城市景观格局及其生态效应

马永亮 孙卿 孙婷婷/五大连池市林业局

城市景观格局及其生态效应

马永亮 孙卿 孙婷婷/五大连池市林业局

城市作为以人为主体的景观生态单元，建筑物群体构成了景观的主体。此外，还分布有公园、绿地和其它一些不常见的景观要素。城市景观是深受人类活动影响的景观类型，同时城市生态系统也深深地刻上了人类影响的烙印。随着人类社会日益城市化，未来的景观将越来越强烈地受到人类经济、社会活动的改造。

景观生态学；景观格局；生态效应

一、城市景观格局

1.城市景观格局的定义。景观生态学是研究景观的空间结构与形态特征对生物活动与人类活动影响的科学。它以生态学的理论框架为依托，吸收现代地理学与系统科学之所长，研究景观的结构（空间格局）、功能（生态过程）和演化（空间动态）,研究景观和区域尺度上的资源、环境经营管理。景观通常指一组相互作用的生态系统在空间上的镶嵌组合。分析景观格局的目的是了解产生和控制景观空间结构的因子和机制，比较不同的景观格局及其生态效应,最终为景观的合理利用与规划提供依据。

2.景观格局的度量。利用景观生态学的数量方法，研究城市化过程中城市及其外围区域景观结构的动态变化过程，能很好地反映城市化过程中人类活动及政策对景观要素的影响[8],从而为合理地进行景观规划、管理和维护城市生态系统提供依据。景观格局指数是景观格局不同侧面特征的概括提炼和定量反映，通常在斑块、斑块类型和景观3个层次上加以分析。随着对景观格局研究的深入，格局指数的数量和复杂程度也在不断增加，目前在景观格局研究中用到的指数大约有60个，常用的包括斑块形状指数、斑块密度、平均斑块面积、斑块距离、多样性指数和破碎度指数等。

二、城市景观格局的生态效应

城市景观结构和空间形态影响城市生态环境问题的产生及解决途径。城市整体景观格局包括各种景观要素的组合结构以及由要素组合所表现出的城市空间形态。尽管人们现在已经对城市景观要素诸如斑块和廊道（尤其是绿色廊道）的生态意义有了相当的认识，但对其组合形式导致的生态结果尚需进一步研究。例如众所周知，大城市会产生城市热岛效应，即城市空气温度明显高于周围郊区，而空气湿度却较小，但不同景观格局对城市热岛效应的影响差异巨大。对东京城郊街道格局的考察研究结果表明，向稻田开敞而且其排列形式使风可以直接吹入的街道，稻田上空凉爽的空气可以伸入到临近的居住区内，居住区内150米范围可起到降温效应。相反，不向稻田开敞以及与风向垂直的街道则没有这种降温效应。

基础设施是城市发展的骨架，往往肩负着城市社会经济活动和区域物质能量流的双重要务，但景观生态学对城市化过程和城市的基础设施提出置疑，认为基础设施网络对城市和城市景观的发展有强烈影响，这种影响通常对经济发展是有利的，而对城市的生态功能不利。从空间上来说，这个问题的解决之道就是把基础设施线路布局在生态系统动态功能较弱的地区，以保护城市生态环境。

为对城市破碎化及自然生态系统质量退化的响应，生态网络分析与规划应运而生，并被广泛认为是提高城市开敞空间的生态价值的有效手段。Forman曾提出许多景观生态规划思想，诸如大型植被斑块具有多种重要的生态功能，并为景观带来许多益处，小的植被斑块可以作为物种迁徙的歇脚地，保护与规划分散的稀有种类或小生境有利于提高景观的异质性，所以城市生态绿地不仅要数量多，而且要分布均匀。大嵌块体与小嵌块体相结合，应把二者有机地结合，并通过廊道连接起来。对孤立斑块内的亚种群来说，局地灭绝率随生境质量的提高或斑块的增大而减少，其重新定居的可能性随着廊道、歇脚地或较短的斑块间的距离的存在而增大。规划生态绿地空间时要集中与分散相结合，应通过土地的集中布局。在建成区保留一些小的自然斑块和廊道，同时在人类活动的外部环境中，沿自然廊道布局一些小的人为斑块，形成最佳生态组合，这些通过调控景观格局影响生态效应的思想成为生态规划和管理的指南。

三、城市生态系统的景观格局特征

城市是人类维持自身生存、发展的重要的聚集地。大量人工景观要素，如以建筑物为主的居民区、商业区、工业区、道路等以斑块、廊道、基质等不同形式构成城市景观的主体。从结构和功能的主导性来分析，可以认为，城市中的基质、斑块体、廊道之间并没有严格的界限。

1.城市景观的不稳定性。城市的快速发展不断地改变着城市的边界、范围和土地利用结构，相应的城市景观斑块大小与现状、廊道及格局也不断发生变化。许多少数人口聚集的乡村、乡镇在不长的时间里发展成颇具规模的大城市，如深圳从20个世纪70年代的人口不到3万的小镇发展到现在常住人口将近500万的以商贸为主的特大城市。土地利用结构、格局在短短的30年内发生了很大的变化。

2.城市景观的破碎性。人类活动的复杂性、多变性导致土地资源的开发、利用状况十分复杂，使城市景观呈现出“高度破碎化”的显著特征，即众多的景观单元、斑块被人工分隔。高度发达的、稠密的城市廊道体系-四通八达的交通网络构成城市景观格局的基本骨架，同时也是城市景观异常破碎化的重要因素。此外，城市中其它景观要素的空间配置、布局对景观破碎化也有不同程度的贡献。

3.城市景观的异质性和自相似性。城市景观组分的异质性表现为各类功能多样、性质多样的土地利用活动，如居民区、工业区、商业区、学校、公园、绿地等；景观结构的异质性是指各类景观要素、景观单元的异质性，如斑块大小、形状、面积等，城市景观结构的异质性表现为各类景观单元的复杂、多样性；景观格局的异质性是指各类景观单元之间、景观单元与生态变量之间的关联关系，在城市生态系统表现为景观格局同生态过程和功能之间的关联度的变异程度。景观的时间异质性是生态系统随着时间的推移所表现出的空间异质性。城市景观格局的空间异质程度可能是受尺度影响最大的景观类型。即在城市景观中，不同尺度下其格局与空间异质性程度可能完全不同，但也有可。

四、影响城市生态系统景观格局形成的因子

影响生态系统景观格局形成的因素通常可以简单地概括为3类：非生物因素（物理因素）、生物因素和人为因素。非生物因素和人为因素可在多尺度上均起作用，而生物因素通常在较小的尺度上影响作用显著。由于城市生态系统是人类社会高度发达的产物，因此，人类复杂的生产、生活活动是影响、改变城市景观结构和格局的最重要驱动因素。但非生物因素和生物因素也对城市景观格局的形成、演变有重要的影响作用。

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

[2]王仰麟.农业景观格局与过程研究进展[ J].环境科学进展，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.