景观规划的概念、功能与方法

景观规划的概念、功能与方法

1景观规划研究自20世纪30年代以来，生态绿化仅发生过20、30年，中国的历史也很短。由于不同地区不同的历史背景、文化传统以及研究者本人的爱好与习惯的不同,因而在概念的文字表述上存在着明显的差异。应用较多的名称除景观生态规划外,尚有景观规划、土地利用规划、景观管理、区域规划等。其中以土地利用规划的使用历史最长。但自70年代以后,人们越来越多地倾向于使用景观规划一词。而在景观生态学的学科地位建立以来,许多人开始使用景观生态规划一词。这些词汇在其产生的初期,相互之间可能在内涵与外延上均存在差异,但就现在的使用情况而言,基本上都属于异名同物,即均可以纳入到景观(生态)规划的范畴内。同时,概念在使用上也存在有一定的地区差异。欧洲学者普遍采用景观生态规划或景观规划一词;而美洲学派则更倾向于使用景观管理、区域规划等名称。根据GeorgeSeddon的研究,景观规划做为一个大众词汇的使用历史起始于20世纪的70年代初。在学术刊物上首次出现,是1973年由DerekLovejoy主编的《Landuseandlandscapeplanning》一书的出版。一年之后,随着国际性学术刊物《Landscapeplanning》的出版,景观规划才从此奠定了其学术上的地位(GeorgeSeddon,1986)。对于景观规划,V.Vanicek认为,“它是人类为了自身利益而尽量使地球表面的有限面积得以充分利用、同时又能保持其生产力与风景的一个持续不断的努力过程。”它的目标是“既协调相互间抵触的土地利用需求,并且把它们结合进可以使人类文化得以繁荣的景观中,与此同时又不破坏社会建立的自然与文化资源。而且,景观规划努力去保护和创造更广阔的多样性”(V.Vanicek,1974)。我国学者傅伯杰认为:“景观生态规划是通过分析景观特性以及对其判释、综合和评价,提出最优利用方案。其目的是使景观内部社会活动以及景观生态特征在时间和空间上协调化,达到对景观优化利用”(傅伯杰,1991)。王仰麟认为:“景观生态规划是以生态学原理为指导,以谋求区域生态系统的整体优化功能为目标,以各种模拟、规划方法为手段,在景观生态分析、综合及评价基础上,建立区域景观优化利用的空间结构与功能的生态地域规划方法,并提出相应的方案、对策及建议”。许慧等在《景观生态学的理论与应用》一书中提出的概念与王仰麟非常一致。孙永斌等则对景观生态规划的概念表述为:“景观生态规划与设计是运用景观生态学原理解决景观水平上生态问题的实践活动,是景观管理的重要手段,也是景观生态学的有机组成部分。其焦点在于景观的空间组织,维持和发展异质性”(孙永斌,1991)。从这些叙述可以看出,虽然不同学者的文字表述有些差异,但核心内容均是一致的,即都承认景观生态规划是景观尺度上的一种实践活动,规划的目的在于从景观的结构与功能两方面入手,对景观进行优化利用,其目标均是尽力维持景观的异质性。由于景观生态学与景观规划的理论与实践都还处于一个不断发展的过程中,相信随着规划实践的发展,景观生态规划的理论与概念也将会有所发展。由于景观生态规划是生态规划的一种,那么它到底与生态规划有哪些区别呢?这也许是许多人更为关心的事情。我们的看法是:首先二者所面对的对象有一定差别,生态规划的研究对象是生态系统,而景观生态规划的研究对象是景观。许多研究者都认为,景观在空间尺度上比生态系统为大;其次,生态规划强调的是生态系统内各组份的合理利用,而景观生态规划,虽也有生态组份的合理利用问题,但它更多地面对的是生态系统的合理利用,而且它更强调景观内生态系统的空间动态稳定性。但应指出的是,二者在规划思想上是一致的,因此,许多生态规划的模型,只要在应用中把尺度相应扩大,同时融入景观生态学的观点与方法,也是可以做为景观生态规划模型而应用的。2前菲尔德景观生态规划研究傅伯杰认为,景观生态规划与设计的基本内容应包括:景观生态分类、景观生态评价、景观生态设计、景观生态规划和实施四个方面的内容(傅伯杰,1991)。王仰麟则把景观规划与设计的基本内容表述为:区域景观生态系统的基础研究、景观生态评价、景观生态规划与设计及生态管理建议四部分(王仰麟,1995)。前捷克斯洛伐克的景观生态规划研究则主要包括:景观生态分析、景观生态综合、景观数据的解释、景观生态评价、景观优化利用建议的提出等几方面内容(许慧、王家骥,1993;徐化成,1995)。综观其研究内容的描述可以看出,其研究内容均是大同小异的,故总体可归为以下几方面。首先是景观生态学基础研究,包括景观的生态分类、格局与动态分析、功能分化等内容,目的是从结构、功能、动态等方面对其景观生态过程予以研究。其次是景观生态评价,包括经济社会评价与自然评价二方面内容。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。再次是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。最后是景观管理。一方面是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,应及时反馈到景观生态规划与设计人员那儿,使其对于规划与设计能够不断进行修改,使之完善。3景观生态规划和设计的基本原则根据前捷克斯洛伐克的景观生态规划理论体系,景观生态规划与设计应包括以下7个原则(许慧等,1993,孙永斌等,1991)。(1)景观的概念定义根据R.T.T.Forman和M.Godron在《景观生态学》一书中的定义,景观是由相互作用的生态系统组成的、在一定区域内以类似方式重复出现的、具有高度异质性的陆地区域。它是一个整体,故景观生态规划与设计应把景观作为一个整体单位来管理,达到整体最优,而不必苛求且限定于局部的优化。(2)异质性原则异质性是景观的最重要特性之一,景观空间异质性的维持与发展应是景观生态规划与设计的重要原则。(3)斑块、类型和格局多样性景观多样性是描述景观中嵌块体复杂性的指标。它包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性(傅伯杰等,1996)。多样性对于景观的生存与发展具有重要意义,它既是景观规划与设计的准则,又是景观管理的结果。(4)个体特征的差异每一景观都有与其它景观不同的个体特征,这些个体特征的差异又反映在景观的结构与功能上。因此,景观生态规划与设计要因地制宜,体现当地景观的特征,这也是地理学上地域分异规律的客观要求。(5)保护现场的原则即对原始自然保留地和宝贵的历史文化遗迹要实行绝对的保护。(6)自然结构的生态协调原则指人与环境、生物与环境、生物与生物、社会经济发展与资源环境、景观利用的人为结构与自然结构以及生态系统与生态系统之间的协调。把社会经济的持续发展建立在良好的生态环境基础之上,实现人与自然的和谐协共生。(7)综合原则景观是自然与文化的载体,其结构异常复杂。景观规划与设计需要应用多学科的知识,来综合分析景观各要素。4景观生态规划的主要方法模型4.1mchartg生态规划与设计方法20世纪60年代以来,McHarg的《Designwithnature》一书的出版及其规划实践活动,对于生态规划的发展起了很大的促进作用。在该书中,他所建立的以区域自然环境与自然资源适宜性等级分析为核心的生态学框架,一直是其后的研究者们所遵循的基本准则,至今仍在土地利用生态规划中发挥着作用。在规划的实践上,McHarg及其同事的工作包括了区域发展规划、城市规划、自然保护规划与设计等尺度大小不同、研究内容各异的领域。因此,在今天的景观生态规划与设计中,仍然具有积极意义。McHarg的规划方法包括以下七个步骤(F.Steiner,1981)(1)确定规划的目标与规划范围。(2)生态调查与区域数据的分析。在规划范围与目标确立之后就应广泛收集规划区域内自然与人文资料,并将其尽可能地落实在地图上。之后对各因素进行相互间联系的分析。(3)适宜性分析:对各主要因素及各种资源开发利用方式进行适宜性分析,确定适宜性等级。在这一过程中,常用的方法有:地图叠置法、因子加权评分法、生态因子组合法等。这是McHarg方法的核心。(4)方案的选择:方案的选择应该以规划研究的目标为基础,基于适宜性分析结果,针对不同的社会需求方案,选择一种与实施地适宜性结果矛盾最小的方案,作为实施地的最佳利用方式。(5)规划结果的落实:使用不同的策略、手段和过程以实现被选择的方案。(6)规划的管理:在规划结果得以落实之后,进一步的管理在很多情况下是必需的。这可以由公共机构工作人员或市民委员会来完成。(7)规划的评价:它的目的是随着时间的推移,来评价规划的结果,并做一些必要的调整。因为随着时间的变化,原来规划时段的一些基本的社会、经济及环境参量将会发生变化。如果规划不做相应调整,将会影响到规划方案的正确性。4.2基于分室模型的分区确定分室模型是E.P.Odum于1969年提出来的(E.P.Odum,1969)。可用下图来表示(图1)。Oudum认为,所有的土地利用都可以划入他的生态系统分室模型中的四个分室中的一个。他进一步提出了可用作分室分类标准的一系列参数。这些参数又被划分成6组,即:群落能量学、群落结构、生活史、N循环、选择压力、综合平衡。但是由于其中的很多参数是很难量测的,在区域景观尺度尤其如此。然而量化后的物质量和经验数据在群落能量学上还是可用的,尤其是在生产呼吸比率、生物量、产量估算等领域。由于农业生产与天然生物生产有较大区别,为表述这种差别,又可以把上述四个分室模型扩展为五分室,即把原来的生产性土地利用分室分化为农业生产土地利用分室与自然生产土地利用分室。在分室模型的应用中,可按三步来完成(W.G.Hendrixetal,1988)。首先,根据上述参数组,选定一定的数学方法(如判别功能分析的多变量统计技术等),把规划区域内的各类土地利用归入五个分室中去。其次,计算相同土地利用类型的利用效果,包括经济效益和生态效益。经济效益是指利用后能够获得的生物收获量;生态效益是指在假设的利用后的侵蚀破坏作用等,据此,确定土地利用后的区域生态效应。最后,计算生态匹配值(表1)。它的基本假设是:在文化景观的生态特性与自然景观的基层特性之间存在着一种联系。而匹配的过程可以看做是“最适即最好”的量度。在这一步骤中,先根据区域不同分室的自然基底功能与土地用途建立生态匹配等值计算表。建立匹配表之后,把规划用地分别置于表中估算生态匹配值,从而可以判断目前利用状态与规划后利用状态的生态适宜程度和生态效果,确定开发利用方案的总体生态效益。4.3不同土地利用类型这一模型是W.Haber在上述的E.P.Odum的分室模型基础上提出来的。该系统主要包括土地利用规划中三条基本准则:第一,在一给定区域单元内,占优势的土地利用类型(起源于土地的适宜性和传统)必须不成为唯一的土地利用类型。至少土地的10%-15%必须为其它土地利用类型所占据。第二,在一给定区域单元内,如果它的绝大部分是农业或城市-工业利用,则至少应保留10%的面积做为天然地境,其中包括未管理的草场和被择伐的森林。这又被称之为“10%急需律”,该定律可以被看成是使得有足够数目的野生动植物种与人类土地利用共存的一般法则。而且这10%的自然地境,必须或多或少均匀地分布于整个规划区域,而不能集中于边际土地的偏远角落。第三,占优势的土地利用类型本身要多样化,必须避免大的土地连片。在人口稠密的地区,田块的大小必须永远不超过8～10hm2。该模型建立的基本假设是:每一种土地利用类型不可避免地引起环境影响和其它的半对半的机会,他们的减缓具有固有的局限。土地利用的时间和空间分割会在同一时候分割环境的影响,从而可以减缓影响。同时,该模型通过空间异质性的维持,促进了生物多样性。4.4城乡融合的理论模型自第二次世界大战结束后,日本先后进行了三次国土规划工作。由于其规划都是将城市规划与农村规划分裂开来,采用的是头痛医头、脚痛医脚的对症疗法。结果总是城市大量吸纳农村资源,从而不但不能解决日本国土上长期以来人口在城市过密而在农村过疏的现象,反而加剧了这种分布上的不平衡性。针对这种情况,日本京都大学农学部教授岸根卓郎先生经过长期思考后,于1985年提出了以“自然-空间-人类系统”为核心的城乡融合系统设计模型。它的主要目标是从城乡融合出发,来建立一个“物心俱佳”的新的定居社会。它的主要思想包括三个方面:一是国土资源经济价值与公益价值协调一致的扩大再生产,二是国土资源利用管理合理化,三是最适定居的社会建设(自然-空间-人类系统设计)。其中最适定居社会建设是核心。这一城乡融合系统设计模型的实施可分为三个阶段:首先是明确目标;其次是按照功能结构、要素结构、位置结构的先后顺序,进行必要的系统内容设计,以保证系统目标的具体落实;最后是系统的优化,优化的目的是减少所设计的系统中的熵。在系统设计的第二阶段中,首先是国土规划必需的各项软功能的理论设计,它形成了国土规划的“功能结构”。为实现这些功能结构,必须对必不可少的硬要素进行具体设计,形成“要素结构”;最后根据要素结构确定各要素的配置,形成“位置结构”。这样就基本上完成了“自然-空间-人类系统”的基本设计。从国土功能上讲,它主要由城市功能和社会功能两部分组成。城市的代表性软功能包括多样性、文化性、娱乐性;农村的代表性功能是:自然性、情趣性、传统性等。而与城市软功能相对应的代表城市功能的硬要素包括:人工化的住宅、工厂、学校;与农村软功能相对应的代表农村功能的硬要素包括:自然化的森林、空间、农地。为完成城乡融合的过程,首先需对城市与乡村的功能进行比配,建立功能矩阵;其次对涉及上述功能的硬要素亦进行比配,建立要素结构矩阵,这些矩阵中的元素也就是很重要的功能与结构空间单元。人们可以通过矩阵行列的不同组合,创建出各种理想的定居社会。最后将这些结构与功能单元在空间上配置起来,并使之最优化,这们就完成了整个的城乡融合设计过程,也即建立了一个“农工一体复合社会系统”,从而有望克服过去农业与城市工商业的分离、对立关系。4.5景观生态规划与设计该模型是R.T.T.Forman于1995年在《土地镶嵌-景观与区域的生态学》中提出来的。该模型是针对“在景观中,什么是土地利用的最合适的安排?”这一问题的。它强调的是:应该集中土地利用,而同时在一个被全部开发的地区,保持廊道和自然小斑块,以及把人类活动沿着主要边界在空间上分散安排。在具体操作过程中,要考虑7个景观生态学特性,它们是大的植被自然斑块、粒度大小、风险的扩散性、基因变异性、交错带、小的自然植被斑块、廊道等。大型自然植被斑块至少在六个方面具有生态学上的重要性:保护水、保护低等级溪流网络、为大型的当地分布物种提供生境、支持内部种的可变种群大小、容许了对于种的进化与维持起重要作用的自然干扰特性、对于多生境生活的种群来说,大型自然植被斑块保持了微生境上的接近。而按Forman的划分,嵌块体在景观中按其大小可分为粗粒与细粒两类,它们在景观中的生态学意义是不同的。粗粒景观为特殊的内部种提供了大型自然植被斑块;而细粒景观占优势的种是泛化种类。而为了防止在一次大的干扰事件中景观的全面破坏,所以在景观生态规划中有必要考虑危险传播这一因素。对景观而言,干扰对其异质性的发展与维持有重要的作用,基因的变异性在对干扰的抗性限制性方面是很重要的,所以在景观生态规划与设计时也要考虑这一因素。小的自然植被斑块在过度人工化的环境中是非常重要的。它可以保持整个景观的多样性,同时提高景观的异质性与人工环境下人的生存质量。廊道可以分为二类,一个是自然植被廊道,一个是包括多样性小尺度土地利用的廊道。前者可以增强诸如种与地表水运动等自然过程的重要性;而后者可以导致人类和多生境种在这些土地利用中运动的有效性。在明确了规划要考虑因素的意义之后,那么该如何在空间进行基于上述因素的景观生态规划与设计呢?首先通过集中的土地利用,确保大型自然植被斑块的完整性,以充分发挥其在景观中的生态功能;而在人类活动占主导地位的地段,让自然斑块以廊道或小斑块形式分散布局于整个地段;对于人类居住地,则把其按距离建筑区的远近分散安排于自然植被斑块和农田斑块的边缘,愈分散愈好;而在大型自然植被斑块和建筑群斑块之间,可增加一些小的农业斑块。除以上所介绍的5个景观生态规划模型外,还有捷克的LANDEP模型、荷兰的通用生态学模型(GEM)、美国的大城市景观规划模型(METLAND)、澳大利亚的南海岸研究模型等等,其中LANDEP、METLAND与GEM的影响力亦很大,考虑到徐化成先生的《景观生态学》教材中已有详尽介绍,故在这里不再赘述。5景观生态学在我国的研究现状几乎就在景观生态学理论传入我国的同时,我国学者即开始了景观生态规划与设计的实践活动。1988年国家自然科学基金委,第一次批准了由景贵和教授申请的《吉林西部沙地景观生态建设》景观生态学课题申请,而该课题正是景观生态规划与设计的研究内容,在此之前,1978年全国科学技术发展规划重点项目第一项“农业自然条件、自然资源和农业区划研究”和全国自然科学规划中地学规划第五项“水土资源和土地利用的基础研究”课题的实施,揭开了我国土地类型学与土地资源学研究热潮的序幕。在项目实施过程中,以及其后的自然区划等