，以及這些空間屬性對景觀中的運動和生態(tài)流有什么影響。如方形斑塊和園形斑塊分別對物種多樣性和物種構成有什么不同影響，大斑塊和小斑塊各有什么生態(tài)學利弊。彎曲的直線的，連續(xù)的或是間斷的廊道對物種運動和物質流動有什么不同影響。不同的基質紋理（細密或粗散）對動物的運動和干擾的空間擴散有什么影響等等?；乩@著這一系列問題的觀察和分析，景觀生態(tài)學得出了一些關于景觀結構與功能關系的一般性原理，為景觀規(guī)劃和改變提供了依據(jù)。

    3?景觀生態(tài)學的一般原理

    盡管景觀生態(tài)學的基本原理在很大程度上是通過對生物運動的觀察得出的，但它們具有關于運動和流動等景觀格局關系的一般性意義，也適用于各種類型的景觀。

    3.1 關于斑塊的基本原理

    3.1.1 斑塊尺度原理

    一般來說，只有大型的自然植被斑塊才有可能涵養(yǎng)水源，聯(lián)接河流水系和維持林中物種（interior species）的安全和健康，庇護大型動物并使之保持一定的種群數(shù)量，并允許自然干擾（如火災）的交替發(fā)生（Pickett and Thompson， 1978.）。總起來說，大型斑塊可以比小型斑塊承載更多的物種，特別是一些特有物種只有可能在大型斑塊的核心區(qū)存在。對某一物種而言，大斑塊更有能力持續(xù)和保存基因的多樣性。

    相對而言，小型斑塊則不利于林內種的生存、不利于物種多樣性的保護，不能維持大型動物的延續(xù)。但小斑塊可能成為某些物種逃避天敵的庇難所，因為小斑塊的資源有限，不足以吸引某些大型捕食動物，從而使某些小型物種幸免于難。同時，小斑塊占地小，可以出現(xiàn)在農田或建成區(qū)景觀中，具有跳板（stepping stone）的作用。

    3.1.2 斑塊數(shù)目原理

    減少一個自然斑塊，就意味著抹去一個棲息地，從而減少景觀和物種的多樣性和某一物種的種群數(shù)量。增加一個自然斑塊，則意味著增加一個可替代的庇難所，增加一份保險（Opdam， P.， 1991.）。一般而言，兩個大型的自然斑塊是保護某一物種所必須的最低斑塊數(shù)目，4～5個同類型斑塊則對維護物種的長期健康與安全較為理想。

    3.1.3 斑塊形狀原理

    一個能滿足多種生態(tài)功能需要的斑塊的理想形狀應該包含一個較大的核心區(qū)和一些有導流作用及能與外界發(fā)生相互作用的邊緣觸須和觸角。圓整形的斑塊可以最大限度地減少邊緣圈的面積，而最大限度地提高核心區(qū)的面積比，使外界的干擾達到盡可能的小，有利于林內物種的生存。但圓整的斑塊不利于同外界的交流。

    3.1.4 斑塊的位置原理

    一個孤立的斑塊內物種消亡的可能性遠比一個與大陸（種源）相鄰或相連的斑塊大的多。與種源相鄰的斑塊當其中的物種滅絕之后，更有可能被來自相鄰斑塊同種個體所占領，從而使物種整體上得以延續(xù)。

    選擇某一斑塊作為保護對象時，一方面要考察斑塊本身的屬性，包括物種豐富性和稀有性；同時也要考察其在整體景觀格局中的位置和作用。戰(zhàn)略點的概念（strategic point）就是針對斑塊在景觀中的位置和作用提出來的（Yu， 1995a～c， 1996a ）。他認為，景觀中有某些關鍵性的位置，對它們的占領和改變，可以對控制生態(tài)過程產生異常重要的作用。

    3.2 廊道的基本原理

    3.2.1 連續(xù)性原理

    人類活動使自然景觀被分割而得四分五裂，景觀的功能流受阻，所以，加強孤立斑塊之間的及斑塊與種源之間的聯(lián)系，是現(xiàn)代景觀規(guī)劃的主要任務之一。聯(lián)系相對孤立的景觀元素之間的線性結構稱為廊道。生態(tài)學家和保護生物學家普遍承認廊道有利于物種的空間運動和本來是孤立的斑塊內物種的生存和延續(xù)（Forman and Godron， 1986； Harris and scheck， 1991； Saunders and Hobbs， 1991； Smith and Hellmund， 1993）。從這個意義上講，廊道必須是連續(xù)的。

    但廊道本身又有可能是一種危險的景觀結構，它也可以引導天敵進入本來是安全的庇護所，給某些殘遺物種帶來滅頂之災。廊道本身的構成不同，其作用也不一樣。如高速公路和高壓線路對人類生產和生活來說是重要的運輸通道，但對生物來說則是危險的障礙。在美國，公路是野生動物最大的殺手。

    3.2.2 廊道的數(shù)目原理

    假設廊道是有益于物種空間運動和維持的，則兩條廊道比一條要好，多一條廊道就減少一分被截流和分割的風險。

    3.2.3 廊道構成原理

    聯(lián)系保護區(qū)斑塊的廊道本身應由鄉(xiāng)土植物成份所組成，并與作為保護對象的殘遺斑塊相近。

    3.2.4 廊道寬度原理

    越寬越好是廊道建設的基本原理之一（Binford and Burchenau 1993）。廊道如果達不到一定的寬度，不但起不到維護保護對象的作用，反而為外來物種的入侵創(chuàng)造條件（Frankel，and Soule′， 1981.）。對廊道的寬度，目前尚沒有一個量的標準，對一般動物的運動而言，1～２公里寬是比較合適的，但對大型動物則需十到幾十公里寬。

    3.3 關于景觀鑲嵌體的基本原理

    3.3.1 景觀阻力原理

    景觀阻力是指景觀對生態(tài)流速率的影響。景觀元素在空間的分布，特別是某些障礙性或導流性結構的存在和分布、景觀的異質性（heterogeneity） 將決定景觀對物種的運動，物質、能量的流動和干擾的擴散的阻力。阻力隨著跨越各種景觀邊界的頻數(shù)的增加而加大。不同性質的景觀元素產生不同的景觀阻力，如對動物空間運動來說，森林或草地比建成區(qū)的阻力要小。一般而言，景觀鑲嵌體的異質性越大，阻力也越大。

    3.3.2 質地的粗細原理

    一個理想的景觀質地應該是粗紋理（coarse grain）中間雜一些細紋理（fine grain）的景觀局部。即景觀既有大的斑塊，又有些小的斑塊，兩者在功能上有互補的效應。質地的粗細是用景觀中所有斑塊的平均直徑來衡量的。在一個粗質地景觀中，雖然有涵養(yǎng)水源和保護林內物種所必須的大型自然植被鑲嵌，或集約化的大型工業(yè)、農業(yè)生產區(qū)和建成斑塊，但粗質地景觀的多樣性還嫌不夠，不利于某些需要兩個以上生境的物種的生存。

    相反，細質地景觀不可能有林內物種所必須的核心區(qū)，在在尺度上可以與鄰近景觀局部構成對比而增強多樣性，但在整體景觀尺度上則缺乏多樣性，而使景觀趨于單調。

    3.4 景觀生態(tài)規(guī)劃總體格局原理

    在上述有關景觀結構與功能關系的一般原理基礎上，F(xiàn)orman等人又提出了下列兩個景觀整體模式，以作為景觀生態(tài)規(guī)劃的總體原則（Forman，1995a-b）。

    3.4.1 不可替代格局

    景觀規(guī)劃中作為第一優(yōu)先考慮保護或建成的格局是：幾個大型的自然植被斑塊作為水源涵養(yǎng)所必須的自然地；有足夠寬的廊道用以保護水系和滿足物種空間運動的需要；而在開發(fā)區(qū)或建成區(qū)里有一些小的自然斑塊和廊道，用以保證景觀的異質性。這一優(yōu)先格局在生態(tài)功能上不可替代性的理由在前幾條一般原理里已闡明。它應作為任何景觀規(guī)劃的一個基礎格局。根據(jù)這一基礎格局，又發(fā)展了最優(yōu)景觀格局。

    3.4.2 最優(yōu)景觀格局

    "集聚間有離析"（aggregate-with -outliers）被認為是生態(tài)學意義上最優(yōu)的景觀格局（Forman，1995a）這一模式（原理）強調規(guī)劃師應將土地利用分類集聚，并在發(fā)展區(qū)和建成區(qū)內保留小的自然斑塊，同時沿主要的自然邊界地帶分布一些人類活動的"飛地".這一模式有7個方面的景觀生態(tài)學意義。

    ①保留了生態(tài)學上具有不可替代意義的大型自然植被斑塊，用以涵養(yǎng)水源，保護稀有生物；

    ②景觀質地滿足大間小的原則；

    ③風險分擔；

    ④遺傳多樣性得以維持；

    ⑤形成邊界過渡帶，減少邊界阻力；

    ⑥小型斑塊的優(yōu)勢得以發(fā)揮；

    ⑦有自然植被廊道利于物種的空間運動，在小尺度上形成的道路交通網滿足人類活動的需要。

    所以集聚間有離析的景觀格局有許多生態(tài)優(yōu)越性，同時能滿足人類活動的需要（McHarg， 1969； Forman and Godron 1986； Franklin and Forman， 1987）。包括邊界地帶的"飛地"可為城市居民提供游息度假和隱居機會；在細質地的景觀局部是就業(yè)、居住和商業(yè)活動的集中區(qū)；高效的交通廊道聯(lián)接建成區(qū)和作為生產或資源基地的大型斑塊。這一理想景觀格局又能提供豐富的視覺空間。這一模式同樣適用于任何類型的景觀，從干旱荒漠到森林景觀，到城市和農田景觀。

    4?結語

    景觀生態(tài)學為景觀及城鄉(xiāng)規(guī)劃提供了一個新的思維模式——景觀生態(tài)規(guī)劃，它是在追求"秩序"和生態(tài)適應性的經典規(guī)劃和生態(tài)規(guī)劃方法論之上的又一次思維轉變。它的產生是社會發(fā)展的需要，也是科學發(fā)展及對大地結構和功能認識的深入的必然。

    但是，同其它多種規(guī)劃理論和模式一樣，景觀生態(tài)規(guī)劃模式會有其局限性。特別是在中國土地資源極其貧乏，人類活動強度異常巨大的前題下，在歐美大地上發(fā)展起來的景觀生態(tài)規(guī)劃模式的適用性如何還需經廣大景觀及城鄉(xiāng)規(guī)劃師的實踐檢驗。

    景觀安全格局（landscape security pattern）也正是在考慮到中國及發(fā)展中地區(qū)的現(xiàn)實問題提出的景觀生態(tài)規(guī)劃方法論（Yu， 1995a-c， 1996a-b）。該理論強調當某種理想條件不能滿足時，規(guī)劃師應該如何向決策者提供一系列非理想的，但有具有戰(zhàn)略意義的關鍵性景觀格局，它們分別在不同層次上維護景觀過程的健康與安全所。