景观生态学研究方法范文
时间:2023-12-05 17:56:06
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篇1
前言
景观生态学(Landscape Ecology)是一门新兴的、正在深入开拓和迅速发展的学科,也是现代生态学中内容最丰富、发展最快、影响最广泛的学科之一。它是来源于地理学中的景观学和生物学中生态学的交叉,把地理学对地理空间相互作用的横向研究和生态学对生态系统机能相互作用的纵向研究结合为一体,是研究和改善空间格局、生态和社会经济过程相互关系的整合叉学科(傅伯杰等,2001)。在过去的20年来, 景观生态在理论、方法论和应用上都得到极大的丰富和多样化。在我国城市规划、景观设计、地理科学、农林等相关专业都相继开设了景观生态学课程。然而,作为一门新兴学科,如何针对其学科自身研究热点和发展趋势特点,开展教学方式和内容的创新探索,让学生切实理解其抽象的理论体系,掌握景观生态规划实践的技术方法,是景观生态学教学研究中的热点和难点。
本文结合笔者两年教学过程中的实践体会,面向其学科自身研究热点和需求,探讨适应新时期景观生态学发展的研究型教学创新模式。
1.景观生态学新世纪研究热点
2001和2003 年,来自全球十几位著名世界景观生态学家应邀围绕着景观生态学新世纪研究热点,相继召开了题为“21 世纪景观生态学十大论题”的国际景观生态学大会。面对新的问题和新的挑战,景观生态学新世纪研究热点主要包括以下几个方面:异质景观中的能量、物质和生物流过程;土地利用和覆盖变化的起因、过程和效应;非线性科学和复杂性科学在景观生态学中的应用;尺度推绎;景观生态学方法论的创新;将景观指数与生态过程相结合, 并发展能反映生态和社会经济过程的综合景观指数;把人类和人类活动整合到景观生态学中;景观格局的优化;景观水平的生物多样性保护和可持续性发展;景观数据的获得和准确度评价(Wu and Hobbs,2002)。
由此可见,新世纪景观生态学的发展趋势表现为:突出理论体系的交叉性和前沿性,注重景观结构和过程的关系理解,景观格局的优化以及景观结构中人文过程的关注;强调研究方法和技术的创新,对数学模型和复杂性科学研究方法的需求提升;注重实践和应用,关注大尺度景观生态规划实践。因此,传统的偏重单纯知识讲授的“输灌型”教学模式很难适应景观生态学的教学需求,应在教学过程中以学生为主体,突出教学行为中的主动性、科研型、互动性和实践性。
2.景观生态学研究型教学模式和对策
景观生态学研究型教学模式是相对于以单向性知识传授为主的传统教学模式提出的,是指教师以景观生态学学科热点为导向,以景观生态学理论框架体系为基础,以学生为主体,通过专题研究和研讨、案例分析、景观生态规划课程设计等多种教学环节,引导学生创造性地运用知识和能力,自主地发现问题、研究问题和解决问题,在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式。景观生态学研究型教学模式构建需要从教学内容、教学主体以及教学方法多个方面提出相应的对策和转变:
1)共性知识体系嫁接个性专业需求
景观生态学的课程知识体系的构建既要立足于课程自身的特点,又要着眼于各个专业发展的需求。共性知识体系是指注重教学内容的整体性与基础性,构建以景观结构、功能、动态和规划为核心内容的知识体系框架。个性专业需求则强调突出专业特点,具体的教学内容设计应该根据不同专业的需求做出调整,注重景观生态学教学在整个专业培养中的定位,以及和其他相关课程之间的关系和衔接。
2)启发式和互动式教学主体的转变
传统的填鸭式教学以老师为教学主体,是一种“你讲我听”的灌输型教学模式。对于景观生态学这门相对抽象的理论性学科很难在教学中调动广大学生学习的主动性和积极性。研究型教学以学生为主体,强调教学过程中的启发式教学和师生互动,提倡学生自主选择学习,充分发挥主观能动性,鼓励学生发现问题和表达观点,培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力,强调一种主动探究式的教学方法。
3)研究专题和实践教学方法的创新
研究专题教学方法创新突出景观生态学科的前沿性,针对理论知识框架体系下的核心和热点命题,将学科最前沿的研究命题和研究成果展现给学生,一方面激发学生对学科的兴趣和趋势的把握,为以后的科研打下基础;另一方面,通过专题讨论的形式,打破理论学习的单一观点,让学生培养自己学术观点。
实践教学方法创新是为了增强景观生态学的应用型,强调景观生态规划和社会服务需求的结合,在实践教学环节中激发学生智力潜能、创新意识和团队意识,培养学生对理论知识、方法的融会贯通和实际应用能力。
3.研究型多元化教学方式设计
景观生态学的教学内容可以分为理论教学和实践教学两大部分。研究型教学方式将多媒体讲授教学、研究案例分析、研究专题研讨以及景观生态规划课程设计等多种教学方法融合创新,综合应用,具体内容为:
1)多媒体讲授教学:以课本为载体,系统讲授景观生态学概述、理论、景观结构、功能和动态、景观生态规划概述等方面的基础知识体系,注重知识体系框架的建设和核心概念的讲授。
2)研究和规划案例分析:理论部分,以景观生态学领域的科研前沿和热点为对象,结合教师自身科研课题方向或其他科研项目素材,选取1-2个研究命题,讲授相关研究案例和论文,树立学生景观生态学的科研意识,通过科研问题的探讨来理解景观生态学中的核心理论;实践教学部分,以景观生态规划的实际案例为载体,通过案例的解读和相关视频资料,让学生在实际方案中总结景观生态规划的方法和内容,加深对规划理论、方法和技术的理解。
3)研究专题研讨:提前布置相关研究综述类的课堂作业,要求学生通过文献资料查阅的方式,总结和归纳相关教学知识点。在课堂教学环节中安排4个学时左右,让学生汇报研究综述并展开课堂专题讨论。该教学形式可以一方面培养学生的科研能力,另一方面鼓励学生形成自己对相关理论点的理解和认识。
4)景观生态规划课程设计:在系统介绍景观生态学理论和规划概述基础上,以小组为单位,提供给学生实际的景观生态评价和规划命题,并提供相关基础资料,整个课程设计分为选题和项目建议书编制、规划报告编制、小组项目答辩三个阶段,整个过程教师将提供资料和技术支持以及全程的项目辅导。该教学形式一方面将营造实际的规划情景,促进学生自主学习和项目创新,另一方面培养学生在项目中资料分析、团队协作以及汇报答辩等综合素质。
4.研究型教学重点内容设计
目前,景观生态学已经成为国内多所高等院校生态学、地理学、林学、园林及城市规划设计、水土保持、环境科学、资源和土地开发利用等相关本科专业或研究生教育的必修或选修课程。基于目前国内外景观生态学的相关著作,结合景观生态学新世纪研究热点,综合考虑不同教学对象的专业背景,以地理科学专业为例,景观生态学教学内容主体包括绪论、景观生态学理论、景观结构与空间格局、景观生态功能、景观动态、景观生态评价和规划概述以及景观生态规划实践等七个部分(邬建国,2007;郭晋平和周志翔,2007)。
1)绪论
绪论部分的教学旨在让学生系统了解景观生态学科概况、理论体系框架并对景观生态设计和规划形成感性的认识,激发学生对该学科的兴趣。教学内容包括景观生态学基本概念体系,景观生态学的研究对象、内容和方法,景观生态学不同学派特点以及景观生态学的发展进程和研究趋势。教学形式包括多媒体讲授、研究和规划案例分析以及研究专题研讨。其中,针对景观生态学的研究对象、方法、趋势等内容,将以研究专题研讨的方式,通过对近20年的景观生态学的科研论文题目和摘要的专题研讨,让学生自己总结和归纳相关知识点。而对于景观生态规划部分,教师将通过多媒体和视频教学形式,展现实际的规划案例,让学生切身感受实际规划工作的内容,并发现景观规划和景观生态规划的区别和联系。
2)景观生态学理论框架
景观生态学理论框架的教学旨在让学生从地理学和生态学的双重视角了解景观生态学理论体系的发展脉络;重点掌握理论框架中等级理论、岛屿生物地理学、复合种群理论、景观连接度与渗透理论等共性理论。教学形式以多媒体讲授为主,在教学过程中突出理论和景观生态学问题的结合,如岛屿生物地理学和自然保护区规划之间的关系,让学生把握理论的实际应用切入点。
3)景观结构与空间格局
景观结构与空间格局是揭示景观生态过程和优化景观功能的基础。该部分教学旨在让学生掌握景观“斑块-廊道—基质”的基本结构模型;斑块的起源、分类、面积和形状生态学意义;廊道起源、廊道结构特征、廊道分类;基质的判定、孔隙度和边界形状;网络结构要素、分类和特征。在此基础上,介绍景观格局分析方法,突出景观指数相关研究方法以及相应的技术流程和工具。教学形式以多媒体讲授和研究专题研讨相结合,对于景观格局分析方法的教学,以景观格局分析专题研究为主,选取某一类景观类型(如城市绿地景观),让学生自己选取相关景观指数,开展实际景观格局的评价,注重景观指数生态学意义的理解以及格局研究方法和技术的掌握,如景观格局分析软件FRAGSTATS的应用等。
4)景观生态流与景观功能
景观生态流与景观功能的教学旨在让学生掌握景观过程、景观生态流以及景观功能等基本概念及区别;景观过程的基本动力和媒介物、景观生态流的基本形式和运动格局;分析景观结构对景观生态流、景观要素间相互作用的影响机制和生态效应;认识景观生产、生态、美学和文化等多维度的功能;掌握景观生态功能和生态服务价值评价的方法和技术工具。教学形式以多媒体讲授和研究案例分析相结合,案例分析可选取国内外城市森林景观生态功能和价值评价的典型案例,让学生了解景观生态功能评价的视角、方法和技术(如CITYGREEN,I-tree等)。
5)景观动态
景观动态的教学旨在让学生掌握景观稳定性的概念和影响因素,景观变化的特点和判定,干扰和景观变化的关系;景观变化的驱动因子以及变化的生态效应;了解景观变化的动态模拟方法。教学形式以多媒体讲授和研究案例分析相结合,案例分析将突出景观格局变化的动态模拟,分别介绍马尔可夫转移矩阵和SLUETH元胞自动机模型在城市景观变化模拟中的应用。
6)景观生态规划概述
景观生态规划概述的教学以实践应用为导向,系统介绍景观生态规划的发展历程、主要流程和内容、相关技术方法等。教学形式以多媒体讲授和研究案例分析相结合,在讲授基本概念的基础上,通过2-3个典型景观生态规划案例,让学生体会景观规划和景观生态规划的区别和联系,总结景观生态规划解决的问题以及相应的方法和技术特点。
7)景观生态规划实践
景观生态规划实践的教学既是景观生态学实践教学的主体,也是前期理论和方法知识点的综合应用,该部分将以景观生态规划课程设计为主要教学形式,通过选取城市景观、郊区景观、城市绿地系统、自然保护区、流域和湖泊、森林公园、典型生态脆弱区等景观生态评价和规划命题,以小组的形式开展课程设计,培养学生独立分析问题、查询资料、创新设计、文本编制等综合能力,注重景观生态学的理论、方法和技术在整个课程设计的运用。教师在整个教学过程中将提供相关命题的背景资料和相关素材,并从命题选择、方案指导、技术支撑等方面提供全过程的支持和解答。
5.结语
综上所述,景观生态学已经成为21世纪应用生态学领域发展最快、影响最广泛的学科之一,其学科的前沿性和应用性一方面使得这么课程充满了活力和吸引力;另一方面,无论是对于教师还是学生来说,其教学过程也充满了挑战。研究型教学模式为探讨为该课程的教学提供了一个初步的创新思路,然而对于该学科的教师来说,如何在实际的教学过程中灵活应用多元的教学方式,切实把握和讲授相关教学内容,不仅要具有扎实的景观生态学基础理论知识外,还应不断加强该学科研究前沿的学习,并持续完善自身在景观生态规划和设计领域的实践经验,在实际教学和科研过程中,不断总结创新,实现景观生态学科研、教学和社会服务的互动。
参考文献
[1]傅伯杰,等.景观生态学原理及应用[M].北京:科学出版社,2001.
[2]Wu J, Hobbs R. Key issues and research priorities in landscape eco logy: An idiosyncratic synthesis. Landscape Ecology , 2002, 17: 355~365.
篇2
景观学本科专业是桂林理工大学2007年新设置专业,目的是为广西培养高层次的生态规划、景观设计和旅游规划方面的人才。因而,在景观生态学教学过程中,要特别强调培养学生的基本理论、基本知识和实践技能方法,要求把生态学的理念贯穿于实践设计中去,提高综合分析和解决实际问题的能力。但是,景观生态学课程由于其理论性较强,专业术语晦涩难懂,学生往往感到吃力,兴趣不高,亟需在教学内容体系建设、教学方法的改进及考核方法的变通等方面加以改革。
一构建完善的教学内容体系
景观生态学课程是运用系统性原理、尺度性原理、生态流与空间再分配原理、镶嵌性原理、人类主导性原理及多重价值原理等对景观的结构、功能和动态进行研究。根据上述教学目的,需要构建完善的学科内容体系。
(一)景观生态学的学科地位和历史沿革
要求学生着重掌握景观的概念和特征、景观生态学的定义和内涵、景观生态学的研究对象和内容;了解景观生态学的学科地位;通晓欧洲学派、北美学派和中国大陆学派的基本景观生态学观点;了解景观生态学的历史沿革及其研究和学习的方法。
(二)景观生态学的主要教学内容
景观生态学学科内容包括4大模块,即景观结构、景观功能、景观动态和景观管理。首先要求学生深入理解景观生态学课程的基础理论,包括等级理论、生态系统理论、岛屿生物地理学理论、地域分异理论、人地相互作用理论、生物控制论、源—汇系统理论、尺度及其效应、空间镶嵌与边缘特征、景观连接度与渗透理论等,这对宏观把握景观生态学理论框架,具有重要的作用。
景观结构包括景观要素类型、景观多样性及其空间关系。景观格局则是指景观要素的空间分布和组合配置。该模块要求学生掌握包括斑块起源、大小、形状、镶嵌、斑块化、斑块动态,廊道起源、廊道结构特征、廊道分类,基质的判定、孔隙度和边界形状、景观异质性、网络等结构特征、景观构型的确定方法以及景观结构要素的影响因素。景观过程与景观功能主要包括:辨析景观过程与景观生态流的联系和区别;掌握景观过程的基本动力和媒介物、景观生态流的基本形式和运动格局,以及连接度与连通性的概念及生态学意义;分析景观结构对景观生态流、景观要素间相互作用的影响机制和生态效应;认识景观结构对生态过程的影响及景观中的文化过程,如人类文化与景观建设、农田景观、城市景观、乡村景观、城乡过渡景观的关系;了解景观要素的相互作用与依存,景观结构与功能的相互影响及其与尺度的联系。景观的结构功能和动态这部分内容需要学生掌握景观稳定性、景观变化驱动椅子、景观变化对生态环境的影响、景观的动态变化与模拟、景观变化与人类干扰的关系等知识点。
(三)景观生态规划与设计
理论研究的目的是为了更好地应用,是为指导景观生态规划与设计。因而,这部分教学内容要求学生了解景观生态规划概念、原则、目的和任务;熟悉景观生态规划与设计的内容、方法和步骤;掌握景观生态规划的要点;区分景观格局优化与景观要素规划;熟悉自然保护区、森林公园、林区景观的规划内容和设计方法,了解城市绿地、湿地、乡村景观规划的途径、内容和设计步骤;掌握区域生态旅游开发的基本模式、生态旅游区的景观格局分析内容和旅游区规划设计的途径。同时,需要及时跟踪具有科学性、前瞻性和动态性的教学内容,包括景观生态安全、土地可持续利用、生态风险评价、景观异质性研究等理论。
二加强实践观摩教学
(一)多媒体辅助计算机教学
景观生态学是一门理论性和应用性都较强的学科,存在着理论上抽象、应用上具体的情况。为有效地培养学生的实践和创新能力,提高教学质量,必须采用多媒体辅助计算机教学方法。从景观学专业的培养目标出发,在教学方法和手段上,应尽可能选择多种教学传媒,将图片、图表、录像、报刊杂志、光盘或科研过程形象地介绍给学生,全方位地传递各种知识、信息,激发学生的学习兴趣。目前,最经济实惠的网络空间资源是Google公司开发的Google Earth软件,它把卫星影像、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上,有效分辨率至少为30 m,对大城市、著名风景区、建筑物区域、部分公众关注区域,有效分辨率为1 m或更小,能够获取高精度影像。操作Google Earth可以查阅地球上任何地方近期的地图、地形、田园、森林、荒地、建筑物等地表覆盖,内容十分丰富,展示生动,对提高学生学习兴趣具有重要作用。
在采用图文并茂的多媒体课堂教学方式进行讲授的同时,还可以以课堂讨论、辩论、启发谈话等多种方式,带动学生积极思考、开拓思路。如讲授景观生态学中有关基本概念如“斑块、廊道、基质”时,其概念相当抽象。这时就应以野外实拍的图片资料进行讲解、分析,使学生对这些概念有更客观、具体的认识。
(二)加强实践性教学环节,注重能力培养
实践教学是培养学生动手能力、观察能力、分析和解决问题能力的教学过程。只有经过实践性教学,才能使学生对课本上的抽象概念产生直观的、感性的了解。实践教学内容主要包括景观结构单元的调查与分析、景观空间格局的辨识、景观功能的测定和景观的分类评价等。要求学生结合实地调查区分斑块、廊道和基质三种景观要素,并在专业图上加以勾绘,分析计算主要景观格局的特征指数,如斑块数量、周长、面积、形状指数、分维数、分离度指数、多样性指数、均匀度指数、优势度指数;结合景观要素识别、判断实习地区景观要素的构型,并计算网状景观的连通性;区别不同类型的森林群落,实测景观种子流、热量流、水分和土壤流的强度和方向,说明景观生态流与景观结构间的生态关系;基于地貌类型和植物群落类型,采用聚类分析等方法,进行景观分类,综合分析景观的健康状况和功能价值。
此外,可以利用科研项目配合实践性教学,让学生参与相关科研项目的各个环节,有利于培养学生的素质,提高他们分析和解决生产实际问题的能力。还可以结合大学生毕业论文和大学生训练计划设立有关大地景观的立题,培养学生的科研素质,提高他们分析和解决生产实际问题的能力。
三变通教学考核方法
变通考核方式,科学评价学生。现行教学考核方式往往以考试作为评价的主要手段,不能够全面考核一个学生的真实水平,因而必须改革现行考试方法。要求以考核技能与能力水平为主,平时的成绩考核与期末的总结性、鉴定性考试并重,确立全面的考试模式,建立试卷库,实行教考分离,不断完善考试考核内容及办法;适当增加平时考核比重,加强对学生的出勤、课堂表现及作业的分值。
景观生态学课程通过一系列教学改革,可以丰富课堂内容,活跃本专业学生的思维,提高教学水平,使教学效果明显提高。在连续三年的教学考核中,关于景观生态学课程教学方法及效果的学生满意度达到95%以上。课程考试通过率由先前的81%,提高到90%。学生对该课程的认同由原来的75%达到如今的96%。从近两年的本科毕业设计来看,大多数学生的生态理念和生态设计水平有了显著的提高,得到了专业老师的一致认可。但是,教学改革是一个动态的课题,教学内容与实践课程体系不断变化,其教学方法与教学手段也应及时改革与调整,必须大胆地改革,不断充实与完善,才能不断提高教学质量,培养适合社会发展的专业技术人才。
参考文献
[1]卢杰,郑维列.景观生态学课程教学方法探讨[J].科技, 2008,3:52-54.
[2]黄义雄.地理理科基地班景观生态学课程教学工作的探讨[J].福建地理,2002,17(2):25-26.
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[4]吴兆录.景观生态学教学的短期户外观摩———云南大学的实践[J].云南地理环境研究,2011,23(1):1-4.
[5]张明如,温国胜,侯平,等.景观生态学教学内容体系构建的若干思考[J].中国林业教育,2008,5:60-63.
篇3
关键词:道路 道路生态学 研究方法
中图分类号:U412 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)03-0316-01
1、引言
道路作为一种基础性设施,在促进经济和社会发展的同时,对生态环境造成了巨大的威胁。随着景观生态学的发展,越来越多的学者将该学科的理论与方法应用到道路中去,逐步形成了一门新兴的交叉学科――道路生态学。在国内,道路生态学的研究主要集中在边坡生态恢复、绿化设计、道路环境污染等方面,而真正涉及到景观生态学方面的研究就比较的少。道路是以完成交通运输为主要目的的, 同样面临着可持续发展问题, 这就要求公路建设必须同环境保护相协调。
2、道路生态学的研究方法
道路生态学是研究道路、道路网络空间结构和功能时空动态变化及相互作用机理,进行道路景观评价及规划设计,合理利用和保护道路景观中集成生态、地理、经济和人文各要素,为人类社会经济发展提供理论依据和实践指导,具有生态、文化及美学价值的一门新兴交叉学科。它把人―车―路这种人工系统和道路沿线的生态环境有机结合起来,是生态科学、道路科学科学与工程技术科学的交叉。
2.1生物调查
道路生态学领域中常见的生物调查是指通过对道路影响区域的物种组成、迁移和死亡率等因子的调查,统计分析道路对物种生存或迁移的影响。传统的生物调查方法是通过在道路两侧设置样地或样带(线),对区域的物种组成成分、密度等进行基本调查,或对道路致死事件的统计,以此分析道路建设对野生动植物的影响。生物调查方法可以很好地将研究区的生物生存状况与道路影响结合到一起,反映道路对生物物种的影响程度。
2.2道路缓冲区/影响区分析
道路缓冲区分析是道路生态学中问题研究最常见的分析方法之一,是指在ArcGIS/View支持下对道路进行buffer处理,以研究道路影响区内的生态环境、景观格局和土地利用的变化等。常见的缓冲区分析方法包括单一缓冲区和累计缓冲区分析2种方法。
道路影响区分析是指对道路可能影响的区域进行相关调查研究的方法,主要与生物调查等结合到一起,是研究道路生态影响的主要方法。
2.3叠图分析
GIS技术的发展与应用为道路生态学研究提供了更为多样化的手段,图层叠加分析方法是被普遍利用的一种空间分析方法。叠图分析是指将2个或2个以上的图层一相同的空间位置叠加到一起,通过图形和属性的运算,进行相关分析的方法。图层叠加与道路缓冲区分析方法结合成为道路生态学研究领域最为重要的研究方法之一,即将道路缓冲区与道路沿线的景观图、土地利用图等空间数据叠加带一起,分析道路缓冲区内的景观格局、土地利用变化情况。
叠图分析是研究道路密度对景观格局和土地利用影响的惯用方法,通过与区域景观属性等图层的叠加,可以很好地将道路密度与分布反映到空间上,以便研究道路密度区域景观格局等属性的影响。
2.4综合分析
道路只是众多导致沿线物种生境丧失和景观破碎化的人为因素之一,所以必须将其他可能的因素结合起来。综合分析方法是结合道路影响的其他因素,进而全面考虑道路与生态环境和景观格局、土地利用变化之间的关系。综合分析方法的优点在于可以从多方面分析道路的影响,并寻求其在众多影响因子中的权重和相互关系。
3、问题与展望
道路景观生态学在我国是个较新的领域,许多内容都有待进一步的探索。本文通过道路到道路学态学,再到道路景观生态学这样一个发展历程,总结归纳了景观生态学的发展成果。而对比国内外的研究成果,中国有关道路景观生态学还存在着一下问题:(1)起步晚,学科体系还不够完善,研究基础薄弱;(2)重点不突出,研究内容分散;(3)有关问题研究不够深入,对道路影响产生的过程和机制尚不明确;(4)景观问题的研究尺度大、时段少,研究结论的准确性和适宜性不高。
我们应该通过借鉴国外道路景观生态学的研究,结合本国在其他领域的研究成果,对道路景观生态学进行综合研究。重视新技术、新方法的应用,加强对景观结构与功能关系的深入探索。目前,定量评价道路网络的景观破碎化效应是国际上道路景观生态学研究的一个难点,我国已经开展了一些前沿性研究,这些研究在很大程度上推动了我国道路景观生态学的进一步发展。而道路景观生态学作为一门新兴学科,起发展前景不容小觑。
参考文献:
[1]章家恩,徐琪.道路的生态学影响及其生态建设[J].生态学杂志,1995,14(6):74-77
[2]张慧,沈渭寿,张华等.青藏铁路建设对沿线景观格局的影响[J].农村生态环境,2004,20(3):20-23
[3]Forman RTT,Sperling D,Bissonette JA.et al. Road ecology: Science and Solutions [M]. Washington: Island Press, 2002
[4]董常晖,徐燕.2004.公路工程环境影响评价的研究进展.交通环保,25(1):44-47
篇4
关键词:景观生态学;城市绿地系统;运用
Abstract: the landscape ecology research space pattern and ecological processes of interaction. Some of its basic principles such as landscape heterogeneity principle, patch-corridor-matrix principle, the landscape pattern such as principle for urban green space system planning guidance. In the urban green space system planning will be applied to, to improve the ecological environment of the city.
Keywords: landscape ecology; Urban green space system; use
中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:
随着经济与社会的快速发展,我国进入了城市化高速发展时期。不仅城市社会、经济结构和空间结构发生显著变化,城市规模也在显著扩张[1]。城市化过程对推动地区经济的发展起到不容忽视的作用,但同时所引发的一系列生态环境问题也显而易见。如环境污染、水土资源破坏严重.城市热岛效应等[2]。这些直接影响城市居民的生活质量,城市的社会形象和区域生态质量也受到影响。因为城市绿地系统对于改善城市生态环境.满足居民休闲娱乐要求,组织城市景观,美化环境和防灾避灾、塑造城市形象有着不可替代的巨大作用[3],人们对其越来越关注。但城市绿地系统布局、采取形式和达到效果,是值得进一步研究的问题。随着科学技术的发展, 将景观生态学的理论和方法应用于城市绿地系统规划, 可以减轻城市化造成的负面影响、重建城市景观、改善城市生态, 为城市可持续发展开辟了新思路[4].
1.景观生态学的概念
“景观生态学”是1939年由德国学者Troll通过航片研究东非土地利用问题时正式提出的,是以地理学和生态学为基础的多学科综合交叉的产物[5]。它是以整个景观为对象,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,通过生物与非生物以及与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、合理利用和保护的学科[6]。简而言之,景观生态学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[7]。
景观生态学原理优势在于集中了地理学和生态学的精华,克服了两者的弱点,把地理学研究空间相互作用的水平方法与生态学研究功能相互作用的垂直方法结合起来,探讨空间异质性的发展和动态,空间异质性对生物和非生物过程的影响及对空间异质性的管理[8]。
2 景观生态学基本原理
2. 1景观异质性
景观异质性是景观的重要属性之一, 也是景观生态学的核心, 是指一个景观对一个种或更高级生物组织的存在起决定作用的资源( 或某种形状) 在空间( 或时间) 上的变异程度( 或强度)[9].景观异质性包括空间异质性、时间异质性以及功能异质性, 异质性大、则密度高、稳定性大[10]. 在景观这个层次上, 异质性的主要起源于自然干扰、内部演替和人类活动[11]. 景观的结构和功能是相辅相成的, 景观的异质性使人类居住的生态系统具有长期的稳定性和必要的抵御干扰的柔韧性[12].
2. 2斑块―廊道―基质模式
组成景观的结构单元有三种: 斑块、廊道和基质.
斑块是指与周围环境在外貌或性质上不同,但又具有一定内部均质性的空间部分,其类型、大小、形状、边界、动态及内部均质程度对城市绿地系统有特定的生态学意义[13]。景观的破碎化程度对生物的迁移、觅食、灭绝等有重要的影响。斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平,而且影响能量和养分的分布[14]。斑块的形状则对生态学过程和各种功能流有重要的影响[15]。
廊道是景观唯一的线型要素,是不同于两侧相邻土地的一种特殊的带状要素类型[16]。廊道最显著的作用是运输,它还可以起到保护的作用[17]。根据廊道的起源人类的作用及景观的类型,廊道可分为三类,线状廊道、带状廊道及河流廊道[18]。在城市研究中我们可以将廊道分为蓝道(blue way)、绿道(green way)和灰道(gray way)。蓝道即河流廊道它不仅指河流的水面部分,也包括沿河流分布的不同于周围基质的植被带[19]。绿道主要是指城市中以植物绿化为主的线型要素,即种植廊道如林荫步道防风林带等[20]。而灰道就是那些人工味十足的街道公路[21]。
基质,又称衬质或模地,它是景观镶嵌内的背景生态系统或土地利用类型,具有面积大、连接度高和对景观动态具有重要控制作用等特征,是景观中最广泛连通的部分[22]。
2. 3景观格局
景观生态学中的格局, 往往是指空间格局, 即斑块和其它组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等. 与格局不同, 过程则强调事件或现象发生[23]. 格局从结构上可以分为: 点格局、线格局、网格局、平面格局、立体格局[24].从定量分析的角度来看, 景观的空间格局可包括如下几个方面: (1) 景观的组成和结构即景观的空间异质性; (2)景观中斑块的性质和参数和的空间相关性即空间相互作用; (3)景观格局的趋向性即空间规律性或梯度;(4)景观格局在不同尺度上的变化即格局的等级结构[25].
3.城市绿地系统概念
城市绿地系统是指城市中多种绿地类型与规模的绿化用地的整体。它主要包括植被、水体、土壤等多种要素[26]。城市绿地系统作为城市景观的一部分, 是以绿色植被为主要存在形态的开放空间并具有相对同质性,因此城市绿地系统可认为是城市生态系统的一种景观元素[27]。而将城市绿地系统作为一个有机整体来看时, 城市绿地中的不同绿地类型可认为是绿地系统的不同景观元素[28]。
4 城市绿地系统规划现状中存在的问题
4.1 理论缺乏生态性思考我国城市绿地系统规划理论的发展,只强调了“游憩”功能和“景观”功能,却相对忽视了生态性的思考[29]。
4.2 绿地指标不能直接反映绿地生态性。城市绿地系统规划的指标分为人均绿地面积、人均公共绿地面积、绿地率、绿化覆盖率4 项[30],单以4 项定额指标评定一座城市绿化的水准,缺乏科学理性,难以反映真实性[31]。
4.3 受城市建设用地制约及忽视绿地生态性以往的城市规划中,城市绿地往往依附于城市结构,而以生态学的观点来看,城市结构应依赖于生态系统,在实际的城市规划中,并未因生态性需要而优先考虑城市绿化用地[32]。
4.4 城市绿地系统编制、法制不健全,贯彻、执行力度不够城市绿地系统规划对指导城市园林绿化建设,创建生态城市有着战略决策性作用。但是有些城市贯彻实施力度不够,法规条例不健全,执法不严格[33]。
4.5 城市绿地系统缺乏城郊之间的完整统一结构决定功能,绿地系统布局不合理,必然限制其功能的发挥。许多城市的绿地规划只注重围绕城市中心做文章,而忽视了郊区、干道和河道绿化,未能构建完整的城市生态绿地系统[34]。
4.6 缺乏经济发展和环境建设的协调发展城市绿地在提高环境质量上起着很大的生态效益,绿化所带来的经济效益、社会效益却往往被忽视[35]。
5.景观生态学原理在城市绿地系统规划中的运用
根据景观生态学理论,在区域范围城市是一个典型的人工干扰斑块;在较小的尺度上,城市是一个由基质、廊道、斑块等结构要素构成的景观单元[36]。其中各组成要素之间通过一定的流动产生联系和相互作用,在空间上构成特定的分布组合形式,共同完成城市系统所承担的生产生活及还原自净等功能[37]。城市绿地系统规划包括公共绿地、居住区绿地、生产防护绿地、道路绿地等,以点―线―面的形式共同构成城市的绿色体系[38]。站在景观生态学的角度,在城市范围,公园、风景区、街头绿地、居住区绿地等都是以缀块的形式存在,河流、道路绿地等有望起到廊道的作用,而城市就是这个景观单元的基质[39]。
城市绿地系统是一个非独立性的景观生态系统。景观生态规划与设计充分强调景观的自然属性,本质上是对资源进行空间配置[40]。有效的景观生态规划对保持绿地系统的景观特色、景观质量以及确保城市绿地可持续发展十分有益。主要包括三方面。将景观生态学上的“斑块―――廊道―――基质”的景观模式概念运用到城市绿地空间布局中,在进行城市绿地规划时,按照“环、楔、廊、园”的景观生态格局进行布置,保证绿地景观的完整性[41]。在城市绿地规划建设中可以用生态廊道将绿地斑块有机联结起来,构成一个绿地生态网络;在公路、铁路等城市轴线上,通过绿地分割作用产生一系列间断的分散集团、飞地、子城或卫星城,在各星状长轴之间形成插入市中心的楔状绿地,构成人工廊道与自然廊道相间分布、有机分散的景观格局[42]。这样的绿地廊道规划使得绿地真正融入城市内部,充分发挥绿地在城市中的功能[43]。数量模型着手,建立城市绿地系统与其生态效益评价与预测之间的回归模型,或者利用GIS 进行城市绿地景观结构的研究,根据城市绿地的三维特征,基于遥感技术建立相应的“绿量”模型,将城市绿地的生态效应定量化[44]。
5.1 城市绿地系统规划的景观生态学原则
5.1.1 整体优化原则。即把景观作为系统来思考和管理,生态整体性和景观异质性原理是景观生态学中的核心理论[45]。生态整体性认为景观是由景观要素组成的复杂系统,含有等级结构,具有独立的功能特征和明显的视觉特征[46]。景观要素的时空分布总是不均匀的,这种不均匀构成了景观的异质性。异质性同景观生态系统抗干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性密切相关[47]。
5.1.2 可持续性原则。城市绿地系统地规划设计,必须以保护自然资源,维护自然循环过程作为自然和改造自然的前提,应将认为景观与自然景观融合,走可持续发展的规划道路[48]。
5.1.3 独特性原则。每个城市绿地景观都有其独特的历史传统和文化特色,景观规划设计不能简单套用、沿袭旧模式,否则个性的魅力将散失殆尽。应充分体现地方特色及历史文脉,使城市绿地体现丰富的历史文化内涵,达到与周围的环境融合,符合人们的审美及心理需要[49]。
6.总结
基于生态学的相互关联思想,运用地理学的规划方法,综合在城市绿地规划中,既是景观生态学应用研究的一个新方向,也是城市绿地规划理论与实践值得深入研究的课题[50]。运用景观生态学与绿地规划融合原理对城市绿地各种景观进行综合分析,优化组合原有景观要素或引入新的成分,调整或构建新的绿地景观格局,对提高区域整体生态环境、改善城市环境和维持城市可持续发展都具有重要的现实意义[51]。
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篇5
关键词:土地整理 景观生态学 效应 规划
土地整理工作是系统化且复杂的工程,其涉及经济、社会、环境等多方面的利益和因素,当下国内的土地管理工作已经由过去单纯的扩大耕地面积变换成以提高生产和生活质量为基本前提的现代化景观生态型土地整理工作。
一、景观生态学理论在土地整理思路上的应用
1景观生态学
所谓景观生态学指宏观生态学研究工作中的全新的领域。1939 年A・C・Troll第一次应用该理念,景观具体指同一区域不同的地域单位内自然生物的结合体,景观生态学就是针对同一区域内具体单元空间中不同生物和自然之间的关系。该种关系不是单一性的,而是水平关系和垂直关系共存。该概念中将景观划分为具有相似的形式居于整体中不断反复发生的,包含系列化的共同影响生态系统构建的异质性区域。具体的单元内景观被当做是根据不同生态系统和景观构建的镶嵌体,基于此特点各个景观有着明显的差异,所有的景观包含一定的共性,景观基本有基质、廊道、斑块这几个部分构成。景观生态学包含四个必须注意的问题,分别是空间异质性的发展和变化、空间异质性的管理、空间异质性对于非生物及生物过程产生的影响,空间异质性景观相互的交换以及作用。 所以景观生态学中包含的核心内容是生态空间的理论。
景观生态规划综合性较高,涉及的范围比较广泛,其依据多种理论内容知识为基础,根据生态原理,依据规划的尺度针对相应资源合理的调整分配,经过景观格局对生态影响的深入研究,依据生态分析,和综合评估的条件下,拟定最合理科学的景观资源优化方法。该方案的具体内容包括调整和完善景观内部的构造以及生态过程,维护生命的健康,提升自然生态协调的经济体现,合理调整资源开发、环境质量、经济生产能力、和生态保护之间的关系,达到提高生态系统功能的目的,增加其运营的稳定性和抗干扰能力,维持生态环境的协调性。景观生态设计是控制在小区域内新建景观机构。景观生态是运用合理的结构空间安排确保整体的生态运行。合理的将景观规划和景观设计结合,构成了生态景观规划设计工作。
2生态型土地整理及规划
景观生态土地整理是一种长远性的,客观性的动态环节,必须以将长久性生态平衡控制和自然景观维护作为目标,包含具体的生态景观及土地生态环境建设的手段和方法。维持土地资源的长久性持续生产,实现经济发展,生态环境,社会进步一致的经济效益。景观生态学中所包含的多样性、空间格局、尺度、异质性、边缘、连接度、镶嵌度、均匀度、丰富度在实际的土地规划工作中有十分重要的实际价值,其概括的景观功能作为土地整理中的重要目的之一。
景观整理规划将土地整理和景观生态合理的融合到一起,根据土地的特点和实际的需要标准,开展设计工作,维持生物的多元化,提高土地资源使用的效率,同时提升耕地的质量,合理的使用水资源,维护生态自然环境为基本的规划方向。景观生态学为土地整理中资源的科学应用,准确规划奠定了良好的理论工作,提供了解决实际需要的办法,应用该体系中的分析手段和空间格局构造进行整理将保证设计工作的高效科学性。
二、景观生态学原理在土地整理中的应用
1土地整理区景观生态效应研究
土地整理可能导致外在景观斑块、廊道。基质等都发生明显的改变,工作中基本通过景观格局的转换体现出生态效应。博伯杰等研究将景观格局数量的划分归为三种类型。分别是使用在模拟景观格局动态变化的景观模拟模型、使用在景观整体分析的景观格局分析模型、使用与景观组分特征分析的景观空间格局指数。使用最广泛的就是景观指数方法。其研究得出的指数数据资料可以准确的反应出该整理区域的总体变化趋势,其余两种手段还没有进行大量的使用。在使用该手段过程中必须注意,部分指数相关性非常的明显,进行指数选择的过程中必须保证检验工作,最大化的减少由于指数显著导致的结果准确性降低,部分的数据体 现出的结果是相反的,实际考虑整体土地的条件,合理的分析原因,增加研究的可靠性。
2土地整理区景观生态规划和设计
土地整理工作不仅仅是包括简单的土地合并、调整和改善,还需要应用景观生态学的基本理念,制作成方向性的土地利用状态,反应出实际的生态保护状态,考虑多方面的因素影响后进行综合性的设计工作,建立成流畅性的生态网络系统。针对划分好的整体区域,不同区域要进行不同角度的设计工作,部分的研究学者根据功能分区的方向将整理区规划成水网功能区域、农田系统功能区域、人居住系统功能区;部分的研究人员依据景观的方向将整体区域划分为生态边界、堰塘景观、农田沟渠景观、道路景观、田块景观、和农村居民点;依据环境理论性的方向可以划分为农田水利工程、土地平整工程、田间道路工程、农田防护工程。国内的土地整理工作已经逐渐的往景观生态型规划的方向过度,尽可能的将景观工程设计融入到工作设计当中,对应的农田景观工程还没有建立完善的体系。和国际先进的水平相比我国的设计工作仍处在低级的水平,科学工作者们仍旧需要不断的努力。
3土地整理区景观生态评价
土地整理过程中采用生物途径方法来进行合理的规划,确定具体的利用方式,结构和覆被情况,这是采用人为的因素对于农田生态系统造成了严重的干扰,一定程度上对于地表的结构也造成了影响,进一步让自然生态系统的结构组成、能量流动过程、物资循环过程都产生了改变。这些变化对于区域内的景观环境必然造成深刻的改变。将景观生态的决策和评价体系运营到土地整理工作中是发展中必须面对的问题.
三、发展趋势
当下可以采用的景观效应研究手法仍然不够完善,很多的外界因素会产生影响,多数条件下是根据实际情况选择对应的景观格局指数进一步决策分析出整理区的格局变化,反应出区域性的景观效应。如今世界各国的研究人员已经将景观生态学理论原理充分的使用到不同的行业当中,将该种先进的理论方法合理的应用到土地整理规划工作中,这是科学界必须重视的问题,也是土地整理项目区景观生态效应研究工作的重点部分。
土地整理对生态效应将产生重要的影响;该环节的实施不仅是改变了景观的格局,还改变了景观的功能;经过科学的研究分析发现,未来的景观生态学应用趋势包括以下几方面。
整理区景观分局动态的研究分析;
整理区景观的格局以及生态过程耦合作用的研究;
整理区景观生态效应的评价手段适应性、评价指标的应用、建立对应的体系、评价标准的确定;
景观生态评价对于指导景观规划设计和管理工作的应用分析;
国外景观生态学新技术手段在整理区的应用分析工作。
总而言之,经过科学的调查分析发现将景观生态学科学合理的应用到土地整理和规划工作当中不仅保证了耕地总量的动态平衡性,对于生态环境的保护也产生了重要的良性影响,该理论的应用为行业领域的发展做出了卓越的贡献。
参考文献:
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篇6
关键词:景观生态学;园林规划设计;应用
中图分类号:TU986文献标识码: A
随着城市化与工业化进程的加快,城市规模显著扩张,城市空间结构发生显著变化,城市化过程对推动地区经济发展起到不容忽视的作用,但所引发的一系列生态环境问题必须加以高度重视,如城市自然景观被切割得支离破碎、自然的生态过程受到严重威胁、生物多样性在消失、环境污染问题愈加突出等。这些不仅影响到城市的社会形象和区域生态质量,还直接影响城市居民的生活质量。因此,在城市园林规划设计与建设中不得不更加重视景观生态的规划问题。现今,景观生态学理论是解决环境和发展问题的重要社会研究课题,将景观生态学的理论和方法应用于城市园林规划设计,可以减轻城市化造成的负面影响,改善城市生态,为城市可持续发展开辟了新思路。
1 景观生态学的概念及原理
1.1景观生态学的概念
景观生态学一词首次由1937年德国地理学卡尔特罗提出,是研究景观结构、功能和变化的一门科学。我国部分研究者认为:景观生态学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、协调功能以及动态变化的生态学新分支。并认为只有将地理景观学和生态景观学两者结合起来综合研究考虑,才能解决大尺度地理区域中生物群落之间、生物群落与环境之间各种错综复杂的相互关系问题。
1.2 景观生态学的原理
景观生态学的核心在于重视人类与自然之间和谐共处,它的提出与运用,使得维护生态环境与经济或资源的合理开发不再相违背。从区域范围角度看, 城市就是一个典型的人工干扰斑块;从较小尺度上,城市作为一个景观单元是由基质、廊道、斑块等为主的三要素构成。其中各要素之间通过一定的流动产生联系和相互作用,在空间上构成特定的分布组合形式,共同完成生态系统所承担的生产、生活及还原自净等功能。刘茂松、张明娟认为:景观结构和景观功能原理、生态流聚集与扩散原理、尺度效应与等级结构理论、空间异质性与景观过程原理、景观生物多样性原理、景观的自然性与文化性、景观变化与稳定性原理等7条基本原理贯穿于景观生态学的各个发展方向。
2景观生态学对城市园林规划设计有借鉴作用的主要原理
2.1 自然优先原理
保护自然资源、维护自然过程是利用自然和改造自然的前提,自然有它的演变和更新规律,同时具有很强的自我维持和自我恢复能力。生态设计要充分利用自然的能动性使其维持自我更新,减少人类对自然影响的同时,带来极大的生态效益。因此,一切园林规划与设计都应以保护自然资源、维护自然为利用和改造自然先决条件。
2.2 整体优化原理
景观由一系列生态系统组成的具有一定结构与功能的整体。生态整体性和景观异质性是景观生态学中的核心理论。因此,园林规划设计应从整体的高度上把景观作为一个系统来思考和管理,对组成景观的各要素的构成、数量、分布等进行研究和分析,从而实现整体最优化利用。
2.3 多样性原理
景观生态学中景观异质性原理决定了景观的多样性的存在,而多样性的存在对确保景观的稳定,缓冲生态旅游活动即人类活动对景观的干扰,提高观赏性都起了极其重要的作用。因此,园林的规划设计应人为结构与自然结构及生态系统与生态系统间的协调,实现人与自然共生。
2.4景观个性原理
每个景观都具有与其它景观不同的个性特征,即不同的景观具有不同的结构与功能是地域分配客观规律的要求。每个景观作为一个单独的存在都是独一无二的,也是城市特色的重要体现,所以在园林规划设计中应高度重视景观的个性。
2.5 生态关系协调性原理
生态关系协调,是指人与环境、生物与环境、生物与生物、社会经济发展与资源环境、景观利用的人与自然及生态与生态间的协调。
2.6 景观异质性原理
景观异质性越大,景观类型也越多,防止外来干扰的能力也就越强,生态系统因而就更加稳定。故景观异质性的维持和发展是城市绿地系统规划中不可忽视的问题。在城市园林绿地中,利用立地条件即环境资源景观要素空间异质性,可创造城市园林中异质而多样的景观。
3 景观生态学原理在城市园林规划设计中的应用
3.1树立景观生态规划的理念
城市景观的规划是合理安排土地及土地上的物体和空间来为人创造安全、高效、健康和舒适的环境的过程,是与生态过程相协调,对环境的影响降到最低的规划设计形式,这意味着在进行规划设计过程中,要尊重多样性,减少对资源的剥夺,保持城市景观的平衡。将景观生态学的原理和方法利用在城市园林规划设计中,合理的规划城市景观空间结构,实现自然与文化、规划环境与生命环境、美的形式与生态功能的真正全面融合,解决出现的新问题,超越现有的景观设计。首先,城市园林规划设计应能与自然和谐共存,并维护生态功能的完整性,而不是以破坏自然来满足人类生存发展的需求;其次,应能协调当前与未来世展要求的关系,也就是说,在设计规划的过程中要合理利用自然资源,维护自然资源的再生能力;第三,要协调人与环境,社会经济发展与环境资源之间的关系,使景观空间格局和生态特性及其内部的社会文化活动在时间和空间上协调,达到景观优化利用。
3.2 重视斑块-廊道-基质模式的应用
该模式是描述城市空间格局的一个基本模式。在进行城市园林规划设计时,应按照“环、楔、廊、园”的景观生态格局进行布置,保证绿地景观的完整性。可以利用生态廊道将绿地斑块有机地联结起来,通过维护和强化整体山水格局的连续性、将城市防护林体系与城市绿地系统有机结合等方式构成一个绿地生态网络,真正融入城市内部,充分发挥绿地在城市中的功能。
3.3注重自然性、生活性、科学性、艺术性相结合
在城市园林规划设计中,应用生态学原理进行设计,保护自然环境不受或尽量少受人类的干扰。现有场地或现有景观的形成往往经过了较长时间,形成了稳固的生态系统。在景观改造设计时,应进行科学的调查分析,本着充分保护利用的原则,尊重场地原有的自然环境的生态特征,根据生态平衡原理,尽可能将原有的有价值的自然生态要素保留下来并加以利用,组织到园林规划设计中。园林规划设计应以人为本,富有人情味,更好地满足人民群众的需要;要加强科学性、艺术性的结合,体现出景观个体与群体的形式美,以及人们早欣赏时产生的意境美。在实际创作中,只有将四者有机结合,相辅相成,才能实现预期目标。
篇7
关键词:景观;生态;园林;绿化
城市化进程的快速发展给人类生存环境带来了巨大的冲击和生存环境危机。也迫使人们保护自然生态环境或者通过各种手段来模拟自然环境。园林绿化作为其重要手段,可以因势利导地利用对城市生态环境有重大影响的有利因素来改善人类生存环境。生态园林更是以保持生态平衡、改善城市生态环境为主导思想,因地制宜的按照各物种自身的生物学特性,充分利用空间资源,让各种生物有机地组合成一个稳定的生存环境。
1、园林景观生态学
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。它已成为当今北美生态学的前沿学科之一。园林景观生态学是以景观生态学为依托,突出表现在对园林规划设计的指导性方面。主要有两个层次:景观对园林设计的限定性。自然景观作为地表某一空间的综合特征,具有很大的自由度和选择域,有其自身和谐、稳定的结构和功能,它对人类的影响是积极的。人为设计必须适应自然景观原有的“设计”,使人为引入的景观元素所带来的副作用最小,以保证整体景观和功能的完整性;园林景观对自然景观的再创作。人类对景观的影响是把人对景观的认识和冲击理解为一种循环和控制的过程,通过反馈和调节,形成对园林景观的设计和改造[1]。
2、景观生态与园林绿化的关系
2.1城郊绿地
城郊景观具备物种多样性的特点而区别于城市景观,城郊景观内的斑块以引进斑块和残存斑块为主。残存斑块虽然往往很不健全,但原来的许多自然景观的物种总体上还存在,并且这些斑块的面积往往相对较大,致使残存斑块往往对整个景观的影响较大。因此如果城郊绿地面积足够大,能对城市景观内的生态因素产生影响,如改变氧气和二氧化碳的含量、调节气体温度和湿度等,同时城郊绿地往往也是城市景观中物种的重要来源。因此,在城市园林绿化中,应当充分重视城郊环境的绿化工作,首先要尽可能的扩大城郊绿地面积,并且尽可能的将城郊绿地之间以及与城市绿地之间最好能连接在一起,以促进绿地内物种的互相流动,同时也可为人类提供良好的近距离旅游点,调节人类生活节奏。
2.2公园绿地
公园由于具备为城市人类提供游览休憩场所和能够很大程度的调节城市生态系统,因此在城市景观中起着十分重要的作用。城市公园中绿地往往作为引进斑块或由人工种植而成,在一些古老城市内也有部分公园绿地是作为残存斑块保存下来的。公园绿地内由于具备多种多样的动植物而可形成一个小型的相对稳定的微森林生态系统。但城市公园经历长时间后,由于公园面积远远小于原有的森林面积,因此随着时间的推移,原来残存斑块中保存下来的一些原来的物种可能会逐渐消失,导致原来生态系统消失,原有生态系统的消失致使生态系统的重建工作显得更为困难。因此,在城市公园景观规划中应当首选当地原有植物群落中的植物种群作为公园绿化的主要树种,这样不但能够保留乡土树种还能更好地满足生态要求。
2.3行道树
道路两旁的绿化由于具备宽度小、周围环境恶劣的特点而使物种难以在其中生存繁衍,甚至难以存活,因此其对景观中的物质和能量流动的影响较小。但在一个城市景观规划良好的城市中,由于行道树具备能够净化环境和作为城市景观内物种迁移的重要通道的作用也显得非常重要。因为行道树不仅能够连接城市中各分散绿地,同时对于一些鸟类和小型啮齿动物的休息、活动非常重要同时对靠行道树传播种子的植物也十分重要,因此,城市景观规划时要加大行道树的宽度以便形成立体绿化,从而为小型动物和鸟类提供活动、交流、休息场所,也能完成各绿地间物种的互相流动,同时行道树由于具备良好的防沙、挡沙能力而能够为人类提供良好的城市环境。
3、园林绿化对城市景观的作用[2]
3.1绿地系统的作用
城市绿地系统(Urban green space system)是指城市建成区或规划区范围内,以各种类型的绿地为组分而构成的系统。从内涵上归纳,城市绿地系统具有园艺,生态和空间三种内涵。从这种意义上来解释城市绿地系统,可以将它定义为在城市空间环境内,以自然植被和人工植被为主要存在形态的能发挥生态平衡功能,且其对城市生态,景观和居民休闲生活有积极作用,绿化环境较好的区域,还包括连接各公园,生产防护绿地,居住绿地,风景区及市郊森林的绿色通道(green way)和能使市民接触自然的水域。它具有系统性,整体性,连续性,动态稳定性,多功能性和地域性的特征。
城市绿地系统的职能有:改善城市生态环境,满足居民休闲娱乐要求,组织城市景观,美化环境和防灾避灾等。
3.2风景区的作用
城市附近郊区的自然风景区、森林公园、防护林带等属于城市园林绿地中的另一类景观。由于这些景观的形成是自然因素和人为干扰因素的结合体,这些景观内往往既有引进拼抉又有残留拼块;同时具有镶嵌度高、异质性大、景观元素类型多的特点;这类景观能够自然的把自然景观引入到城市之中,不仅能够改善生态环境,同时由于具备开敞度大、贴近自然的特色与魅力而吸引人类,并能为人类提供游憩的功能。
4、景观生态学在城市园林建设中的应用[3]
国内外出现的生态园林都呈均衡和各有重点的分布格局作为城市点缀,从而来改善人类居住、生存环境,满足城市居民生活游憩和观赏需求,同时对城市生物多样性的保护也起到一定的作用。城市市区内分散的小面积的绿化植被往往被看做是被大面积的城市基质包围着的残余斑块或人类加工形成的干扰斑块等。在这些绿色斑块建设时,斑块内的动植物物种合理配置是该群落能否长期存在的关键,也是景观能否成为长期景观和持续发挥生态效益的前提。通过配置不同的植物群落,限制和协调好植物物种的比例,在不发生相互干扰的前提下尽量使同一绿色斑块内部异质性增加,形成缤纷多彩的群落景观,不仅仅能够满足不同层次人群的欣赏,也能够减少因城市的拥挤和建筑物的高大及单调而给人类带来的压抑感,并也可以改善城市的生态环境。
5、结语
国内有着悠久历史的园林是中华民族灿烂文化的标志与结晶。在工业高速发展的新时期赋予了园林新的历史使命。要求园林不仅要保持地域内物种,并要改善人类生存环境,在创建和谐社会的新时期,广泛地借鉴、利用人类已有的文明成果,并使之与新兴学科接轨,将景观生态学引进城市园林绿化,结合景观生态学的原理和方法进行城市园林绿化的规划与设计势在必行。
参考文献:
[1]邹统钎.旅游景区开发与管理[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2]汤惠君.浅论生态住宅小区水环境的生态设计[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2004.8-8.
篇8
关键词 :景观生态学 景观规划 原理应用分析
随着全球经济急速发展,地球面临的负担也与日俱增,人口、资源、环境等
社会问题日益严重。伴随着我国城市化进程的加快,区域的开发和建设不断得到加强,自然景观逐渐被人文景观所代替。这些如雨后春笋般茁壮成长的景观生态问题使得我们再也无法忽视其存在,从而令景观生态学理论在景观规划中备受推崇。景观生态学理论是解决环境和发展问题的重要社会研究课题,它的提出和运用,为景观和生态两门学科相融合提供一个契机, 也为维护生态环境的良性循环和大城市区域经济或资源的合理开发,为人类建设理想的城市生态环境提供了新的思路和方法。
景观生态学是研究景观生物群落与主要环境条件之间错综复杂的因果反馈关系的学科。研究景观结构单元的类型组成、空间格局及其生态过程的相互作用,强调空间格局、生态过程及尺度之间的相互作用;其景观结构和功能原理、景观异质性原理、生物多样性原理、景观变化原理对城市生态园林的建设有着重要的指导意义[1,2]。
景观要素可分成3种类型:斑块( 嵌块体),廊道( 走廊),基底(本底),这就构成了景观生态学的“斑块―廊道―基底”理论。
斑块:与周围环境在外貌或性质上不同,并具有一定内部均质的空间单元。其基本原理是对城市内各类林块绿地进行合理的调整并能够最大限度地释放块状绿地的作用, 斑块的大小、数量、形状、格局有特定的生态学意义,一般而言,大型斑块与小型斑块相比,大型斑块能够承载更多的物种,大斑块更有能力持续和保存基因的多样性。单位面积上斑块数目即景观的完整性和破碎化。景观的破碎化对物种灭绝有重要影响;斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平,而且影响能量和养分的分布。园林绿地系统中的斑块一般指各级公园、各企事业单位、居住区等。
廊道:是景观唯一的线性要素,它具有连续性,由于人类的种种活动使得自然景观被分割得很零散,从而造成景观的功能受阻,所以连接零散的斑块就唯有依靠廊道来完成。廊道有着双重性质:一方面将景观不同部分隔开,对被隔开的景观是一个障碍物;另一方面又将景观中不同部分连接起来,是一个通道。廊道在城市绿地系统中不仅要维护绿色斑块之间的联系,如山林斑块、湿地等绿色斑块之间的空间联系,还要维持城内绿色斑块与作为城市景观背景的自然山地或水系之间的联系,将城市内部的绿地与城郊的自然环境有机地联系起来,不仅有利于城镇空气库存与外界的交流,引入外界的新鲜空气,缓解热岛效应,改善城镇气候,而且可以保护环境廊道并有效增加动植物物种的多样性,特别是为野生动物提供保护和安全的迁移路线,并保持自然群落的连续性,从而实现人与自然的共生、和谐。这些空间联系的主要结构是廊道,包括“蓝道”和“绿道”等形式,如水系廊道、防护林廊道和道路绿地廊道等。绿廊串联着居住区、艺术中心、体育中心、教学园区和商业区等不同的城市区域[3]。
基底:在三因素中,基底是占面积最大、连接度最强、对景观控制作用也最强的景观要素。作为背景,它控制影响着生境斑块之间的物质、能量交换,强化和缓冲生境斑块的“岛屿化”效应;同时控制整个景观的连接度,从而影响斑块之间物种的迁移。城市绿地系统中,居住区等基底应实行“ 大集中,小分散”的原则,使基底处于斑块和廊道的包围之中。应使人民生活在绿色之中,最大限度地贴近自然,体现“城市在绿中”的特色。
景观规划要根据景观生态学原理和方法,合理地规划景观空间结构,使廊道、嵌块体及基质等景观要素的数量及其空间分布合理,使信息流、物质流与能量流畅通,使景观不仅符合生态学原理,而且具有一定的美学价值,而适于人居。景观生态学的的“斑块―廊道―基底”理论,在景观规划中有着重要的意义,他们的运用,对走可持续发展道路大有裨益。在景观规划中,会遇到不同的情况,所以应该具体问题具体分析。在各个城市中,廊道既是各种流的通道,又是造成景观破碎的原因和前提,同时还决定着城市景观的轮廓,因而,城市廊道的发展引导着整个城市景观格局的发展。在进行绿色廊道的植物配置时,应主要以乡土植物为主,以地带性植被类型为设计依据,尽量保持自然的本底。不同道路应当体现不同的主题与特色,如历史特色、现代化内涵、文化连续性等[4]。
在景观规划中,需要运用到的景观生态学理论无处不在,城市中需要一些大的块状绿地,使之有能力持续地保存基因的多样性,同时,斑块的大小、数目、形状和位置都从一定程度上影响了绿地作用的发挥,故应合理布局,达到最大效益。大的绿地斑块可以保护更多的生物物种,构成地区物种源地,还可涵养水源,
调节城市气候,提供游憩机会,发挥多方面的作用。小的绿地斑块可增加城市的景观异质性,为物种提供迁徙地和扩散暂歇地,刨造丰富的生境资源和生态位。大中型绿色斑块虽然数量少,但总面积却比小型斑块大,故应以大中型绿色斑块为主,小型绿色斑块为补充,相对均匀地分布于城市绿地系统中,最大程度地发挥其生态环境效益[5]。
在景观方面,廊道作为城市结构的主要部分之一,本身具有鲜明和完整的形象。它不仅仅是一系列个别景观的组合,更具有强烈的整体性。就功能而言,廊道把绿色最大限度地带给居民。它是城市生态系统的重要一环,对环境质量有提高作用,对居民的日常生活起着调节作用,具有重要的使用价值。从空间上看,廊道起到既划分又联系城市空间的作用,是不同城市区域联系的纽带[6]。
景观发展的每一阶段都与其特定的社会发展需要相适应,都是在不断地迎接社会挑战中开拓专业领地,新的历史时期赋予其新的历史使命,既是严峻的挑战,同时也是难得的发展机会。将景观生态学理论中的和谐发展理念融入到景观规划中,可以使理论和实践进一步融合,只有这样才能满足社会的需要,从而创造出更高质量的生活环境。在景观规划中,必须注重大型绿地斑块的建设,同时也应注意布置小的绿地斑块作为补充,斑块之间的联系越紧密,斑块之间物种交换就越频繁,整个生物群体的抗干扰能力就越强。根据生态廊道功能的不同,结合各自的特征,合理布置城市绿地各种类型网络的宽度和网络中绿地的构成。只有将这些景观生态学的基本原理正确而充分的应用到景观规划建设中去,实施人与自然和谐共处的可持续发展战略,这样才能建设出一个最适合人类生存和发展的城市生态园林环境。
参考文献:
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篇9
关键词:景观生态学;邢江河;国家湿地公园
中图分类号 TU982 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)15-128-03
Abstract:The landscape ecology landscape pattern, andscape ecological protection and ecological restoration principles to wetland park planning, can play a good guidance,can effectively integrate the regional wetland resources, is conducive to the wetland ecosystem restoration and reconstruction, so as to give full play to the Wetland Parkecological, economic and social benefits.
Key words:Landscape ecology;Xingjiang river;National wetland park
1 引言
景观生态学是生态学和环境科学的交叉整合的一个新兴领域,20世纪80年代以来获得了蓬勃发展[1],它是认识和解决资源、环境及生物多样性保护等人类面临的重大理论和实践问题的有效途径,其原理和方法在环境科学和实践方面发挥着重要作用[2]。近年来,由于湿地的重要性被越来越多的人认识到,湿地公园在我国近年来成为建设的热点之一。而景观生态学作为一研究景观单元的空间配置、类型组成及其和生态过程相互作用的综合性学科,其景观格局、生态过程和尺度,景观生态保护与生态恢复理论对湿地公园建设有着重要的指导意义;另外随着景观生态学的深入研究,以科学和实践问题为导向的学科交叉与融合不断加强,促进了景观生态学新的学科生长点的形成和发展,主要包括水域景观生态学、景观遗传学、多功能景观研究等[3],这些研究成果也将逐渐应用到湿地公园建设中。
贵州地处我国西南部,海拔较高,为长江、珠江等大江大河的源头省份之一,其湿地类型丰富,湿地资源以河流湿地最为常见。在人类文明发展的漫长历史中,不少河流发生了人为的改变,保留原始自然风貌的较少,而贵州安顺邢江河就是保持了较好原始自然风貌的河流之一。
2 邢江河湿地公园概况
2.1 地理位置 湿地公园位于贵州省安顺市西秀区东北部,涉及旧州镇、刘官乡和黄腊乡3个乡镇,地理坐标为东经106°7′40″~106°14′59″,北纬26°14′43″~26°18′14″。其西北接大西桥镇,东北邻平坝县白云乡,距安顺市区30km,距贵阳市区80km,规划总面积为601.24hm2。
2.2 湿地类型 根据《全国湿地资源调查技术规程(试行)》的分类系统,该湿地公园内湿地分为河流湿地和人工湿地2大湿地类,包括3大湿地型,即永久性河流、洪泛平原湿地和稻田。据实地调查,该湿地公园内湿地总面积486.6hm2,占规划总面积的80.9%,其中河流湿地面积110.99hm2,占总面积的18.5%,其中永久性河流面积106.87hm2,洪泛平原湿地面积4.12hm2;人工湿地(即稻田)面积375.61hm2,占总面积的62.4%。各种湿地型中以永久性河流最具保护价值,也是另外2种湿地型存在的基础,因此永久性河流为湿地公园中最重要的湿地型。
2.3 生态区位 湿地公园项目区在贵州省生态功能区划中,属中部湿润亚热带喀斯特脆弱区,湿地公园建设将改善区域生态环境,对完善两江上游生态屏障,保障流域生态安全具有积极的意义。从区位上看,湿地公园位于国家重要湿地红枫湖(也是贵阳市的重要水源)的上游,对于保护国家重要湿地,保障贵阳市的饮水安全都有极其重大的意义。另外,湿地公园内野生动植物资源丰富,并栖息着种群数量较大的珍稀鸟类钳嘴鹳,建立国家湿地公园是保护该区生物多样性的必要举措。
3 湿地公园的景观类型
景观生态学的基本内容有景观生态学分析、景观要素的系统调查和分析、景观生态评价等[3]。湿地公园内的湿地景观以天然河流为主体,整合周边的村庄、稻田、森林等元素,具有明显的异质性和尺度性。属于保存了浓厚的自然风貌,同时在长期与人的相互作用中形成的人与自然合谐共融的自然景观、半自然景观、农业景观以及人文景观等多种景观类型的整合。景观以邢江河为中轴线型展开,西部高、中部平坦,北部较低,多为丘峰盆地。西部与大西桥相邻的五翠、浪塘一带为侵蚀山地地貌。中部邢江河沿岸一带,以溶蚀地貌为主,次为侵蚀、堆积地貌;地势平缓,丘陵、峰丛、盆地、洼地相间分布,土质肥沃,流域形状干长湾曲度大,坡缓谷宽,盆地广阔,右岸支流特别多,河系成羽毛状。北部与平坝县交界一带,地势高平,岩溶丘陵、孤峰、盆地相间。
4 湿地公园功能区划
根据“保护优先、科学恢复、合理利用、持续发展”的原则,结合邢江河湿地的具体特点,将湿地公园区划为保育区、恢复重建区、科普宣教区、合理利用区和管理服务区5个区域。
4.1 保育区 包括邢江河水面及其中的沙洲及河岸林,其建设思路为根据有关湿地保护法律法规,对本区进行严格保护,以保护河流水质为核心,积极实施周边外源污染的治理;严禁引入外来物种,不开展与保护恢复无关的活动;对现有水禽栖息地进行严格保护,严厉打击偷猎和破坏水禽栖息地的行为;严禁非法捕鱼活动;建设健康的河流湿地生态系统,增强和恢复湿地生态功能和生物多样性,营造优美的湿地景观。积极开展各种科研监测活动,为邢江河湿地的保护提供理论支撑。
4.2 恢复重建区 为河流沿岸植被破坏区域,其建设思路主要以人工促进为主的方式恢复和重建河岸带或湿地植被,改善和提高水禽栖息地质量,扩大水禽栖息、觅食地面积,并开展相应的科研监测和科普宣教活动。
4.3 宣教展示区 位于旧州仙人坝附近,其建设思路是结合现有仙人坝水利工程建设一系列人类利用湿地资源的展示,如普通水车、龙骨车、水碾房、水轮等,体现人与湿地的和谐共融,表现水资源丰富的河谷盆地特有的农耕文化。
4.4 合理利用区 包括2片,第1片位于旧州镇新桥至文昌阁段,第2片位于刘官乡下新寨至罗陇段,其建设思路是旧州段以忆江南和展现屯堡特色为要素,通过利用现有水渠引水,构建梦回江南主题园和农耕文化体验区;刘官段利用现有的邢江园,并结合西秀区水利局规划的河道治理工程建设打造邢江生态园。
4.5 管理服务区 在旧州镇文昌阁附近,其主要建设思路是根据实际情况,规划在旧州镇镇政府所在地毗邻邢江河的居民聚居区建设管理服务区,既有利于管理,又便于保护。
5 景观生态学原理在湿地公园总体规划中的应用
5.1 景观格局 景观格局,即空间格局,指大小和形状各异的各景观要素在空间上的排列与组合,包括景观组成单元的数目、类型和空间分布与配置,如不同类型的斑块可在空间上呈现随机型、均匀型或聚集型。它体现的是景观异质性,同时也是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。在进行规划时,首先要对湿地公园及其周边的景观进行考察,对其基本情况有充分的了解,在此基础上对景观格局进行分析。考察结果显示,该湿地公园的自然景观、半自然景观、稻田景观和人文景观都是依托邢江河湿地而存在的,邢江河这一永久性河流是一系列景观的中轴和核心,整个景观格局为线状分布格局。
5.2 景观生态保护 在进行功能区划时,注意保护景观生态,将原始风貌保存完好的河流水面和周边现存的河岸林带均规划入保育区进行保护;将河岸周边被破坏的区域划入恢复重建区,恢复重建其护岸林带,增强其生态功能。在宣教展示区、合理利用区和管理服务区中也应注意人工与自然相接合,注意景观生态保护。
5.3 生态恢复理论 在规划中注意确保防洪的前提条件下,建议将生态学原理应用到水利工程中,通过对河流治理工程的生态设计与控制,将部分受人为干扰受到破坏的河流生态系统恢复到受损干扰前的自然状态和景观格局,也即是恢复河流生态系统合理的内部结构,从而实现高效的系统功能和协调的内在关系。如为更好的保护邢江河水质,提升景观,规划恢复完整、连续的河岸带,针对湿地公园两侧的河岸带的现状不同,对河岸带进行不同形式的拓展或恢复;在吴章至莲花塘段保存了较好的水禽栖息地,边缘的少量地势低洼的稻田规划仿自然恢复湿地植被,恢复水禽栖息地。
5.4 水域景观生态学 水域景观生态学是近年来学科交叉与融合形成的景观生态学的新生长点,它定量地描述水域景观中结构和功能的关系[4]。邢江河湿地规划中主要应用了其中水体中的生物多样性保护、生态恢复、水域廊道理论等方面和原理,将水域与景观结合在一起来进行规划,形成动态、连续的景观。
6 结语
通过景观生态学原理的应用,使湿地公园的总体规划更加特色化、生态化,也更加人性化,对湿地公园后期的详规等具有指导意义。能有效整合区域湿地资源,有利于湿地生态系统的恢复和重建,从而充分发挥湿地公园的生态、经济和社会效益。
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篇10
最近几十年,集约化经营方式已经导致了传统农业景观中生物栖地多样性的降低和自然景观的破碎化,土地利用和土地覆盖方式的变化使得农业景观的美学和生态效益遭受严重损害[1].针对各种日趋严重的农业和土地退化问题,农业、环境、地理等领域的专家重新考虑土地利用与土地覆盖的结构调整.农业经济领域的专家学者侧重从市场效益和农业技术角度出发,依靠农业科技成果,发展各种新型农业模式.环境和地理等领域学者的反应主要是规划设计一些富有特色的新型农业模式,如有机农业、生态农业、精细农业等.任何农业模式,在很大程度上均可表现为一定的土地利用方式及其组合,即农业景观空间结构.事实上,具体农业模式的规划和设计往往均可视为土地/景观规划问题.然而,不论其意义有多重要,这些规划和设计,实际上多具区域实用和偶然性,带有普遍意义的新景观空间配置结构还难以形成.以景观生态学为理论基础,通过规范的方法和途径进行各类农业景观规划势在必行.
2原理与方法
2.1景观生态学原理
景观尺度上的生态学研究已有较长的历史.但只是近期这种研究才被应用于实践领域且正在形成一个密切相关的理论体系.对景观生态学一般原理,已有作者从不同角度进行过总结.美国学者Forman和Go-dron[2]主要立足于生态学角度提出景观生态学的7条基本原理,Risser等[8]提出主要针对尺度的5条基本原则,中国学者肖笃宁(1993)根据相关学科理论,提出景观生态学的7大理论基础.这些对景观生态学基础理论及体系的创立,无疑都有明显的开拓意义,但作为体现学科本质和特色的基本原理,它们还有必要进一步抽象和完善.基本原理是学科本质特征的反映,是其最为重要的理论问题.景观生态学起源于地理学与生态学观点的相互综合,它的基本特点表现为由地理学、生态学为主的多学科交叉.由此,作者认为景观生态原理至少应包括3个方面的内容:综合整体论、水平异质性———空间结构及垂直异质性———相互关联.具体划分为:整体性原理、时空尺度与等级层次原理、镶嵌稳定性与生态控制原理等3项,并可视之为景观生态学的基本原理体系(图1).
2.2农业景观的生态规划与设计
对景观生态学而言,任何形式的农业活动都必然落实在具体的地域空间上,构成各类农业景观.这种空间特征,是应用景观生态学原理方法于农业景观规划和设计实践中的基本前提.同时,农业景观规划和设计的最终成果也必然表现为空间格局合理的具体农业景观.特定区域农业景观的规划和设计,既包括具体农业景观单元的研究,也包括确定这些单元区位的区域农业景观功能区划研究.农业景观的规划和设计在很大程度上是个景观生态学原理的实际应用问题[4],显然,可以直接运用近几年迅速发展的景观生态规划和设计的一系列原理和方法.狭义农业景观,即农田景观是草地、耕地、林地、树篱及道路等的镶嵌体,表现为有机物种生存于其中的各类碎化栖地的空间网格[9].农业景观的规划设计实践中,处理很多具体问题时都需要应用景观生态学原理和理论.譬如,田块斑的大小和形状、防护林网眼规模、水系廊道的宽度和连接度、自然干扰的频度和分布、异质景观单元的特征等等.事实上,它们通常对农业景观的生物生产和各种过程起着决定性的影响[7].从景观生态学角度看,除去常规农业第一性生产功能外,农业景观还具有一个重要的功能,即宏观环境背景功能,这也是目前农业景观倍受关注的原因之一.实践中,景观规划的主要问题在一定程度上可以归结为是适应地方物种个体生态需求而对斑和廊的设计.目前对这种复杂而困难的任务的反应,首先是假设现存的景观生态原理是合理的,科学的农业景观规划和设计就是对这些原理的具体运用过程,即“黑箱方法”的运用.另外一个做法是强调景观单元及其组合结构与特定的物种制约关系,认为不可能将景观设计得适宜所有的栖居者,但必须明确核心物种以使设计能够满足一些已知的需求.这些物种数量虽少,但却具有突出的生态重要性.目前,相类学科的发展水平使这种特殊物种设计法具有比较广泛的应用范围.
它与“黑箱假设法”有可能成为较通用的研究方法.景观生态规划与设计是景观生态学结合实践的应用方向,是实现区域可持续发展的空间途径[6].景观规划设计与以往单目标的规划设计有本质的不同,主要体现在它将景观作为“资源”并从“整体”上看待,并将人类需求与景观的自然特性与过程相联系,主要关注宏观尺度上的资源配置.农业景观的规划设计不仅关注景观的“土地利用”、“土地肥力”以及人类的短期需求,更强调景观供人类观赏的美学价值和景观作为复杂生命组织整体的生态价值及其带给人类的长期效益.同时,景观规划设计中的景观不仅要以现在的格局,而且要以新的格局为各种生命形式提供持续的生息条件.景观生态规划设计的中心任务就是创建一个可持续发展的整体区域生态系统.景观规划设计与区域持续农业在根本目标上完全一致,其多目标性兼顾持续农业的生态持续性、经济持续性(如强调资源配置)与社会持续性(如关注未来).农业同其它产业不同之处在于农业生产极大程度依赖土地的自然属性,而景观规划设计充分强调景观的自然属性(如将人类需求与景观的自然特性与过程相联系).而且,规划设计本质上是对资源进行空间配置,所以可将景观规划设计作为区域持续农业景观实现的空间途径[10].相同于其它内容的景观生态规划,农业景观的规划设计是运用景观生态原理,结合考虑地域或地段的综合生态特点及具体的目标要求,构建一个空间结构和谐、生态稳定、社会经济效益理想的区域农业景观系统.保障做到这一点,本项研究在整个工作过程中自始至终贯彻如下几项原则:适宜面积原则;类型多样性原则;景观单元关联原则;空间结构协调原则.
3案例与结果
3.1研究区地理背景
涿鹿盆地位于河北省涿鹿县北部,为新生代断陷盆地.其西北部为中低山地,南部为低山丘陵,从北向东南以洋河为界,大体上呈三角形(其中西南部向南延伸较多),境内有中低山、丘陵、盆地、河漫滩、阶地等多种地貌类型.基本属于温带半干旱大陆性季风气候,四季分明、光照充足、热量较少,降水少而集中于夏季、大风多而集中于冬春.水资源比较丰富,自西向东横穿盆地南部的桑干河是其主要水系.土层深厚,土壤肥沃,以灌淤土和水稻土为主.植被类型多样,以玉米、春小麦、水稻等作物以及葡萄、苹果、梨等林果为主,天然植被仅分布在盆地的西北中低山地、南部低山丘陵.本区面积44158hm21),人口21.58万人,土地利用类型以耕地、园地及居民点工矿用地为主.经济以农业为主,粮食、蔬菜种植,干鲜果生产为其主要发展方向.本区近京津及张家口,具有较好的市场区位条件.农田建设水平高,水利设施完善,灌溉面积占耕地87.3%.农业机械化水平较高,灌溉、耕翻、运输、脱粒及加工大部分实现了机械操作.农业技术推广较快,地膜、大棚等栽培及品种引进技术得到广泛应用.总体而言,本区经济技术文化较为发达,农业生产水平较高,位置优越,交通便利,具有发展农业的先天优势.可以认为,本区为典型的农业景观,其未来利用应以农业为主.
3.2研究区的总体规划目标
尽管本区背景景观具有明显的农牧过渡特征,但在目标景观尺度上,仍属典型的农业景观,景观生态过程以农业土地利用为主.景观生态主导过程是确定景观利用方向的主要依据.本区目标景观生态过程以农业土地利用为主,自然退化过程(包括水土流失、风蚀沙化及盐渍化)及城市化过程次之.这一特性决定本区景观利用应以农业生产为中心,兼顾生态环境保护与其它产业发展.综上所述,本区景观利用应以农业生产为主,环境保护为辅.在保持农业资源、环境不致退化的前提下,最大化农业产量、质量、效益是本区景观利用的基本目标.此外,在保证基本农田和农业产量的前提下,也应大力发展其它产业.具体来说,粮食、蔬菜与水果生产既要保证本区消费需求,又要完成粮食上缴任务以及提供较多的水果、蔬菜境外出口;环保要将治理与开发相结合,不仅不能使退化过程损害农业,还要以开发养治理,以治理保生产;在保证农业生产的前提下,推进城市化进程.
3.3区域农业景观的功能分区
研究区主要景观类型有:针叶林地、山地灌丛草坡、缓坡耕地、梯田耕地、果园、各级道路、居民点及人工水面等.其空间结构表现为以涿鹿盆地中心居民点(涿鹿县城镇)分别为中心的环带状格局.受制于地形和人文区位因素,从中心向外依次为:居民点———川平原———台耕地、梯田耕地、缓坡耕地———果园———次生林和灌丛草坡等景观类型,这也构成整个研究区农业景观的空间结构.显然,这种结构既有对自然景观生态合理利用的基础,又具一定的景观美学价值.三大功能区自盆地边缘向盆地内部呈环带状过渡,以内层的农业耕作景观为主.生态环境保护景观的水土流失过程在不采取措施的情况下,将同中部经济园林景观的水土流失一道对自身构成威胁,而经济园林景观的水土流失在不采取措施的情况下,又将会对农业耕作景观产生影响.就啮齿类动物的活动来说也有从天然景观向农田入侵的倾向.从环境保护、生产效益并重到农业生产的景观功能分区,目的在于适应这种景观过程的空间分配,抑制各功能区之间的上述关联.尤其是中部景观既行生产功能,又具环境保护功能,还对水土流失、有害物种入侵起到缓冲作用,保护了内层景观.
3.3.1生态环境保护功能区
(1)位置、范围:分布在最灌渠以外(即七一大渠、桑南一干渠控制范围以南,劈山大渠控制范围以西、北)与区界之间,控制面积19223hm2.(2)功能:主要执行生态环境保护功能.大力发展水土保持林,努力提高植被覆盖率,是本区开发利用的方向.在立地条件较好处,以植树造林为主,较差处则先要封坡种草,为将来造林做准备.(3)依据:地形以低山丘陵为主,坡度较陡,不适于农业开发.景观过程以水土流失、植被覆盖减少(人为樵采、放牧等干扰所致)等退化过程为主,必须将生态环境保护置于首要地位.同时,灌溉水无法到达,天然降水少且难以拦蓄利用,没有生产保证.
3.3.2经济园林功能区
(1)位置、范围:分布在生态环境保护功能区以内,大致在惠民北灌渠、桑南三干渠以外.控制面积14149hm2.(2)功能与利用方向:主要执行经济林生产功能,兼顾环境保护功能.坚持以葡萄、苹果、梨等水果生产为主,适当发展大枣、核桃、杏扁等干果以及其它经济林生产,提高园林的经营、管理水平,使本区成为以境外出口为主多种经营的高效益的水果基地,是本区的农业发展方向.坚持土地利用与改良、建设相结合.坚持沟、谷、坡综合治理,遏止水土流失,弥补灌溉水不足.总之,这种功能设计,目的在于既遏止水土流失等不利过程,又尽量最大化经济效益,达到生物生产与环境服务功能的统一.(3)依据:灌溉水有一定保证率,为产量的稳定提供保障;地形以山前黄土低丘、台地或洪积扇为主,坡度较缓,适于耕种;土层深厚,土壤较肥,有助于提高生产力;景观过程以果园经营及农田改造建设为主,尽管天然状态下水土流失较为严重,但目前大部分地区得到初步抑制.
3.3.3农业耕作功能区
(1)位置、范围:分布在经济园林功能区以内.控制面积10786hm2,为本区景观的核心.(2)功能与利用方向:执行种植业生产功能.其发展方向为商品粮和主要面向京津的副食品基地,以高产、高质、高效农业为发展目标.具体实现途径为:合理安排农、牧、副结构,以粮食和蔬菜生产为主,适当增加或加大油料、经济作物比重;选择、引进、推广适于本地的高产、优质品种;充分利用景观的空间镶嵌与多熟种植原理,合理组合作物的空间结构,适当安排轮作顺序,逐步扩大间、套、带面积,提高复种指数;引进推广先进耕作经营管理技术,提高集约化程度;完善防护林、灌渠网络,做到排灌结合,旱涝保收;严格控制非农建设滥占耕地,在保证基本农田不减少的前提下,加强改造措施,提高土壤肥力.(3)依据:灌溉水有可靠的保证率;土地平整,土层深厚,土壤肥沃;景观过程以种植业耕作经营为主,土地改良为辅,城市化有一定发展,但不会对农业构成威胁.
3.4各功能区内部的结构规划与设计
3.4.1经济园林功能区结构
在经济园林功能区内,根据现状景观的组合格局、景观单元间的细微过程差异及其空间关联、未来变化趋势,可将本区的空间结构作如下安排:桑干河以北自成一片、桑干河以南大致以涿矾公路为界分为东西两部分,可分别称为桑北、西南、东南单元.三区的控制面积分别为30.93、66.10和4446hm2.桑北单元外接生态环境保护功能区,内联农业耕作功能区.其粮食、蔬菜的供给依赖耕作区,而自身的水果产品又可在一定程度上满足耕作区的需要;生态环保区的水土流失对其有一定威胁,而自身土地的改造尤其是引洪淤灌又与生态环保区密切相关.考虑到本区盛行西北风,而目前防护林带基本平行于这一风向,可沿劈山大渠新建一条防护林.这样既能防止风沙,又可在一定程度上割断某些动物对果园的入侵路线,同时也因避免选择新地址而节约土地.东南、西南单元与生态环保及耕作功能区的联系与此类似.就两大单元之间而言,东南单元成熟的果品栽种技术与优质品种可向西南单元就近输出,西南单元过剩的粮食可向前者供应.考虑到两大单元功能与地域上的接近,可沿它们的交界,即涿矾公路布局果品加工企业.这样做既可方便区内运输,又利于境外调运.
3.4.2农业耕作功能区结构
本区景观过程以作物生产为主,具有较大的一致性,可视为一个整体单元.本区的结构设计就针对这一整体单元.水浇地为基,城乡建设用地、灌溉水田以及局部园地等为斑,灌渠、树篱、道路、河流等为廊的斑、廊、基空间镶嵌格局是规划区的基本结构.鉴于本区以西北大风居多,营造防护林带应以东北-西南方向为主.目前这一方向仅有惠民北渠一条林带,宜增加一到两条林带,一条大致沿单家堡-上太府-赤脚寺-尹文屯-苑庄一线,一条大致沿大姚庄-南庄-辛兴堡一线.适当扩大水稻种植面积(水田面积),控制城乡建设用地尤其是农村居民点用地扩张,继续完善道路、灌渠建设(尤其是较大居民点之间的交通联系,灌溉排水体系)以改善景观之间的空间联系,扩建、完善树篱体系以充分发挥其阻挡风沙功能,是未来景观建设的方向.
3.5典型景观单元设计
3.5.1桑北果园单元
现状景观呈粮食、果园、荒地镶嵌,粮食作物占明显优势.景观过程以土地改造为主,农业耕作利用为辅.另外,水土流失也不容忽视.土壤与水分要素(土层厚薄不均,多含砾石,质地轻壤,水分不足),对耕作构成根本性限制.现状耕作水平低,种植业生产潜力小.景观不稳定,农业利用中存在明显的果园取代耕作的趋势.近期以农田改造建设为主,农业生产为辅,未来以干鲜果生产为主导方向.首先平整土地、排除砾石、引洪淤灌,以保持水土、提高肥力、改善耕作条件;在改造的基础上,暂时实施果粮间作,逐步扩大果园比重,水分条件较好者,重点发展苹果、梨等水果,水分条件较差者以大枣、核桃等干果为主,直至建成生产多样、干鲜果兼营的果品基地.条件较差、不宜大面积改造土壤的地方要强调点状改造,挖坑填土浇水,直接栽种果树.
3.5.2东南果园单元
现状景观呈现粮食作物主要散布在果园北缘或零星点缀于大面积果园间的格局.景观过程以果园经营维护为主,土地改造为补充,园地蚕食耕地过程趋于完成,水土流失初步得到遏止.桑南二干渠以外坡度较陡,灌溉水无可靠保证,干旱和水土流失对本区生产有影响.景观相对稳定,变化不明显.品种单一,景观多样性程度低.完善和深化以葡萄为特色的水果基地建设,是本区的发展方向.主要途径:用优质水果品种全面取代种植作物;推广、引进适于本区的优质高效益品种,逐步淘汰普通品种;适当增加新品种,重视不同品种的空间搭配,改变单一品种经营方式;平整土地,扩建灌渠,注重培肥,坚持开发式综合治理,以利用带动改造,彻底消除土壤侵蚀和干旱,使其成为高产稳产的优质水果基地;大力发展果品加工,提高水果经济效益.
3.5.3西南果园单元
现状景观呈果粮间作镶嵌,比例接近,水肥空间配置差异较大.景观过程以生产经营为主,坡麓地带有水土流失发生.水分不足、肥力不高构成较大限制.景观相对不稳定,园地有逐步取代耕地的趋势.利用方向应以农林生产为主.首先要合理搭配粮食作物和果树的空间结构:在七一大渠以外无灌溉水的地方,全部栽种果树,适当扩大干果比重;在桑南一干以外七一大渠以内灌溉水无可靠保证的地方,以果园逐步替代耕地,以苹果、梨等水果为主;桑南一干以北水肥配合较好地方,稳定粮食种植面积,严格控制果园面积,以粮食生产为主;在特定地块中,要注意果园与粮食之间、果园与粮食内部作物的比例、距离,相互的组合镶嵌方式等.在发展生产的同时,积极改良土地:进一步发展水利、水保事业,修筑梯田、土石谷坊抑制土壤侵蚀,开挖扩建水利排灌渠系,洪淤改土,培育肥力.
3.5.4典型耕作单元
依据限制本区农业生产的限制要素———水分,可将本区典型农业景观即基质设计为果粮、水旱间作的立体农业模式.在地势较高,灌溉水不能到达的地方栽种果树以利用其强大的根系吸取深层水分,在地势较低有充足水分保证的地方种植水稻,在二者之间靠灌溉维持的地方种植玉米、小麦等旱作作物,以充分利用农业资源,提高农业生产效益.
3.5.5盐渍化单元
针对盐渍化区地形高低起伏,地下水埋深深浅不一的景观格局,可用“挖低垫高”的办法改造土壤.即在地势较低,地下水位较高的地段,适当挖深土壤,向周围较高处堆垫,将低处改造为稻田,局部积水较深、规模较大、排水不畅、难以改为稻田的洼地改造为渔塘,而周围高地改造为水浇地.针对盐渍化过程的关键环节,合理安排排水沟,使高处水浇地向低处稻田排水,低处稻田向渔塘排水.尽量利用机井,抽引本地地下水作灌溉水,实行排灌并举,这样做既有利于降低地下水位,又可促进水分循环,加速土壤脱盐过程.在高处水浇地引水灌溉(尤其是引洪淤灌),以覆盖、排水等方式消除盐碱,低处水稻田用灌溉水(包括高处排水)冲洗,以溶解并排除过量盐分.新改造地可种植绿肥,或耕种、休闲交替进行,已改造地要早耕晒垄,增施有机肥,以改善土壤结构,提高地温、肥力,促进土壤脱盐.
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