論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用

中國林業(yè)科學研究院

目錄目錄

1前言

2景觀空間結構原理

3城市森林空間結構元素分析

4景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用

5結語景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用

前言

景觀空間結構原理城市森林空間結構元素分析結語原理在城市森林規(guī)劃中的應用前言

1前言

隨著城市化進程的不斷加快，我國許多城市一系列的問題。發(fā)展城市森林，建設城市生態(tài)保障系統(tǒng)，才能改善城市生態(tài)環(huán)境，促進我國城市的可持續(xù)發(fā)展。城市森林規(guī)劃，在很大程度上表現(xiàn)為城市空間區(qū)域內(nèi)土地的利用方式及其組合，也就是城市森林的空間結構問題。城市森林的規(guī)劃帶有強烈的地域性特點，帶有普遍意義的城市森林空間結構還難以形成，因此，如何以相應的理論為基礎，通過規(guī)范的方法和途徑進行城市森林的規(guī)劃對城市森林的健康發(fā)展至關重要。論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用

景觀空間結構原理是景觀生態(tài)學基本理論研究的重要組成部分，也是景觀生態(tài)規(guī)劃、設計以及管理等的應用基礎。美國生態(tài)學家R.Forman提出的“斑塊——廊道——基質（本底）模式”，是景觀生態(tài)學用來解釋景觀空間結構的基本模式，為描述景觀結構、功能和動態(tài)提供了一種空間語言，使大尺度的土地利用規(guī)劃有了生態(tài)學的理論支撐。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用2景觀空間結構原理

R.Forman從對景觀個體的空間形態(tài)、輪廓和分布等基本特征入手，將景觀區(qū)分為斑塊（Patch）、廊道（Corridor）、基質（Matrix）三種空間類型。這三種類型反映了各級各層景觀生態(tài)系統(tǒng)個體單元的最基本空間特征，稱之為空間結構元素。元素類型不同，空間形態(tài)不同，基本的功能性質和特征也不同。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用2.1景觀空間結構元素

斑塊尺度原理

斑塊越大，其內(nèi)部異質性高的可能性越大。同等大小斑塊內(nèi)部異質性大小取決于背景基質基礎及組成要素間的相互作用狀況。大型的自然植被斑塊有利于涵養(yǎng)水源，維持物種生存，保持種群數(shù)量，并允許自然干擾的交替發(fā)生。小斑塊內(nèi)部同質性較高，可以成為物種的避難所，尤其在建成區(qū)景觀中，具有跳板（steppingstone）的作用。斑塊數(shù)目原理

一般情況下，斑塊的數(shù)目越多，景觀和物種的多樣性越高。增加一個自然斑塊，意味著增加一個可替代原有斑塊的避難所，增加一份保險，一般而言，長期健康而穩(wěn)定的發(fā)展至少需要兩個大型自然斑塊，較為理想的是4——5個。

斑塊位置原理

相連或者相鄰的斑塊之間物種交換頻繁，增強景觀的整體抗干擾能力，因此，一個與種源相鄰或相連的斑塊要比一個孤立的斑塊內(nèi)物種消亡的可能性小的多斑塊形狀原理

斑塊形狀主要的生態(tài)學效應是邊緣效應，目前比較一致的觀點是：理想的斑塊形狀應該包含一個較大的核心區(qū)和一些有導流作用及與外界發(fā)生相互作用形態(tài)各異的緩沖帶。圓形斑塊可以最大限度提高核心區(qū)面積比，對外界干擾達到盡可能小，有利于林內(nèi)物種生存，但不利于與外界的交流。

表1關于景觀斑塊的基本原理

景觀空間結構元素及種類是對景觀系統(tǒng)中個體單元形態(tài)特征的抽象總結，空間元素的組織形式則是群體各個單元的鑲嵌布局規(guī)律?？臻g元素的特征在很大程度上影響并控制著具體單元的設計與管理，元素的空間組織形式則影響一定區(qū)域生態(tài)規(guī)劃的總體方向。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用2.2景觀空間結構的組合

景觀阻力原理景觀阻力是景觀對生態(tài)流速率的影響。景觀元素的空間分布決定景觀對物種的運動，物質、能量的流動和干擾擴散的阻力。阻力隨著跨越各種景觀邊界的頻數(shù)的增加而增大。不同性質的景觀元素產(chǎn)生不同的景觀阻力，一般而言，景觀鑲嵌體的異質性越大，阻力也越大。質地粗細原理一個理想的景觀質地應該是粗紋理中間夾雜一些細紋理的景觀局部。即景觀中既有大的斑塊，又有些小的斑塊，兩者在功能上有互補的效應。質地的粗細是由景觀中所有斑塊的平均直徑來衡量的。關于景觀鑲嵌體的基本原理

“集聚間有離析”（aggregate—with—outliers）被認為是生態(tài)學意義上最優(yōu)的景觀格局（Forman，1995）。這一模式（原理）強調(diào)土地利用分類集聚，保留大型自然斑塊，并在發(fā)展區(qū)和建成區(qū)內(nèi)保留小的自然斑塊，同時沿主要邊界地帶分布一些人類活動的“飛地”。這一模式有7個方面的景觀生態(tài)學意義：1、保留了生態(tài)學意義上具有不可替代意義的大型自然植被斑塊，用以涵養(yǎng)水源，保護稀有動物；2、景觀質地滿足大間小的原則；3、

風險分擔；4、遺傳多樣性得以維持；5、形成邊界過渡帶，減少邊界阻力；6、

小型斑塊的優(yōu)勢得以發(fā)揮；7、有自然植被廊道有利于物種的空間運動，在小尺度上形成的道路交通網(wǎng)滿足人類活動的需要。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用2.3最優(yōu)景觀格局

對任何一種景觀進行空間結構分析，首先應該確定該景觀的基質。景觀基質的確定主要采用面積比較法，若某景觀要素的面積與景觀總面積的比值大于50％，或者在景觀中具有控制地位時，則將其確定為景觀的基質。城市本身并非是一個完全同質的土地單元，內(nèi)部分別有各種表面性質極為不同的表面構成城市的下墊面結構。我們可以把城市土地表面分為四種基本類型：硬質表面、水面、土壤表面和植物表面，另外還有堆積物表面。對不同的城市而言，五大類土地表面類型都有可能成為景觀要素的一種類型，或是斑塊，或是廊道，或是基質。一般情況下，尤其是在我國城市中，絕大多數(shù)的城市硬質表面超過城市面積的50％，因此人工和自然的硬質表面是城市的基質。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用3.1城市森林基質

城市森林斑塊：各種片林、公園、街頭綠地等片狀景觀，城市森林斑塊是城市森林景觀中最復雜、最主要的成分。城市森林廊道：各類道路、河流、渠道的林帶，長條狀的公園、綠地，城市森林廊道是城市森林斑塊的連接體，對斑塊的穩(wěn)定性至關重要。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用3.2城市森林斑塊和廊道

城市森林的規(guī)劃在很大程度上是景觀空間結構原理的實際應用問題，迄今為止的城市森林生態(tài)規(guī)劃工作成果表明，城市森林的空間結構特點對決定其生態(tài)功能特征和價值高低具有十分重要的作用。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用4景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用

1城市森林景觀現(xiàn)狀資料的收集城市森林景觀現(xiàn)狀資料主要包括城市土地利用現(xiàn)狀、景觀要素的位置與類型、大小和形狀及其生態(tài)學意義等，并在此基礎上確定城市森林的基質，以及現(xiàn)有城市森林斑塊和廊道。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用4．2城市森林規(guī)劃背景分析2適宜度分析適宜度分析（SuitabilityAnalysis）是指一定土地對某種特殊利用適合程度的確定過程，是生態(tài)規(guī)劃的重要分析手段。先后出現(xiàn)過景觀單元法、篩網(wǎng)制圖法、灰調(diào)子方法和計算機方法等不同的分析技術。對于城市森林規(guī)劃，可以采用對影響城市森林的生態(tài)因素進行等級分類，來確定城市中的哪些地塊適合進行城市森林規(guī)劃。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用4．2城市森林規(guī)劃背景分析3敏感地段的識別城市森林規(guī)劃應對具有關鍵生態(tài)作用或生態(tài)價值、景觀價值的關鍵地段予以特別的重視，在規(guī)劃中應該對這些地段實行保護性規(guī)劃，比較常用的方法是將其規(guī)劃為城市森林大型斑塊的核心部分，使這些敏感地段盡可能少受外界干擾，保持相對的穩(wěn)定性。城市森林的敏感地段的確定要重點考慮以下幾個因素：（1）

水源涵養(yǎng)地、匯水集中區(qū)、濕地保護區(qū)；（2）

森林公園、風景區(qū)、自然保護區(qū)；（3）

現(xiàn)存大型植物群落區(qū)；（4）

珍稀物種生境區(qū)及潛在嚴重侵蝕區(qū)；（5）

水域及其影響區(qū)域；（6）

25度以上坡地

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用4．2城市森林規(guī)劃背景分析城市森林總體規(guī)劃布局示意圖

2城市森林中斑塊的設計與規(guī)劃理想的城市森林斑塊應該是大斑塊與小斑塊相結合，大斑塊可以保護生態(tài)敏感區(qū)域、維持和保護基因的多樣性，小斑塊作為大斑塊的補充，提高了景觀異質性，分布在人為景觀中，起到物種棲息地的作用。一般來說，城市森林大型斑塊的建設投資大、周期長，在規(guī)劃中我們可以在城市原有的濕地保護區(qū)、森林公園、分景區(qū)等地區(qū)進行適當規(guī)劃作為城市森林大型斑塊。城市森林斑塊的數(shù)目越多，發(fā)揮的生態(tài)效益越大，其中大斑塊至少要保持在4——5個，這樣對維持城市森林結構和內(nèi)部物種穩(wěn)定比較合適；小型斑塊則采取見縫插綠的方針，規(guī)劃盡量多的數(shù)目。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用4．2城市森林規(guī)劃2城市森林中斑塊的設計與規(guī)劃根據(jù)斑塊的建立目標來確定其形狀，等直徑形狀（尤其是圓形）提供相對寬闊的內(nèi)部面積、可以有效保護內(nèi)部物種；多葉瓣狀斑有助于生物種向周圍地區(qū)擴散、曲折邊緣線能夠促進生物對空間的充分利用，而且容易發(fā)揮城市森林斑塊的邊緣效應。另外城市森林斑塊間的距離應盡可能的小，中間又有城市森林廊道連接，使斑塊內(nèi)的物種容易擴散和遷移，城市森林形成有機整體，增強整個系統(tǒng)的抗干擾能力。

論景觀空間結構原理在城市森林規(guī)劃中的應用4．2城市森林規(guī)劃城市森林的特色之一