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生态学在园林景观设计中有哪些应用

文章来源:未知 更新时间:2019-09-11 00:00

  自然生态系统是与当地环境长期相互作用、协同进化的产物,其结构复杂,稳定性高,具有自我维持、更新和发展能力。自然生态系统中的顶极群落是生态功能最强大的生态系统类型。

  地球环境的演变产生了生物,生物又改变了地球环境,生物物体与其生存环境所构成了具有极其复杂相互作用的动态复合体生态系统,每一种生物有其特有的环境资源利用方式和与其他生物间的生物关系,即生态位。人类作为一个生物的种群,与其他生物一样,生存离不开与生物一起协同演化的自然环境,也就是说,人类依赖于自然生态系统生命支持系统而生存,但自从人类有了文明和自己的生产之后,人类开始按自己的需要去利用和改造自然界,并且人类的活动水平及影响力不断加大,已对自然演进的过程及自然结构体系产生了不可估量的影响,具有与地质要素相同的塑造自然结构与改变自然演进过程的能力。人类一方面依赖于自然生命支持系统,另一方面凭借自己的能力构建了与自然系统相隔离的庞大人工系统,越来越使自己变成生态位高度特化的生物。城市就是按照人类的意志和愿望,对自然系统进行强烈改造和适应而建立起来的人工环境系统。城市是一种建筑物高度密集的人造实体,人口高度密集的社会实体,能流、物流、信息高速交换的经济、科技、文化实体。但任何一个城市都是建立在在自然系统本底基础上的,无论是整体意义上的城市,还是生物意义上的城市人群不可能离开区域或全球生态系统而独立生存。

  吴良镛教授在《人居环境科学导论》这本著作中指出,人居环境地,是人类聚居生活的地方,是与人类生存活动密切相关的地表空间,是人类在大自然赖以生存的基础,是人类利用自然、改造自然的主要场所。在空间上,人居环境又可以再分为生态绿地系统与人工建筑系统两大部分。城市作为人居环境的典型类型离不开生态系统的生物物质、能量,离不开经过长期演化获得的大气环境、光热环境、水环境,以及由此而产生的心理机制。但是现代城市人居环境越来越向自然环境异化方向发展,人类的居室、办公楼受到人工控制的程度越来越大,城市的空间,甚至局部大气越来越多地被人造物所充塞,所建造的庇护所(Shelter)越来越特化,人们在四季有空调的建筑物内感到“舒适”,越来越依赖局部大气、温度、制造系统、交通运输系统,这种矛盾的二重性需要一个中介来进行调和,无论是环境还是心理都需要这种调和,能承担这种功能上和空间上的调和作用只有依靠园林绿地生态系统,只有当园林绿地生态系统成为人居环境的主体部分和连接人工环境与自然环境生态系统的桥梁,才能实现吴良镛先生所说的“人居环境建设本身就是人与自然相互联合和作用的一种形式,理想的人居环境是人与自然的和谐统一。

  师法自然一直是我国园林的造园准则。20世纪70年代以来,生态理论得到进一步发展,传统的开敞空间方法加入生态学理论,给城市规划注入新的血液,开始了城市生态绿化的研究和实践。城市生态绿化是在改善城市生态环境,创造融合自然的生态游憩空间和稳定的绿地基础上,运用生态的原理和技术,借鉴地带植物群落的种类组成、结构特点和演替规律,以植物群落为绿化基本单元,科学而艺术地再现地带性群落特征的城市绿地。它是顺应自然规律,利用修复技术,构建层次多、结构复杂和功能多样的植物群落,提高自我维持、更新和发展能力,增强绿地的稳定性和抗逆性,实现人工的低度管理和景观的可持续维持和发展。

  1)园林绿化生态效益的研究。包括园林植物计算绿量回归模型的建立,园林植物以及人工群落的生态功能性和生态适应性的研究(释氧固碳、蒸热吸热、滞尘降尘、减菌、减污、抗污、抗寒等)。

  2)城市生存环境绿色量群的研究。包括绿色量、园林绿地的功能量化、城市绿化环境评价与需求调查。

  国外的绿化,早期发展一直以崇尚富装饰性植物的设计为特色,较东方传统造园的“天人合一”思想具有更强的征服自然的色彩。随着环境的不断恶化,以研究人类与自然的相互动态平衡为出发点的生态设计思想开始形成并迅速发展。发展最早和最快是美国从19世纪下半叶至今,生态的设计思想先后出现了四种倾向:

  1)自然式设计与传统的规划设计相对应,通过植物群落设计和地形起伏处理,从形式上表现自然,立足于将自然引入城市的人工环境,美国奥姆斯特德(FredericLaw Olmsted)极为推崇此模式。

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  2)乡土化设计对区域的生态因子及其周围环境中植被状况和自然史的调查研究,使设计切合当地的自然条件并反映当地的特色,代表人为西门德斯(Simonds)和詹逊(Jenson)。

  3)保护性设计对区域的生态因子和生态关系进行科学的研究分析,通过合理设计减少对自然的破坏,以保护现状良好的生态系统,纳绍尔(JoanNassauer)、惠尔克(Willian Weilk)和夏戈(BillyGress)在设计中运用了该思想。

  4)恢复性设计在设计中运用种种科技手段来恢复已遭破坏的生态环境。代表人物有K.希尔(KristinaHill)和A.丹尼斯(AgnesDenes)。

  最近又提出了生态展示性设计的概念,即通过设计向当地民众展示其生存环境的种种生态现象、生态作用和生态关系引起了广泛关注。

  生态学的研究领域非常广泛,不同的生态学研究尺度与绿地系统建设的层次有大致的对应关系。

  区域的含义指城市群或城市与城郊复合体。在区域这个层次,绿地系统的建设目标应是建立一个区域生态安全格局。这包括两个层面:第一,生态系统的物质循环格局,特别区域水循环;第二,生物多样性维护安全格局,主要在于景观(生态学概念的景观)和生态系统层次上的生物多样性维护安全,城郊和城乡结合部、河口湿地是区域甚至全球生物多样性维护重要所在,特别是一些鸟类、鱼类的重要栖息地或迁徙过境地。

  这里的城市指城区部分。城市空间上是多种生态系统的聚合,由于其建筑往往所占的比例最大,完全不同于自然系统的下垫层性质与人为活动所排放的物质能量改变了城市局部环境,使得城市在生态上成为孤岛,朝着不适于人居的方向发展。所以城市绿地的最主要作用是缓冲孤岛化倾向,尽量使城市的生态环境因子保持接近自然系统的状态。

  景观生态学中的斑块廊道基质模式可以用来描述城市空间格局的一个基本模式。按照生态学性质,基质是城市的建筑物,绿地生态系统构成斑块、廊道。在城市整体个层次上,由斑块和廊道构成的绿地生态系统能够起到掩盖建筑物基质的作用,理想的状况是,城市下垫层的生态性质由绿地生态系统主导,使城市不再成为生态上的孤岛,与周边系统融为一体,创造出一个合适人居的户外环境。但绿地生态系统不能解决所有的生态问题,如碳氧的平衡等。某些规划声称以碳氧平衡作为确定绿量(绿化率、覆盖率)的依据,实际上夸大了绿地的作用,城市根本不可能依靠自己解决碳氧平衡,碳氧循环即使不是全球机制所决定,也至少是一个大区域的机制所决定。

  生物多样性维护的一个重要方面就是要依赖于景观层次上的生态系统的多样性。城市及郊野的自然系统保留斑块在生态学上往往具有特别意义,有些生境和生物群落可能是非常独特的,甚至是惟一的。但是完全重新构建人工绿地,不必过于强调物种多样性,只需满足生态调节功能结构物种的关联要求和审美要求即可。那种拼命追求物种数量的导向实际上走向形而上。生物多样性不是简单的物种数量叠加,并且大量引来外来物种的潜在威胁人们已得到共识。

  廊道(林带)需要一定的宽度,但宽度标准很难作出定量结论。目前环城林带、交通干线林带存在着相互盲目攀比的现象,但对其作用的认识却是非常模糊的。自然系统的廊道主要起着生物通道的作用,但在城市是否要强调生态通道?在林带改善小气候效应方面,农田防扩林的研究成果很值得借鉴。有一些观点非常强调林带与主风向的关系,实际上线状林带对风的改变只限于林带高度3~5倍的范围,除非林带形成网络。林带的建设须考虑城市生态特点。我国的三北防护林建设成果虽然巨大,却有明显的失误,如在干旱地带,缺水是主导障碍因子,营造乔木林带以后,树木的蒸腾作用使地下水位下降,生境更加旱化,如用旱生灌木和草木却能起到固定土壤的作用。笔者推想我国的林带理念可能部分来自于中国人的围墙观念,如同历史上的围长城一脉相传,但万里长城并不能挡住外族进入中原。

  



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