生态学原理在景观设计中的应用

生态学原理在景观规划设计中的应用摘要：本文通过对景观生态学的本质探究，阐述生态学原理在景观规划设计中的应用以及规划设计的理论原则和设计方法。关键词:生态学;景观生态学；景观规划设计；生态设计原理一、景观生态学的定义景观生态学是一门以整个景观为对象，通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输与交换，通过生物与非生物以及人类之间的相互作用与转化，运用生态系统原理和系统研究方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理、研究美观的美化格局、优化结构、合理利用和保护的新兴的多学科之间的交叉学科，其主体是地理学与生态学之间的交叉。二，生态学在景观规划中的原理生态学原理人所共知，在景观规划中应把握以下运行的机制与机理：1，生态的多样性、复杂性、动态性决定了环境层次的多样性、差异性、动态性。2，生态的特质表现在其自律、调和、均衡的系统运行过程中。3，生态的演替表现出动力学的机制，即存在着生态位势、生态场和生态力的作用，人们只有把握它，才能保持系统的均衡。4，生态的均衡有一个适宜度，在适宜度内能自我调节。由此可见，生态学机制与原理是调控环境保持其生机的关键，所以，我们认为生态学原理在景观规划设计中占有主导作用，是进行景观规划设计的科学理论基础。对于景观设计者来说，应该掌握生态学知识，充分利用生态学的原理来指导设计，这样才能使景观设计在符合美学性同时，又符合科学性。三，生态学原理的产生与发展20世纪60～70年代以来，人们从工业时代的富足梦想中逐渐醒来，开始意识到环境和能源危机，景观规划设计流露出了对人与自然关系的关注，这是对自然和文化的一种全新认识。1969年麦克哈格《设计结合自然》的问世，将生态学思想运用到景观规划设计中，产生了“设计尊重自然”，把景观规划设计与生态学完美地融合起来，开辟了生态化景观规划设计的科学时代，也产生了更为广泛意义上的生态设计。生态主义的设计早已不是停留在论文或图纸上的空谈，也不再是少数设计师的实验，生态主义已经成为景观规划设计师内在的和本质的思考。尊重自然发展过程，倡导能源与物质的循环利用和场地的自我维持，发展可持续的处理技术等思想贯穿于景观规划设计、建造和管理的始终。在设计中对生态的追求已经与对功能和形式的追求同等重要，有时甚至超越了后两者，占据了首要位置。生态学思想的引入，使景观规划设计的思想和方法发生了重大转变，也大大影响甚至改变了景观规划的形象。景观规划设计不再停留在花园设计的狭小天地，它开始介入更为广泛的环境设计领域，体现了浓厚的生态理念。四，景观生态规划的原则1,自然优先原则保护自然景观资源和维持自然景观生态过程及功能,是保护生物多样性及合理开发利用资源的前提，是景观持续性的基础。自然景观资源包括原始自然保留地、历史文化遗迹、森林、湖泊以及大的植被斑块等，它们对保持区域基本的生态过程和生命维持系统及保存生物多样性具有重要的意义，因此，在规划时应优先考虑。2，持续性原则景观的可持续性可认为是人-景观关系的协调性在时间上的扩展，这种协调性应建立在满足人类的基本需要和维持景观生态整合性之上，人类的基本需要包括粮食、水、健康、房屋和能源，景观生态整合性包括生产力，生物多样性，土壤和水源。因此，景观生态规划的持续性以可持续发展为基础，立足于景观资源的持续利用和生态环境的改善，保证社会经济的持续发展。在景观规划设计中，应当寻求景观利用类型的结构、格局和比例与本区域的自然特征和经济发展的适应，谋求生态、社会、经济三大效益的协调统一与同步发展，以达到景观的整天优化利用。3，针对性原则不同地区的景观有不同的结构、格局和生态过程，规划的目的也不尽相同，如为保护生物多样性的自然保护区设计、为使农业结构合理的农业布局调整以及为维持良好环境的城市规划等。因此，具体到某一景观规划时，收集资料应当有所侧重，针对规划的目的选取不同的分析指标，建立不同的评价及规划方法。4，多样性原则多样性指一个特定系统中环境资源的变异性和复杂性。景观多样性是指景观单元在结构和功能方面的多样性，它反映了景观的复杂程度，包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性。多样性既是景观生态规划的准则又是景观管理的结果。5，综合性原则景观生态规划是一项综合性的研究工作，其综合性包含两方面的含义。其一，景观生态规划基于对景观的起源、现存形式、如何变化的理解，对它们的分析不是某单一学科能解决的，也不是某一专业人员能完全理解景观内在的复杂关系并做出明智规划决策的。景观生态规划需要多学科的专业队伍协同合作进行不懈的努力，这些人员包括景观规划者、土地和水资源规划者、景观建筑师、生态学家、土壤专家、森林学家、地理学家等专业工作者。其二，景观生态规划是对景观进行有目的的干预，干预的依据是内在的景观结构、景观过程、社会-经济条件以及人类价值的需要。这就要求在全面和综合分析景观自然条件的基础上，同时考虑社会经济条件，如当地的经济发展战略和人口问题，还要进行规划实施后的环境影响评价。只有这样，才能客观地进行景观规划，增强规划成果的科学性和实用性。五，景观生态规划的应用1,城市生态景观规划一个城市，改善环境质量除了主要依靠对污染的防治和控制外，还要重视发挥自然景观对污染物的自净能力，特别是天然和人工水体、自然或人工植被、广阔的农业用地和空旷的景观地段，能起到景观生态稳定性的作用，因此提高城市园林植物生态功能，一方面应尽可能地扩大城市绿地面积，提高绿化覆盖率；另一方面应充分利用绿化空间，合理利用园林植物的配植结构，提高现有绿地上的绿量。由于城市用地紧张，采用复层结构能够提高单位绿化面积上的绿量，从而使得园林植物最大限度地发挥生态功能。近年来，我国广大园林工作者根据园林生态学原理，提出了城市生态园林建设中植物材料选用应选观赏价值高、抗逆性强、生态保健功能强、经济效益高和具有丰富的历史文化底蕴、地方特色和人文个性的园林植物为材料，对于构建城市生态园林，充分发挥植物的生态效应具有指导作用。要创造一个良好的生产生活环境和优美的城市景观，还要考虑景观的总体控制，即城市外貌与建筑景观的总体布局，根据城市的性质、规模、现状条件，确定城市建设艺术的轮廓，体现城市美学特征。但遗憾的是我国大部分城市在城市总体规划中按传统的模式常常仅有绿地系统的规划，缺乏由生态学、经济学、美学等理论和原理指导的城市生态园林系统的整体规划，往往忽略了城市生态园林系统中各系统间的生态关系。2，农村景观生态规划农村景观包括农田、人工林地、农场、牧场、鱼塘和村庄等生态系统，以农业特征为主，是人类在自然景观的基础上建立起来的自然生态结构与人为特征的镶嵌分布。农业生产实践中，化肥、农药、除草剂及现代农业工程设施的使用，使土地生产率提高，土地利用向多样化、均匀化方向发展。农村各产业的蓬勃兴起，在有限的自然资源和巨大的人口压力的条件下，物质、能量和信息在各景观要素间流动和传递，不断改变着农业生产格局，农业资源与环境问题日益突出。农业的持续发展面临着土壤侵蚀、有机质减少、土壤板结及盐碱化、污染和虫害问题，如何利用景观生态学原理对农业景观资源进行合理的规划、设计，促进农业资源的合理配置及利用，具有重要的现实意义。根据我国农村现状，我们认为在农村景观生态规划应遵循以下原则：1)建设高效人工生态系统，实行土地集约经营，保护集中的农田斑块；2)控制建筑斑块盲目扩展，建设宜人景观的居住环境；3)重建植被斑块，因地制宜增加绿色廊道和分散的自然斑块，补偿和恢复景观的生态功能；4)在工程建设区要节约工程用地，重造环境优美与自然系统相协调的景观。3，旅游区的景观生态规划自然风景旅游区是由许多相互关联、依存和制约的生物因素和非生物因素构成的，以自然景观属性为主，人工干预为辅的生态系统。从景观生态角度来看，主要包括山地、森林、草地、各种水域和沼泽等景观生态类型，其共同特点是保持着大自然原有风貌和良好的生态环境，有些还有丰富独特的人文过程、浓郁的民俗风情，成为人们亲近自然、回归自然的的理想境地。旅游区景观生态规划的重点是如何协调经营者的经济利益和维持景观生态系统的生态整合性的关系，开发建设与景观生态破坏的关系，以及景点、服务设施的空间分布和建设，更应当注意因景制宜，适度开发，以防止旅游区基础设施建设对山体和植被的破坏，维持风景区的可持续发展。4，自然保护区的规划设置自然保护区的目的就是保护濒临灭绝的、稀有的或者具有重大研究价值的动植物物种，而保护的措施最恰当的就是维持当地的生态平衡而进行原地保护。自然保护区的主要元素是斑块和廊道。斑块是指周围背景的非线性景观元素，与其周围基质有着不同的物种组成，是物种的聚集地，它的大小、形状、类型、边缘和数量对景观的结构具有重要的意义。廊道则是指不同于两侧基质的狭长地带，可以看作是一个线状或者带状的斑块，如河流、道路、树篱等。在自然保护区的规划中应当以维持当地原有生态环境平衡和本地物种均衡为原则，慎重建设廊道。六，景观生态设计原理1，共生原理共生指的是不同种生物基于互惠关系而共同生活在一起。该理论着意使人类通过共生，控制人类-环境系统，实现与自然的合作，与自然协同进化。为了获得共生的好处，系统必须着眼于创造小的空间，并确保它们之间的相互耦合与镶嵌，使整个反馈向着有利于系统稳定的方向发展。例如我国华北平原的农桐间作，由于泡桐具有速生性，枝叶稀疏、根系分布深，在水肥及光能利用方面不与农作物竞争，针对华北多风沙的特点，采用5m×40m的大株行距种植，起到农田林网的作用。其主要特点就是利用植物和谐共生的特性，多层次地利用光能和水肥，具有明显的生态效益、经济效益和社会效益，并达到三者的统一。据有关研究，农桐间作改善了农田小气候，减少昼夜温差0.5～1.0℃，增加农田相对湿度，显著降低风速，且其光能利用率远远高于我国作物光能利用率平均水平。2，多重利用原理多重利用意味着我们生产的东西或做的事情远不止一个目标，也意味着可以通过几种局部的方法来解决一个问题，而不是用单一的一揽子方法解决问题。其典型代表是珠江三角洲的桑基鱼塘。这是一种独特的土地利用方式，是多层分级利用、生态良性循环的农业景观生态设计，主要包括陆基与鱼塘两个部分，基是作物生长的基础，也是整个生态系统中桑、蚕、鱼的营养库，而塘是土地利用的中心。随土地利用方式、种植作物的不同，基可以氛围桑基、蔗基、果基和花基等。桑基鱼塘结合了蔬菜、甘蔗、桑的栽培，养蚕业、鱼类混养以及畜牧业生产，总生物力每公顷达20～40t，它是一种立体配置的生态设计，既有水、陆两种特性，每一层上又具有过个亚层，从而可以充分利用光能，形成多环食物链和多层次种养业，经济效益和社会效益都很高。3，循环再生原理循环再生原理是多重利用原理的更高层次的体现，世间任一“废物”必然是某一生态过程或生态功能有用的“原料”或缓冲剂，这就需要我们抛弃线性、均衡的因果链的思维模式，以及有限的原因和结果的思维模式。例如我国广泛的庭院景观生态设计类型。农村庭院具有一定面积，人类活动频繁和水源便利的特点，依据生态设计原理，有以下几种模式可供选择：①立体栽培模式：主要在庭院实行立体栽培，利用食物链加环原理，进行物质多层循环利用；②四位一体温室模式：这种模式把生产冬季蔬菜和猪圈、厕所、沼气池融为一体，实现养猪、猪粪和人粪入沼气池发酵，沼气池为蔬菜生产供能，供肥；③养牛（家畜）-沼气-果树模式：该模式农户通过养家畜、消化作物秸秆和排出的粪便进入沼气池发酵产气，废料为蔬菜供肥。以上几种生态设计模式，经济效益明显：从生态效益看，可以调节空气，杀灭细菌，促进健康；其社会效益在为人们提供物质条件和舒适环境的同时，还能促进人们去学科学，用科学。4，局部控制，整体调节景观是有物质和能量联系的多重等级组织，对低等级的局部干扰会影响整体，反之控制局部也可以使整体得到调节。例如我国黄土高原农村景观生态设计以“坡修梯田，构筑坝地，发展林草，立体镶嵌”为特色，其主要内容是：①按土地适应性调整农业用地，压缩陡坡耕地，发展林草，使农、林、牧用地镶嵌配置，协调发展；②在地势较缓的坡地培肥地力，在沟谷中打坝淤地，发展农业良田；③造林种草恢复植被，种植多年生豆科