可持續景觀生態設計中生態流的作用

徐征杰,薛 蓮

(1.同濟大學建筑與城市規劃學院,上海200092;2.上海華都建筑規劃設計有限公司,上海200092)

1 引言

景觀從生態意義上而言是一系列生態系統或不同土地利用方式的鑲嵌體,在鑲嵌體內部存在著一系列的生態過程。景觀生態系統就是這些生態過程的綜合體。從內容上分有生物過程、非生物過程和人文過程。生物過程如某一地段內植被的生長,有機物的分解和養分的循環利用過程,水的生物自凈過程,生物群落的演替,物種之間的過程,物種的空間運動等;非生物過程如風、水和土及其他物質的流動、能流和信息等;人文過程則是生態景觀中最復雜的過程,它是原生態系統和人類社會發生關系的結果,包括人的空間運動,人類的生產和生活過程及與之相關的物流、能流和價值流。從空間上分,景觀中的這些過程可分為垂直過程和水平過程。垂直過程發生在某一景觀單元或生態系統的內部;而水平過程發生在不同的景觀單元或生態系統之間。

本文所要闡述的生態流(Ecological Flow)即指生態景觀過程中(包括生物過程、非生物過程和人文過程)物質、能量和有機體的流動,它是聯系景觀生態系統間各子系統組成要素的紐帶,是聯系景觀生態系統與系統外環境間各要素的紐帶,也是聯系景觀生態系統與人類社會的紐帶。從紐帶的分類上我們可以看出生態流在一個完整的景觀系統中至少存在著3種以上的作用關系,包括景觀生態系統內部的生態流關系、景觀生態系統與外界環境系統之間的生態流關系、景觀生態系統與人類社會之間的生態流關系。

可持續性發展是當今社會關注的一個焦點,何謂可持續性?從生態哲學的角度出發,它是指既能夠滿足當代人的需求,而又不對后代人滿足需求的能力構成危害,這里主要包含了2個方面的內容：滿足需求和限制危害。將可持續的概念應用于景觀生態設計中,即要求景觀中的生態設計既要滿足當前景觀自身、人類自身和地球環境3者的需求,也要滿足3者未來發展的需求。因此,這種可持續性景觀設計具有目的性、預見性和實用性3種特征。

2 生態流在景觀生態體系中的作用

2.1 景觀生態系統內部的生態流關系

水和生物是構成景觀生態系統內部生態流的主要2種要素。水流和生物流的運動形式很多也比較復雜。水流包括了地下潛流、地表徑流、河流、溪流、瀑布等自然形式及一些人工創造的水流形式,并且在很大程度上包含了生物流的運動。以最典型的河流為例,它在整個流域景觀上呈狹長網絡狀,其能量、有機物質主要來源于相鄰陸地生態系統產生的枯枝落葉和動物殘肢以及地表水、地下水輸入過程中所攜帶的各種養分。如果把生態流劃分為聯系流和連續流2種分類的話,那么河流所營造的生態流流域是一個完整的連續流過程,它強調河流生態系統的結構、功能與流域的統一性,不僅指地理空間上的連續,更重要的是河流生態系統中水流和生物流的連續。作為一個完整的河流生態流,上游水流的生態過程直接影響下游水流生態過程的結構和功能。因此,在可持續性生態設計時,不僅要將水流和生物流作為重點考慮對象,而且需要突出把握上游水流的生態因素,特別是對于以水景為主的景觀體系來說,能否把握好該區域中水源地的生態設計,將決定整個景觀生態體系乃至整個設計成果可持續性發展的成敗。

景觀生態流中生物流除了與水流的相互作用外,更多的是其自身體系中各種生物種類的相互運動與作用,通常所說的生物廊道即是生物流的典型載體。生物廊道最顯著的作用是提供生物流所需要的通道空間,同時對生物流起到推進與保護的作用。對于生物群體而言,廊道還具有隔離帶與棲息地等多種功能。最常見的廊道如綠色廊道、大尺度的動物遷徙通道等。廊道中的生物流主要體現在各種生物憑借廊道的通達性和安全性從廊道一端遷徙到另一端,或者是植物的種子由動物或自然風所攜帶在廊道中轉移,使廊道內的植物群落得到發展。生物廊道必須體現其在空間上、功能上及物質流動上的連續性,體現其選址布局的安全性和隱蔽性等特點。在理論上,廊道數量越多,寬度越大就好越好,但事實上,為了避免廊道的模糊性和生物流的不確定性,生物廊道還需與生物的生境斑塊及整體生態布局相結合進行規劃設計。生態流中生物流的重要性在不同尺度和性質的景觀體系中是不一樣的,在森林公園、自然保護區及風景名勝區中生物流在整個生態流中占有舉足輕重的作用;相反,在城市林蔭道或城市街頭綠地中,生物流的重要性并不十分突出。

2.2 景觀生態系統與外界環境和人類社會之間的生態流關系

景觀生態系統與外界環境系統之間的生態流關系、景觀生態系統與人類社會之間的生態流關系,也恰恰是城市中的可持續景觀生態設計最能體現生態流的這2個層面的重要性。其中,景觀生態系統與外界環境系統之間的可持續生態流關系是基礎和前提,景觀生態系統與人類社會之間的可持續性生態流關系是目的和要求。

城市作為大型的人工生態系統,城市中的自然條件,從下墊面性質到區域小氣候,從動植物區系到整體環境外貌,都受到人為活動的影響和干擾。在城市生態系統中有作為生產者的植物,有作為消費者的人和動物,有作為分解者的微生物,還有作為生物生存條件存在著的大氣、陽光、土壤、風等要素,各個系統所構成的整體呈現生態化結構,強調4個方面的協調統一。人是社會的主體,也是自然界的主體,我們強調人與自然、人與人、人工自然與天然自然之間的和諧統一。其中,人工自然與天然自然的和諧統一即體現在景觀生態系統與外界環境系統之間的可持續發展關系上。由人所創造的景觀生態系統受整個外界環境條件的制約與影響,兩者間的生態流的作用和延續主要依靠環境中物質、能量和信息的給予,但同時,景觀生態系統也反作用于外界自然環境,如城市小氣候的生成原理。城市中,景觀生態體系通過生態流作用吸收外界環境的陽光、大氣、水份、地熱和宇宙射線等能量,以達到完善自身和發展自身的目的,突出表現有樹木的光合作用,水體的蒸發與蓄養,綠地的吸熱與放熱,有機物的分解與循環利用等;也通過生態流作用吸收人類社會的人工能：如燃料、電能以及各種化學能。進入景觀生態體系的能量一部分以熱能或化學能的形式積累起來。另一部分能量在流動過程中雖然以熱的形式耗散了,但卻以質的形式被記錄了下來。生態流的作用就是將自然環境、人類社會、景觀自身體系3者之間的物質、能量及信息的作用達到平衡與和諧。

以水在3者之間的循環流動為例：大氣環境的水分子通過降水的形式轉移到景觀生態體系中,或被體系中的動植物吸收,以供它們生長,形成良好的城市生態外觀;或通過地表水流匯集,形成景觀中的水體;或重新蒸發,回到自然環境中;或通過地表滲透,補給城市地下水,其中水體又可通過自身系統的生物流和有機物分解機制進行降解和凈化,最終成為生活或工業用水被人類社會所利用,而人類社會排放的廢水和污水或則蒸發,或則回到人工生態體系進行自凈化處理,或則用以澆灌養殖。以上只是水在生態流作用的一部分作用方式,在現實生態流運行機制中,更多的要素與原理作用于其中。這一系列的復雜過程體現了生態流在區域景觀生態中的重要地位。

3 結語

生態流既是一個歷史過程,又是一個現實過程,是具有兩種過程時空復合特征的動態發展體系。從生態流的概念可以進一步引申到其涵蓋的如格局、過程、節奏、流域、容量等閾限特征。正確地對待和處理各種生態流及其閾限的類型、強度、方向、方式、變化等反映系統的行為特征和規律、識別系統動態的變化,弄清這些流的動力學與生態學機制,就能根據生態控制原理系統地設計、規劃和調控各生態系統的結構要素、工藝流程、信息反饋關系及控制機構,保證生態流的暢通,提高該景觀生態體系所創造的生態效益的質量和數量。以此優化生態環境系統的結構與功能,協調人與自然的關系,使人居環境朝著理想的方向發展。

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