城市景觀格局及其生態(tài)效應(yīng)

馬永亮 孫卿 孫婷婷/五大連池市林業(yè)局

城市景觀格局及其生態(tài)效應(yīng)

馬永亮 孫卿 孫婷婷/五大連池市林業(yè)局

城市作為以人為主體的景觀生態(tài)單元，建筑物群體構(gòu)成了景觀的主體。此外，還分布有公園、綠地和其它一些不常見(jiàn)的景觀要素。城市景觀是深受人類(lèi)活動(dòng)影響的景觀類(lèi)型，同時(shí)城市生態(tài)系統(tǒng)也深深地刻上了人類(lèi)影響的烙印。隨著人類(lèi)社會(huì)日益城市化，未來(lái)的景觀將越來(lái)越強(qiáng)烈地受到人類(lèi)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)活動(dòng)的改造。

景觀生態(tài)學(xué)；景觀格局；生態(tài)效應(yīng)

一、城市景觀格局

1.城市景觀格局的定義。景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀的空間結(jié)構(gòu)與形態(tài)特征對(duì)生物活動(dòng)與人類(lèi)活動(dòng)影響的科學(xué)。它以生態(tài)學(xué)的理論框架為依托，吸收現(xiàn)代地理學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)之所長(zhǎng)，研究景觀的結(jié)構(gòu)（空間格局）、功能（生態(tài)過(guò)程）和演化（空間動(dòng)態(tài)）,研究景觀和區(qū)域尺度上的資源、環(huán)境經(jīng)營(yíng)管理。景觀通常指一組相互作用的生態(tài)系統(tǒng)在空間上的鑲嵌組合。分析景觀格局的目的是了解產(chǎn)生和控制景觀空間結(jié)構(gòu)的因子和機(jī)制，比較不同的景觀格局及其生態(tài)效應(yīng),最終為景觀的合理利用與規(guī)劃提供依據(jù)。

2.景觀格局的度量。利用景觀生態(tài)學(xué)的數(shù)量方法，研究城市化過(guò)程中城市及其外圍區(qū)域景觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，能很好地反映城市化過(guò)程中人類(lèi)活動(dòng)及政策對(duì)景觀要素的影響[8],從而為合理地進(jìn)行景觀規(guī)劃、管理和維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)提供依據(jù)。景觀格局指數(shù)是景觀格局不同側(cè)面特征的概括提煉和定量反映，通常在斑塊、斑塊類(lèi)型和景觀3個(gè)層次上加以分析。隨著對(duì)景觀格局研究的深入，格局指數(shù)的數(shù)量和復(fù)雜程度也在不斷增加，目前在景觀格局研究中用到的指數(shù)大約有60個(gè)，常用的包括斑塊形狀指數(shù)、斑塊密度、平均斑塊面積、斑塊距離、多樣性指數(shù)和破碎度指數(shù)等。

二、城市景觀格局的生態(tài)效應(yīng)

城市景觀結(jié)構(gòu)和空間形態(tài)影響城市生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生及解決途徑。城市整體景觀格局包括各種景觀要素的組合結(jié)構(gòu)以及由要素組合所表現(xiàn)出的城市空間形態(tài)。盡管人們現(xiàn)在已經(jīng)對(duì)城市景觀要素諸如斑塊和廊道（尤其是綠色廊道）的生態(tài)意義有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí)，但對(duì)其組合形式導(dǎo)致的生態(tài)結(jié)果尚需進(jìn)一步研究。例如眾所周知，大城市會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，即城市空氣溫度明顯高于周?chē)紖^(qū)，而空氣濕度卻較小，但不同景觀格局對(duì)城市熱島效應(yīng)的影響差異巨大。對(duì)東京城郊街道格局的考察研究結(jié)果表明，向稻田開(kāi)敞而且其排列形式使風(fēng)可以直接吹入的街道，稻田上空涼爽的空氣可以伸入到臨近的居住區(qū)內(nèi)，居住區(qū)內(nèi)150米范圍可起到降溫效應(yīng)。相反，不向稻田開(kāi)敞以及與風(fēng)向垂直的街道則沒(méi)有這種降溫效應(yīng)。

基礎(chǔ)設(shè)施是城市發(fā)展的骨架，往往肩負(fù)著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和區(qū)域物質(zhì)能量流的雙重要?jiǎng)?wù)，但景觀生態(tài)學(xué)對(duì)城市化過(guò)程和城市的基礎(chǔ)設(shè)施提出置疑，認(rèn)為基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)對(duì)城市和城市景觀的發(fā)展有強(qiáng)烈影響，這種影響通常對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是有利的，而對(duì)城市的生態(tài)功能不利。從空間上來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題的解決之道就是把基礎(chǔ)設(shè)施線路布局在生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)功能較弱的地區(qū)，以保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境。

為對(duì)城市破碎化及自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量退化的響應(yīng)，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析與規(guī)劃應(yīng)運(yùn)而生，并被廣泛認(rèn)為是提高城市開(kāi)敞空間的生態(tài)價(jià)值的有效手段。Forman曾提出許多景觀生態(tài)規(guī)劃思想，諸如大型植被斑塊具有多種重要的生態(tài)功能，并為景觀帶來(lái)許多益處，小的植被斑塊可以作為物種遷徙的歇腳地，保護(hù)與規(guī)劃分散的稀有種類(lèi)或小生境有利于提高景觀的異質(zhì)性，所以城市生態(tài)綠地不僅要數(shù)量多，而且要分布均勻。大嵌塊體與小嵌塊體相結(jié)合，應(yīng)把二者有機(jī)地結(jié)合，并通過(guò)廊道連接起來(lái)。對(duì)孤立斑塊內(nèi)的亞種群來(lái)說(shuō)，局地滅絕率隨生境質(zhì)量的提高或斑塊的增大而減少，其重新定居的可能性隨著廊道、歇腳地或較短的斑塊間的距離的存在而增大。規(guī)劃生態(tài)綠地空間時(shí)要集中與分散相結(jié)合，應(yīng)通過(guò)土地的集中布局。在建成區(qū)保留一些小的自然斑塊和廊道，同時(shí)在人類(lèi)活動(dòng)的外部環(huán)境中，沿自然廊道布局一些小的人為斑塊，形成最佳生態(tài)組合，這些通過(guò)調(diào)控景觀格局影響生態(tài)效應(yīng)的思想成為生態(tài)規(guī)劃和管理的指南。

三、城市生態(tài)系統(tǒng)的景觀格局特征

城市是人類(lèi)維持自身生存、發(fā)展的重要的聚集地。大量人工景觀要素，如以建筑物為主的居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、道路等以斑塊、廊道、基質(zhì)等不同形式構(gòu)成城市景觀的主體。從結(jié)構(gòu)和功能的主導(dǎo)性來(lái)分析，可以認(rèn)為，城市中的基質(zhì)、斑塊體、廊道之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界限。

1.城市景觀的不穩(wěn)定性。城市的快速發(fā)展不斷地改變著城市的邊界、范圍和土地利用結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的城市景觀斑塊大小與現(xiàn)狀、廊道及格局也不斷發(fā)生變化。許多少數(shù)人口聚集的鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)在不長(zhǎng)的時(shí)間里發(fā)展成頗具規(guī)模的大城市，如深圳從20個(gè)世紀(jì)70年代的人口不到3萬(wàn)的小鎮(zhèn)發(fā)展到現(xiàn)在常住人口將近500萬(wàn)的以商貿(mào)為主的特大城市。土地利用結(jié)構(gòu)、格局在短短的30年內(nèi)發(fā)生了很大的變化。

2.城市景觀的破碎性。人類(lèi)活動(dòng)的復(fù)雜性、多變性導(dǎo)致土地資源的開(kāi)發(fā)、利用狀況十分復(fù)雜，使城市景觀呈現(xiàn)出“高度破碎化”的顯著特征，即眾多的景觀單元、斑塊被人工分隔。高度發(fā)達(dá)的、稠密的城市廊道體系-四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成城市景觀格局的基本骨架，同時(shí)也是城市景觀異常破碎化的重要因素。此外，城市中其它景觀要素的空間配置、布局對(duì)景觀破碎化也有不同程度的貢獻(xiàn)。

3.城市景觀的異質(zhì)性和自相似性。城市景觀組分的異質(zhì)性表現(xiàn)為各類(lèi)功能多樣、性質(zhì)多樣的土地利用活動(dòng)，如居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、學(xué)校、公園、綠地等；景觀結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性是指各類(lèi)景觀要素、景觀單元的異質(zhì)性，如斑塊大小、形狀、面積等，城市景觀結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性表現(xiàn)為各類(lèi)景觀單元的復(fù)雜、多樣性；景觀格局的異質(zhì)性是指各類(lèi)景觀單元之間、景觀單元與生態(tài)變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在城市生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為景觀格局同生態(tài)過(guò)程和功能之間的關(guān)聯(lián)度的變異程度。景觀的時(shí)間異質(zhì)性是生態(tài)系統(tǒng)隨著時(shí)間的推移所表現(xiàn)出的空間異質(zhì)性。城市景觀格局的空間異質(zhì)程度可能是受尺度影響最大的景觀類(lèi)型。即在城市景觀中，不同尺度下其格局與空間異質(zhì)性程度可能完全不同，但也有可。

四、影響城市生態(tài)系統(tǒng)景觀格局形成的因子

影響生態(tài)系統(tǒng)景觀格局形成的因素通常可以簡(jiǎn)單地概括為3類(lèi)：非生物因素（物理因素）、生物因素和人為因素。非生物因素和人為因素可在多尺度上均起作用，而生物因素通常在較小的尺度上影響作用顯著。由于城市生態(tài)系統(tǒng)是人類(lèi)社會(huì)高度發(fā)達(dá)的產(chǎn)物，因此，人類(lèi)復(fù)雜的生產(chǎn)、生活活動(dòng)是影響、改變城市景觀結(jié)構(gòu)和格局的最重要驅(qū)動(dòng)因素。但非生物因素和生物因素也對(duì)城市景觀格局的形成、演變有重要的影響作用。

[1]Forman R T T.LandscapeMosaics: The Ecology ofLandscape andRegions [M ].London:Cambridge University Press,1995.

[2]王仰麟.農(nóng)業(yè)景觀格局與過(guò)程研究進(jìn)展[ J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1998,6（2）:29234.

[3]O'Neill R V,Milne B T,TurnerM G,et al.Resource utilizationscales and landscape pattern [J].Landscape Ecology, 1988,（2）:63269.