城市景观生态概要.ppt

城市生态与城市环境专题 城市景观生态 专题 城市景观生态 1城市景观的概念1 1景观的定义与内涵景观 landscape 1 美学上的意义 视觉上与 风景 同义 作为审美对象 是风景诗 画及风景园林学科的对象 2 地理学上的理解 将景观作为地球表面气候 土壤 地貌 生物各种成分的综合体 景观接近于生态系统或生物地理群落等术语 3 景观生态学 landscapeecology 对景观的理解 景观是空间上不同生态系统的聚合 一个景观包括空间上彼此相邻 功能上互相联系 发生上有一定特点的若干个生态系统的聚合 福曼 R Forman 景观生态学 景观 以类似方式重复出现的相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域 具备四个特征 生态系统的聚合 各生态系统之间和物质能量流动的相互关系 具有一定的气候和地貌特征 与一定的干扰状况的聚合相对应 结构上景观是若干生态系统组成的镶嵌体 功能上各生态系统相互作用 以景观的形成来说 受两方面的影响 一是地貌和气候条件 二是干扰因素 城市景观是由若干个以人与环境的相互作用关系为核心的生态系统组成 景观是一个由不同生态系统组成的镶嵌体 其组成单元称为景观要素 element 按自然环境或立地条件划分的单元称之为景观成分 按人类活动的影响 如土地利用方式 划分的单元称之为景观要素 景观和景观单元或景观要素的关系是相对的 村庄 农田 牧场 森林 道路和城市的异质性地域称之为景观 它们每一类即为景观要素 景观强调的是异质镶嵌体 而景观要素强调的是均质同一的单元 2城市景观要素的基本类型2 1景观要素的基本类型景观要素三种类型 斑块 嵌块体 patch 在外貌上与周围地区 本底 有所不同的一块非线性地表区域 走廊 廊道 corridor 与本底有所区别的一条带状土地 本底 基质 matrix 范围广 连接度最高并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型 斑块与走廊在形状和功能上有所区别 但也有一致的地方 可以说走廊即是带状斑块 斑块和走廊是本底相对应的 斑块和走廊都是本底所包围的 2 1 1斑块斑块分为四类 干扰斑块 disturbancepatch 残余斑块 remainpatch 环境资源斑块 environmentalresourcepatch 和引入斑块 introducedpatch 1 干扰斑块在一个本底内发生局部干扰 就可形成一个干扰斑块 干扰斑块和本底是动态关系 干扰斑块是消失最快的斑块类型 也就是说 它们的斑块周转率 turnover 最高 或者说平均年龄最低 2 残余斑块残余斑块是由于它周围的土地受到干扰而形成的 3 环境资源斑块起源于环境的异质性 斑块与本底之间都存在着生态交错区 ecotone 在干扰斑块与本底之间 生态交错区是比较窄的 即它们的过渡是比较突然的 4 引入斑块当人们向一块土地引入有机体 就造成引入斑块 引入的物种 不管是动物 植物或人 对周围环境都有很大影响 引入的植物 如小麦田 松树人工林或树木园 称之为种植斑块 plantedpatch 引入斑块的另一种类型是聚居地 homeshabitation 2 1 2廊道 走廊 corridor 廊道的作用廊道有着双重的性质 一方面它将景观不同部分隔离开 另一方面它又将景观另外某些不同部分连接起来 走廊对于被它隔开的景观要素又是一种障碍物 并从而可起到某种保护作用 如中国的万里长城 围墙 带状的防护林等 廊道在景观的美学中起着重要的作用 中国传统园林中讲究 曲径通幽 廊道的起源 按起源可将走廊分为干扰廊道 残余廊道 环境资源廊道和种植廊道等 2 1 3本底 基质 本底的标准当一种景观要素类型在一个景观中占的面积最广时 即认为它是该景观的本底 本底占面积最大 连接度最强 对景观的功能起作用也是最大的 区分本底与斑块的标准 1 相对面积2 连接度 连通性 3 动态控制作用 一个连通性高的景观类型有几个方面的作用 这个景观类型可以作为一个障碍物 将其他要素分隔开 当这种连通形式以相互交叉带状形式实现时 就可形成网状走廊 这既便于物种的迁移 也便于种内不同个体或种群间的基因交换 这种网状走廊对于被包围的其他要素来说 则使它们成为被包围的生境岛 发生这种隔离时 有些动物 如鼠类 蝴蝶 种群会产生遗传分化 动态控制作用 树篱笆墙组织乔木种子侵入农田空地 以免形成森林群落 则篱笆墙起着景观的动态控制作用 2 1 4网络走廊互相交结相连 则成为网络 1 交点 一个网络中不同走廊之间的交点是各种各样的 可分为X 十 T L型 2 网格大小 网格内景观要素的大小 形状 环境条件以及人类活动等特征对网络本身有重要影响 相反地 网络又对被包围的景观要素给与影响 高的森林道路密度有利于林业建设 却不一定利于动物栖息 2 2城市景观要素特征2 2 1城市景观生态单元特点由于人类活动的强烈影响 城市中自然条件 如水文气象 地质地貌和动植物等 都发生了很大变化 城市景观变化极快 表现出不稳定性 在边缘区表现尤为明显 城市景观的破碎性 是与城市人口的工作 生活相适应的 2 2 2城市景观结构要素特点 1 斑块城市景观中的斑块 主要指各呈连续岛状镶嵌分布的不同功能分区 最明显的斑块如残存的森林植被 公园等 由于植被覆盖好 外观 结构和功能明显不同于周围建筑物密集的其他区域 学校 机关单位 医院 工厂 农贸市场等 也可视为不同规模的功能斑块体 2 廊道城市廊道可以分为两大类 人工廊道和自然廊道 前者是以交通为目的的铁路 公路和街道等 后者有以交通为主的河流以及环境效益为主的城市自然植被带等 3 本底 基质 城市景观中 占主体的组成部分是建筑群体 城市的本底是由街道和街区构成的 3景观多样性与城市景观异质性3 1景观多样性的概念和描述指标景观多样性又常被成为生态系统多样性 Simpson多样性指数 diversityindex D 1 Pi 2 i 1 S 式中 D是Simpson指数值 S是生态系统总数 Pi是每一生态系统所占面积的百分比 以小数表示 3 2城市景观异质性 heterogeneity 异质性是景观的根本属性 任何景观都是异质的 城市景观的异质性首先表现为二维平面的空间异质性 公园 绿地 水面 建筑物 街道性质各异 功能各不相同 城市景观的异质性同时还表现为垂直的空间异质性 垂直的异质性导致了水平的异质性 如高楼两侧接受太阳辐射的多少 气温高低不同 植物开花 放叶时间早晚 时空耦合 coupling 异质性 也存在于城市景观中 一般而言 异质性是指景观要素的空间分布的不均匀性 而把时间异质性用动态变化来表述 异质性的表现形式为空间格局 景观植物的搭配 落叶 常绿 针叶 阔叶 3 3廊道效应城市廊道的经济 社会 生态效益结合街道 廊道 在城建中不可或缺 须合理规划理由 街道主要职能是交通运输 城市街道是线形污染源 汽车排放的尾气 噪声 尘埃 垃圾等污染物沿街道分布于扩散 街道的长度 宽度 方向与污染的扩散有密切关系 城市的街道直接起人流导向作用 城市的社区组织或居民委员会等城市小区都靠街道分隔划界与彼此联系 有利于城市社区的管理 4城市景观的演变4 1城市自然景观的演变自然景观遭受外力干扰失去本身稳定状态的可能性 就是该景观的脆弱性 fragility 对景观的干扰 可导致景观结构与功能的深刻和完全的毁灭 城市的建设与发展 就是人类对该地域自然景观的深刻的 强有力的干扰 而使之发生不同程度的变异 4 2城市人文景观按自然景观的被改造程度可以把景观划分 4 2 1轻微改变的景观 如保存下来的自然森林植被以及城市中较大的湖泊等 4 2 2较小改变的景观 人类活动触动了一个或几个景观组成要素 但是自然要素之间的基本联系未被破坏 仍然保留着自然调节能力 景观的变化通常是可逆的 例如污染的过境河流 城市大气 公园中的土壤等 4 2 3强烈改变的景观 人类活动强烈影响景观的多个组成要素 使其结构与功能发生本质的变化 如 高楼林立 形成局部地区的小气候 农田坡地变为布有厂房车间的工业区 湖面被改为居住区等 4 3城市景观要素的联系城市化地区 中心城市 外城 城郊 的自然景观与人文景观的综合叫做城市化景观 5城市景观规划自然景观是城市的基础 文化内涵则是城市的灵魂 5 1城市景观规划的目的和基本原则5 1 1以人为主体的基本原则城市景观设计的最终目的应用社会 经济 艺术 科技 政治等综合手段 来满足人们在城市环境中的生存与发展需求 来满足以城市为中心带动郊区及其周边农村发展需求 人是城市空间的主体 任何景观设计都应以人的需求为出发点 体现对人的关怀 根据婴幼儿 青少年 成年人 老年人 残疾人的活动行为特点和心理活动特点 创造出满足其各自需要的空间 如运动场地 宽阔的草地和老人俱乐部等 bettercity betterlife 城市 让生活更美好 中国 上海城市 让生活更美好韩国 丽水从海洋到未来墨西哥 克雷塔罗以人为本波兰 弗洛兹瓦夫文化 科学 传媒俄罗斯 莫斯科资源 工艺 思想 通向共同世界的道路 5 1 2尊重自然 和谐共存创建园林城市自然环境是人类赖以生存和发展的基础 地形地貌 河流湖泊 城市植被等要素构成城市的主要景观资源 尊重并强化城市的自然景观特征 人工环境与自然环境和谐共处 有助于城市特色的创造 园林城市为城市景观规划和建设的主导思想 5 1 3延续历史 开创未来对于具有历史价值 纪念价值和艺术价值的景物 要有意识地挖掘 利用和维护保存 以使历代所经营的城市空间及景观得以连贯 华盛顿榆树 5 1 4协调统一 多元变化一个城市只有达到各景观要素协调统一 富有变化 才能体现出整体的健康与美 纽约的每一幢建筑都很漂亮 但整个城市较杂乱 5 2城市景观规划的内容分为城市总体景观 城市区域景观与城市局部景观等三个层次 城市规划一般是对城市土地所作的平面使用计划 其道路系统的组织与用地安排对城市景观的形成有很大影响 因而在做城市规划时就应该考虑到景观的内容 城市景观规划就是土地立体使用并考虑各局部与整体构成所做的规划 对各城市景观要素按上述的原则 进行合理的规划设计 5 3城市道路网络系统景观规划5 3 1道路建设的景观生态规划思想 1 重视道路的形态结构和总体格局规划道路的宽度 平竖曲线度 坡度 道路交叉点 道路连通性和道路密度等反映道路的形态结构和总体格局 对道路的形态结构和总体格局的规划设计既要保证城市中各种景观之间的物质流动和传输的畅通 又要最大限度降低对自然环境的破坏 某地大桥墩要建在湿地上 被环科系否决 2 加强道路绿化体系建设 完善道路网络的生态功能 5 4城市植被系统景观规划5 5城市景观的文化研究城市景观不仅是城市内部和外部形态的有形表现 它还包括了更深层次的文化内涵 是物质与精神的总和 希腊的雅典卫城 北京的故宫 法国的巴黎圣母院 意大利的圣彼得大教堂等成为了城市的永恒标志 法国的巴黎 沿着塞纳河这根城市轴线 卢浮宫 万神庙 德方斯 一直到新城等一组建筑群不断展示开来 各个时期 不同时代的建筑风格沿着成网的干道向城市四周摊开 Parkinson说 全世界有一个很大的危害 我们的城镇正在趋向同一个模样 这是很遗憾的 因为我们生活中许多情趣来自多样化和地方特色 我国城市以前街道上很少有雕塑 或城市标志 现在又一拥而上 到处都是大同小异的雕塑 没有自己的特点 Boston的鸭子雕塑 公园的鳄鱼雕塑 6城市景观的含义人类最伟大的创造 莫过于城市 一个几万甚至上千万人的社区 为了共同的和不同的目的 他们生活在一起 他们有时互助互爱 有时忌妒有加 憎恨之极 以至于你死我活 有时为了交流 他们修驰道 掘运河 有时却为了隔离 垒城墙 设陷井 同样的爱与恨也表现在人们对自然及其它生命的态度上 恨之切切 人们可以把兽与水视为共同的敌人 因此筑高堤 籓篱以拒之 爱之殷殷 人们又不惜工本挖湖堆山 引虎狼草木入城 人类所有这些复杂的人性和需求被刻写在大地上 刻写在某块被称为城市的地方 便成为城市景观 因此 景观是一本书 一本关于人类社会和自然交流的书 是一个故事 讲述了人与人 人与自然的爱和恨 战争与和平的历史与经验 是一首诗 用最精美简洁的语言 表述了人类最深层的情感 是一幅画 向人类展示自然与社会精彩的瞬间 因此 景观需要人们去读 去品味 去体验 正如读一首诗 品味一幅画 体验过去与现在的生活 因此 景观需要人们去关爱 去呵护 就象关爱自己和爱人 当然 景观也需要人们去设计 去改造和管理 以实现人与自然的和谐 俞孔坚 1 景观作为城市景象在西方 景观一词可追溯到旧约圣经 西伯来文为 noff 从词源上与 yafe 即美 beautiful 有关 它是用来描写所罗门皇城耶路撒冷壮丽景色的 Naveh 1984 因此最早的景观含意实际上是城市景象 可以想象 这是一个牧羊人 站在贫瘠的高岗之上 背后是充满恐怖而刻薄的大自然 眼前则是沙漠绿洲中的棕椰与橄榄掩映着的亭台楼阁宫殿之属 因此 这时的景观是一种乡野之人对大自然的逃避 是对安全和提供庇护的城市的一种憧憬 而城市本身也正是文明的象征 景观的设计与创造 实际上也就是造城市 造建筑的城市 2 景观作为城市的延伸和附属 景观的视野随后从城市扩展到乡村 使乡村也成为景观 Cosgrove 1998 P70 文艺复兴之前的欧洲 人被系于土地之中 大自然充满神秘和恐怖 且又为人类生活之母 对土地的眷恋和依赖 使人如母亲襁褓中的婴儿 城市资本主义的兴起使人从土地中解放出来 土地的价值从生存与生活所必须的使用价值 转变为可以交换的商品和资源 人与土地第一次分离而成为城里人 新兴的城市贵族通过强大的资本勾画其理想城市 同时不断向乡村扩展 将其作为城市的附属 3 景观作为城市的逃避景观作为视觉美的含意的第二个转变 源之于工业化带来的城市环境的恶化 城市作为文明与高雅的形象被彻底毁坏 相反成为丑陋的和恐怖的场所 而自然原野与田园成为逃避的场所 因此 作为审美对象的景观也从欣赏和赞美城市 转向爱恋和保护田园 因此才有以Olmsted为代表的景观设计师 LandscapeArchitect而非Gardener 的出现 和景观设计学 LandscapeArchitecture而非Gardening 因此才有以倡导田园风光为主调的美国城市公园运动 和以保护自然原始美景为主导的美国国家公园体系 因此也才有霍华德那深得人心的田园城市和随后的田园郊区运动 科学 客观地解读景观 武陵人所见的桃花源除了其优美和谐的画面和作为一个和谐社区的栖息地之外 它是一个有机的系统 是一个自然生态系统和人类生态系统 任何一种景观 一片森林 一个城市 里面都是有物质 能量及物种在流动的 是 活 的 是有功能和结构的 在一个景观系统中 至少存在着五个层次上的生态关系 第一是景观与外部系统的关系 如哈尼族村寨的核心生态流是水 哀劳山中 山有多高 水有多长 高海拔将南太平洋的暖湿气流截而为雨 在被灌溉 饮用和洗涤利用之后 流到干热的红河谷地 而后蒸腾 蒸发回到大气 经降雨又回到本景观之中 从而有了经久不衰的元阳梯田和山上茂密的丛林 这是全球及区域生态系统生态科学研究的对象 根据Lovelock的盖娅 Gaia 理论 1979 大地本身是一个生命体 地表 空气 海洋和地下水系等通过各种生物的 物理的和化学的过程 维持着一个生命的地球 第二是景观内部各元素之间的生态关系 即水平生态过程 来自大气的雨 雾 经村寨上丛林的截流 涵养 成为终年不断的涓涓细流 最先被引入寨中 人所共饮的蓄水池 再流经家家户户门前的洗涤池 汇入寨中和寨边的池塘 那里是耕牛沐浴和养鱼的场所 最后富含着养份的水流 被引入寨子下方的层层梯田 灌溉着他们的主要作物 水稻 这种水平生态过程 包括水流 物种流 营养流与景观空间格局的关系 正是景观生态学的主要研究对象 第三种生态关系 是景观元素内部的结构与功能的关系 如丛林作为一个森林生态系统 水塘作为一个水域生态系统 梯田本身作为一个农田系统 其内部结构与物质和能量流的关系 这是一种在系统边界明确情况下的垂直生态关系 其结构是食物链和营养阶 其功能是物质循环和能量流动 这是生态系统生态学的研究对象 第四种生态关系则存在于生命与环境之间 包括植物与植物个体之间或群体之间的竞争 共生关系 是生物对环境的适应 及个体与群体的进化和演替过程 这便是植物生态 动物生态 个体生态 种群生态所研究的对象 第五种生态关系则存在于人类与其环境之间的物质 营养及能量的关系 这是人类生态学所要讨论的 当然 人类本身的复杂性 包括其社会 文化 政治性以及心理因素都使人与人 人与自然的关系变得十分复杂 已远非人类生态本身所能解决 因而又必须借助于社会学 文化生态 心理学 行为学等学科对景观进行研究 7我国小城镇建设的生态学途径7 1小城镇的优势和特色 1 地方性 小城镇是一个基本上由当地人构成的空间实体 具有共同的文化背景和需求 在环境建设方面容易获得高度认同 2 尺度小 小城镇具有人们生活和工作步行可达的小尺度 因而可以避免大城市巨大的机动车交通流量带来的空气和噪声污染等环境问题 3 城外是乡村 小城镇的周围通常被乡村田野和自然山水景观所包围 没有无序蔓延的城乡结合带 是霍华德所追求的天然的 田园城市 4 城乡环境一体 通过河流 残遗的农田林网等将城市与周围的乡村自然景观连为一体 城市和乡村互相融合 可以避免在城市中建设大型开放绿地需要占用额外的土地 而将城市建设成为高效紧促的可持续城市形态 5 低消费 小城镇在物质生活方面较大城市简单 数量也较少 可以避免过度的物质消费带来的对社会财富的浪费 6 低能耗 建设合理的小城镇不会有大城市的 热岛效应 可以节约大量的调温用能 同时具有很好的使用太阳能的条件 各种屋顶太阳能热水器可以成为城市形象的一部分 7 2不容乐观的现状 1 建设指导思想模式盲目仿效大城市 小城镇建设过程中片面求大 求宽 求洋 求高 求快 结果是城镇建设或者杂乱无章 或者整齐单调 缺乏有个性的城市形态与生活精神 无法形成小城镇的独特个性优势 2 规划观念照搬大城市 在功能区的划分 交通布局方面参照大城市的机动车交通模式 使一些规模不大的小城镇很快浓缩了各种源自于机动车的环境公害 如公路干线穿城而过 造成严重的噪声和尾气污染 同时给城镇居民的人身安全带来很大的威胁 3 基础设施建设中环境意识落后 缺乏体现都市生活精神的使用清洁燃料 生活垃圾和工业固体废弃物收集和无害化 城镇污水收集和处理的必要的城市环境设施 形成垃圾随意堆放 占用宝贵土地 并污染环境 生活污水通常不经任何处理而随意排放 工业污水的处理率极低 散发臭气的简陋排水明沟或暗沟直接连接农田河道 造成水体和城镇周围农田土壤环境污染 它们还有一个共同后果 即造成严重视觉污染和嗅觉污染 给小城镇的形象带来严重的负面影响 4 环抱城镇的乡村景观在城市环境中的重要价值被忽视 城镇建设割裂城乡之间在景观 居民活动空间方面的联系 使得居民和外来者失去对小城镇关键性生活价值追求的体验 5 自然山水的价值被忽略 城镇周围任意开山取石 自然河道任意裁弯取直 河流水面堤岸随意固化 一些具有重要生态价值的山体 湿地被夷平或者填平 联接城乡之间的一些天然绿色通道被人为开发不当而破坏 失去了作为永久生物栖息地和城市中残遗的自然保护地的功能和价值 6 本地生物被遗忘 当地乡村和自然山水中的动物种类数量减少 的百鸟唱和 蝶飞燕舞 喜鹊报喜 鱼游蛙鸣 萤火虫点灯等景象本来完全可以保留在小城镇中 但却由于对在城市中的动物栖息地和联系城乡景观的通道保护不够而丧失 作为生物生活和迁飞的栖息地的大树 林带 野地和水体 池塘 溪流 和这些动物赖以生存的本地植被被破坏 以及在小城镇建设中大量使用外来观赏植物 人工草坪等 人为管理活动如除草 施肥 剪草 喷药等都在破坏它们的生存条件 7 肆意破坏当地重要的人文 自然历史景观要素 如古栈道 石拱桥 还包括农耕灌溉留下的人工或自然水系 农田防护林系统 以及由水系和林带共同形成的特殊纹理 残留在城市中的大树 反映当地城镇不同发展阶段的典型建筑等等 在小城镇的规划建设过程中应该设法使这些人文 自然历史景观要素暴露在城市人群面前 尤其让外来者能够有机会阅读这些历史素材 小城镇应该树立新的历史观 昨天的就是历史 不少小城镇只有几十年的建设历史 每个发展阶段都留下了一些典型建筑物 它们记录了生活和居住在这个城镇的居民的生活历史 让人们记住 一个城镇在短短的数十年内就经历了从茅草棚到土坯房 从土坯房到砖瓦房 从砖瓦房到具有城镇生活气息的街道和文化享受 人们便会更加热爱这个地方 7 3小城镇生态建设的途径 1 进行生态规划 如前所述小城镇具有最好的体现生态学思想的天然条件 由于小 小城镇规划相对于大城市要简单得多 因此也更加有可能将小城镇规划直接做成生态规划 而不是在城镇规划外另开炉灶进行生态规划 或者在规划中提出以生态学为指导思想 在规划评审过程中请生态学者参加 小城镇规划完全可以由以生态学者为主来完成 是真正的生态规划 2 开展生态城市或者可持续城市建设 开展生态城市建设目标是使小城镇朝着建立和谐的人与自然 人与人之间的城市环境方向发展 而开展可持续城市建设目的是要使得任何小城镇的开发建设活动和居民的生活方式都要对子孙后代负责 二者在本质上是一致的 开展生态城市建设会推进城市的可持续发展 而生态学是开展可持续城市建设的基本指导思想 二者都关注城市建设中的维护生态系统健康 关注居民生活质量 土地和资源节约等当前社会普遍关注的共同问题 3 实施生态工程 生态工程就是那些在物质和能量利用方面实现了 四两拨千斤 的具体工程项目和各种活动 生态学家奥德姆