浅议景观生态学在城市绿地系统规划中的应用

1、第31卷第5期江苏林业科技Vol.31No.5 2004年10月Journal of Jiangsu Forest ry Science&Technology Oct12004文章编号:1001-7380(200405-0022-04浅议景观生态学在城市绿地系统规划中的应用刘玉华1,刘奎2(11江苏农林职业技术学院,江苏句容212400;21江苏山水园林建设有限公司,江苏句容212400摘要:从景观生态学的角度出发,论述了绿地系统城市园林景观的特性,城市绿地系统景观生态设计的原则及城市绿地系统的景观生态设计。关键词:景观;生态学;园林绿地中图分类号:TU985112文献标识码:A城市生

2、态系统,既有自然的组成要素,又有高度人为化的组成要素,而园林绿地系统则是其中惟一具有自净功能的组成部分,在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化景观等方面起着十分重要的作用。自成体系的绿地系统与城市建设实体共同构成了共轭关系,前者避免或限制了城市无休止的蔓延,为城市提供了良好的环境;后者则提升了前者的文化内涵,体现了其存在的价值。景观生态学乃是研究景观的空间结构与形态特征对生物活动、人类活动影响的科学。它以生态学的理论框架为依托,吸收现代地理学与系统科学之所长,研究景观的结构(空间格局、功能(生态过程和演化(空间动态,研究景观和区域尺度上的资源、环境经营管理。用景观生态学的原理,研究园林绿地系统

3、规划,使城市景观符合生态学意义,将有助于解决城市资源、环境和发展问题。1景观生态学有关原理15111“斑块廊道基底”理论景观是一个由不同生态系统组成的异质性陆地区域,其组成单元称为景观单元,按照各种要素在景观中的地位和形状,景观要素分成3种类型:斑块、廊道与基底。11111斑块是外貌上与周围地区(本底有所不同的非线性地表区域,其形状、大小、类型、异质性及其边界特征变化较大。斑块的大小、数量、形状、格局有特定的生态学意义。单位面积上斑块数目即景观的完整性和破碎化。景观的破碎化对物种灭绝有重要影响;斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平,而且影响能量和养分的分布。斑块面积越大,能支持的物种数

4、量越大,物种的多样性和生产力水平也随面积的增加而增加。园林绿地系统中的斑块一般指各级公园、各企事业单位、居住区等。11112廊道景观中的廊道是两边均与本底有显著区别的狭带状地,有着双重性质:一方面将景观不同部分隔开,对被隔开的景观是一个障碍物;另一方面又将景观中不同部分连接起来,是一个通道。城市中绿色廊道一般有3种形式:第1种是绿带廊道,如上海市外环线规划了宽500m的防护绿带;第2种是绿色道路廊道;第3种是绿色河流廊道。在我国目前大部分城市环境质量较差的状况下,城市廊道的设计应在兼顾游憩观光基本功能的同时,将生态环保放在首位。11113基底在景观要素中基底是占面积最大、连接度最强、对景观控制

5、作用也最强的景观要素。作为背景,它控制影响着生境斑块之间的物质、能量交换,强化和缓冲生境斑块的“岛屿化”效应;同时控制整个景观的连接度,从而影响斑块之间物种的迁移。112景观连接度与景观连通性在景观生态学中,景观连通性是区分本底与斑块的标准之一,是组成景观元素在空间结构上的联系,用来测定景观的结构特征,可从斑块大小、形状、同类斑块之间的距离、廊道存在与否、不同类型树篱之间的相交频率和有树篱组成的网络单元的大小得收稿日期:2004203205;修回日期:2004204226作者简介:刘玉华(1975-,女,助理讲师,在读研究生,主要从事农林技术教育工作。到反映;而景观连接度是景观中各元素在功能和

6、生态过程上的联系,用来测定景观功能特征,景观连接度要通过斑块之间物种迁徙或其他生态过程发展的顺利程度反映,廊道是景观连接度的一种表现形式,在生物群体之间的个体交换、迁徙和生存中起着重要作用。113景观异质性的景观多样性景观组分和要素在景观中的不均匀分布构成了景观异质性,景观异质性的存在促进了景观格局的多样性。而景观多样性是景观单元在结构和功能上的多样性,包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性,反映了景观的复杂程度。114景观结构及其分析方法景观结构指景观的组成单元的特征及其空间格局。研究景观的结构,通常采用空间格局分析方法加以定量化。分析景观结构一般有以下几个步骤组成:收集和处理景观数据,然后

7、将景观数字化,并适当选用格局研究方法进行分析,最后对分析结果加以解释和综合。2园林景观的特性园林作为一种特殊的自然、人文景观,艺术性和功能性兼而有之,对人类生理、心理的影响是有积极意义的。园林景观生态学在景观层面上,强调对人的作用,中国古典园林要侧重于意境的渲染,而西方园林则偏重于美的视觉效果。无论是人工建造的园林,还是大自然赐与人类的天然财富,都可以看成是一种生命的存在,能够借助于大自然的力量自我控制、自我调节、自我循环。近十几年,人类在园林景观的规划设计中越来越多地考虑园林的这一生态特征。3城市绿地系统景观生态设计原则311以人为本生态优先,生态安全原则人是城市空间的主体,任何空间环境设计

8、都应以人的需求为出发点,体现出对人的关怀。时代在进步,人们对居住环境的要求也在变化,绿地景观生态规划要适应变化的需求,为居民营造一个舒适美好的城市空间,已成为规划建设城市的一项重要任务。城市绿地系统规划应该突出为人服务的生态功能,把净化大气、保护水源、缓解城市热岛效应、维持碳氧平衡、防风防灾、调节城市小环境气候等生态功能放在首位。城市绿地系统建设,在进行树种引进、濒危珍稀动植物异地保护、优势物种驯化过程中应防止外来入侵物种的侵袭和流行传染病的传播,还要考虑火灾、地震、洪水等突发情况下的安全,城市绿地系统规划中要有防灾设施和避难场所。312整体性原则城市绿地系统规划的范围不仅包括城市内部绿地,也

9、包括城市外围的城郊林带,还包括城市外围以森林为主体的林地。城市绿地系统规划应作为一个整体来思考和管理,要求城市绿地系统各子系统之间、城市绿地系统与城市生态系统之间和谐共处、协调发展,达到整体最佳状态,实现优化利用,追求社会、经济和生态环境的整体最佳效益。313持续性原则园林景观生态设计,必须以保护自然资源、维护自然循环过程作为利用自然和改造自然的前提,即园林景观作为人为的设计应最大限度地适应自然景观,以保证景观的完整性。314多样性、协调共生原则多样性导致稳定性。多样性是在一个给定系统中环境资源变异性和复杂性的量度,它包括物种多样性和景观多样性两方面。315地方特色原则城市景观生态规划应体现城

10、市的区域特征、民族风情和文化,并具有时代精神。目前,很多城市建设,总体上趋向于同一个模式,城市规划正在丧失其地方特色,要特别加以警惕。316保护环境敏感区的原则对已造成的破坏要加以补偿、恢复。4城市绿地的景观生态设计411收集和调查绿地景观的基础资料包括城市气象气候、土地利用、人口、道路、地形、建筑密度、环境污染、生态绿地、景观布局及其他资料。可采用野外考察、测量、遥感和地理信息系统、图像处理等方法。然后将景观数字化,为下一步的景观分析与评估做准备。412绿地景观分析与评价41211多样性指数多样性指数H=6ni(Pi (log2PiH是多样性指标值,n是生态系统总数, Pi是缀块i所占缀块总

11、面积的百分比,以小数表示。多样性指数反映景观类型的多少及其所占比例的变化。当城市绿化景观由一种缀块要素构成时,32第4期刘玉华等:浅议景观生态学在城市绿地系统规划中的应用景观是均质的,多样性指数为0;由2个以上的缀块要素构成的绿化景观,当各类缀块所占比例相同时,其景观的多样性最高;各类缀块之间的比例差异加大,景观的多样性就下降。因此多样性指数值越大,表明景观的信息含量越高,其类型不仅丰富,且相互之间的比例较为均匀。上海城市绿地景观分为5个类型,分别是公共绿地、居住区绿地、附属绿地、农林植被和自然植被,每一级绿地又可分为斑块绿地和廊道绿地。其中,以农林植被面积最大,占绿地景观面积的56168%,

12、自然植被占20148%,公共绿地只占2177%,景观多样性总体为1173,各区县中以长宁区、徐汇区最高,黄浦区最低,其差异是由于各区、县景观类型面积不同所造成的。41212优势度指数优势度指数D =H max +6ni (Pi (log 2Pi ,说明景观多样性对最大多样性的偏离程度或描述景观由少数几个主要景观类型控制的程度。D 值越大,表明组成景观的各景观类型所占比例差异越大;反之,比例大致相当;当景观均值时,D =0。对上海市区各类绿色缀块的优势度值的统计(见表1,可以看到各区的优势度最大值都是小型缀块,不仅数量多,而且分布广,成为上海城市居6。41213景观的破碎度在较大尺度的研究中,景

13、观的破碎化状况是其重要的属性特征。景观的破碎化与人类活动紧密相关,与景观格局、功能与过程等密切联系,同时与自然资源的保护互为依存。一般来说,生物的生存都需要一定空间范围,然而随着城市化的加剧,绿色景观不断遭到蚕食和分割,破碎化日益严重,绿色缀块的面积不断缩小,同时适合城市生物生活的环境也在减少,这些对城市生物和保护是十分不利的。因此研究绿色景观的破碎度,对于城市的自然保护是很重要的6。本文以单位面积各种缀块的总个数作为景观破碎度的判别指标:C =6N i/A 。式中C 表示绿化景观的破碎度,6N i 为景观中所有缀块的总个数,A 为绿化景观的总面积。在景观的破碎度中,低于全市平均值的只有长宁、

14、杨浦和徐汇3个区,其他各区的破碎度值都大于平均值,最大的是静安、卢湾、南市和黄浦(见表2。这4个区是上海的核心区域,历史悠久,人口密度大,而面积狭小,同时不能象其他各区能够向外扩展。因此随着人类活动的加剧,难以有足够的空间对绿化景观进行多样化的配置,相反原有绿色缀块不断被分割,数量日益增多,较大的自然景观缀块逐渐被改造得越来越小,最终不仅降低景观的多样性,还增加了景观的破碎度。413绿地景观的生态设计41311城市园林绿地的整体性在园林绿地规划中,首先要从整体出发,明确所设计的绿地在景观生态系统中的地位及建成后的生态作用。城市园林中的城市公园、街头绿地、广场、庭院绿地、道路绿化带、花圃以及城郊

15、公园等在景观生态学中被认为是城市基底中的斑块,斑块之间如果没有足够的连接度,这些孤立斑块的生态功能就得不到很好的发挥。所以在园林绿地建设中要通过水系、道路、建设防护林带、林荫大道,形成绿色廊道把各个孤立的具有各种使用功能的“绿岛”连结成绿色网络结构,并通过绿色廊道连接城市与城郊的自然环境。郊区大多有一定面积的荒山、坡地、水面等,地形丰富、自然条件优越,应规划建设为风景区、带状公园、自然保护区,以便在城市外围形成多层次的、有一定规模的环状绿带。在城郊这种“过渡带”发展生态农业、生态园艺事业,如种植果树、建设农田林网、进行林粮间作、在湖塘养鱼等,使之进一步完善城市生态系统。41312建设园林绿地类

16、型多样化城市园林类型多样化是景观多样性的一个方面,景观类型的丰富度和复杂度,对生物多样性有重要影响。城市绿地系统中的道路、河流绿化带、防护林带是一种带状廊道,具有分隔、屏障过滤、连通的性能;城市公园、绿地作为“节点”与绿廊组成网络骨架,但由于受城市土地的制约、土地市场的冲击及人为的干扰,城市公园、绿地对城市生物多样性的承载力是有限的,而城郊公园、自然风景区、森林公园、苗圃、果园、农业观光园作为城市基质的斑块,除本身有较高的生态功能外,通过良好的网络联通能很好地增加城市的生态环境。从景观生态学角度出发,绿地不仅要数量多,而且要分布均匀,大斑块与小斑块相结合。41313增加园林绿地的物种多样性长期

17、以来,一方面由于城市环境与大自然环境在光照、气温、湿度、空气质量等方面的差异,形成的城市小气候和土壤环境使许多乡土树种在城市有某种程度的不适应;另一方面由于过于强调观赏目的及管理的方便,造成城市的物种多样性较低。因此,在园林绿化中应广泛、大胆地选择适应当地环境、有较高观赏价值和防护功能的植物种类,同时,园林规划设计人员应尽可能多地运用在城市生态系统中有重要意义的植42江苏林业科技第31卷物种类,增加城市园林绿地的物种多样性。41314提高城市园林绿地的空间异质性在城市园林建设中注意园林形式美的同时应充分利用植物种类的生物学和生态学特性,实行乔、灌、草、藤的合理配置,充分利用空间资源构成一个稳定

18、的立体植物群落,提高环境的多样性和自然度,城市园林建设的目标也不应单纯追求植被覆盖率和绿化面积,还应有较高的空间异质性和生态功能。41315注意城市绿地的景观可达性景观可达性是指从空间上任意一点到达该景观的相对难易程度,可用距离、时间、费用等指标衡量。可达性实际上反映了景观对某种水平运动的阻力,因而可通过绿地景观的可达性来衡量绿地为城市居民提供服务的可能性或潜力。41316园林建筑的空间处理要充分利用地形、地势、地貌,尽量降低园林建筑面积、密度、层数、高度,注意建筑物与自然背景的谐和,并随着地形的变化,调整其内部和外部功能,把自然形式延伸到建筑中,使设计的形式重复大自然的主题,突出自然魅力,强调个性。在开敞的园林空间处理上,应使人能从较多的点观赏到周围优美的自然景色,使人感觉到与自然环境似乎浑然一体。而在自然环境条件欠缺时,应尽量采用围合空间的处理手法,加强人工园林环境设计,创造人工“自然生态”空间。5结语城市绿化景观生态的研究有助于对城市绿化进行科学指导、规划和评价,促进城市绿化发展,提高绿化效益,同时,通过管理加强对周围环境的控制,促进整个景观生态系统的结构和功能处于最佳状态,获得最大效益。表1上海市区绿化景观优势度统计缀块区域黄浦南市卢湾涂汇长宁静安普陀闸北虹口杨浦小