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城鄉空間景觀共生理論基礎

時間:2016-01-12 來源:未知 作者:小韓 本文字數:13868字

  2 城鄉空間景觀共生理論研究

  2.1 基礎理論研究

  2.1.1 共生理論

  "共生"一詞來源于希臘語,最初作為一個生態學的概念,是在 1879 年由德國真菌學家德貝里(Anion de Bary)提出的,其定義為不同種屬生物生活在一起[4].辭海(1989)對其的定義是:"共生是生物間普遍存在的一種種間關系,泛指兩個或兩個以上有機體生活在一起的相互關系,一般指一個生物在另一個生物體內或體外共同生活互為有利的關系".一般而言,共生指共生單元之間,在一定的共生環境中按某種共生模式形成的關系[5].共生的要素包括共生單元(U)、共生模式(M)和共生環境(E).3 個要素中, 共生單元是基礎,共生模式是關鍵,共生環境是重要外部條件[6].共同進化、共同發展、共同適應是共生的深刻本質[7].

  共生單元是構成共生關系(共生體)的基本組成單位,提供了共生關系運行所需要的基本能量和物質,是共生關系中溝通、交換等活動的主體.在不同的共生體中,共生單元的性質和內容是不同的,在不同的共生體分析層次下,共生單元的性質和內容也會隨之發生變化.同一個物體在不同的共生分析層面下的地位也是不同的.

  共生模式,也稱為共生關系,是指共生單元之間的組成和作用關系,既能反映共生單元之間作用的方式、強度,也能反映它們之間物質、能量、信息的交流、互換等互動關系.共生模式的類型依據行為方式(行為模式)和組織化程度(組織模式)分別有不同的類別.依據前者,共生模式可以分為寄生關系、偏利共生關系、非對稱互惠共生關系和對稱互惠共生四種,各自有不同的共生單元特征和作用特征(見表2.1).
  
  依據后者,則分為點共生模式、間歇共生模式、連續共生模式和一體化共生模式四類,各自組織模式不盡相同(見表 2.2).
  
  在共生單元之間,任一種共生關系都不是固定不變的,其隨共生單元性質的變化或共生環境的變化而不斷轉變.共生環境,是指在共生體中,除了共生單元以外的所有影響因素的總和.共生環境和共生體之間的關系是相互的,主要通過物質、能量、信息等的交流來實現其影響力.共生單元的存在是需要一定的環境的,并不是在真空中產生并存在.共生模式的相互作用亦是如此.共生環境是多種多樣的,其對共生單元和共生模式的影響也是不同的.依據影響方式的不同,共生環境分為直接環境和間接環境;依據影響程度的不同,可分為主要環境和次要環境;依據環境對共生體影響的結果,分為正向環境、中性環境和反向環境.共生環境的范圍和區域是不斷變化的,可以是全球性的,可以是全國性的,也可是區域性的,其范圍大小沒有界限.

  2.1.2 系統論

  英文中"系統"(system)一詞,來源于古希臘語,指的是由部分構成整體的意思.目前大多解釋為"系統是有聯系的物質和過程的集合".關于系統的概念有很多,一般系統論的創始人--美籍奧地利學者貝塔朗菲定義為,"系統是相互聯系相互作用的諸元素的綜合體[8]".其他學者還有針對各研究領域的不同解釋,對系統下的定義不下幾十種.其中包括"一個動態和復雜的整體,相互作用結構和功能的單位","系統是有組織的和被組織化的全體","系統是有聯系的物質和過程的集合","一個整體系統是任何相互依存的集或群暫時的互動部分"等等.通常把系統定義為"由若干要素以一定結構形式聯結構成的具有某種功能的有機整體[9]".在這個定義中主要包括了系統、要素、結構、功能等四個概念,表明了要素與要素、要素與系統以及系統與環境三方面的關系[10].系統論主要研究系統的構成、結構、模式和規律,采用數學的方法,以定量的形式來描述系統的功能,以求尋找并確定系統合適的原理、原則和模式,具有邏輯性和數學性質.系統論的特征有整體性、關聯性、時序性、等級層次性、動態平衡性等,強調事物的整體性、層次性和最優化.

  一般系統論的創始人貝塔朗菲認為系統論的核心是將是將事物看作一個整體,定義中強調了元素之間的互動和系統整體對各個元素的整合,他強調任何系統都是一個有機整體,并不是各個構成元素簡單的聚集、加和和機械組合,構成的系統整體具有各個要素獨立狀態下所沒有的新的特質.他以亞里斯多德的"整體大于部分之和"的名言來論述系統的整體性,并以此來反對那種認為個體要素性能好,系統整體性能一定會好,以部分來說明整體的機械論的觀點[11].

  他還認為,系統中各個要素并不是孤立地存在著,每個要素都處在系統中一定的位置上,并起著某一特定的作用.要素之間通過某些環境相互聯系,從而共同構成一個不可分割的整體.系統論的基本思想方法,是將所研究和處理的對象當作一個系統,通過分析系統的結構和功能,研究系統、要素及環境三者的內在規律和相互關系,揭示系統的發展規律,做出正確的判斷和決策.

  系統論的第一個特點是系統的整體性.貝塔朗菲強調,任何系統都是一個有機的整體,它不是各個部分的機械組合或簡單相加;系統的整體功能是各要素在孤立狀態下所沒有的性質.也就是說"1+1>2"才反映了系統的整體性優勢.

  系統論的第二個特點是系統的有序性.它是指系統內部各個要素在某一空間、時間內運動、轉化,在此過程中有規則、符合規律的屬性.系統的有序性主要表現在三個方面:一是系統要素的空間排列是否有規則,符合規律;二是系統要素的時間排列是否有規則,符合規律;三是系統要素的結構是否合理.系統論認為,系統的是否有序性決定于系統內部的結構是否有序.若結構正常,則功能正常;若結構有序并最優,則功能有序并最優.另外,系統論認為,系統內的任一聯系都應是按等級和層次進行的.在等級序列中,下位等級的要素及其相互關系在細節上并不為上位等級所體現.因此作為上位等級的系統不能也不必支配下位等級的全部行為.系統論的第三個特點是動態性.動態性是系統開放性特征的反映.系統狀態不僅和空間有直接關系,還和時間有著密切關系.在對對象系統進行觀察、認識和研究時,要以歷史的、辯證的、發展的眼光看待,處理好系統和環境的動態適應關系.系統與環境間保持良好的動態適應關系的途徑主要有以下兩種:一是系統和環境之間的關系是協調統一的;二是系統和環境之間有穩定的信息、物質或者能量的交換.

  系統學理論認為,系統的相互作用主要有兩個方面:一是系統內部各個要素之間的相互作用,它作為內因決定了系統生存和發展;二是系統與外部環境之間的相互作用,它作為外因決定了系統的生存和發展.外因與內因共同作用,影響了系統的整體發展狀況.

  依照系統論的觀點,城鄉空間是一個巨大的、動態變化的開放系統,并具有整體性、有序性、相關性、開放性及非平衡性等特征.城鄉系統若按行政區劃來分,則包括兩個子系統,分別為城市子系統和鄉村子系統;若按屬性劃分,則包括了景觀、經濟、政治、文化等子系統.在一定的層次和尺度下,城鄉空間景觀也可看作是獨立的系統,可以分為城市景觀和鄉村景觀,亦可以分為生態景觀、經濟景觀、社會景觀、文化景觀等多種類型.因此,城鄉空間景觀規劃設計,一方面要注意鄉村景觀與城市景觀之間的關系,另一方面,還要注意城鄉景觀中的各要素之間的關系,這樣才能更合理的規劃設計城鄉景觀,促進城鄉協調發展,打破城鄉系統的二元結構,并使城鄉全方位可持續發展.
  
  2.1.3 景觀生態學

  景觀是由不同的景觀要素相互鑲嵌而成、有機結合成為一個復雜的景觀系統.景觀生態學將景觀整體作為研究對象,通過物質流、能量流、信息流以及價值流在地球表層的傳輸和交換,經過生物體、非生物體以及人類之間的相互作用,運用生態系統原理和系統方法,研究景觀構成、結構、功能、動態變化以及相互作用關系等內容,目的是達到景觀格局的美化、結構的優化、資源的合理利用和有效保護.

  景觀功能就是景觀元素之間的相互作用,即景觀斑塊、廊道、基底之間的作用,包括能量流(熱能和生物能)、養分流(無機物質、有機物質和水)和物種流(各種類型的動植物以及遺傳基因)等都可以從一種景觀元素轉移到另一種元素,通過不斷的交流和轉移,一種景觀元素就可以控制另一種景觀元素的變化,當這些相互之間的活動超出一定程度時,就會成為一種干擾因素,使景觀中的生態系統或群落發生較大變化(許慧等,1993).

  美國生態學家 Forman 提出的"斑塊-廊道-基質"模式是迄今為止最具代表性和應用最廣的景觀生態學理論[12].

  (1)斑塊(patch):泛指與周圍環境在外貌或性質上不同,但又具有-定內部勻質性的空間部分.斑塊的大小、形狀和類型等特征都具有不同的分異程度,是具有特定組成要素且形態完整的有機體.在城鄉景觀中,如居民點、廣場、農田、苗圃、林地、園地、水域等各種塊狀的用地類型都可看作是不同性質的斑塊,其大小、形狀及分布模式等特征隨人類利用方式不同而有所不同.

  (2)廊道(corridor):是指景觀中與相鄰兩邊環境不同的線性或帶狀結構.廊道在景觀中具有通道或者阻隔的作用.各種廊道通過相互交錯形成景觀的網絡體系,并為生態環境中的物質流、信息流、能量流等提供了渠道.廊道類型的多樣性導致了其結構和功能方法的多樣化.在城鄉空間景觀中,常見的廊道包括農田間的防風林帶、河流、道路、峽谷等.廊道類型的多樣性導致了其結構和功能方法的多樣化,其重要結構特征包括:寬度、組成內容、內部環境、形狀、連續性以及與周圍斑塊或基底的作用關系.廊道常常相互交叉形成網路,使廊道與斑塊和基底的相互作用復雜化.

  (3)基質(matrix):是指景觀中分布最廣、連續性也最大的背景結構.它-般呈面狀,對景觀功能起著重要作用.基質與廊道、斑塊之間沒有嚴格的界限."基質"本身也是由不同大小的斑塊和廊道組成的.基質影響著景觀系統中的能量流、物質流、信息流等,在整體上基質對整個景觀的動態具有控制作用.常見的有森林基底、草原基底、農田基底、城市用地基底等.在城鄉空間景觀中,一般其基質主要是指居住用地和農業用地,因為一般情況下,居住用地和農業用地在城鄉景觀中分布范圍最廣,并且面積最大,同時也是最具有連續性的景觀類型."斑塊-廊道-基質"模式是最簡單有效,也是運用最廣的景觀格局類型,該模式是景觀生態學理論研究的基礎,也是景觀規劃設計的研究前提[13].
  
  2.1.4 可持續發展理論

  可持續發展的概念界定有多種.早期的生態學家把其表述為"自然資源及其開發利用程度間的平衡",之后的代表觀點則認為"可持續發展是尋求一種最佳的生態系統,以支持生態的完整性和人類愿望的實現,使人類的生存環境得以持續".進而,也就演化出了"以生物為中心"、"環境保護第一"和"經濟原點發展"等偏激論點,這些偏激論點認為經濟、技術發展是環境惡化的直接原因,要保護環境,只有限制經濟的發展才能實現.

  可持續發展的概念提出后,各領域的學者們從不同的角度對其進行研究和界定,歸納起來其中最有代表性的定義有如下四種:

  (1)生態學學者從自然屬性方面來闡述可持續發展的內涵,將其定義為:"不超越生態環境系統更新能力的發展",旨在說明自然資源及其開發利用程度間的平衡,也就是要尋求一種最佳的生態系統,以支持生態的完整性和人類愿望的實現,使人類的生存環境得以持續[14].

  (2)社會學學者則認為,可持續發展是指"在生存不超出維持生態系統承載能力的情況下,提高人類的生活質量",強調人類生產方式要與地球承載能力相互平衡,不能過分消耗地球能源,保持生物多樣性和地球生命力,但其最重要的因素是人類社會,總體目標為以人為本,即改善人類的生活質量,為人類創造美好的環境.

  (3)經濟學學者認為,可持續發展的核心和目標是發展經濟,但是這種經濟上的發展不再是以往的以犧牲資源和環境為代價的發展,而是在不降低環境質量和不破壞世界自然資源基礎上的發展,并且這種發展是在"在不損害后代人的利益時,從資產中可能得到的最大利益[15]"基礎上的發展.

  (4)從科學技術的角度看,可持續發展是要發展更清潔、更有效的技術,盡可能接近零排放或密封式的工藝方法,盡可能減少能源和其他自然資源的消耗.在眾多的定義中,有一種定義得到了各個領域的認可,這就是布倫特蘭夫人主持的《我們共同的未來》報告所下的定義.這個定義是:"可持續發展是既滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展[16]".

  這個定義具有兩個鮮明的特征:一是發展的可持續性,即發展應滿足現代人的需求,也應滿足未來人類的要求;二是發展的協調性,在充分考慮資源和環境的承受能力的前提下,經濟和社會得以發展,追求社會經濟和資源環境的協調發展.現在,可持續發展已然成為世界各國現代發展的主導趨勢.

  2.2 相關理論研究

  2.2.1 城鄉空間生態規劃理論

  自十九世紀末葉,以喬治、約翰·鮑威爾等為代表的生態學家、規劃工作者及其社會科學家首次將生態學應用到城市規劃中,他們所做的規劃實踐及其相關著作標志著生態規劃的產生和形成.在二十世紀初,生態學開始呈現與城市規劃等學科的全方位融合趨勢,格迪斯、E.Park 和 L.Wirth 等人帶領其他學者們,利用生態學原理進行了應用和研究,為在城鄉建設中的生態規劃奠定了基礎.格迪斯所著的《城市開發》(1904 年)和《進化中的城市》(1915 年),將生態學應用到城市建設中,其本人被稱為傳統區域規劃與城市規劃的先驅思想家之一.1969 年麥克哈格的著作《設計結合自然》成功建立了城市與區域規劃的生態學研究框架,他研究出的因子疊合的生態規劃方法被稱為麥克哈格法,并得到廣泛應用.美國著名的景觀生態學家 Forman 基于生態空間理論,提出了一些景觀規劃原則和景觀空間規劃的不同模式,并特別指出了將鄉村景觀的文化價值和生態價值相融合的觀點.

  近年來我國城鄉規劃和生態規劃相結合的研究逐步展開,多位學者、專家在不同角度研究了城鄉生態規劃的理論和方法,發表了多個不同研究角度的著作,如 1984年馬世俊、王如松發表了《城市生態規劃初步探討》論文,1988 年王如松在其博士論文《高效和諧一一城市生態調控原則和方法》中提出創建生態城的生態調控原理,1998 年張宇星的著作《城鎮生態空間理論》,2000 年陳勇發表的《生態城市及其規劃建設研究》等等.1989 年中國景觀生態研究會提出了"生態規劃思想",提出城市的發展對自然景觀的"適應性"應成為規劃設計標準的思想,在此基礎上建立土地利用與城市空間發展的系統方法.相關的實踐有廣州科學城規劃,溫州市生態環境規劃,四川萬源官渡山區集鎮綜合示范試點等.

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