国外城市生态研究的主要方向与研究进展
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北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势1、由城市绿地到城市林业的发展城市绿地是城市中一种特殊的生态系统,它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。
这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境,为城市生物提供适宜的生境;另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。
它是城市现代化和文明程度的重要标志。
绿地(green space)一词,各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释,西方城市规划概念中一般不提城市绿地,而是开敞空间(Open Space),我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念,包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。
尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同,但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性,即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。
绿地作为城市的一种景观,是城市中保持自然景观,或使自然景观得到恢复的地域,是城市自然景观和人文景观的综合体现,是城市中最能体现生态性的生态空间,是构成城市景观的重要组成部分。
在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。
绿地在城市中的功能和作用主要包括:组织城市空间的功能、生态功能(改善生态环境的功能、生物多样性保护功能)、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。
城市绿地发展和研究进程包括:城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。
吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程,认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动(1843~1887)、公园体系(1880~1890)、重塑城市(1898~1946)、战后大发展(1945~1970)、生物圈意识(1970年以后)等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程,其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念,绿带网络提供城区间的隔离、交通通道,并为城市提供新鲜空气。
文章编号:1009-6825(2012)33-0006-02国内外城市湿地研究进展收稿日期:2012-09-25作者简介:张靖冉(1980-),女,北京大学风景园林专业硕士,工程师张靖冉(北京市海淀区园林绿化局,北京100089)摘要:着重分析了国内外城市湿地研究的进展,寻求有效保护和合理利用城市湿地的解决方案,对发挥城市湿地的生态、社会和经济效益进行了一些初步探讨,指出城市湿地是陆地生态系统最佳的利用方式。
关键词:城市湿地,生态,可持续发展中图分类号:TU985.1文献标识码:A0引言湿地是地球上水陆交接形成的独特生态系统,与人类的生存、发展息息相关,在世界自然和自然资源保护联盟、联合国环境规划署和世界自然基金会共同编制的《世界自然保护大纲》,将湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统[1]。
城市湿地作为城市生态系统的重要组成部分,具有丰富多样的物种、很高的物质生产力和其他生态系统不可替代的多种生态服务功能,被认为是陆地生态系统最佳的利用方式[2]。
1城市湿地的概念及特点城市湿地是位于城市区域内或城市边缘的各类湿地,包括人工湿地、半人工湿地和自然湿地,是城市生态系统重要的组成部分。
由于受人类活动影响较大,城市湿地面积较小,分布不均,完整的湿地往往被分成若干斑块,各个湿地斑块间连接度低,内部生境破碎化程度高;城市湿地具有明显区别于城区的小气候,集生态服务、休闲娱乐和科普教育多功能于一体。
2国外城市湿地研究进展国外湿地研究是从湖沼学和沼泽学开始的。
早在公元46年,德国日尔曼人初步认识了沼泽湿地。
到16世纪中期,欧洲人对沼泽湿地已经有了较为深入的认识。
如莱兰德的旅行游记就是一部较早反映湿地的著作,他提出沼泽是由森林演变而来。
到20世纪80年代,美国是世界上湿地分布非常广泛的国家之一,也是当今世界湿地研究较为系统详尽的国家。
早在二十世纪七八十年代,Teal ,Pomroy 等就开始运用现代生态系统理论开展湿地研究工作。
第39卷第23期2019年12月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.39,No.23Dec.,2019基金项目: 十三五 国家重点研发计划项目(2016YFC0501108,2017YFC0505904)收稿日期:2019⁃06⁃03;㊀㊀修订日期:2019⁃08⁃01∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:luzhaohua@cumtb.edu.cnDOI:10.5846/stxb201906031177付战勇,马一丁,罗明,陆兆华.生态保护与修复理论和技术国外研究进展.生态学报,2019,39(23):9008⁃9021.FuZY,MaYD,LuoM,LuZH.Researchprogressonthetheoryandtechnologyofecologicalprotectionandrestorationabroad.ActaEcologicaSinica,2019,39(23):9008⁃9021.生态保护与修复理论和技术国外研究进展付战勇1,马一丁2,3,罗㊀明4,陆兆华1,5,∗1中国矿业大学(北京)恢复生态学研究所,北京㊀1000832中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京㊀1000853中国科学院大学,北京㊀1000494自然资源部国土整治中心,北京㊀1000355滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室,滨州㊀256603摘要:人类进入的21世纪,是一个人类真正需要进行生态反思的世纪㊂反思我们与自然的关系,反思我们与地球生命支持系统中植物㊁动物㊁抑或微生物的关系,反思我们与地球环境保障系统中的江河湖海㊁山川大地㊁森林草原㊁城镇乡村的关系㊂地球生物圈尚存的完整自然生态系统愈来愈少,人类未来生存㊁发展及适应全球变化的珍贵缓冲区(buffers)正快速萎缩,地球表面随处可见的3D系统(degraded,damagedanddestroyedecosystems)正快速增加,人类生命支撑系统中最为重要的生物多样性也正以前所未有的速度丧失,人类生存与发展之基失稳,亟待从生态保护理念出发,探索生态技术解决方案㊂在辨析生态㊁生态保护与生态修复内涵的基础上,基于文献计量学方法,以生态保护(ecologicalprotection)和生态修复(ecologicalrestoration)为主题词在WebofScience上检索了生态保护与生态修复近70年发文量及国际主流杂志发文量,分析了生态系统退化机制及驱动力,总结了国外生态保护与生态修复所依托的先进理论和技术方法,以期为我国生态系统保护与退化生态系统修复提供一定的理论指导㊂关键词:生态保护;生态修复;生态系统;退化ResearchprogressonthetheoryandtechnologyofecologicalprotectionandrestorationabroadFUZhanyong1,MAYiding2,3,LUOMing4,LUZhaohua1,5,∗1InstituteofRestorationEcology,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China2StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco⁃EnvironmentSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China3UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China4LandConsolidationandRehabilitationCenter,MinistryofNaturalResources,Beijing100035,China5KeyLaboratoryofEco-environmentalScienceforYellowRiverDelta,BinzhouUniversity,Binzhou256603,ChinaAbstract:The21stcenturyisacenturyinwhichmankindreallyneedsecologicalreflections.Rethinkingonourrelationshipwithnature,rethinkingonourrelationshipwithplants,animals,ormicroorganismsintheplanetᶄslifesupportingsystems,rethinkingonourrelationshipwithdamagedmountains⁃rivers⁃forests⁃farmlands⁃lakes⁃grasslands,townsandvillagesintheearthᶄsenvironmentsupportingsystems.Atpresent,theintegratednaturalecosystemsintheearthᶄsbiospherearebecominglessandless,andthepreciousbuffersformankindᶄsfuturesurvival,developmentandadaptationtoglobalchangeareshrinkingrapidly.Additionally,thenumberofthe3Dsystems(degraded,damagedanddestroyedecosystems)thatcanbeseeneverywhereontheearthᶄssurfaceisincreasingdramaticallyandthemostimportantbiodiversityinthesupportingsystemofhumanlifeisfallingatanunprecedentedrate,andthefoundationofhumansurvivalanddevelopmentisunstable,soitisurgentforustostartfromtheconceptofecologicalprotectionandexploreecologicaltechnologicalsolutions.Basedonthescientificconnotationofecology,ecologicalprotectionandecologicalrestoration,andthebibliometricmethod,thispapersearchedtherelatedarticlesandthepublicationsofinternationalmainstreammagazineswiththethemeof ecologicalprotection ,and ecologicalrestorationᶄinpast70yearsonWebofScience,analyzedtheecosystemdegradationmechanismanddrivingforce,andsummarizedtheadvancedtheoriesandtechniquesofecologicalprotectionandecologicalrestorationabroad,whichwouldprovidesometheoreticalguidanceforprotectionoffragileecosystemsandrestorationofdegradedecosystemsinChina.KeyWords:ecologicalprotection;ecologicalrestoration;ecosystems;degradation工业革命以来,经济发展极大地加快了社会前进的步伐,改善了人民的物质生活水平,但经济发展所导致的全球气候变暖㊁极端天气频发㊁环境污染㊁栖息地丧失等生态环境问题却日益突出[1-2],全球范围内,森林㊁草原㊁湿地等自然生态系统大面积消失[3⁃6],结构和功能严重破坏,人造系统和受人类支配的半自然生态系统大幅度增加[7],生态系统所能提供给人类的食物供给和服务功能大幅度减少[8],人类的生存发展遇到了前所未有的挑战㊂当前,人类对社会经济发展所引发的生态与环境问题的认识尚存在理论上和科学上的不足,如何破解人类发展与生态保护这对矛盾,进而实现2030年全球可持续发展目标已成当今世界的最大难题㊂面对日益失衡的地球㊁日益破碎的生物圈以及日益扩大的人类足迹,我们已无法用传统的环境线性思维协调指数增长与几何增长的关系㊁整体与边际的关系㊁现实与未来的关系㊂生态学特有的非线性思维范式及其系统观㊁整体性㊁动态观及多学科交叉的特点为探索解决这些危机提供了理论基础和科学框架[9]㊂正如Palmer等20位生态学家2005年在Frontiersinecologyandtheenvironment杂志上发表的‘21世纪的生态学与可持续发展“一文中所说: 生态学研究已为了解自然和人类对自然的影响做出了巨大贡献,在实现社会可持续发展中将起到愈来愈重要的作用 ㊂本文通过对国外生态保护与生态修复理论㊁技术与实践案例分析,力图为我国脆弱生态系统保护与退化生态系统修复提供理论和技术支撑㊂1㊀概念辨析1.1㊀生态与环境 生态 最早见于德国生物学家Haeckel1866提出的生态学概念一词,其源于古希腊文oikos,意指住所/房子(house)或者栖息地(habitat),即生态为生物的生存空间特征,生态学即研究生物与其周边生存环境的关系㊂ 生态 作为生态学研究的对象,应为名词,但在国内生态一词长期作为环境一词的附属物,更多表现为形容词,其内涵与外延经常模糊不清㊂‘中国大百科全书“甚至未列入 生态 一词,‘辞海“中解释 生态 为生物圈内的生物,不论是同种或异种,彼此间都会相互影响㊂生物和它所生活的环境间,也会发生相互作用,这些现象称为 生态 ㊂特别是在当下我国高度重视生态保护与生态修复,倡导生态文明的大背景下,急需厘清 生态 一词的科学内涵㊂生态 应指生物与环境的有机组合体,即自然界中生物与生物㊁生物与环境所构成的具有一定结构㊁功能和动态特征的综合体,具有整体性㊁稳定性㊁动态性及服务功能等特征㊂生态是生态学的研究对象,生态不是研究 关系 的,它是具有明显地域特征的 生物+环境 结构功能单元㊂可见 生态 应更接近 生态系统 ㊂‘中国大百科全书“对 环境 的定义是: 围绕着人群的空间及其中可以直接㊁间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总体㊂ 并指出: 按环境主体可分为以人作为主体的人类生存环境和以生物为主体的生物界生存环境㊂ 环境科学语境下,多数人采用前者,而在生态学中,往往采用后者㊂可见 环境 常因研究 主体 不同而不同㊂环境概念从环境学科中产生即打上了以 人 为中心的烙印㊂从而也决定了现有环境问题中对环境污染控制㊁环境保护与治理中的线性思维,因为人只是自然界中具有 社会 属性的生物而已㊂9009㊀23期㊀㊀㊀付战勇㊀等:生态保护与修复理论和技术国外研究进展㊀0109㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀ 生态 与 环境 概念在科学层面及不同话语体系下理解也有不同,比如 环境 在西语体系下常被理解为 环境就是我们周围的一切事物 ㊂ 生态 内涵和外延均大于 环境 ,可以理解为 环境 是 生态 的重要组成部分, 生态 学研究可为人类开展 环境 问题的研究提供新视野与全新视角㊂1.2㊀生态环境生态环境 一词最早由已故中科院院士黄秉维(五届全国人大常委)1982年在全国人大讨论宪法草案时,针对草案中 保护生态平衡 这一说法提出来的㊂他当时认为 保护生态平衡 不够确切,建议改为 保护生态环境 ㊂他的建议在政府报告和宪法中都被采用, 生态环境 从此成为法定名词㊂但后来黄先生发现这个提法不当,在自己的文章中明确地说: 顾名思义,生态环境就是环境㊁污染和其他的环境问题都应包括在内,不应该分开,所以我这个提法是错误的 ㊂生态环境 在‘中国大百科全书“的定义是: 环绕着人群的空间中可以影响到人类生活㊁生产的一切自然形成的物质㊁能量的总体 ㊂可见其仍秉持 人本中心 的理念,与 环境 无大差异㊂严格讲 生态环境 并不是一个科学的概念,把环境与生态叠加使用也是不妥的㊂ 生态环境 的准确表达应当是 自然环境 ,外文没有 生态环境 或 生态的环境 的说法,‘中国大百科全书“中即将 生态环境 译为 ecologicalenvironment ㊂生态与环境既有区别又有联系㊂生态偏重于生物与其周边影响因子相互作用及其综合特征,更多地体现出系统性㊁整体性㊁关联性,而环境更强调以人类生存发展为中心的外部因素,更多地体现为人类社会的生产和生活提供的广泛空间㊁充裕资源和必要条件㊂1.3㊀生态保护生态保护 (ecologicalprotection)指人类对生态系统有意识的保护㊂生态保护是以生态科学为指导,遵循生态规律对生态及其环境的保护对策和措施㊂生态保护的关键在于应用生态学的理论和方法,研究并解决人与生态环境之间相互影响的问题,协调人类与生物圈之间的相互关系㊂生态保护的重点是通过保护生态系统结构的完整性来维持其功能的可持续性㊂通常生态保护的对象主要为自然㊁近自然生态系统及自然资源㊁生物多样性等㊂1.4㊀生态修复Ecologicalrestoration 在学术上比较常用的中文释义是 生态恢复 和 生态修复 ,不同国家叫法不同,我国与日本叫做 生态修复 ,欧美国家称之为 生态恢复 ㊂ 生态修复 (ecologicalrestoration)是指辅助退化㊁受损或被破坏的生态系统而进行的恢复过程㊂在生态学原理指导下,以生物修复为基础,结合物理修复㊁化学修复和工程技术措施,通过优化组合,使之达到最佳效果的修复技术㊂生态修复的施行需要生态学㊁植物学㊁微生物学㊁栽培学和环境工程等多学科的结合㊂当前,生态修复理论和实践走在世界前列的是欧洲㊁北美㊁新西兰和澳洲,其中,欧洲偏重矿区修复,北美偏重森林和水体修复,而新西兰和澳洲则偏重于草原的生态修复㊂1.5㊀环境保护与生态保护环境保护 (environmentalprotection)简称 环保 ,指人类为解决现实的或潜在的环境问题,协调人类与环境的关系,保障经济㊁社会的可持续发展而采取的各种行动的总称,环境保护是单因素和单方面的,保护重点以 人 为中心㊂ 生态保护 (ecologicalprotection或ecologicalconservation)是指对生态系统整体的保护,保护重点以 生物 为主,包括不同层次的生物,亦包括不同尺度的生物环境,乃至整个地球生物圈及其组成部分㊂2㊀生态保护与生态修复国外研究进展2.1㊀生态保护与生态修复研究趋势分析基于文献计量学,以生态保护(ecologicalconservation/protection)与生态修复(ecologicalrestoration/reclamation/recovery/remediation/rehabilitation)为主题词在WebofScience上检索了1950年至2018年相关文献的发表情况(图1)㊂近70年来,国际上生态保护与生态修复研究大致呈现出以下特征:(1)生态研究图1㊀近70年WebofScience 生态保护 和 生态修复 为主题词的SCI论文发表情况Fig.1㊀SCIpaperswith ecologicalprotection , ecologicalrestoration and ecological inrecent70years1109㊀23期㊀㊀㊀付战勇㊀等:生态保护与修复理论和技术国外研究进展㊀中有关生态保护与生态恢复的研究明显可以划分为两个阶段,即前50年平稳发展期(1950 1999年)和近20年的快速增长期(2000 2018年)㊂(2)总体来看,国际上发表的生态保护研究论文多于生态恢复研究论文数量,特别是进入21世纪以来的近20年,生态保护研究呈现快速增长态势,明显高于生态修复研究论文数量,表现出保护研究优先的特征㊂(3)从国际上生态保护与生态修复研究论文占生态研究论文总数的比例看,自1963年以来均呈现快速增长态势,特别是生态保护论文比例从1963年的1.91%增长到2018年的26.24%,生态保护研究更加受到重视,发文数量也自此明显超过生态修复研究,这与1962年美国生物学家RachelCarson‘寂静的春天“的发表不无关系㊂依据2017年 2018年两期NatureIndex收录的国际顶级期刊(选取综合类期刊:Nature,Science,PNAS和美国㊁英国等生态学顶级专业期刊:Ecology,EcologyLetters,FrontiersinEcologyandtheEnvironment,JournalofEcology对生态保护与生态修复近20年论文(1999年 2018年)在WebofScience上进行检索(图2)㊂整体来看,生态保护与生态修复的发文数量随时间均呈波动增长态势㊂图2㊀近20年国际顶级综合类期刊与生态学顶级专业期刊 生态保护 和 生态修复 发文量对比图Fig.2㊀Comparisonofpublicationsof ecologicalprotection and ecologicalrestoration betweeninternationaltopcomprehensivejournalsandecologicalprofessionaljournalsinrecent20years从生态保护与生态修复的研究对象看,以山(mountain/ridge/mine)㊁水(river)㊁林(forest)㊁田(cropland/farmland)㊁湖(lake)㊁草(grassland)㊁城(city/urban)㊁海(ocean/sea)㊁湿地(wetland/marsh/saltmarsh/peatland/pool)为主题词在WebofScience上进行检索㊂结果表明,生态保护与生态修复的对象多集中在森林㊁海洋㊁河流㊁湿地和山体㊂2109㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀图3㊀近20年来不同生态系统的生态保护与生态修复发文情况对比图Fig.3㊀Comparisonchartof ecologicalprotection and ecologicalrestoration ofdifferentecosystemsinrecent20years2.2㊀国外生态保护与生态修复理论2.2.1㊀生态系统退化机制干扰(disturbances),即由外部因素引起的生态系统的任何可见的变化,是调节生态系统结构和功能的自然驱动力[10]㊂以陆地生态系统(森林㊁草原㊁荒漠㊁冻原㊁城市㊁农田㊁山体)和水生生态系统(河流㊁湖泊㊁沼泽㊁海洋㊁滨海湿地)为研究对象,比较分析不同生态系统退化的主要驱动力(表1)㊂当前,许多管理行动旨在缓解当地的干扰与压力,以增强生态系统对全球气候变化的适应能力㊂通过管理可预测的人为干扰,以维持足够高的生物多样性水平,确保生态系统的恢复能力,确定生态阈值,为应对全球气候变化中的不确定性和生态恢复提供切实可行的解决方案㊂2.2.2㊀生态保护与生态修复原则干扰是生态系统退化的驱动力和退化发生的必要前提,一旦干扰超过了生态系统的抵抗力阈值后,生态系统就会发生退化,退化程度决定于干扰强度㊁干扰频率㊁干扰时间和干扰规模[10,29]㊂一般而言,针对一个受到干扰而正在退化或者已经退化的生态系统,该如何保护与修复,应依据退化生态系统所受的干扰程度和生态系统结构㊁功能破坏程度而定,一般可分为三种情况:3109㊀23期㊀㊀㊀付战勇㊀等:生态保护与修复理论和技术国外研究进展㊀表1㊀生态系统退化与驱动因子Table1㊀Degradationanddrivingfactorsofecosystems生态系统Ecosystems干扰类型Disturbancestypes自然干扰因子人为干扰因子造成后果Consequences研究案例Casestudy陆地生态系统Terrestrialecosystem森林气候灾害(森林火)㊁病虫害滥砍滥伐㊁毁林开荒森林大面积消失㊁生态环境受到破坏㊁水土流失[11⁃13]草原全球气候变化㊁干旱㊁灌木入侵过度放牧㊁管理方式不科学㊁农业用地开发㊁采矿草地植被产量和覆盖度减少㊁土壤盐渍化㊁土地沙化[14⁃15]荒漠暖干化㊁干旱㊁多风矿产资源开发㊁采挖植物沙尘暴㊁荒漠化[16]冻原全球气候变暖环境污染冻土退化㊁极小种群的消失[17⁃18]城市地震㊁泥石流滑坡等自然灾害城市化进程加快,自然空间萎缩威胁人类的生命㊁财产安全,城市结构和功能丧失[7]农田全球气候变化城市化㊁工业化的推进;大量施用化肥㊁农药农作物减产㊁重金属污染[19⁃20]山体泥石流㊁滑坡凿山取石㊁滥砍滥伐土壤侵蚀㊁水土流失[8]水生生态系统Aquaticecosystem河流涝灾㊁外来物种的侵入过度捕捞㊁生活排污㊁农药化肥污染水体富营养化,生物多样性丧失[21⁃23]湖泊全球气候变化围湖造田㊁农药㊁化肥污染面积萎缩㊁水体富营养化[24]沼泽全球气候变暖填海造地面积萎缩㊁功能受损㊁水体富营养化[25]海洋全球气候变化㊁海平面上升海上开采油气资源㊁过度捕捞海洋污染,危及海洋生物;引发赤潮,危害海水养殖业等[26]滨海湿地全球气候变化㊁海平面上升㊁海水入侵㊁风暴潮港口建设㊁人为开垦引发赤潮,危害国土安全[27⁃28](1)生态系统受外界干扰程度较小,对原有生态系统结构和功能影响较小,这种情况下,可以充分依靠生态系统的自我调节与自恢复能力,遵循 保护为主 原则;(2)生态系统受外界干扰程度较大,对生态系统结构与功能造成较大影响,在开展生态保护与生态修复时应视生态系统结构和功能受损程度梯度㊁格局,实行修复中的保护,遵循 保护+修复 并重原则;(3)生态系统受外界干扰程度很大,造成原有生态系统的结构和功能遭受严重破坏,生物多样性显著降低,远远超出了生态系统自然恢复的能力,这种情况下,必须借助生态修复来促进生态系统结构与功能修复甚而重建,遵循 修复为主 原则㊂2.2.3㊀生态保护理论(1)大地共同体理论‘大地伦理“在生态学 群落(community) 概念的基础上扩充为 大地共同体(landcommunity) 概念㊂1949年,Leopold在 大地伦理 中对大地伦理学的科学内涵作了进一步阐述: 当一切事情趋向于保持生命共同体的完整㊁稳定和美丽时,方为正 [30]㊂这里的 完整 指生态系统的完整性与物种的多样性及其协调的关系; 稳定 指维持生态系统自我调节和自我更新的功能; 美丽 则是指一种超越了经济利益的更高的审美意识㊂完整㊁稳定和美丽是三位一体的有机整体,是大地共同体不可分割的三个要素㊂随着人们生态意识的提高,大地伦理主张扩大共同体的界限和研究对象,使之包括土壤㊁水㊁植物和动物,也就是由它们组成的整体 大地 ㊂同时,人类再也不能再像以前那样把大地视为自己的附属品,只从经济角度去滥用和破坏大地,人类应该把自己看作 大地共同体 的一员,有责任维护生命共同体的完整㊁稳定和美丽㊂(2)岛屿生物地理学理论1967年,MacArthur和Wilson提出了岛屿生物地理学理论,首次阐述了物种多样性和 岛屿 面积㊁隔离程度的关系,即 岛屿 的面积及其隔离程度决定了物种丰富度[31]㊂岛屿生物地理学理论作为研究破碎化生境和物种保护问题的基础,是应用科学方法解决由人类干扰或其它因素引起的物种㊁群落和生态系统出现的4109㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀各种问题的学科,其应用与发展也有了更加广阔的空间,成为物种及其栖息地保护和自然保护区设计的理论基础[32⁃34]㊂(3)生物多样性保护理论生物多样性(biologicaldiversity或biodiversity)指生物(植物㊁动物㊁微生物)与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和㊂生物多样性作为最重要的生态系统结构与功能特征,是生态学领域最为重要的研究内容㊂2010年,国际生物多样性公约缔约方大会第十届会议制定了20个包括 爱知生物多样性目标 在内的战略计划,采取有效行动来制止生物多样性的丧失㊂只有保护了地球上的种质资源,才能可持续的保持生态系统的稳定性和服务功能㊂鉴于越来越多的人认识到生物多样性在生态系统功能和服务中所发挥的重要作用,当今时代的生态保护已经从单纯的物种保护转变到物种㊁群落和生态系统多层次的保护[10,12,35⁃36]㊂(4)涌现性理论在生态保护中,系统性原理强调的整体性与功能性是内部结构与外部系统环境综合作用的结果,也就是我们所说的涌现(emergence)㊂涌现过程是新功能和新结构产生的过程,是一种从低层次到高层次的过渡,但这个性质并不存在于任何单个要素中,而是系统在由低层次构成更高层次时才表现出来㊂系统功能之所以表现为 整体大于部分之和 ,就是因为系统涌现了新质的缘故,其中 大于部分 就是涌现的新质㊂系统的这种涌现性是系统的适应性主体之间非线性相互作用的结果,这有助于认识生态系统结构与功能特征㊂(5)立法保护法律法规为更高层次的生态保护提供了一定的依据,欧美国家在立法保护方面一直走在世界前列㊂1891年,美国‘森林保护法案“颁布,国有森林系统形成,从法律意义上来约束人们保护森林;1964年,美国的‘荒野法“(WildernessAct)提出了对联邦土地的荒野价值进行特别保护的立法理念,成功保护了3.7万平方千米的联邦土地,并且创设了国家荒野地保护系统,开启了美国荒野保护历史的新篇章,这对荒野地后续的生态保护提供了一定的新思路㊂1970年,美国濒危物种保护法(EndangeredSpeciesAct)指出,政府要划出保护地并资助濒危物种的保护;2008年,David的‘荒野:美国价值观的历史,意义和前途“一文认为荒野保护是美国环境传统发展的中心价值,并且已经建立在法律和机构当中,通过荒野法案得以更加广泛的保护㊂2.2.4㊀生态修复理论生态修复的对象是生态系统,它作为改善退化生态系统的生产力和缓解生态系统损失的一种方法,为生物多样性保护和自然资源管理提供了新的思路和机遇㊂生态修复是建立在恢复生态学的理论基础上所进行的实践,生态修复的理论基础来源于恢复生态学㊂Jordan等提倡采用 综合方法 进行修复,以促进科学方法和生态修复实践的融合[37]㊂目前,国外生态修复依据的理论主要包括以下四个方面:(1)群落演替理论群落演替(communitysuccession)一般指植物群落在受到干扰后的恢复过程或在裸地上植物群落的形成和发展过程㊂群落演替的定义有广义和狭义之分,广义上是指植物群落随时间变化的生态过程,狭义上是指在一定地段上群落由一种类型变为另一种类型的质变㊁且有顺序的演变过程㊂无论原生演替还是次生演替,都可以通过一定的人为操作进行调控,从而改变演替方向和演替速度,即只要克服或消除外界的干扰压力,将有助于对自然生态系统和人工生态系统进行有效地控制和管理,并且可指导退化生态系统恢复和重建[38]㊂群落演替过程中,演替方向易受到干预,其中,营养级联效应在一定程度上显得尤为重要㊂营养级联(trophiccascade)是在多营养级中的自上而下的链式反应,生态系统中某营养级生物数量明显改变后,其他营养级生物数量会发生相应变化㊂在生态恢复实践中,应当注意生态演替过程中的营养级联效应,使演替朝着合适的方向进行㊂目前群落演替理论被广泛用于退化森林㊁草原㊁湿地植被的恢复中[39]㊂5109㊀23期㊀㊀㊀付战勇㊀等:生态保护与修复理论和技术国外研究进展㊀6109㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀㊀㊀(2)生态系统稳定性理论生态系统具有趋于平衡点的稳定特性,生态系统稳定性(ecosystemstability)通常被定义为生态系统在应对干扰发生状态变化的同时并进行重组以维持生态系统功能的能力[10,40⁃41]㊂生态系统稳定性由生态系统的抵抗力和恢复力两个独立的过程共同决定,抵抗力指引起生态系统结构变化的干扰的大小,而恢复力是指返回到生态系统最初结构的速度㊂这两个过程从根本上是不同的,但很少被区分开来㊂目前,生态系统稳定性理论已经成为自然生态系统管理和生态修复的核心概念[42⁃43]㊂(3)群落构建理论在一个特定的时间和空间中,群落构建(communityassembly)是一个群落中物种在空间和时间尺度上组合的决定因素,物种多样性越高,组合越复杂,生态系统就越稳定[44]㊂群落构建研究对于解释物种共存和物种多样性的维持是至关重要的,生态修复工作越来越侧重于受干扰地区生物群落的物种组成多样性和功能多样性,通过物种结构㊁时空结构和营养结构的组合来指导修复工作㊂在过去20年中,生态修复研究主要集中于如何提升生态系统功能和促进生物多样性的恢复,群落构建在生态修复工作中得以被应用[3,45⁃46]㊂(4)生态位理论生态位(niche)是指在自然生态系统中一个种群在时间和空间上的位置关系及其与相关种群之间的功能关系㊂1917年,Grinell最早提出了生态位的概念,用来划分环境的空间单位和一个物种在环境中的地位㊂1957年,英国生态学家Hutchinson进一步完善了生态位的概念和内涵,并提出了n维生态位(n⁃dimensionalniche),该种定义被广泛接受,沿用至今㊂Young等[38]和Wainwright等[44]在探究生态恢复和生态学理论的关系时,提及生态位所发挥的重要作用㊂根据生态位理论,在生态修复过程中,首先要调查修复区的生态环境条件,根据生态环境因子选择适当的生物种类,同时避免只引进生态位相同或者相似的物种,使得各种群在群落中拥有自己的生态位,避免或者减少种群间的竞争,实现物种间共存,维持生态系统的长期稳定㊂2.3㊀国外生态保护与生态修复技术2.3.1㊀生态保护技术生态保护直接作用于山体㊁河流㊁森林㊁农田㊁湖泊㊁草原㊁湿地等生态系统,从而提高了山㊁水㊁林㊁田㊁湖㊁草的保持水土㊁涵养水源和孕育生物多样性的能力,使各系统的生态功能得到进一步提升,发挥未来更大的社会效益㊁经济效益和生态效益㊂生态保护的根本就是保护生物多样性,这是基础,也是保护的核心㊂目前,相关生态保护技术主要包括以下三个方面:(1)自然保护地技术全球气候变化背景下,人类越来越重视生物多样性的保护工作,在全球范围内分别成立了世界自然保护联盟(IUCN)㊁IUCN世界保护地委员会(WCPA)㊁生物多样性公约(CBD)和西班牙生物多样性基金会(TheFundaciónBiodiversidad)等机构,旨在保护自然资源和维持生态系统服务功能㊂自然保护地是一个明确界定的地理空间,通过法律或其他有效方式获得认可㊁得到承诺和进行管理,以实现对自然及其拥有的生态系统服务和文化价值的长期保护㊂国外设立自然保护地的时间较早,1872年,经美国政府批准建立了世界上公认的第一个国家公园 黄石国家公园,这一举动为全球国家公园的建立开辟了一条全新的道路㊂目前,自然保护地和国家公园的实践从美国一个国家发展到全球近200个国家,从 国家公园 单一概念发展成为 自然保护地体系 ,并产生了 世界自然和文化遗产地 ㊁ 国际重要湿地 ㊁ 世界地质公园 等一系列概念,国家公园的概念本身也从单一的生物保护扩展到生态系统水平的保护㊂(2)生态功能群重建技术功能性状(functionaltraits)决定了生物体的生物学和生态学特性,即在特定的生物和非生物条件下生物体生长㊁生存和繁殖的能力,个体间功能特征值的分布决定了群落的功能结构[47],可以更直观的表明物种的生态策略和对环境变化的响应机制㊂近年来,基于功能性状的方法越来越多地被用于研究演替过程中的生态变迁[39]和应对栖息地退化[48⁃49]㊁气候变化[50]或外来物种入侵等的干扰[51]㊂Lechêne等基于功能特征方法,。
国际景观生态学研究新进展一、概述随着全球化和人类活动的不断加剧,景观生态学作为研究自然与人工生态系统相互作用、空间格局与动态变化的重要学科,正日益受到广泛关注。
国际景观生态学研究的新进展不仅为我们提供了深入理解地球生态系统的新视角,也为应对全球环境变化、生物多样性保护和可持续发展等全球性挑战提供了新的科学依据。
本文旨在综述近年来国际景观生态学领域的最新研究成果和发展趋势,以期为我国景观生态学的理论研究和实践应用提供参考和借鉴。
近年来,国际景观生态学在理论框架、研究方法和技术手段等方面取得了显著进展。
在理论框架方面,景观生态学逐渐从传统的描述性研究向机理性和预测性研究转变,强调生态系统服务功能和人类福祉的关联分析,深化了我们对景观系统结构与功能关系的认识。
在研究方法上,越来越多的学者开始运用大数据、遥感、地理信息系统等现代技术手段,提高了景观生态研究的时空分辨率和精准度。
同时,跨学科的研究方法也逐渐成为主流,如景观遗传学、景观社会学等,为景观生态学的研究注入了新的活力。
国际景观生态学研究还呈现出一些新的发展趋势。
一方面,随着全球气候变化和环境问题的日益严峻,景观生态学开始更加关注生态系统的稳定性和可持续性,强调通过合理的景观规划和设计来应对环境变化带来的挑战。
另一方面,随着城市化进程的加速和人类活动的不断扩展,城市景观生态学逐渐成为研究热点,探讨城市生态系统的结构、功能和优化途径,为城市的可持续发展提供理论支持和实践指导。
国际景观生态学研究的新进展为我们提供了更加全面和深入的视角来认识和理解地球生态系统。
未来,我们应继续加强景观生态学的理论研究和实践应用,推动学科的发展和创新,为全球的环境保护和可持续发展贡献更多的智慧和力量。
1. 景观生态学的定义与重要性景观生态学是一门跨学科的科学,主要研究景观的结构、功能、动态变化及其与生物多样性、生态系统服务、人类活动之间的相互关系。
它致力于理解不同空间尺度下景观格局的形成机制,以及这些格局如何影响生态系统的功能和可持续性。
国内外宜居城市理论研究综述[摘要]随着“城市病”的蔓延,城市宜居性成为当前国际国内学术界密切关注的问题。
本文总结了宜居城市的研究进展和主要学术观点,在回顾宜居城市概念起源的基础上,对国内外学者的研究进行了综述,并指出宜居城市研究还存在的不足之处,为今后进一步的研究指明了方向。
[关键词]宜居城市理论综述“宜居城市”的概念是随着人类生产力的发展而逐步提出来的。
宜居城市研究起源于对居住环境问题的研究。
英国工业革命后大量农村人口流入城市,有限的城市居住容量带来了系列的居住环境问题和社会问题。
“田园城市”理念引导了田园都市运动,追求城市舒适、便利等职能的住宅开发方式逐渐发展起来。
一、宜居城市概念的起源宜居城市建设实践较早出现于经济发达的西方国家。
它是城市发展水平进入高质量阶段的一种必然,是随同城市建设过程被逐步认识并广泛使用的概念。
回溯城市发展历史,其含义肇始于霍华德的“田园城市”。
它伴随着资本主义经济发展和世界范围城市化发展浪潮而出现,旨在解决工业化对城市居住空间带来了巨大的压力和一系列环境问题,建设一个功能完整的城市和有机的城乡动态平衡体,使人们能够生活在既有良好的社会经济环境又有美好的自然环境的新型城市之中。
第二次世界大战后,随着城市规划的发展,对舒适和宜人的居住环境的追求,在城市规划中的地位得到确立。
《雅典宪章》将居住与游憩、工作、交通并列为城市的四大功能。
关于城市宜居性的研究的起源,普遍认为始于20世纪60年代简·雅各布斯的《美国大城市的生与死》,在该论著中作者第一次对城市的宜居性提出质疑和探索,呼吁创建更适宜人类居住的城市。
二、国外宜居城市的相关研究1、国外关于宜居城市的理论研究1961年世界卫生组织(WHO)提出了4个居住环境的基本理念,即安全性,健康性、便利性、舒适性。
1976年,联合国在第一次人类住区国际会议上接受了人类聚居的概念。
目前国外对宜居城市的研究己经较为深入,美国最早对宜居城市(Livable city)的研究可以追溯到1970 年代,从温哥华到华盛顿都以本地城市为研究主体,提出关于宜居城市的理念以及建设的具体措施。
城市生态学参考书目城市生态学是研究城市环境与生态系统的相互作用和影响的学科。
随着城市化进程的加快,城市生态学越来越受到关注。
本文将介绍一些城市生态学的参考书目,以帮助读者更全面地了解这个领域。
1.《城市生态学》(作者:王汉民):这本书是城市生态学的经典之作。
它从城市环境与生态相互关系的角度出发,系统地介绍了城市生态学的基本概念、理论框架和研究方法。
此外,书中还对城市生态系统的结构和功能、城市生态环境的评价与管理等内容进行了深入探讨。
2.《城市生态学导论》(作者:刘洪新):这本书是一本入门级的教材,适合初学者阅读。
它详细介绍了城市生态学的基本概念、原理和应用,在阅读过程中为读者提供了一些实际案例和研究资料。
此外,书中还介绍了国内外一些重要的城市生态学研究进展,对于读者进一步深入研究该领域提供了一定指导。
3.《城市生态与人类居住环境》(作者:陶学智):这本书主要从人类居住环境与城市生态关系的角度出发,探讨了城市生态与人类健康、居住环境质量等方面的关系。
书中还详细介绍了城市生态建设与规划的原则和方法,以及城市生态环境管理和修复的实践经验。
通过该书的阅读,读者可以更好地理解城市生态与居住环境之间的相互作用。
4.《城市生态学原理与应用》(作者:唐继斌):这本书重点讨论了城市生态学的原理和应用。
它详细解释了城市生态系统的结构与功能、城市生态环境的评价与管理等方面的内容。
此外,书中还涉及了城市植被与景观设计、城市水环境保护与管理等实际问题,为城市生态学的实际应用提供了参考。
总之,城市生态学是一门关于城市环境与生态系统的学科,对于理解和改善城市生态环境具有重要意义。
以上介绍的参考书目涵盖了城市生态学的基本理论、原则和应用,读者可以根据自身需求选择适合自己的书籍阅读。
希望这些书籍能够帮助读者更加深入地了解和研究城市生态学,并为城市生态环境的管理与保护提供一定的指导。
区域生态安全格局构建研究进展与展望一、本文概述随着全球生态环境问题的日益严峻,区域生态安全格局的构建已成为当今生态学研究的重要课题。
生态安全格局,是指在特定区域内,通过合理布局与保护关键生态要素,维护生态系统完整性,保障区域生态安全的空间格局。
本文旨在综述区域生态安全格局构建的研究进展,分析当前研究的热点问题与难点,并展望未来的研究方向,以期为相关领域的学术研究和实践工作提供参考。
本文首先回顾了区域生态安全格局构建的研究背景与发展历程,阐述了生态安全格局构建的理论基础和方法体系。
然后,重点分析了国内外在生态安全格局构建方面的研究成果,包括关键生态要素的识别、生态安全格局的构建方法、生态安全格局的评估与优化等方面。
在此基础上,本文总结了当前研究中存在的问题和挑战,如数据获取与处理的困难、生态安全格局的动态变化与适应性管理、多尺度多目标的协同优化等。
本文展望了区域生态安全格局构建的未来研究方向。
随着遥感、GIS等技术的快速发展,数据获取与处理的难题有望得到解决;生态安全格局的动态监测与预警将成为研究热点;跨学科、跨尺度的综合研究将有助于更好地理解和应对复杂的生态安全问题。
通过不断深入研究和实践探索,我们有信心构建出更加科学、有效的区域生态安全格局,为保障区域生态安全、促进可持续发展做出积极贡献。
二、区域生态安全格局构建的理论基础区域生态安全格局的构建离不开坚实的理论基础。
生态安全格局的理念源于生态学和地理学的交叉融合,它强调在区域尺度上,通过合理的空间布局和生态保护措施,确保生态系统的稳定性和健康性,从而保障区域的生态安全。
在理论基础方面,区域生态安全格局的构建主要依赖于生态系统服务理论、景观生态学理论、可持续发展理论等。
生态系统服务理论强调生态系统为人类提供的各种服务,如提供新鲜空气、水源涵养、土壤保持等,这些服务的稳定供给是生态安全的基础。
景观生态学理论则注重景观空间格局与生态过程的相互关系,认为通过优化景观空间格局,可以提高生态系统的稳定性和抗干扰能力。
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第09期·145·文章编号:2095-6835(2020)09-0145-02景观生态学的国内外研究现状齐丽(陕西省土地工程建设集团有限责任公司,陕西西安710075;陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司,陕西西安710075;陕西省土地整治工程技术研究中心,陕西西安710075;自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室,陕西西安710075)摘要:研读国内外景观生态学相关研究,对其研究现状进行总结,以期为景观生态学的进一步研究提供方向。
研究结果显示,中国景观生态学随国际景观生态学的发展也开始逐渐应用于生物多样性保护、土地利用、城市规划等方面。
关键词:景观;生态学;地理学;环境保护中图分类号:Q14文献标识码:ADOI :10.15913/ki.kjycx.2020.09.0621景观生态学的国外研究进展德国是景观生态学的故乡,景观生态学的概念是德国植物学家TROLL 在20世纪40年代末利用航片进行土地利用研究时所提出来的[1-2]。
景观生态学侧重于研究一个区域内不同的景观单元自然与主物有机体之间的关联,其最终结构是系统研究自然条件。
TROLL 着重指出景观生态学应与其他学科结合在一起综合系统性的研究(甘甫乎,1999年)。
根据欧洲对地理学科和对植物学科中的定义,给景观生态学下了定义即研究某一区域的土地利用中生物群落较为复杂的关系以及生物的数量和活动等对生态环境的影响。
TROLL 给景观生态学赋予的概念将地理学中的水平结构途径和生态学中占据着优势地位的垂直功能途径相互结合起来,既满足了地理学家对土地单元生态知识方面的了解,同时又满足了生态学家想把所研究的成果从区域推广到更为宽广的需要(TROLL ,1971年;WU ,2006年;HOBBS ,2007年)。
鉴于此,1968年TROLL 对景观生态学的概念进行了补充和延伸,其概念为“研究某一区域的土地利用中生物群落较为复杂的关系以及生物的数量和活动等对生态环境的影响,以及每种生物群落在空间上的分布特征”(TROLL ,1968年,1971年)。
国内外环境规划学的研究进展XXX摘要:随着全球环境问题的日益突出,世界上各个国家越来越重视环境保护工作。
环境规划学作为协调人类、环境与发展的一个有效工具,起着不可替代的作用。
通过介绍国内外环境规划的研究概况,主要对其发展历程、研究进展以及存在问题等进行了分析讨论,并对其今后的研究重点和发展趋势进行了探讨。
关键词:环境规划;存在问题;研究进展;经济发展The development of the environmental planning at home and abroadXXXAbstract With the global environmental problem being more and more serious,all of the countries have paying more attention to the protection of environment. Environmental planning as a efficient tool which is a key to keep the balance among human beings,environment and development.The paper refers to the researches on general situation of the environmental planning at home and abroad,and analyses the development ,present situation and problems.Finally,the paper mainly discusses the research contents and tendency.Key words Environmental planning,Problem,research proceed,economic development纵观人类生存发展的历史,人类、环境和发展三者之间密不可分,相互依存,相互作用。
生态城市的基本特征是自然、经济和社会的和谐发展。
由于人类的社会活动对生态环境和自然资源产生了越来越大的负面影响,人类社会的发展受到了大自然的约束,为了更好的发展,人类必须调整人与自然、资源以及环境的关系,处理好经济发展与环境保护之间的相关事宜,促进社会的永续发展,人们提出了建设生态城市。
生态城市的建设即为在环境资源的有效极限之内,保证各种资源的可持续利用,经济的稳步前进及社会的和谐发展。
因而,生态城市建设过程中牵涉到很多基本概念和基本理论。
一、国外生态城市建设研究现状随着经济全球化的加速,世界城市化进程加快,城市数量及规模持续膨胀,俨然已经成为地球巨系统中一个极其重要的子系统。
因而,建设生态城市是城市建设发展的必然选择。
探求一个可持续的生态城市建设模式,已经成为一些国际组织、政府机构、学术研究团体研究关注的热点领域,是当今世界研究的最先进的城市发展模式。
1.关于国外生态城市理论研究尽管生态城市迅速发展起来的时间开始于十九世纪八十年代,但关于生态城市的理念缺流传已久。
无论是中国古代的天人合一思想,还是古代欧洲的村庄及美国印第安人的部落,都能看出生态城市的影子。
十八世纪二十年代,著名空想社会学家罗伯特欧文提出了田园城市的理念,十九世纪末,英国社会学家霍华德将其进一步完善,并在其著作《明日,一条通向真正改革的和平道路》中给出了完整的定义:田园城市应该是一种同时拥有城市和乡村优点的理想城市,为城市和乡村的结合体,是为健康生活以及工业化生产而设计的城市,它的规模应以满足多彩的社会生活为准,不应过分扩张。
第一次工业革命后,英国等西方城市由于城镇化进程过快,导致城市出现拥挤、环境变差、生态遭到破坏等问题,此时,田园城市的应用应运而生,但在具体的实践过程中进展的并不顺利,许多城市都是依附于“田园城市”的名气,在城郊区域大力修建居住区。
但它为以后城市建设的相关理论,如有机疏散论、卫星城镇理论等提供了参考,对城市的进展起到了很好的推动作用。
文章编号:1004-9479(2007)02-0017-08国外人居环境研究回顾与展望祁新华1,2,程煜1,陈烈2,陈君1(1.福建师范大学地理科学学院,福州350007;2.中山大学地理科学与规划学院,广州510275)收稿日期:2007-01-20;修订日期:2007-05-10基金项目:福建师范大学重点学科资助项目;福建师范大学青年教师“旗山学者”资助计划;福建师范大学博士后基金资助项目。
作者简介:祁新华(1974-),男,博士,讲师,主要从事人文地理学、人居环境科学、生态学研究。
Email:fjqxh74@163.com摘要:文章系统地回顾了国外人居环境发展历程,将人居环境理论研究归纳为城市规划学派、人居聚居学派、地理学派和生态学派等,同时总结了英国、美国、法国、德国、荷兰、瑞典等国家的人居环境实践发展概况,并从历年世界人居环境日主题变迁中展望了国外人居环境发展趋势。
在此基础上,提出了对我国人居环境发展一些启示。
关键词:国外;人居环境;回顾与展望;启示中图分类号:F292文献标识码:A1国外人居环境研究回顾1.1国外人居环境理论研究进展国外人居环境思想一直蕴含在城市规划学的内容里,直至二十世纪五十年代,道萨迪亚斯(C.A.Doxiadis)创立人类聚居学后才开始了系统的研究。
在发展过程中,不同学科的专家学者纷纷加入了研究的行列,不断地丰富学科的内涵。
到目前为止,国外人居环境研究大致可以归纳为以下几个主要学派,即城市规划学派、人居聚居学派、地理学派和生态学派等。
1.1.1城市规划学派国外人居环境研究始于城市规划学。
十九世纪末二十世纪初,以霍华德(E.Howard)、盖迪斯(P.Geddes)、芒福德(L.Mumford)等为代表的城市规划先驱者开创了人居环境研究的先河[1-3]。
1898年,霍华德出版了以《明天,通向真正改革的和平之路》(Tomorrow:APeacefulPathtoRealReform)提出“田园城市”(GardenCity)的概念,认为建设理想的城市,应兼有城和乡二者的优点,并使城市生活与乡村生活像磁体一样相互吸引,共同结合,这个城乡结合体就是田园城市[1]。
文章编号:1004-9479(2001)03-0086-06国外城市生态研究的主要方向与研究进展刘 力(东北师范大学城市与环境学院,长春 130024)摘 要:对城市发展与环境的关系的思考蕴育了早期的城市生态思想,将城市作为生态系统研究标志城市生态学的诞生。
20世纪城市生态学经历了从思想萌芽到学科体系形成的重要发展时期,从芝加哥学派的人类生态学研究到MAB 的城市问题研究到美国的LTER 城市生态系统研究,都衬托着深刻的城市化与工业化背景。
本文结合这种背景追踪了20世纪主要的城市生态研究方向,概括其理论成就,评价其研究进展。
关 键 词:人类生态学;城市生态学;城市生态系统中图分类号:F292 文献标识码:A 1 城市生态思想的形成与发展城市作为人类的聚居地,其形成与发展与环境条件密切相关。
城市的发展依赖于良好的自然环境,同时也深刻地影响着自然环境。
城市与环境之间的关系其实质是人类社会与生物圈之间的联系,这是城市生态思想的本质所在。
城市生态思想从城市形成之初就有所体现[1][2]。
在工业革命以前的几千年的城市发展过程中,人类社会和生物圈基本保持着平衡关系,城市的规模和形态受自然生态平衡的制约,城市生态思想仍属在自然哲学范围的思考。
工业革命引发了现代城市化过程,并伴生一系列的城市环境问题。
对这些问题的解决刺激了城市生态思想的发展。
1898年,英国学者霍华德(E .Howard )提出的”田园城市”规划理论是工业化初期城市生态思想应用于城市开发规划中的具体体现。
进入20世纪,随着生态科学的发展,城市研究及其开发规划中大量地吸收了生态学原理和方法。
美国的芝加哥学派开创了人类生态学研究领域,其研究内容多集中于城市问题和城市生态环境与人的关系方面,奠定了城市生态学的研究基础。
20世纪70年代,是城市生态学迅速发展的时期。
由于系统科学的发展,特别是生态系统理论的形成,为城市生态研究提供了新的思维空间。
以联合国教科文组织(UNESCO )发起的人与生物圈(MAB )计划为契机,展开了多学科广泛参与的城市生态的系统研究,特别提出了对城市生态系统的研究。
MAB 计划的研究成果,极大地推动了城市生态学的发展,对于其理论体系的形成至关重要。
但MAB 城市生态系统研究还没有走出城市中的生态学概念框架,距离一体化的城市生态系统研究还有差距。
真正一体化的城市生态系统研究是在美国长期生态研究(LTER )网络中进行的巴尔的摩和凤凰城的城市生态系统研究[3],通过将自然因素与人类活动因素综合进入城市生态系统的研究,建立了以城市生态系统为核心的完整的城市生态学理论体系。
收稿日期:2001_08_01; 修订日期:2001_09_08作者简介:刘力(1966_),女,讲师,东北师范大学城市与环境学院在职博士生,从事世界地理与区域可持续发展研究。
第10卷第3期2001年9月 世 界 地 理 研 究W ORLD REGIONAL STUDIES Vol .10,No .3Sep .,2001从朴素的城市生态思想走向理论体系不断完善的城市生态学,城市生态研究领域不断拓展,并形成代表不同发展阶段的城市生态研究方向。
20世纪是城市生态研究取得丰硕成果的一个世纪,现就其主要研究方向介绍如下。
2 芝加哥学派的人类生态学方向芝加哥学派是以美国芝加哥大学社会学系为代表的人类生态学及其城市生态学术思想的统称。
兴盛于20世纪20-30年代,代表人物为帕克(R .E .Park ),伯吉斯(E .W .Burgess ),麦肯齐(R .D .Mckenzie )等。
帕克等人在吸收了19世纪欧洲社会和生态学家,如达尔文(Dar win )、斯宾塞(Spencer )等的研究思想,并深受20世纪初在美国兴起的动植物生态学研究理论的影响,形成了人类生态学的研究方向。
其标志性的著作是《城市》,明确提出了社会和城市研究的人类生态学方向[4]。
他们的研究集中在“当时大量的欧洲移民和乡村人口迁移造成美国城市迅速扩张引起的社会变化”上。
首先,帕克等人运用一些生态学概念,如演替、竞争、新陈代谢来描述人口迁移的不同阶段的社区功能和社会秩序,并提出一些社会无序的标识,如疾病、犯罪、疯狂与自杀等;其次,该学派将城市看作一个封闭的功能系统(社区),这一功能系统可以视为有机体,特别关注有机体的时空变化特征。
在这方面,其突出的贡献在于伯吉斯构造的理想城市模式———同心圆结构(如图1(a )),将其应用于芝加哥的城市结构分析如图1(b )。
麦肯齐对这种结构形成的解释是,移民的迁入过程中,城市的内部结构不断地进行调整,特定的文化群体和阶层在城市内进行着集中与分化过程,最终形成城市有机体的空间结构。
芝加哥学派的人类生态学研究方法,在20世纪40年代遭到美国社会学家的广泛批评。
主要针对于(1)关于人类社会结构和个体行为的生态解释;(2)将经济功能组织和人口与服务的空间分布的形成机制简单化为竞争的结果,并视竞争为主要的、普遍存在的基本的机制;(3)用宏观过程和基于统计的数理分析去认识个体行为。
批评者认为,人类所特有的文化现象使其有别于其他任何物种。
所有的人类行为都可以在不涉及到其生物学特征的情况下,在社会环境中得到解释。
人类生态学等同于社会达尔文主义,会助长并使个体、种族及社会不公平现象合法化。
因而人类生态学的发展在20世纪中期面临着巨大的挑战,芝加哥学派成为历史的一页。
图1 (a )标准同心圆结构城市模型 (b )应用于芝加哥的模型87 3期刘力:国外城市生态研究的主要方向与研究进展88世 界 地 理 研 究10卷 3 联合国教科文组成的MAB计划 20世纪60年代,美国学者卡逊(R.Carson)在其《寂静的春天》一书中,提示了人类活动对生态环境的影响,引起世人的瞩目。
随后在70年代初,罗马俱乐部发表的一部研究报告———《增长的极限》,对世界工业化和城市化发展所做的估计,进一步激发了人们从生态学角度研究城市问题的兴趣。
1970年UNESC O的第16次会议决定发起MAB计划。
1971年MAB 委员会在巴黎会议上提出了14个研究项目,其中项目11为“城市和工业系统能量利用的生态学前景”,确立了MAB的城市系统的生态学研究方向。
MAB城市研究计划主要致力于建立城市系统的生态学范式基础。
针对城市问题,开发跨学科、综合的概念和方法,以便更好地理解复杂系统(城市)及其内陆腹地之间的关系[5]。
因此,MAB城市研究计划是基于问题的具体案例研究,从70年代以来,MAB计划组织了不同学科的科学家(包括生物地理学家、生物化学家、社会科学家及至政治学家),在世界范围内建立150多个研究基地,其中有代表性的包括香港、德国的法兰克福、瑞典的哥特兰岛、新几内亚的莱城、阿根廷的布谊诺斯艾丽斯、韩国的汉城等。
对于指导城市开发规划与管理及决策支持意义重大,并发挥了重要的示范作用。
MAB城市研究经历了三个阶段。
70年代初,主要围绕城市的能量、物质及废弃物循环展开研究。
涉及城市及其腹地的关系、城市绿地的功能作用等问题。
这些研究考虑了人类生态、社会文化以及经济和社会心理变量,以上各研究领域被视为MAB城市研究的经典领域。
从70年代中后期至80年代期间,MAB城市研究积累了许多地方研究经验,开始进入广泛的国际合作研究阶段。
这期间由MAB组织的各种区域间、国际性区域规划研讨会在世界各地召开,广泛宣传地方研究经验并进行理论总结,于80年代中期以后,逐渐明确了MAB 城市研究的4个重要研究领域,它们包括(1)开发包括城市地区及其周围地区在内的城市化与环境变化之间的相互关系的模型;(2)研究城市化带来的人口变化以及城乡人口流动的环境结果;(3)示范领域的研究集中在城市的能量与物质循环研究;(4)城市绿地的规划管理,包括市民对绿地的需求及土地利用与自然环境的负荷等。
这些已经成为MAB城市研究纲领,引导着其他MAB城市研究的方向并沿用至今。
进入90年代,由于MAB项目预算的减少,许多MAB项目内容实际上是由MAB国家委员会推动着。
这期间的特殊研究方向包括,海岸带城市生态研究、城市气候和土壤研究等。
90年代末期,MAB城市研究出现的一个新领域就是将生物圈保留地(biosphere reserve)概念应用于城市开发中。
这扩大了生物圈保留传统上仅限于自然保护区、国家公园等范围界定,将生物圈保留与城市问题关联起来,将进一步促进城市可持续发展。
该项计划的目标之一还在于激发MAB城市问题的讨论,并刺激热点问题的产生。
事实上,MAB城市研究在90年代末期已处于停滞状态,而MAB所开发的城市研究框架在美国LTER网络中的两个城市生态系统研究中得到进一步拓展。
4 美国长期生态研究(L TER)网络美国长期生态研究是美国国家科学基金(NSF)资助的长期生态系统动态研究项目。
主要致力于5个核心领域的生态系统研究,包括:初级生产研究、代表营养结构的种群研究、有机质的储存和动态变化研究、营养的运输与动态变化及生态系统干扰研究等。
在长期的地方生态系统研究基础上,于1980年成立LTER 网络,以便积累研究经验并形成综合的生态系统观点。
该网络联络了20多个在生态系统研究方面富有成效的站点,覆盖从热带到极地、从海岸到内陆的不同类型的生态系统。
尽管各生态系统类型不同,在研究方法与专门技术的应用方面有很大差别。
但所有的LTER 的共同特点在于[6],它们都考虑了两类变量,一是自然要素(地质基础、气候、水文过程、物种和其他地理要素),二是与人类活动相关的要素(土地利用、物种引进、资源消费、废弃物生产等)。
前者结合LTER 五个核心研究领域,被充分地综合到生态系统研究中,但后者往往被隔离于社会科学研究领域。
事实上,上述二类变量是共同作用于生态系统的动态变化过程中,对任意一个方面的缺失都不能够很好的理解生态系统的长期动态变化(如图2)。
图2 应用于LTER 的生态系统动态变化研究框架 LTER 将这一思想运用到城市生态系统的研究,于1997年吸收了二个城市生态系统的研究案例,一是巴尔的摩、二是凤凰城的生态系统研究,并首次对城市中的生态学研究与城市生态学研究加以区分。
指出前者是研究城市中的生态过程与其他环境的差异,城市(人口集中与人类活动)对生态过程的影响等,主要研究内容包括城市中的动植物分布特征、物种多样性与外来物种的影响等,城市过程与城市环境变化对物种空间分布的影响等。
而后者侧是真正将城市作为生态系统来研究,即如何将城市中的不同组成部分联结为一个有机整体,研究有机体与环境之间的能量与物质联系,有机体的新陈代谢、景观单元(patch )的动态变化、土地利用的生态影响、生态足迹(Ecological Footprint )的估计等。