第一篇：楊剛-淺談“斑塊—廊道—基質(zhì)”模式對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)及保護(hù)的意義

淺談“斑塊—廊道—基質(zhì)”模式對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)及保護(hù)的意義

學(xué)號(hào)：2010305110171

姓名：楊剛 摘要：城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定是城市生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，但由于人為因素的影響，城市生物多樣性急劇下降。景觀生態(tài)學(xué)作為研究景觀單元的類型組成、空間配置及其與生態(tài)過程相互作用的綜合性學(xué)科，強(qiáng)調(diào)空間格局、生態(tài)過程及尺度之間的相互作用。景觀生態(tài)學(xué)的“斑塊—廊道—基質(zhì)”理論對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)及保護(hù)有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵字：景觀生態(tài)學(xué) 城市生態(tài)系統(tǒng) 恢復(fù) 保護(hù)

城市生態(tài)系統(tǒng)是以城市為中心、自然生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)、人的需要為目標(biāo)的自然再生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)相交織的經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)。在城市生態(tài)系統(tǒng)中,人起著重要的支配作用,這一點(diǎn)與自然生態(tài)系統(tǒng)明顯不同。在自然生態(tài)系統(tǒng)中,能量的最終來源是太陽能,在物質(zhì)方面則可以通過生物地球化學(xué)循環(huán)而達(dá)到自給自足。城市生態(tài)系統(tǒng)就不同了,它所需求的大部分能量和物質(zhì),都需要從其他生態(tài)系統(tǒng)(如農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、湖泊生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng))人為地輸入。同時(shí),城市中人類在生產(chǎn)活動(dòng)和日常生活中所產(chǎn)生的大量廢物,由于不能完全在本系統(tǒng)內(nèi)分解和再利用,必須輸送到其他生態(tài)系統(tǒng)中去。由此可見,城市生態(tài)系統(tǒng)對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)具有很大的依賴性,因而也是非常脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。由于城市生態(tài)系統(tǒng)需要從其他生態(tài)系統(tǒng)中輸入大量的物質(zhì)和能量,同時(shí)又將大量廢物排放到其他生態(tài)系統(tǒng)中去,它就必然會(huì)對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)造成強(qiáng)大的沖擊和干擾。如果人們?cè)诔鞘械慕ㄔO(shè)和發(fā)展過程中,不能按照生態(tài)學(xué)規(guī)律辦事,就很可能會(huì)破壞其他生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡,并且最終會(huì)影響到城市自身的生存和發(fā)展。

“斑塊—廊道—基質(zhì)”模式的原理

景觀生態(tài)學(xué)認(rèn)為景觀是一個(gè)由不同生態(tài)系統(tǒng)以相似方式重復(fù)出現(xiàn)的異質(zhì)性陸地區(qū)域。按照在景觀中的地位和形狀, 景觀要素可以分為斑塊、廊道、基質(zhì)3 種類型。斑塊

斑塊是指與周圍環(huán)境在外貌或性質(zhì)上不同，但又具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間部分。其大小、類型、形狀、邊界、位置、數(shù)目、動(dòng)態(tài)以及內(nèi)部均質(zhì)程度對(duì)生物多樣性的保護(hù)都有特定的生態(tài)學(xué)意義。斑塊面積的大小不僅影響物種的分布和生產(chǎn)力水平，而且影響能量和養(yǎng)分的分布。一般來說，斑塊面積越大，物種多樣性越高。斑塊數(shù)目對(duì)生物多樣性的影響主要表現(xiàn)在生物棲息地的增減上，減少一個(gè)斑塊就意味著抹去一個(gè)棲息地；增加一個(gè)斑塊，則意味著增加一個(gè)避難所，一份保險(xiǎn)。一般而言，兩個(gè)大型的自然斑塊是保護(hù)某一物種的最低斑塊數(shù)目，4～5個(gè)同類型斑塊對(duì)維持物種的長期健康與安全較為理想。斑塊的形狀對(duì)生態(tài)學(xué)過程和各種功能流有重要的影響，例如，緊密型斑塊有利于保儲(chǔ)能量、養(yǎng)分和生物，松散型形狀易于促進(jìn)斑塊與周圍環(huán)境物質(zhì)、能量、生物方面的交換。廊道

廊道是具有通道或屏障功能的線狀或帶狀的景觀要素，是聯(lián)系斑塊的重要橋梁和紐帶。它不同于兩側(cè)的基質(zhì)，可以看作是一個(gè)線狀或帶狀斑塊。廊道在很大程度上影響著斑塊間的連通性，也在很大程度上影響著斑塊間物種、營養(yǎng)物質(zhì)、能量的交流和基因交換。廊道的生態(tài)功能取決于其內(nèi)部生境結(jié)構(gòu)、長度和寬度及目標(biāo)種的生物學(xué)特性等因素。廊道有著雙重性質(zhì)：一方面將景觀不同部分隔開，對(duì)被隔開的景觀是一個(gè)障礙物；另一方面又將景觀中不同部分連接起來，是一個(gè)通道，最顯著的作用是運(yùn)輸，它還可以起到保護(hù)作用。

廊道在生物多樣性的保護(hù)中有重要作用，主要表現(xiàn)在：①為物種提供特殊生境或者棲息地；②增加物種重新遷入機(jī)會(huì)；③促進(jìn)斑塊間物種的擴(kuò)散?；|(zhì)

基質(zhì)是景觀的本底，是景觀中面積最大、連接度最好、對(duì)景觀控制力最強(qiáng)的景觀要素?；|(zhì)對(duì)斑塊嵌體等景觀要素內(nèi)及景觀要素之間的物質(zhì)能量流動(dòng)、生物遷移覓食等生態(tài)學(xué)過程有明顯的控制作用，因而作為背景的基質(zhì)對(duì)生物多樣性保護(hù)起關(guān)鍵作用。景觀基質(zhì)至少在3個(gè)方面對(duì)生物多樣性保護(hù)起著關(guān)鍵作用。

首先，為某些物種提供小尺度的生境。如基質(zhì)中的立枯木、風(fēng)倒木、樹籬、砂礫質(zhì)河床及土壤堆積體等；其次，作為背景，控制、影響著與生境斑塊之間的物質(zhì)、能量交換、強(qiáng)化或緩沖生境斑塊的“島嶼化”效應(yīng)；最后，控制整個(gè)景觀的連接度，從而影響斑塊間物種的遷移。在景觀尺度上，斑塊—基質(zhì)之間相互作用對(duì)物種遷移有顯著影響從而控制著種群動(dòng)態(tài)。

“斑塊—廊道—基質(zhì)”模式的應(yīng)用

城市生物多樣性對(duì)于維持城市生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要意義。城市生物積極參與了城市系統(tǒng)的物質(zhì)能量循環(huán)，維持了大氣CO2—O2的化學(xué)平衡，分解利用各種有機(jī)廢物，對(duì)地球生物化學(xué)循環(huán)的順利進(jìn)行起著重要的作用。同時(shí)城市生物多樣性可以給人以精神上的享受，使人對(duì)大自然的需求得以滿足，具有巨大的社會(huì)效益。

城市斑塊規(guī)劃設(shè)計(jì)

在城市中, 對(duì)生物多樣性保護(hù)具有重要作用的斑塊是城市園林和公園等。城市園林是一類以人工生態(tài)為主體的景觀斑塊單元, 包括城市公園、花園、小游園、廣場(chǎng)等面狀空間等。城市園林由于強(qiáng)調(diào)人工園林與自然生物群落的有機(jī)結(jié)合, 因而在保護(hù)和發(fā)展生物多樣性具備許多有利條件, 如園林空間的異質(zhì)性、園林類型的多樣化、園林物種的多樣性等都能為城市生物多樣性的豐富和發(fā)展奠定優(yōu)越的基礎(chǔ)。

提高城市園林綠地斑塊物種復(fù)雜性

城市園林建設(shè)時(shí)物種配置要以本土和天然為主?？梢园催@樣的思路:在城市中，讓野生植物在相當(dāng)面積的待綠化土地上生長起來，讓野花、野草、野灌木形成自然綠化。這樣不僅使得現(xiàn)代化城市與自然共存，而且自然綠化避免了人工綠化的施肥、撒藥，保護(hù)了環(huán)境。同時(shí)，在自然綠化形成的城市園林內(nèi)，野生植物多樣性能誘惑昆蟲、鳥類和其它小動(dòng)物來?xiàng)?，能很好地增加城市的生物多樣性，增?qiáng)城市的生態(tài)功能和景觀。

提高城市園林綠地斑塊類型多樣性

斑塊類型的多樣性是景觀多樣性的一個(gè)方面，一般地說隨著斑塊類型多樣性的增加, 物種多樣性也增加。因此保護(hù)生物多樣性首先要保護(hù)生境斑塊和各種各樣的生態(tài)系統(tǒng),，多樣性的生態(tài)園林為生物多樣性的存在和發(fā)展提供了生境條件。按照構(gòu)成城市園林的主體和基礎(chǔ)可將其分為生產(chǎn)型植物群落、觀賞型植物群落、抗逆型植物群落、保健型植物群落、知識(shí)型植物群落和文化環(huán)境型植物群落六大園林類型。在規(guī)劃創(chuàng)建各類型城市園林時(shí), 要充分考慮生態(tài)上的科學(xué)性, 充分利用我國豐富的生物資源, 因地制宜地發(fā)展多種類型的城市園林。

提高城市園林綠地斑塊空間異質(zhì)性

城市園林的主體是生物，因而園林空間異質(zhì)性與物種多樣性密切相關(guān)?？臻g異質(zhì)性包括環(huán)境多樣性和生物群落結(jié)構(gòu)多樣性兩個(gè)方面：城市園林內(nèi)環(huán)境越多樣化，它所提供給生物生境就越多．傳統(tǒng)園林過分強(qiáng)調(diào)外部形式的美觀，常常忽略了園林空間上的生態(tài)合理配置，使得園林生物群落多樣性較低，難以充分發(fā)揮園林群落的整體生態(tài)功能。在城市綠化用地如此緊張情況下，配置簡單的植物群落既減弱了園林綠地的生態(tài)功能，對(duì)土地資源也是一種浪費(fèi)．因此在城市園林建設(shè)時(shí)，要根據(jù)生態(tài)學(xué)原則實(shí)行喬木、灌木、藤本、草本植物相互配置，充分利用空間資源，建設(shè)多層次、多結(jié)構(gòu)、多功能的植物群落，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的長期共存的復(fù)合混交立體植物群落。同時(shí)也為昆蟲、鳥類等野生動(dòng)物的引入提供良好的條件，通過增加園林空間異質(zhì)性充分發(fā)揮植物群落和野生動(dòng)物的作用，通過動(dòng)植物食物鏈的合理連接，形成穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的城市園林生態(tài)系統(tǒng)。

城市廊道規(guī)劃設(shè)計(jì)

城市廊道可分為3 種: 綠道、藍(lán)道、灰道。綠道是指以植物綠化為主的線狀要素, 如街道綠化帶、環(huán)城防風(fēng)林帶、濱水河岸植被帶等。藍(lán)道主要是城市中各種河流、海岸等?；业乐改切┤斯の妒愕慕值?、公路、鐵路等。

“綠色廊道”的建設(shè)

在城市景觀中，園林綠地成零星狀分布在街道、建筑物等人為斑塊的中間，形成孤立的“生境島”。由于其面積有限、相互隔離，嚴(yán)重阻礙了生物的遷移和物種之間的基因交換，使得各園林斑塊內(nèi)部生物近親繁殖，降低了生物的生態(tài)生理特性。根據(jù)景觀廊道理論，在城市各園林綠地斑塊之間及與城郊自然環(huán)境之間修建“綠色廊道”，把相互分散的斑塊有機(jī)的連接起來，形成城市園林有機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這樣不僅給生物提供了更多的棲息地和更大的生境面積，而且有利于城郊自然環(huán)境中野生動(dòng)植物向城區(qū)園林遷移。

“藍(lán)色廊道”的建設(shè)

城市河流水系是城市生命的血脈, 是水生生物棲息的場(chǎng)所, 但由于污染、干旱、斷流使得城市河流廊道功能和生物多樣性明顯下降。對(duì)于河流的治理是城市建設(shè)的重點(diǎn)工程, 投入了很大的物力、人力和財(cái)力, 然而在治理過程中卻破壞了河流的自然屬性, 如：水泥護(hù)堤襯底、截彎取直等, 破壞了生物多樣的生境組合, 嚴(yán)重影響了河流廊道應(yīng)有的生態(tài)功能, 曾經(jīng)是水草叢生、白鷺低飛、青蛙纏腳、游魚翔底, 而今已是寸草不生、光潔的水泥護(hù)岸, 就連螞蟻也不敢光顧, 生物多樣性下降。這又使得生物凈水能力消失殆盡, 水—土—植物—生物之間形成的物質(zhì)和能量循環(huán)系統(tǒng)被徹底破壞, 同時(shí)也失去了為人們提供富有詩情畫意的感知與體驗(yàn)空間。如何通過對(duì)藍(lán)色廊道進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)以達(dá)到保護(hù)生物多樣性的目的已成為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一?，F(xiàn)代景觀生態(tài)學(xué)的研究證實(shí), 自然狀態(tài)的河床和彎曲的水流有利于生物多樣性的保護(hù), 有利于消減洪水的災(zāi)害性和突發(fā)性。因此, 在進(jìn)行藍(lán)色廊道建設(shè)和規(guī)劃時(shí), 首先以維護(hù)和恢復(fù)河流和海岸的自然形態(tài)為前提。其次, 還要注意綠色廊道和藍(lán)色廊道的有機(jī)結(jié)合, 形成一個(gè)協(xié)調(diào)、一致、互益的整體。如在河流兩岸種植吸污性較強(qiáng)的植物物種, 一方面對(duì)河流內(nèi)污染物有一定的吸收同化作用;另一方面也有利于河流兩岸的水土保持, 這對(duì)提高生物多樣性有積極的意義。

城市綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

充分利用河流、高壓輸電線路、鐵路、道路和楔形綠地等，在城市各園林綠地斑塊之間以及與城外自然環(huán)境之間，尤其在影響生物群體的重要地段和關(guān)鍵點(diǎn)修建綠色廊道和“暫息地”，形成綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，減少“島嶼狀”生境的孤立狀態(tài)，增加敞開空間和各生境斑塊的連接度和連通性，保證城市自然生態(tài)過程的整體性和連續(xù)性，減少城市生物生存、遷移和分布的阻力面，給生物提供更多的棲息地和更大的生境空間，使城外自然環(huán)境中的動(dòng)、植物能經(jīng)過“廊道”向城區(qū)遷移。結(jié)語

美國生態(tài)學(xué)家R.Forman 提出的“斑塊—廊道—基質(zhì)”模式，為描述景觀結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)提供了一種空間語言，使城市發(fā)展不斷向外圍擴(kuò)展的過程中，綠地建設(shè)除了傳統(tǒng)的公園、居民小區(qū)、一般街道的構(gòu)建模式有所改進(jìn)以外，還要建造一定面積的森林島，一定寬度的綠色走廊，提高綠地分布的均勻性;選擇適宜的綠化物種，形成喬、灌、草相結(jié)合的植被結(jié)構(gòu)，特別要加強(qiáng)城區(qū)河流、主干公路沿線的綠廊建設(shè)，強(qiáng)化綠地斑塊間的連接度和連通性，從而使城區(qū)與郊區(qū)連為一體，增加城市環(huán)境的空間異質(zhì)性，減少由于植被中斷而產(chǎn)生的阻隔作用，可以有效緩解生境破碎化對(duì)野生動(dòng)物遷徙帶來的不利影響，有利于鳥類向市區(qū)輸入，捕食害蟲，改善城市生態(tài)環(huán)境。隨著景觀生態(tài)學(xué)原理的不斷發(fā)展與完善，它在城市生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與保護(hù)建設(shè)中的指導(dǎo)作用將會(huì)日益加深。

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