生態(tài)學原理在園林中的應用

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近年來，我國城市綠化得到長足發(fā)展，但許多綠地形式單調、功能單一、維護投入大，而重景觀、輕生態(tài)以及過分追求“一次成型”的狀態(tài)也遠未改變，影響了城市綠地系統(tǒng)的健康和服務功能。雖然這種狀況正在得到改變，森林進城、生態(tài)優(yōu)先，生態(tài)園林得到普遍倡導，認識到綠地的生態(tài)環(huán)境效益不僅取決綠化的覆蓋面積（覆蓋率）和占地面積（綠地率），而且取決于空間結構和綠地類型，以及構成綠地的生物群落類型。但生態(tài)優(yōu)先、生態(tài)原則往往成為一種虛化的概念性招牌，無法體現(xiàn)在綠地的工程實體中。在規(guī)劃方案的制訂和設計的評審中憑經驗和感覺，或是遵從首長意志，或是依靠某個知識理論已嚴重老化的老專家。環(huán)城、交通干道的綠帶建設存在盲目攀比現(xiàn)象，但對其作用的認識非常模糊，一些工程規(guī)劃不符合國情。以人為本、天人合一成為掛在嘴邊的一句話，以人為本就是滿足人的需要，但是人的需要是多方面的，怎樣去取舍？天和人怎樣才能合一，或者接近合一？這些問題沒有完全解決。

　　1、自然不屬于人類，人類屬于自然

　　自然生態(tài)系統(tǒng)是與當?shù)丨h(huán)境長期相互作用、協(xié)同進化的產物，其結構復雜，穩(wěn)定性高，具有自我維持、更新和發(fā)展能力。自然生態(tài)系統(tǒng)中的頂極群落是生態(tài)功能最強大的生態(tài)系統(tǒng)類型。

　　地球環(huán)境的演變產生了生物，生物又改變了地球環(huán)境，生物物體與其生存環(huán)境所構成了具有極其復雜相互作用的動態(tài)復合體——生態(tài)系統(tǒng)，每一種生物有其特有的環(huán)境資源利用方式和與其他生物間的生物關系，即生態(tài)位。人類作為一個生物的種群，與其他生物一樣，生存離不開與生物一起協(xié)同演化的自然環(huán)境，也就是說，人類依賴于自然生態(tài)系統(tǒng)——生命支持系統(tǒng)而生存，但自從人類有了文明和自己的生產之后，人類開始按自己的需要去利用和改造自然界，并且人類的活動水平及影響力不斷加大，已對自然演進的過程及自然結構體系產生了不可估量的影響，具有與地質要素相同的塑造自然結構與改變自然演進過程的能力。人類一方面依賴于自然生命支持系統(tǒng)，另一方面憑借自己的能力構建了與自然系統(tǒng)相隔離的龐大人工系統(tǒng)，越來越使自己變成生態(tài)位高度特化的生物。城市就是按照人類的意志和愿望，對自然系統(tǒng)進行強烈改造和適應而建立起來的人工環(huán)境系統(tǒng)。城市是一種建筑物高度密集的人造實體，人口高度密集的社會實體，能流、物流、信息高速交換的經濟、科技、文化實體。但任何一個城市都是建立在在自然系統(tǒng)本底基礎上的，無論是整體意義上的城市，還是生物意義上的城市人群不可能離開區(qū)域或全球生態(tài)系統(tǒng)而獨立生存。

　　2、園林綠地系統(tǒng)是連接人工環(huán)境系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)的橋梁

　　吳良鏞教授在《人居環(huán)境科學導論》這本著作中指出，人居環(huán)境地，是人類聚居生活的地方，是與人類生存活動密切相關的地表空間，是人類在大自然賴以生存的基礎，是人類利用自然、改造自然的主要場所。在空間上，人居環(huán)境又可以再分為生態(tài)綠地系統(tǒng)與人工建筑系統(tǒng)兩大部分。城市作為人居環(huán)境的典型類型離不開生態(tài)系統(tǒng)的生物物質、能量，離不開經過長期演化獲得的大氣環(huán)境、光熱環(huán)境、水環(huán)境，以及由此而產生的心理機制。但是現(xiàn)代城市人居環(huán)境越來越向自然環(huán)境異化方向發(fā)展，人類的居室、辦公樓受到人工控制的程度越來越大，城市的空間，甚至局部大氣越來越多地被人造物所充塞，所建造的庇護所(Shelter)越來越特化，人們在四季有空調的建筑物內感到“舒適”，越來越依賴局部大氣、溫度、制造系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)，這種矛盾的二重性需要一個中介來進行調和，無論是環(huán)境還是心理都需要這種調和，能承擔這種功能上和空間上的調和作用只有依靠園林綠地生態(tài)系統(tǒng)，只有當園林綠地生態(tài)系統(tǒng)成為人居環(huán)境的主體部分和連接人工環(huán)境與自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的橋梁，才能實現(xiàn)吳良鏞先生所說的“人居環(huán)境建設本身就是人與自然相互聯(lián)合和作用的一種形式，理想的人居環(huán)境是人與自然的和諧統(tǒng)一。

　　3、生態(tài)學研究尺度與園林綠地之間的關系

　　師法自然一直是我國園林的造園準則。20世紀70年代以來，生態(tài)理論得到進一步發(fā)展，傳統(tǒng)的開敞空間方法加入生態(tài)學理論，給城市規(guī)劃注入新的血液，開始了城市生態(tài)綠化的研究和實踐。城市生態(tài)綠化是在改善城市生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造融合自然的生態(tài)游憩空間和穩(wěn)定的綠地基礎上，運用生態(tài)的原理和技術，借鑒地帶植物群落的種類組成、結構特點和演替規(guī)律，以植物群落為綠化基本單元，科學而藝術地再現(xiàn)地帶性群落特征的城市綠地。它是順應自然規(guī)律，利用修復技術，構建層次多、結構復雜和功能多樣的植物群落，提高自我維持、更新和發(fā)展能力，增強綠地的穩(wěn)定性和抗逆性，實現(xiàn)人工的低度管理和景觀的可持續(xù)維持和發(fā)展。

　　現(xiàn)今已對城市生態(tài)綠化（地）的研究主要有：

　　1）園林綠化生態(tài)效益的研究。包括園林植物計算綠量回歸模型的建立，園林植物以及人工群落的生態(tài)功能性和生態(tài)適應性的研究（釋氧固碳、蒸熱吸熱、滯塵降塵、減菌、減污、抗污、抗寒等）。

　　2）城市生存環(huán)境綠色量群的研究。包括綠色量、園林綠地的功能量化、城市綠化環(huán)境評價與需求調查。

　　3）城市森林綠地和環(huán)境質量的定量評價研究。

　　4）城市生態(tài)綠地的效應、社會效益和經濟效益分析。

　　國外的綠化，早期發(fā)展一直以崇尚富裝飾性植物的設計為特色，較東方傳統(tǒng)造園的“天人合一”思想具有更強的征服自然的色彩。隨著環(huán)境的不斷惡化，以研究人類與自然的相互動態(tài)平衡為出發(fā)點的生態(tài)設計思想開始形成并迅速發(fā)展。發(fā)展最早和最快是美國從19世紀下半葉至今，生態(tài)的設計思想先后出現(xiàn)了四種傾向：

　　1）自然式設計——與傳統(tǒng)的規(guī)劃設計相對應，通過植物群落設計和地形起伏處理，從形式上表現(xiàn)自然，立足于將自然引入城市的人工環(huán)境，美國奧姆斯特德（Frederic Law Olmsted）極為推崇此模式。

　　2）鄉(xiāng)土化設計——對區(qū)域的生態(tài)因子及其周圍環(huán)境中植被狀況和自然史的調查研究，使設計切合當?shù)氐淖匀粭l件并反映當?shù)氐奶厣砣藶槲鏖T德斯（Simonds）和詹遜（Jenson）。

　　3）保護性設計——對區(qū)域的生態(tài)因子和生態(tài)關系進行科學的研究分析，通過合理設計減少對自然的破壞，以保護現(xiàn)狀良好的生態(tài)系統(tǒng)，納紹爾（Joan Nassauer）、惠爾克（Willian Weilk）和夏戈（Billy Gress）在設計中運用了該思想。

　　4）恢復性設計——在設計中運用種種科技手段來恢復已遭破壞的生態(tài)環(huán)境。代表人物有K.希爾（Kristina Hill）和A.丹尼斯（Agnes Denes）。

　　最近又提出了生態(tài)展示性設計的概念，即通過設計向當?shù)孛癖娬故酒渖姝h(huán)境的種種生態(tài)現(xiàn)象、生態(tài)作用和生態(tài)關系引起了廣泛關注。

　　生態(tài)學的研究領域非常廣泛，不同的生態(tài)學研究尺度與綠地系統(tǒng)建設的層次有大致的對應關系。

　　3.1 區(qū)域綠地體系

　　區(qū)域的含義指城市群或城市與城郊復合體。在區(qū)域這個層次，綠地系統(tǒng)的建設目標應是建立一個區(qū)域生態(tài)安全格局。這包括兩個層面：第一，生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)格局，特別區(qū)域水循環(huán)；第二，生物多樣性維護安全格局，主要在于景觀(生態(tài)學概念的景觀)和生態(tài)系統(tǒng)層次上的生物多樣性維護安全，城郊和城鄉(xiāng)結合部、河口濕地是區(qū)域甚至全球生物多樣性維護重要所在，特別是一些鳥類、魚類的重要棲息地或遷徙過境地。

　　3.2 城市綠地體系

　　這里的城市指城區(qū)部分。城市空間上是多種生態(tài)系統(tǒng)的聚合，由于其建筑往往所占的比例最大，完全不同于自然系統(tǒng)的下墊層性質與人為活動所排放的物質能量改變了城市局部環(huán)境，使得城市在生態(tài)上成為孤島，朝著不適于人居的方向發(fā)展。所以城市綠地的最主要作用是緩沖孤島化傾向，盡量使城市的生態(tài)環(huán)境因子保持接近自然系統(tǒng)的狀態(tài)。

　　景觀生態(tài)學中的斑塊——廊道——基質模式可以用來描述城市空間格局的一個基本模式。按照生態(tài)學性質，基質是城市的建筑物，綠地生態(tài)系統(tǒng)構成斑塊、廊道。在城市整體個層次上，由斑塊和廊道構成的綠地生態(tài)系統(tǒng)能夠起到掩蓋建筑物基質的作用，理想的狀況是，城市下墊層的生態(tài)性質由綠地生態(tài)系統(tǒng)主導，使城市不再成為生態(tài)上的孤島，與周邊系統(tǒng)融為一體，創(chuàng)造出一個合適人居的戶外環(huán)境。但綠地生態(tài)系統(tǒng)不能解決所有的生態(tài)問題，如碳氧的平衡等。某些規(guī)劃聲稱以碳氧平衡作為確定綠量(綠化率、覆蓋率)的依據(jù)，實際上夸大了綠地的作用，城市根本不可能依靠自己解決碳氧平衡，碳氧循環(huán)即使不是全球機制所決定，也至少是一個大區(qū)域的機制所決定。

　　生物多樣性維護的一個重要方面就是要依賴于景觀層次上的生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。城市及郊野的自然系統(tǒng)保留斑塊在生態(tài)學上往往具有特別意義，有些生境和生物群落可能是非常獨特的，甚至是惟一的。但是完全重新構建人工綠地，不必過于強調物種多樣性，只需滿足生態(tài)調節(jié)功能——結構——物種的關聯(lián)要求和審美要求即可。那種拼命追求物種數(shù)量的導向實際上走向形而上。生物多樣性不是簡單的物種數(shù)量疊加，并且大量引來外來物種的潛在威脅人們已得到共識。

　　廊道（林帶）需要一定的寬度，但寬度標準很難作出定量結論。目前環(huán)城林帶、交通干線林帶存在著相互盲目攀比的現(xiàn)象，但對其作用的認識卻是非常模糊的。自然系統(tǒng)的廊道主要起著生物通道的作用，但在城市是否要強調生態(tài)通道？在林帶改善小氣候效應方面，農田防擴林的研究成果很值得借鑒。有一些觀點非常強調林帶與主風向的關系，實際上線狀林帶對風的改變只限于林帶高度3～5倍的范圍，除非林帶形成網(wǎng)絡。林帶的建設須考慮城市生態(tài)特點。我國的三北防護林建設成果雖然巨大，卻有明顯的失誤，如在干旱地帶，缺水是主導障礙因子，營造喬木林帶以后，樹木的蒸騰作用使地下水位下降，生境更加旱化，如用旱生灌木和草木卻能起到固定土壤的作用。筆者推想我國的林帶理念可能部分來自于中國人的圍墻觀念，如同歷史上的圍長城一脈相傳，但萬里長城并不能擋住外族進入中原。

　　景觀的美學價值是一個范圍廣泛、內涵豐富、動態(tài)變化的難以確定的問題。都市人的審美時尚回歸自然、返樸歸真，但久居深山的農民卻見高樓大廈最興奮。保持景觀中最大的生態(tài)系統(tǒng)多樣性，給予最大的信息量可以作為一種準則。