城市景觀格局及其生態效應

馬永亮 孫卿 孫婷婷/五大連池市林業局

城市景觀格局及其生態效應

馬永亮 孫卿 孫婷婷/五大連池市林業局

城市作為以人為主體的景觀生態單元，建筑物群體構成了景觀的主體。此外，還分布有公園、綠地和其它一些不常見的景觀要素。城市景觀是深受人類活動影響的景觀類型，同時城市生態系統也深深地刻上了人類影響的烙印。隨著人類社會日益城市化，未來的景觀將越來越強烈地受到人類經濟、社會活動的改造。

景觀生態學；景觀格局；生態效應

一、城市景觀格局

1.城市景觀格局的定義。景觀生態學是研究景觀的空間結構與形態特征對生物活動與人類活動影響的科學。它以生態學的理論框架為依托，吸收現代地理學與系統科學之所長，研究景觀的結構（空間格局）、功能（生態過程）和演化（空間動態）,研究景觀和區域尺度上的資源、環境經營管理。景觀通常指一組相互作用的生態系統在空間上的鑲嵌組合。分析景觀格局的目的是了解產生和控制景觀空間結構的因子和機制，比較不同的景觀格局及其生態效應,最終為景觀的合理利用與規劃提供依據。

2.景觀格局的度量。利用景觀生態學的數量方法，研究城市化過程中城市及其外圍區域景觀結構的動態變化過程，能很好地反映城市化過程中人類活動及政策對景觀要素的影響[8],從而為合理地進行景觀規劃、管理和維護城市生態系統提供依據。景觀格局指數是景觀格局不同側面特征的概括提煉和定量反映，通常在斑塊、斑塊類型和景觀3個層次上加以分析。隨著對景觀格局研究的深入，格局指數的數量和復雜程度也在不斷增加，目前在景觀格局研究中用到的指數大約有60個，常用的包括斑塊形狀指數、斑塊密度、平均斑塊面積、斑塊距離、多樣性指數和破碎度指數等。

二、城市景觀格局的生態效應

城市景觀結構和空間形態影響城市生態環境問題的產生及解決途徑。城市整體景觀格局包括各種景觀要素的組合結構以及由要素組合所表現出的城市空間形態。盡管人們現在已經對城市景觀要素諸如斑塊和廊道（尤其是綠色廊道）的生態意義有了相當的認識，但對其組合形式導致的生態結果尚需進一步研究。例如眾所周知，大城市會產生城市熱島效應，即城市空氣溫度明顯高于周圍郊區，而空氣濕度卻較小，但不同景觀格局對城市熱島效應的影響差異巨大。對東京城郊街道格局的考察研究結果表明，向稻田開敞而且其排列形式使風可以直接吹入的街道，稻田上空涼爽的空氣可以伸入到臨近的居住區內，居住區內150米范圍可起到降溫效應。相反，不向稻田開敞以及與風向垂直的街道則沒有這種降溫效應。

基礎設施是城市發展的骨架，往往肩負著城市社會經濟活動和區域物質能量流的雙重要務，但景觀生態學對城市化過程和城市的基礎設施提出置疑，認為基礎設施網絡對城市和城市景觀的發展有強烈影響，這種影響通常對經濟發展是有利的，而對城市的生態功能不利。從空間上來說，這個問題的解決之道就是把基礎設施線路布局在生態系統動態功能較弱的地區，以保護城市生態環境。

為對城市破碎化及自然生態系統質量退化的響應，生態網絡分析與規劃應運而生，并被廣泛認為是提高城市開敞空間的生態價值的有效手段。Forman曾提出許多景觀生態規劃思想，諸如大型植被斑塊具有多種重要的生態功能，并為景觀帶來許多益處，小的植被斑塊可以作為物種遷徙的歇腳地，保護與規劃分散的稀有種類或小生境有利于提高景觀的異質性，所以城市生態綠地不僅要數量多，而且要分布均勻。大嵌塊體與小嵌塊體相結合，應把二者有機地結合，并通過廊道連接起來。對孤立斑塊內的亞種群來說，局地滅絕率隨生境質量的提高或斑塊的增大而減少，其重新定居的可能性隨著廊道、歇腳地或較短的斑塊間的距離的存在而增大。規劃生態綠地空間時要集中與分散相結合，應通過土地的集中布局。在建成區保留一些小的自然斑塊和廊道，同時在人類活動的外部環境中，沿自然廊道布局一些小的人為斑塊，形成最佳生態組合，這些通過調控景觀格局影響生態效應的思想成為生態規劃和管理的指南。

三、城市生態系統的景觀格局特征

城市是人類維持自身生存、發展的重要的聚集地。大量人工景觀要素，如以建筑物為主的居民區、商業區、工業區、道路等以斑塊、廊道、基質等不同形式構成城市景觀的主體。從結構和功能的主導性來分析，可以認為，城市中的基質、斑塊體、廊道之間并沒有嚴格的界限。

1.城市景觀的不穩定性。城市的快速發展不斷地改變著城市的邊界、范圍和土地利用結構，相應的城市景觀斑塊大小與現狀、廊道及格局也不斷發生變化。許多少數人口聚集的鄉村、鄉鎮在不長的時間里發展成頗具規模的大城市，如深圳從20個世紀70年代的人口不到3萬的小鎮發展到現在常住人口將近500萬的以商貿為主的特大城市。土地利用結構、格局在短短的30年內發生了很大的變化。

2.城市景觀的破碎性。人類活動的復雜性、多變性導致土地資源的開發、利用狀況十分復雜，使城市景觀呈現出“高度破碎化”的顯著特征，即眾多的景觀單元、斑塊被人工分隔。高度發達的、稠密的城市廊道體系-四通八達的交通網絡構成城市景觀格局的基本骨架，同時也是城市景觀異常破碎化的重要因素。此外，城市中其它景觀要素的空間配置、布局對景觀破碎化也有不同程度的貢獻。

3.城市景觀的異質性和自相似性。城市景觀組分的異質性表現為各類功能多樣、性質多樣的土地利用活動，如居民區、工業區、商業區、學校、公園、綠地等；景觀結構的異質性是指各類景觀要素、景觀單元的異質性，如斑塊大小、形狀、面積等，城市景觀結構的異質性表現為各類景觀單元的復雜、多樣性；景觀格局的異質性是指各類景觀單元之間、景觀單元與生態變量之間的關聯關系，在城市生態系統表現為景觀格局同生態過程和功能之間的關聯度的變異程度。景觀的時間異質性是生態系統隨著時間的推移所表現出的空間異質性。城市景觀格局的空間異質程度可能是受尺度影響最大的景觀類型。即在城市景觀中，不同尺度下其格局與空間異質性程度可能完全不同，但也有可。

四、影響城市生態系統景觀格局形成的因子

影響生態系統景觀格局形成的因素通常可以簡單地概括為3類：非生物因素（物理因素）、生物因素和人為因素。非生物因素和人為因素可在多尺度上均起作用，而生物因素通常在較小的尺度上影響作用顯著。由于城市生態系統是人類社會高度發達的產物，因此，人類復雜的生產、生活活動是影響、改變城市景觀結構和格局的最重要驅動因素。但非生物因素和生物因素也對城市景觀格局的形成、演變有重要的影響作用。

[1]Forman R T T.LandscapeMosaics: The Ecology ofLandscape andRegions [M ].London:Cambridge University Press,1995.

[2]王仰麟.農業景觀格局與過程研究進展[ J].環境科學進展，1998,6（2）:29234.

[3]O'Neill R V,Milne B T,TurnerM G,et al.Resource utilizationscales and landscape pattern [J].Landscape Ecology, 1988,（2）:63269.