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生态廊道的设计理念及其功能实现

2021-07-07 475 上传者：管理员

摘要：总结了生态廊道的概念起源、结构、特征和功能等相关理论,综述生态廊道理论在生物多样性保护、区域空间安全格局、城乡规划等方面的实践,提出构建生态廊道的设计理念,旨在为今后生态廊道的功能实现提供清晰的思路。

关键词：
城乡规划
概念起源
生态廊道
生物多样性保护
空间安全格局
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生态廊道是指在生态环境中呈线性或带状布局、能够沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态景观单元的景观生态系统空间类型[1]，是整体构建生态系统及增加系统内廊道和生态斑块关联性的景观设计方法。其概念的提出，对于解决景观破碎化加剧、物种数量不断减少等生态问题具有重要意义。生态廊道除具有廊道的一般特点和功能外，更突出防止种群隔离、促进特定物种迁移和增加种群间基因交流等保护生物多样性的作用[2]，生态廊道的设计强调过滤污染物、调控水资源、治理水土流失等生态服务功能，是构建区域完整生态系统的重要技术措施。生态廊道不仅用于河流廊道、绿色或景观廊道、道路廊道等生态系统整合，近年来在景观设计、城乡规划[1]、文化遗产[3]、旅游开发等领域都有大量应用。李中秋[4]利用廊道理论提出了公路绿化规划与设计的新思路，以生态廊道理论为基础，规划合理的绿化带宽度，增设公路下廊道来连接公路两侧绿化带。肖化顺[5]对城市生态廊道的结构特征、规划设计等方面进行了探讨，并提出城市生态廊道规划的重点是廊道的宽度、连接度和变化程度。孙道成等[6]以“斑块-廊道-空间”的空间结构模式为理论基础，审视了城市生态空间，提出用生态破碎度和生态敏感性分析的方法，来获取现有区域生态斑块问题和构建生态廊道。

本研究以生态廊道的起源、基本特征和功能结构为基础，通过分析生态廊道理论在城市规划、生态恢复、生物多样性三方面的应用现状，提出构建生态廊道的设计理念，以期为城市环境规划、生态环境的修复及生物多样性保护等生态廊道功能的实现提供思路。

1、生态廊道的设计理念

1.1生态廊道的概念

1959年，William（美国）首次提出了具有审美游憩功能，以保障和为人们提供从工作居住环境进入绿地景观途径的绿道（greenway）的概念，随后逐渐被拓展至文化、生态等方面[7,8,9]。1967年，MacArthur和Wilson[10]在《岛屿生态原理》中研究发现，栖息地斑块大小和距离影响物种的丰富度和灭绝率，于是将廊道定义为具有连接栖息地生境斑块功能的线性元素。1975年，Wilson和Willis[11]研究认为缓解破碎生境对生物生存的威胁和影响最有效的途径是利用廊道连接相互阻隔的生境斑块。1983年，Forman[12]提出“斑块-廊道-基质”的重要理论。1991年，Hanski等[13]根据复合种群理论明确定义了廊道的功能和概念，即为因生境破碎化而产生隔离的物种提供最适宜的生境通道。1995年，Forman[12]再次以“斑块-廊道-基质”理论为基础，详细地分析了区域空间格局与生态系统的关系，将廊道拓展至区域生态安全保护范畴。1997年，世界自然保护联盟将廊道概念引入到全球保护策略中，使用“网络化”新方法将孤立的保护区串联起来，生态廊道的概念正式诞生了。生态网络、景观连接带等用于描述景观连通性的概念[14]，随着对生态廊道的深入研究被提出，进一步明确了生态廊道的概念及其连接破碎景观、保护生态多样性及维持生态稳定等功能[15]。

1.2生态廊道的特征

生态廊道具有廊道所具备的基本特征[1]:(1)线性的空间结构，形态具有连续性，能够形成完善的网络系统，是完整系统的特定空间战略；(2)环境特质的差异性和连结性并存，具有较为统一的空间尺度；(3)具有多功能性和可持续性，不同的廊道系统其主导功能存在差异，可平衡自然保护和经济发展。

此外，生态廊道还有数目、宽度、连通性、曲度等重要的结构特征。其中生态廊道宽窄直接影响物种迁徙的效率，窄带廊道不利于敏感生物种的迁徙和过滤有害物种及污染物。有研究表明，15～60m、12～200m分别是两栖类和爬行类动物、小型哺乳动物的迁徙通道的适宜宽度，廊道宽度≤30m会降低无脊椎动物的捕食率，30～400m会显著增加鸟类的丰富度[16,17]。另外，在生态景观方面，植物物种的多样性直接受绿道宽度的影响，12m是绿道的阈值，3～12m的绿道宽度与物种多样性之间的相关性趋近于零；宽度>12m的绿道中草本植物的平均物种多样性为狭窄绿道的2倍以上[18]。因此，在生态廊道的设计过程中，要充分考虑廊道的宽度，以实现保护物种多样性生态廊道功能。

1.3生态廊道的功能

生态廊道既能为动物运动提供通道，使得动物在不同栖息地之间交流，也能阻隔化学区、污染源等邻避设施，起到净化环境的效果。廊道具有通道-阻隔二元性的特点，基于这种特点，FORMAN[19]将廊道功能总结为栖息地和生境功能、物质传输功能、过滤或阻抑功能及物质、能量和生物的供给源功能[5]。周年兴等[20]从宏观上分析认为廊道具有生态、休闲、经济、社会和美学等多种功能，能够维护自然界生态过程、减轻景观破碎化、维护生物多样性、促进区域经济发展、维系和增加景观的美学价值。

有关廊道在生物保护、生态服务、空间及社会和经济等方面[21]的功能体现，国内学者展开了细致的研究：(1)在生物保护功能方面，以岛屿生物地理学理论和复合种群学说理论为基础，从城市发展与生物多样性保护的宏观策略基于某目标物种的城市生境状况的研究，转向于物种栖息地和系统运行的空间布局与结构规律的研究。(2)在生态服务功能方面，以景观生态学中“斑块-廊道-基质”模式理论为基础，重点提升城市绿地系统生态质量，使廊道理论在城乡绿地系统规划领域被广泛应用。(3)在空间功能方面，以维护城乡生态安全空间格局为目的，重点研究廊道与城市空间拓展的作用和关系。(4)在社会和经济功能方面，研究以“人”为主体的廊道价值取向，提出了遗产廊道、游憩型廊道等概念。

2、生态廊道的功能实现

生态廊道具有维护生物多样性、保护水资源和水生生物、维护区域安全格局及应对全球气候变化的功能[14]。国外关于生态廊道的规划建设存在3种方法体系[22]，即多重功能兼备为主（美国）、生态环境保护为主（欧洲）、休闲游憩功能为主（亚洲、新加坡）。因我国对生态廊道的研究和实践探索起步较晚，建设者对生态廊道的认识和理解还不够，国内实践过程与理论研究严重脱节，导致出现两大实践问题[21]:(1)生态廊道设计以景观功能为主导，“以人为本”的廊道理念未能发挥生态廊道在保护生物多样性等生态功能方面的主导地位。(2)廊道系统的空间设计和建设停留在景观层面，视觉上的景观廊道网络化格局不能有效地改善城市环境，具有生物多样性保护结构的廊道系统不能有效发挥生态服务的功能。

因此，摒除生态廊道设计，仅单一地考虑景观层面的理念，在廊道设计中充分结合生态廊道的特点，以实现生物多样性保护、生态空间格局的构建和城乡区域绿地系统规划等功能，对城市生态廊道的建设和发展具有重要意义。

2.1生物多样性保护

生态廊道是一种有效的生物多样性保护模式，可以有效地打破孤岛效应，防止种群隔离，维持种群最小数量[23]，对遏制生态系统退化及生物多样性丧失、消除生境破碎化对生物多样性的影响、恢复珍稀濒危物种的种群数量等方面具有重要作用。要建设保护生物多样性的廊道，首先应尊重自然规律，生物多样性需要经历长期的自然发育过程，廊道植物物种丰富度和群落多样性逐渐增加，才能确保野生动物的食物来源和安全的栖息空间[24]。学者们对实现生物多样性保护型廊道的构建方式进行了研究，单楠等[25]认为可通过遥感与地理信息技术获取廊道模拟数据集成模型，实现廊道的构建、管理和保护；王永阳[26]则分析了天津市生物栖息生境绿地高度破碎的生态问题，提出了集中将城市绿地进行整体规划建设，采用“节点-网络-模块-走廊模式”来构建生态廊道连接破碎生境，通过增加廊道内园林植物的种类，改造工业废弃地为绿地等多种方式来吸引动物栖息，以整合廊道系统和提高动植物丰富度的方式，实现生物多样性的保护。

2.2生态空间格局

区域生态安全水平能有效地约束城市用地扩张。随着城镇化的高速发展，城市生态环境的负面效应加剧，生态用地规模减少、生境适宜性降低，使得经济发展与环境保护之间的矛盾激增，如何科学合理地布置生态安全格局是缓解矛盾的必由之路。生态安全格局强调战略节点、生态廊道、生态源地的空间位置及它们的相互联系，增加生态源之间的廊道连接程度，会提高区域生态安全层次[27]。生态安全格局遵循景观学中格局与过程相互反馈的原理，识别生态系统中保障人类生境和生存安全的关键区域，并落实具体的空间位置，被认为是保障区域生态安全的重要途径[28]。区域生态安全格局强调对生物多样性的保护和修复，对生态系统结构和功能的维持[29]、生态安全格局的可实践性均有较高要求。杨彦昆等[30]通过生态重要性和敏感性综合识别源地，构建连通指数修正阻力面，以最小累计阻力模型方式提取生态廊道，构建了三峡库区重庆段的生态安全格局，最终提出区域生态廊道的修复方案。

2.3城乡和区域规划建设

廊道作为城市不可或缺的线性空间，其连续性、数目、构成及宽度等基本原理[31]被广泛应用在城乡区域规划建设中，参与城市绿地和交通系统建设，构成城市空间结构框架，是生态城市建设、研究城乡规划的重要内容。城市廊道的相关应用和研究发展经历了认识探索期、认识成熟期和认识系统化期3个阶段[32]。第一阶段，即认识探索期。该阶段廊道被广泛应用在城市和区域规划中，有效地防止了城市的无限蔓延，为后期廊道理论在城市规划建设中的应用积累了丰富的经验。第二阶段，即认识成熟期。该阶段廊道理论被用于减少城市建设造成的景观碎片化、保护物种多样性的实践、缓解城市热岛效应、降低噪音、改善空气质量等生态环境保护及优化方面，廊道理论在实践中得到了成熟的利用。第三阶段，即认识系统化期。通过前两个时期，廊道理论逐步成熟，并大量积累了城市廊道建设经验，使廊道从生态保护向廊道系统化方向提升，体现在城市规划和建设更加重视人居环境的质量和健康，城市规划的关注重点聚焦在土地利用的生态适应性与自然资源的固有价值，最终形成功能多样化的廊道建设实践。

3、结语

人类的过度活动导致生物多样性急剧丧失、城市系统的生态失衡和环境恶化等一系列生态问题。生态廊道设计理念的应用是城市或区域生态廊道规划和功能实现的重要方式。生态廊道的设计理念源于生态廊道的概念、功能特点、基本特征和结构特征，将生态廊道的设计理念充分应用到生态保护和修复、城市规划建设、城乡和区域生态安全格局优化以及乡村振兴规划建设中，通过构建多个功能整合而成的生态廊道网络体系，是实现生态廊道生物多样性保护、城市生态环境恢复和重建功能的重要途径，对城市安全和可持续发展都具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]李辉."廊道"理论在乡村振兴中的规划应用研究[J].中国建设信息化,2019(12).

[3]王丽萍.文化遗产廊道构建的理论与实践———以滇藏茶马古道为例[J].南方文物,2012.(4):190-193.

[4]李中秋.景观生态学廊道理论在公路绿化中的应用[J].河北交通科技,2008(4):31-33.

[5]肖化顺.城市生态廊道及其规划设计的理论探讨[J].中南林业调查规划,2005(2):17-20.

[6]孙道成,杨立焜.基于多种生态分析的生态空间格局构建和研究———以长治"双修"为例[J].国土与自然资源研究,2020,(3):4-9.

文章来源：曾晓琳.生态廊道的设计理念及其功能实现[J].现代园艺,2021,44(13):102-104.