第九讲 景观生态规划与景观管理

第九讲景观生态规划与景观管理
一景观规划与景观管理（Landscape planning and management）
景观的经营原则，从全球的角度考虑、以区域性范围来规划、最终在当地条件下实施（Think globally, plan regionally, and the act locally）
1原则
中心点是“在景观中何为合理的应用土地”，称为聚合与分散原则（Aggregate-with-outliers principle）。

含义为：应该综合的运用土地也要考虑廊道或整个景观中的自然小斑块，同时必须将人为活动沿着主要的边界分散。

（Aggregate land uses, yet maintain corridors and small patches of nature throughout along major boundaries）.
（1）大块的自然植被。

生态学上至少在以下6点是重要的；保护aquifer；保护流域；为物种提供居息地；支持非边缘物种的种群规模，维持一定的小居息地为多居息中提供；容许自然的干扰使物种得以进化和生存。

（2）嵌块体的大小（粒度grain size）景观斑块的小块结构，例如斑块的平均直径或平均面积一般影响景观的生态因素，例如作为一种极端的形式，我们可以将所有的自然景观聚集一起、将所有的人工景观、农业景观聚集一起等等。

粗糙粒度景观为专一与内部的物种提供大面积的植被斑块，并保护aquifer；相反小嵌块体支持一般性的物种，一般物种只需要短距离范围的运动，而空气或水的质量较差；特有种需要大的斑块。

一个景观如果包含有不同大小的嵌体，是重要的景观结构组成，上图反映是大径的嵌块，但在边界处具有小块的嵌体。

（3）分散安全性（risk spreading）不要把鸡蛋放在一个篮子里（avoid placing all eggs in on basket），说明景观内一种类型的大型斑块应不止一个。

（4）基因变化（genetic variation），这对于提供抵御干扰的繁殖体或对于环境的变化是重要的，在多数情况下除了大斑块外、小的斑块是需要的。

（5）边界区
（6）小斑块天然植被(small patches of natural vegetation)在建筑区、居住区或农业区具有小块的天然植被十分重要，他们为物种的迁移提供一个踏步；为已在当地消失的物种恢复提供一个环境；在基质中提供一个异质性的条件为降低风速水土流失等；保持边界的物种处于一个较大的种群水平；具有较高的种群密度。

因此必须很好的安排小块的自然植被。

（7）廊道上述的图中具有两类廊道，一种是天然植被构成的廊道，为物种的运动等提供重要的条件；第二类为许多小块的土地利用所构成，为人及其他具有多种居息地的物种的运动提供通道。

所谓的aggregate-with-outliers 景观规划模型在土地利用方面具有多种生态效益，对人类的直接利益包括：提供广阔范围的立地条件；提供可以有比较隐蔽的郊区居住环境；在较小的地域范围包括了工作、居住、学校、商店的集合；人类在不同景观之间的移动效率；自然植被和农业土地越过主要的廊道，由此保证连续的带状联系的发育并提高相邻间的区别；在集聚的建筑区（如城市）内的专化性；城市的公园；为有效的获取资源提供大面积斑块；粒度尺度的变化以提供视觉上的多样性。

傅伯杰等提出的景观生态规划原则
（1）自然优先原则保护自然景观资源和维持自然景观生态过程几功能。

（2）持续型原则人-景观关系的协调性在时间上的扩展，建立在满足人类的基本需要和维持景观生态整合性上。

景观生态整合性包括生产力、生物多样性、土壤和水源（Forman 1995）在于对景观资源的持续利用和生态环境的改善，保证社会经济的持续发展。

（３）针对性原则具体到某一规划时收集资料应有所侧重，针对规划的目的选取不同的分析指标，建立不同的评价与规划方法
（4）异质性原则维持及发展景观空间的异质性
（5）多样性原则环境资源的变异性及复杂性，景观单元在结构和功能上的多样性。

（6）经济性原则促进经济为目标
（7）社会性原则强调人类集聚及人类的创造性，人的社会行为、价值观及文化观念直接影响景观生态系统的动态变化的方向及进程。

（8）综合性原则包括两个层次：其一，对景观的分析和评价需要多学科的专家参与；其二，景观生态规划是对景观进行有目的的干预，依据是内在的景观结构，景观过程，社会-经济条件及人类的需要。

要求全面综合分析景观自然条件基础上，同时考虑社会经济条件，还要进行规划实施后的评价。

（9）整体优化原则把景观单元视为景观生态系统内有机联系的单元来考虑，以达到最佳状态。

（10）景观个性原则体现当地景观的特点。

2 景观规划Planning
景观规划、设计、管理方面有许多经典的成功范例，其基础是把人类与自然世界（生物）很好的协调和综合。

如中国的古庙宇，中世纪的城堡，Olmsted’s 设计的波士顿绿地（Emerald necklace）。

但是更多的是出现许许多多的错误，典型的如去直河道溪流，填没湿地，沿河筑堤，控制森林火灾，猎杀大型哺乳动物，今天我们已为此付出代价。

1 规划步骤
（1）确定规划范围与规划目标，一般目标为: 自然保护区设计；为自然资源合理开发的规划；对当前不合理的景观格局结构的调整。

（2）景观生态调查
（3）景观空间格局与生态过程分析
（4）景观生态分类和制图，是景观生态规划的基础，首先根据遥感图象、地图、野外调查选取及确定景观生态分类的主导要素和指标，确定个体单元的范围及类型；其次，分析各类单元的定性定量指标，通过聚类等统计方法确定分类结果；确定不同单元的功能归属，作为功能性分类结果。

景观生态分类应用于规划中，利用其功能指标和特征是必不可少的。

应用GIS制作景观生态图。

（5）景观生态适宜性分析通过综合分析景观类型，确定该类型对某一用途的是适宜性和限制性，
划分景观类型的适宜性等级。

如I.Mcharg 创立的因子叠合法。

I.Mcharg 因子叠合法：根据规划目的选择各因素，绘制单因素图层（overlays），如不同坡度的功能机等级，不同植被类型，野生动物生境等。

对但因素图层叠加得到各级综合图（composite），从各级各级综合图逐步揭示出具有不同生态意义的景观（或区域），每一个区域均暗示最佳的土地利用。

（6）景观功能区划分对每一个给定类型可提出多个利用方式的建议。

还要考虑：目前景观或土地的适宜性；目前景观的特性、类型和人类活动的分布；其他人类活动毒剂给定景观生态类型的适宜性；寻求各种供选择建议的可能性、必要性和目的性；在备选的景观利用方案中，是否有可能改变、技术上的可行性。

功能区的划分从景观空间结构出发，满足景观生态系统的环境服务、生物生产及文化支持三大基础功能，并与周围地区景观的空间格局相联系，形成合理的景观空间歌剧。

（7）景观生态规划方案评价及实施。

Forman 认为一个合理的的景观规划方案，应具有以下特征：
考虑规划区域较广阔的空间背景；考虑保护区较长的历史背景，包括生物地理史、人文历史和自然干扰；对未来变化的灵活性；规划方案拥有选择余地。

同时注意规划的5个要素：时空背景、整体背景、景观中的关键点（strategic point）、规划区域的生态特性和空间特性。

二景观生态规划的类型
景观生态规划主要基于三种研究途径，适宜性评价，系统分析与模拟，空间格局优化。

1综合景观生态规划捷克景观生态学家Ruzicka 和Miklos在研究区域规划、开发和对人工生态系统进行优化设计的过程中，逐步形成景观生态规划理论体系与方法，（LANDEP）其核心是景观生态数据和景观利用优化。

景观生态数据，包括分析和综合两部分。

分析是通过对景观及其区域中生物和非生物组成、景观结构、生态现象和过程、社会经济状况的饿调查分析，形成基础信息。

综合，借助图层重叠等手段建立生态同质的景观基本空间单元（LETs），并利用分类、分区和区域分析指数为规划提供空间结构状况。

(2) 基于适宜性评价的景观生态规划
早期代表是I. McHarg, 将宏观生态学思想与土地利用优化配置相结合，代表作是Design with nature，第一次建立一个城市与区域土地资源优化配置的生态学框架，通过大量的案例研究，土海岸带管理、城市绿化设计、农田保护、高速公路选线、流域综合开发规划等。

主要步骤：
①确定范围与目标
②收集有关资料，分别制图
③根据目标分析，进一步提取信息
④对各主要因素及各种资源开发利用方式进行分类、分级等评价为主的适宜性分析
⑤形成综合的适宜性图件，为分配土地利用提供依据。

核心是，根据区域自然环境与资源特性进行适宜性分析，以确定利用方式与发展规划。

Lewis 在此方法的基础上提出，环境资源分析方法
基于适宜性评价的景观生态规划，以土地利用与自然条件的协调为目标，是景观规划较为可行的生态学途径。

该方法的不足在于，单纯追求景观单元“垂直”方向的匹配，而忽视水平方向的景观单元间的关系，很难反映景观格局之间的关系。

由此，基于系统论、生物控制论的系统分析方法和景观模拟得到发展。

（3）基于系统分析与模拟的景观生态规划（分室模型）
以系统分析方法为大尺度的景观规划，是生态学家参与规划和管理自然资源利用的一个重要途径，以Odum为代表。

区域生态系统模型Odum1969年提出著名的区域生态系统模型，是基于生态学中的分室模型（compartment model）作为其生态系统发展战略的理论核心。

将区域划分为4个景观单元类型：
生产性单元；人工单元；保护性单元；调和性单元，指在系统中起协调作用的景观单元。

区域系统模型框架：1，单元内部研究；2，单元间相互作用研究；3，区域策略研究
第一层次，构成单元的结构；第二层次，各单元间物、能的转移机制；第三层次，区域整体为对象，研究自然和社会经济输入、输出的调控机智，为土地利用的分配提供决策依据。

等级组织系统论
Grossmann 1983 提出等级组织系统理论hierarchical system methods，将景观分为两大功能层：
过程层process domain，反映景观的一些真实情况，能观察、测定和计算的输入—输出过程。

调整控制层regulation and control domain ，自下而上分成3个子层，构成金字塔状，象征来自内部的调控能力逐渐减弱而外部能力逐渐加强，不同层次对景观有不同水平的描述，并解决不同等级问题。

但该系统需要大量的高精度观测数据，对系统的反馈关系了解也要求高，限制其使用。

该方法应用与森林枯萎过程的评价，国家贡院旅游开发的环境影响等。

（4）基于格局分析的景观生态规划
以德国的Haber 和美国的Forman为代表
①土地利用分异战略由德国生态学家Haber基于Odum提出的生态系统发展战略，于1979年
提出适用于高密度人口地区土地利用分异DLU (differentiated land use)战略，景观规划步骤：—土地利用分类，根据由生境集合而成的区域自然单位（RNU, regional nature unite）来划分土地利用的主要类型，每一个RNU有自己的生境特征组，并形成可反映土地用途的模型。

—空间格局的确定和评价，进行空间格局评价和制图，确定每个RUN 的土地利用%。

—敏感度分析，识别近似自然和半自然的生境簇，这些是被认为对环境影响最敏感的地区和最具保护价值的地区。

—空间联系，对每一个RNU中所有生境类型之间的空间关系进行分析，特别侧重连接度的敏感性，及相互依存关系。

—影响分析，利用以上的信息，评价每个RNU的影响，特别强调影响的敏感性和范围。

Haber等总结土地的分异战略：
—在一个给定的RUN中，占优势的土地类型不能成为惟一的土地类型，至少10%-15%为其它的土地类型。

—对集约利用的农业或城市工业用地，应至少有10%的土地表面必须保留为自然景观单元类型，如草地、树林。

—这10%的自然单元应均匀分布在区域中，这个10%规则是一个允许足够（不是最佳）数量野生动植物与人类共存的一般原则。

—应避免大片均一的土地利用，在人口密集地区，单一土地利用类型不能超过8-10hm2。

该方法是目前在对过程机制难以定量模拟和把握的情况下，较为可行的规划途径。

但它没有与一个系统理论紧密结合，在空间联系的分析上缺乏方法和手段。

②景观利用的格局优化（集中与分散相结合规划模型）
Forman在Landscape mosaic一书中归纳和总结该方法。

通过各种方法获得背景资料，了解主要的自然干扰和人为活动，规划应预测至少未来20年的格局。

5个方面是规划所必不可少的
A 背景分析Context 规划时应置于整个区域来考虑，关注在区域中的生态作用。

不同的景观是作为源（source）和汇(sink)的作用，而它们的空间配置格局则十分重要。

另外，应对规划景观的周围作出评价，范围应为规划区直径的10倍。

主要侧重在，各种流动和运动，如地表径流、动物运动、植物的散布、空气污染的扩散、以及人的户外游憩活动等。

同时也应包括各种的变化，景观的形成过程同样是十分重要的背景资料，必须了解主要的自然和人为干扰的情况，它们的频率、强度。

B 总体布局whole landscape Forman 提出具有高度不可替代性的景观总体布局模式，景观必须具有4个方面的组成。

M f13.4
—景观中应有几个大面积的自然植被斑块。

，
—应有沿着主要水域的宽阔的植被廊道
—维持大斑块之间的连接性，以满足主要物种的迁移及扩散。

较宽的连续性的植被廊道构成的网络最为有效。

—在开人类开发的地区，应有自然性的异质小斑块或廊道网络，用以满足物种的迁移。

C 景观中的关键地段在景观总的空间结构上，要格外注重一些关键的景观地段，如保护拥有丰富物种的生态类型或单元，生态网络中的关键节点，主要廊道中的断点，以及对人为活动干扰敏感、对景观稳定性作用大的单元，以及对整个景观的物能流动起到控制作用，保护整个景观不受外界作用影响的单元。

D 生态属性目标的规划Ecological characteristics targeted 规划者运用景观或区域的生态来达到特定的生态目的，或影响既定的规划生态目标。

如注意整个河流系统，以维护水生生物的种群；维护重要物种的种群在可生存的水平；满足需要多生境大空间物种的栖息需要；防止外来物种的扩散；保护肥沃的土壤不被建筑物覆盖。

E空间属性规划Spatial attributes targeted 运用景观和区域生态学的原则，比较具体的规划调整所有的空间属性，以满足规划的总体目标。

主要属性包括：
—斑块和边缘属性Patch and boundary attributes 大小、形状、边界长度、曲折程度，复杂程度等。

—廊道属性廊道裂点（gap）的尺度、数量，作为通道、汇、阻隔的廊道数量，河流廊道的各级支流控制水文过程和环境的状况；廊道的连接性和缓冲带等
—网络、基质和镶嵌的属性Network, matrix, and mosaic attributes 一般具有更广泛的影响，如网络的连接性、环路性，基质的空隙度，连接成分的空间格局，整个连接的系统而不是单独的自然资源区；
—整个景观的各种流动与运动flows and movements over the landscape 作为热量、气体物质的各种“源”和“汇”，减少复合种群的地域性灭绝，增加复合种群的迁入机会。

通过对景观单元的空间属性的确定，形成最终的规划方案。

③最小阻力表面模型（MCR）
俞孔坚以Forman提出的规划方法为理论基础，针对景观生物多样性的保护进行实践探索，提出最小阻力模型，运用GIS的表面扩散技术，构建生态上安全的景观个歌剧，称为“安全格局的表面模型”
生态安全的景观格局包含如下组成：
—源地，指作为物种扩散源的现有自然栖息地。

—缓冲区，围绕源地或生态廊道周围较易为目标物种利用的景观空间。

—廊道，源地之间可为目标物种迁移利用的通道
—可能扩散路径，构成目标物种利用景观的潜在生态网络。

—战略点，对物种迁移或扩散过程具关键作用的地段。

主要步骤：
— 选择栖息源地，选择有较大空间规模且具有较大缓冲区的栖息地，作为景观生态保护的源地。

— 建立最小阻力表面（MCR ）和耗费表面。

根据景观单元对目标物种迁移的影响，将景观单元按阻力进行分级，据此为各景观单元分配相应的阻力参数，形成景观阻力表面。

当采用多种指标对景观单元进行分级时，每类单元的阻力值通过下式求得
()∑=∙=n
i ij i j r W R 1
Rj 为第 j 类景观单元的累积阻力；n 为指标数；Wi 为 i 指标的权重；r ij 为第 j 类单元由指标i 确定的相对阻力。

利用最小耗费距离的算法模型，用相应的GIS 技术，计算目标物种从“源头”到每一个景观单元的最小耗费值。

()∑∙=R D C k k l min （ l =1,2,…,n ; k =1,2,…,m ）
C l 为第l 个单元到源地的最小耗费；,n 为景观单元的总个数； m 为源地到第l 个单元所经过单元的个数；
D k 为第 k 个单元与源地的距离，R k 为第k 个单元的阻力值。

— 识别安全格局组分依据耗费表面，以及有关景观生态原则，识别缓冲区、源地区的廊道，战略点等格局组分的空间属性。

缓冲区可理解为自然栖息地恢复或扩展的潜在地带，在景观的耗费表面中，廊道应建立在源地间以最小耗费（或最小累积阻力）相联系的路径中。

对每个源地而言，与其它源地联系的廊道至少应有一个，两条会增加源地的安全性。

参考文献：
1、陈利顶，傅伯杰等，2000，自然保护区景观结构设计与物种保护，自然资源学报，20（2）：164-169
2、王军、傅伯杰等 1999， 景观生态规划的原理和方法，资源科学 21（2）：71-76。

3 、Noss R F and Harris L D, 1986 Nodes, networks, and MUMs: preserving diversity at all scales. Environment management, (10):299-309
4、Noss R F 1983 A regional landscape approach to maintain diversity. Bioscience, (33):700-709
5、Diamond J M 1975, The island dilemma: lessons of modern biogeographic studies for the design of natural reserves. Biological conservation (7):129-146.
6、欧阳云志，王如松 1995， 生态规划的回顾与展望 自然资源学报，2：：71-76
7、余孔坚 等1997 城乡与区域规划的景观生态模式，国外城市规划，3：27-31
8、Hall D L Landscape planning: functionalism as a motivating concept from landscape ecology and human ecology. Landscape and Urban planning
9、Yu K J 1996 Ecological security patterns in landscape and GIS application. Geographic Information Science 1(2):88-102
10、Yu K J 1996 Security patterns and surface model in landscape planning. Landscape and Urban planning, 36(5)1-17。