景观生态与林业

景观生态与林业

徐当会副教授

兰州大学

Email：dhxu@基本概念生态系统服务功能及评价景观规划与设计景观生态学与生物多样性主要内容1.1景观和景观生态学

在19世纪中期由Haeckel提出生态学一词，随着时间的推移，生态学已成为一个既古老而又现代的学科，它研究的主要内容就是生物或生物群体与其环境的关系，而通常我们又将它分为几个层次：个体、种群、群落和生态系统，而景观是比生态系统更高一层次的生物层次。

景观生态学自1939年由特罗尔（Troll）提出后，发展十分迅速，已成为生态学一重要分支，并且已形成一套自己的理论，为生态学的发展提供了一个全新的空间。全球景观区域群落（生态系统）个体种群个体生态学种群生态学群落生态学（生态系统）景观生态学区域生态学全球生态学景观生态学学科位置示意图景观水平上的生态学A.桂林山水景观B.美国亚利桑那洲大峡谷景观C.美国威斯康星大学Curtis草地景观D.内蒙古草原景观E.北美的Sonoran荒漠景观F.亚洲温带荒漠景观一角

1.2景观的特征与要素

①结构特征：一个景观由若干异质性的生态系统镶嵌组成。如山区景观，由林地、农田、村庄、河流和公路等组成。②功能特征：景观成分见有物质和能量的交换而相互作用。如水流、气流、热流、养分流等；种子花粉扩散，物种迁移等③形成特征：景观是气候地貌因素和干扰因素等影响的产物。景观的形成和变化受两类因素的影响：A:气候地貌因素：对其它自然条件有决定性的影响；B:干扰：指能引起景观结构等发生重大变化的离散性事件。自然干扰如火灾、洪水、地震、火山爆发、病虫害等。人为干扰如森林采伐、草原放牧、农业耕作和城市建设等。景观要素

定义：景观是由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元（各个生态系统）称之为景观要素（landscapeelement）。按自然条件或立地条件划分的景观单元—景观成分。按人类活动的影响划分的景观单元—景观要素。景观和景观要素是相对的，景观强调异质，景观要素强调匀质。景观现象具有尺度效应（时间和空间）。1.3景观生态学研究范畴景观生态学：研究相关景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和变化。

1.景观结构景观组成单元的类型、多样性及空间关系。

2.景观功能各种景观要素之间的相互作用，不同生态系统之间的能量流、物质流和物种流（生物流）。

3.景观变化景观的结构和功能上随时间的变化。

研究内容景观生态分类景观生态评价景观生态规划设计景观规划设计的实施4.景观管理通过分析景观特征，提出景观利用管理最优化方案。

景观结构（LandscapeStructure）的基本组成要素：斑块（patch）最小的异质性单元，即一个具体的生态系统。廊道（corridor）不同于两侧基质的狭长地带基质（matrix）是景观中范围广阔、相对同质且连通性最强的背景地域，很大程度上决定着景观的性质上述三要素的时空配置形成的镶嵌结构－－景观结构1.4景观组成要素及特征--斑块A干扰斑块(disturbancepatch)

原因：由于局部干扰而产生的。采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿干扰是引起生态系统格局显著偏离其常态的事件。举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等。

1.4.1斑块类型及特征干扰内、外因（如火灾）单一、慢性短期特点：具有最高的周转率、持续时间最短、消失最快的斑块类型。

B残余斑块(remantpatch)

原因:由包围着一小块未受干扰地区的大范围干扰造成的。

举例:火灾大火过后残留的一片森林、寒冷过后阳坡上留下的鸟巢。调整期：物种变动速率增高的时期。松弛期：某些种群灭绝速率升高的时期。C环境资源斑块(environmentalpatch)原因：由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起。例如：祁连山植物垂直分布、森林中的沼泽。特点：存留时间长、周转率低。

D引进斑块(introducedpatch)

原因：人类将生物引进一个地区，就产生了引进斑块。（1）种植斑块(plantedpatch)

原因：由人种植植物而产生的特点：人维护、存留时间长（2）聚居地(homeshabitation)特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地种。例如：村落、城镇1.4.3斑块的形状

形状与面积同等重要例如:鸟、昆虫觅食，巢域一般为长方形。1生态学意义形状分析可了解物种动态（物种分布是稳定、扩展、收缩、还是迁移甚至以了解迁移路线）斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。斑块的形状与环境变化及更新过程有关。园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术效果。

D-形状系数

L-斑块周边长度

A-斑块面积

D值说明某一斑块周边长度与面积同该斑块相等的圆的圆周长之比，比值为1为圆形，比值越大说明该斑块周边越发达形状系数

2

边缘（edge）与边缘效应（edgeeffect）

定义：边缘是指两个不同的生态系统相邻处形成的狭窄过渡带。斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡，这就是通常所说的边缘效应。

特点：由一种环境条件组合、过渡为另一种环境条件组合，由一类动植物组合过渡为另一类动植物组合，不仅包括两个生态系统内部的成分并且有其特有的成分。

形状指标内部/边缘边缘长度与本底作用斑块内障碍物生境异质性物种多样性走廊价值寻食效应圆形高小小少小大小大长条形低大大多大小大小内部——边缘比是代表一些生态作用的有用指标内部/边缘比的生态意义的比较1.4.4斑块的数量和构型－－斑块镶嵌结构

1、斑块数量的结构斑块在景观中的空间排布情况，它们的空间分布对能量、物种的流动有重要影响。在研究一个景观中，可以以块数或面积来研究斑块的下列结构：①群落类型（生态系统类型）；②起源类型；③大小等级；④形状（按形状系数分级或将它分成几类）。研究这些结构指标时，可采用块数和面积的绝对值，也可以采用相对值。可将上述构成称之为景观斑块谱。2、斑块相关性的指标：隔离度、可及性、相互作用、总隔离度指标公式解释斑块的隔离度（ri）n是所研究的斑块（i）邻近的斑块数，dij是i与任意相邻斑块（j）之间的距离dij是所研究的斑块（i）和任一相邻斑块（j）沿连系线（如森林走廊与树篱）之间的距离Aj是与研究斑块i相邻的任一斑块（j）的面积，dj是i和j之间的距离将所有斑块置于具有x和y的座标上δxδy分别为x和y座标的方差斑块的可及性（ai）斑块间的相互作用（Ii）斑块总隔离度（D）2（δx＋δy）22223、森林破碎化指标：斑块密度、边缘密度、加权形状指数、内部面积破碎化指标指标公式解释斑块密度（PD）PD＝n/An斑块数A景观面积L边缘长度A景观面积t为总斑块数，Ai是森林斑块i的面积，SIi是i的形状指数，标准形状为正方形，Pi是i的周边长，A是所有森林斑块的总面积Ain是森林内部总面积，A是森林总面积边缘密度（ED）ED=L/A加权形状指数AWS内部面积破碎化指标IAFIAF=1-(Ain/A)斑块镶嵌格局的作用：（1）如果一个斑块是火灾或虫害爆发的干扰源，那么，当它被隔离时，干扰就不可能进一步扩散；（2）不同类型的斑块镶嵌在一起，能形成一种有效的屏障。4、斑块的格局斑块的格局指的是斑块在空间上的分布、位置和排列。相同类型斑块空间分布格局：随机分布、聚集分布和均匀分布干扰与斑块空间构型之间存在一种负反馈机制，相邻的类似斑块越多，干扰就越容易扩散；干扰越扩散，斑块就越少；斑块越少，干扰就越不容易扩散；干扰越不容易扩散，斑块就越发育。如此往复，只要斑块密度与干扰水平都在一定限度内波动，其结果就是稳定的。了解景观水平上的稳定性是景观生态学的一个重要研究内容。干扰容易扩散干扰不易扩散1.5景观组成要素及特征--廊道两边均与本底有显著区别的狭带状土地，它既可能是一条孤立的带，也可能与属于某种植被类型的斑块相连。如:树篱、公路等1.5.1廊道的作用双重作用:将景观分离、将景观连接

1.运输：公路、铁路、运河、输电线等

2.保护：长城、围墙、林带等

3.资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多

4.观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤1.5.2

廊道的起源走廊按起源可分为：干扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道1.5.3廊道的结构特点1弯曲度(curvilinearity)

廊道弯曲度的生态意义与生物沿廊道的移动有关。一般来说，廊道越直，距离越短，生物在景观中两点间的移动速度就越快。廊道中两点间的实际距离与它们之间的直线距离之比。2连通性(connectivety)

连通性是指廊道如何变化对物种沿廊道或穿越廊道的迁移具有重要意义，可用单位长度廊道中中断数量来度量。如：农田树篱作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功能。3狭点(narrow)

定义：廊道中的狭窄处作用：影响运动如：河流峡口4结点(nodes)

定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。

作用：结点在管理与规划中十分有用，因为它提供了许多相连系的物种源，当物种在斑块中消失时，有利于物种重新迁入。例如：河流急转弯的凹面常出现一片泛滥平原，两条公路交叉处的重叠植被5廊道的内部特点

1)从边缘到中心的物种组成发生急剧变化例如：公路、河流、林带

2)环境条件与外部有所不同例如：林荫路冬暖夏凉1.5.4廊道的分类1线状廊道

是全部由边缘物种占优势的狭长地带一般有7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱2带状廊道

是指具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条带。廊道的宽度是可以造成一个内部环境，含有内部种，每个侧面都存在边缘效应。线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状廊道的基本生态差异主要在于宽度，具有重要的功能意义。

林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部种都很少，随宽度增加边缘、内部种均增加，但边缘种在宽度略增加时即迅速增加，而内部种则要在宽度达到一定值时才能增加，阈值一般为7-12米。

边缘种多样性（物种数量）林带宽度内部种林带宽度与物种多样性

3河流廊道河流廊道是沿河流分布的而与周围基质不同的植被带。

4河岸带河流两旁特有的植被带，它是陆地生态系统和河流生态系统的交错区。河岸带生态环境的突出特点是水分多，一是邻近有开旷的水体，二是地下水浅，三是由坡的上部经常有水分经这里汇集。河岸植被一般都具有需水量高，要求肥力强，并且能耐水淹的生态学特性。河岸带与人类生活有密切关系，人类在建造自己的居住地和发展农业时，首先挑选的就是河岸带，因为这里水源丰富，地形平坦，适合建造房屋和种植多种作物。当今世界上原始的河岸带已经所剩无几了，保护残余的河岸带是自然保护中的一个关键问题。1.6景观组成要素及特征--本底（基质）

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。景观中的背景地域。本底的标准1相对面积一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。假如一种景观元素类型覆盖50%以上的面积，就可以认为是本底。2连通性如果一个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开，则认为该空间是连通的。连通性高的作用：

1)可以作为障碍物将其他要素分开。例如：防火带

2)便于物种迁移与基因交换。

3)使其他要素成为生境岛。3动态控制例如：原始林采伐烧地、农田与林网1.7景观多样性1.7.1生物多样性景观多样性是生物多样性的一个层次生物多样性可分为遗传多样性（geneticdiversity）、物种多样性（speciesdiversity）和景观多样性（landscapediversity）当前正处于生物多样性迅速丧失的年代。景观多样性的意义：①只有多种生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性；②只有多种生态系统的共存，并与异质立地条件相适应，才能是景观的总体生产力达到最高水平。③只有多种生态系统共存，才能保障景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水平。1.7.2景观多样性的描述指标①丰富度或相对丰富度；②Simpson多样性指数；③Shannon－Weiner多样性指数；④相对分块性丰富度（richness）指的是一个景观中生态系统类别数，以绝对值表示。相对丰富度是指一定景观内出现的生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系统类别数的百分比。Simpson多样性指数（diversityindex），其中，D是Simpson指数值，S是生态系统总数，Pi是每个生态系统所占面积的百分比，以小数位表示。Shannon-Weiner指数，根据信息论的理论而来，它的指标H’代表一个景观“信息”的不确定性。起组成成分变化越大，其不确定性变化也越大。H’是指标值，S是生态系统总数，Pi是个别生态系统占的面积百分比，以小数位表示。景观的均匀性（evenness）。一个景观有S种生态系统，计算它的均匀性，就是将它的多样性与同样也是S种但完全均匀（即各种生态系统所占面积完全相等，即均占1/S）的景观的多样性相比

E＝H’/H’(max)相对分块性（relativepatchness）也可来表明景观多样性式中，P为分块性，N为相邻生态系统的边界数，Di为相邻两个生态系统的相异性指数景观的多样性是普遍存在的，主要表现在：一个是因为立地条件不同而形成不同的生态系统；另一个方面是由于干扰作用的结果1.7.3景观异质性（LandscapeHeterogeneity）景观异质性：是指在景观中对一个物种或更高级生物组织的存在起决定性作用的资源（或某种性状）在空间（时间）上的变异程度（强度）异质性主要指景观内部资源或性状的时空变异程度，是由于环境要素的时空差异及各种自然和人为干扰作用的时空不均匀性所产生的，是景观最基本的结构特征，也是景观生态学研究的重要内容之一（Forman，1995）。景观异质性是景观生态学的重要属性。景观异质性与景观稳定性景观稳定性是一种有规律的绕中心波动的过程，反映了一个景观抵抗和适应干扰的能力。景观异质性与景观稳定性之间也是一种相互依存、相互影响的关系。生物正负反馈不稳定性可导致种群区域隔离，增加景观异质性，从而减少干扰的传播；反过来则有利于景观的稳定。另外，景观异质性是保证景观稳定的源泉。实际观察和模拟研究均显示：景观异质性有利于景观的稳定。尽管表面看来异质使得景观显得好像杂乱无章，但这种状态和交替恰好抹去了景观中的剧烈性变化，而使之趋于一种动态稳定的状态。景观异质性与景观多样性景观多样性和景观异质性之间既存在着紧密的联系，又是两个不同的概念。两者均是自然干扰、人类活动和植被内源演替的结果，对物质、能量、物种和信息在景观中的流动均有重要的影响。但景观多样性描述的是景观结构、功能、动态的多样性和复杂性，而景观异质性是指景观类型、组合及属性的差异，类似于景观结构的多样性，代表的是景观镶嵌的空间复杂性，可以被认为是生物多样性发展的结构基质。

景观异质性的存在决定了景观空间格局的多样性和斑块多样性。一般来说，异质化程度愈高，愈有利于保持景观中的生物多样性。反过来讲，景观多样性的保存也有利于景观异质性的维持。1.7.4森林景观的异质性1森林年龄结构森林景观的年龄结构指的是林分间的年龄构成状态（1）原始林的年龄结构在未受到人为经营或干扰的原始林中，景观的年龄结构主要决定于自然干扰的种类及其它特点。以火干扰为主的森林中，不同林分年龄差别最明显，在其他干扰方式以粗粒状发生时亦如此。在以树冠干扰方式为主时，则林木年龄差异主要表现在林分内。（2）经营林的年龄结构受到人为经营的地区，森林的年龄结构决定于轮伐期和在整个轮伐期中采伐在时间上的分配。按照古典的法正林思想，法正林是由若干实行皆伐作业的同龄林分系列组成，它必需具备法正龄级分配、法正林分排列和法正生产量。所谓法正龄级分配，就是要具备从小到大各个龄级的林分，并且各龄级分配相等。

完全调整林要求由一系列同龄林分组成的系列，并且要求各龄级的面积相等。广义法正林认为各龄级的林分面积应该按一定递减率分配，即幼龄林和中龄林多，而成熟林少。（3）老龄林的生态意义和保存不同年龄的林分常具有不同的生产和生态意义。在经营管理上，常将林分划为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林。所谓老龄林，不仅指年龄，并且指未受人为干扰或受人为干扰很小的原始林，它们多处于比较稳定的阶段。美国Franklin教授等研究了Cuscade山脉西坡，年龄在350—750年生的典型花旗松——铁杉老龄林的生态学特性，充分肯定了老龄林在结构上的特殊性以及保持生物多样性和维持生态平衡的作用，主要结论：①花旗松林需要175－250年才能发展成为老龄林。②在老龄林中，有很多特有的哺乳动物和高等植物。③老龄林中总生产力能维持在较高的水平上，但是死亡量和生长量又大体平衡。由于死树和倒木的积累，总的有机物一直保持增多的趋势。④老龄林具有保持营养物质的巨大能力，在地球化学循环上损失的营养物质有限，大量的营养物质与死的和活的有机体结合在一起。⑤老龄林中固氮附生植物丰富，固氮细菌亦很丰富。⑥老龄林比幼龄林异质性大，林木年龄和大小变异性大，下层植物的斑块性也更强。Harris的花旗松经营模型：中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期Franklin的新林业说：将交互块状采伐，改为块状顺序采伐采伐时每英亩保留8~15棵大树保留伐区剩余物2.山地森林和河岸森林对河流的作用（1）维持景观稳定性和保持水土山地－河流之间的物质移动是以水力作用为主的侵蚀和以重力作用为主的运动方式，这都要决定于植被对土壤的保持作用。（2）维持河流生物的能量和生存环境森林溪流的有机物99％都是从外面进入的。大的倒木落到溪流之上可造成生境的多样性。河岸森林的树冠可防止水体过热，以免氧气流失。（3）维持河流良好的水文状况采伐和火灾，都能造成径流量增加。因为减少森林意味着减少林木向空中的蒸腾，森林蒸腾的水减少了，从而有更多的水流到河中去了。（4）维持河流的良好水质河流中泥沙含量低。河水中的营养物质处于低水平状态。3.河岸森林的经营管理山地森林，特别是河岸森林是异常敏感的一种生态交错区。林业上有两种方法：一种办法是沿溪流的保护带不要进行任何主伐；另一种办法是对河岸保护带的森林的采伐强度要严格限制，以减轻采伐带来的不利后果。最理想是将上述两种方法结合起来，即紧邻溪流留下一条狭长的保留带，然后在相邻处再配置一条较宽的、采伐强度较低的缓冲带。2生态系统的服务功能及其评价生态系统服务功能的内涵生态系统服务功能价值评估2.1生态系统服务功能的内涵

由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称为生态系统服务。生态系统服务功能主要表现：提供保存生物进化所需要的丰富的物种与遗传资源，太阳能，二氧化碳的固定，有机质的合成，区域气候调节，维持水及营养物质的循环，土壤的形成与保护，污染物的吸收与降解及创造物种赖以生存与繁育的条件，维持整个大气化学组分的平衡与稳定，以及由于丰富的生物多样性所形成的自然景观及其具有的美学、文化、科学、教育的价值。

2.2生态系统服务功能价值评估

生态服务功能的价值分类生态服务功能价值的评价方法

2.2.1生态服务功能的价值分类直接利用价值指生态系统产品所产生的价值，可以用产品的市场价格来估算。间接利用价值指无法商品化的生态系统服务功能，如维护和支撑地球生命支持系统功能。它通常根据生态服务功能的类型来确定。选择价值是指人们为了将来能够直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。存在价值又称内在价值，它表示人们为确保这种生态服务功能继续存在的支付意愿，它是生态系统本身具有的价值。2.2.2生态服务功能价值的评价方法1.直接市场价格法(市场价值法和费用支付法)直接市场价格法是指生态系统提供的产品和服务在市场贸易产生的货币价值。市场价值法以生态系统提供的商品价值为依据，如提供的木材、鱼类、农产品等，即当前人们普遍观念上的生物资源价值。费用支付法是描述生态系统服务价值的，它以人们对某种环境效益的支出费用来表示该效益的经济价值。如旅游景点所用的交通费、饮食费、住宿费、门票费等。2.替代市场价格法(市场价值法、机会成本法、旅行费用法等)替代市场价格法当一项产品或服务的市场不存在，没有市场价格，替代市场价格可以用来提供或推出有关价值方面的信息。方法：通过分析某种与环境效益有密切关系，并且已在市场上进行交易的东西的价格来替代，有时必须做出某些人为调整。市场价值法：适合于没有费用支出的但有市场的生态服务功能的价值评估。

机会成本法：是指在无市场价格的情况下，资源使用的成本可以用所牺牲的替代用途的收入来估算。例如，保护土地，是用为保护土地资源而放弃的最大的效益来测量其价值。

旅行费用法是估价未明码标价的自然景观或环境资源的一种方法，以参观游览自然风景点所花费的时间或费用来代替进入此景点的价值。3.权变估值法权变估值也叫条件价值法、调查法或假设评价法。它应用模拟市场技术，假设某种“公共商品”存在并有市场交换，通过调查、询问、问卷、投标等方式来获得消费者对该“公共商品”的支付意愿或消费剩余，综合所有消费者支付意愿或消费剩余，即可得到环境商品的经济价值。

4.生产成本法生产成本就是指为恢复、保护或重建这些损失而需要的花费。常用的生产成本法有机会成本法、成本有效性分析法、减轻损害的费用法、影子项目法、替代费用法。影子项目法:是指在生态环境功能,例如一片森林被破坏,使涵养水源的功能丧失或造成荒漠化,就需要建设一个水库或防风固沙工程等.123景观生态规划与设计的发展景观生态规划景观生态设计3景观生态规划与设计日益加剧的全球环境问题及其生态后果已迫使人们达成共识，并为维护与改善人类赖以生存的生态环境进行有目的的规划、设计和管理，以达到在经济发展过程中合理利用自然资源及维护资源的再生能力，使人类的生存环境得到最大限度保护的目的。景观

在持续发展与规划设计中

是最适宜的尺度

景观生态规划与设计

是实现景观持续发展的有效工具

景观生态规划与设计是运用景观生态学原理、以区域景观生态系统的整体优化为基本目标，在景观生态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。景观生态规划与设计从景观生态功能的完整性、自然资源的内在特征以及实际的社会经济条件出发，通过对原有景观要素的优化组合或引入新的成分，调整或构建合理的景观格局，是景观整体功能达到最优，达到人的经济活动与自然过程的协同进化。景观生态规划设计的实践包括4个基本方面：①宏观环境规划，包括对土地使用和自然土地地貌的保护以及美学和功能上的改善强化。②场地规划/各类环境详细规划，对除了建筑、城市构筑等实体以外的开放空间，如广场、田野等，通过美学感受和功能分析的途径，进行各类建筑物和道路交通的选址、营造及布局，并对城市及风景区自然旅游布道和城市人行道系统、植物配植、绿地灌溉、照明、地形平整改造以及排水进行设计。③各类施工图、文本的制作。④施工协调与运营管理。风景园林学地理学生态学景观生态规划与设计3.1景观生态规划与设计的发展景观生态规划与设计的发展过程

景观生态规划与设计的基本研究内容中国景观生态规划设计存在的现象3.1.1景观生态规划与设计的发展过程19世纪末，一些学者逐渐认识到自然保护的重要性和景观价值-为景观生态规划与设计的理论和实践奠定了基础。20世纪初至50年代,生态学的形成,其思想逐渐渗透到区域规划等应用学科,对景观生态规划的理论与实践的发展起到了一个促进作用。20世纪中期以后环境运动--景观生态规划与设计提供了一次机遇.遥感与计算机在景观研究与规划中的初步应用—为景观生态规划与设计的进一步发展创造了条件.进入80年代景观生态学成为一门独立的学科,为景观生态规划与设计进一步发展提供了理论指导.RS,GIS和计算机辅助制图技术的广泛应用,使景观规划与设计走向系统化.3.1.2景观生态规划与设计的基本研究内容1.景观生态学基础研究，包括景观的生态分类、格局与动态、功能分析等内容，目的是从结构、功能、动态等方面对景观生态过程予以研究。2.景观生态评价，包括经济社会评价与自然评价2方面内容。即评价景观对现在利用状况的适宜性，以及对于已确定的将来用途的适宜性。3.景观生态规划与设计，根据景观生态评价的结果，探讨景观的最佳利用结构。4.景观管理，一方面负责景观生态规划与设计成果的实施，另一方面对于实施过程中所出现的问题，及时反馈并不断补充，使之能够不断进行修改、不断完善。3.1.3中国景观生态规划设计存在的现象现象之一：迷信外资现象之二：“围城”之感现象之三：谁轻谁重由于历史原因，园林景观设计在国内一直处于城市建设的从属地位，似乎园林设计师的地位比建筑师要低一等。国外设计界，景观设计师在城市建设中的地位非常重要，景观设计师不仅参与到一个城市总体规划甚至国土规划领域，而且往往提出决定性的意见。现在国内已有专家和企业开始倡导大景观概念，强调景观设计师的作用。大景观是指在一些大范围的规划项目中，应有景观设计师的参与，甚至有的应由景观设计师做出初步的规划，建筑、道路、桥梁设计师等随后。实施难度：首先是思想上，大家已经习惯了先建房、修路，然后再绿化，要想改变，需要做大的调整。

其次，现在从事园林景观设计的人员大多是园林专业毕业的，缺乏相关总体规划方面的知识，从事这方面的工作还需要一段时间积累经验。1景观生态规划的概念与内涵景观生态规划的步骤3.2景观生态规划32景观生态规划的应用3.2.1景观生态规划的概念

应用景观生态学原理及其它相关学科知识，通过研究景观格局与生态过程以及人类活动与景观的相互作用，在景观生态分析、综合评价的基础上，提出景观最优化利用方案和对策及建议。3.2.1景观生态规划的内涵①景观生态规划涉及景观生态学、生态经济学、人类生态学、地理学、社会政策法律等相关学科的知识，具有高度的综合性。②建立在充分理解景观与自然环境的特性、生态过程及其与人类活动的关系基础之上。③其目的是协调景观内部结构和生态过程及人与自然的关系。④规划强调立足于当地自然资源与社会经济条件的潜力，形成区域生态环境功能及社会经济功能的互补与协调，同时考虑区域乃至全球的环境。⑤侧重于土地利用的空间配置。⑥不仅协调自然过程，还协调文化和社会经济过程。3.2.2景观生态规划的步骤1、确定规划范围与规划目标一是为了保护生物多样性而进行的自然保护区规划与设计二是为自然资源的合理开发而进行的规划三是为了当前不合理的景观格局而进行的景观结构调整。2、景观生态调查景观调查的主要目标是收集区域的资料与数据。获取资料的手段：历史资料、实地调查、社会调查和遥感及计算机数据库。综合考虑各种因素，包括：自然地理因素：地质、水文、气候、生物地形地貌因素：土地构造、自然特征、人为特征文化因素：社会影响、政治和法律约束、经济因素3、景观空间格局与生态过程分析景观生态规划的中心任务是通过组合或引入新的景观要素而调整或构建新的景观结构，以增加景观异质性和稳定性，而对于景观格局和生态过程的分析有助于我们做到这一点。4、景观生态分类和制图景观生态分类和制图是景观生态规划及管理的基础。根据景观生态分类的结果，客观而概括地反映规划区景观生态类型的空间分布模式和面积比例关系，就是景观生态图。可作为景观生态规划的基础图件。5、景观生态适宜性分析景观生态适宜性分析是景观生态规划的核心，其目标以景观生态类型为评价单元，根据区域景观资源与环境特征、发展需求与资源利用要求，选择有代表性的生态特征，从景观的独特性，景观的多样性，景观的功效性，景观的宜人性或景观的美学价值入手，分析某一景观类型内在的资源质量以及与相邻景观类型的关系，确定景观类型对某一用途的适宜性和限制性，划分景观类型的适宜性等级。适宜性分析的方法有整体性、因子叠加法、数学组合法、因子分析法和逻辑组合法五类。景观生态适宜性分析（I.Mcharg

的因子叠合法）首先根据规划目的选择各因素，并以同样比例尺用不同颜色表示在图上，成为单因素图层。把单因素图层用叠加技术叠加，得到各级综合图。有的生态上极为敏感，景观独特，为保存区；有的敏感性稍低，景观较好，宜在指导下作有限的开发利用，称为保护区；还有生态敏感性较低，适于开发而成为开发区。6、景观功能区划分功能区的划分从景观空间结构产生，以满足景观生态系统的环境服务、生物生产及文化支持三大基础功能目的，并与周围地区景观的空间格局相联系，形成规划区合理的景观空间格局，实现生态环境条件的改善、社会经济的发展以及规划区可持续能力的增强。7、景观生态规划方案评价及实施成本效益分析对区域持续发展能力的分析3.2.3景观生态规划的应用城市景观规划的一般原则生态原则：尊重自然，保护自然景观，注重环境容量，增加生态多样性；保护环境敏感区，环境管理与生态工程相结合；人文景观与自然景观的有机结合，增加景观多样性，建设绿化空间体系，增加绿化空间及开敞空间。美学原则：使城市形成连续和整体的景观系统；赋予城市性特色与时代特色；符合美学及行为模式，观赏与实用。社会原则：尊重地域文化与艺术，使人文景观的地方性与现代性结合；城市景观的建设与促进城市经济发展结合；使改善居住环境、提高生活质量与促进城市文化进步相结合。农村景观规划的一般原则建设高效人工生态系统，实行土地集约经营，保护集中的农田斑块；控制建筑斑块盲目扩张，建设具有宜人景观的人居环境；重建植被斑块，因地制宜地增加绿色廊道和分散的自然斑块，补偿和恢复景观的生态功能；在工程建设区要节约工程用地，重塑环境优美、与自然系统相协调的景观。旅游区的景观规划风景名胜区景观规划一般原则风景园林区景观规划一般原则风景名胜区景观规划一般原则景区内的景观资源应具有完整性，景点相对集中；景区的主题必须鲜明，具有特色，以其独特的魔力而存在；有利于游览路线组织，便于游览和管理；组景必须与景点布局统一构图，以达到景点与总体环境相协调；充分利用已有景点，视其开发利用价值，进行修整、充实、完善，提高其游览价值；风景名胜区景观规划一般原则新设景点必须以自然景观为主，突出自然野趣，以人文景观做必要的点缀，起到画龙点睛的作用；景点主题必须突出，个性必须鲜明，各景点主题之间应相互连贯，但不可雷同；突出风景名胜区的主题，从整体到局部都应围绕风景名胜区主题安排；静态空间布局与动态序列布局紧密结合，处理好动与静之间的关系，使之协调，构成一个有机的艺术整体。园林风景区景观规划一般原则生机——少盖房子多留绿地，以使景物充满生机，景点应以绿色生态系统为主，而不要以亭、台、楼、廊为主；野趣——设计要有野趣，力求接近自然，自然景观的韵味比雕琢的几何图案更具魔力；和谐——要使人工建筑物与周围环境保持和谐、协调。格调——注意发挥地方的、民族的特色，包括建筑物的格式、材料和应用于造园的生物钟。容量——精心设计以增加景观的容量，以小见大。景观生态设计景观生态规划与景观生态设计之间的关系景观生态设计的理论基础景观生态设计类型园林景观对城市起的作用园林景观构图原则

景观生态规划景观生态设计景观生态建设

景观生态管理景观生态规划与景观生态设计之间的关系景观生态设计类型设计在形式上有的表现为现实的点、线、面的实体结构，有的表现为节奏、对比、韵律等心理感知形式，所有的设计师都是用一种特定的形式或符号来表达设计思想。景观生态设计以人与自然共同合作的产物为美感形式，针对不同特色的景观生态系统进行设计，使景观生态特征与人类社会发展需要协调，并达到高效、和谐及美观的目的。根据研究区域所属类型分为城市景观生态设计、乡村景观生态设计、山地系统的景观生态设计等；根据设计区域的功能分为旅游景观生态设计、观赏景观生态设计、畜牧景观生态设计；根据景观要素又可分为斑块景观生态设计、廊道景观生态设计、交错带景观生态设计等。例1景观生态设计的典型案例

美国西雅图炼油厂公园

1906年，在美国西雅图市，联合湖（LakeUnion）北部的山顶，西雅图石油公司修建了一座主要用于从煤中提取汽油的工厂，后来改为从石油中提取汽油。1956年，由于铺设了一条天然气供应干线，这座庞大的工厂才被废弃了。西雅图市政府十分重视环境保护工作，鉴于旧炼油厂所在地的生态环境质量极差，严重缺乏绿色空间，从而决定买下工厂的所在地，将它改建为城市中央公园。

RichardHagg认为应该保持一些工业废墟，包括一些生锈的，被敲破的和被当地居民废弃了多年的工业建筑物，以作为对过去工业时代的纪念。同时对于旧炼油厂原有的、毒性很高的土壤，没有采用简单且常用的用无毒土壤置换有毒土壤的方法，而是采用了一个史无前例的方法来净化土壤，他利用细菌来净化土壤表面现存的烃类物质，这样也减少了投资。炼油厂公园由七个风格迥异的地方组成，分别是：北部盆地的大草地、儿童娱乐场、南部的日光草坪、由南向北排列的炼油厂设备的废墟、西部的斜坡、大型的人造土山和北部开敞的乡村。公园内所有的空间都有它们自己的特点，带给观光者不同的感受。设计师将工厂设施精心处理后，分散布置于公园各处，并为参观者保留了自由活动空间，位于公园西部的。在土山顶部凹陷的地区，设计师设计了一个日晷，日晷的指针是参观者，参观者的身影指示时间，阴影的对面铸造了许多表示时刻的烟囱。例2、中山岐江公园

（1）场地特点

岐江公园位于广东省中山市区，园址原为粤中造船厂旧址，总面积11公顷，其中水面3.6公顷，水面与岐江河相联通。广东中山粤东船厂建于1953年，五十年代到七十年代，这个厂曾经很红火，那时候，中山人都以能进这个厂当工人为荣，到了八十年代末，九十年代初，珠江三角洲的公路逐渐发达起来，船作为交通工具也在日益丧失它的重要性。九十年代末，船厂不得不解散，1999年，中山市政府打算把这个厂改建成一个公园。

岐江公园的景观设计理念势必影响更多的景观设计师将生态景观的设计理念融入到城市的景观设计当中，这将更好地将园林景观艺术引领生态园林景观的道路上来，加快了中山市乃至其他城市，生态园林化的进程。

岐江公园“建造在一片废旧的造船厂的场地上，反映了新中国成立后50年工业化的不寻常历史，设计保留了船厂浮动的水位线、残留锈蚀的船坞及机器等，保留和利用了这些设备很好地融合了生态理念、现代环境意识、文化与人性”。园林景观对城市起的作用

1、园林景观艺术有利于提高、改善城市人们生活水平和生活环境，有利于城市的可持续性发展，对保护城市的生态环境具有重要的意义。

人们的居住环境中，园林景观搞得好与不好，不仅对一座城市及一个乡村的外表形象有着密切的联系。而且对防风沙，涵养水源、吸附灰尘，杀菌灭菌，降低噪声，吸收有毒物体，有毒物质，调节气候和保护生态平衡，促进居民身心健康都有一定的自然环保作用。

绿地植物是现代城市园林景观艺术建设的主体，它具

(1)有美化环境的作用。

(2)园林植物的生态效应功能：

a.净化空气

b.净化水体

c.净化土壤

d.树木的杀菌作用

(3)园林植物群落的物理功能上的影响：

a.改善城市小气候

b.减低噪音

c.防灾避难

(4)

园林植物对人类有着一定的心理功能。在德国公园绿地被称为“绿色医生”。在城市中使人镇静的绿色和蓝色较少，而使人兴奋和活跃的红色、黄色在增多。因此，在绿地的光线使人们在心理上感觉平静。绿色使人感到舒适，能调节人的神经系统。植物的各种颜色对光线的吸收和反射不同，青草和树木的青、绿色能吸收强光中对眼睛有害的紫外线。对光的反射，青色反射36%，绿色反射47%，对人的神经系统、大脑皮层和眼睛的视网膜比较适宜。2、园林景观可以促进城市生态景观的多样性园林景观艺术在营造优美、舒适的环境的同时往往需要借助于丰富的景观变化，在统一中寻求变化。单一的景观元素是无法造就人们所需求的具有各种功能的场所，同时也很难形成怡人的、令人耳目一新的景观来的。在营造的过程中经常涉及到绿地生态景观、山体景观、水体景观、湿地景观、道路廊道斑块等景观，是自然生态景观的再现于城市景观当中，从而使人与自然环境之间的尖锐的矛盾得到缓和。这样一来就更加有利于丰富城市景观的多样性。3、园林景观有利于更好地宣扬城市的文化，使得城市更加具有地方特色，更能充分体现城市的个性。主要体现在它的造景艺术手段和对当地植物与构筑物的采用上。首先是保护和发展山水形胜的特色。利用当地的地貌特点，因地制宜，合理地处理与生态自然景观的关系，营造出具有本地特色、历史人文的景观。其次是对当地植物与构筑物的采用，有利于更好地宣扬城市的文化，使得城市更加具有地方特色，充分体现城市的个性。园林景观构图原则一、变化与统一二、对比与调和三、韵律与节奏四、比例与尺度五、均衡与稳定六、比拟与联想（一）变化与统一⒈形式的统一⒉材料的统一⒊线条的统一⒋花木的多样化的统一⒌局部与整体的统一（二）对比与调和对比和调和，是事物存在的两种矛盾状态，它体现出事物存在的差异性，所不同的是，“调和”是在事物的差异性中求“同”，“对比”是在事物的差异性中求“异”。“调和”是把两个相当的东西并在一起，使人感到融合、协调，在变化中求得一致；“对比”则是把两种极不相同的东西放在一起，使人感到鲜明、醒目，富于层次美。在园林构图中，任何两种景物之间都存在一定的差异性，差异程度明显的，各自特点就会显得突出，对比鲜明；差异程度小的，显得平缓、和谐，具有整体效果。所以，园林景物的对比到调和统一，是一种差异程度的变化。近似协调用方形、长方形组合的庭园绿地，显得总体调和统一，又有大小、高低、色彩的变化。（三）韵律与节奏⒈简单韵律同种因素等距反复出现⒉交替韵律两种以上因素等距反复出现⒊起伏韵律一种或数种因素在形象上有规律的起伏、曲折变化⒋拟态韵律既有共同因素，又有不同因素反复出现的连续构图⒌交错韵律某一因素作有规律的纵横穿插或交错变化，但变化是按纵横或多方向进行。花架的支柱便是简单韵律交替韵律起伏韵律1：1具有端正感1：1.68（黄金比例）具有稳健感1：1.414具有豪华感1：1.732具有轻快感1：2具有俊俏感1：2.236具有向上感景物本身宽与高的比例不同给人的感受也不同（四）比例与尺度雕塑体积与体育馆的规模相协调（五）均衡与稳定⒈对称均衡⒉不对称均衡⒊质感均衡⒋稳定对称均衡

不对称均衡

（六）比拟与联想1．模拟自然山水2．利用植物的特性、姿态、形象、色彩等赋予人性比拟形象物3.利用园林建筑小品、雕塑造型等创造比拟形象4．利用文物、古迹的形象来比拟知识、思想、道德、精神5．利用文学如匾额、楹联、诗文等揭示园、景的立意

4景观生态学与生物多样性保护景观多样性

景观结构与生物多样性保护景观破碎化与异质种群动态

景观生态学与自然保护区设计4.1.1景观多样性

景观多样性（landscapediversity）指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性。包括:斑块多样性,类型多样性,格局多样性4.1.2斑块多样性及其生态意义

斑块多样性指景观中斑块的数量、大小和斑块形状的多样性和复杂性斑块多样性的测定指标:斑块数目、面积、形状、破碎度、分形维数(fractaldimension)等.类型多样性是指景观中类型的丰富度和复杂度。类型多样性的测定指标包括类型的多样性指数、优势度、丰富度等。在一景观中，类型多样性和物种多样性的关系一般呈正态分布。4.1.3格局多样性及其生态意义

格局多样性是指景观类型空间分布的多样性及各类型之间以及斑块与斑块之间的空间关系和功能联系。格局多样性考虑不同类型的空间分布，同一类型间的连接度和连通性、相邻斑块间的聚集与分散程度。格局多样性的测定指标包括聚集度、连接度、连通性、修改的分形维数等。4.2景观结构与生物多样性保护斑块与生物多样性廊道与生物多样性4.2.1斑块与生物多样性Fukamachi（1996）以日本Kanto地区20个森林保护区为研究对象，研究了森林生境破碎化与植物物种多样性的关系，结果表明单一的大的保护区在保护更多的物种方面并不是非常有效。然而，具有大的斑块的森林保护区稀有种较多。稀有种对森林破碎化较为敏感。Pearce(1992)分析了加拿大Ontario西南部地区的森林破碎化对生物多样性的影响。在人类占优势的景观中，小的森林斑块同大的斑块相比，物种数量少，种群小。那些小的隔离的森林斑块对风吹、干旱、疾病、虫害、外来种的入侵都更敏感。4.2.2廊道与生物多样性

廊道在很大程度上影响着斑块间的连通性，也在很大程度上影响着斑块间物种、营养物质和能量的交流。廊道最显著的作用是运输，它还可起到保护作用。4.3景观破碎化与异质种群动态异质种群是在斑块生境中，空间上具有一定的距离，但彼此间通过扩散个体相互联系在一起的许多小种群或局部种群的集合，也称为一个种群的种群(apopulationofpopulations)，它是种群的概念在一个更高层次上的抽象和概括。

①由于生境的斑块化，每一斑块上的种群有可能由于个体数目太少而丧失基因的变异性，加剧种群消亡灭绝（extinction）的危险；②由于斑块化往往产生亚种群（subpopulation）。当一个异质种群面临毁灭性灾难时，这种斑块化也许能为某些亚种群提供庇护所，从而有利于最终保存该种群。4.4景观生态学与自然保护区设计自然保护区是保护、发展和研究自然条件、自然资源，拯救某些濒于绝灭的生物种源和有重要科学价值的典型生态系统的重要基地。自然保护区规划与设计自然保护区景观结构设计案例研究4.4.1自然保护区规划与设计

自然保护区选址原则岛屿生物地理学与自然保护区设计

保护区的形状与大小保护区内部的功能分区

自然保护区网与生境走廊建设

自然保护区选址原则①典型性或代表性。②稀有性。如果某些自然保护区集中了一些其他地区已经绝迹的、残留下来的孑遗的生物种类，就会提高自然保护区的价值。③脆弱性。④多样性。种类数量愈多，即多样性程度愈高的类型，其保护价值愈大。⑤面积因素。一个自然保护区必须满足维持保护对象所需的最小面积。⑥天然性。一个具有天然性的保护区，同时又具有稀有性和脆弱性的特点时，则会显著提高其保护价值。⑦感染力。感染力是指保护对象对人们的感官所产生的美感的程度。⑧潜在的保护价值。⑨科研的潜力。包括一个地区的科研历史，科研的基础和进行科研的潜在价值。岛屿生物地理学与自然保护区设计

岛屿面积越大，生境多样性越大，物种灭绝率越小，因此物种丰富度亦越大；隔离程度越高，物种迁入率越低，物种丰富度越低；面积大而隔离度又低的岛屿具有较高的平衡物种丰富度的功能；面积小或隔离度低的生境具有较高的种周转率。①保护区面积越大越好；②一个大保护区比具有相同总面积的几个小保护区好；③对某些特殊生境和生物类群，最好设计几个保护区，且相互间距离愈近愈好；④