园林生态学原理(二)

发布时间:2023-04-22 16:04:23浏览次数:79
园林生态学原理生态平衡:是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况,它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入、输出上的稳定,生态平衡是一种动态平衡。在自然条件下,生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展,直到使生态系统达到成熟的最稳定状态为止。生态系统的平衡依赖于系统的抵抗稳定性和恢复稳定性两个方面。 由于生态系统具有负反馈的自我调节机制,所以在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡。生态平衡是一种动态平衡,因为能量流动、物质循环和信息传递总在不间断地进行,生物个体也在不断地进行更新。抵抗稳定性(resistantstability):是生态系统抵抗外来干扰并维持系统结构和功能原状的能力。抵抗稳定性与系统发育阶段及状况有关,发育越成熟,结构越复杂,抵抗外界干扰的能力就越强。通常,环境容量、自净作用等都是系统抵抗稳定性的表现形式。恢复稳定性(resilient stability):是指生态系统遭受外界干扰破坏后,系统恢复到原状的能力。生态系统恢复能力是由生命成分的基本属性决定,即生物顽强的生命力和种群世代延续的基本特征所决定。一般恢复力强的生态系统,生物的生活时代短,结构比较简单。抵抗力和恢复力是生态系统稳定性的两个方面,一般来讲,二者是相互排斥的,即抵抗稳定性强的生态系统其恢复稳定性相对较弱,而恢复稳定性强的生态系统其抵抗稳定性相对较弱。如加利福尼亚红松对于火灾具有较强的抵抗能力,但如果一旦被焚毁,就很难恢复;相反,加利福尼亚的浓密常绿阔叶灌丛非常容易被焚烧,但几年之内很快就恢复。一般来说,一个系统不容易同时拥有这两类稳定性。当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时,它能够自我调节和维持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外来的干扰,保持自身的稳定性。但是,生态系统的这种自我调节功能是有一定限度的,当外来干扰因素超过一定限度的时候,生态系统自我调节功能本身就会受到损害,从而引起生态失调,甚至导致发生生态危机。生态危机:是指由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡,从而威胁到人类的生存。有人把生态系统比喻为弹簧,它能忍受一定的外来压力,压力一旦解除就又恢复原初的稳定状态,这实质上就是生态系统的反馈调节。 (如火山爆发、泥石流、地震、雷击火烧、人类修建大型工程、排放有毒毒物质、喷洒大量农药、人为引入或消灭某些生物等)因此,人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益和生态后果,以便在改造自然的同时能保持生物圈的稳定和平衡潘基文:生态危机是苏丹达尔富尔冲突起因--环保--人民网美国《华盛顿邮报》2007 年 06 月 16 日刊载了联合国秘书长潘基文关于苏丹达尔富尔问题的一篇文章。文章指出,气候变化造成的食物和水资源缺乏等生态危机是达尔富尔冲突的起因,解决冲突就必须从造成冲突的根源着手。三峡库区消落带潜伏生态危机-中国环境生态网植物群落淹没消失“似沙漠化”难以避免;生态屏障可能消失库区水体环境污染负荷加重。哲学的失落和生态危机因此,人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益和生态后果,以便在改造自然的同时能保持生物圈的稳定和平衡薇甘菊是危害我国最严重的外来入侵害草之一。喜生长于光照和水分条件较好的地区,年均温度在 21℃以上,其以土壤生态环境的要求很低在一种具有超强繁殖能力的喜欢攀援的藤本植物,攀上灌木和乔木之后,能迅速形成整株覆盖之势,并能分泌毒汁,抑制其他植物生长。全部覆盖其他植物后,因光合作用受到破坏而使该植物窒息死亡。在薇甘菊横行的树林里引种寄生植物田野菟丝子,让它寄生在薇甘菊的嫩枝、嫩叶、嫩茎上面,汲取薇甘菊的营养供它自己生长。最后的结果是树林里有少量的薇甘菊存在,也有少量的菟丝子存在,但对森林不构成危害。 三、园林生态系统原理 (一)园林生态系统的组成园林生态系统(landsape architecture ecosystem)园林生态环境:园林自然环境:自然气候和自然物质园林半自然环境:经过人们适度的管理,影响较小的园林环境园林人工环境:园林人工环境是人工创建的,并受人类强烈干扰的园林环境园林生物群落园林植物、园林动物和园林微生物。 (二)园林生态系统的结构 园林生态系统的结构主要指构成园林生态系统的各种组成成分及量比关系,各组分在时间、空间上的分布,以及各组分间能量、物质、信息的流动途径和传递关系。园林生态系统的结构主要包括物种结构、空间结构、营养结构、动态结构和层次结构五方面。 1.物种结构园林生态系统类型不同,生物的种类和数量差别较大,物种结构也多种多样。草坪类型物种结构简单,由一个或几个生物种类构成;小型绿地系统,由几个到十几个生物种类构成;大型绿地系统,如公园、植物园、树木园、城市森林等,是由众多的园林植物、园林动物和园林微生物所构成的物种结构多样、功能健全的生态单元。2.空间结构垂直结构:特别是园林植物群落的器官地上的不同高度和地下不同深度的空间垂直配置状况,对环境资源利用的合理与否具有重要的影响。水平结构:取决于物种的生态学特性、种间关系及环境条件的综合作用,在构成群落的形态、动态结构和发挥群落的功能方面有重要作用。3·时间结构季相变化:是指园林生物群落的结构和外貌随季节的更替依次出现的改变。植物的物候现象是园林植物群落季相变化的基础。长期变化:园林生态系统经过长时间后的结构变化,一方面表现出园林生态系统经过一定时间的自然演替变化;另一方面是通过园林的长期规划所形成的预定结构表现,这以长期规划和不断的人工抚育为基础。在不同的季节,会有不同的植物景观出现,如传统的春花、夏叶、秋果、冬态等。如各种植物,特别是各冲高大乔木经过自然生长所表现出来的外部形态变化等,或由于各种外界(如污染)干扰使园林生态系统所发生的自然变化 4.营养结构园林生态系统的营养结构由于人为干扰严重而趋向简单,特别在城市环境中表现尤为明显。园林生态系统的营养结构简单的标志是园林动物、微生物稀少,缺少分解者。园林生态系统营养结构的简单化,迫使既为园林生态系统的消费者,又为控制者和协调者的人类不得不消耗更多的能量以维持系统的正常运行。按生态学原理,增加园林植物群落的复杂性,为各种园林动物和园林微生物提供生存空间,既可以减少管理投入,维持系统的良性运转,又可营造自然氛围,为当今缺乏自然的人们,特别是城市居民提供享受自然的空间,为人类保持身心的生态平衡奠定基础。  5.层次结构近年来,对生态系统的层次结构较为关注,有关学者将其称为层级系统理论。园林生态系统具有明显的层级结构(乔、灌、草结构)每个组织层次都具有同样的重要性,每个层次都有它本身特性。因此,对园林生态系统的认识和研究要从不同的层次来考虑,这样既能保证园林生态系统本身的作用发挥,又能促进整个大环境功能的发挥。近年来,对生态系统的层次结构较为关注,有关学者将其称为层级系统理论。该理论认为客观世界的结构是有层次的。任何系统都是其他系统的亚系统,同时它本身又是由许多亚系统组成的。层级系统是按照系统各因子特点、联系方式、功能的共性、尺度大小以及能量变化范围等多方面特点划分的等级体系。 (三)园林生态系统的功能 1.能量流动 (1)园林生态系统的能量来源:它一方面来自太阳辐射能,另一方面来自于各种辅助能。 (2)园林生态系统的能量流动途径:主要包括食物链、能量的暂时贮存和人工控制途径。 (3)园林生态系统的能量流动特点:由于园林动物数量较少,对园林植物的消耗也少;园林植物的枯枝落叶及修剪枝叶,一部分由园林微生物分解者将营养物质还原给园林生态环境,另一部分经人类辅助处理,能量消耗于系统外部。辅助能指除太阳辐射能以外,任何进入园林生态系统的其他形式的能量。辅助能不能直接被园林生态系统中的生物转化为化学潜能,但能促进辐射能的转化,对园林生态系统中的生物的生存、光合产物的形成、物质循环等都有很大的辅助作用。园林生态系统或以腐生食物链为主或以人工控制途径为主,具体以那种为主,要取决于具体的位置以及人们的管理措施等。园林生态系统的各种生物成分的作用以净化环境等各种生态效益,供人们观赏、休闲等社会效益为最终目的;园林动物和园林微生物的作用相对较弱,特别在城市的中心区,它们的作用微乎其微,更多的是由人工控制来代替。从生态学原理和园林生态系统的特点看,人工控制途径是必不可少的,但应尽量增加园林植物的种类及数量,使其结构趋于复杂,充分发挥园林动物与园林微生物的作用,这样,既可以减少园林管理者的能量投入,又可促进园林生态系统自身调控和自然属性的发挥,增加园林生态系统的自然气息和活力,使人类更能接近自然,享受自然。2.物质循环 (1)园林植物个体内养分的再分配园林植物储存和转移养分的种类和数量,取决于环境中的养分状况以及植物吸收的状况。植物体内养分的再分配只能在一定程度上缓解养分不足,并不能从根本上解决养分的亏缺。(2)园林生态系统内部的物质循环是指在园林生态系统内,各种化学元素和化合物从环境到生物体,再从生物体到环境,不断进行的反复循环变化的过程。它包括园林植物对养分的吸收、养分在园林植物体内的分配与存储、园林植物养分的损失,园林动物对营养的获取、营养在动物体内的分配与存储、园林动物养分的损失,园林微生物对动植物残体的分解重新还原给园林生态环境的过程。“秸秆还田” (3)园林生态系统与其他生态系统之间的物质循环园林生态系统是一个开放的生态系统,不断地从其他生态系统获得营养物质,同时也在不断地向系统外输送营养物质。首先表现在以气态的形式进行交换,也就是碳、氢、氧、氮、硫等以气态的形式输入输出园林生态系统。另一方面是通过沉积循环的方式与外界生态系统进行物质交换。沉积循环主要是通过岩石的风化、沉积物的分解、干湿沉降以及各种动物的传输作用等,将系统外的各种物质转变为系统内生物可以利用的营养物质。因此,在园林生态系统中,要保证园林植物的正常生长发育,特别是对土壤贫瘠的城市环境,必须通过额外补充营养物质如增施各种肥料或移植菌根等途径以满足植物生长的需要。 3.信息传递信息传递是生态系统的基本功能之一,园林生态系统中的园林植物、动物、微生物以及人类相互之间不断地进行信息传递以相互协调,保持园林生态系统稳定的发展趋势。 在园林生态系统中,园林植物是核心部分,与其他各成分发生着广泛的联系,对园林植物本身的生长发育,对园林生态系统的协调与稳定,都有重要的意义。 4.服务功能园林生态系统的服务功能是指园林生态系统与生态过程为人类所提供的各种环境条件及效用。园林生态系统所具有的服务功能主要为以下几点: (1)净化环境作用 (2)生物多样性的产生与维持 (3)改善小气候的作用 (4)维持土壤自然特性的功能 (5)休闲娱乐功能 (6)精神文化的源泉及教育功能(四)园林生态系统的平衡与调控 (1)园林生态系统的平衡指一定时空范围内,在自然发展过程中或在人工控制下,园林生态系统内的各组成成分的结构和功能均处于相互适应和协调的动态平衡。 (2)园林生态系统的调控园林生态系统作为一个自然与人工相结合或完全的人工生态系统,其平衡要依赖于人工调控。通过调控,不但可以保证系统的稳定性,还可以增加系统的生产力,促进园林生态系统结构趋于复杂等。园林生态系统的调控主要有生物调控、环境调控、合理的生态配置、适当的人工管理和大力宣传,增加人们的生态意识。它遵循生态系统的平衡规律。园林生态系统作为一种开放系统,物质的输入和输出始终在进行,局部、小范围的破坏或扰动可通过系统的整体调控机制进行调控和补偿,局部的变动或不平衡并不影响整体的平衡。(五)园林生态规划园林生态系统是一个具有多种功能和效益的复合生态系统,是一个社会—经济—自然复合生态系统,是由自然再生产和经济再生产交织的复合过程。只有将自然与经济这两方面相互协调,才能发挥系统的整体效益。园林生态规划的目的:就是建成能改善城市生态环境,供居民休闲的具有功能高效的生态系统,使其内部物质代谢、能量流动和信息传递形成环环相扣的网络;使物质和能量得到多层分级利用,废物循环再生,系统的结构、功能充分协调,系统能量的损失最小,物质利用率最高、经济效益最高。园林生态系统是一个社会—经济—自然复合生态系统,是由自然再生产和经济再生产交织的复合过程。具有多种功能和效益,既有自然的生态效益,又有经济效益。只有将自然与经济这两方面相互协调,才能发挥系统的整体效益。园林生态规划的目的就是建成能改善城市生态环境,供居民休闲的具有功能高效的生态系统,使其内部物质代谢、能量流动和信息传递形成环环相扣的网络,物质和能量得到多层分级利用,废物循环再生,系统的结构、功能充分协调,系统能量的损失最小,物质利用率最高、经济效益最高。园林生态规划范畴广义上:园林生态规划应从区域的整体性出发,在大范围内进行园林绿化,通过园林生态系统的整体建设,使区域生态系统的环境得到进一步的改善,特别是人居环境的改善,促使整个区域生态系统向着总体生态平衡的方向转化,实现城乡一体化,大地园林化。狭义:主要是指在以城市(镇)为中心的范围内,特别是在城市(镇)用地范围内,根据不同功能和用途,合理布置园林绿地,使园林生态系统起到改善城市小气候,改善人们的生产、生活环境条件,改善城市环境质量的作用,最终营建出卫生、清洁、美丽、舒适的城市。四、与园林生态学相关的其他学科 (一)人类生态学 (二)园林学 (三)景观生态学 (四)城市生态学 (五)生物多样性园林生态学是一门交叉应用学科。根据许多学者的一般共识,园林生态学是为人类服务的一类应用性的生态学,必须以人类生态学为基础,其主要的理论与密切相关的生态学分支是城市生态学、景观生态学和园林学。园林生态学是一门涉及植物学、园林学、生态学、人类学、城市生态学、生物多样性等学科的交叉应用学科。根据许多学者的一般共识,园林生态学是为人类服务的一类应用性的生态学,必以人类生态学为基础,其主要的理论与密切相关的生态学分支是城市生态学、景观生态学和园林学。 (一)人类生态学人类生态学 应用生态学基本原理研究人类及其活动与自然和社会环境之间的相互关系;着重研究人口、资源与环境三者之间的关系。现代人类生态学以人类的经济活动为中心,以协调人口、资源、环境和社会发展之间的相互关系为目标。 根据人类生态学的相关理论,园林是人类对环境的社会生态适应;在人类和自然环境的对立统一关系中,产生和发展了园林理念。园林与人类生活、资源利用和环境质量之间存在着复杂微妙的关系,是人类生态系统中一个重要的组成部分。 (二)园林学园林学是研究如何合理运用自然因素、社会因素来创建优美的、生态平衡的生活境域的学科。园林学的研究范围是随着社会生活和科学技术的发展而不断扩大的,目前包括传统园林学、城市绿化和大地景物规划三个层次。生态理念的融入是近年来风景园林学科发展的显著特点。传统意义上的风景园林首先强调“美的景观”。在规划设计所把握的尺度上,往往多局限于一园、一路、一区。建立在生态学基础上的现代风景园林学科强调:园林的生态价值和美学价值的完美结合,它以保持生态平衡、美化环境、减少生态环境的恶化为主导思想。传统园林学主要包括园林历史、园林艺术,园林植物、园林工程、园林建筑等分支学科。 (三)景观生态学 景观生态学是地理学、生态学以及系统论、控制论等多学科交叉、渗透而形成的一门综合学科;研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和动态的一门学科。“景观”的三种理解:视觉美学;地理学;景观生态学园林生态学科的发展也离不开景观生态学的支撑。在研究手段方面,景观生态学将为园林生态学的发展提供进一步广阔的天空。事实上,站在园林生态学的角度,在植物生态学和景观生态学两个学科之间,还有一些过渡学科十分有利于园林生态学科的发展,如种群生态学、群落生态学以及生态系统生态学等。他们分别从研究植物个体的生理生态做起,继而扩展到植物的种群、群落乃至整个生态系统。这就为系统研究园林植物乃至整个园林景观的生态特性奠定了坚实的基础。视觉美学----景观在欧洲,“景观”一词最早来源于《圣经》中,用来描述耶路撒冷城美丽的景画。与“风景”同意。例“黄山”、“泰山”、“苏州园林” A.桂林山水景观 B.美国亚利桑那洲大峡谷景观 C.美国威斯康星大学 Curtis 草地景观 D.内蒙古草原景观 E.北美的 Sonoran 荒漠景观 F.亚洲温带荒漠景观一角 地理学:景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体,类似于生物群落。(人类与自然共同作用影响下的不同景观)。景观生态学:空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。二者分别从微观和宏观两个方面研究园林景观的生态特征;两个学科都强调景观的生态效应,但园林生态学更强调“美”的景观。园林景观只是景观的一种类型,而且是一种特殊的类型。它是根据当地的特点,利用原有的地形、地貌、水文、气候、土壤、植物和动物,加上人的不同喜好,形成的一种人工景观。 (四)城市生态学一般认为城市生态学是研究城市及其群体的发生、发展与自然、资源、环境之间相互作用的过程和规律的科学。研究目的:用以指导城市生态研究者认识城市与环境相互作用的具体机理、城市发展的环境学后果以及城市与区域乃至全球的相互作用,使人类的聚居形式与生物圈相互协调并和谐发展。生态型的园林系统把园林的艺术与欣赏性同生态效应与生态学原理结合起来,满足城市园林的生态目的,并具有健康、稳定和持续的特征。具体而言,城市中生态型的园林系统就是像自然生态系统一样具有稳定的植物群落结构、合理的空间分布、和谐的食物链条以保证生态系统能量、物质与信息的正常流动,以维持生态系统的稳定发展。由于追求艺术性和欣赏性,常规园林建设目标的随意性显得更大一些。国内外生态城市公园发展现状在我国城市建设中,很多公园实际上成了一个小型游乐园,缺乏生态型的公园。这对于人口密度大、空气与水污染严重的我国的绝大多数城市来说都是不太相宜的,也与生态城市的目标背道而驰。因此,传统园林的面积小、人工建筑多、功能区划分不明确、游乐设施多、群落规模小、结构简单的缺点就必须改变。发达国家自 20 世纪 60 年代提出建设“森林型生态城市”森林生态城市在园林上的具体要求:是规模与质量的变化,不仅要求具有一定的森林面积,还需要乔灌草形成一个稳定的生态系统。生态的城市公园一般强调回归自然,具有面积大、园林分布结构合理、功能区划明显的特点,多以大面积的草地和配置较好的乔灌木群落为主要组成部分,且有游乐区与生态核心区之区划,即使在游乐区也少有人工雕琢的园林建筑及游乐设施。具体而言,它就是像自然生态系统一样具有稳定的植物群落结构、合理的空间分布、和谐的食物链条以保证生态系统能量、物质与信息的正常流动,以维持生态系统的稳定发展。也正因为如此,就必须改变传统园林的面积小、人工建筑多、功能区划分不明确、游乐设施多、群落规模小、结构简单的缺点。。由于追求艺术性和欣赏性,常规园林建设目标的随意性显得更大一些。生态园林把园林的艺术与欣赏性同生态效应与生态学原理结合起来,也就是 (五)生物多样性生物多样性(Biological diversity 或 Biodiversity):是指地球上的生物(包括动物、植物、微生物)在所有形式、层次和联合体中生命的多样化,包括生态系统多样性、物种多样性和基因多样性。生物多样性是地球上生命经过几十亿年发展进化的结果,是人类赖以生存的物质基础。在城市园林营造过程中增加植物多样性,能加快稳定的园林生态系统的形成过程,提高园林的抗干扰能力和稳定性,增加城市生态系统的环境效应与园林景观的观赏价值。
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  • 贡献者:黄老师
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  • 时间:2023-04-22 16:04:23
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