第七章 城市景观生态

第八章城市景观生态第一节城市景观的概念第二节城市景观要素的基本类型第三节景观多样性与城市景观异质性第四节城市景观的演变第五节城市景观规划

景观要素的类型：

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，可分为干扰斑块、残余斑块、环境资源斑块和引入斑块。一、城市景观的概念第一节城市景观的概念和特性

1．景观及景观要素

景观是具有结构和功能整体性的生态学单位，它是空间上彼此相邻、功能相互联系，发生上有一定特点的不同生态系统组成的镶嵌或聚合体。

组成镶嵌体的单元，则被称为景观要素。本底（基质）：（matrix）

范围广，面积大，在景观功能上起着优势作用的景观要素类型，相对面积占50%以上即为本底。廊道（走廊）（corridor）

与本底有所区别的一条带状土地。

城市景观指城市所有空间范围，或者说是城市布局的空间结构和外观形态，包括城市区域各种组成要素的结构组成及外观形态，它是由若干个以人与环境相互作用关系为核心的生态系统组成。2．城市景观的概念

亚马逊景观的深层次含义：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。景观的概念接近于生态系统或生物地理群落等术语。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。（区域景观----更注重的是相互作用的系统）。第二节城市景观要素的基本类型景观要素的基本类型城市景观要素特征一、景观要素的基本类型景观要素是景观的基本单元，按各景观要素在景观中的地位和形状分为三种类型：1、斑块（嵌块体——patch）：在外貌上与周围地区（本底）有所不同的非线性地表区域（最小景观单元）2、廊道、走廊——corridor：与本底有所区别的带状土地。3、基底（本底）——matrix：面积最大，连接度最高且在景观功能上起优势作用的景观要素类型。***斑块——走廊——本底的联系、区别从概念看，斑块、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。斑块和走廊是与本底相对应的。也可以说，斑块和走廊都是本底所包围的。在不同的文献中，又称为“拼块”、“饼块体”、“嵌块体”、……。定义：斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。实质上都是指组成景观的基本要素，即景观基本的单元。从上定义可以看出、这基本单元应是均匀的。犹如我们观察景观一样，取决于观察的尺度。同一个斑块在不同的尺度下表现出不同的特征。如从一张1／50万比例尺的航片上看一座小城市，它表现为均匀的斑块。因为其内部的街道、林带、公园及各种建筑物等，从航片上是无法辨识的。若从1／2000比例尺的航片来观察该城市、便可以很清楚地从航片上分辨出林荫道、公园、市区大型建筑、广场……，即，若尺度变小，我们人的肉眼可观察到更多的细节。原比例尺下的斑块变得不均匀、可以进一步细分为更小的斑块。（一）、斑块(patch)起源与类型（起源原因、特点）1、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。特点：容易恢复

按照起源和类型，可将斑块分为四类：干扰斑块、残余斑块、环境资源斑块、引入斑块斑块特点是：持续时间最短、消失最快的斑块类型。

森林景观受到干扰后，有的种个体数量发生很大变化，有的消失了，有的入侵了……，这一切决定于各种物种对于干扰的抵御能力和干扰后复生的能力。由于干旱缺水，物种消失……。一旦有了充足的水源，物种会迅速恢复……干扰斑块存留时间的长短还要看斑块的具体的类型：单一干扰：能使物种灭绝---迁入速度大幅度增加，而后逐渐下降，最后嵌块体消失。（存留时间短）长期干扰：灭绝速度大幅上升，迁入速度略增，后来的干扰阻止了物种演替的正常序列。主要为人类干扰，存留时间长并重复干扰如大气污染，形成某种稳定性。而自然干扰使物种趋向适应。（存留时间长）黄河水面上的污浊泡沫将严重腐蚀周围环境

废弃垃圾污染……2、残存斑块(remnantpatch)原因:由于周围的土地受到干扰形成。它的成因和干扰斑块相同，都是天然或人为造成，不过地位不同。举例:火灾大火过后残留的一片森林、大水淹没大片农田，只有高处的幸免。干扰消失后，在自然界同化的作用下，很快融合在基质中。***干扰斑块——残存斑块例如：在森林中发生火灾，当火灾较小时，出现一片火烧地，这是我们将周围未烧的森林称之为本底，将火烧迹地称之为干扰斑块；如果火势蔓延很广，火烧迹地面积很大，但火烧迹地中有少数团块状林木未烧到，这是我们将火烧迹地称之为本底，将参与的林地称之为残存斑块。一个残存斑块，如火烧迹地，尽管在外表上与干扰前的森林类似，实质上是不一样的。最起码。生物种的活动范围小了，食物种类少了……因为在演化的过程中，有些物种在干扰中淘汰掉了（本底—基质）。这些种的重新进居取决于很远的种源，因而恢复很慢。由此看来，甚至当本底和残余斑块融合在一起时，由它会合在一起的生态系统，物种仍比原来的生态系统贫乏些。残存斑块的特点3、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：长白山植物垂直分布、森林中的沼泽、沙漠中绿洲。月牙泉（沙漠第一泉）该类型斑块一般较稳定。抗干扰能力强，能长期地存在于与基质相异的环境中。如沙漠中的绿洲就是土壤内水分分布不均匀的结果。该处土壤水分明显高于周围的沙地，动植物来此定居，形成不同于周围环境的绿洲斑块；同样，在沼泽湿地中大面积生长着芦苇等湿生植物，仅在地形较高的地段，因土壤水分含量明显地低于周围的土壤，生长着与周围湿生植物不同的旱生植物群落；其它如森林内裸露的基岩、平原上出现的湖泊以及海洋内的岛屿等都是典型的环境资源斑块。该类型斑块一般较稳定，抗干扰能力强，能长期地存在于与基质相异的环境中。环境资源斑块举例敦煌月牙泉由敦煌城向南5公里，有一山名曰鸣沙山。鸣沙山沙丘环绕处，一汪清泉千年不涸。因其形状如一弯新月，此泉名唤月牙泉。这种水沙共生的奇景，世所罕见。月牙泉千年不干特殊的地形使飘沙不致落入水体中。2、原来有充足的水源补给——党河

现在由于党河建坝，环境发生变化，月牙泉面临消失的危险。长沙－橘子洲正在进行科学的规划，将更加美丽和长久。环境资源斑块特点：生态交错区宽；边界较固定；周转率低；种群变动、迁入、灭绝变化水平低。＊＊斑块和本底间都存在着生态交错带（ecotone）。在干扰斑块（或残余斑块）与本底之间生态交错带是比较窄的，即它们的过度是比较突然的。在环境资源斑块与本底之间，生态交错带比较宽，即两个群落的过渡比较缓慢。4、引入斑块(introducedpatch)原因：人类将有机体引进一个地区，就产生了引入斑块。沙漠中的绿洲

鱼塘（1）种植斑块(plantedpatch)

原因：由人种植植物而产生的。特点：人的活动对其影响较大，如果停止人为活动，则有的种要有本底向种植斑块迁入，种植种要被天然种代替，最后的结果是种植斑块消失。如果经常维护、存留时间长。引入斑块的类型沈阳建筑大学景观设计——引进稻田斑块景观当然，要想景观持续存在，离不开人的参与……（2）聚居地(homeshabitation)人类今天已经成为景观的主要成分。无论种植斑块中还是干扰斑块、残余斑块中，都可见人的参与。但更明显的是人类的聚居地斑块。小到几家几户，大到上千万的大城市。例如：村落、城镇、城市、城市群特点：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。聚居地是由于人为干扰造成的。先是部分或全部清除天然植被．然后建造许多房屋和其他设施。聚居地可作为一个斑决存在几年、几十年，甚至几世纪。聚居地生态系统的基本生物成分有人、引入的植物和动物、无意中引入的有害生物和引入的本地种。因为它是高度人为化的，所以这些引入成分的成活在很大程度上要决定于人为的维护上作。聚居地中城市和乡村区别很大。城市及其郊区面积很大，可足以称之为单独的景观。相反地，小城镇、乡村或几家几户的居民点则是一个乡村景观中的聚居地斑块。斑块持久性时间未干扰

在斑块内干扰

在本底中干扰长期干扰单一干扰（短期）环境资源斑块干扰斑块残存斑块引进斑块斑块的持久性与稳定性斑块的大小

斑块面积对能量和养分的影响一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部。原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。动物的分布也会因边缘／内部的喜爱程度而有所不同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与食肉动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量也高于内部。斑块面积对物种的影响——以岛屿为例在岛屿上的生物群落，物种的多样性随面积的增加而增加。岛上种数与面积大小的关系的三种解释：S=CAZ种的丰富度面积S=CAZS-多样性

A-面积

C-比例常数

Z-一般为0.18～0.35大岛屿物种多——生境多样性稀有种多——遇到的稀有种的机会越多小岛近亲繁殖——面积小，近亲繁殖，易遭灭绝斑块的形状

形状与面积同等重要。

斑块的形状对生物的散步和觅食具有重要的作用。例如：通过林地迁移的昆虫或脊椎动物更容易发现与他们迁移方向呈垂直的狭长的采伐迹地，而对圆形的采伐迹地会与它们行进方向平行的采伐迹地，容易忽视。斑块功能

斑块在景观中主要有3种功能：

（1）栖息地：斑块是景观的基本单元，每一个斑块作为最基本的生态系统，为某种生物种群提供适宜的生境。成为该种群的栖息地。

（2）源：在某一斑块上栖息、繁衍的物种，种群数量增大，呈现出”源”的特征，生物流向外扩散。（蛙塘---外出觅食）（3）汇：某一斑块具有适宜的生境。景观中的生物流就能向该处汇聚。大片农地中的小块林地有挡风遮雨的功效，吸引农夫休息。茂密的灌丛为动物的提供蔽荫场所，同时会吸引捕食者前来。与廊道的功能类似。斑块的边缘具有廊道的特征。也具有屏障和通道的作用，但作用要小很多。廊道是斑块的一种特殊形式，高速公路、传输电缆、河流、树篱等廊道形式较为常见，目前尚没有一个公认的定量标淮去区别廊道与斑快，一般来说，长宽比至少在10—20以上的斑块，且分割景观，又为斑块相连的可认为是廊道。廊道的起源与斑块相一致，其出现在景观中有重要意义。在人类的经济生活中扮演重要角色。河流灌溉两岸的土地，并提供舟揖之便，高速公路连接城镇。大大方便了各地物资与人口的流动，电话线为人类架起信息传输的桥梁。人们可在任何地方了解国际上发生的事情……随社会的发展，人类文明的进步，廊道在现代社会中的意义将愈益显现出来。（二）廊道

(corridor)廊道

(corridor)与本底有所区别的一条带状土地，可以看作是一个线状或带状的斑块。例如:树篱、公路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、长城、高速公路的景观设计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、种植廊道各种走廊的持久性与其成因有密切关系。环境资源走廊一般具有相对的持久性。干扰走廊和残余走廊变化较快，它要受因干扰所发生的植被演替过程所控制。种植走廊的持久性完全决定于人类的经营管理活动，一旦这种活动停止，种植走廊不可能继续存在。3、廊道的结构特点1）弯曲度(curvilinear)

廊道中两点间的实际距离与它们之间的直线距离之比，与沿廊道的移动有关。目的不同，线路不同。运输---直。。旅游—趣。。动物、人更消耗体力。河流与运河从侧重点而言：河流——生态廊道（越长，惠及越多---灌溉—物种的交流—气候的调节）运河---速率经济角度---多目的地目的地之间---便捷、通直2）连通性(connectivity)定义：单位长度廊道中断（裂口数）数量来度量。例如：农田树篱。作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的连道和屏障功能。有的走廊不允许有裂口，（河流）有的裂口是必须的---农田防护林带/车辆的通行；开口的必要性：园路要不要开口，开多少个口；3）狭点(narrow)

定义：廊道中的狭窄处作用：影响运动例如：河流峡口；道路的瓶颈；生活中太多的瓶颈（取钱、打饭）狭点的作用：廊道的连通性就是取决于狭点。高速公路、机场等抓犯人。。很有用！。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。河流入海口；入口广场；门厅；4、廊道的分类（1）线状廊道廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是边缘占优势。一般有7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌木带、树篱（2）带状廊道廊道是一条很窄的带，其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。

不同的标准有多种分类方法，按廊道的形成原因。分为人工廊道与自然廊道；按廊道的功能分为输水廊道、物流廊道，、防御廊道(城墙)、信息廊道、能流廊道。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（三）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。1、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：可以作为障碍物将其他要素分开。例如：防火带便于物种迁移与基因交换。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

初始，以绿地为主，仅有少量荒地，农业生产未受影响。随着干旱季节沙荒地的扩大，沙荒地斑块成凸状向外扩展，但不能相联形成网络。到雨季时沙荒地收缩，虽对农业生产有一定的影响，由于沙荒地与绿地的面积几乎相当、哪一种景观要素对景观动态起控制作用难以辨识，很少；引起人们的注意。当荒漠化的土地面积扩大，沙荒地斑块凸出向外扩展，逐渐相联形成网络，即便是在雨季也不能收缩时，这时沙荒地己对整个呆观的动态起控制作用，实际上已由绿地景观转化为沙地景观。为此，当沙荒地与绿地景观要素在面积基本相当时，就应准确地判别出景观基质，并积极采取相应有效措施。治理沙荒地，扩大绿地，防止景观基质的转化，这对一个地区预防荒摸化的发生极为重要。案例分析新疆内陆河流域下游景观基质的变化最有力地说明，在一个地区正确地判定基质的重要性。2、结构特征（1）孔隙度(porosity)

斑块在本底中称为孔。单位面积的斑块数目称为孔隙度。它是本底中斑块密度的量度。与斑块大小无关。孔隙度的生态意义：

1）它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。

2）孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。

3）孔隙度与动物觅食密切相关，适宜的孔隙对觅食及育后复原。

4）采伐对野生动物的影响。

5）人文地理中，研究住宅与村庄孔隙的分别十分重要。（2）边界形状景观元素间的边界像一个半透膜，边界的形状对本底与斑块间的相互关系极为重要，具备最小的周长与面积之比的形状不利于能量与物质交换，具节省资源的特征；相反，周长与面积之比大的形状利于与周围环境进行大量的能量与物质交流。看凹面边界的左边元素向右扩展更为有效。扩展元素即它们最可能在周边的凸面上扩展。残存元素即处于缩减过程，有凹面边界的元素。扩展元素能迅速地以凹面边界变为凸面边界。

景观的孔隙度高时，这种网络本底就是廊道网络。结构特征：

1）连接类型十字型、T型、L型

2）网线上有没有中断，以及中断处的长度。

3）结点的大小

多样性离交点距离边缘种内部种（3）网络4）网眼大小组成网络的线之间的平均距离或者线所环绕的景观元素的平均面积。对物种粒种有影响，例如：法国布列塔地区研究表明，小甲虫、土地网眼>4ha时消失，猫头鹰在网眼为7ha时消失。

城市景观的生态特征：

人工化：人类活动的强烈干扰和影

响，城市中的自然环境和条件等，

都发生了很大变化。地方特色：各个城市的地理位置、

地质地貌、气象、经

济发展、人

文背景不同，各城市景观都表现出浓郁的地方特色。不稳定性：城市的经济发展很快、政治、文化等因素的变

化很大，城市景观相对变化极快，具有不稳定性。破碎性：城市内四通八达的交通网，贯穿整个市区景观，

将其切割成许多大小不等的引入斑块，表现出明显的破

碎性。二．城市景观要素特征

深圳

城市景观结构特点：

斑块：主要指各呈岛状镶嵌分布不同功能区，如残存下的森林植被公园、工厂、学校、机关、医院。廊道：自然廊道：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。

雅典

深圳

本底：城市景观中占主体的组成部分是建筑群体，城市

景观的本底是由街道和街区构成的。人工廊道：以交通为主的铁路、公路、街道等。第三节景观多样性与城市景观异质性一、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。二、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）城市景观异质性特点

来源：人工产生的，如城市中的道路，街道，建筑物，广场，行道树，运河，护城河等都是人工兴建、栽植和开挖的。

自然原因形成的，如城市中的过境河流、残留下来的自然植被及国家森林公园等。特点：空间（平面和垂直空间的异质性

）；时间

三、城市景观异质性的测度景观要素类型越多，其异质性越大；

不同景观要素类型的斑块数量越多，异质性越大；

不同类型的斑块分布越均匀，异质性越大。

可用景观要素的多样性和均匀性测度异质性。四、廊道效应

景观中的廊道：指两边均与基质有显区别的狭带状土地。人工廊道：产生经济效益的廊道

城市廊道自然廊道：产生环境生态效益廊道

在日常生活中，最容易观察到的是沿着公共汽车路线，从市中心向市郊区的行驶过程中，公共汽车的载容量逐渐衰减，公共汽车效应也逐渐衰减。因此，城市景观中廊道效益由中心向外逐渐衰减。

在城市发展建设中，存在着人口廊道不断强化与扩展过程，使得人工廊道经济效益提高，如果在不注重提高廊道的环境、社会效益，就会破坏环境的生态平衡，加速市中心的衰亡，使城市进一步向外蔓延，造成土地资源的极大浪费和其他环境问题。

人工廊道产生的经济效应和自然廊道产生的环境效应曲线相交点，为最佳效应点，此时的综合效应最大。在和谐的城市景观结构中，应该既有发达的产生经济效益的人工廊道，又有保留合理的产生环境效益的自然廊道。第四节城市景观的演变一、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。二、城市人文景观按自然景观的被改造程度可以把景观划分：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。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。

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。三、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。第五节城市景观规划一、城市景观规划的目的和基本原则（一）以人为主体的基本原则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

（二）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。（三）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)（四）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。二、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