景观生态规划 刘文文课件 第二章 景观生态规划理论基础

第二章 景观生态规划理论基础第一节 生态规划设计的内涵与意义1. 生态规划设计的内涵2. 生态规划设计的意义3. 生态规划设计的发展趋势 1、生态规划设计的内涵 景观生态规划是将生态性原则与景观规划相结合的科学规划方法，通过研究景观格局-生态规程以及人类活动与景观的相互作用，在景观生态分析、综合及评价的基础上，提出景观最优利用方案、对策及建议的景观规划途径。 广义的理解：景观生态规划是基于广泛意义上的生态学原理，包括生物生态学、系统生态学、景观生态学和人类生态学等原理、方法和知识作为景观规划的基础。 狭义的理解：景观生态规划是基于景观生态学关于景观格局和空间过程（水平过程或流）的关系原理的规划。 景观规划设计的目标：人与自然关系的协调和时空过程上的延续。景观规划通过经济规划、环境规划与景观设计的结合，使区域开发、资源利用与生他保护相结合，生产建设、生活建设与生态建设相适应，达到经济效益，社会效益与生态效益的高度统一，从而实现整体人文生态系统的整体最优化。 景观生态规划设计的内涵：尊重生态过程和生态格局。自然环境中地质、土壤、水文、植物、动物和基于环境而发生、发展的文化历史决定了特定地段地方性的景观特征。2、生态规划设计的意义 景观生态规划是实现资源永续利用和社会、经济与生态的可持续发展的一条重要途径，生态规划不仅强调水平过程与景观格局之间的相互关系，也强调垂直过程对景观格局的决定作用。面对破碎孤立、多样性缺失、异质性降低的人居环境、景观生态学应用于景观规划中，特别强调景观资源利用的合理性，维持和恢复景观生态过程及格局的连续性和完整性，保护生物的多样性和景观的多样性。如维护残遗山林斑块、湿地等；加强空间连接通道，如水系廊道，防护林廊道，道路绿地廊道等。3、生态规划设计的发展趋势（1）区域景观整体性与区域景观生态工程。世界环境与发展委员会提出的报告我们共同的未来中强调维护生态功能的完整性。（2）生态过程与景观过程-格局综合体规划。如规划中，深入分析城市与区域生态系统、景观生态系统的结构与功能，物流、能流的特征，空间结构，生态敏感性以及资源开发带来的生态风险等。（3）不同尺度空间生态规划的现实性。不同尺度下生态规划的特征，内容及方法也不同。大尺度景观异质性明显，几何特征少，呈现自然、随机、无序的特征。其研究方法是依据该尺度下的主导生态过程和地带性的生态格局下，建立适合其特征的景观生态规划。小尺度没有完整的群落和生态系统，也没有完整的生态结构和系统功能，呈现出高度人工化的特征。场地规划即是关注该尺度下的地形、地方物种等因素，通过空间布局、生态建筑、立地绿化解决生态问题。（4）景观生态规划的生态合理性与实效性。规划中要相对符合自然规律，以实现人类生态的长远利益，杜绝“景观人工化”、“绿色沙漠”、“万亩荷花”及“以貌取植物”的歧视现象。（5）新技术及新方法的应用。景观研究、景观再现与景观表达的方法和技术的提高，主要着力于研究生态建设中的动态景观模拟与管理，探讨生态系统的最佳结构与各种利用类型（综合利用、多层利用、补缺利用、循环利用、自净利用、和谐共生、景观保护等）。规划实施上采用“不合理合理最优”的多方案比较途径。第二节 景观生态规划的理论基础1.生态进化与生态演替理论2.空间分异性与生物多样性理论3.景观异质性与异质共生理论4.岛屿生物地理与空间镶嵌理论5.尺度效应与自然等级组织理论6.生物地球化学与景观地球化学理论7.生态建设与生态区位理论1、生态进化与生态演替理论 达尔文提出生物进化论，主要强调生物进化。海克尔提出生态学概念，强调生物与环境的相互关系，开始有了生物与环境协调进化的思想萌芽。克里门茨的五段演替理论是大时空尺度的生物群落与生态环境共同进化的生态演替进化论。特罗尔发展了克里门茨的顶级学说明确提出景观演替概念，认为植被的演替，同时也是土壤、土壤水、土壤气候和小气候的演替，各种地理因素之间的相互作用是连续的。坦斯里提出生态系统学说研究重点转向对现实系统形态、结构和功能系统分析，对系统的起源和未来研究则重视不够。2、空间分异性与生物多样性理论 空间分异性是一个经典地理学理论，有人称之为地理学第一定律。地理空间分析实质是一个表述分异运动的概念。首先是圈层分异；其次是海陆分异；再次是大陆与大洋的地域分异。地理学通常把地理分异分为地带性、地区性、区域性、地方性、局部性、微域性等若干级别。 生物多样性理论不但是生物进化论概念，而且是一个生物分布多样化的生物地理学概念。生物多样性是适应环境分异性的结果。 空间分异性与生物多样性是同一运动的不同理论表达。景观具有空间分异性和生物多样性效应，并由此派生出具体的景观生态系统原理，如景观结构功能的相关性、能流、物流、物种流等。地形比较破碎的丘陵地区景观斑块3、景观异质性与异质共生理论 景观异质性的理论内涵是景观组分和要素，如基质、廊道、动植物、热能、水分等在景观中总是分布不均匀的，由于生物不断进化，物质和能量不断流动，不断干扰，因此景观永远达不到同质性的要求。 日本学者丸山孙郎从生物共生控制论角度提出了异质共生理论。这个理论认为增加异质性、负熵和信息的正反馈可以解释生物发展过程中的自组织原理，在自然界生存最久的并不是最强壮的生物，而是最能与其他生物共生，并能与环境协同进化的生物。 因此，异质性和共生性是生态学和社会学整体论的基本原则。垂直分异过程形成的景观在垂直方向上的分层现象景观格局的水平分异形成地表景观的多样性4、岛屿生物地理与空间镶嵌理论 岛屿生物地理理论是研究岛屿物种组成、数量及其变化过程中形成的。在对岛屿的研究过程中，学者们认识到岛屿面积与物种组成和种群数量的关系，提出了岛屿面积是决定物种数量的最主要因子的论点。景观空间结构就是一个镶嵌结构，景观生态学是在强调异质性的基础上表述、解释和应用镶嵌性的。孤立的斑块似岛屿一样不稳定格局5、尺度效应与自然等级组织理论 尺度效应是一种客观存在而用尺度表示的限度效应，在科学大综合时代，由于多元、多层、多次的交叉综合，许多传统学科的边界模糊了，因此，尺度选择对许多学科的再界定具有重要意义。等级组织是一个尺度科学概念，自然等级组织理论有助于研究自然界的数量思维，对于景观生态学研究的尺度选择和景观生态分类具有重要意义。6、生物地球化学与景观地球化学理论 生物地球化学主要研究化学元素的生物地球化学循环、平衡、变异以及生物地球化学效应等宏观系统整体化学运动规律。景观生态化学理论是景观生态学的重要基础，在众多的相关理论研究中对综合景观生态学、景观生态化学的研究日益发挥出自己的影响。7、生态建设与生态区位理论 景观生态建设是指通过对原有景观要素的优化组合或引入新的成分，调整或构造新的景观格局，以增加景观的异质性和稳定性，创造出优于原有景观生态系统的经济效益和生态效益，形成新的、高效的、和谐的人工-自然景观。 区位是一个竞争优势空间或最佳位置的概念。生态区位是景观组分、生态单元、经济要素和生活要求的最佳生态利用与配置。生态区位论是以生态学原理为指导将生态学、地理学、经济学、系统学方法统一起来，重点研究生态规划问题的新型区位论；区位生态学是具体研究最佳生态区位、最佳生态方法、最佳生态行为、最佳生态效益的空间生态学和生态经济规划。第三节 景观生态规划的主要流派1.以景观格局和功能为主的美国流派2.以荷兰和德国土地生态设计为代表的西欧流派3.以景观综合研究和景观生态规划为主的东欧流派4.以土地生态分类为核心的加拿大和澳大利亚流派5.以景观地球化学分析和区划为主的苏联流派6.以生态建设与生态工程建设为主的中国流派1、以景观格局和功能为主的美国流派 代表人物：福尔曼（Forman）、里泽（Risser）、特纳（Turner）等。着重研究景观的结构、功能、动态变化，并以规划管理为中心，是当今景观生态学的中心和主流。 特点：（1）把景观生态学研究建立在现代科学和系统生态学基础上，形成了从景观空间结构分析、景观生态功能研究、景观动态变化分析到景观控制和管理的一整套方法，从而奠定了景观生态系统的基础。（2）在区域生态规划方面的应用研究、根据编制地区自然生态目录和社会生态规划，以生态学观点制定环境政策，特别是土地利用方针和政策。2、以荷兰和德国土地生态设计为代表的西欧学派 代表人物：荷兰的I.S.庄纳德（I.S.Zonneveld）、德国的W.哈贝尔（W.Haber）。应用景观生态学思想进行土地评价利用、规划设计以及自然保护区和国家公园的景观设计。强调人是景观的重要组分并在景观中起主导作用，注重宏观生态工程设计和多学科综合研究。3、以景观综合研究和景观生态规划为主的东欧流派 代表人物：前捷克斯洛伐克的E.祖尔（E.Mazur）、M.鲁日奇卡（M.Ruzicka）。力促景观综合研究与应用、将景观综合方法和景观生态应用到区域规划和开发中，应用生态信息和生态平衡原则对人类经营的生态系统进行最优设计。4、以土地生态分类为核心的加拿大和澳大利亚流派 代表人物：加拿大G。梅里亚姆（G.Merriam）、澳大利亚P.布里奇沃德（P.Bridgewater）。将地理学上的综合思想与生态学中的生态属性和生态功能相融合，形成一套用生态学原则和标准对土地生态分类的方法，特别强调土地的生态属性和生态功能，以此作为生态利用的依据。5、以景观地球化学分析和区划为主的苏联流派 “维尔纳茨基的生物地球化学和生物圈说”、“苏卡切夫的生物地理群落学说”进而“索恰瓦的地理系统学说”构成苏联流派的三大理论支柱。对从地球化学发展而来的景观地球化学进行分析。6、以生态建设与生态工程建设为主的中国流派 20世纪80年代初，地理学家林超、黄锡畴大力介绍和倡导景观生态学；植物学家候学煜倡导大农业、生态学家马世骏倡导生态工程与建设；经济学家许涤新提出“生态经济学”概念。这些理论在建设、工程、经济、农业等方面取得较大成绩，使中国景观生态学研究一开始就具有生态设计、生态规划、生态建设、生态管理的应用实践特点。第四节 景观生态规划设计的重点1.景观生态过程-格局的规划设计2.景观生态学的度量体系与景观生态规划3.景观安全格局途径1、景观生态过程-格局的规划设计 斑块（patch）、廊道（corridor）、基质（matrix）是景观生态学用来解释景观结构的基本模式，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。 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，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，如大斑块与小版块各有什么生态学利弊；连续的或是间断的廊道对物种运动和物质流动有什么影响；不同的基质纹理（细密或粗散）对动物的运动和空间扩散的干扰有什么影响等等。围绕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。2、景观生态学的度量体系与景观生态规划 除景观生态概念和原理，景观生态学的度量体系也对景观生态规划的科学化和定量化发展起到重要意义。景观生态学的形式语言和景观规划语言是可以相通的。对景观生态来说，景观结构由成分和建构两个基本要素组成。成分是由数目、面积、比例、丰富度、优势度和多样性指标等来衡量。景观构建则是景观地物类型的空间特征，如尺度 、形状、适应度、毗邻度等。连续性也是景观生态学的一个重要的结构和功能的衡量指标。 在景观生态规划中主要有以下几个核心度量：（1）景观成分度量。斑块的多度（PR）和类型面积比例（CAP）、斑块数目（PN）和密度（PD）、斑块尺度（MPS）。（2）景观构建度量。用边长面积比（SHAPE）衡量的斑块形状、边缘对比（TECL）、斑块紧密性（RGYP）和相关长度（I）、最近毗邻距离（MNN）等。3、景观安全格局途径 大地景观是多个生态系统的综合体，景观生态规划以大地综合体之间的各种过程和综合体之间的空间关系为对象，对景观综合体过程-格局的设计，协调人类活动、有效保障各种过程的健康与安全。 多层次的景观安全格局，有助于更有效地协调不同性