城乡与区域规划的景观生态模式

景观生态规划(landscape ecological planning)模式是继I. McHarg的“自然设计”(Design With Nature,1969, 1981)之后，又一次使城乡规划方法论在生态规划方向上发生了质的飞跃。自然设计模式摒弃了追求人工的秩序(orderliness)和功能分区(zoning)的传统规划模式强调各项土地利用的生态适应性(suitability和fitness)和体现自然资源的固有价值；而景观生态规划模式则强调景观空间格局(pattern)对过程(process)的控制和影响，并试图通过格局的改变来维持景观功能流的健康与安全，它犹其强调景观格局与水平运动和流(movement and flow)的关系(Forman and Godron,1986; Risser, 1987; Turner,1989; Forman,1995a)。
　　下面将从思想与发展，基本原理和规划的总体模式各个方面介绍景观生态模式其在城乡与区域规划中的应用。
　　1景观生态思想及发展
　　首先，景观(landscape)一词在这里必须同视觉美学意义上的风景，和作为一般描述性的地形地物概念区别开来(Naveh and Lieberman,1983; Forman and Godron, 1986; 俞, 1987)。景观生态学中的景观概念，比风景和地貌意义上的景观概念有更深而广的内函和外延，并有其特殊的意义，他是指多个生态系统或土地利用方式的镶嵌体(mosaic)，空间尺度大体在几平方公里至几百平方公里的范围(Forman and Godron,1986; Forman 1995b)。
　　“景观生态”一词最早是由Troll于1939年提出的(见Naveh and Lieberman, 1983; Shreiber, 1990)。当时航片开始普及，使科学家们能有效地在景观尺度上进行生物群落与自然地理背景相互关系的分析。但直到80年代之后，景观生态学才真正在把土地镶嵌体(land mosaic)作为对象的研究中逐步总结出自己独特的一般性规律，使景观生态学成为一门有别于系统生态学和地理学的科学。他以研究水平过程与景观结构(格局)的关系和变化为特色。这些过程包括物种和人的空间运动，物质(水、土、营养)和能量的流动，干扰过程(如火灾、虫害)的空间扩散等。
　　景观格局是景观元素的空间布局，这些元素一般是指相对均相的生态系统和水体，森林斑块，农田斑块，建成区等。而无论景观的格局或是过程，都随时间的推移而变化，所以，景观生态学是研究景观格局和景观过程及其变化的科学。
　　2“斑块-廊道-基质”模式
　　斑块(patch)、廊道(corridor)和基质(matrix)是景观生态学用来解释景观结构的基本模式，普遍适用于各类景观，包括荒漠、森林、农业，草原、郊区和建成区景观(Forman and Godron,1995a)，景观中任意一点或是落在某一斑块内，或是落在廊道内，或是在作为背景的基质内。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。这种语言和景观与城乡规划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很快可以在规划中被应用，这也是为什么景观生态规划能迅速在规划设计领域内获得共鸣的原因之一，特别在一直领导世界景观与城乡规划设计新潮流的哈佛大学异军突起。美国景观生态学奠基人Richard F T. Forman与国际权威景观规划师Carl Steinitz紧密配合，并得到地理信息系统教授Stephen Ervin的强有力技术持支，从而在哈佛开创了又一代规划新学派(Wenche et al, 1996)。目前，哈佛大学设计研究生院的高级研究中心(包括设计学博士计划)中已专门设有景观规划与生态这一方向，使景观生态学真正与规划设计溶为一体。
　　运用这一基本语言，景观生态学探讨地球表面的景观是怎样由斑块、廊道和基质所构成的，如何来定量、定性地描述这些基本景观元素的形状、大小、数目和空间关系，以及这些空间属性对景观中的运动和生态流有什么影响。如方形斑块和园形斑块分别对物种多样性和物种构成有什么不同影响，大斑块和小斑块各有什么生态学利弊。弯曲的直线的，连续的或是间断的廊道对物种运动和物质流动有什么不同影响。不同的基质纹理(细密或粗散)对动物的运动和干扰的空间扩散有什么影响等等。回绕着这一系列问题的观察和分析，景观生态学得出了一些关于景观结构与功能关系的一般性原理，为景观规划和改变提供了依据。

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2楼

3景观生态学的一般原理
　　尽管景观生态学的基本原理在很大程度上是通过对生物运动的观察得出的，但它们具有关于运动和流动等景观格局关系的一般性意义，也适用于各种类型的景观。
　　3.1 关于斑块的基本原理
　　3.1.1 斑块尺度原理
　　一般来说，只有大型的自然植被斑块才有可能涵养水源，联接河流水系和维持林中物种(interior species)的安全和健康，庇护大型动物并使之保持一定的种群数量，并允许自然干扰(如火灾)的交替发生(Pickett and Thompson, 1978.)。总起来说，大型斑块可以比小型斑块承载更多的物种，特别是一些特有物种只有可能在大型斑块的核心区存在。对某一物种而言，大斑块更有能力持续和保存基因的多样性。
　　相对而言，小型斑块则不利于林内种的生存、不利于物种多样性的保护，不能维持大型动物的延续。但小斑块可能成为某些物种逃避天敌的庇难所，因为小斑块的资源有限，不足以吸引某些大型捕食动物，从而使某些小型物种幸免于难。同时，小斑块占地小，可以出现在农田或建成区景观中，具有跳板(stepping stone)的作用。
　　3.1.2 斑块数目原理
　　减少一个自然斑块，就意味着抹去一个栖息地，从而减少景观和物种的多样性和某一物种的种群数量。增加一个自然斑块，则意味着增加一个可替代的庇难所，增加一份保险(Opdam, P., 1991.)。一般而言，两个大型的自然斑块是保护某一物种所必须的最低斑块数目，4～5个同类型斑块则对维护物种的长期健康与安全较为理想。
　　3.1.3 斑块形状原理
　　一个能满足多种生态功能需要的斑块的理想形状应该包含一个较大的核心区和一些有导流作用及能与外界发生相互作用的边缘触须和触角。圆整形的斑块可以最大限度地减少边缘圈的面积，而最大限度地提高核心区的面积比，使外界的干扰达到尽可能的小，有利于林内物种的生存。但圆整的斑块不利于同外界的交流。
　　3.1.4 斑块的位置原理
　　一个孤立的斑块内物种消亡的可能性远比一个与大陆(种源)相邻或相连的斑块大的多。与种源相邻的斑块当其中的物种灭绝之后，更有可能被来自相邻斑块同种个体所占领，从而使物种整体上得以延续。
　　选择某一斑块作为保护对象时，一方面要考察斑块本身的属性，包括物种丰富性和稀有性；同时也要考察其在整体景观格局中的位置和作用。战略点的概念(strategic point)就是针对斑块在景观中的位置和作用提出来的(Yu, 1995a～c, 1996a )。他认为，景观中有某些关键性的位置，对它们的占领和改变，可以对控制生态过程产生异常重要的作用。
　　3.2 廊道的基本原理
　　3.2.1 连续性原理
　　人类活动使自然景观被分割而得四分五裂，景观的功能流受阻，所以，加强孤立斑块之间的及斑块与种源之间的联系，是现代景观规划的主要任务之一。联系相对孤立的景观元素之间的线性结构称为廊道。生态学家和保护生物学家普遍承认廊道有利于物种的空间运动和本来是孤立的斑块内物种的生存和延续(Forman and Godron, 1986; Harris and scheck, 1991; Saunders and Hobbs, 1991; Smith and Hellmund, 1993)。从这个意义上讲，廊道必须是连续的。
　　但廊道本身又有可能是一种危险的景观结构，它也可以引导天敌进入本来是安全的庇护所，给某些残遗物种带来灭顶之灾。廊道本身的构成不同，其作用也不一样。如高速公路和高压线路对人类生产和生活来说是重要的运输通道，但对生物来说则是危险的障碍。在美国，公路是野生动物最大的杀手。
　　3.2.2 廊道的数目原理
　　假设廊道是有益于物种空间运动和维持的，则两条廊道比一条要好，多一条廊道就减少一分被截流和分割的风险。
　　3.2.3 廊道构成原理
　　联系保护区斑块的廊道本身应由乡土植物成份所组成，并与作为保护对象的残遗斑块相近。
　　3.2.4 廊道宽度原理
　　越宽越好是廊道建设的基本原理之一(Binford and Burchenau 1993)。廊道如果达不到一定的宽度，不但起不到维护保护对象的作用，反而为外来物种的入侵创造条件(Frankel,and Soule′, 1981.)。对廊道的宽度，目前尚没有一个量的标准，对一般动物的运动而言，1～2公里宽是比较合适的，但对大型动物则需十到几十公里宽

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3楼

3.3 关于景观镶嵌体的基本原理
　　3.3.1 景观阻力原理
　　景观阻力是指景观对生态流速率的影响。景观元素在空间的分布，特别是某些障碍性或导流性结构的存在和分布、景观的异质性(heterogeneity)将决定景观对物种的运动，物质、能量的流动和干扰的扩散的阻力。阻力随着跨越各种景观边界的频数的增加而加大。不同性质的景观元素产生不同的景观阻力，如对动物空间运动来说，森林或草地比建成区的阻力要小。一般而言，景观镶嵌体的异质性越大，阻力也越大。
　　3.3.2 质地的粗细原理
　　一个理想的景观质地应该是粗纹理(coarse grain)中间杂一些细纹理(fine grain)的景观局部。即景观既有大的斑块，又有些小的斑块，两者在功能上有互补的效应。质地的粗细是用景观中所有斑块的平均直径来衡量的。在一个粗质地景观中，虽然有涵养水源和保护林内物种所必须的大型自然植被镶嵌，或集约化的大型工业、农业生产区和建成斑块，但粗质地景观的多样性还嫌不够，不利于某些需要两个以上生境的物种的生存。
　　相反，细质地景观不可能有林内物种所必须的核心区，在在尺度上可以与邻近景观局部构成对比而增强多样性，但在整体景观尺度上则缺乏多样性，而使景观趋于单调。
　　3.4 景观生态规划总体格局原理
　　在上述有关景观结构与功能关系的一般原理基础上，Forman等人又提出了下列两个景观整体模式，以作为景观生态规划的总体原则(Forman,1995a-b)。
　　3.4.1 不可替代格局
　　景观规划中作为第一优先考虑保护或建成的格局是：几个大型的自然植被斑块作为水源涵养所必须的自然地；有足够宽的廊道用以保护水系和满足物种空间运动的需要；而在开发区或建成区里有一些小的自然斑块和廊道，用以保证景观的异质性。这一优先格局在生态功能上不可替代性的理由在前几条一般原理里已阐明。它应作为任何景观规划的一个基础格局。根据这一基础格局，又发展了最优景观格局。
　　3.4.2 最优景观格局
　　“集聚间有离析”(aggregate-with-outliers)被认为是生态学意义上最优的景观格局(Forman,1995a)这一模式(原理)强调规划师应将土地利用分类集聚，并在发展区和建成区内保留小的自然斑块，同时沿主要的自然边界地带分布一些人类活动的“飞地”。这一模式有7个方面的景观生态学意义。
　　①保留了生态学上具有不可替代意义的大型自然植被斑块，用以涵养水源，保护稀有生物；
　　②景观质地满足大间小的原则；
　　③风险分担；
　　④遗传多样性得以维持；
　　⑤形成边界过渡带，减少边界阻力；
　　⑥小型斑块的优势得以发挥；
　　⑦有自然植被廊道利于物种的空间运动，在小尺度上形成的道路交通网满足人类活动的需要。
　　所以集聚间有离析的景观格局有许多生态优越性，同时能满足人类活动的需要(McHarg, 1969; Forman and Godron 1986; Franklin and Forman, 1987)。包括边界地带的“飞地”可为城市居民提供游息度假和隐居机会；在细质地的景观局部是就业、居住和商业活动的集中区；高效的交通廊道联接建成区和作为生产或资源基地的大型斑块。这一理想景观格局又能提供丰富的视觉空间。这一模式同样适用于任何类型的景观，从干旱荒漠到森林景观，到城市和农田景观。
　　4结语
　　景观生态学为景观及城乡规划提供了一个新的思维模式--景观生态规划，它是在追求“秩序“和生态适应性的经典规划和生态规划方法论之上的又一次思维转变。它的产生是社会发展的需要，也是科学发展及对大地结构和功能认识的深入的必然。
　　但是，同其它多种规划理论和模式一样，景观生态规划模式会有其局限性。特别是在中国土地资源极其贫乏，人类活动强度异常巨大的前题下，在欧美大地上发展起来的景观生态规划模式的适用性如何还需经广大景观及城乡规划师的实践检验。
　　景观安全格局(landscape security pattern)也正是在考虑到中国及发展中地区的现实问题提出的景观生态规划方法论(Yu, 1995a-c, 1996a-b)。该理论强调当某种理想条件不能满足时，规划师应该如何向决策者提供一系列非理想的，但有具有战略意义的关键性景观格局，它们分别在不同层次上维护景观过程的健康与安全所。