由于現(xiàn)代城市特別是特大城市包括了其周圍的郊區(qū),將市區(qū)與郊區(qū)進行整體規(guī)劃是城市生態(tài)建設的主要內(nèi)容。根據(jù)景觀生態(tài)學原理和方法,合理地對城郊景觀空間結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃,使廊道、斑塊及基質(zhì)等景觀要素的數(shù)量及其空間分布合理,使市區(qū)內(nèi)、郊區(qū)內(nèi)及市郊之間的信息流、物質(zhì)流與能量流循環(huán)暢通。既要使城郊景觀符合生態(tài)學原理,又具有一定的美學價值。將自然組分引入城市的規(guī)劃與建設中,使城市景觀具多樣性。這是國內(nèi)外城市生態(tài)建設的目標。例如,針對北京的生態(tài)環(huán)境建設,有關(guān)專家提出了“21世紀北京綠色生態(tài)建設”的要求:“保護好原生性生態(tài)系統(tǒng),大力促進次生生態(tài)系統(tǒng)的恢復、重建;讓更多的次生林向原生的落葉闊葉林變化;將保護區(qū)、風景區(qū)及森林公園按世界保護聯(lián)盟分類,分類系統(tǒng)納入統(tǒng)一領(lǐng)導的保護網(wǎng)絡,按照生態(tài)系統(tǒng)理論,北京應建立3個綠色生態(tài)圈。即山地水源涵養(yǎng)生態(tài)圈,防風固沙—農(nóng)林果生產(chǎn)帶生態(tài)圈,城市調(diào)氣防污美化生態(tài)圈”。顯然,北京的生態(tài)建設規(guī)劃目標要依賴于景觀生態(tài)學的原理來實施、完成。依據(jù)景觀異質(zhì)性的原理,建立良好有序發(fā)展的城郊景觀格局,提高多樣性維持異質(zhì)性,促進城市可持續(xù)發(fā)展是景觀生態(tài)學理論與城市建設結(jié)合的有意義的實踐。本文就此問題做初步探討。
1 異質(zhì)性及其尺度性
城市是被人類改造較為徹底的景觀?,F(xiàn)代城市市區(qū)及其近郊區(qū)在日益擴大的城市化進程中,已經(jīng)連為一個整體。具有合理的景觀結(jié)構(gòu)及能流順暢的城市景觀是人類的追求目標。高度異質(zhì)性的景觀是城郊良好發(fā)展的基礎。
日本學者丸山孫郎從生物共生控制論角度提出了異質(zhì)共生理論。該理論認為,增加異質(zhì)性、負熵和信息的負反饋,可以解釋生物發(fā)展過程中的自組織原理。在自然界中生存最久的并不是壯的生物,而是最能與其他生物共生并與環(huán)境協(xié)同進化的生物,異質(zhì)性是景觀的一個根本屬性,或者說景觀的本質(zhì)是異質(zhì)的,異質(zhì)是絕對的,而同質(zhì)是相對的。景觀異質(zhì)性首先來源于系統(tǒng)和系統(tǒng)要素的原生差異,如時間差(進化度),空間差(進化位與生態(tài)位)、質(zhì)量差、數(shù)量差、形狀結(jié)構(gòu)差、功能差、信息差等,統(tǒng)稱系統(tǒng)差。其次,異質(zhì)性也來源于現(xiàn)實運動的不平衡與外來干擾,特別是人類錯誤生態(tài)行為的干擾,干擾主要來源于三個方面:自然干擾,人類活動及植被的內(nèi)源演替或種群的動態(tài)變化。一個景觀生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、性質(zhì)和地位主要取決于它的異質(zhì)性。就景觀生態(tài)而言,異質(zhì)性應從以下幾方面認識:①時空兩種異質(zhì)性。通常所謂異質(zhì)性系指空間異質(zhì)性,即空間分布不均勻性。事實上,時間各區(qū)段和單元彼此也是異質(zhì)的。因此,有兩種異質(zhì)性:空間異質(zhì)性和時間異質(zhì)性。②多維空間異質(zhì)性。通常所謂空間異質(zhì)性系指二維平面異質(zhì)性。另外還有垂直空間異質(zhì)性及二者組成的三維立體空間異質(zhì)性。③時空耦合異質(zhì)性?,F(xiàn)代科學同時空耦合表示物質(zhì)的時空統(tǒng)一運動,也可以用時空耦合異質(zhì)性來表示時空兩種異質(zhì)性統(tǒng)一的四維運動。④邊緣效應異質(zhì)性??臻g異質(zhì)性往往帶有邊緣效應性質(zhì)??臻g異質(zhì)性是目前城郊景觀異質(zhì)性研究中的內(nèi)容。在景觀的層次上,空間異質(zhì)性有三個組分:空間組成(即生態(tài)系統(tǒng)類型、數(shù)量及面積比例);空間型(即各生態(tài)系統(tǒng)的空間分布、斑塊大小、景觀對比度以及景觀連接度);空間相關(guān)(即各生態(tài)系統(tǒng)的空間關(guān)聯(lián)程度、空間梯度和趨勢度等)。
尺度性就是尺度效應,空間尺度通常是指觀察或研究的物體或過程的空間分辨度。從生態(tài)學角度來看,空間尺度指所研究的面積大小。尺度越大,表示研究面積越大,異質(zhì)性與尺度是相關(guān)的,如一景觀單元在小尺度上是異質(zhì)的,而在大尺度上則變成均質(zhì)的,正確選擇尺度是科學地研究某一景觀,得出準確、客觀結(jié)論的保證。由于航空、航天、遙感手段的進步,研究尺度增大,但并非任意增大,一般將景觀生態(tài)的研究范圍界定在幾公里到幾百公里的中尺度區(qū)域。
2 城郊景觀異質(zhì)性
從現(xiàn)代城市的發(fā)展趨勢來看,城市的衛(wèi)星城、郊區(qū)的規(guī)劃與市區(qū)是統(tǒng)一的。異質(zhì)性是景觀的根本屬性,城郊景觀也是異質(zhì)的。將傳統(tǒng)的城市景觀研究尺度增大,就將郊區(qū)包含于內(nèi),形成了所謂的城郊景觀,即表現(xiàn)出城市、郊區(qū)各自特點及互相交融所產(chǎn)生的共性的、具有一定尺度的生態(tài)系統(tǒng)綜合體。城郊景觀在城市化過程中,受到了以人為影響為主的干擾。城郊景觀從空間格局來看,包括市區(qū)和近郊農(nóng)村的部分。它們均為異質(zhì)單元構(gòu)成的鑲嵌體。在城郊景觀中可以將斑塊、廊道和基質(zhì)等景觀要素劃分出來。城市中的街區(qū)、建筑物、道路、城郊間的道路、防護林網(wǎng)、農(nóng)田、運河等都是人工作用形成的,郊區(qū)或城區(qū)中的河流及部分林地等有些是自然原因形成的。這些不同的景觀要素以一定的組合方式,構(gòu)成一個異質(zhì)性的城郊景觀。人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)是構(gòu)成城郊景觀的兩類生態(tài)系統(tǒng),其中人工系統(tǒng)是主要的。
城郊景觀的異質(zhì)性首先表現(xiàn)為二維平面的空間異質(zhì)性。街道、公園、水面、建筑物、公路、林地、農(nóng)田等性質(zhì)各異,城區(qū)的公園、綠地多為人工栽植而成,綠地由于植物種類和分布面積的差異,形成了不同形狀和具有不同功能的斑塊。道路、通訊網(wǎng)遍布各個街區(qū)和建筑物之間,增加了市區(qū)景觀的破碎度。市郊之間四通八達的公路、鐵路、電線等使城郊景觀能流、物流、信息流順暢,景觀異質(zhì)性增加。
城市中的各種人工建筑包括道路等覆蓋地表,與*露的曠地、綠地或農(nóng)田等下墊面的熱力、水文狀況差異極大。從市中心向外輻射,人口密度由大到小,車流、污染物、懸浮物等減少,干擾減弱。因而可劃分出不同的景觀功能區(qū)。如商住區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)等。至郊區(qū)亦可劃分出鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)區(qū)、農(nóng)副業(yè)基地區(qū)等。不同功能效應的差異是城郊景觀異質(zhì)性的體現(xiàn)。就城郊景觀的任一要素,內(nèi)部亦存在異質(zhì)性,如公園內(nèi)的水面、草坪、林木、花卉、硬化地面、游樂設施等這些不同功能的地塊組合構(gòu)成了公園。行道樹、非機動車道、機動車道等構(gòu)成道路廊道,較寬的主干道內(nèi)有樹籬、草坪等構(gòu)成的隔離帶。它們構(gòu)成了執(zhí)行物流、能流及信息流功能的廊道。郊區(qū)防護林帶既對農(nóng)田有防護作用,又對市區(qū)有綠化、美化作用。城郊景觀異質(zhì)性在垂直方向也表現(xiàn)出空間異質(zhì)性,如市區(qū)內(nèi)空氣構(gòu)成隨高度變化有變化,近地面空氣中塵埃、懸浮物濃度較大,高空中較少。另外,市區(qū)內(nèi)建筑物高度參差不齊,垂直方向特征并不一致。
空間異質(zhì)性也導致時間異質(zhì)性,屬時空耦合異質(zhì)性。景觀要素的空間分布不均勻即為異質(zhì)性。時間異質(zhì)性用動態(tài)變化來表述,異質(zhì)性的表現(xiàn)形式為空間格局。景觀要素類型越多,異質(zhì)性越大。異質(zhì)性的測量指標很多,城郊景觀異質(zhì)性的測度亦可用下列指標:多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、均勻度、最小距離指數(shù)、聯(lián)接度等。其中,多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)應用于城市景觀異質(zhì)性研究中最多。
1 異質(zhì)性及其尺度性
城市是被人類改造較為徹底的景觀?,F(xiàn)代城市市區(qū)及其近郊區(qū)在日益擴大的城市化進程中,已經(jīng)連為一個整體。具有合理的景觀結(jié)構(gòu)及能流順暢的城市景觀是人類的追求目標。高度異質(zhì)性的景觀是城郊良好發(fā)展的基礎。
日本學者丸山孫郎從生物共生控制論角度提出了異質(zhì)共生理論。該理論認為,增加異質(zhì)性、負熵和信息的負反饋,可以解釋生物發(fā)展過程中的自組織原理。在自然界中生存最久的并不是壯的生物,而是最能與其他生物共生并與環(huán)境協(xié)同進化的生物,異質(zhì)性是景觀的一個根本屬性,或者說景觀的本質(zhì)是異質(zhì)的,異質(zhì)是絕對的,而同質(zhì)是相對的。景觀異質(zhì)性首先來源于系統(tǒng)和系統(tǒng)要素的原生差異,如時間差(進化度),空間差(進化位與生態(tài)位)、質(zhì)量差、數(shù)量差、形狀結(jié)構(gòu)差、功能差、信息差等,統(tǒng)稱系統(tǒng)差。其次,異質(zhì)性也來源于現(xiàn)實運動的不平衡與外來干擾,特別是人類錯誤生態(tài)行為的干擾,干擾主要來源于三個方面:自然干擾,人類活動及植被的內(nèi)源演替或種群的動態(tài)變化。一個景觀生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、性質(zhì)和地位主要取決于它的異質(zhì)性。就景觀生態(tài)而言,異質(zhì)性應從以下幾方面認識:①時空兩種異質(zhì)性。通常所謂異質(zhì)性系指空間異質(zhì)性,即空間分布不均勻性。事實上,時間各區(qū)段和單元彼此也是異質(zhì)的。因此,有兩種異質(zhì)性:空間異質(zhì)性和時間異質(zhì)性。②多維空間異質(zhì)性。通常所謂空間異質(zhì)性系指二維平面異質(zhì)性。另外還有垂直空間異質(zhì)性及二者組成的三維立體空間異質(zhì)性。③時空耦合異質(zhì)性?,F(xiàn)代科學同時空耦合表示物質(zhì)的時空統(tǒng)一運動,也可以用時空耦合異質(zhì)性來表示時空兩種異質(zhì)性統(tǒng)一的四維運動。④邊緣效應異質(zhì)性??臻g異質(zhì)性往往帶有邊緣效應性質(zhì)??臻g異質(zhì)性是目前城郊景觀異質(zhì)性研究中的內(nèi)容。在景觀的層次上,空間異質(zhì)性有三個組分:空間組成(即生態(tài)系統(tǒng)類型、數(shù)量及面積比例);空間型(即各生態(tài)系統(tǒng)的空間分布、斑塊大小、景觀對比度以及景觀連接度);空間相關(guān)(即各生態(tài)系統(tǒng)的空間關(guān)聯(lián)程度、空間梯度和趨勢度等)。
尺度性就是尺度效應,空間尺度通常是指觀察或研究的物體或過程的空間分辨度。從生態(tài)學角度來看,空間尺度指所研究的面積大小。尺度越大,表示研究面積越大,異質(zhì)性與尺度是相關(guān)的,如一景觀單元在小尺度上是異質(zhì)的,而在大尺度上則變成均質(zhì)的,正確選擇尺度是科學地研究某一景觀,得出準確、客觀結(jié)論的保證。由于航空、航天、遙感手段的進步,研究尺度增大,但并非任意增大,一般將景觀生態(tài)的研究范圍界定在幾公里到幾百公里的中尺度區(qū)域。
2 城郊景觀異質(zhì)性
從現(xiàn)代城市的發(fā)展趨勢來看,城市的衛(wèi)星城、郊區(qū)的規(guī)劃與市區(qū)是統(tǒng)一的。異質(zhì)性是景觀的根本屬性,城郊景觀也是異質(zhì)的。將傳統(tǒng)的城市景觀研究尺度增大,就將郊區(qū)包含于內(nèi),形成了所謂的城郊景觀,即表現(xiàn)出城市、郊區(qū)各自特點及互相交融所產(chǎn)生的共性的、具有一定尺度的生態(tài)系統(tǒng)綜合體。城郊景觀在城市化過程中,受到了以人為影響為主的干擾。城郊景觀從空間格局來看,包括市區(qū)和近郊農(nóng)村的部分。它們均為異質(zhì)單元構(gòu)成的鑲嵌體。在城郊景觀中可以將斑塊、廊道和基質(zhì)等景觀要素劃分出來。城市中的街區(qū)、建筑物、道路、城郊間的道路、防護林網(wǎng)、農(nóng)田、運河等都是人工作用形成的,郊區(qū)或城區(qū)中的河流及部分林地等有些是自然原因形成的。這些不同的景觀要素以一定的組合方式,構(gòu)成一個異質(zhì)性的城郊景觀。人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)是構(gòu)成城郊景觀的兩類生態(tài)系統(tǒng),其中人工系統(tǒng)是主要的。
城郊景觀的異質(zhì)性首先表現(xiàn)為二維平面的空間異質(zhì)性。街道、公園、水面、建筑物、公路、林地、農(nóng)田等性質(zhì)各異,城區(qū)的公園、綠地多為人工栽植而成,綠地由于植物種類和分布面積的差異,形成了不同形狀和具有不同功能的斑塊。道路、通訊網(wǎng)遍布各個街區(qū)和建筑物之間,增加了市區(qū)景觀的破碎度。市郊之間四通八達的公路、鐵路、電線等使城郊景觀能流、物流、信息流順暢,景觀異質(zhì)性增加。
城市中的各種人工建筑包括道路等覆蓋地表,與*露的曠地、綠地或農(nóng)田等下墊面的熱力、水文狀況差異極大。從市中心向外輻射,人口密度由大到小,車流、污染物、懸浮物等減少,干擾減弱。因而可劃分出不同的景觀功能區(qū)。如商住區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)等。至郊區(qū)亦可劃分出鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)區(qū)、農(nóng)副業(yè)基地區(qū)等。不同功能效應的差異是城郊景觀異質(zhì)性的體現(xiàn)。就城郊景觀的任一要素,內(nèi)部亦存在異質(zhì)性,如公園內(nèi)的水面、草坪、林木、花卉、硬化地面、游樂設施等這些不同功能的地塊組合構(gòu)成了公園。行道樹、非機動車道、機動車道等構(gòu)成道路廊道,較寬的主干道內(nèi)有樹籬、草坪等構(gòu)成的隔離帶。它們構(gòu)成了執(zhí)行物流、能流及信息流功能的廊道。郊區(qū)防護林帶既對農(nóng)田有防護作用,又對市區(qū)有綠化、美化作用。城郊景觀異質(zhì)性在垂直方向也表現(xiàn)出空間異質(zhì)性,如市區(qū)內(nèi)空氣構(gòu)成隨高度變化有變化,近地面空氣中塵埃、懸浮物濃度較大,高空中較少。另外,市區(qū)內(nèi)建筑物高度參差不齊,垂直方向特征并不一致。
空間異質(zhì)性也導致時間異質(zhì)性,屬時空耦合異質(zhì)性。景觀要素的空間分布不均勻即為異質(zhì)性。時間異質(zhì)性用動態(tài)變化來表述,異質(zhì)性的表現(xiàn)形式為空間格局。景觀要素類型越多,異質(zhì)性越大。異質(zhì)性的測量指標很多,城郊景觀異質(zhì)性的測度亦可用下列指標:多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、均勻度、最小距離指數(shù)、聯(lián)接度等。其中,多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)應用于城市景觀異質(zhì)性研究中最多。