让城市生态流动起来——城市生物多样性保护的景观生态学原理和方法，本文主要内容关键词为：城市论文,生态学论文,景观论文,生物多样性论文,原理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
城市生物多样性已是城市人们生存和发展的需要，是维持城市生态系统平衡的基础。但是，随着城市化进程的加剧和人类盲目建设、环境污染和破坏，城市生物多样性急剧下降，影响了城市生态系统的稳定和协调发展。保护城市生物多样性已倍受世人关注，成为当前生物多样性研究与保护的热点领域之一。
然而，传统的生物多样性保护主要强调物种的保护，保护方法主要是保护物种数量或类群的结构和数量。这种方法缺乏考虑多重尺度上生物多样性的格局和过程及其相互关系，显然是片面的、不可行的。对物种的保护必须同时考虑它们所在的生态系统以及景观的多样性和完整性，即生物多样性的保护必须从目标物种途径转移到区域景观途径上。
在现代地理学和生态学结合下产生的景观生态学，以景观为研究对象，强调景观结构和功能对生态过程的影响，重视景观中生物群落与主要环境条件之间错综复杂的因果反馈关系，对推动生物多样性保护从物种范式向景观途径转变起到了积极的作用。
城市生物多样性保护的景观生态学原理
斑块－廊道－基质模式
景观生态学认为景观是一个由不同生态系统以相似方式重复出现的异质性陆地区域。按照在景观中的地位和形状，景观要素可分为斑块、廊道、基质三种类型。
斑块 斑块是指与周围环境不同的相对均质的非线性区域。它的大小、类型、形状、边界、动态以及内部均质程度对生物多样性保护都有特定的生态学意义。斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平，而且影响能量和养分的分布。一般来说，斑块面积越大，物种多样性越高。斑块数目对生物多样性的影响主要表现在生物栖息地的增减上，减少一个斑块就意味着抹去一个栖息地；增加一个斑块，则意味着增加一个避难所，一份保险。一般而言，两个大型的自然斑块是保护某一物种的最低斑块数目，4～5个同类型斑块对维持物种的长期健康与安全较为理想。斑块的形状对生态学过程和各种功能流有重要的影响，例如，紧密型斑块有利于保储能量、养分和生物，松散型形状易于促进斑块与周围环境物质、能量、生物方面的交换。
廊道 廊道是指与周围基质明显不同的狭长带状地。廊道能为物种提供特殊生境或栖息地，增加斑块的连接度，有利于物种的空间运动和基因交换，让本来处于孤立斑块内的物种得以生存和延续。但廊道也是一种危险的景观结构，它可导致侵入种的入侵，威胁乡土物种的生存。廊道功能上的矛盾性与复杂性要求在廊道设计时的慎重考虑，最好使廊道具有原始景观的自然本底和乡土特性。
基质 基质是景观的本底，是景观中面积最大、连接度最好、对景观控制力最强的景观要素。基质对斑块镶嵌体之间的物质能量流动、生物迁移觅食等生态学过程有明显的控制作用。因而，作为背景的基质对生物多样性保护也起关键作用。
景观异质性与景观多样性
景观组分和要素在景观中的不均匀分布构成了景观异质性。景观异质性为生物生存提供了多种多样的生境，有利于物种的生存、延续和整体生态系统的稳定，如有些物种在生活周期内需要不同的生活环境，不同物种具有迁徙、洄游等生活习性，也需要不同的栖息环境。同时，景观异质性的存在促进了景观多样性。
景观多样性是指景观单元在结构和功能方面的多样性，包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性。景观多样性对物质迁移、能量交换、生产力水平和物种在景观中的迁移、转化和迁徙有重要的影响。
景观连接度及景观连通性
景观连接度是对景观空间结构单元之间连续性及生态过程、功能联系的度量，包括结构连接度和功能连接度。景观连接度的提出与应用对景观生态学在生物多样性保护与生物资源管理方面有重要意义。生物多样性保护的一个重要研究领域是对片段化生境的保护、各生境之间连接的潜在作用，特别是如何通过连接促进斑块间生物的运动和基因流动的研究。
景观连通性是指景观元素在空间结构上的联系，可从斑块大小、形状、同类斑块之间的距离、廊道存在与否、不同类型树篱之间的相交频率和由树篱组成的网络单元的大小得到反映。景观连接度则要通过斑块之间物种迁徙或其它生态过程发展的顺利程序反映。因此具有较高连通性的景观不一定具有较高的连接度，连通性较小的景观其景观连接度不一定小。对生物群落而言，当景观连接度较大时，生物群落在景观中迁徙觅食、交换、繁殖和生存较容易，受到阻力较小；相反运动阻力大，生存困难。
景观生态规划总体格局原理
随着景观生态学理论、方法的成熟和发展，景观规划设计在生物多样性保护中的意义日益引起了人们的重视。Wilson评论道：“作为一个发展中的专业，景观规划设计将在生物多样性保护中起决定性作用，在环境日益人工化情况下，仍然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的巧妙布置来使生物多样性保持在很高程度。”具体来说，就是通过集中使用土地，保持大型植被斑块的完整性，在建成区保留一些小的自然植被和廊道，同时在人类活动区沿自然植被和廊道周围地带设计一些小的人为斑块，如居住区和农业小斑块等，建成集中与分散相结合的景观格局。这种格局既有大型植被斑块也有小的人为斑块，提高了景观多样性，达到生物多样性的保护，被认为是生态学意义上最优的景观格局。
城市生物多样性保护的景观生态学方法
城市斑块规划设计
在城市中，对生物多样性保护具有重要作用的斑块是城市园林。城市园林是一类以人工生态为主体的景观斑块单元，包括城市公园、花园、小游园、广场、绿化带等。园林空间的异质性、园林类型的多样化、园林物种的多样性等是城市生物多样性丰富和发展的基础。
物种多样性 城市园林建设时物种配置要以本土和天然为主。可以按这样的思路：在城市中，让野生植物在相当面积的待绿化土地上生长起来，让野花、野草、野灌木形成自然绿化。这样不仅使得现代化城市与自然共存，而且自然绿化避免了人工绿化的施肥，撒药，保护了环境。同时，在自然绿化形成的城市园林内，野生植物多样性能诱惑昆虫、鸟类和其它小动物来栖息，能很好地增加城市的生物多样性，增强城市的生态功能和景观。
类型多样化 斑块类型的多样性是景观多样性的一个方面，一般地说随着斑块类型多样性的增加，物种也增加，因此保护生物多样性首先要保护生境斑块和各种各样的生态系统。按照构成城市园林斑块的主体和基础，可分为生产型植物群落、观赏型植物群落、抗逆性植物群落、保健型植物群落、知识型植物群落和文化环境型植物群落六大园林类型。
空间异质性 传统园林过分强调外部形式的美观，常常忽略了园林空间上的合理配置，使得园林生物群落多样性较低，难以充分发挥园林群落的整体生态功能。同时，在城市绿化用地十分紧张的情况下，配置简单的植物群落对土地资源也是一种浪费。因此城市园林建设要根据生态学原则实行乔木、灌木、藤本、草本植物相互配置，充分利用空间资源，建设多层次、多结构、多功能科学的植物群落，构成一个稳定的长期共存的复层混交体植物群落。园林空间异质性的增加，可以通过运植物食物链的合理连接，形成稳定、协调的城市园林生态系统。
城郊生态景观
一般来讲，只有大型自然植被斑块才能涵养水源，连接河流水系，维持物种的安全和健康，并允许自然干扰的发生。城市由于用地紧张，城市内的园林绿地面积很有限，而且随着城市建设的发展还在不断减少。为此，可以开发利用城郊自然景观特别是城郊大型森林斑块，建设城郊林林公园和环城绿化带。这样，一方面可以净化空气、提供野生生物栖息地；另一方面，城市生物种群与城郊森林生物种群构成复合种群，城郊森林可作为城市园林物种的源泉和增加生物多样的良性生态库，增加城市物种与野生物种间物种交流和基因交换，使得生物对环境的适应性增强，从而提高城市生物多样性。
城市的廊道
城市廊道可分为三种：绿道、蓝道、灰道。绿道是指以植物绿化为主的线状要素，如街道绿化带、环城防风林带、滨水河岸植被带等。蓝道主要是城市中各种河流、海岸等。灰道指那些人工味十足的街道、公路、铁路等。
绿色廊道 首先，绿色廊道的植物配置应以乡土植物为主，兼顾观赏性和城市景观，以地带性植被类型为设计依据，保持自然的本底，并与作为保护对象的残存斑块相近似。一方面本土植物适应性强，使廊道的连接度增高，有利于物种的扩散和迁移；另一方面，有利于残遗斑块的扩展。其次，绿色廊道要有一定的宽度，这样才能防止外来种的入侵。一般来说，河岸植被带的宽度在30m以上时，就能有效地起到降低温度，提高生境多样性，增加河流中生物食物的供应，控制水土流失，有效过滤污染物的作用，从而保护生物多样性；道路绿化带宽度在60m宽时，可满足动植物迁移和传播以及生物的多样性保护的功能；环城防风带在600～1200m宽时，能创造自然化的物种丰富的景观结构。
蓝色廊道 对于河流的治理是城市建设的重点工程，但往往是投入了很大的物力、人力和财力，却破坏了河流的自然属性，如水泥护堤衬底，截弯取直等，破坏了生物多样的生境组合，严重影响了河流廊道应有的生态功能。这又使得生物净水能力消失殆尽，水—土—生物之间形成的物质和能量循环系统被彻底破坏，消减洪水的能力被减弱，同时人们还失去了富有诗情画意的感知与体验的空间。
因此，在进行蓝色廊道建设和规划时，要以维护和恢复河流和海岸的自然形态为前提。其次，还要注意绿色廊道和蓝色廊道的有机结合，形成一个协调、一致、互益的整体。
城市绿色生态网络 充分利用河流、高压输电线路、铁路、道路和楔形绿地等，在城市各园林绿地斑块之间以及与城外自然环境之间，尤其在影响生物群体的重要地段和关键点修建绿色廊道和“暂息地”，形成绿色生态网络，减少“岛屿状”生境的孤立状态，增加敞开空间和各生境斑块的连接度和连通性，保证城市自然生态过程的整体性和连续性，减少城市生物生存、迁移和分布的阻力面，给生物提供更多的栖息地和更大的生境空间，使城外自然环境中的动、植物能经过“廊道”向城区迁移。
自然遗留地和自然植被
城市自然遗留地和自然植被往往被视为视觉差、景观低劣的荒芜地，并常被人工“现代化”改造，如改建成整齐划一的草坪等。然而，它们往往是具有地带性特征的群落，乡土植物种类丰富，与野生动物也有较好的生态关系，生物多样性潜力大，可为恢复和重建城市自然生态景观，保存物种资源和群落结构模式，应予以重点保护。
因此，应在城区或周围划定自然保护区，对保存的原生生态系统进行保护，开展有效管理，发挥其保护、科研、教育培训、资源开发和生态旅游多功能的作用，恢复和重建退化生境。保护区的划定，应该选择一些有可能恢复原来生态系统的次生生境，进行自然恢复或模拟原来生态系统的结构和组成重新组建。
结语
景观生态学为城市生物多样性保护提供了新的视角，比较传统的保护生物学，它更多地关心通过生态流和过程的研究，更加侧重生物生境的较高组织层次的保护。在城市生物多样性保护中，导入景观生态的理念和方法，必将为城市生物多样性的保护提供新的思路和视角。
同时生物多样性保护工作是一项系统工程，不仅需要构建一个协调、稳定、优良的生物保护景观格局，而且还需要做好生物及生态的长期动态监测和预报。城市生物多样性保护应该做好生物多样性的调查和评价，确定优先保护的生境和物种名录，明确重点和次序。同时加强生物多样性技术方法的研究，并搞好示范研究，积极开展生境和物种的监测，以了解生物多样性的动态变化，及时采取措施，使生物多样性保护防患于未然。
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