景观生态学在城市用地发展方向研究中的应用以常德市城市总体规划为例本科学位

1、景观生态学在城市用地发展方向研究中的应用 以常德市城市总体规划为例 一、前言 城市用地发展方向主要是指随着城市对用地需求的增长， 如何在城市现状建设用地的基 础上选择城市用地以及在宏观上如何进行城市用地布局。 对于一个新城而言， 也包括如何选 择城址的问题。 城市用地发展方向的是否合理将直接关系到城市未来发展的命运， 合理的城 市用地发展方向是维持一个城市可持续发展的有力保证。因此， 在城市总体规划中， 城市用 地发展方向研究是一项很重要的内容，它直接服务于城市规划方案的确定。 那么究竟什么样的城市用地发展方向才是合理的？如何才能使其达到合理化？这就涉 及到有关城市用地布局的思想及理论和相关的

2、分析方法，因此， 本文主要从这两个方面进行 论述。 虽然任何城市用地的布局都没有也不可能有统一的模式， 而是要根据自身的具体条件进 行相应的布局。但科学的用地布局思想和理论却对城市的合理发展起着至关重要的指导作 用。集中与分散是有关城市用地布局理论中争论最多的话题， 也是城市用地演变过程中永恒 交替的规律，即：集中之后走向分散，分散之后又走向集中。经过无数城市发展历史的经验 证明， 只有在生态发展观的指导下， 对城市用地布局因地制宜地进行有机的集中或有机的分 散才是科学的选择。 传统上对城市用地发展方向的研究多是采取城市用地适宜性评价的方法。 该方法主要是 从城市用地的可否建设性及可建设的适宜

3、程度等方面进行考虑， 虽然对城市方案的实施及城 市建设提供了可行性， 但却忽略了城市作为一个生态系统存在的现实， 同时也割裂了城市这 个人工生态系统与周围环境之间的联系， 对城市未来的发展是不利的。 而要维护城市的可持 续性，其关键是保护城市的生态环境，提高城市自然环境的生态承载力，并采取经济、行政 和法律手段， 限制和防止对城市用地需求的过度增长， 以使城市用地的扩张与周围的生态环 境保持在平衡状态。 因此， 如何在区域的范围内， 从生态系统的角度来对城市用地发展方向 进行研究， 对城市的发展有着重要的意义。 景观生态学在此正好为我们提供了这方面的科学 理论依据，可以作为进行城市用地发展方向

4、研究的一个比较理想的工具。 本文主要是结合笔者参与的常德市城市总体规划修编项目，从理论及方法等方面探讨景 观生态学中“景观生态安全格局”及“斑块一廊道一基质”模式等原理在城市用地发展方向 研究中的应用。其目的主要是提高城市用地发展方向研究的合理性和科学性，使其对城市规 划方案的编制更具有指导意义，最终创造一个宜人的城市人居环境，实现城市的可持续发展。 二、城市用地布局的思想及理论综述 从城市规划发展的历史可以看出，城市规划发展的背后总是有着一定的思想基础作为支 撑的，城市规划发展的实质是这些思想的不断演进和完善。在进行城市用地发展方向研究 之前首先来回顾有关城市用地布局的思想及理论是必要的。只

5、有在正确的城市用地布局理论 的指导下，才能运用正确的原理及方法在实践中尽量接近这种合理的城市用地布局。 图1维特鲁威的理想城市平面图 （一）国外相关理论 1 早期对城市用地理想模式的探索 早在古希腊时代，国外就已形成有关城市用地选择及布 局的思想。古希腊建筑师维特鲁威 （Marcus Vitruvius Pollio ） 在建筑十书中对城址选择、城市形态、规划布局等都作 了相关的论述并提出了城市布局的理想方案（图1）。他认 为城址的选择应具备以下4个条件：（1）要有利于避开浓 雾、强风和酷热；（2）必须占用高爽地段，远离疫病孳生地； （3）要有丰富的农产资源和良好的水源；（4）要有便捷的通路或

6、河道同外界联系。到文艺 复兴时期，L. B.阿尔伯蒂（Leon Battista Alberti ）等人在维特鲁威的基础上，发展了理想城 市的理论。阿尔伯蒂 1452年著有论建筑一书，该书从城镇环境、地形地貌、水源气候 和土壤等着眼，对合理选择城址以及城市和街道等在军事上的最佳形式进行了探讨。16世 纪英国学者托马斯摩尔（T more）又提出了乌托邦（Utopie）的设想，当时在英国由于 资本主义的诞生，城市迅速膨胀，由于对周围农村的吞噬而出现了居住拥挤、卫生条件恶化 孙施文，城市规划哲学（1997，北京：中国建筑工业岀版社。 2 等诸多问题。因此，在摩尔所描述的乌托邦里，设有54个城市，为与

7、周围的乡村相互融合 并方便相互之间的交往， 每个城市的规模都不大， 这可以说是世界上最早比较系统地提出的 理想城市用地布局模式。 2工业革命之后对城市用地布局的反思 18世纪的工业革命使城市的规模及数量获得空前的增长，城市也相应地暴露出更多的 诸如城市环境等方面的问题，于是人们开始重新审视原有的城市用地模式，城市的用地究竟 向何处发展，国外的许多有识之士提出了诸多思想及理论上的建议。 （1 ）线（带）状城市 图2马塔的“线状城市” 伴随着工业革命，铁路等交通方式 得到了很大的发展，从而使城市之间的 联系变得更加方便。1832年，西班牙 工程师马塔（Arturo Soniq Ymata ）在探

8、讨了新的运输形式与城市之间的关系 之后，认为城市应沿一条高速度、高运 量的运输轴线定向发展成为线状，并于 1882年第一个提出线状城市的概念（见图2）。“只有一条宽500米的街区，要多长有多长一 这就是未来的城市。它的两端可以位于卡迪斯和彼德堡，北京和布鲁塞尔。”后来，他又 以10条纲要的形式，提出线状城市的基本原则。在这些基本原则中， 他强调了交通对城市 用地布局的重要性和城市用地以线状形态发展的合理性。 1930年，前苏联的城市建设理论家米柳京（H . Mu刃qtuh）又提出了带状结构的 城市。每一条带子由若干功能不同的平行地带组成，并主张生产地带与居住地带之间应当布 置宽度大于500米的

9、防护绿带。“这样一来，米柳京提出了一个比索里亚的线状城市还更为 成熟的带状城市方案。” 线（带）状城市的规划原则是以公路、铁路或者河道等交通干线作为城市布局的骨架， 城市的生活用地和生产用地平行地沿着交通干线布置。城市用地的发展可以沿着交通干线不 m y de Urbanismo par la A.Soria: Cosas de Madrid。El Progreso，10.4.1882. La Ciudad Lineal.Memoria presentada al XIII Congreso Internacional de la Habitaci Compania Madrilena de

10、Urbanizaci m, Mddrid, 1931,s.27. 断地纵向延伸出去。线（带）状城市由于城市的横向宽度有一定限度，所以城市与自然环境 结合密切，也较易防止由于城市规模的扩大而带来城市用地的过分集中。因此，线（带）状 布局在当时被广泛采用。如 1965年巴黎地区规划确定首都沿着玛尔纳和塞纳河谷两条轴线 发展，从玛尔纳河、塞纳河起将形成向北和向南的两条城市化地带，新城就建设在这两条地 带内。但带形城市随着城市规模的扩大，城市延伸太长，也会给交通带来许多不便。这样一 来，由于城市自身自然因素的限制而往往影响其横向用地上的连续性。 （2）霍华德的田园城市 1898年埃比尼泽霍华德（Ebe

11、nezer Howard ） 提出了著名的田园城市理论，他设想每5000人构成 一个居住单元进行分散布局，各单元之间布满绿地， 使空间足够开敞，从而使居民可以充分与自然接触 （图3）。整个城市的人口控制在三万人左右，周围 是宽阔的农田。为了控制城市的规模，他主张当城 市达到一定规模时，应停止城市用地的扩张，城市 用地的发展可以通过在相邻地区建立相似的集镇得 以实现。这样，许多居民点就形成多中心的复杂的 城镇集聚区，即许多田园城市围绕一个中心城市而 构成的一个城市组群，在这些城市之间设置永久性 绿带，并有铁路等便捷的公共交通进行联系（图4 ）。 霍华德在他的田园城市中提出了城市用地分散布局 的思

12、想，这对以后的有机疏散理论、卫星城镇等城 市规划理论都有相当大的影响。 图3霍华德的田园城市图 图4霍华德的城市组群 （3）沙里宁的有机疏散理论 4 图5沙里宁制定的大赫尔辛基方案 为了解决由于城市的过度集中所带来的诸多城市 问题，芬兰建筑师伊里尔沙里宁(Eliel Saarinen ) 在 1918 年提出了有机疏散 (Organic Decentralization) 理论，并在1942年城市，它的生长、衰退和未来 一书中进行了详细的论述。该理论认为，城市象生命 体一样，也是一个有机体，不应任其蔓延，而应合理 地进行分散。按照有机疏散的理论沙里宁制定了大赫 尔辛基的规划方案(图 5)，在其

13、附近建立了一些半独 立的城镇，在控制城市扩张的同时又满足城市的进一步发展。 (4) 勒柯布西埃的光明城 与霍华德的田园城市思想相反，勒柯布西埃( Lo Corbusier)在他的著作中将工业化 的思想引入到城市规划，认为城市的空间结构应由高密度、自给自足的“居住单位”与环绕 在其周围的开敞绿地组成，为使居民享受更多的绿地 图6勒柯布西埃的规划方案 和阳光，城市用地应进行集中布局 (图6)。1930年在 他所展示的光明城的规划方案中含有带状结构的成 分，工业用地与居住用地位于平行的地带上。“柯布西 埃以这个有机的、规则的发展方式为例子来反对传统 的同心圆式的城市。” (5) 芝加哥学派的三种学说

14、 从二十年代开始，美国芝加哥学派先后提出了同心圆学说(EWBargess,1923)、扇形学 说(Hhegt, 1934)和多核心学说(Harris and ullman , 1945)等，虽然这些学说是他们从人 类生态学角度考察经济和社会因素对城市形态的影响之后对城市内部结构形态模式的概况， 但同时也反映了城市用地发展方向的动态特征，即城市用地在现状基础上向周围各方向的 均匀与不均匀扩展。 武进，中国城市形态、结构及其演变，江苏科学技术岀版社，1990 俄奥斯特罗夫斯基(W.Ostrowski)冯文炯等译，现代城市建设，北京：中国建筑工业岀版社,1986 5 匚二I外IS Q 3 * 3翹淀

15、塢噩口内 E telTii干 呈 一惰腳黑 一大伦放 it成 图8第十次小组的簇群城市 评了 CIAM许多过时的思想和观点，在他们关于城市的流动、生长、变化等思想的基础上， 提出了一种新的城市用地形态一一簇群城市（Cluster City）（图8）。它是以被他们称为“干 茎”（Stem）的线型中心为骨干向周围多触角地蔓延的一种城市用地形态。 （二）中国城市用地布局相关理论 1 古代的相土、形胜及风水学说 中国有关城市用地理想模式的探索历史相当久远，可以追溯到城市产生之初。城市在建 设之初就面临着城市用地选择的问题，因此可以说有关城市用地布局的思想也是伴随着城市 的诞生而产生的。 相土、形胜与风

16、水学说就是 我国古代关于城市用地布局的主要思想。其中 相土主要是指各种营建活动之前的占卜及对 周围环境的评价。正如汉书晁错传中所 言：“相其阴阳之和，尝其水泉之味，审其土 地之宜，观其草木之饶， 然后营邑立城。”形 胜则是指形势之胜的山川环境。相土和形胜观 通过对城市的自然条件、地势、地质、水文、 防御、形胜等方面的考察，来影响对城市用地 的选址。而风水学说的基本思想与相土及形胜具有许多相通之处。在城市的选址上（见图9）, 它强调城市应依山傍水，坐北朝南，既方便生活，又拥有宜人的生态环境。同时认为城市的 规模等级应随环境的不同而做适当的调整。 2近代有关城市用地发展方向的思想 由于我国城市规划

17、工作的滞后，相关城市用地发展方向方面的理论研究也相应的匮乏， 长期以来是引入并应用西方的城市规划理论。直到近代，随着对城市规划的重视， 有关城市 用地方面的思想理论研究也随之丰富起来。如关于城市形态、城市空间结构、城市生态系统、 城市边缘区、城市开敞空间、城市用地理想模式等方面的研究等都涉及到城市用地发展方向 的内容。 （1）城市形态方面的研究 武进（1990）在中国城市形态、结构及其演变一书中提出城市伸展轴是城市外部 形态形成的基础，认为城市由内向外扩展大多是沿交通干线延伸，形成尤如章鱼的“触须” 一样的伸展轴，其伸展轴延伸的方向，就是城市用地扩展的最优方向。并结合我国城市的发 展过程将城市

18、伸展轴划分为三种主要类型：由陆上交通线所形成的伸展轴、由河道水系所形 成的伸展轴及由绿地、林荫道、森林和公园等空间所形成的伸展轴。在此基础上分析了城市 外部形态演变的三种基本方式：在已形成的城区周围由内向外成同心圆形式连续扩展、沿轴 放射状扩展（主要是沿城市对外交通线发展）及跳跃式成组成团扩展。 段进（1999 ）在对城市空间发展的研究中分析了城市空间发展结构的三种类型，即均 匀分布型、交通辐射型和主轴线型。他认为均匀分布型（又被他称为分散卫星体系）更容易 创造美好和舒适的城市环境，但却带来城市用地的相对分散；交通辐射型往往形成星状的城 市单体或放射串珠状的城市群体，为避免该种类型转化为不理想

19、的“同心圆”状城市用地布 局形态，在城市枝状用地之间应保证有足够的距离，并在该范围内保留大面积的农业用地、 公园或森林等自然景观。 他对城市外部空间形态也进行了分析，并提出了四种演变方式，即 同心圆式扩张、星状扩张、带状生长及跳跃式生长。认为在城市外部形态演变的过程中，城 市的发展轴起着决定性的作用，城市向外的均匀发展产生了星状扩张，当发展轴过多并停止 扩张时就形成了同心圆的扩张方式，如果城市沿12条生长轴扩张时就形成了带状扩张方 式。赵和生（1999）在其城市规划与城市发展一书中从城市结构方面描述了城市的四 种扩展方式，即单核生长的同心圆扩展、轴向生长的带状扩展、 多核生长的延连扩展以及多

20、图10城市结构的四种扩展方式 d 17 a.单核生长的扩展方式 b.轴向生长的带状扩展c.多核生长的延连扩展d.多核生长的结构重组 武进，中国城市形态、结构及其演变，江苏科学技术岀版社，1990。 段进，城市空间发展论，江苏科学技术出版社，1999年8月。 ，东南大学出版社，1999年8 赵和生，城市规划与城市发展，（新世纪中国城乡规划与建筑设计丛书） 月。 核生长的结构重组（图10 ）。高世华（ 1999 ）认为在城市结构形态规划中应避免采取集中 式的团块状城市用地布局形态，而应尽可能地将大、中城市规划为组团式结构形态，并提出 了组团形态的几个显著的优点。（1）增大了城市与自然环境的接触面，

21、便于市民接触自然。 （2）组团之间的隔离地带，往往是交通和高压线走廊等地带，这样既便于城市组团与对外 交通的联系和电力接近负荷中心。（3）由于组团具有相对独立性，有利于城市用地和基础设 施的分期发展和建设，使城市发展具有弹性和较大的灵活性，为城市的可持续发展创造了条 件 （2）城市生态系统方面的研究 王发曾（1997）则从城市生态系统的角度对城市用地布局进行了分析，提出了城市生 态系统组成要素的两种基本的空间排列组合方式，一为圈层式结构，一为镶嵌式结构。其中 圈层式结构是以城市中心区作为核心圈层，市区生命系统与环境系统作为内圈，郊区环境作 为中心圈，区域环境作为外圈的形式。镶嵌结构中的大镶嵌是

22、指各圈层内部组成要素所形成 的团块状功能分区的空间组合形态，最终使各区分布在不同的位置上，形成一幅有规律的块 状和条带状空间镶嵌图。“镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功能效率的一 个重要标准。”吴俊勤、凌利等人也从城市生态角度展开研究（图 11），提出了区域城镇 体系（图12）。认为城市生态环境保护综合规划必须以满足城市可持续发展需求为目标，立 图11城市生态环境系统、自然环 境、社会环境相互作用图 图12区域城镇体系发展示意图 足于城市市域范围，综合考虑城市周边地区乃至所在区域生态环境的影响因素，将城市用地 布局、环境资源保护和污染控制、园林绿化建设、城市基础设施建设等均纳入综合

23、规划范畴。 从图12中可以看出其区域城镇发展体系与卫星城镇体系思想相类似，对城市用地主张分散 高世华，跨世纪城市总体规划的探索新一轮城市总体规划技术总结，城市规划汇刊，1999年第1期 王发曾，城市生态系统基本理论问题辨析，城市规划汇刊，1997年第1期。 吴俊勤、凌利，试论城市生态环境资源保护和利用综合性规划，规划师，2000年第2期，第16卷。 布局，同时把城市用地与周围的自然生态系统相互结合，有利于改善城市的生态环境。 （3）城市开放空间系统方面的研究 有关城市开放空间系统的研究对城市用地发展方向的探讨有很好的参考作用，这里的城市 开放空间包括绿地、江湖水体、农林地、滩地、山地、城市的广

24、场和道路等空间，除了城市 的广场和道路等其他大部分是城市用地发展方向研究中涉及的内容，它们常常构成城市用地 的外围生态屏障、生态廊道及生态节点等。这些开放空间担负着生物的自然消长、隔离避灾 以及限制城市无限蔓延等多种功能，是城市生态环境的主要构成部分。余琪在“现代城市开 放空间系统的建构”一文 （1998）中从宏观层次上提出了开 放空间系统战略的四种形式 （图13），即（1）环绕的形态 与方式：城市在一定区域范围内集中发展，开放空间呈环状 围绕核心城市限制城市的扩张蔓延，周边卫星城镇与核心城 市保持一定的距离；（2）嵌合的形态与方式： 开放空间与城 镇群体在空间上相互穿插，形成以楔形、带形、环

25、状、片状图13区域开放空间系统战略的 四种形态方式 为主要形式的开放空间；（3）核心的形态与方式： 城镇群体 围绕大面积绿心发展， 城镇之间以绿色缓冲带相间隔；（4）带形相接的形态与方式： 开放空 间系统在城市轴线的侧面与城市相接，使城市群体保持侧向的开敞， 开放空间系统亦能发挥 较大的效能并具有良好的可达性。 （4）城市边缘区方面的研究 城市边缘区是城市用地发展过程中最为活跃的地带，它的变化过程很大程度上就是城市 用地在空间上扩展的结果，因此它的研究对城市用地发展方向的研究也具有很好的借鉴作 用。陈佑启、周建明等人（1998）提出了 3种城市边缘区土地利用的布局模式，即圈层式 空间结构模式、

26、放射状结构模式、分散集团模式（在西方又成为称为多核模式）。并认为相 对比较而言，其中分散集团模式具有比较明显的特色，即在一定程度上控制了城区规模的盲 目扩大，避免了 “摊大饼”式的城市蔓延所造成的耕地被侵占；农用地与城市建设用地相互 交错，有利于生态环境的建设与保护；有利于城市要素与功能向远郊区的扩散，从而缓解了 城市用地的紧张状态。 余琪，现代城市开放空间系统的建构，城市规划汇刊，1998年第6期。 陈佑启，周建明，城市边缘区土地利用的演变过程与空间布局模式，国外城市规划，1998。1 （5）城市空间理想模式方面的研究 在探讨前人关于城市集中与分散的布局形态基础上，朱喜钢（2000 ）提出了

27、有机集中 的城市空间理想模式（图 14），在该模式中，城市空间结构的各功能区以组团的形式形成有 机网络，各功能区之间留有足够的绿色生态开敞 空间，城市快速交通联系在各功能区的边缘通 过。每个功能区以510平方公里为宜，其规模 以根据各地区土地资源、人口规模、气候等条件 的变化作出调整。 以上有关城市用地布局的思想理论可以概括 为以下三个方面：（1）城市用地布局的集中与分 散。其观点可以归纳为集中、分散以及有机的分 散（集中）三种。（2）城市用地布局的形态。其 形态类型可以概括为同心圆状、轴状（包括带状、放射状等）和组团状（包括分散集团、卫 星城镇等）三种。（3）城市用地发展方向的主导因素一一交

28、通还是生态。具体地说，或者由 交通条件来决定城市用地发展的方向，城市用地沿主要交通轴线发展；或者由生态因素来决 定城市用地发展的方向，城市用地要服从于区域生态开敞空间的保护。这三个方面是相互联 系和相互影响的。城市用地理想模式的探讨也是从这三个方面进行描述。 功能区厂）用地护屣 图14有机集中城市空间网络结构理想模式 3研究方法的回顾 最初对城市用地的选择主要是考虑用地的可否建设及对生活的便利程度，如是否接近水 源，周围是否有肥沃的农业用地等。随着交通的发展，新增用地相对原有城市用地的可达性 成为用地选择的一项主要依据。因此，有关城市用地发展方向的研究方法也伴随着城市的发 展过程从无到有，并不

29、断地完善。从单纯地考虑用地的自然条件到综合地考虑自然与交通等 经济条件。当工业革命为城市带来环境污染等一系列问题之后，城市的生态环境保护也开始 被纳入到城市用地发展方向的研究内容。 （1） 一般方法一一城市用地评价 城市用地评价仍然是现在城市规划中最常用的一种传统的城市用地发展方向研究的方 法。它主要是根据可能作为城市发展用地的自然条件和社会条件，对其工程技术上的可能性 和经济性作出综合评价， 以确定用地的使用程度， 为合理选择城市发展用地提供依据。其中 他a 匸黑1 EUID切歼超 侖品庞鬥t睡朋 m 即W j 1*1阴伽 图15城市用地评价示意图 自然条件主要指气象、地形、工程地质、水文、

30、水文地 质、植被等；社会条件则包括各种历史因素(如文化古 迹、城市现状)、政治因素(如保护耕地等)。在对城市 发展用地进行评价的过程中首先是收集上述资料，然后 进行用地分析，最后编制用地评价图。在用地分析中一 般将城市发展用地分为四类。第一类为适宜修建的用地， 其用地自然条件较好，不需要或稍稍采取工程措施即能 适应城市建设需要；第二类为需要采取工程措施，条件 改善后才能进行修建的用地，其地质条件较差，必须对 地基作适当的处理；第三类为不宜修建的用地，包括高 产农田、地质条件复杂的地段、经常受洪水淹没的地段等，但在特殊条件下，采取一定的措 施后仍可以适当利用； 第四类为完全或基本上不能进行城市建

31、设的地段。对上述各类用地用 不同的图例表示出来即为城市用地评价图(如图15)。 (2)生态系统方法 单纯地考虑城市用地的可否建设或是同时考虑交通等条件对城市用地发展方向的影响 永远不能解决城市发展所带来的生态恶化等环境问题。只有认识到城市是一个复杂的生态系 统，并将生态系统的理论及方法应用到城市用地发展方向的研究之中，才可能解决城市发展 中所面临的许多问题。 城市景观规划可以说是城市规划中关于城市用地发展方向研究中与生态结合紧密并且 应用十分广泛的一种方法。1969年克罗(D.S.Crowe )首先提出景观规划的基本概念，强调 既要最佳利用地域内的有限资源，又要保护地域内的美景度和肥沃度。奥德

32、姆(H.T.Odum) 又进一步提出生态系统模式，把生态功能与相应的用地模式联系起来，并在区域规划中付诸 于实践。在五六十年代国外的城市总体规划中，作为它的一个分支，土地分类规划利用景 观规划的原理通过在环境脆弱地区规划“非发展地区”来强调对环境的保护。即把区域分为 鼓励发展的地区，称为城市用地、交通用地或发展区域；以及限制发展的区域，包括开敞空 间、农村、自然保护区和生态脆弱区等。如麦克哈格(lanl. McHarg )在设计结合自然 (Design with Nature)中提出了景观规划与生态思想相结合的新概念和新方法，并在土地规 划方法中，他将规划区域分为三种：自然空间、生产空间和城市

33、空间，从而使城市用地在扩 张的过程中顾及到生态环境保护的问题，对城市用地发展方向的分析更加科学。 接着，福曼(Richard T. T. Forman)，戈德瑞(Michel Godron )、莱尔(J. T. Cyle)等学 者相继从景观的空间结构，功能作用和场所因子出发，提出把生态特征、地质地貌、空间因 子联系起来研究的观点，揭示了景观规划的本质所在。80年代开始，景观规划与城市相结 合，形成相应的城市景观规划的理论及方法。1984年丝本(Anne Whiston Spirn)的花岗 石之园(The Granite Garden )和赫夫(Michad Houqh)的城市形式与自然进化(C

34、ity Form and Natural Process )两书进一步发掘城市的自然特性，他(她)们从分析生态系统的 主要成份(空气、土地、水、动物、植物)入手，就如何把生态原则应用于城市景观规划， 提出了很多新颖实用的方法。进入90年代，计算机、卫星遥感等技术的广泛应用加深了人 们对生态环境的认识，同时也大大地促进了城市景观规划的研究，如在城市社区开发、道路 规划等方面的景观结构、生态工程、生态要素分析方法等内容。 概括起来，城市景观规划主要是通过以下四种方法进行研究。(1)保护环境敏感区。 通过对城市中重要、特殊的环境敏感地区(Environmentally Sensitive Areas

35、)的保护来把握 城市景观的基本脉络，这里的环境敏感区是泛指对人类具有特殊生态价值或具有潜在天然灾 害的地区。(2)完善景观结构方法。景观生态学把景观结构(Landscape Structure)的基本 元素分为嵌块区(Patches) 走廊(Corridors )、母区(Matrix)和网络(Network ) 4种，嵌块 区是构成景观重要部分的块状区域，走廊是串联各嵌块区的带状区域，主要的嵌块区集合构 成景观生成的基质，即为母区，嵌块区、走廊、母区之间复杂的相互联系形成网络。完善景 观结构的方法是通过划分并完善城市景观结构的基本结构元素，串联起景观系统的各个环 节，使其成为一个稳定坚强的系统

36、。具体地讲，也就是通过建立充分的嵌块区和走廊把城市 中每一处公园、林地、街头绿地、庭园、河流、山地都纳入到景观结构之中，使大面积的公 园、绿地通过林荫大道、景观道路、滨水绿带互相串联。同时根据城市的现状确定嵌块区的 最佳面积，最佳位置和最恰当边界，确定走廊的最佳路线、最有效分布。最终建立一个丰富、 高效，可以自我供给、自我支持的动态景观结构体系。(3)生态工程方法。通过维护一定程 度的生态庞杂度(Ecological Diversity )来达到环境的自我设计目标。生态庞杂度即生态的 多样性，它能形成一种综合的“栖息环境”，这种栖息环境具有丰富的层次和组织结构，能 周向频，生态意识和规划的应对

37、一一基于生态原则的城市景观规划概念及方法，城市规划汇刊，1995(6)。 Edward J. Kaiser and David R. Godschalk, Twentieth Century Land Use Planning: A Stalwart Family Tree, American Planning Association Journal (1995)。 Lyle, J. T. Design for Haman Ecosystems, Van Nostrard Reinhold Company Icn, 1985. Spirn, A. W. The Cranite Garden,

38、New York Basic Books, 1984. Houqh, Michad. City Form and Notare Process, Van Nostrand Reinhold Company Icn, 1984. 周向频，生态意识和规划的应对一一基于生态原则的城市景观规划概念及方法，城市规划汇刊，1995( 6)。 自行生长、成熟、演化，并抵御一定程度的外来影响力，即使遭到破坏，也有能力自我更新、 复生。（4）环境要素分析方法。 通过分析城市中主要的环境要素的生态状态而获得景观规划 的任务和解决问题的途径。其主要的环境要素包括空气、土地、水、植物和野生动物。 目前国内的城市规划中

39、也有一些突破传统城市用地发展方向研究方法的实例，将城市景 观规划的方法应用进来，为今后城市规划中关于城市用地发展方向研究带来了许多新的思 路。刘贵利（2000）也是以常德市为例，选取大量可量化指标，综合运用了生态学分析方 法、景观生态学方法及生态图法对城市用地进行适宜性评价。其主要分析过程分为四个步骤： 图16 研究步骤 （1）划分景观生态单元。即以建成区为中心，将研究区域作为背景，形成景观模地。然后 在更大的区域内平均地划分地块，形成景观嵌块体。水系及交通干道形成沟通网络的景观廊 道。将每项内容绘制在图上，形成景观生态单元方格图。（2 ）绘制单项因子图。将每个指标 的评分值绘制到图上，获取单

40、项指标的分值图。（3）景观生态块附分。分别将各单项指标叠 于景观生态分块图上，并确定景观生态块的分值。根据嵌块体属性的聚集度勾绘出分析图， 然后通过生态因子统计分析方法处理各因素分值，形成因子相关系数矩阵。（4）根据相关矩 阵分析城市用地适宜性等级。即适宜建设一等地、适宜建设二等地、适宜建设三等地、生态 敏感区和不宜建设用地等共五级。黄光宇、杨培峰等人则从评价自然生态资源的角度来研 究城市空间的发展。即通过分析城市发展所涉及的生态系统的敏感性与稳定性，来了解自然 资源的生态潜力和对城市发展产生制约的因素，借此来引导城市空间的合理发展。其研究步 刘贵利、顾朝林，生态系统理论与方法在城市用地评定中

41、的应用一一以湖南省常德市为例，城市规划汇刊， 20004。 黄光宇、杨培峰，城市规划，2001（ 1），自然生态资源评价分析与城市空间发展研究一一以广州城市为例。 骤如图 16 所示。从图中可以看出作者主要是采取城市用地生态适宜性评价和城市用地生态 敏感性分析相结合的方法来分析城市空间的发展。 （ 1）生态适宜度分析。是从生态学角度， 根据城市各项建设的生态需求， 分析城市土地质量的供给情况， 最后给出城市土地质量能够 满足生态需求程度的评价和城市用地空间布局方案。（ 2）生态敏感性分析。 是指在不损失或 不降低环境后果的情况下， 生态因子对外界压力或外界干扰适应的能力。 主要影响因子有自 然

42、景观价值、 饮用水源保护、 高程分析及土地使用状况等。 最后通过各项因子的综合评价值 对敏感区进行分类。 通过对上述生态适宜性的评价及生态敏感性的分析之后， 得出城市用地 空间发展的生态分区。 即优先发展区、 次优发展区、 引导发展区、 控制发展区及环境保护区。 4存在问题 理想的城市用地模式虽然在理论上对城市规划有一定的指导作用，但任何理想的城市 用地模式都不可能适合每一个城市。在城市规划过程中不可能具体地采取哪一种理论模式， 而是要根据城市本身的特点， 综合上述理论的优点， 对城市用地在生态发展观的指导下， 采 取有机分散（或集中）的组团式布局。而每一个组团则可能是同心圆、轴状或组团状中的

43、任 何一种形态， 在组团之间留有开敞的绿色生态空间， 使人类与自然最大可能的接近， 同时避 免城市用地的无序蔓延。 只有在这种城市用地布局思想的指导下， 才能使城市规划真正地为 城市发展服务，为人类发展服务。 随着人们生态意识的提高及对城市生活环境质量要求的提高，单纯地按照一般的城市 用地评价方法来进行城市用地发展方向的研究已经显得十分不足， 这种传统的评价方法虽然 为城市用地建设的实施提供了可行性， 但从长远的发展来看， 却不具有太多的合理性。 城市 景观规划则把景观生态学的原理应用到城市规划中， 从生态学的角度提出了许多城市用地发 展方向研究的方法， 目前一些学者应用城市景观规划的方法进行

44、的城市用地发展方向研究的 实践也在一般的方法上有了很大的进步， 提高了对城市生态环境的重视， 对影响城市用地的 因素考虑的也比较全面， 但由于在评价的过程中选取的指标过多， 使评价过程变得比较烦琐， 同时由于对城市用地的发展进行的是一种静态的评价， 在城市规划实施过程中缺乏对城市用 地建设空间及时间序列上的指导，即缺乏一定的弹性。 三、理论框架 通过上述的分析，本文决定采用景观生态学中的“景观生态安全格局”及“斑块廊 道一一基质”对城市用地发展方向进行研究，以求解决上述问题。 (一) 景观生态学原理 1景观生态学的发展 景观生态学(Iandscape ecology)最早由德国学者 C.特罗尔

45、(C.Troll )在1939年提出来 (Naveh and Lieberman, 1983;Schreiber, 1990)。它是通过景观的生物组成成分与非生物组 成成分之间的相互作用，综合研究景观的内部功能、空间组织和发展规律的学科。作为地理 学与生态学的交叉学科，它是进行景观开发利用、自然保护和资源管理的理论基础，具有广 泛的应用领域及应用前景。 景观生态学中的景观 (la ndscape) 词不同于美学意义上的风景以及地貌意义上的景观 概念，而是有着更为广泛的含义。它是指多个生态系统或土地利用方式的镶嵌体(mosaic), 空间尺度大体在几平方公里至几百平方公里的范围(Forman a

46、nd Godron, 1986；Forman 1995b)。当时航片的普及使在景观尺度上进行生物群落及自然地理背景相互关系的分析成 为可能。但真正把土地镶嵌体(land mosaic)作为研究对象并成为区别于系统生态学与地理 学的一门独立学科却是80年代之后。它以研究水平过程和景观结构格局的关系和变化为特 色。城市景观规划也就是在这样一个背景下景观生态学与城市规划相结合的产物。 随着社会的发展，人们的发展观念也在发生着变化，那种只追求经济的高速增长而忽略 生态环境的做法已经没有立足之地，从生态的角度重新审视人类自身的发展成为当前占主导 地位的思想观念。这就需要我们保护好城市周围的生态环境，在为

47、人类寻求更好的生活空间 的同时也保护好其他生物的栖息环境。因此，在生态环境恶化的今天，一些生物栖息地的恢 复及保护、缓冲区、廊道的建立应是刻不容缓的事情，而如何定义缓冲区，如何设置廊道以 及在何处引入生物栖息地斑块才能有效地保护生物就成为区域及城市规划中具有战略意义 的研究内容。景观生态学中的“景观生态安全格局”及“斑块一廊道一基质”模式等原理在 这方面给我们提供了很好的理论依据。 Naveh, Z. and A. S. Lieberman, 1983. Landscape ecology: theory and application. Springer-Verlag, New York.

48、Schreiber, KF., 1990. This history of landscape ecology in Europe. In Zonneveld I.S. and R. T. T. Forman eds., Changing Landscapes: An Ecological Perspectives. Springer-Verlag, New York. Pp.21-34. Forman, R.T.T.,and Godron, M.,1986. Landscape Ecology. John Wiley, New York. Forman, R.T.T.,1995b.Some

49、general principles of landscape and regional ecology. Landscape Ecology, Vol.10(3):133-142. 2 景观生态安全格局原理 景观生态学中的水平生态过程是指发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空 间运动、干扰和灾害的空间扩散。 景观生态安全格局理论进行如下假设：景观中存在着某种潜在的空间格局，它们由一些 关键性的局部、点及位置等关系所构成。这种格局对维护和控制某种生态过程有着关键性的 作用，这种格局被称为安全格局（Security patterns，简称SP; Yu,1995c）。同时认为通过对 生态过

50、程潜在表面的空间分析，可以判别和设计景观生态安全格局，从而实现对生态过程的 有效控制。 （1）景观生态安全格局的概念 不论景观是均相的还是异相的，景观中的各点对某种生态过程的重要性都是不一样的。 其中有一些局部、点和空间关系对控制景观水平生态过程起着关键性的作用，这些景观局部、 点及空间联系构成景观生态安全格局。在一个明显的异质性景观中，SP组分是可以凭经验 判别的，如一个盆地的水口、廊道的断裂处或瓶颈、河流交汇处的分水岭 （Merrian,1984 ;Forman and Godron,1986 ；Forman,1995a；Harris,1984 ）。但是在许多情况 下，SP组分并不能直接凭

51、经验识别。在这种情况下，必须通过对生态过程动态和趋势的模 拟来实现。SP组分对生态过程的战略意义可以体现在以下三个方面： 主动趋势（Initiative）： SP组分一旦被某生态过程占领后就有先入为主的优势，有利 于过程对全局或局部的景观控制。 空间联系优势（Co-ordination）: SP组分一旦被某生态过程占领后就有利于在孤立的 景观元素之间建立空间联系。 高效优势（Effeciency）:某SP组分一旦被某生态过程占领后，就为生态过程控制全 局或局部景观在物质、能量上达到高效和经济。从某种意义上讲，高效优势是SP的总体特 征，它也包含在主动优势和空间联系优势之中（Yu,1996a,1

52、996b）。以生物保护为例，一 Yu, K.J., 1995c. Ecological security patterns in landscape and GIS application. Geographical Information Sciences, Vol.1(2): 1-17. Merriam, G .,1984, Connectivity: a fundamental characteristic of landscape pattern. In Brandt, J. and P. Agger(eds.), Proceedings of the first Internatio

53、nal Seminar on Methodology in Landscape Ecological Research and Planning (Vol.1) Roskilde, Denmark: Roskilde Universitetsfolag GeoRuc. Pp.5-15. 3 Forman, R.T.T.,and Godron, M.,1986. Landscape Ecology. John Wiley, New York. Forman, R. T. T., 1995a, Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.

54、 Cambridge University Press. Harris, L. D., 1984, The Fragmented Forest: Island Biogeography Theory and Preservation of Biotic Diversity. University of Chicago Press, Chicago, IL. 6 Yu, K.J., 1996a. Security patterns and surface model in landscape planning. Landscape and Urban Planning. 个典型的景观生态安全格局

55、(图17)包含以下几个景观组分(Yu,1995b): 图17景观生态安全格局假设模型 源(Source):景观现状中存 在的乡土物种栖息地，它们是物种进 行扩散和得以维持生存的元点。 缓冲区(Buffer zone):环绕 源的周边地区，是物种进行扩散的相 对的低阻力区。 源间联接 (Inter-source linkage ):相临两源之间最易联系的 低阻力通道。 辐射道(Radiating routes):由 源向外围景观辐射的低阻力通道。 -战略点(Strategic point):对沟通相临源之间联系有关键意义的跳板”(Stepping sto ne)。 (2)景观生态安全格局的识别步

56、骤 1) 源的确定 在大多数情况下，景观生态规划的保护对象是多个物种和群体， 而且它们应具有广泛的 代表性，能充分反映保护地的多种生境特点。 在区系成分调查的基础上，可以确定作为主要 保护对象的物种和相应的栖息地(源) 。 2) 阻力面的建立 物种对景观的利用被看作是对空间的竞争性控制和覆盖过程，而这种控制和覆盖必须克 服阻力来实现。所以，阻力面反映了物种空间运动的趋势。生态学家和地理学家设计了许多 模型来描述这种水平的生态过程( Bartlett, 1975;Sklar and Costanza, 1990)，如引力模型 (Gravity model )和潜在模型(Potential mod

57、el)。这些模型都可以形象地用潜在表面(Potential Yu,K.J.,1996b. Ecologists, farmers, tourists-GIS support planning of Red Stone Park, China. In Craglia, M.(ed.),Progress in Tras-Atlantic Geographic Information Research. Tayor Warntz, 1966)或趋势表面(Trend surface; Chorley and Haggett, 1968 )通过等值线 来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面（

58、Surface of accessibility ）。但这些 关于景观生态的研究或多或少地只研究生物与已存在于景观中的某一元素（如斑块、廊道等） 之间的关系（Laver and Haines-Young, 1993），或只记载已存在的景观元素和格局。后来在 Kn aapen等人（1992）的研究中提出了用最小累计阻力模型（Mi nimum cumulative resista nee ， 简称MCR ； Knaapen, et al.,1992），来作为景观改变的依据。建议将新引入的斑块设计在低 阻力区域。以便能有效地实现生态保护的功能。该模型主要考虑三个方面的因素，即源、距 离和景观基面特征

59、。基本公式如下： i =m MCR= f minE （Di R） j=n 其中：是一个未知的正函数，反映空间中任一一点的最小阻力与其所有源的距离和景观 基面特征的正相关关系。Dj是物种从源j到空间某一点所穿越的某景观的基面 i的空间距离； Ri是景观i对某物种运动的阻力。尽管函数 通常是未知的，但（DjxRi）之累积值可以被认为 是物种从源到空间某一点的某一路径的相对易达性衡量指标。因此，阻力面反映了物种运动 的潜在可能性及趋势。 3）景观生态安全格局 阻力面是反映物种运动的时空连续体，类似地形表面。阻力面可以用等阻力线表示为一 种矢量图。理论地理学家 Warntz（1957,1966,196

60、7）在19世纪Reech等人工作的基础之上 曾对流动表面进行过比较全面的研究。他将表面用四种点的特征：峰（Peak）、陷（Pit）、关 （Pass）和鞍（Pale）;两种线的特征：谷线（Course）和脊线（Ridge）;以及三种面的特征， 即丘（Hill ）、洼（Dale）和域（Territory）来描述。这一点、线、面模型是基于流动过程来 Warntz, W.,1966, The topology of a social-ecnomic terrain and spaitial flows. In: Thomas, M.D. (Editor), Papers of The Regional