土地利用的優(yōu)化格局

　　1、Forman教授的研究及成就

　　20世紀(jì)80年代，北美的景觀生態(tài)學(xué)逐漸興起[1]，美國哈佛大學(xué)設(shè)計(jì)研究生院的Richard T·T·Forman教授為北美景觀生態(tài)學(xué)的興起和發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。在1981年～1983年，F(xiàn)orman教授通過編寫一系列文章介紹了歐洲景觀生態(tài)學(xué)的一些概念，他強(qiáng)調(diào)景觀生態(tài)學(xué)與其它生態(tài)學(xué)科不同，是著重于研究較大尺度上不同生態(tài)系統(tǒng)的空間格局和相互關(guān)系的科學(xué)，并提出“斑塊—廊道—基質(zhì)”(Patch-corridor-matrix)模式，奠定了景觀生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)。

　　Forman的主要研究方向是景觀和區(qū)域生態(tài)學(xué)。同時(shí)，他也研究土地的轉(zhuǎn)變、“斑塊—廊道—基質(zhì)”理論和道路系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。Forman教授的景觀生態(tài)思想具體體現(xiàn)在他的眾多專著與論文之中。1986年，F(xiàn)orman教授和Godron教授共同出版了重要專著《Land-scape ecology》，這標(biāo)志著景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段。該書資料豐富，取材精當(dāng)，系統(tǒng)性強(qiáng)，總結(jié)了景觀生態(tài)學(xué)已經(jīng)取得的一系列成就。1995年，F(xiàn)orman教授在他的《Land Mosaics: the Ecology of Landscape and Region》一書中，系統(tǒng)地總結(jié)和歸納了景觀格局的優(yōu)化方法，并強(qiáng)調(diào)景觀空間格局對過程的控制和影響作用，即通過格局的改變來維持景觀功能、物質(zhì)流和能量流的安全。這表明景觀生態(tài)學(xué)已經(jīng)開始從靜態(tài)格局的研究轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)格局的研究。

　　2、Forman教授的景觀規(guī)劃思想

 　　Forman教授認(rèn)為，對于一個(gè)合理的景觀規(guī)劃方案來說，其規(guī)劃原則應(yīng)包括：①考慮規(guī)劃區(qū)域外較廣闊的空間背景；②考慮保護(hù)區(qū)較長的歷史背景，其中包括生物地理史、人文歷史和自然干擾狀況；③規(guī)劃中要考慮未來變化的靈活性；④未來5年、10年或20年內(nèi)可預(yù)料的保護(hù)區(qū)面積變化是規(guī)劃的關(guān)鍵部分；⑤規(guī)劃方案應(yīng)有選擇余地，其中最優(yōu)方案應(yīng)基于規(guī)劃者明智的判斷，而不涉及現(xiàn)實(shí)政策，這樣其它可供選擇的折衷方案才能清晰、明確[2]。因此，景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)中有5個(gè)要素必不可少：時(shí)空背景、整體景觀、景觀中的關(guān)鍵點(diǎn)、規(guī)劃區(qū)域的生態(tài)特性和空間屬性。據(jù)此他還提出了一個(gè)土地規(guī)劃中協(xié)調(diào)保護(hù)與開發(fā)矛盾的“空間解決途徑”，此方案主要包括如下內(nèi)容：“必要的格局”(Indis-pensable Patterns)、“集中與分散相結(jié)合的格局”(Aggregate-with-outliers Pattern)及“戰(zhàn)略點(diǎn)”(Strategic Points)。

　　2.1 “斑塊—廊道—基質(zhì)”模式

　　“斑塊—廊道—基質(zhì)”模式是土地利用空間格局的基本模式。Forman教授和Godron教授在觀察和比較各種不同景觀的基礎(chǔ)上，認(rèn)為組成景觀的結(jié)構(gòu)單元不外乎3種：斑塊(Patch)、廊道(Corridor)和基質(zhì)(Matrix)[3～5]。在土地利用空間格局的評價(jià)中，基質(zhì)代表了該景觀或區(qū)域的最主要的土地利用系統(tǒng)，斑塊意味著土地利用系統(tǒng)的多樣化，廊道意味著土地利用系統(tǒng)之間的聯(lián)系與防護(hù)功能。這些都是景觀或區(qū)域土地持續(xù)利用的基本格局，這些要素能實(shí)現(xiàn)主要的生態(tài)或人類目標(biāo)[2]?！鞍邏K—廊道—基質(zhì)”模式為具體而形象地描述景觀結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)提供了一種“空間語言”。此外，這一模式還有利于考慮景觀結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系，以及比較它們在時(shí)間上的變化[2]。

　　運(yùn)用這一“基本語言”，景觀生態(tài)學(xué)可進(jìn)一步探討地球表面的景觀是怎樣由斑塊、廊道和基質(zhì)所構(gòu)成的，如何來定量、定性地描述這些基本景觀元素的形狀、大小、數(shù)目和空間關(guān)系，以及這些空間屬性對景觀中的運(yùn)動(dòng)和生態(tài)流有什么影響。如方形斑塊和圓形斑塊分別對物種多樣性和物種構(gòu)成有什么不同影響，大斑塊和小斑塊各有什么生態(tài)學(xué)利弊；彎曲的或是直線的、連續(xù)的或是間斷的廊道對物種運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)流動(dòng)有什么不同影響；不同的基質(zhì)紋理(細(xì)密或粗散)對生物的運(yùn)動(dòng)和干擾的空間擴(kuò)散有什么影響等等。圍繞著這一系列問題的觀察和分析，景觀生態(tài)學(xué)得出了一些關(guān)于景觀結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的一般性原理，為景觀規(guī)劃提供了依據(jù)[6]。

　　2.2 集中與分散相結(jié)合的格局

　　“集中與分散相結(jié)合”的格局是進(jìn)行土地利用空間格局優(yōu)化的主要理論依據(jù)，是Forman教授基于生態(tài)空間理論提出的景觀生態(tài)規(guī)劃格局，被認(rèn)為是生態(tài)學(xué)上最優(yōu)的景觀格局。該格局是針對回答“在景觀中，什么是土地利用的最合適的安排？”這一問題而提出的。它包括以下7種景觀生態(tài)屬性：①大型自然植被斑塊用以涵養(yǎng)水源，維持關(guān)鍵物種的生存；②粒度大小，既有大斑塊又有小斑塊，滿足景觀整體的多樣性和局部點(diǎn)的多樣性；③注重干擾時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散；④基因多樣性的維持；⑤交錯(cuò)帶減少邊界抗性；⑥小型自然植被斑塊作為臨時(shí)性棲息地或避難所；⑦廊道用于物種的擴(kuò)散及物質(zhì)和能量的流動(dòng)。集中與分散相結(jié)合的格局強(qiáng)調(diào)集中使用土地，保持大型自然植被斑塊的完整性，充分發(fā)揮其生態(tài)功能；引導(dǎo)和設(shè)計(jì)自然斑塊以廊道或小型斑塊形式分散滲入人為活動(dòng)控制的建筑地段或農(nóng)耕地段，同時(shí)在人類活動(dòng)區(qū)沿自然植被斑塊和廊道周圍地帶設(shè)計(jì)一些小的人為斑塊，如居住區(qū)和農(nóng)業(yè)小斑塊等。顯然，這種規(guī)劃原則的前提是管理景觀中存在著多種組合，包含較大比重的自然植被斑塊，可以通過景觀空間結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使各類斑塊大集中、小分散，通過確立景觀的異質(zhì)性來實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)，以達(dá)到保持生物多樣性和擴(kuò)展視覺多樣性的目的。這種景觀模式是根據(jù)美國和歐洲的農(nóng)村情況，融合生態(tài)知識(shí)與文化背景的一種創(chuàng)新[7]。它有著許多生態(tài)學(xué)上的優(yōu)越性：一方面，這一格局有大型植被斑塊也有小的人為斑塊，可提高景觀多樣性，達(dá)到保護(hù)生物多樣性的目的；另一方面，大型植被斑塊可為人們提供旅游度假和休憩的去處，小的人為斑塊可作為人們的工作區(qū)和商業(yè)集中區(qū)，高效的交通網(wǎng)絡(luò)則可方便人們活動(dòng)。

 　　2.3 土地利用的空間格局優(yōu)化方法

　　其核心是將生態(tài)學(xué)的原則和原理與不同的土地規(guī)劃任務(wù)相結(jié)合，以發(fā)現(xiàn)景觀利用中所存在的生態(tài)問題，并尋求解決這些問題的生態(tài)學(xué)途徑。該方法主要圍繞如下幾個(gè)核心展開[2] ：
　　(1)背景分析。在此過程中，景觀的生態(tài)規(guī)劃主要關(guān)注景觀在區(qū)域中的生態(tài)作用(如“源”或“匯”的作用)，以及區(qū)域中的景觀空間配置。對區(qū)域中自然過程和人文過程的特點(diǎn)及它們對景觀可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析也是區(qū)域背景分析應(yīng)關(guān)注的主要方面。另外，歷史時(shí)期自然和人為干擾的特點(diǎn)，如干擾頻率、干擾強(qiáng)度及干擾地點(diǎn)等，也是分析的重要內(nèi)容。
　　(2)總體布局。以“集中與分散相結(jié)合”的原則為基礎(chǔ)，F(xiàn)orman教授提出了一個(gè)具有高度不可替代性的景觀總體布局模式。在該模式中，F(xiàn)orman教授指出，景觀規(guī)劃中作為第一優(yōu)先考慮保護(hù)和建設(shè)的格局應(yīng)該是幾個(gè)大型的自然植被斑塊，并且作為物種生存和水源涵養(yǎng)所必需的自然棲息環(huán)境，這些斑塊應(yīng)有足夠?qū)挾群鸵欢〝?shù)目的廊道用以保護(hù)水系和滿足物種空間運(yùn)動(dòng)的需要。而在開發(fā)區(qū)或建成區(qū)里建設(shè)一些小的自然斑塊和廊道，則可以保證景觀的異質(zhì)性。這一優(yōu)先格局在生態(tài)功能上具有不可替代性，是所有景觀規(guī)劃的一個(gè)基礎(chǔ)格局。
　　(3)關(guān)鍵地段識(shí)別。在總體布局的基礎(chǔ)上，應(yīng)對那些具有關(guān)鍵生態(tài)作用或生態(tài)價(jià)值的景觀地段給予特別重視，如具有較高物種多樣性的生境類型或單元、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和間斷點(diǎn)、對人為干擾很敏感而對景觀穩(wěn)定性又影響較大的單元，以及那些對于景觀健康發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的地段等。
　　(4)生態(tài)特性規(guī)劃。依據(jù)當(dāng)時(shí)景觀利用的特點(diǎn)和存在的問題，以規(guī)劃的總體目標(biāo)和總體布局為基礎(chǔ)，進(jìn)一步明確景觀生態(tài)優(yōu)化和社會(huì)發(fā)展的具體要求，如維持重要物種數(shù)量的動(dòng)態(tài)平衡、為需要多生境的物種提供棲息條件、防止外來物種的擴(kuò)散，保護(hù)土地以免被過度利用或被建筑、交通建設(shè)所占用等。這是格局優(yōu)化法的一個(gè)重要步驟，根據(jù)這些目標(biāo)或要求，調(diào)整現(xiàn)有景觀利用的方式和格局，以決定景觀未來的格局和功能。
　　(5)空間屬性規(guī)劃。將前文所述的生態(tài)和社會(huì)要求落實(shí)到景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的方案之中，即通過景觀格局空間配置的調(diào)整實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，是景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容和最終目的。為此，需根據(jù)景觀和區(qū)域生態(tài)學(xué)的基本原理和研究成果，以及基于此所得出的景觀規(guī)劃的生態(tài)學(xué)原則，針對前文所述的生態(tài)和社會(huì)目標(biāo)，調(diào)整景觀單元的空間屬性。這些空間屬性主要包括以下幾個(gè)方面：①斑塊及其邊緣屬性，如斑塊的大小、形態(tài)，斑塊邊緣的寬度、長度及復(fù)雜度等；②廊道及其網(wǎng)絡(luò)屬性，如“暫息地”的聚集程度、廊道的連通性、控制水文過程的多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、河流廊道的最小緩沖帶、道路廊道的位置和緩沖帶，以及間斷點(diǎn)的位置、大小和數(shù)量等等。通過對這些空間屬性的確定，形成景觀生態(tài)規(guī)劃在特定時(shí)期的最后方案。之后，隨著對景觀利用的生態(tài)和社會(huì)需求的進(jìn)一步改變，仍可對該方案進(jìn)行不斷地調(diào)整和補(bǔ)充。


[參考文獻(xiàn)]
[1]鄔建國．—景觀生態(tài)學(xué)格局、尺度與等級[M]．北京 ：高等教育出版社，2000．
[2]Forman R T T．Land mosaics: the ecology of landscape and region[M]．Cambridge: Cambridge University Press，1995．
[3]Forman R T T，Godron M．Patches and structural　components for a landscape ecology[J]．BioScience，1981，(31)：733-740．
[4]Forman R T T，Godron M．Landscape ecology[M]． New York: John Wiley & Sons，1986．
[5]張　斌，高　翅．著眼于景觀的整體性著眼與連續(xù)性[J]．規(guī)劃師，2002，(4)：58-60，57．
[6]俞孔堅(jiān)，李迪華．鄉(xiāng)與城區(qū)域規(guī)劃的景觀生態(tài)模式[J]．國外城市規(guī)劃，1997，(3)：27-31． 
[7]肖篤寧，李曉文．試論景觀規(guī)劃的目標(biāo)、任務(wù)和基本原則[J]．生態(tài)學(xué)雜志，1998，(3)：46-52． 
[8]傅伯杰，陳立頂，馬克明，等．景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，2001．

[作者簡介]
陳　波，男，現(xiàn)為浙江大學(xué)園藝系碩士研究生。
包志毅，男，博士，高級工程師，現(xiàn)為浙江大學(xué)園藝系副主任，園林研究所常務(wù)副所長。

[收稿日期]2003-04-08