生態(tài)學(xué)原理在園林中的應(yīng)用

   近年來(lái)，我國(guó)城市綠化得到長(zhǎng)足發(fā)展，但許多綠地形式單調(diào)、功能單一、維護(hù)投入大，而重景觀、輕生態(tài)以及過(guò)分追求“一次成型”的狀態(tài)也遠(yuǎn)未改變，影響了城市綠地系統(tǒng)的健康和服務(wù)功能。雖然這種狀況正在得到改變，森林進(jìn)城、生態(tài)優(yōu)先，生態(tài)園林得到普遍倡導(dǎo)，認(rèn)識(shí)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(jié)構(gòu)和綠地類型，以及構(gòu)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(wú)法體現(xiàn)在綠地的工程實(shí)體中。在規(guī)劃方案的制訂和設(shè)計(jì)的評(píng)審中憑經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)，或是遵從首長(zhǎng)意志，或是依靠某個(gè)知識(shí)理論已嚴(yán)重老化的老專家。環(huán)城、交通干道的綠帶建設(shè)存在盲目攀比現(xiàn)象，但對(duì)其作用的認(rèn)識(shí)非常模糊，一些工程規(guī)劃不符合國(guó)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(wèn)題沒(méi)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(dāng)?shù)丨h(huán)境長(zhǎng)期相互作用、協(xié)同進(jìn)化的產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)復(fù)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(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)類型。

　　地球環(huán)境的演變產(chǎn)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(gòu)成了具有極其復(fù)雜相互作用的動(dòng)態(tài)復(fù)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(guān)系，即生態(tài)位。人類作為一個(gè)生物的種群，與其他生物一樣，生存離不開(kāi)與生物一起協(xié)同演化的自然環(huán)境，也就是說(shuō)，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(chǎn)之后，人類開(kāi)始按自己的需要去利用和改造自然界，并且人類的活動(dòng)水平及影響力不斷加大，已對(duì)自然演進(jìn)的過(guò)程及自然結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生了不可估量的影響，具有與地質(zhì)要素相同的塑造自然結(jié)構(gòu)與改變自然演進(jìn)過(guò)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(gòu)建了與自然系統(tǒng)相隔離的龐大人工系統(tǒng)，越來(lái)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(duì)自然系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)烈改造和適應(yīng)而建立起來(lái)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(shí)體，人口高度密集的社會(huì)實(shí)體，能流、物流、信息高速交換的經(jīng)濟(jì)、科技、文化實(shí)體。但任何一個(gè)城市都是建立在在自然系統(tǒng)本底基礎(chǔ)上的，無(wú)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(kāi)區(qū)域或全球生態(tài)系統(tǒng)而獨(dú)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(xué)導(dǎo)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(dòng)密切相關(guān)的地表空間，是人類在大自然賴以生存的基礎(chǔ)，是人類利用自然、改造自然的主要場(chǎng)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(kāi)生態(tài)系統(tǒng)的生物物質(zhì)、能量，離不開(kāi)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(chǎn)生的心理機(jī)制。但是現(xiàn)代城市人居環(huán)境越來(lái)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(lái)越大，城市的空間，甚至局部大氣越來(lái)越多地被人造物所充塞，所建造的庇護(hù)所(Shelter)越來(lái)越特化，人們?cè)谒募居锌照{(diào)的建筑物內(nèi)感到“舒適”，越來(lái)越依賴局部大氣、溫度、制造系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)，這種矛盾的二重性需要一個(gè)中介來(lái)進(jìn)行調(diào)和，無(wú)論是環(huán)境還是心理都需要這種調(diào)和，能承擔(dān)這種功能上和空間上的調(diào)和作用只有依靠園林綠地生態(tài)系統(tǒng)，只有當(dāng)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(shí)現(xiàn)吳良鏞先生所說(shuō)的“人居環(huán)境建設(shè)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(xué)研究尺度與園林綠地之間的關(guān)系

　　師法自然一直是我國(guó)園林的造園準(zhǔn)則。20世紀(jì)70年代以來(lái)，生態(tài)理論得到進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)的開(kāi)敞空間方法加入生態(tài)學(xué)理論，給城市規(guī)劃注入新的血液，開(kāi)始了城市生態(tài)綠化的研究和實(shí)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(chǔ)上，運(yùn)用生態(tài)的原理和技術(shù)，借鑒地帶植物群落的種類組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和演替規(guī)律，以植物群落為綠化基本單元，科學(xué)而藝術(shù)地再現(xiàn)地帶性群落特征的城市綠地。它是順應(yīng)自然規(guī)律，利用修復(fù)技術(shù)，構(gòu)建層次多、結(jié)構(gòu)復(fù)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(qiáng)綠地的穩(wěn)定性和抗逆性，實(shí)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(duì)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(jì)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(yīng)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(píng)價(jià)與需求調(diào)查。

　　3)城市森林綠地和環(huán)境質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)研究。

　　4)城市生態(tài)綠地的效應(yīng)、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益分析。

國(guó)外的綠化，早期發(fā)展一直以崇尚富裝飾性植物的設(shè)計(jì)為特色，較東方傳統(tǒng)造園的“天人合一”思想具有更強(qiáng)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(dòng)態(tài)平衡為出發(fā)點(diǎn)的生態(tài)設(shè)計(jì)思想開(kāi)始形成并迅速發(fā)展。發(fā)展最早和最快是美國(guó)從19世紀(jì)下半葉至今，生態(tài)的設(shè)計(jì)思想先后出現(xiàn)了四種傾向：

　　1)自然式設(shè)計(jì)——與傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，通過(guò)植物群落設(shè)計(jì)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(guó)奧姆斯特德(Frederic Law Olmsted)極為推崇此模式。

　　2)鄉(xiāng)土化設(shè)計(jì)——對(duì)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(diào)查研究，使設(shè)計(jì)切合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件并反映當(dāng)?shù)氐奶厣?，代表人為西門德斯(Simonds)和詹遜(Jenson)。

　　3)保護(hù)性設(shè)計(jì)——對(duì)區(qū)域的生態(tài)因子和生態(tài)關(guān)系進(jìn)行科學(xué)的研究分析，通過(guò)合理設(shè)計(jì)減少對(duì)自然的破壞，以保護(hù)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(shè)計(jì)中運(yùn)用了該思想。

　　4)恢復(fù)性設(shè)計(jì)——在設(shè)計(jì)中運(yùn)用種種科技手段來(lái)恢復(fù)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(shè)計(jì)的概念，即通過(guò)設(shè)計(jì)向當(dāng)?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(guān)系引起了廣泛關(guān)注。

　　生態(tài)學(xué)的研究領(lǐng)域非常廣泛，不同的生態(tài)學(xué)研究尺度與綠地系統(tǒng)建設(shè)的層次有大致的對(duì)應(yīng)關(guān)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(fù)合體。在區(qū)域這個(gè)層次，綠地系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)應(yīng)是建立一個(gè)區(qū)域生態(tài)安全格局。這包括兩個(gè)層面：第一，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)格局，特別區(qū)域水循環(huán);第二，生物多樣性維護(hù)安全格局，主要在于景觀(生態(tài)學(xué)概念的景觀)和生態(tài)系統(tǒng)層次上的生物多樣性維護(hù)安全，城郊和城鄉(xiāng)結(jié)合部、河口濕地是區(qū)域甚至全球生物多樣性維護(hù)重要所在，特別是一些鳥(niǎo)類、魚(yú)類的重要棲息地或遷徙過(guò)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(zhì)與人為活動(dòng)所排放的物質(zhì)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(xué)中的斑塊——廊道——基質(zhì)模式可以用來(lái)描述城市空間格局的一個(gè)基本模式。按照生態(tài)學(xué)性質(zhì)，基質(zhì)是城市的建筑物，綠地生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成斑塊、廊道。在城市整體個(gè)層次上，由斑塊和廊道構(gòu)成的綠地生態(tài)系統(tǒng)能夠起到掩蓋建筑物基質(zhì)的作用，理想的狀況是，城市下墊層的生態(tài)性質(zhì)由綠地生態(tài)系統(tǒng)主導(dǎo)，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(gè)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(wèn)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(shí)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(jī)制所決定，也至少是一個(gè)大區(qū)域的機(jī)制所決定。

　　生物多樣性維護(hù)的一個(gè)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(xué)上往往具有特別意義，有些生境和生物群落可能是非常獨(dú)特的，甚至是惟一的。但是完全重新構(gòu)建人工綠地，不必過(guò)于強(qiáng)調(diào)物種多樣性，只需滿足生態(tài)調(diào)節(jié)功能——結(jié)構(gòu)——物種的關(guān)聯(lián)要求和審美要求即可。那種拼命追求物種數(shù)量的導(dǎo)向?qū)嶋H上走向形而上。生物多樣性不是簡(jiǎn)單的物種數(shù)量疊加，并且大量引來(lái)外來(lái)物種的潛在威脅人們已得到共識(shí)。

　　廊道(林帶)需要一定的寬度，但寬度標(biāo)準(zhǔn)很難作出定量結(jié)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(duì)其作用的認(rèn)識(shí)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(qiáng)調(diào)生態(tài)通道?在林帶改善小氣候效應(yīng)方面，農(nóng)田防擴(kuò)林的研究成果很值得借鑒。有一些觀點(diǎn)非常強(qiáng)調(diào)林帶與主風(fēng)向的關(guān)系，實(shí)際上線狀林帶對(duì)風(fēng)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(luò)。林帶的建設(shè)須考慮城市生態(tài)特點(diǎn)。我國(guó)的三北防護(hù)林建設(shè)成果雖然巨大，卻有明顯的失誤，如在干旱地帶，缺水是主導(dǎo)障礙因子，營(yíng)造喬木林帶以后，樹(shù)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(guó)的林帶理念可能部分來(lái)自于中國(guó)人的圍墻觀念，如同歷史上的圍長(zhǎng)城一脈相傳，但萬(wàn)里長(zhǎng)城并不能擋住外族進(jìn)入中原。

　　景觀的美學(xué)價(jià)值是一個(gè)范圍廣泛、內(nèi)涵豐富、動(dòng)態(tài)變化的難以確定的問(wèn)題。都市人的審美時(shí)尚回歸自然、返樸歸真，但久居深山的農(nóng)民卻見(jiàn)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(zhǔn)則。