景观生态学定义范文

时间:2023-12-05 17:55:47

导语:如何才能写好一篇景观生态学定义,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

景观生态学定义

篇1

关键词:景观生态学 理论 思路

Analysis of landscape ecology in research ideas

LI Qi-cai

(Institute of Geographic Science and Tourism of Xinjiang Normal University,Urumqi,830054)

Abstract:Landscape ecology originated in the 1950s and 1960s in Europe, landscape ecology has developed rapidly worldwide, in the 1980s. Landscape ecology started late in China, domestic scholars have done a lot of research, but the popularity of the course at the university, many students have many questions. This paper briefly introduces the concept of landscape ecology and basic theory, put forward research ideas of landscape ecology on the basis of academic, provide some help for college students, who learning and the application of theory and method of landscape ecology.

Key words:landscape ecology; theory; thinking

1、景观生态学

1.1景观生态学的概念

“景观生态学”(Landscape Ecology)一词首先由德国著名的生物地理学家Troll于1939年在利用航片解译研究东非土地利用时提出来的,用来表示对支配一个区域单位的自然—生物综合体的相互关系的分析。之后,许多学者开始了大量的研究。Vink(1983)在讨论景观生态学在农业利用中的作用时强调,景观作为生态系统的载体,是一个控制系统。基于此,他将景观生态学定义为:把土地属性作为客体和变量进行研究,包括对人类要控制关键变量的特殊研究[3];Forman和Godron(1986)在给出确切“景观”定义的基础上,认为景观生态学是研究景观结构、功能和变迁的一门学科[4];傅伯杰(1991)把景观生态学定义为:它是以整个景观为对象,通过物质流、能量流、信息流价值流在地球表层的传输和交换,通过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。

综上所述,景观生态学是一个多学科交叉的学科,它兼有生态学、地理学、环境科学、资源科学、规划科学、管理科学等许多现代大学科群系的多功能优点,适宜于组织协调跨学科多专业的区域生态综合研究,因而在现代生态学分类体系中处于应用基础生态学的地位。

1.2景观生态学的理论基础

景观生态学作为一门正在发展的综合叉学科,其理论的直接源泉是生态学与地理学,同时从许多学科的诸多相关理论中也汲取了丰富的营养。景观生态学的理论基础为开放系统的自然等级有序理论,以及综合性和组织性理论;它的自然生态系统与人类系统之间生物控制共生理论是以控制论为基础的。但对景观生态学理论体系认识却并不完全一致。一般说来,景观生态学的基本理论至少包含以下几个方面:时空尺度;等级理论;耗散结构与自组织理论;空间异质性与景观格局;缀块一廊道—基底模式;岛屿生物地理学理论;边缘效应与生态交错带;复合种群理论;景观连接度与渗透理论。

2、国际景观生态学的研究现状

2.1国外景观生态学研究现状

20世纪90年代中期以来,国际景观生态学发展迅速。景观生态学研究最为活跃的地区集中在北美、欧洲、大洋洲(澳大利亚)、东亚(中国),表明了景观生态学理论、方法和应用的广泛性以及学科的认知度越来越高。从研究内容上看,景观生态评价、规划和模拟一直占居主导地位,其次是景观生态保护与生态恢复、景观生态学的理论探讨[4]。

欧洲和北美的景观生态学研究基本上引领了国际景观生态学的发展方向。景观生态学关注的重点从土地利用规划和设计逐渐扩展到资源开发与管理、生物多样性保护等领域,在理论上强调景观的多功能性、综合整体性、景观与文化的协同,并提出了整体景观生态学的概念框架。北美的景观生态学在欧洲的影响下,从20世纪80年代初开始发展,并逐渐形成注重数量化和模型建设以及自然景观研究的特色。尽管欧洲和北美两大学派在发展过程中由于所关注的对象、解决问题的方法等方面的差异而表现出鲜明的个性,但是二者也在不断地相互影响、相互渗透,推动着景观生态学学科体系的不断发展和完善。

2.2我国景观生态学研究现状

我国景观生态学研究虽起步较晚,但发展迅速。自从20世纪80年代初介绍景观生态学的概念、理论和方法以来,我国地理学、生态学、林学、农学、植物学等领域的研究人员极大的关注着景观生态学得发展,并积极开展了景观生态学的讨论与研究,使景观生态学成为不同学科的共同研究热点。

我国学者主要关注的重点是景观生态学的理论基础、方法及应用这三个方面。首先,景观生态学的基础理论是景观生态学发展的前提和基石,它对人们了解景观生态学的产生背景与发展历程,理解景观生态学中的概念、原理与方法具有重要的指导作用。我国学者在理论基础上做出了大量的工作,并且提出了许多新的理论思路,例如:WU[5]等(1995)在总结前人缀块动态理论基础上,创立了等级缀块动态范式;俞孔坚(1999)提出了生物保护的景观生态安全格局,并给出了案例,这些无疑为我国景观生态学基础理论的拓展和创新提供新的思路。其次,在应用方面,我国真正开展景观生态学的应用研究是在20世纪90年代,其标志是肖笃宁(1990)发表的《沈阳西郊景观结构变化的研究》。从近30年的研究情况看,景观生态学的应用研究在我国景观生态学研究中已占相当大的比重。由于景观生态学具有多学科的特点,再加上我国类型丰富的生态系统,使景观生态学的应用研究呈现出百家争鸣的景象,主要的研究领域是城市与农业景观及其交错景观、森林资源的保护、土地利用、干旱区景观、湿地景观等。

3、景观生态学的研究思路

景观生态学是一门新兴的学科,经历国内外学者30多年的研究与探讨,已经初步有了自己的研究方法与思路。在学习景观生态学的过程中首先要对景观生态学的产生和理论基础经行概括性的总结,在此基础上进行研究区域的景观分类、实地的野外调研,做出该区域的景观格局图,再根据研究目的来选择适当的指数来检验,最后结合选定区域的景观特色进行景观生态的分析,讨论、评价或给出设计规划的方案。

3.1景观的分类

景观生态学的研究是针对选定区域进行的,学者们进行研究时,首先是在确定自己的研究目的或需要解决的问题后,再对该区域进行景观结构的划分。在景观生态学的区域研究中,一般情况下学者们主要是在土地利用、植被、生地貌态、生态保护以及其他方面的需求几个方面的问题进行研究的。

学者在选择需要解决的问题或阐述的问题后,对目标区域景观结构的分类。景观结构基本组成要素包括斑块、廊道和基质,斑块—廊道—基质模型的提出被多数学者所接受,班一廊—基模式关系给出了一种普遍适用于各种景观分析、设计、规划的语言[6]。在景观生态研究中三者的时空配置形成的镶嵌格局即为景观结构。

3.2景观格局图的制作

景观格局图的制作是在景观分类确认的基础上,并且需要结合实际卫星航片的判读与野外工作的调研后,最终制作成一幅由各种斑块、廊道以及整个区域的基本基质的景观格局图。具体的方法是如表1。

表1 由作者整理而得

3.3景观空间格局指数

景观空间格局指数包括两本分,即景观单元特征指数和景观异质性指数。应用这些指数主要是对景观格局的定量的描述,对不同的景观进行比较,研究它们的结构、功能和过程的异同,从而对景观的空间格局进行分析,而分析的目的主要有五个方面:(1)确定产生和控制景观格局的因子及其作用机制;(2)比较不同景观相前提的特征和他们的变化;(3)探讨不同景观格局的尺度性质;(4)确定景观格局和功能与过程的相互关系;(5)为景观的合理管理提供有价值的资料。

3.4研究结果的判读

研究结果的判读主要是为了确定我们的研究是否有实际的意义,是为了达到我们的研究目的。研究结果是根据研究目的选择几部分指数,通过我们对研究区域景观格局指数的计算,得出各部分的指数。然后,根据这些指数的特征对研究区域的景观生态效应进行多方面的分析,最后找到景观生境破碎化的程度或驱动因素,进而对研究区域的景观生态效应进行定性与定量的评价,得出该区域尽管生态效应的优劣,然后讨论研究区域景观格局在近几十年内的变化趋势,从而设计研究区域景观格局的规划方案。

然而在实际的研究过程中,我们通常不必要做出这么多的研究结果,而是根据我们的研究出发点,在对区域的景观生态效应的分析、评价、变化趋势的谈论、规划方案的设计这些方面进行选择性的研究。我们对研究结果在每一个方面的判读,都具有重要意思,从而对应我们的研究意义与目的。

4、结论

景观生态学是一门新兴的、发展迅速的学科,它亦是当今生态学研究核心之一。由于景观生态学多学科交叉的学科性质,所以在学习景观生态学时,首先应该了解景观生态学的学科性质、相关概念、基础理论以及研究方法,然后再进行实地的研究与理论探讨。本文就是通过阐述景观生态学的概念与基础理论,简要的介绍国内外景观生态学的发展现状,而为学习景观生态学的大学生提出了景观生态学的研究思路,期望他们在景观生态学的学习历程中抓住景观生态学学习的关键问题,提高自身的认知能力和科研能力,为学科的发展做出一定的贡献。

参考文献:

[1]何东进等.景观生态学的基本理论及中国景观生态学的研究进展[J].江西农业大学学报,2003.4:276-282

[2]曹宇,肖笃宁等.近十年来中国景观生态学文献分析[J].应用生态学报,2001,12:474-477

[3]傅伯杰等.景观生态学原理及应用[M].科学出版社,2001.7

[4]傅伯杰等.国际景观生态学研究新进展[J].生态学报,2008.2:798-804

[5]Wu J.Loucks O L From balance of nature to hierarchical patch dynamics:aparadigm shift in ecology, [外文期刊] 1995(04)

[6]楚新正.景观生态学基本理论及在绿洲研究中的应用. 新疆师范大学学报,2000,12:56-62

[7]陈昌笃.景观生态学的理论发展和实际作用[M].北京:中国经济出版社,1990

[8] 邬建国.景观生态学—概念与理论[J].生态学杂志,2000:42-52

[9] 肖笃宁.景观生态学的理论、方法及应用[M].北京:中国林业出版社,1991

篇2

关键词:生态学 景观生态学 景观设计 城市

生态学与景观生态学

生态学

在英语中,“生态”与“生态学”是同意个词,“Ecology”,一般认为这个词来源于希腊文“Oikos”和“Logos”,前者为居住的意思,后者则是科学研究的意思,从词源意义上看,生态学应该致力于活生生的有机体极其生活环境的。1869年,德国科学家赫克尔认为,所谓生态,是指整个生物圈内万事万物共生共存、互相影响、互相以来的生存状态,他把生物学定义为“研究有机体与周围环境(包括非生物环境和生物环境)之间的相互关系的科学。①

景观生态学

有关景观的定义,有多种表述,但一般讲是指反映内陆地形地貌景色的图像,诸如草原、森林、山脉、湖泊等;或是某一地理区域的综合地形特征;或者是人们放眼所看到的自然景色。而景观生态学(Landscape Ecology)是研究在一个相当大的区域内,由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。景观生态学给生态学带来新的思想和新的研究方法。在景观生态学(Landscape Ecology)中,指特定地域空间内由不同生态系统组成的复合体,通过对过程和格局的研究,揭示生态系统之间的相互关系。

城市景观与景观生态学的关系

城市是城市居民与其周围环境相互作用形成的,是人类在改造和适应自然环境的过程中,建立起来的人工生态系统,也是自然-经济-社会复合系统。城市占有一定的地理空间范围,具有独特的生物、非生物和社会经济要素。这些要素通过物质和能量代谢、生物地球化学循环,以及物质供应和废物处理等过程,相互联系在一起,形成具有一定组成、结构、空间格局和动态变化特征统一体。对于一个城市来说,城市内部不同规模和属性的景观要素,作为斑块、廊道和本底三类结构成分,典型地和重复地镶嵌在一起,形成一定景观格局。城市景观具有人类主导性、生态脆弱性和景观破碎性三大特点。城市景观的斑块、廊道和本底等结构成分和组成要素,具有显著特。

景观生态学中的“模地”、“廊道”、“网络”、“结点”等概念为城市园林绿化系统的整体描述提供了手段,把园林绿化与整体城市景观联结起来,赋予了其新的内涵。城市绿地系统作为第三产业,其再生产本质是人类利用植物资源的光合作用能力和城市土资源的营养、承载能力,通过转化和固定太阳能,改善城市生态环境,提供生活、游憩空间,美化城市风貌。布置点、线、面绿地,在绿地布局上体现景观生态学理念。

生态学对于城市景观设计应用的必要性

生态学中,一切自然因素和生物都应是顺应自然过程和适应环境的结果,它们是一个无限的相互联系的网络。景观由生态环境决定,景观规划设计必须按生态原则进行,并把生态伦理作为重要的价值取向。如果把景观设计理解为是一个对任何有关人类使用户外空间及土地问题的分析、提出解决问题的方法以及监理这一解决方法的实施过程,那么景观设计师的职责就是使人、建筑物、社区、城市以及人类的生活同地球和谐相处。因此,景观设计从本质上说就应该是对土地和户外空间的生态设计,生态原理是景观设计学价值观的 “观念的革命,反映着现实中的革命”。②

中国作为目前世界上最大的发展中国家,经过多年改革开放,经济得到了空前发展。城市也迅速的发展起来,逐步进入城市化阶段。然而,正向所有发达国家在其发展过程中都曾经历过的那样,中国的快速发展也带来了许多的问题,如能源、环境污染问题等。

我们现在的很多城市景观设计只考虑设计的形式,注重外形美观和空间体验,受主观影响较多,而没有考虑实地生态的状况。而景观生态学更强调理性,讲求科学。所以未来的景观设计将越来越多的将科学与美学相结合,让景观既有美学的价值又有科学依据符合自然生态的发展。

现在很多人理解的城市景观生态设计仅仅只是多种植植物,这是目前很多对景观生态学的错误理解。特别是遍布各个城市中的景观大道,大量引种非乡土观赏植物,采取高密度的种植方式获取立竿见影的绿化效果。反而导致很多非乡土植物因为不适应当地水土而变的树小叶黄甚至导致一些植物的直接死亡。

中国目前很多的景观设计师都是没有进行详细的调查就研究就对当地的环境进行设计从而导致了一系列生态问题的产生,而当危害已经发生后也只是做出一些脆弱、无力的挽救措施,使得景观设计中的生态意义相当苍白,甚至成为人们可以继续破坏生态环境的借口。一些人认为只要经过景观设计就可以修复环境和生态上的问题,然而在许多生态脆弱地区伤害一旦造成,即使耗费大量人力物力也很难挽回。

结语

不论从哪个角度做城市景观设计都是为了让人与自然更好的和谐相处。无论怎样做设计都应该将对原有景观的尊重对原有生态系统的保持和维护放在必须要考虑的因素之一。从生态角度出发来研究和考虑人与自然环境的关系,展示了自然的发展过程,应用生态学原理进行的设计,是对自然循环过程的尊重,通过这种过程使每个人适应特定场所中的自然过程,从而参与到生态化的环境建设中形成一个良性循环系统。不仅有利于自然的发展更有利于人的生存。这种将生态学原理应用在景观设计中的设计思想让更多的景观设计师关注生态问題,意识到景观的设计并不仅仅是艺术性布置的植物和地形,而是要与整个生态系统紧密相连的。应做到尊重人与自然,将设计与自然相结合。科学的规划方法是维护我们与自然和谐共生的最有力的武器。生态景观设计是城市景观设计的未来的发展方向。

注释:

篇3

【关键词】生态;景观;水景生态化;植物配置

1.扬州沙头镇生态农业观光园玲珑水街南区基地分析

基地位于扬州市沙头镇,地处扬州南郊,南临长江,与镇江市隔江相望,境内长江支流夹江环绕,施港公路和在建的沿江高等级公路穿越而过,水运、铁路、陆路交通十分便利。该园区以沙壤土为主,肥力中上,地势平坦;温、光、水3要素协调,极适宜蔬菜生产;排灌条件较好,灌溉水源直接来自长江,水质优良。园区雨水充沛,光照条件优越,附近无污染性工业企业、无三废排放、无城市垃圾。据监测,大气、农田灌溉水、土壤环境质量分析与评估均为一级。园区内将路、沟、河、渠、堤、坡等进行合理的绿化,田林路综合配套,排灌设施齐全,可以有效地改善生态环境,具有显著的生态效益。其将现代农业与旅游业相结合,办成休闲观光旅游的一个景点,一个亮点,充分突显现代农业休闲旅游业发展中的特色和内涵。

2.生态农业观光园的概念

生态农业观光园是生态观光农业的具体形式之一。起源于第二次世界大战后的欧美国家,最初多为小规模的观光果园和休闲农庄,逐渐演变至今成为将生态农业与观光旅游有机结合的新型农业形式。因此生态农业观光园可初步定义为以景观生态学、循环经济学、系统科学和环境美学为指导,因地制宜地设计出集农业生产与示范、观光旅游和环境保护为一体,并且具有一定的文化性、地域性和参与性的交叉型农业产业园区。

2.1“生态”的概念

“生态”与“生态学”在英语中属于同一个词语,而最早的“生态”一词是来源于古希腊文中的,它的原意是“居住的地方”和“家”。1869年,德国科学家海克尔[1]首先将生态一词用于科学研究,并生态学的概念定义为“研究有机体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)之间相互关系的科学”[2]。

2.2景观的概念

在欧洲,“景观”一词最早出现在希伯来文的《圣经》(旧约全书)中,用来描绘具有所罗门王国教堂、城堡和宫殿的耶路撒冷城美丽的景色。美国景观生态学家福尔曼和法国地理学家戈德伦认为,景观是指由一组以类似方式重复出现的相互作用的生态系统所组成的异质性陆地区域,其空间尺度在数公里到数十公里范围。[3]

2.3景观生态学的概念

景观生态学的概念是德国地植物学家Troll1939年在利用航片解译研究东非土地利用时提出来的,用来表示对支配一个区域单位的自然—生物综合体的相互关系的分析。他当时认为景观生态学并不是一门新的科学或者是科学的新分支,而是综合研究的特殊观点。德国汉诺威工业大学景观管理和自然保护研究所的将景观生态学定义为: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。[4]

3.规划设计手法

以“生态优先、绿色低碳、三产综合”为发展理念,以原生态乡村风貌为基底,以高效农业产业为基础,以高品质都市乡村休闲度假产业为引领,融乡村休闲、乡村度假、文化体验、情景社交、产业示范、生态涵养等多功能复合,引领都市人群回归返璞归真的乡村自由生活。这是该方案欲打造的主题,因此在规划设计中最大限度尊重现状,充分尊重现状地形、水系、现有村庄、道路尽量保留。设计的风格继承江南水乡的古朴清幽,构景方式随意自然但不失韵味。尽量保留本土文化和植物的原生态。

4.水景生态化

水景生态化是指用生态学的观点来处理水体的造景,水体景观不但要在景观上富于水的情趣,而且要求水体洁净、水生植物和水生动物共生,并且水体景观有可持续性,在较少,甚至没有人工干涉的情况下,水景能得到保持,并且能随水体生态系统的发展而发展变化。[5]在驳岸的设计中较少地加入人工因素,保持自然,这样在其水体驳岸之间形成一个随季节变化而变化的湿地带,在湿地上随水体的深浅不同,栽种不同的水生和半水生的植物,形成生态型的湿地景观,水面上自然式点缀一些浮生植物和其他水生植物,游人可以在水中荡舟探幽。

5.植物配置的生态性原则

在生态农业观光园的植物配置上,不仅要考虑其观赏性更重要的是能创造出适合人类生存的生态环境。景观植物不仅有乔、灌、草、藤本等形态特征方面的差异,其是否喜光,干、湿耐性,酸、碱性适应能力等生理、生态特性也各不相同。因此,在构建生态功能强大的复层植物群落时必须尊重植物自身的生长规律及生态特性,这样才能保证植物正常生长,达到生态效益最大化;此外,植物固有的生态习性决定其有明显的自然地理条件特征,每个区域的地带性植物都有各自的生长气候和地理条件背景,经过长期的自然选择与周围的生态系统达成了良好的共生关系。因此,在进行植物景观设计时应大力开发运用乡土树种,丰富绿化树种的多样性。[6]在此设计方案中植物配置的种类上遵循生态性原则,采用大量乡土树种,常绿与落叶、乔木与灌木、观叶树与观花树相互搭配,在满足植物生态条件下创造复层绿化。

6.结语

随着人们物质生活水平的不断提高以及创建生态型社会理念的加强,我国生态农业观光园规划设计已进入了新的发展时期。该方案将秉承“可持续发展”的生态性原则,提倡自然循环和自然生态,保护好生态环境,把资源开发和经济社会协调发展有机地结合起来,把可持续发展农业与乡村发展有机结合起米,实现产业化发展和生态环境相互促进的良性循环。通过该农业观光园区的建设,可以更加合理、有效地利用农业资源,协调人口、资源环境与发展的矛盾。

参考文献

[1][美]摩特洛克著,李静宇,李硕,武秀伟译.景观设计理论与技法.大连:大连理工出版社2007—1—1

[2][日]河川治理中心编著.滨水地区亲水设施规划设计,北京:中国建筑工业出版社2005—8—1

[3]宇振荣主编.景观生态学.北京:化学工业出版社.2008.03

[4]傅伯杰,陈利顶,马克明,王仰麟等编著.景观生态学原理及应用.科学出版社2009.06

[5]王浩主编.城市生态园林与绿地系统规划.中国林业出版社

篇4

景观地理学是诞生于德国与俄罗斯的一个地理学学派[1,2],可说是源远流长。经一个多世纪的发展,充分吸收了生态学、系统学与人类科学的重要思想,逐步推陈出新,至本世纪80年代,更是形成了以景观生态学为代表的新一代的景观科学。景观生态学将生态学中结构与功能关系的研究与地理学中人地相互作用过程的研究有机融合,形成了以不同时空尺度下格局与过程、人类作用为主导的景观演化等概念为中心的理论框架,形成强调自然与人文因子相结合的景观规划与管理等实际应用领域。景观规划建筑学则体现了景观学与工程科学的交叉,它将生物措施与工程措施相结合,营建能充分展示景观多重价值的人居环境[3~5]。本文系统论述了现代景观科学的形成与发展,从科研认识论的角度对景观生态学的核心概念做了重点介绍。

1 景观地理学的源流

本世纪初景观地理学在德国的兴起,标志着用发生学的观点和综合分析的方法划分地表类型并研究其发展演变的近代地理学的诞生。景观一词源于德语Landschaft,具有地表可见景象的综合和某个限定性区域的双重含义[6]。施吕特尔(O.Schluter1872-1952)是德国景观学派的创始人,他是从自然与人文现象的综合外貌角度来理解景观,倡导景观研究作为地理学的中心问题,探索由原始景观变成人类文化景观的过程。帕萨格(S.Passarge)创造了景观地理学一词,于1913年建立了一套地理学性质的景观学体系,强调对分类要素的描述和解释。他在小区域的详细考察方面及在全球范围内对景观学的发展作出了贡献。其代表作有:《景观学基础》和《比较景观学》,他还提出了城市景观、空间景观等概念,力求完善景观形态与分类的解释。由于中欧地区有限的生态地理空间和较长的开发历史,使得景观外貌呈现出高度的人文化,同时由于德国地理学研究有着很深的地质地貌学渊源,因而德国的景观地理学以重视人文景观及具有强烈的地理、地貌学色彩为其特色,制图分析是其主要研究方法[7~9]。1939年特罗尔(G.Troll)在利用航空像片判读进行东非土地利用研究时,提出了“将地理学的区域空间分析与生态学的结构功能研究相结合“的景观生态学新方向,这一思想对欧美各国的景观学研究产生了重大影响。

美国的景观地理学深受德国的影响,索尔(C.O.Sauer)也是从地貌入手转入文化地理研究,他于20年代中期发表的著作“景观形态学“,把景观看作地表的基本单元,认为景观是由自然与文化要素两部分叠加而成。以他为代表的伯克利(Berkeley)学派研究了大量景观变迁的实例,揭示了人在改变地球面貌中的作用,促进了景观学派的发展。

按照A.F.伊萨钦科的观点(1959),景观学说与自然地理分异理论和综合自然区划一起构成了俄国与苏联景观地理学的三大理论成就[2]。与德国和美国的地理学家不一样,原苏联的地理学家多偏重于自然景观的研究,认为自然景观即自然综合体是自然地理学的主要研究对象,景观的类型方向和区域方向并存。这当然是与原苏联的国土辽阔、开发程度较低有关。贝尔格(L.S.Berg)发表了“苏联景观地带“提出了关于自然区以下尺度土地单元的等级与类型划分的景观学说,主要依据植物群落和地形单元的组合。1942年苏卡切夫(V.N.Sukachev)提出了与生态系统相近似的生物地理群落概念,并将其作为景观的最小单元,重点研究群落各组成成分之间的物质循环与能量交换。60年代,苏联开始了景观结构与功能的定位实验研究,着重于水热平衡、生物地球化学过程的监测和实验,波雷诺夫(B.B.Poleinov)建立了景观地球化学的研究方向,卡列斯尼克(S.V.Kalesnik)提出景观学定义和景观分类、类型和结构等概念。A.A.克劳克利斯的“实验景观学“和B.Б.索恰瓦的“地理学系统学说导论“作为其理论总结,反映了苏联地理景观研究的实验思想、系统思想和生态学方向的新趋势[2]。

德国和苏联在景观地理学方面的理论成就,特别是关于自然区划和土地单元的等级、类型划分的理论与方法,在第二次世界大战以后激发了欧美各国广泛的应用研究,包括景观及其以下尺度的土地资源分类、评价和区划规划、景观制图、景观设计和综合管理。其中荷兰、捷克斯洛伐克、加拿大、澳大利亚和英国等国的工作形成了很有特色的理论和方法体系,特别是引进生态学的思想和方法,广泛应用遥感和地理信息系统手段为景观学的新发展注入了强大的活力。概言之,1950年以前的景观学主要是地理学性质,植被、土地利用与环境的关系只是作为自然综合体中不同要素的相互关系。其后的景观学经过三十多年的应用与发展,生态系统概念的影响日渐深入,生物(包括人类)与环境的关系问题成为景观结构的中心,研究从分析走向预测。80年代以来,景观学再次成为地理科学中的瞩目问题,在景观的形态与发生、景观的稳定与演化、景观的分析与综合、景观与环境、景观的价值与应用等方面都有长足的发展,并产生了若干新的分支,如景观生态学、景观地球化学、人文景观学等。

2 景观地理学的推陈出新

景观学本来是从综合自然地理学中脱胎而来,在苏联经多方面发展,景观地理学形成了第一个高峰,但是后来一些学者的经院式研究使其逐步进入了死胡同。80年代以后北美景观生态学的兴起,为景观学带来了新的理论突破,加之在广泛应用中的技术发展,形成了景观学的第二个高峰。目前新一代的景观科学可以景观生态学为代表,在理论层面上包括原有的景观地理学和景观地球化学等,在应用层面上包括景观建筑规划学,景观生态建设(建设地理学与建设生态学)等和众多的交叉分支学科。除了研究范围的扩大与原有研究内容的深化,景观科学的推陈出新还突出表现在以下几个方面:

1)新一代景观科学突破了原先只是从类型和区域角度对自然综合体进行研究,发展到从过程与类型(或区域)两方面对自然-人文综合体进行有强烈应用色彩的研究。除空间结构与地域分异以外,地理过程与生态过程也成为研究的重心[10]。

2)从单纯的地理过程研究发展到人地相互作用过程的研究。人地关系中地域关系的优化是区域可持续发展研究的基础,而以可持续空间格局的研究为热点。在景观和区域尺度上对人地关系的调整和构建可称之为景观生态建设,这应成为建设地理学的研究重点[11]。

3)学科的交叉融合极大地丰富和发展了景观科学,并形成了若干新的学科框架体系。如理论地理学与宏观生态学的交叉形成了景观生态学;而在应用层面上,可以说建设地理学与生态工程学的交叉形成了景观生态建设这一新的研究范畴。国际景观生态学会的新会章中对于景观生态学作出了如下的新定义(IALE mission statement, 1998):“景观生态学是对于不同尺度上景观空间变化的研究,它包括景观异质性的生物、地理和社会的原因与系列,无疑它是一门连接自然科学和相关人类科学的交叉学科。“可见景观研究还涉及自然与人文科学的交叉,如景观生态美学、生态经济学与环境伦理学等。

关于景观生态建设可定义为一定区域、跨生态系统、适于特定景观类型的生态建设措施,以景观单元的空间结构调整或重新构建为基本手段,改善受胁迫或受损失的生态系统的功能,提高景观系统的总体(生物)生产力。其主要内容包括:景观空间结构的调整,优化组合原有景观组分或引入新的成分;控制人类活动的方式与程度,补偿与恢复景观的生态功能;按生态学规律进行可更新自然资源的开发与生产活动;建设与自然系统和谐协调、适于人类生存的可持续景观模式等[11]。   3 景观生态学的理论贡献

景观生态学在当代景观科学中的“一枝独秀“,是因为其认识论和方法论上的进步,为一种正在形成中的“尺度-等级系统“新模式作出了重要的理论贡献[12]。从科研认识论的角度对于景观生态学的核心概念和一般原理可作如下归纳[13]:

3.1 景观系统的整体性和景观要素的异质性

景观是由景观要素(elements)有机联系组成的复杂系统,含有等级结构,具有独立的功能特性和明显的视觉特征,是具有明确边界、可辨识的地理实体。一个健康的景观系统具有功能上的整体性和连续性,只有从系统的整体性出发来研究景观的结构、功能和变化才能得出正确的科学结论。景观系统同其它非线性系统一样,是一个开放的、远离平衡态系统,具有自组织性、自相似性、随机性和有序性等特征。异质性本是系统或系统属性的变异程度,而对空间异质性的研究成为景观生态学别具特色的显著特征,它包括空间组成、空间构型和空间相关等内容。异质性同抗干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有密切关系,景观异质性程度高有利于物种共生而不利于稀有内部种的生存。景观格局是景观异质性的具体表现,可运用负熵和信息论方法进行测度。景观异质性也可理解为景观要素分布的不确定性,其出现频率通常可用正态分布曲线描述[10]。

3.2 景观研究的尺度性

尺度是研究客体或过程的空间维和时间维,可用分辨率与范围来描述,它标志着对所研究对象细节了解的水平。在景观学研究中,空间尺度是指所研究景观单元的面积大小或最小信息单元的空间分辨率水平,而时间尺度是其动态变化的时间间隔。景观生态学的研究基本上对应于中尺度范围,即从几平方公里到几百平方公里、从几年到几百年[14]。

格局与过程的时空尺度化是景观生态学的研究热点,尺度分析和尺度效应受到格外重视和发展[15]。尺度分析一般是将小尺度上的斑块格局经过重新组合而在较大尺度上形成空间格局的过程,与之相伴的是斑块形状趋向规则化以及景观类型的减少。尺度效应表现为:最小斑块面积和随尺度增大而增大,其类型则有所转换,景观多样性减小。通过建立景观模型和应用GIS技术,可以根据研究目的选择最佳尺度,并对不同尺度的研究成果进行转换。由于景观尺度上进行控制性实验代价高昂,因此尺度的转换技术愈显重要。尺度外推涉及到如何穿越不同尺度约束体系的限制,至今仍是一难点。

时空尺度的对应性、协调性和规律性是一重要特征,通常研究地区越大、相关的时间尺度越长,生态平衡即自然界在动荡中表现出的与尺度有关的协调性。生态系统在小尺度上常表现出非平衡特征,而大尺度上仍可体现出与平衡模型相似的结果,景观系统常常可以克服其中局部生物反馈的不稳定性。

尺度性与持续性有着重要联系,细尺度生态过程可能会导致个别生态系统出现激烈波动,而粗尺度的自然调节过程可提供较大的稳定性。在较高尺度上,作为非线性耗散系统演化中一种普遍现象的混沌可提高景观生态系统的持续性而避免碎裂种群(Metapopulation)灭绝。大尺度空间过程包括土地利用和土地覆盖变化、生境破碎化、引入种的散布、区域性气候波动和流域水文变化等。在更大尺度的区域中,景观是互不重复、对比性强、粗粒格局的基本结构单元。景观和区域都在“人类尺度“上即在人类可辨识的尺度上来分析景观结构,把生态功能置于人类可感受的范围内进行表述,这尤其有利于了解景观建设和管理对生态过程的影响。在时间尺度上,人类世代即几十年的尺度是景观生态学关注的焦点。

3.3 景观结构的镶嵌性(Mosaic)

景观空间异质性通常表现为梯度与镶嵌,后者的特征是对象被聚集形成清楚的边界,连续空间发生中断和突变。土地镶嵌性是景观的基本特征之一,forman提出的斑块-廊道-基质模型即是对此的一种理论表述[16]。

景观斑块是地理、气候和生物、人文因子影响所成的空间集合体,具有特定的结构形态,表现为物质、能量或信息的输入与输出单位。斑块的大小、形状不同,有规则、不规则之分;廊道曲直、宽度不同,连接度也有高有低;而基质更显多样,从连续到孔隙状,从聚集态到分散态,构成了镶嵌变化、丰富多采的景观格局。空间格局是景观功能流的主要决定因素,而这些景观形态结构又是昨天的流所产生。结构和功能,格局与过程之间的联系和反馈是景观生态学的基本命题。

景观镶嵌的测定包括多样性、边缘、中心斑块和斑块总体格局测定等方面,包括多样度、优势度、相对均匀度、边缘数、分维数、斑块隔离度、易达性、斑块分散度、蔓延度等指标。此外,网络理论、中心位置理论、渗流理论(随机空间模型)等也被用于景观空间结构的研究。

3.4 生态流的空间聚集与扩散

生物物种与营养物质和其它物质、能量在景观组分间的流动被称为生态流(eco-flow),它们是景观中生态过程的具体体现。受景观格局的影响,这些流分别表现为聚集与扩散,以水平流为主,它需要通过克服空间阻力来实现对景观的覆盖与控制。物质运动过程同时总是伴随着一系列能量转化过程,斑块间的物质流可视为在不同能级上的有序运动,斑块的能级特征由其空间位置、物质的组成、生物因素以及其它环境因素所决定。

景观空间要素间物种的扩散与聚集,矿质养分的再分配速率通常与干扰强度成正比,穿越边缘的能量与生物流随异质性的增大而增强。无任何干扰时,景观水平结构趋势于均质化,而垂直结构的分异更加明显。

生态流的传输机制有风、水、飞行动物、地面动物和人,其驱动力可分为扩散、传输和运动,后二者是景观尺度上的主要作用力。扩散形成最少的聚集格局,传输居中,而运动可在景观中形成最明显的聚集格局。

景观的边缘效应对生态流有重要影响,它可起到半透膜的作用,对通过的生态流进行过滤。此外,在相邻景观要素处于不同发育期时,可随时间转换而分别起到源和汇的作用。

3.5 景观演化的不可逆性与人类主导性

景观变化的动力机制有自然干扰与人类活动影响两个方面。由于当今世界上人类活动影响的普遍性与深刻性,对于作为人类生存环境的各类景观而言,人类活动对于景观演化无疑起着主导作用,通过对变化方向和速率的调控可实现景观的定向演变和可持续发展[17]。

景观稳定性取决于景观空间结构对于外部干扰的阻抗及恢复能力,其中景观系统所能承受人类活动作用的阈值可称为景观生态系统承载力。其限制变化为环境对人类活动的反作用,如景观空间结构的拥挤程度、景观中主要生态系统的稳定性、可更新自然资源的利用强度、环境质量以及人类身心健康的适应与感受性等。

景观系统的演化方式有正、负反馈两种。负反馈有利于系统的自适应和自组织,保持系统的稳定,是自然景观演化的主要方式;而不稳定则与正反馈相联系。从自然景观向人工景观的转化多为正反馈,如围湖造田、毁林开荒和城市扩张等。耗散结构理论揭示,非平衡不可逆性是组织之源、有序之源,通过涨落达到有序。景观系统的演化亦符合这一规律,人类活动打破了自然景观中原有的生态平衡,放大了干扰,改变了景观演化的方向并创造出新的生态平衡,重新实现景观的有序化。

3.6 景观价值的多重性

景观作为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,兼具经济、生态和美学价值,这种多重性价值判断是景观规划和管理的基础。景观的经济价值主要体现在生物生产力和土地资源开发等方面,其生态价值主要体现为生物多样性与环境功能等方面,这些均已研究清楚。而景观美学价值却是一个范围广泛、内涵丰富,比较难以确定的命题。随着时代的发展,人们的审美观也在变化,人工景观的创造是工业社会强大生产力的体现,城市化与工业化相伴生;然而久居高楼如林、车声嘈杂、空气污染的城市之后,人们又企盼着亲近自然和返回自然,返朴归真成为时尚。

关于景观美学值量的量度可从人类行为过程模式和信息处理理论等方面进行分析,不同民族和文化传统对此有深刻影响。如中国的园林景观和欧洲相比特色较鲜明,它注重野趣生机、自然韵味,情景交融、意境含蓄,以小见大、时空变换,增加景观容量与环境氛围。

价值优化是管理和发展的基础,景观规划和设计应以创建宜人景观为中心。景观的宜人性可理解为比较适于人类生存、体现生态文明的人居环境,包括景观通达性、建筑经济性、生态稳定性、环境清洁度、空间拥挤度、景观优美度等内容,当前许多地方对于居民小区绿、静、美、安的要求即是这方面的通俗表达。景观特别重视景观要素的空间关系,如形状和大小、密度和容量、连接和隔断、区位和层序……,如同它们所含有的物质和自然资源质量一样重要。如城市景观规划应注意合理安排城市空间格局,相对集中开敞空间(open space),建筑空间要疏密相间;在人工环境中努力显现自然;增加景观的视觉多样性;保护环境敏感区和推进绿色空间体系建设。   4 景观规划建筑学的实际应用与发展

景观规划建筑学(Landscape Architecture)是适应现代社会发展需要而产生的一门工程应用性学科,它是景观科学与建筑学的交叉,城市规划、风景园林设计与景观生态学的交叉。这门学科在美国已有百余年的历史,F.L.Qlmsted于1863年就提出了Landscape Architecture的概念,并首先在纽约中央公园的设计和建造中提出了一系列建设城市公园绿地系统的思想,?quot;创造性地利用景观,使城市环境变得自然而适于居住“,使自然与城市生活相融合,将生态思想与景观设计相结合,美国许多大学开设“景观规划建筑“课程远早于景观生态学,但是80年代以后北美景观生态学的兴盛无疑为景观建筑与景观规划注入了新的活力。这一阶段有3本有影响的书,即I.Mcharg 1969年出版的“设计结合自然“(Design With Nature), C.A.Smyser1982年出版的《自然的设计》(Nature“s Design)和H.Hough1984年出版的《城市形态与自然过程》(City from and Nature Process),他们在应用中丰富和发展了景观生态学的思想,并将景观规划建筑学纳入到现代景观科学的范畴。

关于“景观建筑“(Landscape Architecture)通常定义为集中活动区建筑物与周围环境的整体配置与构建,可分为小区(Site)、城市(Urban)和区域(Region)等不同尺度的景观设计和规划,包括土地发展规划、生态规划、景观设计和人文因素等不同侧重点。近来关于人居环境的研究渐成热点,其内容包括自然环境、人口(居民)、社会结构、建筑与城市以及交通、通讯网络等。景观规划建筑学在人居环境研究中起到了十分重要的作用。城市属于一种人工创造的、以建筑物为基质的特殊人类文明景观,具有高密度(空间拥挤)、高流量(能流、物流、信息流大)的特点,景观建筑规划追求的目标是把自然引入城市和使建筑体现文化。这门应用学科的发展具有鲜明的时代特征,符合人类走向绿色文明的浪潮,同时也推动了景观科学的革新和发展。

5 我国景观生态学研究的重要成果

篇5

关键字:风水说、景观生态、思想探析、应用

中图分类号: TU986 文献标识码: A

一、引言

风水说和景观生态学思想两着的本质都是以关注与人类生存密切相关的自然环境为基础,合理处理两者之间的关系。针对我国传统的风水理论及其实践而言,以前我过得自然科学领域的技术相对有限,在尊重自然、顺应自然的前提下改造和利用自然的方面,远远不能够达到生态景观学的先进技术手段,但是基本的格局和结构式大体一致的。

工业化之后,世界的三大问题(人炸population,环境污染pollution,资源枯竭povery)趋演趋烈,迫使人们去重新审视人与自然的关系,直接促进了西方景观建筑学和景观生态学的发展。景观生态学尝试从整体有机联系上,以生态规律来揭示并协调人与自然环境的相互关系,强调空间异质性、等级结构和尺度在研究生物圈过程中的重要性,并提出了各种范式和模型。而此时我们再来看/风水0这门古老的学说,同一切传统学术一样,由于社会的发展水平和科学水平的限制,它不可能发展成为完全科学的理论体系。然而,正因为它的准科学性,它的直觉感知性,使它少了一些还原论和辩论证的干扰而具有有机性、整体性,这与现代景观生态学的结构思想体系有着惊人的相似与同向性。比如风水之注重“水”、“风”、“土”、“气”种种有关论述乃至模式化的表达方式,就与生物圈的水循环、大气循环、土壤岩石圈、动物植被等有一致性。

我们比较风水说与景观生态学的思想,希望能探析一条跨越地域、历史、民族,沟通古今、中外之路,从人类文化历史的脉络中,寻索到瞻望未来发展的共识。

二、景观生态思想概念

生态学的一个分支即景观生态学,它起源于中欧和东欧,发展历史比较长远,大约在20实际30年代,德国地理学家Troll提出了“景观生态学”一词(okologische bodenforschung),引起了当时一大轰动。Troll根据当时地区的地理学和植被研究的传统,把景观生态学定义为研究某一景观中生物群落之间错综复杂的因果反馈关系的科学。后来在1983年的美国的伊利诺斯州A-llerton公园召开了景观生态学研讨会,大会上强调了景观生态学的空间异质性、等级结构和尺度在研究生态学格局和过程中的重要性。并且在此基础上拓展了“格局--过程”学说、“缀块动态学说”等。这点比较像风水学说中的沿革,讲的是由由形法乃至理气,又派生出阴阳、五行、八卦等。但是说的这些过程,目的都是为了达到趋吉避凶,创造出适合长期居住的良好环境,也就是我们常说的天--地--人之和谐。

三、风水说中的景观生态结构

1、景观结构单元之间的关系

许多个景观单元经过设计和组成形成了生态景观结构,克罗在二十世纪七十年代提出了斑块-廊道-基质的生态景观结构模式(如图①)。它强调了空间构造对于环境的重要性,尝试着通过改变空间的形式来体现景观区域的合理和安全,就是把“人”和区域生态环境作为一个整体,当做是一个完整的生态系统来设计。风水相法分为阳宅和山川两种相法,接下来我们就以山川相法来阐述风水说中的景观生态思想。

(1)气-基质

基质在景观结构中是分布最多,串联性最大的结构。基质的作用主要是维持区域生态环境内部与外界的所有物质交换和信息传递。

在“风水说”中,气是万物的基本要素。在《老子》有这么一句话:“万物负阴而抱阳,充气以为和”大概意思是说天地万物都是由阴阳之气相互结合而形成的,气既是有形的,又是无形的,它千变万化。近代的彭其亚斯和威尔逊的“宇宙背景辐射”学说验证了这一说法。

气存在于天地万物之间,囊括了能量、物质、信息和精神于一体,当一个结构以气为功能特征,那么这个结构就精妙的切合了基质的三个特性:面积的优势、空间的连续和区域环境总体的控制作用。在西方,生态学家尝试着在基质上建立生态景观模式。所以,风水中的“气”有着举足轻重的作用。

(2)脉-廊道

廊道是指生态景观结构中连接两个相邻部分的线型或者带状的结构。分为深林廊道、河流廊道、道路廊道等多种形式。生态景观的多样性主要就是通过廊道的多种多样来体现的。廊道的主要特征有宽度、组成内容、内部环境和形状等。

脉就是在风水中与廊道相对应的概念了,它是廊道的形象化。我国是一个山水分布很多的国家,古代的时候,人们就利用了山脉和水脉的理念。《管氏地理指蒙》中:“指山为龙兮,象形势之腾伏;借龙之全体,以喻夫山之行真”指出了山脉即为龙脉。风水家在看风水的时候都经常用到“寻龙捉脉”和“寻龙望势”等词语。古人认为“天不足西北,地下满东南”意思是说地势西北高而东南低,所以风水家认为西北方是水的源泉,以向东南流为佳。中国大地上覆盖了许多山脉与水脉的廊道结构,就如同人体的经脉中流动着气血,完美的体现了廊道的四大功能:第一,廊道是一个小型的生态环境,第二,廊道还是个运输通道,使能量和物质相互传递,第三,起到了净化和保护的作用,如高山挡风抵挡寒流,流水净化,第四,是物质能量的源泉。

(3)砂、穴-斑块

斑块泛指生态景观中与周围环境外貌和性质上不同,且有一定的内部形态的结构。简单的讲,我们在现实中所看到的森林、草原、农田和城市都可以看做是斑块。由于斑块的形状和大小的不同,以及内部性质的差异会形成不同类型的斑块。在风水学中与斑块像对应的概念就是砂与穴了,风水学中把环绕在城市周围的群山看做是砂。如《青囊海角经》中的:“龙为君道,砂为臣道,君必位乎上,臣必为乎下,垂头俯伏,行行无乖戾之心;布秀呈奇,列列有呈详之象;远则为城为廓,近则为案为几;八风以之为卫,水口以之而关”说明了砂与龙的隶属关系。其意象实际上是一个环形的生态景观结构,如《葬经翼》:“以其护卫区穴,不使风吹,环抱有情,不逼不压,不折不窜,故青龙蜿蜒,白虎驯伏,玄武垂头,朱雀翔舞”,表现了一个多环形的地貌形式(如图②)。

古时候,这种环形格局意味着吉祥。从生态景观的角度上斑块的形状越接近方形或者圆形,其结构就越紧密。而紧密型的结构则利于管理和能量物质的节省利用,刚好说明了古时候行为是合理的。

穴又称明堂,在《葬经翼》中有这么一句话:“穴者,山脉相交,阴阳融凝,情之所钟处也”,意思说的是穴就是阴阳交融之处,是人们喜爱居住的地方。所以穴是城市建筑的地点的最好选择,处于一个有山有水、阳光明媚和阴阳相合的区域。

在景观生态学上,穴对应于人为引入的具有边缘效应异质斑块。如1991年Laurance和Yensen,1992年Wu和Vankat1991b,chen等,1988年Dibdam和Hammond等许多研究表明,缀块周界的部分具有较高的物种丰富度和初级生产力,如温湿度及土壤性质的明质过度特征,类型丰富的过度性植被等等。因而这个区域是最适合种群居住的。

四、风水说中的景观生态范式

现代化科学哲学的一个极其重要概念即范式(paradigm),它是由世界观、置信系统(belief system)以及一系列的概念方法和原理组成的体系,是一项科学群体都知道并且都运用的一项体系。景观生态领域中,最经典的就是平衡范式:自然界在不受外界条件干扰的情况下总是处于相对稳定的状态,各种不稳定的原因和作用相互抵消,从而表现出整个自然系统处在自我调节的状态,表现出自我控制的特点。但是,这种封闭式的模式只适合我国古代在小农经济下,他们在佛教和儒家文化的熏陶下表现出内省、封闭、务实的人生观。他们希望自家的祖祖辈辈都生活在一个世外桃源、风水宝地中居住下去,内部自我调节也处于良好的循环中。

经过觅龙--寻砂--尝水--点穴之后,古时候人们喜欢找到一处背阴靠阳、依山傍水的地方。这个地方背靠的山是有主峰的龙山,左右两边有次峰或者岗埠的左辅右弼山或称青龙、白虎砂山,山上有茂密的植被,山的一面环水,水的对面还要有一做山,被称为案山,一般宅址的轴线方向最好是坐北朝南,基址最好处于这个山水环抱的中间,地势比较平坦而且有一定的坡度。不难知道,如果具备这样一种条件的自然环境和这种较封闭的空间是很有利于形成良好的生态和良好局部小气候的。对应于平衡范式,它所具备的生态稳定性为:第一是,抗变力也就是阻力:背靠山可以抵御冬天的寒冷,坡度可以帮助避免水灾。第二是,持续力:山上的植被能够保持水土,一方面可以调节气候,另一方面也可以调节空气,净化空气,并且近水可以有很方便的水运交通和生活,水里还可以养殖水生物。第三是,恢复力:树林或者果林可以提供燃料能源和经济效益,夯土可以建房屋,与此同时又可以植树、补砂等行为使自然恢复生态平衡。第四是,恒定性:也是最重要的一点,可以以生态能源为主,垃圾污染可以降解,并且以这样的形势长期良性循环下去,当然,随着科学技术的改进,以及景观生态学的发展,非平衡范式以及多平衡范式都被不同的学者提出来,而最近又有一学者提出更新的范式即等级缀块动态范式(hierarchicalpatch dynamics paradigm),该项新的范式更加注重将异质性和尺度以及多层次关联作用整合为一体。不仅深化了风水中的理想人居模式概念,而且拓展了这一概念。

五、结束语

中国古代流传下来的风水学以及经过进化的风水学理论文化,对于景观设计的作用不可低估,更不应该忽视。发掘和弘扬古代的风水学文化,充分利用这笔丰富的文化资源,才能够展示中华名族的传统文化的魅力,提高景观设计的品味。我们所研究的风水是社会人类理智深沉的辩证产物,景观生态学是其物质技术手段的充实,以及生态内涵的延续,在传统风水这一理论下,也将成为当代西方景观生态学在中国的发展,增添了我国的历史文化和名族精神内核。

参考文献:

[1] 王深法:《风水与人居环境》,《中国环境科学出版社》,2003年01期

[2] 程建军:《孔高朴1风水与建筑》,《江西科学出版社》,1992年12期

[3] 俞孔坚:《景观、文化与感知》,《科学出版社》,1998年08期

篇6

【关键词】山地公园;景观生态学

我国的地形结构复杂,山区面积广泛,占据全国总面积的三分之二。又根据地势由西至东分为三级阶梯,西南片片区地处第二阶梯,同样以山体为主要地形、结构复杂多变。虽然山地地形会为交通、生产等带来不便,但如果通过合理的利用及分析、科学专业的对山地进行规划设计,就会呈现出不一样的视觉感受。比如在“山城”重庆。富有高低变化的起伏地势为整坐城市增添了特色。在洪崖洞、鸿恩寺公园等利用地形成功营造景观特色的案例中,我们可以深刻体会出山地地形作为设计基质所带来游赏过程中的趣味及愉悦。

一、山地公园的概念及定义

山地的地理学定义:一般山地应具备两方面的地理学特征:一是有一定的绝对高度;二是有一定的相对高度。根据中国科学院地理研究所确定的标准(1960年),绝对高度高于500m,相对高度在200m以上的地形才能称为山地。

山地的景观定义:从景观的层面上分析,山地应该同时包含地理学定义中的山地、丘陵、高原等地形,及可能在标准中不满足数据规范但地形起伏变化大,能给人们在视觉及心理感带来变化,相对平原景观有不同体会的地势类型。

通过对山地的两方面定义,不难得出,山地公园是指以山地或具备山地地形特征基地为用地类型的的公园绿地。

二、研究山地公园的现实意义

随着城市化的加速发展及城市建设的扩大需求,我国大部分山地城市将会重视利用改造现有山地地形,吸纳更多城市周边的山地丘陵,努力为城市居民创造生态的文化休闲的绿色环境。在生态环保的基础上满足更多的经济效益。

此外,山地公园的建造利于完善城市风貌的形成。有效的展示一座城市的历史文化特色。

这些对我们研究山地公园具备强有力的指导意义。

三、山地公园研究分析

1.山地公园的功能

山地公园作为构成城市绿地系统的重要组成部分,具备生态及美学等多方面功能:

城市生态功能:山地城市公园作为重要的城市绿地生态系统,具备大量的植被资源及丰富的食物链关系网。可以在调节城市小气候,净化城市环境污染等方面发挥重要作用。其次,从景观生态学的角度上说,城市土地的过度开发室原本整体的城市景观趋向于破碎化。景观结构模型中的斑块类型、面积及数目都在减少。而斑块性质的多样性是构成景观异质性及多样性的基础,它的不利发展反作用于景观生态系统,使得景观多样性降低稳定性下降。造成环境对人为的干扰失去抵抗能力,进入环境恶化的循环。而此时山地城市公园则发挥着重新组织景观类型,丰富斑块类型,增强边缘效应、丰富物种的重要作用。

美学功能:山地公园在竖向空间设计中可以有丰富的变化,建筑立面的刻画,空间高低的组织安排,视觉视线的围开放的不同处理等等都为游赏者的观赏方式提供了不同可能。其立体化的植被连绵不断,仿佛一条城市绿毯,为城市自然提供了美学气息。2.影响山地公园建筑设计的因素影响山地公园设计的自然因素主要由地质地形、气候、土壤、水文、植被等生态因子。

展开来讲。地质决定了基地的承载力和稳定性,势景观要素设计基础。所以对基地的地质情况做深入的调查与研究是设计的基础;地形会影响坡度及山位,在影响土方改造、景观要素安置等工作的进行;气候根据降水、日照、风向等因子影响植物种植选取,栽后养护管理。认真研究水文的流向特征有利于分析降水的地表径流从而建立有效的雨水回收的系统。

3.山地公园建筑设计的原则

3.1 因地制宜的生态原则

地形是园林设计中最基本的要素,构成了景观的基本骨架。所以在规划设计前,我们要充分尊重地形。可通过实地调查,地理学知识、相关软件(GIS三位地形生成)的辅助功能深入了解掌握地形信息,以最小限度改动原有地形、保护原有环境机制、自然主导为指导原则,使得人工景观与自然环境相协调。

3.2 美学性原则

满足游客视觉上的美观感受是规划设计的继尊重地形后的一个重要指导原则。通过植被的特色搭配种植,水体的灵动流畅、建筑的“标新立异”、景观小品的创意设计等等打造一处整体上风格统一,细节中有寻求变化的具备节奏韵律生机勃勃的景观空间格局。

3.3 地域文化传承的原则

城市风貌建设及地域文化特色的形成越来越成为城市建设发展当中的考虑因素。

城市风貌的建设不仅是对地方特色建筑、城市肌理的尊重,也体现了现代技术和民俗文化的结合。是地方特色风貌的延续。(如重庆鸿恩寺公园花街慢行区的建筑风貌,在设计中巧妙融入传统吊脚楼,渝西风格建筑的传统符号;庐山别墅去采用女儿城砂岩,真题凸显川蜀的风貌特色)这样便有助于形成城市特色景观,为城市写下一张景观名片。其次,通过对景观的地方性特色的设计,还可以潜移默化的感染城市市民对城市历史文化的探索与尊重。使城市化建设提高到精神的层面上来。

四、小结

通过对山地公园的学习和与研究,笔者从生态、城市发展,地域风貌等不同角度对山地公园有了更深入的认识,掌握了许多山地公园的设计有效的指导原则,在重庆这样一个地形资源丰富的城市中,我们更应该重视珍惜原有风貌打造出一个山地园林城市的形象。同时,对原有传统景观要素的保留下,我们新一代的园林设计师应该在景观新理念,环保新材质上下更多的功夫,使得生态的绿色系统无处不在,让城市整体形成一个稳定性强的生态体统。

参考文献:

篇7

[关键词]:湿地景观; 生态性 ;可持续 ;廊道及堤岸景观设计 ;植物设计; 城市 建设

[引言]:湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统,天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区,还包括在低潮时水深不超过6米的水域,具有蓄洪防旱、调节气候、涵养水源、控制土壤侵蚀、促淤造陆、净化水质、降解环境污染、生物多样性保护等功能。具有丰富的经济与社会价值。

景观设计是关于景观的分析、规划布局、设计、改造、管理、保护和恢复的科学和艺术。湿地景观概念界定既要遵从景观生态学理论,又要遵从湿地系统自身特性。由于湿地存在一定的地理区域,其景观研究的时空尺度不仅包括自然生态过程而且包括人类影响的社会经济过程。因而湿地景观研究不仅重视湿地不同尺度生态单元之间的水平相互影响、相互作用关系研究,而且重视湿地生态单元与周围其它空间单元的作用关系研究。

下面以土人在云南昆明禄劝县掌鸠河城区的景观设计为例,讨论湿地景观在现代城市环境中的应用。

1.基地原状:

云南省位于我国西南边陲,基地地形复杂,地貌千姿百态,气候属北亚热带季风气候,年平均气温15.6度,自然地理条件优越。是少数民族聚居地,人文资源丰富多样。该方案范围为掌鸠河禄劝县城段,全长6.2公里。依据县城控制性详细规划,东侧扩展20米,西侧扩展以城市红线为准。途径南区郊野段,北区城市段,及城市公园。设计内容:河道南北堤岸,岸上带状绿地,核心城市滨河公园。

对比项目原状可发现有5大明显问题: 1.人与河关系逐渐疏远,人与人之间缺乏交流,景观层次差;2.河流自然功能丧失,生态安全性差的问题;3.河流水质污染严重;4.现有河道南北关系脱节的问题;5.河流及县城文化缺失。

2.廊道及堤岸设计:

河流生态系统是流域生态系统的一部分,在景观生态学中,把与河流联系紧密的河岸带和洪泛区这个复杂的生态系统,包括陆地、植物、动物及其内部的河流网络,称作河流廊道。它是景观中最重要的廊道类型,特别是它为人类及其动植物提供赖以生存的水源以及在矿物养分的输送和某些生物种类迁移方面有廊道类型所无法替代的作用。河流廊道重要的生态功能包括物质的传输、污染物的净化,并且是动植物迁移、传播的通道和水生、陆生动植物的栖息地等。基地为“石与火”生态廊道景观规划设计方案,设计理念:一条“石”之廊道-构筑生态大堤,一条“火”之廊道-点燃足下文化。

3河道植物设计

1.种植适宜性分析

现有规划建筑紧邻河道,打断了自然山体与水体的联系,应通过植物界面软化建筑体量。2)城中段河岸黄土,植被斑驳,绿化效果较差;城郊段现状树长势较好,形成宜人的景观空间。3)现状沿河没有形成良好的亲水界面,植物应结合场地节点带状种植,突出种植的变化,强化设计的主题。3)现状种植没有突出绿廊,也没有突出整条河流的重点节点。

3.设计原则

以乡土植物为主;植物种类的选择依据《禄劝县志》中对现状植被种类及生长状态的分析与研究,主要运用适应性强,观赏效果好,有季相变化的当地乡土植物品种,构成富有地方特色的植物景观,以实现对当地生态环境最小程度的干扰,构成四季有景的绿色空间体系。

维持山水格局的连续性,适当点缀外来植物,营造连续的绿廊。在对禄劝当地植物进行取样的同时,以昆明世博会为契机,从中适当选择适合禄劝气候的花卉,增加植物多样性,丰富景观效果。

植物种植充分利用现状地形;公园定义为湿地公园,景观中充分利用场地高差形成的梯度,使之形成丰富多样的植物景观,注重生态性,适当增加湿地以增强生物多性。

4.结语

湿地景观是一门自身科学体系尚待完善的学科。本文通过分析云南昆明禄劝县掌鸠河城区的景观设计,只能对其做简要的分析,但是,无论从学科发展还是从管理角度,湿地景观研究都是湿地学科发展不可缺少的部分。与传统的湿地生态系统研究相比,湿地景观研究有其自己独特的方法体系和内容体系。纵观国内外湿地景观研究现状,湿地景观作为一个崭新的研究领域,体现的是从景观尺度,对湿地景观类型与特征、结构与格局、生态过程与功能等进行深入研究,开展湿地保护与利用、功能恢复与建设、保护与管理等方面的综合研究。

【参考文献】:

[1]刘红玉.《中国湿地资源特征、现状与生态安全》 资源科学, 2005.

[2]孙广友.《中国湿地科学的进展与展望. 地球科学进展》 2000.

[3]崔保山, 杨志峰.《湿地学》 北京: 北京师范大学出版社, 2006.

[4]左平, 宋长春, 钦佩. 《从第七届国际湿地会议看全球湿地研究热点及进展》 湿地科学, 2005.

[5]杨帆, 赵冬至, 马小峰 等. 《RS和GIS技术在湿地景观生态研究中的应用进展》 遥感技术与应用, 2007-279.

[6]邬建国. 《景观生态学: 格局、过程、尺度与等级》 北京: 高等教育出版社, 2000.

[7]利顶, 刘洋, 吕一河 等. 《景观生态学中的格局分析:现状、困境与未来. 生态学报》 2008.

[8]刘红玉, 张世奎, 吕宪国. 《三江平原流域湿地景观结构特征及其50年时空变化》. 地理学报, 2004.

[9]刘红玉, 李玉凤, 曹晓. 郝敬峰,胡俊纳,郑 《我国湿地景观研究现状,存在问题与发展方向》. 地理学报, 2009.

作者简介:

篇8

关键词:景观;规划; 设计; 森林公园; 城市

Study on the landscape planning and design of the urban forest park

College of Landscape Architecture of Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan, 453003, P.R.China

Abstract: Urban Forest Park is an important node of urban green space system, which has an important role for improving the urban ecological environment and the recreational environment. This paper analyzes the current construction problems of urban forest parks. Landscape planning and design principles of urban forest park are proposed and functional orientation and Landscape division on the urban forest park are discussed.

Key words:landscape, planning, design, urban forest parks; urban

中图分类号:G322.1文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

近年来,生态城市、森林城市[[[]孙丽娜,孙铁珩.建设森林城市 提高沈阳生态环境的可持续发展能力[J].水土保持研究,2004,11(3):181-219.]]建设越来越受到重视,城市森林公园随着生态城市、森林城市建设的迅速推进得到快速发展,是城市森林体系中的重要节点,成为城市“绿肺”和“环城绿带”的重要组成部分[[[]张建军,赵辉,邹莹,等.沈阳森林城市绿地规划[J].中国城市林业,2005,3(4):13-14.]]。城市森林公园是指以森林资源为依托,具有一定规模和质量的自然景观与人文景观,按法定程序批准,供人们游憩、健身或进行科学研究、文化教育等活动的城市森林,属于城市森林体系中风景游憩林类下的森林公园亚类[[[]何兴元,刘常富,陈玮,等.城市森林分类探讨[J].生态学杂志,2004,23(5):175-178.]]。还有许多学者对城市森林公园的概念进行了定义,但到目前为止其定义尚未统一。笔者认为,城市森林公园是位于城市内部或者近郊,以较高的森林覆盖率为基础,以生态环境保护和游憩为主要功能,兼顾度假、观赏、教育、科研和生产等多种功能为一体的公园。由美国SASAKI公司设计的奥林匹克森林公园景观方案——“通向自然的轴线”将城市的绿肺和生态屏障、奥运会的中国山水休闲后花园、市民的健康大森林、休憩大自然作为规划设计的目标,以丰富多样的生态系统、壮丽的自然景观终结这条举世无双的城市轴线,力求达到中国传统园林意境、现代景观建造技术、环境生态科学技术的完美结合,为奥运会服务,为市民百姓营造生态休闲乐土,成为城市森林公园开发和建设的典范[[[]胡洁,吴宜夏,吕璐珊.北京奥林匹克森林公园景观规划设计综述[J].中国园林,2006,22(6):1-7.]]。上海市的共青团森林公园为改善城市生态效益发挥了重要的作用,并且在密集的城市群中为公众提供了一块难得的亲近自然的场所。广州[[[]文道.2010年前广州市将再建9个森林公园[J].中国林业产业,2005(10):5.]]、长沙[[[]孙志立,长沙城市森林公园建设与发展思考[J].中南林业调查规划,2005,24(3):43-45.]]等城市都计划建设大量的城市森林公园,为城市生态环境建设和游憩环境改善发挥重要的作用,成为城市中公众放松身心以及和自然进行对话的场所。

1城市森林公园景观规划设计值得思考的问题

1.1场所选择

我国城市森林公园的建设是伴随着人们对森林景观偏好的加强和认识的深入而迅速发展的。城市森林公园具有其他类型公园所不具有的独特魅力,许多城市将城市森林公园的建设列入了规划建设的日程表。然而,许多建设者为了快速提高森林覆盖率,在高密度城市中进行场地拆除建设城市森林公园,造成了许多经济问题和社会问题。结合城市化进程在现有城市郊区进行森林公园建设进而演变成为城市的组成部分是较为合理的建设方法。

1.2景观特质

森林景观的魅力是由其独特的生态系统所发挥出来的。这需要森林专家、生态专家、景观专家和旅游专家共同参与设计。然而,许多城市森林公园的景观规划则简单地认为就是单纯的植树造林,忽略了城市森林公园为大众服务的具体要求,使城市森林公园失去吸引力。

1.3游憩活动

远离喧闹是许多公众选择休闲场所所考虑的要素之一。随着城市工作和生活环境中活动场所的增加和活动设施的改善,人们更多的是需要在一个静谧、安宁的环境中使身心得以放松。许多城市森林公园将喧闹的游憩活动引入园中,打破了自然安逸的环境氛围,从而也丧失了其独特魅力。

1.4教育功能

城市森林公园担负着城市中许多青少年儿童的生态教育重任。在西方发达国家,“郊野教育”成为学校教育的必要补充。城市森林公园在旅游开发的同时必须加强对青少年儿童的森林科普知识的教育,同时通过加强教育功能也能开拓更加广泛的客源市场。

1.5 生物入侵

生物入侵对当地城市的生物多样性、城市居民、城市园林绿地系统、城市土壤、城市水系造成较大的影响[[[]王丽红,周青.生物入侵对城镇生态系统稳定性影响及防治对策[J].中国生态农业学报,2006,14(3):151-153.]]。一些城市为了迅速提高城市生物多样性,制定了增加植物种类的措施,引种是主要采用的方法[[[]胡运骅.开创上海绿化新局面的实践与探索[J].中国园林,2000,16(2):19-21.]]。这固然使城市生物多样性得到较快的提高,但是也使生物入侵风险程度增加。另外,由于城市森林公园的景观建设需要大量的苗木,在本地苗圃无法满足需求时,大量的异地苗木被补充进来,苗木的转运也使异地的入侵生物被带入城市森林公园中。因此,城市生物多样性的增加应首先立足于本地植物资源的驯化、开发利用。

2城市森林公园景观规划设计原则

2.1以生态学理论为指导

篇9

关键词: 生态学; 尺度; 尺度推绎

中图分类号: P91文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2012)02-0024-02

20世纪60年代,生态学家就注意到了尺度问题的重要性,对于尺度和尺度推绎的观点开始于20世纪80年代中期,现在普遍深入到生态学的各个领域,并且在其他的自然社会科学中对于尺度和尺度推绎的关注也有同样的趋势。尺度研究的根本目的在于通过适宜的空间和时间尺度来揭示和把握复杂的生态学规律。

1 尺度的概念

不同学者分别从不同角度对尺度概念进行了表述。尺度指现象的时空范畴,尺度纬包括时间、空间和组织水平。根据邬建国,广义地讲,尺度(scale)是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位,同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。前者是从研究者的角度来定义尺度,而后者则是根据所研究的过程或现象的特征来定义尺度。尺度可分为空间尺度和时间尺度,此外,组织尺度(organizational scale)是指在由生态学组织层次(如个体、种群、群落、生态系统和景观等)组成的等级系统中的相对位置(如种群尺度、景观尺度等)。具体地说,生态尺度首先应该包括面积或时间间隔,即规模或幅度(extent),即研究对象在空间或时间上的持续范围或长度,包括空间幅度和时间幅度。其次是面积和时间间隔都可以进一步划分为最小面积和最短时间间隔,最小面积或最短时间间隔被称为粒度(grain)或分辨率(resolution)。例如,野外测量生物量的取样时间间隔(如一个月或半个月取1次),某一干扰事件发生的频率,或模拟的时间间隔[6],是时间粒度的例子。空间粒度如样方、像元。

地理学和地图学中的比例尺是分析尺度。在生态学中,尺度的定义显然不同于比例尺。大尺度(或粗尺度,coarse scale)是指大空间范围或时间幅度,往往对应于小比例尺、低分辨率;而小尺度(或细尺度,fine scale)则常指小空间范围或短时间,往往对应于大比例尺和高分辨率,尽管情况可能并不总是如此。

有关尺度在文献中经常被讨论的三个有特色又相关的论点是:特征尺度(characteristic scales)、尺度效应(scale effects)和尺度推绎(scaling)。

尺度推绎指不同时空尺度或组织层次之间的信息转换。下面将作详细介绍。

2 尺度推绎的概念

由于空间异质性和时空变异性在自然界中的广泛存在,大尺度的信息特征值并非是若干小尺度值的简单叠加,而小尺度的信息特征值也不能简单的通过对大尺度值进行插值或分解得到,常需借助各种尺度转换途径与方法来分析尺度转换过程中的非线性问题,建立不同时空尺度间的定量转换关系。尺度推绎是指把某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上,或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程,简言之,即为跨尺度信息转换。近几十年来,随着宏观生态学、景观生态学的发展和复杂系统研究的深入,尺度推绎研究也在生态学领域取得了长足的发展,并形成了相应的理论、方法与技术,尺度推绎研究逐渐成为了现代地学、生态学研究中的热点问题之一,是生态学理论和应用的核心。

按照尺度推绎的方向不同,分为尺度上推(scaling up)和尺度下推(scaling down)。

尺度上推是指将小尺度的信息推绎到大尺度上的过程,是一种信息的聚合(aggregation); 尺度下推是将大尺度上的信息推绎到小尺度上的过程,是一种信息的分解(dis-aggregation)。

3 尺度推绎的特点

尺度推绎研究的复杂性,第一,在不同的时间和空间尺度上占主导地位的格局和过程是不同的,因此,在单一尺度上的观测结果只能反映该观测尺度上的格局和过程,当描述或解释同时涉及几个层次或尺度的现象时,问题的复杂性就必然要增加。第二,由于系统的空间异质性、非线性关系、尺度效应和不同尺度上的正负反馈机制等因素而决定其尺度推绎研究过程的复杂性。空间异质性无所不在,而且因尺度而异,这使尺度推绎过程更加复杂;地表系统是一个自然等级系统,在该系统内不同尺度上的主导过程不同,在一种尺度下空间变异的噪声(noise)成分,可在另一较小尺度下表现为结构性成分,不同尺度间的变化存在明显的尺度效应;生态学系统内同一尺度或不同尺度上的组分之间的非线性关系和反馈作用是非常普遍的,非线性常常导致复杂系统的不稳定性和不可预测性,例如,在不同尺度之间多不存在简单的线性关系,一个尺度上的模型往往不能通过简单的线性推绎而得出另一个尺度的模型,因而相应的尺度推绎模型必然也表现为非线性特征。第三,尺度推绎结果误差来源的多样性、研究结果的不确定性(uncertainty)及验证的困难性等也在一定程度上增加了尺度推绎研究的复杂程度。

4 尺度推绎的途径和方法

由于生态系统的复杂性,尺度推绎往往采用数学模型和计算机模拟作为其重要工具。在同一尺度域中,由于过程的相似性,尺度推绎容易,模型简单适宜,预测的准确性高;而跨越多个尺度域时,由于不同过程在不同尺度上起作用,尺度推绎则必然复杂化。如何进行尺度推绎呢?

4.1尺度上推

Wu和Li将尺度上推的方法归纳为两大类:基于相似性原理的推绎方法和基于动态模型的推绎方法。

4.1.1 基于相似性原理的推绎方法

基于相似性的尺度上推方法大量应用于地球物理和生物学,根植于相似性或自相似性的概念和原理。通常用相对较简单的数学或统计函数式表示,但它所基于的过程和机制可能是相当复杂的。基于相似性原理的推绎方法包括量纲分析和相似性分析,传统的异速生长学以及空间异速生长学(spatial allometry)方法。

空间异速生长学中的自变量是空间尺度,而不是个体大小或生物量;相似性或自相似性原理应用于空间系统(如栖息地,景观等),而不是单个生物体。

一般认为,异速生长学意味着系统中存在单个的尺度推绎过程,但生态系统是物理、化学、生物和社会经济过程的综合体,将简单的自相似性原理应用于所有这些过程是不可能的。因此,由统计方法得到的异速生长学所基于的过程和机制是需要深入探讨的问题。虽然异速生长学通常表示为幂函数,也有一些研究者将幂律作为基本的通用规律或尺度不变理论,但在真实景观中,这种尺度推绎关系通常仅适于有限的尺度范围(同一个尺度域内),因为大多数景观的格局和过程表现出多尺度域,在跨越不同尺度域时作用机制发生变化,以致于尺度推绎关系也发生变化。然而,无论如何, 异速生长学(尤其是空间异速生长学)是一种很有价值的生态学尺度推绎方法。

4.1.2 基于动态模型的推绎方法

与基于相似性的尺度上推方法比较,基于动态模型的尺度上推方法不受相似性和尺度不变假设的制;不受数学表达的限制;能够明确地考虑动态过程及其相互作用和机制;能以空间显式的方式联系格局和程;能够处理异质结构和瞬变动态;能够涉及更多的研究领域和内容。动态模型可能是确定型或随机型模型,可能以数学上显式的形式(如微分或差分方程)表示,也可能以数学上非显式的形式(如反映相关关系或规律的模拟式)表示。使用动态模型的跨尺度信息转换通常要改变模型的参数、输入变量、状态变量、输出变量或模型关系式,或者要建立多尺度相互作用模型。

在尺度上推法中,仅进行两步上推,即从最小的空间粒度单元直接到最大的空间幅度,没有考虑景观的多尺度性和多等级结构,空间粒度的选择比较任意。对一个具有多等级结构、跨多尺度域的复杂异质景观来说,这种尺度上推法只适用于小范围内(同一等级层次内部或相邻等级层次之间),而且空间粒度的大小可能与所研究过程或格局的特征尺度并不相符。对于等级系统中跨尺度的上推,Wu(1999)提出了等级斑块动态尺度推绎策略,简称“云梯尺度推绎途径”(extrapolation along a scaling ladder)。它包括以下3个步骤:①确定合适的斑块等级,②观察并建立围绕核心层次的格局和过程模型,③跨尺度域逐级外推。这一途径提供了跨尺度推绎的概念框架和思想指导,从而增强了跨尺度信息转换的可行性和准确性。已经证明,这种途径在景观格局和过程的尺度推绎中非常有用,并有望成为尺度推绎的范式之一。然而,如果要从细胞层次直接上推到全球层次,即使是有必要的话,也是极为困难或完全不可能的。

4.2尺度下推

Wu和Li还对尺度下推的各种方法作了总结。简略地说,尺度下推往往涉及将大尺度上(或粗粒度)的信息加以细粒化,从而估计出某一特定区域单元内部的小尺度格局。尺度下推常常要用到随机或概率方法,同时辅以小尺度的附加信息。这些方法通常可分为两大类:经验型统计学途径和嵌套动态模型途径。

5 尺度推绎结果的不确定性分析

由于观测和取样的误差、空间的异质性、变量之间的非线性关系、数据的多样性、可靠数据的缺乏、模型结构(包括模拟式、参数和驱动变量)及尺度推绎技术上的问题,无论采用什么尺度推绎方法,其结果总会存在不确定性。来源于这些不同因素的误差可能发生繁衍,从而对尺度推绎结果的精度产生非线性影响。然而,在生态学尺度推绎中,不确定性分析或精度评价一直未受到重视。通常情况下,并不清楚尺度推绎结果的精度到底如何。到目前为止,有关这一问题的研究仍然极少,几乎很难找到有关尺度推绎结果的不确定性、误差或精度方面的空间分析文献。很难想象,不进行不确定性分析,仅凭直觉就能判断所得的尺度推绎结果是否有价值,是否能够反映所研究景观的实际特征。为了减少这种判断上的盲目性,应该将不确定性分析作为尺度推绎过程的一个重要组成部分。生态学研究和环境决策促使对大尺度模拟和尺度推绎的日益关注,因此,理解、定量和降低尺度推绎结果的不确定性也已经变得越来越重要。

尺度推绎结果的不确定性分析包括定量各种来源的不确定性、评价尺度推绎方法本身的局限性和不确定性对结果的影响、评价误差繁衍、评价所使用模型和数学表达式的适合性、识别模型中的重要因子。根据产生不确定性的来源,一些不确定性能被定量和降低(如观测和取样上的误差);一些能被定量,但很难降低(如数据的多样性);而其它甚至不能被定量(如模型结构的不确定性)。无论如何,都应该尽可能地定量或降低一些重要的误差。

尺度推绎的准确性或不确定性可以用概率分布、方差、变异系数、置信水平、误差平均平方根(RMSE)等来表示。

6 尺度推绎注意的问题

但是这些转换方法还远不够完善,也没有建立一套成熟的尺度转换规则,仅可从以往大量的研究结果得出几个尺度间推测的有效原则:第一,在同质空间中尺度变化容易被忽略,而在异质性空间则容易被注意到。只有当研究区域的研究特征是同质的时,平均动态才能被推广到更大范围中去。第二,只要主要过程和限制条件不变,分维学理论认为在某些条件下,数量可以在尺度间转换。第三,当空间异质性与非线性动态同时存在,并存在限制条件发生较大改变的可能性时,推测就是一个很难的问题,也是现在亟待解决的问题。

参考文献:

[1] 岳天祥,刘纪远.生态地理建模中的多尺度问题[M].第四纪研究,2003.23(3):256-261.

[2] J. Wu, K.B. Jones, H. Li,etc.Scaling and Uncertainty Analysis in Ecology: Methods and Applications. Netherlands.2006.

[3] 吕一河,傅伯杰.生态学中的尺度及尺度转换方法[J].生态学报,2001.21(12):2096-2105.

[4] 刘志民,张乐.试论荒漠化过程、空间格局与尺度的关系.现代生态学讲座(Ⅲ)学科进展与热点论题.高等教育出版社,2007.

[5] 邬建国.景观生态学――格局、过程、尺度与等级(第二版)[M].高等教育出版社,2007.

[6] 张彤,蔡永立.谈生态学研究中的尺度问题[M].生态科学,2004.23(2):175-178.

[7] 张娜.生态学中的尺度问题:内涵与分析方法[M].生态学报,2006.26(7):2340-2355.

[8] Thomas M.Lillesand,Ralph W.Kiefer.遥感与图像解译[M].电子工业出版社,2003.424-427.

[9] 刘志民,陈怀顺,赵晓英等.干扰与植被关系研究的特点和面临的挑战[J].地球科学进展,2002(17):582-587.

[10] 张娜.生态学中的尺度问题―――尺度上推[J].生态学报,2007.27(10):4252-4266.

[11]许迪.灌溉水文学尺度转换问题研究综述[J].水利学报,2006.37(2)141-149.

[12] 赵文武,傅伯杰,陈利顶.尺度推绎研究中的几点基本问题[J].地球科学进展,2002.17(6):905-911.

[13] 彭立,苏春江,徐云等.水文尺度问题及尺度转换研究进展[J].西北林学院学报,2007, 22(3):179-184.

[14] 刘建梅,裴铁.水文尺度转换研究进展[J].应用生态学报,2003,14(12):2305-2310.

[15] 何英彬,陈佑启.基于GIS的尺度推绎理论与方法研究――以黄土高原延河流域为例[J].中国农业资源与区划,2004.25(5):15-19.

[16] 李博.生态学[M].高等教育出版社,2000.318-319.

篇10

引言

当今社会面临着许多严峻的问题,譬如环境污染、能源短缺、生态失衡等。生态问题越来越受到人们的关注。环境的污染、生物多样性的破坏,这一系列问题迫使人们寻找新的出路,来弥补人类犯下的错误。于是,绿色发展的思想应运而生。生态设计的理念也就此诞生,并形成了强劲的发展势头。

生态设计的涵义

所谓生态设计,就是指在设计过程中,追求与生态环境的协调一致,尽量不去破坏环境,乃至保护环境的一种设计形式。景观生态设计的涵义莫衷一是,大部分人认为它是一种运用生物生态学、人类生态学、景观生态学等生态学理论,对某一园林景观进行的景观设计。简言之,园林景观生态设计,就是园林的生态设计。它的突出特点是将园林景观作为一个完整的生命系统来考虑的。

生态设计的原则

1.生态原则

正如园林景观生态设计的定义所示,生态设计要以保护自然环境为设计的前提,也就是说,要以保护生态环境为宗旨。在规划与设计的每一个环节,都要充分考虑环境的因素,最大程度地适应生态环境。

2.因地制宜原则

生态设计要讲求因地制宜的原则。如果要在一定尺度的空间内进行园林设计,那么最好先对周边的居民文化进行一定的了解。只有了解了当地的传统文化和居民的生活习性,才能有针对性地对园林的进行规划,满足人们的精神需求与物质需求。其次,为了贯彻生态设计的理念,还应当将周边的自然环境诸如地貌、气候、植被等因素考虑在内。

3.经济适用原则

在园林设计中,还要考虑一定的经济因素。按照生态设计的理念,最好的设计方案是能够用最低的成本,设计出最漂亮舒适的园林。同样一定尺度的空间,有的设计师就能在设计中努力节省资本,因地制宜地利用周边的植被、材料,设计出最令市民满意的原理景观。当然,在园林设计中,也不可一切都以节约资本为目的,必要的材料即使较昂贵也要购置。

园林景观生态设计的途径

1.适当保留一定的原有植被

为了实现生态设计,节约一切可节约的资源,设计师在作园林设计规划时,应该对所选地址周边的土地及植被进行观察研究。如果选址周围的植物与周边的地理环境已经建立了稳定的联系,并且这些植物对园林景观有辅助的作用,那么在建设中最好能将这一批植被保留下来。这不仅节约了一定的成本,也保护了这些植物,一举两得,符合生态设计的原则。另外,对于那些不适于放在园林景观内的植被,最好不要丢弃,可将其移栽到适合其生长的空间,让它们继续存活下去。

2.优化植被之间的关系

有一定生物常识的设计师知道,植物在生长过程中会向外释放一些化学物质,这些化学物质对其周边的植物会产生或利或弊的影响。设计师在作规划的时候,务必要将这一因素考虑在内。譬如松树与云杉如果种在一起,它们分泌的次生代谢物质,就会对二者的生长产生不利影响。而白蜡与皂荚在一起种植,则会促进二者的生长。植物与植物之间这种依存与悖离的关系,在园林设计中必须注意。设计师在作园林规划时,可以请教一些资深的植物学家进行讲解,在弄清了植物之间的关系之后,遵循互利共生的原则,设计好植物种植的位置,并协调好与周边植物的关系。

3.注意自然景观与园林景观的平衡

在生态平衡遭到严重破坏的情况下,自然景观成为最为宝贵的资源之一。设计师在进行园林设计时,一定要注意保护那些极为珍贵的自然景观。譬如在设计中,可以将森林带、风景保护地带、果园地带辟出,给游人或居民作为休闲放松的场所。像河流、小溪、山谷、丛林等自然景观,在园林设计中,设计师可以将其引入到园林景观中,并与人工湖泊、人工植被、花草协调起来,共同构成一处美丽的景观。这样就能使园林景观看起来更自然美丽,也保护并有效利用了自然景观。

4.注重物种群落的保护,维持生物系统的稳定

生态学里有一个理论,在同一生物系统中,各种群对整个群落的存在与发展都有一定的促进作用,而非阻碍作用。也就是说,一个系统越复杂,包含的物种越多,那么整个群落就越稳定,发展也就越好。所以,设计师在园林设计中,最好能保持物种的多样性,这样既有益于美化园林景观,也有利于维持这一物种群落的稳定性,使得这一群落中的物种获得正常的生长。如果园林景观中的物种过于单一,那么这些物种存活的概率将会大大降低。这样一来就浪费了投入其中的资金,不符合生态设计的经济适用原则。

结语