城市生態綠地建設的理論基礎與途徑探索

魯敏，王菲，楊盼盼

(山東建筑大學藝術學院，山東濟南250101)

0 引言

城市綠地在改善城市生態環境、調節城市氣候、美化城市景觀等方面具有重要作用，城市綠地建設的質量已經成為衡量一個城市發展狀況的重要指標。城市生態綠地建設是城市生態環境的重要組成部分，是城市景觀生態規劃設計的主體。傳統的城市綠地系統建設，重在挖掘規劃單體的景觀功能效應，而城市生態綠地建設是應用生態學、景觀生態學原理，融合交叉學科的研究成果［1］，構造新型的城市生態綠地，充分發揮綠地系統在現代城市綠地建設中的應用，在城市建成區范圍內建立人與自然共生存的良性生態空間，遵循景觀生態學原理，建立合理的人工群落，保護生物物種多樣性，建立人類、自然、社會和諧共存的城市生態環境［2］。城市生態綠地建設就是研究城市綠地及其相關事物的科學，最終目的就是為了城市綠地在城市生態環境可持續發展中發揮積極作用［3］。詳細地說就是在改善城市環境，滿足城市居民生存需要，協調人類與自然的關系。在全球性建設低碳城市、打造森林城市的影響下，我國的各個城市都已經開始重視城市綠地系統的規劃和建設，更有一些發達城市開始了城市生態綠地建設的景觀生態規劃與設計研究。

1 城市生態綠地建設的理論基礎

由于生態系統的復雜性，功能過程中也涉及眾多因素，其作用可歸納為幾個基本的生態變量:物質、能量、時間、空間、多樣性。因此城市生態綠地建設需要與之相關的科學理論來指導。

1.1 生態學理論

城市環境中生物與生物、生物與環境之間的相互關系，生態綠地能否成為恢復城市生物多樣性的載體，能否發展為穩定的生態綠地系統。首先取決于城市生態綠地內部各組的關系以及綠地與城市環境之間的關系組合是否恰當。因此生態學原理是城市生態綠地建設形成過程中的一項重要指導理論。

1.1.1 城市生態位理論

生態位概念的核心是物種的生態需求，在一個特定的生態群落中與其他物種相關聯的位置。這個理論對于識別物種內部種間競爭、植物群落結構以及物種演替的生理生態機制的研究具有重要的意義。競爭排斥現象是普遍存在的，其結果是導致物種群落內生態位相似的生物單元部分死亡或分化后得以生存［4］。

在特定的城市生態環境條件下，應將抗旱耐寒、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準。在城市綠化工作中，應以鄉土植物為基調樹種，適當引進適于本地區生長條件的野生植物和外地植物［5］，例如已馴化好的國內外栽培植物品種，建設觀賞型、保健型、環保型、文化科普型、生產型等等生態園林群落類型［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群落替代另一個群落的過程，是群落內部關系與外界環境中各種生態因子綜合作用的結果［7］。城市綠地群落在動態演替過程中，無論是形成、更新還是演替都是在人為條件的干預下進行的，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。具體應用表現在綠地物種組成、土壤改良、群落類型的確定和前期形成提供依據，并引導群落動態發展方向以及形成后期的管理。建立植物群落時，就應考慮經過一段時間發展后的狀態。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，如何調整灌木層、地被層使適應喬木層樹種改變后的新環境。

1.1.3 城市生態綠地協同進化與物種間的相互作用

協同進化是生態學的中心思想之一［8］。生物與環境及其相互制約、相互影響、相互促進的矛盾運動是系統發展的根本動力。伴隨著植物群落的恢復和物種多樣性的發展，群落內部的其他生物協同發展，這是人工綠地向地帶性植被演變的功能機制。因此植物多樣性的發展是其他生物多樣性發展的基礎。動物、微生物的多樣性會隨著植被的成熟而增加，同時也影響著植物群落的許多其他的功能過程［9］。

1.1.4 城市生態綠地營養結構原理

生態系統就是從細胞到最復雜的生物群落的能量轉換器，最基本的熱力學三大定律，同樣適合生命的能量轉換過程。能量分層多級利用應用于城市生態綠地建設表現為增加物種多樣性和食物鏈的營養級，例如昆蟲、鳥類、爬行動物、微生物等等增加能量的流動環節和途徑，提高能量的利用率和系統的負反饋調節能力，促進系統向穩定成熟發展。

1.2 景觀生態學理論

景觀生態學以整個景觀為對象，注重景觀的空間布局研究。景觀生態學將景觀定義為一個空間異質性的區域，由互相作用的斑塊或者生態系統組成，以相似的形式重復出現。景觀是由景觀單位元素組成。景觀單位元素是地面上相對于同質的生態要素或單元，其中包括自然因素或人文因素，可以視之為生態系統。景觀生態學中“斑塊”、“廊道”、“網絡”、“結點”等概念為城市生態綠地建設的整體描述提供了手段，把城市綠地與整體的城市景觀聯結起來，給城市綠地規劃賦予了新的內涵。

1.2.1 斑塊與物種保護的關系

景觀生態學認為斑塊與生物多樣性有著密切的關系，主要表現在斑塊面積大小、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基因的多樣性。同一類的景觀破碎化程度越高，就會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。但是小型斑塊可提高景觀多樣性，起到臨時的棲息地的作用。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的對象和保護效果上存有差異。喬木型斑塊比較有利于鳥類和小型獸類的保護，灌草型斑塊則更有利于昆蟲與微生物的保護。

1.2.2 廊道與物種多樣性的關系

廊道具有線狀或者帶形的景觀類型，對于物種多樣性的影響主要表現在: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，促進斑塊之間營養交換與物質流動［10］，給缺乏空間擴散能力的物種提供一個連續的棲息地網絡，增加了物種重新遷入的機會;為外來物種的入侵提供通道。由于廊道對物種的保護具有雙重功效，在城市綠廊的設計中必須謹慎考慮如何使廊道有利于綠地斑塊的物種保護。

1.2.3 斑塊邊緣效應的雙重作用的關系

景觀的邊緣效應就是斑塊邊緣由于受到外圍影響而表現出得與中心部分不同的生態學特征現象。據研究表明，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烈，容易使物種遭到破壞，而離邊緣處越遠的距離，就越安全。邊緣效應的正面作用出現于同質斑塊間，例如河流與綠地、農田與林地之間，副作用則在于不同質量的斑塊間:城市綠地與附近的污染源。在城市綠地的規劃中應注意恰當地利用這種雙重作用。

2 城市生態綠地建設的遵從原則

2.1 堅持以生態平衡為主導原則

生態平衡是生態學的一個重要原則［11］，其內容是指生態系統位于頂極穩定狀態，穩定狀態的系統的內部結構與功能相互適應與協調，輸入的能量和輸出的能量之間達到相對的平衡，系統的整體效益為最佳。生態平衡應包括生態結構上的穩定、功能上的穩定和能量輸出輸入的穩定，達到一種動態平衡。［12］在城市綠地的生態建設中，使城市綠地系統的結構與布局形式和其自然地形地貌與河湖水系相協調［13］，著眼于整個城市的生態環境，合理布局，使城市綠地不僅圍繞在城市四周，而且應把自然引入城市之中，以維護城市的生態平衡。

2.2 堅持遵從生態位原則

生態位是指一個物種在生態系統中的功能作用及其在時間和空間中的地位，反映了物種與物種之間、物種與環境之間的各種關系。［14］例如城市園林綠化植物的配置與選配，直接關系到綠地系統景觀價值的高低和生態與環保功能的發揮。在城市綠地系統建設中，應充分考慮物種的生態位特征、合理配置植物種類、避免植物物種間直接競爭，達到結構合理、種群穩定的復層群落結構，既能充分利用環境資源，又能形成優美的景觀。

2.3 堅持物種多樣性與近自然群落相互構建的原則

生物物種多樣性是城市生態綠地建設的一個重要標志［15］。在一個生物群落中，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，同時反映了群落中的動態特點與穩定性以及在不同的自然環境條件下與群落的相互關系［16］。

近自然群落是關于植被恢復的一種新理念，學科依據為生態學的潛在自然植被和群落演替的基本理論，選擇鄉土樹種［17］，運用“模擬自然”的手法和技術，通過植被自然生長和人工營造相互結合，以超常速、低造價地建造地帶性植被類型為目標，群落結構完整、物種豐富多樣、生物量高、狀態穩定、人工營造完全遵循自然循環規律，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，運用模擬自然的手法，營造在種類組成和群落結構上與區域頂級群落接近的人工植物群落［19］。

3 城市生態綠地建設的構建途徑

城市生態綠地建設是在城市綠地系統規劃、城市綠地系統景觀現狀分析以及評價的基礎上，合理的規劃城市綠地景觀空間，將綠地斑塊、綠色廊道、綠色網絡等景觀要素的數量、空間分布格局及景觀外貌進行優化設計，使城市景觀充分發揮功能，維護生態平衡，創造優美城市環境，為居民提供便利健康的休閑場所。

3.1 綠地斑塊的構建

綠地斑塊分為公園綠地體系和緩沖防護體系。構建內容:確定斑塊的劃分等級、規模、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、風向、溫濕度要求以及居民生活的需求［20］。綠地斑塊的規模和等級以能有效改善局部小氣候和環境質量為準則。

3.1.1 公園綠地體系

一般按照居住人口密度和服務半徑確定綠地的位置和面積［13］。一般在市區及近郊布置，要求同類公共綠地的服務半徑要相互連接。

3.1.2 緩沖防護綠地體系

緩沖防護綠地體系包括為防止環境污染的防護性綠地，例如大型工業污染源附近的防污綠地以及衛生防護林;為消除交通噪聲而建立的道路隔離綠地:生態敏感區(城市河流水系、灘涂、特有或稀有植物群落、野生動物棲息繁殖區)、資源利用敏感區(城市水源涵養地)和自然災害敏感區(城市地震、洪水、空氣污染易發地段)的保護性綠地。緩沖防護綠地的位置應該圍繞污染源和保護地四周分布，最小面積以產生明顯效果的封閉值為依據，在城市用地許可的范圍內面積是越大越好。

3.2 綠廊的構建

綠廊景觀的構建內容包括廊道的寬度、密度、走向和連通性。

3.2.1 綠廊的寬度

據景觀生態學的研究成果表明，廊道必須要有足夠的寬度才能發揮一定的作用。根據綠廊的具體功能和區域的實際情況，確定適宜的廊道寬度。對草本植物來說，12m的寬度是一個閉值，寬度大于12m，綠廊物種多樣性明顯增加。為保護城市河流設計的河岸植被綠帶寬度至少在30m以上才能達到控制水土流失、有效過濾污染物、保護水生生物的功能。道路廊道寬要大于60m［21］，可滿足動植物遷移和傳播的要求，較寬的廊道還能為野生動物提供連續性的生境。在規劃市區外緣，根據地形和可能條件，營造盡可能寬長的城市防護林，并和鄰郊的農田防護林網相連接。

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。對于鏈接城郊自然保護地之間的廊道，可同時設計2～3條同方向廊道，為物種的空間運動增加安全保護系數，這樣多一條通道就意味著物種多一份生存機會，既能吸引郊外區的動物入城，又能在保證發生污染或自然災害時幫助野生動物迅速轉移。

3.2.3 廊道的植被構成

相鄰綠地斑塊利用不同類型，構成不同的廊道［22］。例如連接居民區與商業區的廊道多由道路和行道樹構成，方便了人們的生活工作。然而連接市郊自然保護地的廊道最好由鄉土植物種類組成，并與作為保護對象的殘存綠地斑塊相近似。一方面本土植物種類適應性較強，使廊道的連接度增大，有利于物種的擴散和遷移，另一方面有利于殘存自然綠地斑塊的擴大。

3.3 城市生態綠地網絡系統的構建

城市生態綠地網絡系統是指城市各類綠地斑塊如何通過綠色廊道相互聯系構成完整的統一體。通過綠色廊道和綠色斑塊不同程度和不同等級的聯結，構成城市生態綠地的網絡系統，其中起關鍵作用的是綠廊的連接功能。形成綠色網絡有助于避免“綠色孤島”的形成，發揮綠地的整體生態功能，實現“1+1＞2”的功能效果，還有助于增加城市生物通道，促進城市與周邊環境能量、物質的疏通。

4 結語

中國城市生態綠地建設的研 究歷程雖只有數年時間，但已經取得巨大成就，研究成果呈持續上升趨勢;近幾年中國學者針對城市生態綠地建設研究的主要方向涉及四大層面:理論層面、操作層面、評估層面和手段層面;中國城市生態綠地建設的研究主要集中在五大熱點方向:系統觀方向、生態觀方向、協調觀方向、技術觀方向和目標觀方向。在這樣的生態系統中，以多樣性、現代性、便利性為特征的城市環境和以自然性、情緒性、傳統性為特征的農村環境融合在一起，沒有明顯的邊緣界限，同時享受到優美的田園風光和便利、多樣的現代化設施是生活在其中的任何居民的生活方式。

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