景观生态学视角下城市绿地系统规划的分析与评价)

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除景观生态学视角下城市绿地系统规划的分析与评价——以哈尔滨市为例摘要：城市作为特殊的地理景观，是以人为主体的的生态系统。长期以来我国城市绿地系统规划的环节相当薄弱，从领导、规划人员到市民对绿地系统的认识不足到绿化的指标体系也不完善。新的时代新的形势呼唤着新的理论，将景观生态学的一些理论和方法与城市规划相结合，为解决这一问题提供了新的源动力、注入了新的血液。关键词：景观生态学；城市绿地系统规划；评价；哈尔滨市LandscapeEcologyPerspectiveofUrbanGreenSpaceSystemPlanningAnalysisandEvaluation——ACaseStudyofHarbinCityAbstract：Cityasaspecialgeographiclandscape,isthesubjectofman-madeecosystem.Chinahaslongbeenpartofurbangreenspacesystemplanningratherweak,fromtheleadership,planningstafftopubliclackofgreenspacesystemknowledge,tothegreenindicatorsystemisnotperfect.Theneweraofthenewsituationcallsfornewtheories,someofthelandscapeecologyandurbanplanningtheoriesandmethodscombinedtosolvethisproblemprovidesanewsourceofpower,hasinjectednewblood.Keywords:landscapeecology;urbangreenspacesystemplanning;evaluation;Harbin城市作为特殊的地理景观，是以人为主体的的生态系统，表现为人口的高度集中，城市化速度加快，从而使城市及周围地区的环境问题每况愈下。与大气污染、水资源匾乏、城市热岛现象、干岛现象相伴的是大量的自然景观如沼泽、湖泊、森林、天然河道等消失，自然生物群落和生态系统退化，景观多样性程度降低等一系列生态失衡现象，解决这些问题的最好途径之一就是不断改善城市环境，使其向良性和可持续方向发展，以协调“天、地、人、生”的关系。然而，长期以来我国城市绿地系统规划的环节相当薄弱，从领导、规划人员到市民对绿地系统的认识不足，没有从系统的角度考虑，更多的注重绿地的分类及分布；绿化的指标体系也不完善，一般只限于绿地率、绿化覆盖率、人均公共绿地的指标，而这些指标不能全面反映一个城市的绿量问题，也不能反映出整个城市的绿地系统的空间布局及结构和功能的祸合关系。在理论上从50年代初一直模仿前苏联的游憩理论模式，这种模式对我国的绿化工作曾起到一定的积极作用，但不能反映出绿地的生态效益和经济效益。新的时代新的形势呼唤着新的理论，将景观生态学的一些理论和方法与城市规划相结合，为解决这一问题提供了新的源动力、注入了新的血液。1我国城市绿地系统的现状城市作为特殊的地理景观，是以人为主体的的生态系统，表现为人口的高度集中，城市化速度加快，从而使城市及周围地区的环境问题每况愈下。与大气污染、水资源匾乏、城市热岛现象相伴的是大量的自然景观如沼泽、湖泊、森林等消失，自然生物群落和生态系统退化，景观多样性程度降低等一系列生态失衡现象，解决这些问题的最好途径之一就是不断改善城市环境，使其向良性和可持续方向发展，以协调“天、地、人、生”的关系。此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除长期以来我国城市绿地系统规划的环节相当薄弱，从领导、规划人员到市民对绿地系统的认识不足，没有从系统的角度考虑，更多的注重绿地的分类及分布。在理论上从50年代初一直模仿前苏联的游憩理论模式，这种模式对我国的绿化工作曾起到一定的积极作用，但不能反映出绿地的生态效益和经济效益。新的时代新的形势呼唤着新的理论，将景观生态学的一些理论和方法与城市规划相结合，为解决这一问题提供了新的源动力、注入了新的血液。而且随着计算机技术的突飞猛进，计算机辅助制图的应用，特别是遥感和地理信息系统技术的广泛应用，为进行城市景观空间结构的分析奠定了基础。2城市绿地系统的定义城市绿地系统（Urbangreenspacesystem）是由城市中各种类型和规模的绿化用地组成的具有较强生态服务功能的绿色斑块、廊道系统。广义的城市绿地系统包括城市绿色和蓝色空间，即城市范围内一切人工的、半自然的以及自然的植被、水体、河湖、湿地。从内涵上归纳，城市绿地系统具有园艺，生态和空间三种内涵。从这种意义上来解释城市绿地系统，可以将它定义为在城市空间环境内，以自然植被和人工植被为主要存在形态的能发挥生态平衡功能，且其对城市生态，景观和居民休闲生活有积极作用，绿化环境较好的区域，还包括连接各公园，生产防护绿地，居住绿地，风景区及市郊森林的绿色通道（greenway）和能使市民接触自然的水域。它具有系统性，整体性，连续性，动态稳定性，多功能性和地域性的特征。城市绿地系统的职能有：改善城市生态环境，满足居民休闲娱乐要求，组织城市景观，美化环境和防灾避灾等。3以景观生态学为基础的城市绿地系统的分类景观生态学上认为一个城市本身可以看作一个景观单元，它是由内部不同规模性质的本底(Matrix)、斑块(Patch)、廊道(Corridor)三种景观要素构成的。其中城市绿地系统是城市的一部分，可以将城市绿地系统所构成的城市绿化景观看成是由各种绿地类型以不同方式形成的绿地斑块—廊道系统镶嵌于城市的本底之中。建立合理的城市态系统就是优化城市景观要素的比例构成，建立各景观要素之间的有效联系。3.1城市本底城市景观中，不同规模形式的建筑群体构成了城市的主体景观，并与贯穿之间起到联系和分割作用的交通网络共同组成了城市景观的本底。3.2绿地斑块主要是由公共绿地、生产绿地、居住区绿地、专用绿地等形成的具有一定面积的地块，分布于以街道和街区为本底的城市景观的各个部分中，并以较清晰的边缘与包围它的异质性景相区别。这些斑块一方面具有改善、美化环境，为居民提供游憩的场所，另一方面也是城市生态中大多数生物的栖息地和庇护所，具有较高的生物多样性。从城市景观的角度出发，以斑块面积大小为依据并结合城市公园等级划分可将绿地斑块分为五类:大于20hm2(大型)、10-20hm2(大中型)、5-10hm2(中型)、1-5m2(中小型)、小于1hm2(小型)。3.3绿地廊道此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除主要是以交通为目的的公路、街道、铁路旁的绿化形成的绿道以及沿着水系、高压走廊进行绿化形成的水路、绿路等廊道。这些廊道体系，一方面起到通风的作用，另一方面起着联系大、中、小斑块的作用，使城市绿地具有良好的连接度、形成连续的体系和网络结构，从而使整个城市具有多种使用功能，促进物流、能流、信息流的运输，为城市提供真正的氧气库和舒适的外部游憩空间。同时每种廊道都有一定的宽度，通常廊道的生态效益的大小也是随着廊道宽度的不同而相应变化。一般绿廊间的间距以2-3km为宜。绿地廊道的布设原则：整体性，布设要打破城郊界线；方向性，应顺应本地区的盛行风向，比如哈尔滨是南南西风；连通性，一方面要把大小型绿地斑块连接起来，另一方面应尽量穿过城市。总之，以景观生态学为依据对城市绿地系统进行分类，有利于促进城市绿化的均衡布局和改善城市绿地系统的结构，也有利于对城市绿化景观进行规划和评价，从而为改善城市的生态环境发挥更大作用。4景观生态学的评价指标以景观生态学为基础的斑块(点)、廊道(线)、本底(面)的分类方法也对应着相应的评价指标体系来反映绿地景观的优劣。4.1多样性指数H(Diversity)——Shannon-Weiner多样性指数其中，s-城市绿地分类类别总数；Pi-第i类绿地在绿地中的出现概率。在这里是以第i个绿地类型的面积占绿地总面积的百分数来表示出现概率。多样性指数是以概率为基础，在绿地中类型数量越多，平均每种类型出现概率就越小，多样性指数就越大，绿地景观就越丰富；绿地中各种类型绿地的数量越接近，则说明绿地结构越均匀，这种情况也会使多样性指数增大。而当景观由单一要素构成时景观是均质的，其多样性指数为零。因此可以说多样性指数是表达绿地要素种类的多少及在绿地结构中均匀程度的综合指标。4.2均匀度指数E(Evenness)假设在某一区域绿地中可能出现的绿地类型有s种，并且每种类型出现的概率相等，即P1=P2=PS=1/s，这说明由各种类型绿地要素组成的绿地系统在结构上是最均匀、最合理的，此时，在s种绿地要素的情况下多样性指数最大：均匀度指数被定义为：其中，H-现实绿地的Shannon—Weiner多样性指数；Hmax-当现实绿地中s个类型绿地要素的出现概率均为1/s时的多样性指数。此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除由该定义可知，均匀度指数实际上是现实绿地结构的多样性指标与在相同数量的绿地要素类型分布最均匀时多样性指标的比值，取值范围为0-1。均匀度指数是描述不同类型斑块的分配均匀程度。4.3优势度指数D(Dominance)优势度指数是描述绿地结构中个别类型绿地要素的优势情况，即表达绿地的不均匀程度，常被定义为1-E，其值越大，某一种或少数景观占优势，反之趋于均质，值为0时完全均质，它是计算斑块在景观中重要地位的指数，具有较大优势度的斑块，在景观中具有重要作用。4.4破碎度指数F(Fragmentation)破碎度是指景观被分割得破碎程度。它在一定程度上反映了人对景观的干扰程度。计算公式为:式中，C表示绿化景观的破碎度，为景观中所有斑块类型的总个数，A为绿化景观的总面积。总之，景观生态学中的一些评价指标的引入，对科学评价城市绿地系统的结构和功能的合理性提供了科学的依据和指导。然而这些指标是从生态学中借鉴而来的，对应用到具体的城市绿地系统中还有一些局限性，有待于完善。5哈尔滨市绿地系统概况5.1自然条件哈尔滨是黑龙江省省会，位于黑龙江省的中南部，松嫩平原东端。东经125°42'—130°10'，北纬44°04'—46°40'。全市幅员面积5.31万平方公里，其中市区面积为7086平方公里，人口1063.6万人。市区设有7个行政区，市辖12个行政县(市)，建成区面积203平方公里，人口276.12万人，是黑龙江省经济、文化、政治、教育、科研、旅游中心。市区地形主要是河流冲积低平原和起伏的波状平原，南高北低，由漫岗区逐渐过渡到平川地、低洼地和河漫滩地，局部地形复杂，平均海拔151m。境内主要有松花江、阿什河、马家沟河、何家沟、信义沟。5.2社会条件及城市风貌20世纪初哈尔滨还是一个渔村，随着中东铁路的修建，哈尔滨成为铁路的枢纽。哈尔滨工业先进、商业繁荣、文化发达。无论是城市建筑景观，还是市民生活习俗都杂蹂着浓郁的欧陆风情和本土气息，中西文化合璧构成哈尔滨这个典型移民城市的独特风格。解放后，哈尔滨经过大规模的改造和建设已成为相当规模的以工业为主体的综合性城市。改革开放以后，哈尔滨拓展“南联”大渠道，加大“北开”力度，通过历年兴办的“中国哈尔滨经济贸易洽谈会”和一系列招商引资活动，使哈尔滨成为对独联体、东欧国家开放的窗口和国际通道。5.3哈尔滨市绿地系统发展的历史沿革此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除哈尔滨市区的绿地系统是由建成区和郊区组成的。建成区的绿地发展是在建国以后形成和发展起来的，通常将哈市绿地系统发展划分为三个时期。5.3.1解放初至文革前哈尔滨市由于是从中东铁路的修建而发展起来的，而铁路的分布主要集中于南岗区、大直街的中心地带、道里区一些小型绿地和沿江码头附近，故这两个区的庭院绿化较好。为了增加公共绿地，改变分布不均的绿地布局，相继在其它各区改建、扩建、新建了一批相当于市、区一级的公园、游园、街头绿地等，街北的太阳岛公园也是在这一时期形成的。5.3.2文革期间同其它城市一样很多绿地被毁被占，公共绿地减少了88hm2，绿化建设出现停滞不前的局面。5.3.3文革后至今主要是十一届三中全会以后，绿地的布局、规模、结构都有了显著的改善和变化。特别是1986年后按照哈尔滨市城市总体规划，先后开发建设了沿江26公里的绿化带、马家沟河两岸绿化、太阳岛风景区和一些小游园、小绿地，使哈尔滨的绿地面积由1975年的453hm2增加到1999年的4884.70hm2(见表1)，并且形成了由水系(主要指松花江、马家沟)沿岸绿化、公路(有绿化的道路943条)、铁路两旁绿化和市内的各级公园(22处)、游园(130处)组成的绿色斑块—廊道体系。表1.哈尔滨市绿地系统指标发展历程6基于景观生态学基础上的分析及评价6.1各种绿地类型的区域分布宽度生态位宽度在生态学上是对一个种群或生态系统所利用的各种各样不同环境资源的总和的测度指标(May,1976)，这里我们用来分析哈尔滨市区内各种绿地类型分布宽度，结果见下页图1。此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除由图中可知游园的分布宽度值最高，其次是道路绿地，而最少的是生产绿地。原因是游园绿地一般属于小型斑块，数量多、分布广，道路绿地形成的绿廊更是比比皆是，利用效率高，故二者的分布宽度值最高，而生产绿地数量有限，只有11个，太平区和平房区几乎没有，所以值较低。6.2绿地斑块密度和分布图1.哈尔滨市区各种绿地类型分布宽度斑块密度和分布是分析城市绿地系统景观结构的主要内容。由表2可以看出：哈市绿化景观中比重最大的是小于1hm2面积的小型斑块，占整个比重的88.6%，主要集中于居住区绿地和单位绿地，其次是中小型斑块，占整个比重的7.2%，主要也是居住绿地、专用绿地及小游园；中型以上斑块数量只占整个比重4.2%，主要是公园、防护绿地及单位绿地。表2.哈尔滨市斑块绿地分布统计表3.按绿地类型的数据统计斑块密度可以用各种绿地类型平均斑块面积的倒数来表示，它是描述景观破碎度的一个重要指标。由表3数据可以计算出各种绿地类型的斑块密度，密度指标越大，破碎化程度越大。在绿地斑块中，公园与游园绿地是大斑块，破碎化程度小；而专用绿地与居住区绿地斑块小，破碎化程度大。通过分析表明，哈尔滨市绿地斑块按面积分布呈负指数分布，或不完全波阿松分布(见下页图2和图3)。随着斑块面积的增加，居住区绿地和专用绿地的斑块数量减少。6.3绿地斑块的多样性、均匀度和优势度此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除由表4（见下页）可以看出，七个区的绿地多样性和均匀度在空间上差异较大，最小的是道里区，最大的是道外区。原因可能是道里区是哈市的最繁华的商业区之一，有着悠久的历史，人口密度大，居住绿地面积和专用绿地面积在调查中占的比重比较大，而恰好这两种绿地的特点是面积小、分布广，因而使绿化景观的斑块被分割得比较严重，而且较大的自然景观斑块逐渐被改造得越来越小，数量日益增多，主要是小于1hm2的小型斑块在五类斑块中占绝对优势，因而降低了景观多样性和均匀度。表4.哈尔滨市各行政区绿地斑块结构及多样性图3.企事业单位绿地斑块面积的不完全波阿松分布图2.居住区绿地斑块面积的不完全波阿松分布从优势度来看，各区优势度最大的都是小型斑块，故加强这类斑块的数量和质量对改善整个城市生态环境、方便附近居民、提高城市景观的异质性都具有重要意义。中型以上的斑块数目比重虽小，但构成了整个城市的“绿肺”，具有生态、美化、游憩等多种功能。6.4不同绿地率的绿地斑块空间分布特征图4.绿地斑块专题为了进一步对哈尔滨市绿地系统做景观特征分析，把用地图查询方法产生的四个绿地率图层，用栅格矢量化的过程(ConvertShapefiles)形成相应的绿地斑块专题(见图4)。此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除在列出的专题图中，各种绿地率斑块被表达成黄色，这些专题图从可视性的角度反映出各类斑块的空间分布。如果从绿地功能的角度把单位面积0.25公顷地块内绿地率不足0.4看作为非绿地，则‘绿地率0.4-1.0斑块’与‘绿地率小于0.4’两个专题图清楚地图5.绿地率‘0.4-1.0斑块’与‘绿地率小于0.4’绿地斑块的空间分布特征反映出哈尔滨市区内绿地斑块的空间分布特征。绿地斑块专题与市区区划及街区专题的叠加可以反映出绿地斑块在各分区及街区的空间分布格局。(见图5)表5.不同绿地率、等级的绿地斑块的数量及比重由表5可以看出，中小型(5hm2)以下斑块中以绿地率介于0.4-0.7的比重最多，分别是61.1%和61.9%，而绿地率介于0-0.4的斑块比重就很少。但在中型以上斑块中，绿地率介于0-0.4的斑块比重就相对提高了，所以可以考虑在绿地面积有限的情况下提高该类斑块的绿地率，使之提高到0.4-0.7幅度，或者提高绿地率为0.4-0.7的中小型以下斑块的绿地率，使之提高到0.7-1.0的幅度，这样可以大大提高城市的绿化质量。表6.各绿地斑块专题中的各斑块指数为了进一步分析绿地斑块的景观特征，在ArcView系统中使用‘Calculate’此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除工具计算了各绿地斑块专题中的各斑块(多边形)的面积、周长及形状指数，记录在各绿地斑块专题的专题属性表中(见表6)。6.4模糊综合法的综合评价影响城市绿地系统景观的生态指标很多，且重要程度各异，采用模糊综合法能够考虑到各因子的权重，兼顾各因子的相互关系。这里采用各区绿地率、人均绿地面积、多样性、均匀度、斑块的平均面积、以及破碎度作为评价的因子(见表7)。具体计算如下:(1)对上述因子的前四个找出每一个因子对应的最大值；(2)用每一因子的每一项去除以对应的最大值；(3)对第五个因子用每一项去除以对应的最小值然后取倒数；(4)对以上五个因子的计算结果求和。表8.哈尔滨市绿地系统景观生态模糊综合评价结果表7.哈尔滨市绿地系统景观生态模糊综合评价因子用模糊综合法的评价方法可以大致表示出哈市各区绿化景观的排序情况(见表8)。由于道外区在计算时包括了松北部分的太阳岛公园、湿地等，平房区也纳入了市郊的农田绿地故大大地增加了这两个区的绿地率，而动力区无论是绿地的绝对面积，还是绿地率均居首位，所以这三个区的综合评价值较高。相反，南岗区和香坊区在人均绿地面积、多样性、均匀度值上都比较低，所以这两个区的综合评价值较差。7结论在GIS、RS技术的基础上，以景观生态学的理论和方法对哈尔滨市绿地系统进行综合评价，我们可以得出哈市绿地系统的一些特点:斑块—廊道体系还不够完善，二者之间缺少一定的连通性，因而绿化的整体生态功能难以充分发挥。在绿地斑块中主要以小型斑块为主，这类斑块数量较多而且分布广，主要集中于游园、居住绿地和专用绿地中，成为市民利用最多的一种绿化景观；大中型斑块和大型斑块数量少(1Ohm2以上)，使绿化景观的各项指标明显偏低；廊道绿化的宽度不够、廊道之间的距离比较远，使廊道的作用不能充分发挥。同时，市中心如南岗区和道里区的绿地面积相对于人口密度来说还相差很多。此文档仅供学习与交流\n此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除景观生态学的评价指标体系的引入，进一步完善了传统分类方法中的绿地率、绿化覆盖率等指标体系，因而大大丰富了城市绿化的数量和质量的评判标准，能够对各区的绿化景观及其差异给予定量分析，有助于了解城市绿化的空间分布特征，绿化景观的变迁等，为建立城市绿化信息系统提供生态学的依据。另外，模糊综合法的应用考虑到了各影响因子的权重，兼顾了各因子的相互关系。参考文献：[1]龙赟,张聪林.城市绿地系统规划评价——从技术指标体系走向综合评价[J].山西建筑,2004,(15).[2]陈国平.城市绿地系统规划评价体系研究[D].长沙:湖南大学,2008.[3]傅立群.基于景观生态学的城市绿地系统规划——以葫芦岛市为例[J].中国城市林业,2007,(4).[4]郭凯峰,王媛钦.基于生态学视角下的城市绿地系统规划[J].林业调查规划,2009,(6).[5]陈静.景观生态学原理在城市绿地系统规划中的运用[J].农技服务,2009,(6).[6]费中方,赵文龙.景观生态学原理在城市园林建设中的应用——以兰州部分城市绿地为例[J].甘肃林业科技,2006,(4).[7]刘晓丹.城市绿地系统规划的新思维新方法[D].哈尔滨:东北林业大学,2001.[8]范钦栋,田国行,杨晓明.景观生态学原理在绿地系统规划中的应用——以温县为例[J].河南科技学院学报(自然科学版),2006,(4).[9]杨晓慧,傅超英,韦晓霞.景观生态学在城市绿地系统规划中的应用[J].安徽农业科学,2008,(36).[10]宣功巧.运用景观生态学基本原理规划城市绿地系统斑块和廊道[J].浙江林学院学报,2007,(5).[11]郭玮,张硕新.景观生态学在城市绿地系统建设中的应用[J].西北林学院学报,2006,(1).[12]Daily,G,Nature,Services:SocietyDependenceonNaturalEcosystemsIslandPress,Washington,D.C,1997.[13]Roseland,M.,Dimensionsoffuture:Aneco-cityoverview.In:Roseland,M.(ed.),Eco-cityDimensions,HealhyCommunityPlanet.NewYorkSocietyPublishers,1991,pp.1-13.此文档仅供学习与交流