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乡村景观新斑块的景观生态设计框架摘要：本研究制定了一个将景观生态原则结合到景观规划设计过程中的综合框架，着重关注在乡村环境中新斑块的设计该体系包括两个相互关联的部分：斑块分析（PA）和斑块设计（PD） 斑块分析扩充景观储备并分析其过程它鉴别节点（潜在栖息地斑块）与通道（生态走廊或栖息地间的“踏脚石” ） 对自然植被斑块来说，大小、形状和空间布局被用于开发鉴别节点与通道的工具斑块设计应用定量的信息与分析工具，对引进斑块的位置、形状、大小和组成提出建议该框架已经应用于南意大利普利亚的地中海乡村景观中一个新高尔夫项目的开发在高尔夫项目中设计并定位了五十个新的地中海马基斯群落斑块（24 个）和地中海灌木地群落斑块（26 个） ，将整体自然植被覆盖率增加到 70 公顷（占总面积的 60%） 该框架在各种景观规划、设计和管理项目中具有应用的潜力关键词：景观建筑学；规划；景观生态学；模型；高尔夫从原始栖息地的减少和景观的破碎化可以看出人类活动与自然环境的持续冲突因为这些变化，妥善保护的自然地域已经非常稀少，生物种群不得不适应或者迁徙到残留的自然地域中（2001 年 Palomares ） 在过去这些年里的许多科技成果和实际案例强调了这种现象的存在（例如，1997 年 Pearlstine 等人；2000 年 Lindenmayer 等人） 。

基于岛屿生物地理学和元种群动态理论（1967 年 McArthur 和 Wilson）的 “景观生态学”的案例（例如，1986 年 Forman 和 Godron）日益成为提供有效和可行的解决方案的基础这种方法的重要性在于一种基本的观念，即景观应该被视为一种整体的生态系统，其中的过程与生态网络息息相关（1992 年 Baker；1996 年 Collinge；1997 年 Zavala 和 Burkey；1998 年 Gustafson） 多数文献通过在区域或国家尺度的生态网络中节点与通道的规划（1994 年 Lier 和Cook； 1995 年 Ahern；1995 年 Linehan 等人；1994 年 Lammers；1994 年 Langevelde） ，研究大尺度的应用尽管大尺度层次上的研究已经很多了，这些原则在更加详细的，景观建筑学通常分析与介入的尺度（1997 年 Ndubisi）中的应用研究却很少最近，Antrop（ 2001）指出了景观生态学这种在尺度联系上的脱节，以及理论研究与实际应用上的脱节他鼓励“景观生态学家更努力地将他们的理论、观念和成果转化为实际应用 ”（P89） 。

大尺度上的知识与适宜尺度的研究的叠加与综合将是景观生态学学科发展上迈进的重要一步本次研究的目标是通过一个乡村景观中新斑块设计的具体的案例，将景观生态学的原则与景观规划设计的过程结合起来意图建立将景观生态学模型与数学方程转化为可以为景观规划师与设计师所利用的视觉形式的框架最后的成果在设计具有支持生态功能潜力的新斑块的大小、形状、位置和组成时考虑到生态背景这个框架已经应用于南意大利普利亚的地中海乡村景观中一个新高尔夫项目的开发新斑块设计框架一种景观的结构形式是各种空间上相互联系的过程的结果这些塑造力量中有许多在人类的掌控之下，其中栖息地的破碎化是最为重要的一个（2000 年 Nupp 和 Swihart） 结果，自然生态系统与社区一样，散布在景观之中，被新的土地使用开发所取代新的斑块不断地被规划设计，并引入到景观中，就像马赛克中的“方块”一样（1986 年 Forman 和Godron；1995 年 Forman；1996 年 Dramstad 等人） 为了减小栖息地破碎化的影响，景观生态学家和规划师提出了以下策略：（1）通过建立缓冲区，保护自然斑块（1986 年 Schonewald-Cox 和 Bayless） ；（2）通过规划绿廊，加强自然斑块之间的物质联系；（3）发展对自然地域冲击最小化的土地使用活动（1998年 Peck） 。

在以人为主体的景观中，相似的导则被应用于乡村区域背景下新的游憩活动的规划（1994 年 Dietvorst 和 Bolhuis） 这些地区的设计代表了景观设计师在他们的工作中应用和检验景观生态学原理的机会除了考虑为使用者服务的功能因素（例如，交通方式、活动和服务区） ，规划设计的过程还包括加强新斑块内部和外部的自然过程比如说，通过对周围自然系统模式的考虑，新种植的区域可能会被安排在具有战略意义的位置上，并且通过适当的景观元素联系在一起而且它们的大小和形状可以优化这种相互作用为了给这种特殊的情况提供适当的导则，一种从景观设计师和规划师的角度考虑的新斑块设计框架（FDNP）应运而生该框架提取出关键的景观措施并将它们整合成两种工具：斑块分析（PA）——用以评估剩余自然地区，以及斑块设计（PD）——用以协助新生态斑块的设计（见图表 1） FDNP 基本上是步骤与模块的结合，综合了景观生态学模型与统一的地理信息系统（GIS ）的空间分析（例如，景观度量、成本距离地图等） 图表 1 新板块设计框架（FNDP ） （de 为边界距离值，T 为模型测试） 模块边上的小写字母表明文中描述的不同步骤在这篇论文中，我们使用如下定义：斑块是指具有线性属性、面域属性和将它与周边其他斑块区分开的拓朴属性的空间要素（1995 年 Baskent 和 Jordan） 。

节点是有能力支撑需要内部栖息地的动植物种群的大型自然植被斑块通道是狭长的自然植被斑块，有能力提供种群在景观中移动的途径斑块分析斑块分析（PA）通过提供识别节点( 与潜在栖息地相关)与通道 (与栖息地间的廊道和“踏脚石”相关)的工具，增加景观储备并分析过程（ 1994 年 Langevelde） 主要需要考虑的斑块特征如下：大小、形状、核心区，以及空间布局（1992 年 Gutzwiller 和Anderson；1997 年 Pearlstine 等人；2001 年 Schmid-Holmes 和 Drickamer） 尽管这些属性各自在决定生态功能方面发挥着独立的作用，它们还可以通过相互作用影响生态过程（1996 年 Collinge） 斑块大小景观设计师在基地分析中通常会考虑特定的土地使用类型的面积斑块的大小通过CAD 和 GIS 技术可以很容易地计算出来，并提供斑块在景观模型中的整体的背景概念这个参数还可以用在更为有意义的方面，关注每个独立的自然植被斑块（剩余斑块） ，比如森林、湿地和草原在整体物种多样性方面，这些剩余斑块的大小显与生物密度成正比（1987 年 Dorp 和 Opdam；1995 年 Rosenzweig；1997 年 Bowers 和 Matter；1998 年 Bender等人；2001 年 Lomolino） 。

较大面积的自然植被斑块能为很多种类的生物种群提供更多适宜的栖息地，并且更容易被分散的种群所利用（2000 年 Lindermayer 等人；2000 年Vallan） 斑块的大小和它的景观功能之间的关系被结合到 FDNP 中的 PA 模块中（见图表 1，步骤 a）来生成任意特定斑块的核心区域的先验预期（1991 年 Laurance 和 Yensen，P87） 斑块形状斑块边界的形状也是确定有机体空间形式的影响需要考虑的重要因素（2001 年 Turner等人） 形状影响斑块和周边景观要素之间的联系（1992 年 Gutzwiller 和 Anderson） 面积一定的情况下，近圆形状比其他拉长或迂回的形状，与周边模型的接触点更少斑块形状还影响到内部和边缘栖息地的相对数量（2001 年 Bogaert 等人） 面积一定的情况下，圆形的边缘栖息地最少，而一个很长很狭窄的形状则会有更多的边缘栖息地（2001 年 Turner 等人） 内部与边缘栖息地比值低的狭长斑块通常支持更多边缘种群，而同等大小的圆形斑块具有更高的内部与边缘栖息地比值，则通常支持更多内部种群（1998 年 Bender 等人） 。

文献提供了识别形状的几种不同的方法，但并不存在经过证明和承认的方法（1995年 Baskent 和 Jordan） 边长面积比（P/A）很容易以数学的方法计算，并作为一项有用的形状复杂指数加以应用在面积一定的情况下，P/A 值高表明复杂或拉长的边界形状，而P/A 值低则表明更加紧凑简洁的形状但是，P/A 比会受到斑块大小的影响，对特定的形状，会随着面积的增加而减小（2001 年 Turner 等人） 形状指数（SI） （1975 年 Patton）描述了每种形状与圆形的偏差：圆形的 SI 值为 1；而不规则形状斑块的值较高对给定的形状产生这个指数，需要的参数仅有面积（TA，单位为公顷）和周长（P，单位为米）：分形在景观生态学中用以评估复杂的边界或斑块形式，并作为检测不规则斑块拼贴模式的不同尺度的一种方法（1991 年 Milne；2001 年 Grossi 等人） 分形尺度（D）代表斑块的复杂程度（1987 年 Krummel 等人；1991 年 Ripple 等人； 1995 年 Baskent 和 Jordan） ，可以这样计算：对欧几里得形（矩形、方形或圆形）来说，分形尺度等于 1。

随着形状变得越复杂，分形尺度越接近 2尽管分形尺度在景观生态学研究中有着越来越多的应用，它对很多人来说仍然是抽象的概念，而且很容易被不恰当地使用（1995 年 McGarigal 和 Marks） 在 FDNP（图表 1，步骤 b）的 PA 模块中，斑块形状通过应用 SI 加以计算根据Laurance 和 Yensen 的模型（ 1991 年） ，该指数是估算斑块核心区的基本要素不同复杂程度的斑块形状的 SI 值见图表 2a，它们是栖息地斑块的模拟图表 2 （a）作为栖息地斑块模拟的不同斑块形状的代表形状指数值为：A=1.01； B=1.05；C=1.57；D=1.87 （b）以形状指数组织的斑块 A、B 、C、D 的 dmax 值斑块核心区斑块的形状和大小都可以用来预测内部与边缘栖息地的相对数量，并进一步推测有机体空间形式的影响对此，Laurance 和 Yensen（1991 年）提出了一个核心区模型来估算斑块内的内部栖息地的总面积一个有面积 TA（公顷）和周长 P（米）的斑块，核心区面积CA（公顷）可由如下方程推算：其中且方程中，AA= 受影响的面积；AA adj=调整后的受影响面积（公顷） ；SI=形状指数；d e=边缘距离（米） ；0.265=常数（无单位） ；3.55=（公顷/米）比值，即一个 10000 公顷的板块随着 de 的增加而损失的 CA（见 1991 年 Laurence 和 Yesen，P83 ） 。

这个理论的控制参数为：如果 AA/TA=0 则 de=0（没有边缘效应） ；如果 AA/TA=1 则 de=dmax（没有核心区） 唯一未知的变量是距离 de，定义为“斑块内部到边界的垂直距离，在这个距离上边缘效应（例如微气候的改变、风力、阴影等）开始改善” （1991 年 Laurance 和 Yensen，P79） 理想状态下，用于定义一个特定有机体斑块核心的距离将通过对几个边缘-内部断面的生态参数的抽样得出d e 的值也可以基于对当地植物群落和动物区系已有的研究来确定，或者通过边缘距离 de 的各种取值（从 0 到 dmax）代表一个种群或者一类种群（图表 1，步骤 c） 边缘距离的上限（d max）可由方程 4 得出，其中 AA=TA（无核心区）：其中 TA=斑块面积（ha） ；P=斑块周长（m） ；例如，给定一个面积（TA）为 10 公顷，周长（P ）为 2000 米的自然斑块，边缘距离的上限（d max）就是大约 50 米，表示这个斑块可以支持对渗透距离最大为 50 米的边缘敏感的种群斑块核心区在框架中是通过计算。