第九章景观生态学的应用讲课讲稿

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1、第九章 景观生态学的应用教学目的： 通过本章的学习，了解景观生态学在城市建设、农村建设、园林规划、生态系统 恢复等主要领域的应用现状。重点难点：重点是景观生态学原理在生态系统恢复中的应用。景观生态学的发展是基于土地利用评价和利用规划、 森林管理、 自然保护区设计、 景观 规划和设计、生物多样性保护的研究和需求。20世纪80年代以来，景观生态学概念、理论和方法在不断发展的同时，也被广泛用于自然保护、森林管理、乡村景观建设、 土地利用规划、生态环境评价等方面。第一节 景观生态学与城市景观规划一、城市景观规划的发展历史“在生活条件迅速变化的社会中，能保持与自然和祖辈遗留下来的历史遗迹密切接触， 才是

2、适合人类生活的环境 ”，（联合国教科文组织文化遗产及自然遗产保护的国际公约 77 ）城市圈内的风景资源的开发是创造最优人居环境的自然化，人类通过保护风景，来享 受生活。因此风景资源具有的独特环境特征和生态功能，不仅包括客观事物（空间、植物、 水体、人的活动等） 、蕴涵着无形的文脉和人类漫长时间跨度内形成的历史轨迹，更重要的 是风景资源内孕育着改善人类生存环境的生态能，我们对风景资源要倍加珍惜。城市建设中， 既有生态问题， 也有文态问题， 还有生态与文态相结合的问题。 所谓生态， 主要是讲人与环境的关系 这当然很重要， 但在讲究生态时， 要全面考虑园林网络系统对 市民工作和生活环境质量的提高。

3、不能只讲生态， 而很少讲文态； 也不应相反， 即只抓文态， 不管生态，而要把两者融会贯通，巧妙地结合起来。从中国悠久历史来看，人们强调 天人合一 、 师法自然 和患有人作，宛自天开 ，主 张人与自然和谐，奉行朴素的生态观，把文化艺术等文态氛围当作园林绿化的灵魂来对待。 实现大地园林化，尤其是城市大园林，就要求有丰富文化内涵，提高人们的科学文化素质。 生态是最重要的，现在城市生态失去平衡，亟须通过整体园林网络，来逐步收复失地、恢复平衡 这是不容置疑的。 这也是很多有识之士把城市园林地位抬得很高的实质所在。大地园林化是个大气磅礴的理想，其重点城市园林化（大园林）应当早日实现。生态建设和文态建设，

4、都是实现大地园林化的重要内容。 生态是重要的， 现在城市生态 失去平衡，亟须通过整体园林网络，来逐步收复失地，恢复平衡。文态建设深含风景名胜、 文化历史、 植物群落的艺术性与科学性、 古树名木之美与文化故事、古建筑的艺术美、 专类 林、专类园（如荷花园、竹园、玉兰园、牡丹园等）是科学与艺术的结合，更是我国园林古 老优秀传统、 地方绿化与乡土气息的结合等。 我国是世界上迄今为止唯一一个文化历史没中 断的文明古国，这是埃及、希腊、巴比伦等无法望其项背的。中华文化优秀传统浩如烟海， 要弘扬、继承并发扬光大才是。当然，应该用今天的眼光来对待传统，古为今用。要改革， 要推陈出新， 方可切合时代精神， 满

5、足人民的需要。 风景资源的开发作为大地园林的重要部 分，必是生态和文态建设的有效结合，对于改善都市圈环境、 增加绿量、提高人们的生存条 件至关重要。 研究风景资源的生态规划， 经营好城市圈这一重要元素， 是做好城市绿地规划、 建设生态环境、走城市可持续发展道路的重要条件。景观生态规划与设计思想源于19世纪初，那时人们对资源的开发近似掠夺性。首先建立农业景观，到2 0世纪初，出现工业城市景观。随着发展，人类逐渐认识到人与自然应最大限度的协调统一。城市的自然化已成为城市发展的趋势，城市景观生态规划也愈显重要。 首先提出生态思想与景观设计相结合。后来内容不断扩大，包括景观设计、小区规划、 土地发展规

6、划、城市设计、区域景观规划、生态规划设计等内容。城市景观规划是依据景观生态学原理和方法， 合理地规划景观空间结构， 使斑块、 基质、 廊道等景观要素及其空间分布合理， 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，还能适合人类居住。目标是改善城市景观结构、 完善城市景观功能、 提高城市环境质量、 促进城市景观的持 续发展。具体可以概括为如下目标：生态稳定性、通达性、舒适性、美观性。二、城市景观规划的原则1 . 城市城郊景观生态建设一体化原则由于现代城市特别是特大城市包括了其周围的郊区， 将市区与郊区进行整体规划是城市 生态建设的主要内容。如针对北京，提出

7、的“2 1世纪北京绿色生态建设”，按照生态系统理论，北京应建立3个绿色生态圈： 山地水源涵养生态圈、 防风固沙农林果生产带生态圈、 城市调节防污美化生 态圈。从现代城市的发展趋势看，城市的卫星城、郊区的规划与市区是统一的。2 . 尊重自然，依靠自然原则（1）地方性。 对于任何一个设计，设计师首先应该考虑的是我们在什么地方，自然允许我们做什么？自然又能帮助我们做什么？这一原理要求设计者在进行某一设计时，不仅要十分重视所在地的传统文化和乡土只是、 运用当地的材料， 而且强调在满足现代人需要而采 用新的设计形式的时候，仍应已场所的自然过程为依据。（2）保护与节约自然资本。地球上的自然资源分可再生资源

8、 （如水、森林、动物等 ）和不可再生资源 （如石油、煤等 ）。要实现人类生存环境的可持续，必须对不可再生资源加以 保护和节约使用。 即使是可再生资源， 其再生能力也是有限的， 因此对它们的使用也需要采 用保本取息的方式而不是杀鸡取卵的方式（3）让自然做功。 自然生态系统生生不息， 不知疲倦， 为维持人类生存和满足其需要提供各种条件和过程，这就是所谓的生态系统的服务 （Daily ， 1997）。这些服务包括：空气和 水的净化； 减缓洪灾和旱灾的危害； 废弃物的降解和脱毒； 土壤的和土壤肥力的创造和再生； 作物和自然植被的授粉传媒； 大部分潜在农业虫害的控制； 种子的扩散和养分的输送； 生物 多

9、样性的维持，从中人类获取农业、医药和工业的关键元素；保护人类不受紫外线的伤害； 局部调节气候； 缓和极端气温和风及海浪；维护文化的多样性；提供美感和智慧启迪，以提升人文精神。所以自然提供给人类的服务是全方位的。 让自然做功这一设计原理强调人与自然过程的 共生和合作关系， 通过与生命所遵循的过程和格局的合作， 我们可以显著减少设计的生态影 响。这一原理着重体现在以下几个方面：第一， 自然界没有废物 自然界没有废物。 每一个健康生态系统， 都有一个完善的食物 链和营养级， 秋天的枯枝落叶是春天新生命生长的营养。 公园中清除枯枝落叶实际上是切断 了自然界的一个闭合循环系统。 在城市绿地的维护管理中，

10、变废物为营养， 如返还枝叶、返 还地表水补充地下水等就是最直接的生态设计应用。第二、自然的自组织和能动性 自然是具有自组织或自我设计能力的，热力学第二定律 告诉我们，一个系统当向外界开放，吸收能量、物质和信息时，就会不断进化，从低级走向 高级。进化论的倡导者赫胥黎就曾描述过， 一个花园当无人照料时， 便会有当地的杂草侵入， 最终将人工栽培的园艺花卉淘汰。 Gaia 理论告诉我们，整个地球都是在一种自然的、自我 的设计中生存和延续的 (Lovelock ， 1979)。一池水塘，如果不是人工将其用水泥护衬或以化 学物质维护， 便会在其水中或水边生长出各种水藻、 杂草和昆虫， 并最终演化为一个物种

11、丰 富的水生生物群落。 自然系统的丰富性和复杂性远远超出人为的设计能力。 与其如此， 我们 不如开启自然的自组织或自我设计过程。自然的自设计能力，导致了一个新的领域的出现， 即生态工程 (ecological engineering) ，传统工程是用新的结构和过程来取代自然，而生态工程 则是用自然的结构和过程来设计的 (Odum ，1989)自然系统的这种自我设计能力在水污染治 理、废弃地的恢复 (包括矿山、采石坑、采伐迹地等 )以及城市中地带性生物群落的建立等方 面都有广泛的应用前景。如景观设计师Michael van Valkenburgh 设计的 General Mills 公司总部 (

12、位于 Minneapolis ， Minnesota). 的项目中，设计师拟自然播撒草原种子，创造适宜于当 地景观基质和气候条件的人工地被群落，每年草枯叶黄之际，引火燃烧，次年再萌新绿.整个过程，包括火的运用， 都借助了自然的生态过程和自然系统的自组织能力(Cerver，1997) 。在废弃矿山的恢复中， 除了常规的用植被来进行生态系统的恢复外， 还可以利用地貌过程来 开启自然恢复过程 (Duque，et al，1998)。自然是具有能动性的， 几千年的治水经验和教训告诉我们对待洪水这样的自然力， 应因 势利导而不是绝对的控制， 古人李冰父子的都江堰水利工程设计的成功之处， 也在于充分认 识自

13、然的能动性，用竹笼、马槎、卵石与神为约，造就了川西平原的丰饶。大自然的自我愈 合能力和自净能力， 维持了大地上的山青水秀。 湿地对污水的净化能力目前已广泛应用于污 水处理系统之中 (俞孔坚等， 2001) 。生态设计意味着充分利用自然系统的能动作用。第三、边缘效应 在两个或多个不同的生态系统或景观元素的边缘带，有更活跃的能流 和物流， 具有丰富的物种和更高的生产力。 如海陆之交的盐沼是地球上产量最高植物群落之 一。森林边缘、农田边缘、水体边缘以及村庄、建筑物的边缘，在自然状态下往往是生物群 落最丰富、生态效益最高的地段 (Forman and Godron ，1986；Forman，1995)

14、 。边缘带能为人 类提供最多的生态服务， 如城郊地的林缘景观既有农业上的功能， 又具自然保护和休闲功能， 这种效应是设计和管理的基础 (Fry and Sarl?v-Herlin ， 1997)。然而，在常规的设计中，我们 往往会忽视生态边缘效应的存在， 很少把这种边缘效应结合在设计之中。 在城市或绿地水系 的设计中， 我们常常看到的是水陆过渡带上生硬的水泥护衬， 本来应该是多种植物和生物栖 息的边缘带， 只有曝晒的水泥或石块铺装； 又如在公园里丛林的边缘， 自然的生态效应会产 生一个丰富多样的林缘带， 而人们通常看到的是修剪整齐的草坪； 又如，建筑物的基础四周， 是一个非常好的潜在生态边缘带

15、， 而通常我们所看到的则是硬质铺装和单一的人工地被。 除 此之外， 人类的建设活动往往不珍惜边缘带的存在， 生硬的红线把本来地块之间柔和的边缘 带无情地毁坏。所以与自然合作的生态设计就需充分利用生态系统之间的边缘效应，来创造丰富的景 观。第四、生物多样性 自然系统是宽宏大量的，它包容了丰富多样的生物。生物多样性至 少包括三个层次的含意 (Wilson ， 1992)，即：生物遗传基因的多样性；生物物种的多样性和 生态系统的多样性。 多样性维持了生态系统的健康和高效， 因此是生态系统服务功能的基础。 与自然相合作的设计就应尊重和维护其多样性， 生态设计的最深层的含意就是为生物多样性而设计 (Si

16、m Van der Ryn and Cowan ，1996) 。为生物多样性而设计，不但是人类自我生存 所必须的， 也是现代设计者应具备的职业道德和伦理规范。 而保护生物多样性的根本是保持 和维护乡土生物与生境的多样性。对这一问题，生态设计应在三个层面上进行，即：保持有 效数量的乡土动植物种群； 保护各种类型及多种演替阶段的生态系统； 尊重各种生态过程及 自然的干扰，包括自然火灾过程、旱雨季的交替规律以及洪水的季节性泛滥 (Noss and Cooperrider ， 1949)。关于如何通过景观格局的设计来保持生物多样性，是景观生态规划的 一个最重要的方面 (Forman， 1995；俞孔坚、李迪华， 1998)。自然保护区、风景区、城市绿 地是世界上生物多样性保护的最后堡垒。 曾一度被观赏花木和栽培园艺品种和唯美价值标准