魯敏,王菲,楊盼盼
(山東建筑大學(xué)藝術(shù)學(xué)院,山東濟(jì)南250101)
城市綠地在改善城市生態(tài)環(huán)境、調(diào)節(jié)城市氣候、美化城市景觀等方面具有重要作用,城市綠地建設(shè)的質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)城市發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)。城市生態(tài)綠地建設(shè)是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,是城市景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主體。傳統(tǒng)的城市綠地系統(tǒng)建設(shè),重在挖掘規(guī)劃單體的景觀功能效應(yīng),而城市生態(tài)綠地建設(shè)是應(yīng)用生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)原理,融合交叉學(xué)科的研究成果[1],構(gòu)造新型的城市生態(tài)綠地,充分發(fā)揮綠地系統(tǒng)在現(xiàn)代城市綠地建設(shè)中的應(yīng)用,在城市建成區(qū)范圍內(nèi)建立人與自然共生存的良性生態(tài)空間,遵循景觀生態(tài)學(xué)原理,建立合理的人工群落,保護(hù)生物物種多樣性,建立人類、自然、社會(huì)和諧共存的城市生態(tài)環(huán)境[2]。城市生態(tài)綠地建設(shè)就是研究城市綠地及其相關(guān)事物的科學(xué),最終目的就是為了城市綠地在城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮積極作用[3]。詳細(xì)地說就是在改善城市環(huán)境,滿足城市居民生存需要,協(xié)調(diào)人類與自然的關(guān)系。在全球性建設(shè)低碳城市、打造森林城市的影響下,我國的各個(gè)城市都已經(jīng)開始重視城市綠地系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè),更有一些發(fā)達(dá)城市開始了城市生態(tài)綠地建設(shè)的景觀生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究。
由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,功能過程中也涉及眾多因素,其作用可歸納為幾個(gè)基本的生態(tài)變量:物質(zhì)、能量、時(shí)間、空間、多樣性。因此城市生態(tài)綠地建設(shè)需要與之相關(guān)的科學(xué)理論來指導(dǎo)。
城市環(huán)境中生物與生物、生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系,生態(tài)綠地能否成為恢復(fù)城市生物多樣性的載體,能否發(fā)展為穩(wěn)定的生態(tài)綠地系統(tǒng)。首先取決于城市生態(tài)綠地內(nèi)部各組的關(guān)系以及綠地與城市環(huán)境之間的關(guān)系組合是否恰當(dāng)。因此生態(tài)學(xué)原理是城市生態(tài)綠地建設(shè)形成過程中的一項(xiàng)重要指導(dǎo)理論。
1.1.1 城市生態(tài)位理論
生態(tài)位概念的核心是物種的生態(tài)需求,在一個(gè)特定的生態(tài)群落中與其他物種相關(guān)聯(lián)的位置。這個(gè)理論對(duì)于識(shí)別物種內(nèi)部種間競爭、植物群落結(jié)構(gòu)以及物種演替的生理生態(tài)機(jī)制的研究具有重要的意義。競爭排斥現(xiàn)象是普遍存在的,其結(jié)果是導(dǎo)致物種群落內(nèi)生態(tài)位相似的生物單元部分死亡或分化后得以生存[4]。
在特定的城市生態(tài)環(huán)境條件下,應(yīng)將抗旱耐寒、抗病蟲害、抗污吸污、耐粗放管理等的植物作為植物選擇的標(biāo)準(zhǔn)。在城市綠化工作中,應(yīng)以鄉(xiāng)土植物為基調(diào)樹種,適當(dāng)引進(jìn)適于本地區(qū)生長條件的野生植物和外地植物[5],例如已馴化好的國內(nèi)外栽培植物品種,建設(shè)觀賞型、保健型、環(huán)保型、文化科普型、生產(chǎn)型等等生態(tài)園林群落類型[6]。
1.1.2 城市綠地群落演替理論
生物群落的演替就是一個(gè)群落替代另一個(gè)群落的過程,是群落內(nèi)部關(guān)系與外界環(huán)境中各種生態(tài)因子綜合作用的結(jié)果[7]。城市綠地群落在動(dòng)態(tài)演替過程中,無論是形成、更新還是演替都是在人為條件的干預(yù)下進(jìn)行的,群落演替就是偏途演替或逆行演替,因此城市綠地群落是一種偏途演替頂極。具體應(yīng)用表現(xiàn)在綠地物種組成、土壤改良、群落類型的確定和前期形成提供依據(jù),并引導(dǎo)群落動(dòng)態(tài)發(fā)展方向以及形成后期的管理。建立植物群落時(shí),就應(yīng)考慮經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)展后的狀態(tài)。例如上層的喬木由于競爭、衰老等原因死亡之后,更新后的樹種能否跟上,如何調(diào)整灌木層、地被層使適應(yīng)喬木層樹種改變后的新環(huán)境。
1.1.3 城市生態(tài)綠地協(xié)同進(jìn)化與物種間的相互作用
協(xié)同進(jìn)化是生態(tài)學(xué)的中心思想之一[8]。生物與環(huán)境及其相互制約、相互影響、相互促進(jìn)的矛盾運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)發(fā)展的根本動(dòng)力。伴隨著植物群落的恢復(fù)和物種多樣性的發(fā)展,群落內(nèi)部的其他生物協(xié)同發(fā)展,這是人工綠地向地帶性植被演變的功能機(jī)制。因此植物多樣性的發(fā)展是其他生物多樣性發(fā)展的基礎(chǔ)。動(dòng)物、微生物的多樣性會(huì)隨著植被的成熟而增加,同時(shí)也影響著植物群落的許多其他的功能過程[9]。
1.1.4 城市生態(tài)綠地營養(yǎng)結(jié)構(gòu)原理
生態(tài)系統(tǒng)就是從細(xì)胞到最復(fù)雜的生物群落的能量轉(zhuǎn)換器,最基本的熱力學(xué)三大定律,同樣適合生命的能量轉(zhuǎn)換過程。能量分層多級(jí)利用應(yīng)用于城市生態(tài)綠地建設(shè)表現(xiàn)為增加物種多樣性和食物鏈的營養(yǎng)級(jí),例如昆蟲、鳥類、爬行動(dòng)物、微生物等等增加能量的流動(dòng)環(huán)節(jié)和途徑,提高能量的利用率和系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)系統(tǒng)向穩(wěn)定成熟發(fā)展。
景觀生態(tài)學(xué)以整個(gè)景觀為對(duì)象,注重景觀的空間布局研究。景觀生態(tài)學(xué)將景觀定義為一個(gè)空間異質(zhì)性的區(qū)域,由互相作用的斑塊或者生態(tài)系統(tǒng)組成,以相似的形式重復(fù)出現(xiàn)。景觀是由景觀單位元素組成。景觀單位元素是地面上相對(duì)于同質(zhì)的生態(tài)要素或單元,其中包括自然因素或人文因素,可以視之為生態(tài)系統(tǒng)。景觀生態(tài)學(xué)中“斑塊”、“廊道”、“網(wǎng)絡(luò)”、“結(jié)點(diǎn)”等概念為城市生態(tài)綠地建設(shè)的整體描述提供了手段,把城市綠地與整體的城市景觀聯(lián)結(jié)起來,給城市綠地規(guī)劃賦予了新的內(nèi)涵。
1.2.1 斑塊與物種保護(hù)的關(guān)系
景觀生態(tài)學(xué)認(rèn)為斑塊與生物多樣性有著密切的關(guān)系,主要表現(xiàn)在斑塊面積大小、形狀、多樣性等方面。其中的面積大小是最重要最基本的因素。斑塊的面積越大,其生境多樣性就越高,所能容納的物種就越多,越能提高碎裂種群的存活率,更有能力的維持和保護(hù)基因的多樣性。同一類的景觀破碎化程度越高,就會(huì)容易造成物種間的隔離和小種群的形成,不利于基因和物種的保護(hù)。但是小型斑塊可提高景觀多樣性,起到臨時(shí)的棲息地的作用。斑塊的類型由組成斑塊的植被類型來決定,喬木為主的斑塊和灌草型為主的斑塊在物種保護(hù)的對(duì)象和保護(hù)效果上存有差異。喬木型斑塊比較有利于鳥類和小型獸類的保護(hù),灌草型斑塊則更有利于昆蟲與微生物的保護(hù)。
1.2.2 廊道與物種多樣性的關(guān)系
廊道具有線狀或者帶形的景觀類型,對(duì)于物種多樣性的影響主要表現(xiàn)在:為某些生物物種提供特殊的生境或者暫棲地來增加生境斑塊的連接性,促進(jìn)斑塊之間營養(yǎng)交換與物質(zhì)流動(dòng)[10],給缺乏空間擴(kuò)散能力的物種提供一個(gè)連續(xù)的棲息地網(wǎng)絡(luò),增加了物種重新遷入的機(jī)會(huì);為外來物種的入侵提供通道。由于廊道對(duì)物種的保護(hù)具有雙重功效,在城市綠廊的設(shè)計(jì)中必須謹(jǐn)慎考慮如何使廊道有利于綠地斑塊的物種保護(hù)。
1.2.3 斑塊邊緣效應(yīng)的雙重作用的關(guān)系
景觀的邊緣效應(yīng)就是斑塊邊緣由于受到外圍影響而表現(xiàn)出得與中心部分不同的生態(tài)學(xué)特征現(xiàn)象。據(jù)研究表明,斑塊周界邊緣部分常具有較高的物種豐富度和第一性生產(chǎn)力。但另一方面表明,不同斑塊的交界處或過渡地帶受到的干擾作用愈強(qiáng)烈,容易使物種遭到破壞,而離邊緣處越遠(yuǎn)的距離,就越安全。邊緣效應(yīng)的正面作用出現(xiàn)于同質(zhì)斑塊間,例如河流與綠地、農(nóng)田與林地之間,副作用則在于不同質(zhì)量的斑塊間:城市綠地與附近的污染源。在城市綠地的規(guī)劃中應(yīng)注意恰當(dāng)?shù)乩眠@種雙重作用。
生態(tài)平衡是生態(tài)學(xué)的一個(gè)重要原則[11],其內(nèi)容是指生態(tài)系統(tǒng)位于頂極穩(wěn)定狀態(tài),穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能相互適應(yīng)與協(xié)調(diào),輸入的能量和輸出的能量之間達(dá)到相對(duì)的平衡,系統(tǒng)的整體效益為最佳。生態(tài)平衡應(yīng)包括生態(tài)結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定、功能上的穩(wěn)定和能量輸出輸入的穩(wěn)定,達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡。[12]在城市綠地的生態(tài)建設(shè)中,使城市綠地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與布局形式和其自然地形地貌與河湖水系相協(xié)調(diào)[13],著眼于整個(gè)城市的生態(tài)環(huán)境,合理布局,使城市綠地不僅圍繞在城市四周,而且應(yīng)把自然引入城市之中,以維護(hù)城市的生態(tài)平衡。
生態(tài)位是指一個(gè)物種在生態(tài)系統(tǒng)中的功能作用及其在時(shí)間和空間中的地位,反映了物種與物種之間、物種與環(huán)境之間的各種關(guān)系。[14]例如城市園林綠化植物的配置與選配,直接關(guān)系到綠地系統(tǒng)景觀價(jià)值的高低和生態(tài)與環(huán)保功能的發(fā)揮。在城市綠地系統(tǒng)建設(shè)中,應(yīng)充分考慮物種的生態(tài)位特征、合理配置植物種類、避免植物物種間直接競爭,達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、種群穩(wěn)定的復(fù)層群落結(jié)構(gòu),既能充分利用環(huán)境資源,又能形成優(yōu)美的景觀。
生物物種多樣性是城市生態(tài)綠地建設(shè)的一個(gè)重要標(biāo)志[15]。在一個(gè)生物群落中,生物物種多樣性不僅反映了群落中物種的豐富程度和均勻程度,同時(shí)反映了群落中的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)與穩(wěn)定性以及在不同的自然環(huán)境條件下與群落的相互關(guān)系[16]。
近自然群落是關(guān)于植被恢復(fù)的一種新理念,學(xué)科依據(jù)為生態(tài)學(xué)的潛在自然植被和群落演替的基本理論,選擇鄉(xiāng)土樹種[17],運(yùn)用“模擬自然”的手法和技術(shù),通過植被自然生長和人工營造相互結(jié)合,以超常速、低造價(jià)地建造地帶性植被類型為目標(biāo),群落結(jié)構(gòu)完整、物種豐富多樣、生物量高、狀態(tài)穩(wěn)定、人工營造完全遵循自然循環(huán)規(guī)律,營造“少人工管理型”綠地[18]。概括定義為:以植物后期自然生長為主,運(yùn)用模擬自然的手法,營造在種類組成和群落結(jié)構(gòu)上與區(qū)域頂級(jí)群落接近的人工植物群落[19]。
城市生態(tài)綠地建設(shè)是在城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃、城市綠地系統(tǒng)景觀現(xiàn)狀分析以及評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,合理的規(guī)劃城市綠地景觀空間,將綠地斑塊、綠色廊道、綠色網(wǎng)絡(luò)等景觀要素的數(shù)量、空間分布格局及景觀外貌進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使城市景觀充分發(fā)揮功能,維護(hù)生態(tài)平衡,創(chuàng)造優(yōu)美城市環(huán)境,為居民提供便利健康的休閑場所。
綠地斑塊分為公園綠地體系和緩沖防護(hù)體系。構(gòu)建內(nèi)容:確定斑塊的劃分等級(jí)、規(guī)模、形狀及在城市中的分布位置。綠地位置的確定必須要滿足城市地形、風(fēng)向、溫濕度要求以及居民生活的需求[20]。綠地斑塊的規(guī)模和等級(jí)以能有效改善局部小氣候和環(huán)境質(zhì)量為準(zhǔn)則。
3.1.1 公園綠地體系
一般按照居住人口密度和服務(wù)半徑確定綠地的位置和面積[13]。一般在市區(qū)及近郊布置,要求同類公共綠地的服務(wù)半徑要相互連接。
3.1.2 緩沖防護(hù)綠地體系
緩沖防護(hù)綠地體系包括為防止環(huán)境污染的防護(hù)性綠地,例如大型工業(yè)污染源附近的防污綠地以及衛(wèi)生防護(hù)林;為消除交通噪聲而建立的道路隔離綠地:生態(tài)敏感區(qū)(城市河流水系、灘涂、特有或稀有植物群落、野生動(dòng)物棲息繁殖區(qū))、資源利用敏感區(qū)(城市水源涵養(yǎng)地)和自然災(zāi)害敏感區(qū)(城市地震、洪水、空氣污染易發(fā)地段)的保護(hù)性綠地。緩沖防護(hù)綠地的位置應(yīng)該圍繞污染源和保護(hù)地四周分布,最小面積以產(chǎn)生明顯效果的封閉值為依據(jù),在城市用地許可的范圍內(nèi)面積是越大越好。
綠廊景觀的構(gòu)建內(nèi)容包括廊道的寬度、密度、走向和連通性。
3.2.1 綠廊的寬度
據(jù)景觀生態(tài)學(xué)的研究成果表明,廊道必須要有足夠的寬度才能發(fā)揮一定的作用。根據(jù)綠廊的具體功能和區(qū)域的實(shí)際情況,確定適宜的廊道寬度。對(duì)草本植物來說,12m的寬度是一個(gè)閉值,寬度大于12m,綠廊物種多樣性明顯增加。為保護(hù)城市河流設(shè)計(jì)的河岸植被綠帶寬度至少在30m以上才能達(dá)到控制水土流失、有效過濾污染物、保護(hù)水生生物的功能。道路廊道寬要大于60m[21],可滿足動(dòng)植物遷移和傳播的要求,較寬的廊道還能為野生動(dòng)物提供連續(xù)性的生境。在規(guī)劃市區(qū)外緣,根據(jù)地形和可能條件,營造盡可能寬長的城市防護(hù)林,并和鄰郊的農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)相連接。
3.2.2 廊道的密度
確定綠地廊道密度,要綜合考慮城市道路的密度、河流水系、城市化程度和功能定位等等的要求。對(duì)于鏈接城郊自然保護(hù)地之間的廊道,可同時(shí)設(shè)計(jì)2~3條同方向廊道,為物種的空間運(yùn)動(dòng)增加安全保護(hù)系數(shù),這樣多一條通道就意味著物種多一份生存機(jī)會(huì),既能吸引郊外區(qū)的動(dòng)物入城,又能在保證發(fā)生污染或自然災(zāi)害時(shí)幫助野生動(dòng)物迅速轉(zhuǎn)移。
3.2.3 廊道的植被構(gòu)成
相鄰綠地斑塊利用不同類型,構(gòu)成不同的廊道[22]。例如連接居民區(qū)與商業(yè)區(qū)的廊道多由道路和行道樹構(gòu)成,方便了人們的生活工作。然而連接市郊自然保護(hù)地的廊道最好由鄉(xiāng)土植物種類組成,并與作為保護(hù)對(duì)象的殘存綠地斑塊相近似。一方面本土植物種類適應(yīng)性較強(qiáng),使廊道的連接度增大,有利于物種的擴(kuò)散和遷移,另一方面有利于殘存自然綠地斑塊的擴(kuò)大。
城市生態(tài)綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是指城市各類綠地斑塊如何通過綠色廊道相互聯(lián)系構(gòu)成完整的統(tǒng)一體。通過綠色廊道和綠色斑塊不同程度和不同等級(jí)的聯(lián)結(jié),構(gòu)成城市生態(tài)綠地的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其中起關(guān)鍵作用的是綠廊的連接功能。形成綠色網(wǎng)絡(luò)有助于避免“綠色孤島”的形成,發(fā)揮綠地的整體生態(tài)功能,實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的功能效果,還有助于增加城市生物通道,促進(jìn)城市與周邊環(huán)境能量、物質(zhì)的疏通。
中國城市生態(tài)綠地建設(shè)的研 究歷程雖只有數(shù)年時(shí)間,但已經(jīng)取得巨大成就,研究成果呈持續(xù)上升趨勢;近幾年中國學(xué)者針對(duì)城市生態(tài)綠地建設(shè)研究的主要方向涉及四大層面:理論層面、操作層面、評(píng)估層面和手段層面;中國城市生態(tài)綠地建設(shè)的研究主要集中在五大熱點(diǎn)方向:系統(tǒng)觀方向、生態(tài)觀方向、協(xié)調(diào)觀方向、技術(shù)觀方向和目標(biāo)觀方向。在這樣的生態(tài)系統(tǒng)中,以多樣性、現(xiàn)代性、便利性為特征的城市環(huán)境和以自然性、情緒性、傳統(tǒng)性為特征的農(nóng)村環(huán)境融合在一起,沒有明顯的邊緣界限,同時(shí)享受到優(yōu)美的田園風(fēng)光和便利、多樣的現(xiàn)代化設(shè)施是生活在其中的任何居民的生活方式。
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