整体论的景观生态学

整体论的景观生态学

景观设计是一门关于如何安排土地和土地上的物体和空间的科学和艺术，学会人类创造安全、高效、健康和舒适的环境。自从F·L·Olmsted于1863年提出“景观设计学”以来,将生态原则与景观规划设计相结合,使城市与自然相融合,创造性地利用景观,使城市环境变得自然而适于居住,一直是I·L·McHarg、C·A.Smyser及M·Hough等景观设计师追求的目标,在他们所进行的景观规划设计中也已在自觉或不自觉地运用了一些生态学原理。如著名的城市规划和景观设计师McHarg以协调人类与自然的冲突为指导思想,运用生态规划的方法,与同事在美国做了大量的规划与研究,如明尼阿波利斯中心区、斯塔腾岛、华盛顿特区、巴尔的摩内巷、下曼哈顿以及乌德兰兹新城等规划。它们已成为景观规划设计中应用生态原则的典范。但很快人们就发现了前人所作的生态规划模式的弊端,最突出的有两点:第一,这一模式只强调垂直自然过程(即发生在某一景观单元内的生态关系),而忽视了水平生态过程(即发生在景观单元之间的生态流);第二,这一模式强调人类活动和土地利用规划的自然决定论,规划除了认识自然过程就是适应自然过程。而这在一般情况下是不现实的,景观规划过程是个可辩护的过程,而不是自然决定论的过程,它必须考虑决策者的行为。随着景观生态学(LandscapeEcology)的发展,对景观的水平生态过程的研究逐渐加深,特别是整体论的景观生态学的整体、综合思想的引入,为景观设计学带来了新的规划设计原则和方法。1对景观生态学的兴起景观生态学是地理学与生态学交叉的产物,它以整个景观为研究对象,通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输和交换,生物与非生物以及人类之间的相互作用与转化,运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理,研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护[3~4]。景观生态学的理论基础是整体论(Holism)和系统论(SystemTheory)。整体论是1926年由Smuts提出的哲学思想。整体论思想告诉我们,客观现实由一系列处于不同等级尺度上的整体所组成,每一整体都是一个系统。整体的性质和规律存在于全部要素的相互关联和相互作用中,各组成部分孤立的特征和活动的简单相加不能反映系统整体的面貌,即“整体大于其部分之和”。整体论作为一种科学假设,为在对其内部功能的细节不甚了解的情况下研究某个整体或系统提供了基本的方法。它排除了在定义整体之前必须先定义其所有要素及其相互关系的必要性。它从系统的整体性出发来研究其结构、功能与变化,将分析与综合、归纳与演绎互相补充,从而深化了研究的内容,使结论更具逻辑性和精确性。信息时代的来临,系统科学、计算机技术和生物工程技术及新能源的开发利用,使人类从理论和技术上都能以强有力的方式来处理以往工农业发展给社会带来的景观问题。随着人口数量的增长和经济的发展,人类对自然景观的影响不断加剧,人类的足迹无所不在,很难再发现纯自然的景观。在这样的背景下,Naveh等景观生态学家更加强调整体论的原则与思想方法在景观生态学研究中的应用,并结合人类在景观中的重要作用,形成了整体论的景观生态学(HolisticLandscapeEcology)思想。景观生态学中的景观(Landscape)是一个由不同土地单元镶嵌组成,具有明显视觉特征的地理实体。它是处于生态系统之上、大地理区域之下的中间尺度,兼具经济、生态和美学价值。景观不单纯是一种自然综合体,在与人类相互作用的过程中,被人类注入了不同的文化色彩,人类的文化习俗强烈地影响着景观的格局,因而欧洲很早就有了自然景观与文化景观之分。Naveh也将景观分为:开放景观(包括自然景观、半自然景观、半农业景观和农业景观)、建筑景观(包括乡村景观、城郊景观和城市工业景观)和文化景观三大类。因此,整体论的景观生态学很重视对文化景观的研究,将文化作为景观的3要素(自然、生物和文化)之一。同时,整体论的景观生态学也非常强调人类在景观中的作用,把人类视为影响景观的最主要因素。Naveh认为,景观生态学的核心是研究人与景观的关系,其研究目标是“总体人类生态系统”(TotalHumanEcosystem,THE)思想。按照他的观点,景观是有序的整体,是代表全球生态等级结构中的生物生态系统水平之上的人地生综合体的一个更高水平的自然格式塔系统,这个更高水平的系统就是总体人类生态系统。他把这个水平看作是地球上生命的最高共同进化水平,把景观作为总体人类生态系统的具体的、总体的、自然的和人文的生存空间。任何系统都是有等级结构的,对于生态系统而言,也有生态等级结构,每一级都由相应的学科来研究(图1)。根据Naveh的观点,生态等级结构依次为:有机体、种群、群落、生态系统及总体人类生态系统。总体人类生态系统是生态等级的最高水平。它的研究学科是人类生态学。景观生态学处于生物生态学和人类生态学的中间地位,起承上启下的作用。它是对人类生存空间进行综合研究、规划、管理、保护和恢复的科学基础。它研究的范围小到景观单元或生态区,大到全球生态圈景观,所以它超越了经典的生态学领域和自然科学领域,进入到人类科学领域。因此Naveh认为,整体论的景观生态学的本质是一个联系自然和人类的系统观,是生物生态学与人类生态学之间的桥梁,它在生物圈和技术圈所构成的景观整体中将人类和他们的总体环境结合起来了。可见,“总体人类生态系统”的思想除了要服从生物学(主要是生态学)规律以外,还要受经济学、社会学、心理学及政治规律的制约,这必然要求自然科学与社会科学进行相当广泛的交流与综合,以形成一个跨学科的(Transdisciplinary)科学体系。正如我国著名景观生态学家肖笃宁所认为的那样,“景观生态学也是(属于)人类生态学。它以人类对景观的感知作为景观评价的出发点,综合考虑景观的经济价值、生态价值和美学价值,围绕建造宜人景观这一目标,实现自然科学与人文科学的交叉。”综上所述,整体论的景观生态学把人类生活空间内的生物圈和技术圈都作为总体人类生态系统的有机组成部分来考虑。要求人类在进行景观研究和景观规划设计时从整体论的原则出发,将景观看作一个整体、一个大于它各部分之和的系统。对整体景观的各元素(包括自然的、生物的和文化的)进行主动安排和协调,研究各景观元素之间的结构和功能关系,以便通过人的设计和管理,使总体人类生态系统的时空结构、能流物流及信息都达到最佳状态。这意味着景观设计师不再将单一景观元素(如水利、工程、道路、农田、城市绿地或工厂等)作为研究对象,而是把构成景观整体的所有元素都作为研究的变量和目标,通过合理的设计,最终使景观系统结构和功能达到整体优化(图1)。2注重景观可持续的原则按照整体论的景观生态学原则,景观设计师(LandscapeArchitect)在进行景观规划设计时能够采用整体、综合的方法。设计师在这种方法的启发、引导和激励下可以创造出具有环境可持续性和文化、审美适宜性的景观。在景观规划设计中,应针对不同的目的采取不同的途径。景观的生态设计、景观可持续性的保护,以及在这二者基础之上的景观变化的合理预测与引导是景观规划设计中的重点和热点。下面就结合这3个方面的研究实例来介绍在整体论的景观生态学原则指导下的景观规划设计中采取的相应途径。2.1景观规划设计所谓生态景观设计(EcologicalLandscapeDesign),就是以整体论的景观生态学原则为指导,从时间和空间两方面对景观进行分析、研究,将不同的空间等级水平与景观历史的发展相结合进行分析与研究,通过建立生态景观连接带(EcologicalLandscapeAssociation),从而对景观进行规划设计的一种方法(图2)。生态景观设计的目的有3个:维持景观的整体性、提高景观的可持续性、加强场所的自然和文化精神。实现这些目标所采取的方法是建立生态景观连接带。生态景观连接带是由一个或多个景观元素(如生物的、非生物的或人为的)结合而成的一些生态条件特殊的地带(如地形/植物区系,土壤/地质等)。生态景观设计是从景观的整体性出发的一种动态的且灵敏度高的方法,其动态性在于它同时考虑过去的和现在的以及局部的和区域的景观格局和过程,其灵敏度体现在它随着自然、文化的发展变化而相应地发展变化。�Makhzoumi将这种方法运用于马耳他Bahrija地区的规划设计中。该方法共分三步:首先根据地形图对研究区域整体的生态因子和植被状况进行全面的调查,根据立地条件的特征建立生态景观连接带,并对每个连接带的各种生态因子和植被状况进行分析。然后,用景观生态学中的几个概念(如生物多样性、景观异质性、整体生态多样性等)对生态景观连接带进行评价,即对生态景观连接带中的生境分布、斑块和廊道的特征(包括自然的和文化的)和异质性程度进行分析,以确定其最佳的用途。最后是景观的总体规划。总体规划的主要任务是根据对生态景观连接带的评价,对其进行分区(Zone)。各区由于具有不同的特征因而具有不同的作用,如有的区应该作为自然保护的地带,有的区应该作为廊道,有的区应该作为开垦地带,有的区应该作为保留地带,以便将来进行进一步的开发。2.2自然与景观生态保护的利用1985年~1997年,一个由许多学科的专家组成的考察队对瑞典所有典型的古生草地和牧场进行了调查,Ihse和Lindahl对此作了一份详细的调查报告。在这次调查中,应用了一个自然保护的新途径,该途径运用整体论的景观生态学的原则和方法来收集有关的数据,选择评价草地和牧场的自然与文化价值的标准并进行景观生态分级。这个新的景观保护途径可以用一个模型来表示(图3)。该模型分为4步:建立方法体系以收集数据—国家尺度上的调查和区域尺度上的分级—国家尺度上的分析—应用。上述自然与景观的保护途径与传统的保护途径不同之处在于它对整体论的景观生态学原则的运用,具体体现在以下几个方面:(1)将农业景观作为自然保护的对象,从宏观尺度上进行调查研究;(2)在整体景观内将草原和牧场的文化价值与生物价值相结合,以促进对其生物价值的理解与评价;(3)强调采取多样化的管理方式作为保护工作的一个重要部分,历史的管理措施和土地利用的过程都作为评价草原和牧场的自然价值的重要因素;(4)充分调动农民的积极性,许多农民通过签订管理协议的方式承诺对有价值的草原和牧场进行抚育和管理。2.3景观要素变化的过程性研究。在景Palang、Aluma和Mander认为,从整体论的观点来看,景观由生物、自然和人类三方面要素构成。景观无时无刻不在发生着变化,绝对的稳定性是不存在的。景观变化的程度取决于以上三要素的变化。一方面,气候、地形地貌、土壤的发育、自然干扰等自然因素以及生物的进化、演替等生物因素在较大的时空尺度上作用于景观,引起较大面积的景观发生变化。另一方面,人口、技术、政治经济体制、政策以及文化(包括公众的偏好、思想体系、知识等几方面)等人为因素也使景观发生一定的变化。景观变化的结果不仅改变了人类生存的自然环境,而且影响着人类的社会制度、经济体制甚至文化思想。然而,由于景观要素变化的自发性和人类的干扰,景观变化几乎不会遵循既定的过程,其变化的特征很难预测。尽管如此,人类也总是试图通过研究和进行规划对景观的变化进行合理的预测与引导。在对爱沙尼亚Obinitsa地区的一个边缘地带的研究中,为了建立一个可以预测景观变化的方案,Palang等对影响景观变化的一些非物质因素和过程进行了研究。研究方法分为4步:(1)对自然环境状况、以前的土地利用方式、目前的土地利用趋势以及现行的政策进行调查、分析从而构建方案(Scenarios)。(2)由专业人员为方案绘图,并加上文字描述和注释。要求所有的图片都反映同一个地方。由于一些瞬间的特征,比如颜色的变化和植被的外貌会影响人们对景观的感受,因此所有图片都应表现景观在同一季节和同一气候的外貌。(3)对所有的方案进行比较和评价。其标准有:多样性(Diversity)、相关性(Coherence)和连贯性(Continuity)3种。多样性用来评价表征土地利用与非生物特征之间垂直关系的景观要素的数量。相关性用来评价表征场所之间水平关系的景观要素之间的一致性程度。而连贯性则是指从过去到将来土地利用与景观空间管理之间的时间关系。它反映了土地利用的传统措施、文化发展的历史过程和可预测的未来的可持续性。所有的方案都用这3个标准来评价,并对每个方案的各指标进行等级评定,代表最高的价值或特性的指标评为第一级(最高级),最低的等级是第五级。这样,各指标所得等级之和最低的方案就是最佳方案。(4)调查公众的景观偏好和他们对各种希望的景观的要求。这包括问卷调查和采访土地的所有者和使用者。首先,给被调查者出示方案图,要求他们以自己的偏好为所有的方案评定等级。然后,用加权法评价出当地人的景观偏好和他们对自己希望的景观的要求。整体观与生态设计3从以上的例子我们可以看出,与传统的生态规划模式相比,以整体论的景观生态学原则为指导的景观规划设计有几个突出的优点:(1)不像经典生态学里面抽象的生态系统概念,景观生态学使用“景观”这一有形的实体作为研究的对象,这就使景观设计师可以从宏观上把握对象的特性。(2)景观生态学的整体观点代表着这样一种基本的哲学体系,它将景观作为一个“整体”来进行研究,并且要求我们不能将它的各组割裂开来进行考察。这种整体的方法从根本上不同于以往在规划设计中常用的割裂的和分块的方法。(3)景观生态学的整体