生态规划的景观生态学

生态规划的景观生态学

大革命后，随着全球资源和环境问题的加剧，人类社会迫切需要的发展需求、有限的资源承担能力与脆弱生态环境之间的矛盾日益尖锐。协调经济发展与资源环境的关系，寻求社会、经济与生态的可持续发展，已成为当今科学界所关注的一个重要课题。景观规划的发展和生态学的形成与发展，最终导致景观规划与生态学原则逐渐走向结合，从而产生了生态规划。生态规划是实现资源永续利用和社会、经济与生态可持续发展的一条重要途径，也是几代景观设计师、规划师所追求的目标。1景观生态学在景观规划中的应用生态规划的产生可以追溯到19世纪下半叶自然保护主义形成时期，在以马什（GeorgePerkinsMarsh）、鲍威尔（JohnWesleyPowell）、奥姆斯特德（FrederickLawOlmsted）、格迪斯（PatrickGeddes）等为代表的生态学家、规划工作者及其他社会科学家的景观规划实践与著作中，就已经自觉或不自觉地开始运用生态学原理。虽然当时并没有明确提出生态规划的概念，但以建立人类需求与自然界有限资源持续平衡为目标的自然保护，无论从其表现方式还是内容上，都是现代生态规划思想的反映。20世纪中期，随着工业化、城市化的飞速进展，人们对景观的干扰不断加剧。一方面，人类无视自然过程，大规模开发资源、破坏自然环境，导致景观结构的变化，致使景观的生态功能失调，引起了一系列全球性的生态环境问题；另一方面，遥感和计算机等新技术在景观研究和规划中得到初步应用，促进了生态规划的迅速发展。麦克哈格（McHarg）作为这一时期的代表，把土壤学、气象学、地质学和资源学等学科综合起来考虑，并应用到景观规划中，提出了遵从自然的生态规划模式。这一模式突出各项土地利用的生态适宜性和自然资源的固有属性，重视人类对自然的影响，强调人类、生物和环境三者之间的伙伴关系。麦克哈格的生态规划模式对后来的生态规划影响很大，成为20世纪70年代以来的生态规划的一个基本思路。尽管如此，这一时期的生态学在很大程度上只是作为一种指导思想或代表人类一种对自然所持的态度，而很少直接参与到景观的规划中去，如海克特（Hackett）在1971年就曾对景观规划中生态学的应用状况做过这样的总结：“在针对景观这样大面积地区的规划领域，日益注重对生态学基础的需要是一件令人鼓舞的事。但接受生态学原则是一回事，而将其付诸实践又是一回事。”造成这种局面的一个关键因素，就是以能量流和物质流为研究对象的生态学和以空间结构为研究对象的景观规划之间缺少联结的共同点，而以研究景观要素（生态系统）之间相互关联及景观整体结构、功能和变化为主的景观生态学的出现，则弥补了生态学的这一缺陷，从而使生态规划得以进一步发展。景观生态学是一门新兴的交叉学科，是20世纪60年代在欧洲形成的，德国学者特罗尔（Troll）对其产生与发展有重要的贡献。按照福尔曼（Forman）和戈德罗恩（Godron)的观点，景观生态学研究的重点在于：(1)景观要素或生态系统的分布格局；(2)这些景观要素中的动物、植物、能量、矿质养分和水分的流动；(3)景观镶嵌体随时间的动态变化。他们引入了3个基本的景观要素，即：斑块（patch）、廊道（corridor）和基质（matrix），用来描述景观的空间格局，从而形成了景观生态学中重要的“斑块—廊道—基质”模式。20世纪70年代以来，无论是景观规划还是景观生态学，都得到了极大的发展，二者的日益融合不仅促进了自身的发展和完善，并最终导致了景观生态规划（landscapeecologicalplanning）的出现。第一个景观生态规划方案是哈伯（Haber）等基于奥德姆（Odum）的“分室模型”所提出的土地利用分类系统（DUL）。他们将该系统用于集约化农业与自然保护规划中。1986年，他们将其进一步概括和总结，形成了一套完整的基于景观的生态规划方法。从20世纪70年代初开始，雷兹卡（Ruzicka）和米克洛斯（Miklos）通过20年的综合研究，逐步发展并形成了一套比较完善的景观生态规划体系（LANDEP），并成为国土规划的一项基础性研究工作。进入20世纪80年代，遥感技术、地理信息系统和计算机辅助制图技术的广泛应用，为景观生态规划的进一步发展提供了有力的工具，使景观规划与设计逐渐走向系统化和实用化。景观生态规划发展成为综合考虑景观的生态、社会过程以及它们之间的时空耦合关系，利用景观生态学的知识及原理经营、管理景观，以达到既要维持景观的结构、功能和生态过程，又要满足持续利用土地的一个重要生态规划途径。1995年，哈佛大学著名景观生态学家福尔曼强调景观空间格局对过程的控制和影响作用，通过格局的改变来维持景观功能、物质流和能量流的安全，这表明景观生态规划已经开始从静态格局的研究开始转向动态研究。2景观生态规划mtrt生态规划的发展史上出现了许多重要的规划途径与模式，但总的看来，发展较成熟且具有代表性的典型模式有以下6种:(1)景观规划（landscapeplanning），其代表人物有麦克哈格、马什、卡布拉（CaldeiraCabra）、法巴斯（Fabos）、斯坦尼兹（Steinitz）等；(2)环境影响评价（environmentalimpactassessment，简称EIA），其代表人物有马什、摩尔根（Morgan）、特瑞克（Treweek）等；(3)景观生态学（landscapeecology），其代表人物有纳维（Naveh）、福尔曼、戈德罗恩、左拉维尔德（Zonneveld）、法里纳（Farina）等；(4)生态系统管理（ecosystemmanagement），其代表人物有艾吉（Agee）、约翰逊（Johnson）、格朗宾（Grumbine）、海恩斯（Haynes）、麦加利哥（McGarigal）、斯扎罗（Szaro）等；(5)基于环境系统的乡村规划（environmentalsystems-basedruralplanning），其代表人物有戈理（Golley）、贝拉特（Bellot）等；(6)景观生态规划（landscapeecologicalplanning），其代表人物有伯杰（Berger）、哈姆斯（Harms）、福尔曼、哈尔斯（Hulse）、纳赛尔（Nassauer）、卢比斯（Ndubisi）、汤普森（Thompson）、斯坦纳（Steiner）、斯坦尼兹、阿赫恩（Ahern）、加曼（Jongman）等。下面结合各种模式的一些代表人物所提出的具体规划途径，对这6种模式进行简要的介绍。2.1．生态规划设计步骤及应用1969年，在《DesignWithNature》一书中，麦克哈格建立了一个城市与区域规划的生态规划途径———遵循自然的设计模式，并通过案例研究，如海岸带管理、城市开阔地的设计、农田保护、高速公路的选线以及流域综合开发规划等的分析，对生态规划的工作流程及应用方法做了较全面的探讨。该模式包括6个步骤（表1），其核心是根据区域自然环境与自然资源特性，对其进行生态适宜性分析，以确定利用方式与发展规划，从而使自然的利用与开发及人类其他活动与自然特征、自然过程协调统一起来。1990年，哈佛大学设计研究生院教授斯坦尼兹基于他30多年的教学经验，总结出一种景观规划途径。这一途径可以用来组织一系列与改变景观有关的问题。该途径包括6个层次，每个层次又都与1个模型相关（表1）。其中前3个阶段着重于如何认识问题和分析问题，而后3个阶段着重于如何解决问题。使用这一途径就能整合设计中可以运用的各种知识，并且可以帮我们找到在哪些地方还需要理论的指导。2.2基于生态评估的土地利用评价1995年，福尔曼在美国马萨诸塞州康科德城的规划案例研究中，提出了一个基于景观生态原则的景观规划途径———景观利用的格局优化方法。该途径有4个步骤（表1）。其核心是将景观生态学的原则与不同的土地规划任务相结合，以发现景观利用中所存在的问题，并寻求解决这些问题的生态学途径。福尔曼的格局优化方法，为把景观生态学理论落实到规划所要求的空间布局中，提供了较为明确的理论依据和方法指导。在荷兰，左拉维尔德推荐采用FAOWageningen系统途径，来对土地利用进行景观生态评价（表1）。他在1995年编著的《景观生态学》一书中，详细介绍了这种途径。该途径强调，土地利用类型的需要应与土地单元的质量相适应。它明确地将社会经济分析与环境影响评价结合到土地评价过程中，这与前面福尔曼的方法有所区别，虽然福尔曼也关注对规划中实际问题的解决，但它是基于对结构与功能的分析。这也反映了两位景观生态学奠基人具有不同的知识背景，左拉维尔德的主要知识背景是地理学，而福尔曼的主要知识背景是生态学。另外，由左拉维尔德提出的FAO途径具有一个实施后的评价阶段，其实质在于将已有的知识融入实施后的监测等过程中。2.3影响评价方法20世纪60年代末，美国政府颁布了“国家环境政策法”（NationalEnvironmentalPolicyAct,NEPA），提出将环境影响评价（EnvironmentalImpactAssessment,EIA）作为环境保护与管理的一种主要途径。所谓环境影响评价，就是对建设项目、区域开发计划及国家政策实施后可能对环境造成的影响进行预测和估计。摩尔根与特瑞克分别于1998年和1999年提出了环境影响评价途径，其基本方法大同小异（表1）。环境影响评价与其他生态规划途径有很大的区别，它是对环境的影响进行识别、描述、预测和评价。通过进行环境影响评价，环境要素将在某一尺度上，如：交通、城市发展、林业、农业、水资源管理等领域，与环境规划相结合，从而促进区域经济与环境协调发展。环境影响评价的建立，具有划时代的意义，它标志着环境保护由过去被动的污染防治转变为以预防为主的全面综合治理。继美国之后，瑞典（1970）、新西兰（1973）、加拿大（1973）、澳大利亚（1974）、马来西亚（1974）、德国（1976）、菲律宾（1977）、印度（1978）、泰国（1979）、中国（1979）、印尼（1979）、斯里兰卡（1979）等国家都纷纷建立了环境影响评价制度。2.4生态可持续发展理论20世纪80～90年代，面对着日益恶化的自然环境，人们逐渐意识到传统的自然资源保护管理方法对提高资源的可持续利用是无能为力的，恢复退化生态系统和合理管理现有的自然资源日益受到国际社会的关注。基于过去的教训，人们认识到传统的单一追求生态系统持续最大产量的观点，必须改为寻求生态系统可持续性的观点，资源管理也应从传统的单一资源管理转向系统资源管理。要实现这一目标，生态系统的管理经营者需要与生态学家合作。生态系统管理正是管理者与生态学家之间的桥梁，可以实现生态系统多个产出目标及其整体性（或可持续性）。所谓生态系统管理，就是由明确目标驱动，由政策和协议及实践而执行，考虑了组成生态系统的所有生物体及生态过程，并基于对生态系统的最佳理解的土地利用决策和土地管理实践过程。1998年，麦加利哥提出了一套比较完善的生态系统管理模式（表1）。该模式包括待选的管理方案的确定及其影响的评价，监测计划应作为实施阶段的一部分。生态系统管理的目的是保护异质景观中的物种和自然生态系统，维持正常的生态学和进化过程，合理利用资源，从而保证生态系统的可持续性（sustainability）。2.5规划起了推动作用国外开展农业或乡村景观规划较早的，主要是欧洲一些国家，如捷克、德国、荷兰等。一般认为，这方面的研究始于50～60年代，并逐渐形成了完整的理论和方法体系，对世界的农业与乡村景观规划起了推动作用。1999年，戈理和贝拉特在《RuralPlanningfromanEnvironmentalSystemsPerspective》一书中基于西班牙萨拉戈萨的地中海农业协会（IAMZ）采用的环境系统观点，提出了一种新的乡村规划模式。该模式将规划过程分为线性排列的6个步骤（表1），这与其他基于景观生态的规划模式非常相似。然而，该模式突出的特点在于，在规划过程中，它非常关注公众的参与，并对生态要素的结合进行多标准的分析，还包括对成本效益（cost-benefit）的分析，从而对待选方案进行评价。2.6景观规划途径，设计在自然、人景观生态规划是应用景观生态学原理及其他相关学科的知识，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、综合及评价的基础上，提出景观最优利用方案和对策及建议的一种景观规划途径。1999年，阿赫恩在总结前人众多景观生态规划模式的基础上，经过研究，提出了自己的景观生态规划模式（表1）。该模式的特点在于，它特别强调对空间概念的设计以及多种规划策略的采取———保护性的、防御性的、进攻性的或机会主义的。这些概念和策略，为规划师提供了进行规划所需要的知识和对规划对象的洞察力，从而使他们能够顺利地制定出解决规划问题的空间规划方案。3可持续发展是最终目标通过对生态规划产生与发展过程的回顾和对上述生态规划典型模式的介绍，再结合表1的内容，我们可以看出，由于它们是在不同的时间，针对不同的问题，由不同知识、社会背景的学者所提出的，因此它们的适用范围、解决问题的具体方法、需要运用的知识等方面是有所不同的。但同时它们也有许多的相似之处：第一，几乎所有模式的基本方法和规划步骤都具有相似性。每个模式都可以分为5个基本的阶段：(1)确定目标和范围；(2)调查；(3)分析；(4)评价；(5)实施。第二，几乎所有的规划模式都将景观作为研究对象，这样便于规划师对研究对象进行整体的把握。第三，所有的规划模式都结合了生态学的原理和方法，特别是它们几乎都或多或少地运用了景观生态学的原理和方法。第四，最重要的是它们都将景观的可持续发展作为规划的最终目标。不论这些规划模式采用了哪些手段和方法，但殊途同归，其最终都是为了实现景观的可持续发展这一目标。3.1景观生态学于生态规划的应用是一个基传统的生态学思想强调生态学系统的平衡态、稳定性、均质性、确定性以及可预测性。然而，生态学系统并非处在“均衡”状态，时间上和空间上的异质性才是它们的普遍特征，而日益剧增的人为干扰使这些特征愈为突出。因此，强调多尺度上空间格局和生态学过程相互作用及斑块动态的景观生态学观点，为景观规划提供了一个更合理、更有效的概念构架。景观生态学中，斑块—廊道—基质模式是构成并用来描述景观空间格局的一个基本模式。这一模式为比较和判别景观结构，分析结构与功能的关系和改变景观提供了一种通俗、简明和可操作的语言。这种语言和景观设计师及决策者所运用的语言尤其有共通之处，因而景观生态学的理论与观察结果可很快运用于规划中。景观生态学为生态规划提供了许多重要的基本观点。第一个基本观点是它明显地关注生态过程的空间尺度，它将地理学在研究自然现象空间相互作用时的水平途径，与生态学在研究自然现象功能上的相互作用时的垂直途径结合起来，这样就为生态学家与规划师之间的合作提供了一个结合点。第二个基本观点是景观生态学注重人类生态学的研究，它把人类及其活动结合在生