城郊景觀異質(zhì)性和城市生態(tài)建設(shè)

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　由于現(xiàn)代城市特別是特大城市包括了其周圍的郊區(qū),將市區(qū)與郊區(qū)進行整體規(guī)劃是城市生態(tài)建設(shè)的主要內(nèi)容。根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理和方法,合理地對城郊景觀空間結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃,使廊道、斑塊及基質(zhì)等景觀要素的數(shù)量及其空間分布合理,使市區(qū)內(nèi)、郊區(qū)內(nèi)及市郊之間的信息流、物質(zhì)流與能量流循環(huán)暢通。既要使城郊景觀符合生態(tài)學(xué)原理,又具有一定的美學(xué)價值。將自然組分引入城市的規(guī)劃與建設(shè)中,使城市景觀具多樣性。這是國內(nèi)外城市生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)。例如,針對北京的生態(tài)環(huán)境建設(shè),有關(guān)專家提出了“21世紀(jì)北京綠色生態(tài)建設(shè)”的要求:“保護好原生性生態(tài)系統(tǒng),大力促進次生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、重建;讓更多的次生林向原生的落葉闊葉林變化;將保護區(qū)、風(fēng)景區(qū)及森林公園按世界保護聯(lián)盟分類,分類系統(tǒng)納入統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)的保護網(wǎng)絡(luò),按照生態(tài)系統(tǒng)理論,北京應(yīng)建立3個綠色生態(tài)圈。即山地水源涵養(yǎng)生態(tài)圈,防風(fēng)固沙—農(nóng)林果生產(chǎn)帶生態(tài)圈,城市調(diào)氣防污美化生態(tài)圈”。顯然,北京的生態(tài)建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)要依賴于景觀生態(tài)學(xué)的原理來實施、完成。依據(jù)景觀異質(zhì)性的原理,建立良好有序發(fā)展的城郊景觀格局,提高多樣性維持異質(zhì)性,促進城市可持續(xù)發(fā)展是景觀生態(tài)學(xué)理論與城市建設(shè)結(jié)合的有意義的實踐。本文就此問題做初步探討。

1　異質(zhì)性及其尺度性
　　城市是被人類改造較為徹底的景觀?，F(xiàn)代城市市區(qū)及其近郊區(qū)在日益擴大的城市化進程中,已經(jīng)連為一個整體。具有合理的景觀結(jié)構(gòu)及能流順暢的城市景觀是人類的追求目標(biāo)。高度異質(zhì)性的景觀是城郊良好發(fā)展的基礎(chǔ)。

　　日本學(xué)者丸山孫郎從生物共生控制論角度提出了異質(zhì)共生理論。該理論認為,增加異質(zhì)性、負熵和信息的負反饋,可以解釋生物發(fā)展過程中的自組織原理。在自然界中生存最久的并不是最強壯的生物,而是最能與其他生物共生并與環(huán)境協(xié)同進化的生物,異質(zhì)性是景觀的一個根本屬性,或者說景觀的本質(zhì)是異質(zhì)的,異質(zhì)是絕對的,而同質(zhì)是相對的。景觀異質(zhì)性首先來源于系統(tǒng)和系統(tǒng)要素的原生差異,如時間差(進化度),空間差(進化位與生態(tài)位)、質(zhì)量差、數(shù)量差、形狀結(jié)構(gòu)差、功能差、信息差等,統(tǒng)稱系統(tǒng)差。其次,異質(zhì)性也來源于現(xiàn)實運動的不平衡與外來干擾,特別是人類錯誤生態(tài)行為的干擾,干擾主要來源于三個方面:自然干擾,人類活動及植被的內(nèi)源演替或種群的動態(tài)變化。一個景觀生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、性質(zhì)和地位主要取決于它的異質(zhì)性。就景觀生態(tài)而言,異質(zhì)性應(yīng)從以下幾方面認識:①時空兩種異質(zhì)性。通常所謂異質(zhì)性系指空間異質(zhì)性,即空間分布不均勻性。事實上,時間各區(qū)段和單元彼此也是異質(zhì)的。因此,有兩種異質(zhì)性:空間異質(zhì)性和時間異質(zhì)性。②多維空間異質(zhì)性。通常所謂空間異質(zhì)性系指二維平面異質(zhì)性。另外還有垂直空間異質(zhì)性及二者組成的三維立體空間異質(zhì)性。③時空耦合異質(zhì)性?，F(xiàn)代科學(xué)同時空耦合表示物質(zhì)的時空統(tǒng)一運動,也可以用時空耦合異質(zhì)性來表示時空兩種異質(zhì)性統(tǒng)一的四維運動。④邊緣效應(yīng)異質(zhì)性?？臻g異質(zhì)性往往帶有邊緣效應(yīng)性質(zhì)?？臻g異質(zhì)性是目前城郊景觀異質(zhì)性研究中的內(nèi)容。在景觀的層次上,空間異質(zhì)性有三個組分:空間組成(即生態(tài)系統(tǒng)類型、數(shù)量及面積比例);空間型(即各生態(tài)系統(tǒng)的空間分布、斑塊大小、景觀對比度以及景觀連接度);空間相關(guān)(即各生態(tài)系統(tǒng)的空間關(guān)聯(lián)程度、空間梯度和趨勢度等)。

　　尺度性就是尺度效應(yīng),空間尺度通常是指觀察或研究的物體或過程的空間分辨度。從生態(tài)學(xué)角度來看,空間尺度指所研究的面積大小。尺度越大,表示研究面積越大,異質(zhì)性與尺度是相關(guān)的,如一景觀單元在小尺度上是異質(zhì)的,而在大尺度上則變成均質(zhì)的,正確選擇尺度是科學(xué)地研究某一景觀,得出準(zhǔn)確、客觀結(jié)論的保證。由于航空、航天、遙感手段的進步,研究尺度增大,但并非任意增大,一般將景觀生態(tài)的研究范圍界定在幾公里到幾百公里的中尺度區(qū)域。

2　城郊景觀異質(zhì)性
　　從現(xiàn)代城市的發(fā)展趨勢來看,城市的衛(wèi)星城、郊區(qū)的規(guī)劃與市區(qū)是統(tǒng)一的。異質(zhì)性是景觀的根本屬性,城郊景觀也是異質(zhì)的。將傳統(tǒng)的城市景觀研究尺度增大,就將郊區(qū)包含于內(nèi),形成了所謂的城郊景觀,即表現(xiàn)出城市、郊區(qū)各自特點及互相交融所產(chǎn)生的共性的、具有一定尺度的生態(tài)系統(tǒng)綜合體。城郊景觀在城市化過程中,受到了以人為影響為主的干擾。城郊景觀從空間格局來看,包括市區(qū)和近郊農(nóng)村的部分。它們均為異質(zhì)單元構(gòu)成的鑲嵌體。在城郊景觀中可以將斑塊、廊道和基質(zhì)等景觀要素劃分出來。城市中的街區(qū)、建筑物、道路、城郊間的道路、防護林網(wǎng)、農(nóng)田、運河等都是人工作用形成的,郊區(qū)或城區(qū)中的河流及部分林地等有些是自然原因形成的。這些不同的景觀要素以一定的組合方式,構(gòu)成一個異質(zhì)性的城郊景觀。人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)是構(gòu)成城郊景觀的兩類生態(tài)系統(tǒng),其中人工系統(tǒng)是主要的。

　　城郊景觀的異質(zhì)性首先表現(xiàn)為二維平面的空間異質(zhì)性。街道、公園、水面、建筑物、公路、林地、農(nóng)田等性質(zhì)各異,城區(qū)的公園、綠地多為人工栽植而成,綠地由于植物種類和分布面積的差異,形成了不同形狀和具有不同功能的斑塊。道路、通訊網(wǎng)遍布各個街區(qū)和建筑物之間,增加了市區(qū)景觀的破碎度。市郊之間四通八達的公路、鐵路、電線等使城郊景觀能流、物流、信息流順暢,景觀異質(zhì)性增加。

　　城市中的各種人工建筑包括道路等覆蓋地表,與裸露的曠地、綠地或農(nóng)田等下墊面的熱力、水文狀況差異極大。從市中心向外輻射,人口密度由大到小,車流、污染物、懸浮物等減少,干擾減弱。因而可劃分出不同的景觀功能區(qū)。如商住區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)等。至郊區(qū)亦可劃分出鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)區(qū)、農(nóng)副業(yè)基地區(qū)等。不同功能效應(yīng)的差異是城郊景觀異質(zhì)性的體現(xiàn)。就城郊景觀的任一要素,內(nèi)部亦存在異質(zhì)性,如公園內(nèi)的水面、草坪、林木、花卉、硬化地面、游樂設(shè)施等這些不同功能的地塊組合構(gòu)成了公園。行道樹、非機動車道、機動車道等構(gòu)成道路廊道,較寬的主干道內(nèi)有樹籬、草坪等構(gòu)成的隔離帶。它們構(gòu)成了執(zhí)行物流、能流及信息流功能的廊道。郊區(qū)防護林帶既對農(nóng)田有防護作用,又對市區(qū)有綠化、美化作用。城郊景觀異質(zhì)性在垂直方向也表現(xiàn)出空間異質(zhì)性,如市區(qū)內(nèi)空氣構(gòu)成隨高度變化有變化,近地面空氣中塵埃、懸浮物濃度較大,高空中較少。另外,市區(qū)內(nèi)建筑物高度參差不齊,垂直方向特征并不一致。

　　空間異質(zhì)性也導(dǎo)致時間異質(zhì)性,屬時空耦合異質(zhì)性。景觀要素的空間分布不均勻即為異質(zhì)性。時間異質(zhì)性用動態(tài)變化來表述,異質(zhì)性的表現(xiàn)形式為空間格局。景觀要素類型越多,異質(zhì)性越大。異質(zhì)性的測量指標(biāo)很多,城郊景觀異質(zhì)性的測度亦可用下列指標(biāo):多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、均勻度、最小距離指數(shù)、聯(lián)接度等。其中,多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)應(yīng)用于城市景觀異質(zhì)性研究中最多。

3　城郊景觀異質(zhì)性在城市建設(shè)中的意義
　　城郊景觀的異質(zhì)性導(dǎo)致城郊景觀的復(fù)雜性與多樣性,利于其穩(wěn)定發(fā)展。城市景觀包括中心市區(qū),衛(wèi)星城鎮(zhèn),以非農(nóng)業(yè)活動如工業(yè)、服務(wù)業(yè)等為特征。人口、物質(zhì)信息、生產(chǎn)、生活、娛樂、市政、交通和污染等集中在以人造事物為主的城鎮(zhèn)范圍內(nèi),屬于極大地改變了自然景觀生態(tài)特點的文化景觀。農(nóng)村景觀包括農(nóng)田、種植園、人工林地、農(nóng)場、牧場、魚塘,以農(nóng)業(yè)活動為特征,是人類在自然結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立起來的自然與人為結(jié)構(gòu)相結(jié)合的景觀。城郊景觀是城市景觀和農(nóng)村景觀的結(jié)合與統(tǒng)一。

　　維持景觀異質(zhì)性是促進城市建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵。對城市景觀來講,首先要保護城市景觀中環(huán)境敏感區(qū),這類地區(qū)往往極易受人類活動影響。環(huán)境敏感區(qū)通常包括生態(tài)敏感區(qū)、文化敏感區(qū)、資源生產(chǎn)敏感區(qū)以及天然災(zāi)害敏感區(qū)等。其次,對現(xiàn)有的景觀結(jié)構(gòu)要進行完善。如城區(qū)改造,住宅小區(qū)建設(shè),主要交通干線的營造等。這些是發(fā)揮城市功能的基礎(chǔ),只有保證景觀結(jié)構(gòu)的合理與完美,才能實現(xiàn)景觀功能的高效發(fā)揮。城市建設(shè)中,一般是建筑物斑塊和道路廊道占優(yōu),而綠地斑塊和行道樹廊道較少,比例嚴重失衡,為改善城市景觀結(jié)構(gòu),應(yīng)該增加綠色廊道及綠地斑塊,并合理地布設(shè)于街區(qū)之中。城市的綠地建設(shè),不僅要求數(shù)量多,而且要分布均勻,大小斑塊配置合理。從景觀生態(tài)學(xué)角度,大型植被斑塊具有多種重要的生態(tài)功能,對景觀有益。小的植被斑塊可作為物種遷徙的中轉(zhuǎn)地,保護與規(guī)劃分散的稀有種類或小生境有利于提高景觀的異質(zhì)性。所以,大小斑塊應(yīng)當(dāng)互相平衡存在,不能互相取代。在城市景觀生態(tài)規(guī)劃時,應(yīng)堅持多樣性原則:補充自然成分,協(xié)調(diào)景觀結(jié)構(gòu);增加綠化物種;廊道、斑塊形式多樣。這樣可維持城市景觀的多樣性。對郊區(qū)的防護林帶、農(nóng)地、林地也合理布設(shè),使天然與人工的綠色生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮作用,以多元化、多樣性為追求目標(biāo)。如北京的城市建設(shè),除了對現(xiàn)有的城區(qū)結(jié)構(gòu)進行部分改造外,從景觀的角度出發(fā),以提高異質(zhì)性為目標(biāo)。據(jù)專家建議,從郊縣至市區(qū)應(yīng)建立三個綠化生態(tài)圈,以形成穩(wěn)定、具有保護性的網(wǎng)絡(luò)。第一圈是山地水源涵養(yǎng)生態(tài)圈,主要是山區(qū),面積占全市62%。包括四個帶:低山果林帶,中山水源涵養(yǎng)林帶,上中山草甸帶,山間盆谷水庫。該圈的經(jīng)營措施是天然林保護,小流域綜合治理,建立自然保護區(qū),建設(shè)森林公園,發(fā)展生態(tài)旅游。第二圈是防風(fēng)固沙—農(nóng)林果生產(chǎn)帶生態(tài)圈。主要指郊區(qū)的平原地區(qū),約占全市面積的32%,包括三個帶:防風(fēng)林帶,沙地果林帶,基本農(nóng)田帶。經(jīng)營措施是,生態(tài)農(nóng)業(yè)、節(jié)水農(nóng)業(yè)、復(fù)合農(nóng)業(yè)。第三圈是城市調(diào)氣防污美化生態(tài)圈,即城市隔離地區(qū),總面積約240萬ｈｍ2。經(jīng)營措施是:城市隔離片林建設(shè),大型綠地和公園建設(shè)。根據(jù)上述要求,北京城市建設(shè)也應(yīng)該依據(jù)景觀異質(zhì)性原理進行總體規(guī)劃?！侗本┦锌傮w規(guī)劃》確定的市區(qū)“分散集團式”的城市布局,規(guī)劃在市區(qū)中心大團和十個邊緣集團之間,用綠化隔離,規(guī)劃的綠化隔離地區(qū)總面積為240萬ｈｍ2,至2003年要完成100萬ｈｍ2的綠地面積,在近郊建成100個綠色產(chǎn)業(yè)園和體育公園,逐步實現(xiàn)以植樹造林為主的綠化。針對目前存在的城市總體規(guī)劃與單體規(guī)劃之間缺少一個城市設(shè)計環(huán)節(jié)的問題,應(yīng)對全市的工廠、學(xué)校、機關(guān)單位、商業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū),特別是住宅區(qū),進行全面的綠化規(guī)劃,發(fā)展立體綠化是解決中心區(qū)缺綠少樹的比較實際的辦法,應(yīng)在城區(qū)推廣。在綠地城市景觀的設(shè)計與建設(shè)中減少或放棄過去那種單純追求整齊,精心修飾的以視覺美為主的精致景觀設(shè)計方法,而代之以具整體美的有機景觀設(shè)計法。如廣場應(yīng)盡量減少水泥鋪設(shè),盡可能擴大綠化面積,改節(jié)日擺盆花為花卉入地。開發(fā)區(qū)綠化要根據(jù)綠化設(shè)計與水平確定物業(yè)資產(chǎn)估價,分期開發(fā)。值得注意的是,在城市建設(shè)中,草坪建設(shè)要適度。草坪除了有吸碳呼氧,蓄水保水,防止地表徑流等生態(tài)功能外,還有特殊的美學(xué)效果、景觀效果。與國際大都市接軌,大面積的草坪是必不可少的,但據(jù)景觀異質(zhì)性的原理要求,喬本、灌木的生態(tài)功能是其他植物材料不可替代的,以草坪代替樹木是不可取的。從整體角度考慮,一個現(xiàn)代化城市,其城區(qū)與郊區(qū)的美化、綠化是相互融合的。在前述的三個綠色生態(tài)圈內(nèi),要積極發(fā)展城市林業(yè),“森林進城,園林下鄉(xiāng)”是發(fā)展方向。首都城市林業(yè)的主要功能是環(huán)境功能,風(fēng)景游憩功能和經(jīng)濟生產(chǎn)功能。林業(yè)要為城市功能服務(wù)。在充分發(fā)揮環(huán)境功能的前提下,要建設(shè)和改進重點區(qū)域的風(fēng)景游憩林,豐富樹種組成,提高生物多樣性和景觀多樣性,提高風(fēng)景林的美景度和觀賞功能。在市區(qū)特別要做好夏季增花,冬季增綠,總體提高植被覆蓋的工作。總之,城郊景觀異質(zhì)性的維持對城市建設(shè)意義很大,在城市建設(shè)中,應(yīng)用異質(zhì)性原理應(yīng)注意以下幾點:①城市建設(shè)必須與生態(tài)規(guī)劃結(jié)合;②城市建設(shè)改造時要保護和補充綠色景觀要素;③城郊景觀格局布設(shè)合理,增加綠色生態(tài)系統(tǒng);④城市美化、綠化與郊區(qū)防護相結(jié)合,物種多樣,搭配合理。對于北京的城市建設(shè)來說,城市林業(yè)在城市規(guī)劃中具有明顯的作用,主要有三條措施:一是在規(guī)劃的城區(qū)與郊區(qū)之間建設(shè)一道隔離林帶,把城區(qū)發(fā)展控制在隔離林帶以內(nèi),保證了北京城市分散集團式布局的形成。二是在主要干線公路兩側(cè)營造寬幅林帶,形成綠色廊道,既利于異質(zhì)性的增加和維持,又具有防護和美化功能。近幾年來,在總長500ｋｍ的干線公路兩側(cè)共植樹500多萬株,不僅美化環(huán)境起到了防護作用,而且還規(guī)范了總體布局,防止濫墾亂建,維護了城市景觀規(guī)劃的完整性。三是在郊區(qū)各縣區(qū)建設(shè)環(huán)城片林,要求“先見林,后見城”。既限制了郊縣的盲目發(fā)展,又維持了城郊景觀的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。城市林業(yè)規(guī)模要求具有點、線、面結(jié)合布局的森林網(wǎng)絡(luò),綠色覆蓋率大,多從景觀考慮布局,要生產(chǎn)、觀賞、旅游相結(jié)合。而城區(qū)綠化多偏重具體微觀環(huán)境,重美化,較精致,室內(nèi)外個體綠色面積有限,多重植物配置和人工造景,注重觀賞性。

　　從景觀研究的尺度上看,城郊林業(yè)是一統(tǒng)一整體,包括市區(qū)、郊區(qū)的林業(yè)體系。一般分為三個層次:①城區(qū)綠化、美化、香化、園林化。喬灌草結(jié)合,見縫插綠,構(gòu)成城區(qū)綠化體系。②近郊林果帶(片林)。包括近郊果園、近郊公園、防護林等。具有生產(chǎn)、休憩功能,輔助、調(diào)節(jié)城區(qū)的環(huán)境。③遠郊森林帶(片)。包括風(fēng)景林、森林公園、各種防護林帶及其他森林類型具有較完備的森林體系,較全的森林功能,可供森林旅游、療養(yǎng)、度假、野營、探險等。城郊林業(yè)分層不一定明顯,因地理位置、交通、經(jīng)濟條件等不同,有時呈現(xiàn)出環(huán)帶渾然一體的體系,有時則各層相間,層內(nèi)又分層的景觀。因此,應(yīng)用景觀異質(zhì)性原理指導(dǎo)城市建設(shè)和城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)是十分有意義的。