城市生态学-杨小波版-第七章-城市景观生态

第七章城市景观生态第一节城市景观的概念第二节城市景观要素的基本类型第三节景观多样性与城市景观异质性第四节城市景观的演变第五节城市景观规划什么是景观？Landscape，这是一个有多重意义的词景观有三种理解。A、美学意义上B、地理学上的理解C、景观生态学的理解。一般意义上的景观：景色、精致、风景、景象……视觉上与“风景”同义。作为审美对象，是风景诗、画及风景园林学科的对象。第一节城市景观的概念一、景观的定义与内涵景观的深层次含义：地理学上的理解：将景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体。景观的概念接近于生态系统或生物地理群落等术语。景观生态学（landscapeecology）对景观的理解：景观是空间上不同生态系统的聚合。一个景观包括空间上彼此相邻、功能上互相联系、发生上有一定特点的若干个生态系统的聚合。（区域景观----更注重的是相互作用的系统）。福曼（R.Forman）在《景观生态学》中，景观“以类似方式重复出现的相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域”。具备四个特征：①生态系统的聚合；②各生态系统之间和物质能量流动的相互关系；③具有一定的气候和地貌特征；④与一定的干扰状况的聚合相对应。结构上景观是若干生态系统组成的镶嵌体，功能上各生态系统相互作用。以景观的形成来说，受两方面的影响，一是地貌和气候条件，二是干扰因素。二、城市景观生态的概念城市景观是指城市所有空间范围，或者说是城市布局的空间结构外观形态。包括城市区域内各种组成要素的结构及外观形态。在城市景观中，人与环境的相互关系是核心，所以，城市景观是由若干个以人与环境的相互作用关系为核心的生态系统组成。三、景观要素的基础知识景观是一个由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元称为景观要素（element）。按自然环境或立地条件划分的单元称之为景观成分，按人类活动的影响（如土地利用方式）划分的单元称之为景观要素。景观和景观单元或景观要素的关系是相对的。村庄、农田、牧场、森林、道路和城市的异质性地域称之为景观，它们每一类即为景观要素，景观强调的是异质镶嵌体，而景观要素强调的是均质同一的单元。第二节城市景观要素的基本类型景观要素的基本类型城市景观要素特征一、景观要素的基本类型景观要素是景观的基本单元，按各景观要素在景观中的地位和形状分为三种类型：1、斑块（嵌块体——patch）：在外貌上与周围地区（本底）有所不同的非线性地表区域（最小景观单元）2、廊道、走廊——corridor：与本底有所区别的带状土地。3、基底（本底）——matrix：面积最大，连接度最高且在景观功能上起优势作用的景观要素类型。***斑块——走廊——本底的联系、区别从概念看，斑块、走廊在形状和功能上有所区别，但也有一致的地方，可以说走廊即是带状斑块。斑块和走廊是与本地相对应的。也可以说，斑块和走廊都是本地所包围的。在不同的文献中，又称为“拼块”、“饼块体”、“嵌块体”、……。定义：斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。实质上都是指组成景观的基本要素，即景观基本的单元。从上定义可以看出、这基本单元应是均匀的。犹如我们观察景观一样，取决于观察的尺度。同一个斑块在不同的尺度下表现出不同的特征。如从一张1／50万比例尺的航片上看一座小城市，它表现为均匀的斑块。因为其内部的街道、林带、公园及各种建筑物等，从航片上是无法辨识的。若从1／2000比例尺的航片来观察该城市、便可以很清楚地从航片上分辨出林荫道、公园、市区大型建筑、广场……，即，若尺度变小，我们人的肉眼可观察到更多的细节。原比例尺下的斑块变得不均匀、可以进一步细分为更小的斑块。（一）、斑块(patch)景观要素的基本类型景观要素的基本类型起源与类型（起源原因、特点）1、干扰斑块(disturbancepatch)原因：由于局部干扰而产生的。采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿干扰是引起生态系统格局显著偏离其常态的事件。举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等。特点：容易恢复景观要素的基本类型按照起源和类型，可将斑块分为四类：干扰斑块、残余斑块、环境资源斑块、引入斑块景观要素的基本类型斑块特点是：持续时间最短、消失最快的斑块类型。森林景观受到干扰后，有的种个体数量发生很大变化，有的消失了，有的入侵了……，这一切决定于各种物种对于干扰的抵御能力和干扰后复生的能力。由于干旱缺水，物种消失……。一旦有了充足的水源，物种会迅速恢复……干扰斑块存留时间的长短还要看斑块的具体的类型：单一干扰：能使物种灭绝---迁入速度大幅度增加，而后逐渐下降，最后嵌块体消失。（存留时间短）长期干扰：灭绝速度大幅上升，迁入速度略增，后来的干扰阻止了物种演替的正常序列。主要为人类干扰，存留时间长并重复干扰如大气污染，形成某种稳定性。而自然干扰使物种趋向适应。（存留时间长）景观要素的基本类型黄河水面上的污浊泡沫将严重腐蚀周围环境废弃垃圾污染……2、残存斑块(remnantpatch)原因:由于周围的土地受到干扰形成。它的成因和干扰斑块相同，都是天然或人为造成，不过地位不同。举例:火灾大火过后残留的一片森林、大水淹没大片农田，只有高处的幸免。干扰消失后，在自然界同化的作用下，很快融合在基质中。景观要素的基本类型***干扰斑块——残存斑块例如：在森林中发生火灾，当火灾较小时，出现一片火烧地，这是我们将周围未烧的森林称之为本地，将火烧迹地称之为干扰斑块；如果火势蔓延很广，火烧迹地面积很大，但火烧迹地中有少数团块状林木未烧到，这是我们将火烧迹地称之为本底，将参与的林地称之为参与斑块。一个残存斑块，如火烧迹地，尽管在外表上与干扰前的森林类似，实质上是不一样的。最起码。生物种的活动范围小了，食物种类少了……因为在演化的过程中，有些物种在干扰中淘汰掉了（本底—基质）。这些种的重新进居取决于很远的种源，因而恢复很慢。由此看来，甚至当本底和残余斑块融合在一起时，由它会合在一起的生态系统，物种仍比原来的生态系统贫乏些。景观要素的基本类型残存斑块的特点3、环境资源斑块(environmentalpatch)原因：由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起。例如：长白山植物垂直分布、森林中的沼泽、沙漠中绿洲。。月牙泉（沙漠第一泉）该类型斑块一般较稳定。抗干扰能力强，能长期地存在于与基质相异的环境中。如沙漠中的绿洲就是土壤内水分分布不均匀的结果。该处土壤水分明显高于周围的沙地，动植物来此定居，形成不同于周围环境的绿洲斑块；同样，在沼泽湿地中大面积生长着芦苇等湿生植物，仅在地形较高的地段，因土壤水分含量明显地低于周围的土壤，生长着与周围湿生植物不同的旱生植物群落；其它如森林内裸露的基岩、平原上出现的湖泊以及海洋内的岛屿等都是典型的环境资源斑块。该类型斑块一般较稳定，抗干扰能力强，能长期地存在于与基质相异的环境中。景观要素的基本类型环境资源斑块举例敦煌月牙泉由敦煌城向南5公里，有一山名曰鸣沙山。鸣沙山沙丘环绕处，一汪清泉千年不涸。因其形状如一弯新月，此泉名唤月牙泉。这种水沙共生的奇景，世所罕见。月牙泉千年不干特殊的地形使飘沙不致落入水体中。2、原来有充足的水源补给——党河现在由于党河建坝，环境发生变化，月牙泉面临消失的危险。长沙－橘子洲正在进行科学的规划，将更加美丽和长久。环境资源斑块特点：生态交错区宽；边界较固定；周转率低；种群变动、迁入、灭绝变化水平低。＊＊斑块和本底间都存在着生态交错带（ecotone）。在干扰斑块（或残余斑块）与本底之间生态交错带是比较窄的，即它们的过度是比较突然的。在环境资源斑块与本底之间，生态交错带比较宽，即两个群落的过渡比较缓慢。4、引入斑块(introducedpatch)原因：人类将有机体引进一个地区，就产生了引入斑块。景观要素的基本类型沙漠中的绿洲鱼塘（1）种植斑块(plantedpatch)原因：由人种植植物而产生的。特点：人的活动对其影响较大，如果停止人为活动，则有的种要有本底向种植斑块迁入，种植种要被天然种代替，最后的结果是种植斑块消失。如果经常维护、存留时间长。引入斑块的类型沈阳建筑大学景观设计——引进稻田斑块景观当然，要想景观持续存在，离不开人的参与……（2）聚居地(homeshabitation)人类今天已经成为景观的主要成分。无论种植斑块中还是干扰斑块、残余斑块中，都可见人的参与。但更明显的是人类的聚居地斑块。小到几家几户，大到上千万的大城市。例如：村落、城镇、城市、城市群景观要素的基本类型特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地种。聚居地是由于人为干扰造成的。先是部分或全部清除天然植被．然后建造许多房屋和其他设施。聚居地可作为一个斑决存在几年、几十年，甚至几世纪。聚居地生态系统的基本生物成分有人、引入的植物和动物、无意中引入的有害生物和引入的本地种。因为它是高度人为化的，所以这些引入成分的成活在很大程度上要决定于人为的维护上作。聚居地中城市和乡村区别很大。城市及其郊区面积很大，可足以称之为单独的景观。相反地，小城镇、乡村或几家几户的居民点则是一个乡村景观中的聚居地斑块。景观要素的基本类型斑块持久性时间未干扰在斑块内干扰在本底中干扰长期干扰单一干扰（短期）环境资源斑块干扰斑块残存斑块引进斑块斑块的持久性与稳定性景观要素的基本类型斑块的大小斑块面积对能量和养分的影响一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部。原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。动物的分布也会因边缘／内部的喜爱程度而有所不同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与食肉动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量也高于内部。景观要素的基本类型斑块面积对物种的影响——以岛屿为例在岛屿上的生物群落，物种的多样性随面积的增加而增加。岛上种数与面积大小的关系的三种解释：景观要素的基本类型S=CAZ种的丰富度面积S=CAZS-多样性A-面积C-比例常数Z-一般为0.18～0.35大岛屿物种多——生境多样性稀有种多——遇到的稀有种的机会越多小岛近亲繁殖——面积小，近亲繁殖，易遭灭绝斑块的形状形状与面积同等重要。景观要素的基本类型斑块的形状对生物的散步和觅食具有重要的作用。例如：通过林地迁移的昆虫或脊椎动物更容易发现与他们迁移方向呈垂直的狭长的采伐迹地，而对圆形的采伐迹地会与它们行进方向平行的采伐迹地，容易忽视。斑块功能斑块在景观中主要有3种功能：（1）栖息地：斑块是景观的基本单元，每一个斑块作为最基本的生态系统，为某种生物种群提供适宜的生境。成为该种群的栖息地。（2）源：在某一斑块上栖息、繁衍的物种，种群数量增大，呈现出”源”的特征，生物流向外扩散。（蛙塘---外出觅食）（3）汇：某一斑块具有适宜的生境。景观中的生物流就能向该处汇聚。大片农地中的小块林地有挡风遮雨的功效，吸引农夫休息。茂密的灌丛为动物的提供蔽荫场所，同时会吸引捕食者前来。与廊道的功能类似。斑块的边缘具有廊道的特征。也具有屏障和通道的作用，但作用要小很多。景观要素的基本类型廊道是斑块的一种特殊形式，高速公路、传输电缆、河流、树篱等廊道形式较为常见，目前尚没有一个公认的定量标淮去区别廊道与斑快，一般来说，长宽比至少在10—20以上的斑块，且分割景观，又为斑块相连的可认为是廊道。廊道的起源与斑块相一致，其出现在景观中有重要意义。在人类的经济生活中扮演重要角色。河流灌溉两岸的土地，并提供舟揖之便，高速公路连接城镇。大大方便了各地物资与人口的流动，电话线为人类架起信息传输的桥梁。人们可在任何地方了解国际上发生的事情……随社会的发展，人类文明的进步，廊道在现代社会中的意义将愈益显现出来。第二节廊道(corridor)景观要素的基本类型廊道(corridor)与本底有所区别的一条带状土地，可以看作是一个线状或带状的斑块。例如:树篱、公路1、廊道的