第一节景观生态学1_景观生态学第1章
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第一节景观生态学1
一、景观生态学主要内容
生态学（ecology）一词源于希腊文“Oikos”，原意为房子、住所、家务或生活所在地，“ecology”原意为生物生存环境科学。生态学就是研究生物和人及自然环境的相互关系，研究自｝然与人工生态结构和功能的科学。生态学由于其综合性和理论｝上的指导意义而成为现今社会一门无处不在的科学，同样也影响到我们的景观设计。近二三十年来，人类聚居环境生态问题日益突出，人类开｝始主动地寻求解决办法，这种大环境使景观生态学得以迅速发展。1939年，德国生物地理学家特洛（Troll)提出了“景观生态学”（Landscape ecology）的概念，他在（（景观生态学））一文中指出：景观生态学由地理学的景观和生物学的生态学两者组合而成，是表示支配一个区域不同单元的自然生物综合体的，相互关系分析。这一概念的提出，使人们对于景观生态的认识。上升到了一个新的层次。另一位德国学者布克威德（Buchwaid）进一步发展了景观生态的思想，他认为所谓景观是个多层次的’生活空间，是由陆圈、生物圈组成的相互作用的系统。以麦克·哈格（Ian Lennox Mcharg）为首的城市规划师和景观建筑师非常关注人类的生存环境，并且在城市规划和景观设计实践中开始了不懈的探索，其著作《设计结合自然》（Design with·Nature)奠定了景观生态学的基础。其后众多的景观设计师在实践中进行了多方面的尝试，自始至终对于景观生态学的关注热情未减。
简而言之，景观生态学主要研究的内容是和人居环境相关的土壤、水文、植被、气候、光照、地形条件等因素所形成的生物生存环境，简称“生境”，在不破坏全球生态的前提下，优化和改良我们的聚居环境。（表3-1)
二、景观生态要素
我们在景观设计中所涉及到的生态要素大概可分为以下几项：
1．水环境
地球上的生物生存繁衍依附于五大生态圈：大气圈（atmosphere）、水圈（hgdrosphere）、岩石圈（lithosphere）、土壤圈（pedosphere）和生物圈（biosphere）。水是生物生存必不可少的物质资源，地球上的沙漠区域气候干燥，物种稀少，不适合人类居住，缺少水资源是其中最为主要的原因之一。水除了供人饮用维持生存以外，还是运输、农业灌溉、水产渔业必不可少的物质基础（图3-1）。流经大地的河流、湖泊、小溪以及博大的海洋也形成了世界上最为美妙的风景，水流的泪泪、波涛的澎湃都成为自然界最为迷人的音乐。对于水资源物质上和精神上的依赖形成人类与生俱来的“亲水性”（图3-2）。
大自然中的水有自身的循环系统，水体蒸发融人空气之中，再通过降水和地面径流结合在一起。人类为了更好地利用地球水资源，进一步设计了水资源循环人工系统。给水系统包括自来水厂和市政给水管网，排水系统包括污水处理厂、雨水污水排放系统。近年来中国正在着手进行的南水北调工程，就是为了缓解局部水资源缺乏所带来的问题而进行的大型人工水循环系统改造（图3-3）。
对于水资源保护的不重视也使人受到了惩罚。过度利用使地球上很多地方水资源严重匮乏，地下水过度开采、地表下沉，地表水的污染、水生动植物物种减少等等。意大利的历史名城威尼斯由于水体污染和地表下沉正面临着危机；英国的泰晤士河也曾因工业污染而使城市景观质量急剧下降；上海的苏州河、黄浦江也不得不大力治理，以挽回污染所带来的损失。
美国景观设计学家西蒙兹提出了十个水资源管理原则：’
（1)保护流域、湿地和所有河流水体的堤岸。
（2）将任何形式的污染减至最小，创建一个净化的计划。
(3)土地利用分配和发展容量应与合理的水分供应相适应而不是反其道行之。
（4）返回地下含水层的水的质和量与水利用保持平衡。
（5)限制用水以保持当地淡水储量。
(6）通过自然排水通道引导表面径流，而不是通过人工修建的暴雨排水系统。
（7）利用生态方法设计湿地进行废水处理、消毒和补充地下水。
（8)地下水供应和分配的双重系统，使饮用水和灌溉及工业用水有不同税率。
(9）开拓、恢复和更新被滥用的土地和水域，达到自然、健康状态。
（10）致力于推动水的供给、利用、处理、循环和再补充技术的改进。
前面谈到，我们除了关注水资源的保护和管理以外，同样关注水体给我们带来的景观上的享受，泉水、池塘、河流、湖泊往往成为区域内景观精华所在。在景观设计当中，应给予水环境足够的重视。
2.植被
植物在地球物质和能量循环中扮演着非常重要的角色，植物吸收水分，在充分光照下，二氧化碳和水转化成氧气和碳水化合物，这两种产物都是我们赖以生存的必需品。植物的庞大根系和繁茂枝叶储存了大量水分，木质素中水合细胞中的水可以净化空气或渗入地下含水层，所以植被往往是用来保持水上最好的自然资源。另外，植物腐烂以后形成的腐殖质和土壤结合后，增强了土壤养分，保持了土壤源源不断的生产力（图3-
4）。
植被在景观设计中的作用主要有以下几点：
（1)可以改善城市小气候，调节气温，过滤尘埃、减低风速形成令人愉悦的局部小环流，增加空气湿度。宽10．5米的乔木绿化带可将附近500米内空气中相对湿度增加8%。
（2）绿化还可以吸附空气中的污染粉尘，植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氮氧化物都有吸收作用。
（3）防治生物污染，植物的阻尘功能可以减少很多借助空气灰尘传播的细菌，例如：杆菌、球菌和芽生菌。
（4）大量植被，例如城市大型绿地和公园，可以将噪声发源地隔离开来，30米的林带可以减少噪音7分贝，乔木灌木草地结合的绿地可以降低噪声8-12分贝。（图3-5）
（5）大量、多种植被相结合的绿地可以给昆虫、鸟类提供一个栖身之所。
植被除了以上谈到的这些作用以外，还能给人提供美学上的享受。植物随着季节生长凋落，花朵和叶子的颜色变化，都能使在城市中生活的人感受到大自然的气息，并缓和工作紧张引起的精神压抑。
植被是城市景观重要的一部分，在一定程度上反映了城市景观生态状况，所以在现今城市规划中往往采用绿地比例作为城市景观状况指标，常采用绿地指标一般有以下几种：
（1)城市公共绿地指标：反映城市绿化质量和水平，以每人平均公共绿地面积或每人平均公园面积来表示。
（2）全部城市绿地指标：指城市全部绿地，包括：公共绿地、专用绿地、居住区绿化、街道绿地、生产防护绿地及风景游览区的绿地，占城市总面积的百分比以及城市人口平均绿地面积，表示城市绿化实际用地面积。
（3）城市绿化覆盖率：植物枝叶所覆盖的面积称为投影盖度，运用植物群落概念，对城市覆盖面积的统计，称之为城市绿化覆盖面积，它与城市用地面积之比，称之为绿化覆盖率。
3.气候
一个地区的气候往往是受很多因素综合作用的结果，气候受到地理纬度、地形地貌、植被、水体、大气环流、空气湿度、太阳辐射等诸多自然因素影响（图3-6）。另外值得注意的是人工环境对于区域气候的改变，例如城市作为一个巨大的综合人工环境，是一个巨大的蓄热体，又是个能量发射器，往往形成特殊的温度场和气流场。这种温度场和气流场有时会对人类生活造成影响，例如芝加哥被称为“风之城”、“风之街”的西尔斯大厦，曾由于强风致使物体撞击玻璃，造成了大片的玻璃损坏。纽约曼哈顿的世贸双塔也有类似的情况，1982年曾有人被强风吹倒而受伤。
我们的景观设计中怎样运用构筑物、植被、水体来改善局部微气候，使某一地域的气温、湿度、气流让人感到舒适。西蒙兹提出了若干条指导原则2：
·消灭酷热、寒冷、潮湿、气流和太阳辐射的极端情况。这可以通过合理地选择场地、规划布局、建筑朝向和创造与气候相适应的空间来完成。
·提供直接的庇护构筑物以抵抗太阳辐射、降雨、风、暴风雨和寒冷。
·根据不同的季节设计。每个季节都有麻烦，也为适应和娱乐提供了机会。
·根据太阳的运动调整社区、场地和建筑布局。生活区、户内和户外的设计应保证在合适的时间，接受合适的光照。
·利用太阳的辐射，通过太阳能集热板为制冷补充热量和能量。风也是一个长期行之有效的能源。
·水分蒸发是一个制冷的基本方法：空气经过任何潮湿的表面时，砖砌的、纤维的物质或叶子都可因之而变凉。·充分利用临近水体的有益影响，这些水体调节较热或较冷的邻近陆地。
·引进水体：任何形式的水的存在，从细流到瀑布，在生理上、心理上都有制冷的效果。
·保护现存的植被，它以多种方式缓和气候问题：
遮蔽地表
存储降水以利制冷
保护土壤和环境不受冷风侵袭
通过蒸腾作用使燥热的空气冷却、清新
提供遮阳、阴凉和树影
有助于防止地表径流快速散失和重新补充土层含水
抑制风速
·在需要的地方引进植被。它们具有气候调节的多种用途，如林荫树和吸收热量的植被。
·考虑高度的影响，（在北半球）高度和纬度越高，气候越冷。
·降低湿度。一般来说，人体的舒适感觉与湿度有关，过于潮湿使人不适，并加剧其他不适感，如干冷不如湿冷更令人感觉寒冷，湿热比热更让人觉得难过。引人空气循环和利用太阳干燥可以降低湿度。·景观设计选址应避免空气滞留区和霜区。
·景观设计选址应避免冬季风、洪水和风暴的通道。
·在利用消耗能量的机械装置之前，开发和应用自然界所有的天然致冷和致热形式。
第二节环境、行为和心理基本知识
如果说，我们前面所说的景观生态要素研究，是关于各种自然因素对于人类生理上的影响的话，我们下面所要谈的是关于景观设计要素对于人心理的影响。环境、行为和心理之间关系的研究早在本世纪初于欧美等发达国家就开始了，最初是在地理学研究中起步的。1908年，美国地理学家加勒弗（F.P．Gallover）发表了“儿童定向问题”一文，1913年，美国科学家特罗布里奇（C ．C ．Trowkridge)发表了“想象地图”，这两项科研初次以环境和心理为主要研究对象。学科启蒙之后便是一系列开拓性的研究，社会学家沃尔特菲利（Walter Firey）在20世纪40年代末出版了著作《城市符号学》。地理学家莱特(Wright)研究了各种形式的地理环境如何影响空间行为。托尔曼研究了人和动物的认知地图。费斯廷格（Festinger）、沙克特（Schachter）与巴克（Back）在群体行为的传统社会心理研究中发现，物质环境的布置对行为有明显的影响。这一研究被广泛公认为是关于环境对人类行为影响方面研究的起点。
50年代以后，环境行为心理的研究进人了第二阶段：系统分析研究阶段。美国堪纳斯大学心理学家贝克（Baker）在美国米德威斯特建立了心理学实验场，重在研究真实行为场景对行为的影响，并在不同国度之间作了比较。另外一位对环境行为心理作了系统性分析的人类学家是霍尔（E ．T ．Hall)，其于1959年所著《沉默的语言》和1966年所著的《被隐藏的维度》颇具影响。他认为空间距离和文化有关，它好像一种沉默的语言影 响着人的行为，同时他提出“空间关系学”的概念，并在一定程度上将这种空间尺度以美国人为模板加以量化：密切距离（0-0 ．45米）、个人距离（。．45-1．20米）、社交距离（1．20-3．60米）、公共距离（7-8米）（图3-
8、3-9）。
60年代以后，这种作为心理学前沿的学科开始直接对设计学起到指导作用。挪威建筑学教授舒尔茨（Christain Norberg-Schulz）写出了《存在、建筑与空间》一书，对于空间的理解和分析比过去前进了一大步。美国加州大学建筑学教授亚历山大（Christopher Alexander）60年代写出了许多有关论文，其中较新观点如：“城市并非树型”（“A city is not a tree”）。70年代他出版了三本著作：《不受时代约束的建筑》（TheTimele Wa少of Bui 1 di ng）、《建筑模式语言》（A PatternLanguage)、《俄勒冈的试验》（The Oregon Experiment),在世界上有较大的影响。文丘里（Venturi）的《建筑的复杂性与矛盾性》（Complexity and Contradiction）运用了很多心理学的观点来谈论建筑中的形式问题，成为后现代主义建筑流派重要的文献。
目前为止，我们所提到的环境、行为和心理研究的范畴主要是涉及各种尺度的环境场所、使用者群体心理以及社会行为现象之间的关系和互动。人的行为以及对环境的心理反应是受着多方面的影响，例如：文化背景、生理条件等等，所以环境行为心理的研究可以使我们的设计更加具体和有针对性，但是不可以随便照搬，否则我们的研究将失去意义。下面我们主要介绍对于景观设计比较常用的概念。
一、空间与环境‘
1.气泡
气泡的概念是由爱德华·T.霍尔提出的，指的是个人空间。任何活的人体都有一个使其与外部环境分开的物质界限，同时在人体近距离内有个非物质界限。人体上下肢运动所形成的弧线决定了一个球形空间，这就是个人空间尺度—气泡。我们下面所谈到的尺度要大一些的空间大多都是气泡空间的延伸。
人是气泡的内容，也是这种空间度量的单位。
2.领域
领域一词最早出现在生物学中，指自然界中不同物种占据不同的空间位置，“一山不容二虎”就说明这个概念。这一概念引人到心理学中来，人类的行为也往往表现出某种类似动物的领域性来，人类的领域行为与动物既有相似点，也有区别。人类的领域行为有四点作用，即安全、相互刺激、自我认同（self-identity）和管辖范围。人类的领域行为大概分为以下四个层次：我们前面所说的气泡也可以认为是领域空间的最小单位。
公共领域（public）
家（home）
交往空间（interaction）
个人身体（body）
我们在生活体验中可以发现，即使没有人告诉，我们也可以认知某一空间的用途，并且自觉地用某种行为去对应空间的功能。一般容易为人所认知的空间大体有三类：滞留性、随意 消遣性和流通性。心理学研究表明，在行为个体对环境认知以后，就会本能地对自己的领域进行维护，如果受到冲突和干扰，就会在心理上和行为中有反感的表示，感到不悦。对此我们在景观设计中要特别注意空间的尺度对人心理的影响，可以通过植物、矮墙、或者某些构筑物来增强滞留空间使用者的私密性，也可以通过不提供适宜滞留领域空间来暗示使用者流动空间性质，从而提高流动空间的效率。这里要注意人与人之间过度的疏远和靠近都会造成一种心理上的不安定。
3.场所
舒尔茨在《场所精神—关于建筑的现象学》中认为“场所是有明显特征的空间”，场所依据中心和包围它的边界两个要素而成立，定位、行为图示、向心性、闭合性等同时作用形成了场所概念。场所概念也强调一种内在的心理力度，吸引支持人的活动。例如公园中老人们相聚聊天的地方、广场上儿童们一起玩耍的地方。在某种意义上来讲，景观设计是以场所为设计单位的，设计出有特色的场所，将其置于建筑和城市之间，相互连贯，在功能、空间、实体、生态空间和行为活动上取得协调和平衡，使其具有一定完整性，并且让使用者体验美感。
二、人的行为
我们在前面谈到了几种尺度的空间单位，下面我们简单地用几个概念分析一下人的行为。人的行为往往是景观设计时确定场所和动线的根据，环境建成以后会影响人的行为，同样，人的行为也会影响环境的存在。
1．行为层次
将人类行为简单分类，大概可以分为以下三类3：
（1)强目的性行为：也就是设计时常提到的功能性行为，商店的购物行为、博物馆的展示功能，这是设计的最基本的依据，我们在设计中已经给予了相当的重视。
(2）伴随主目的的行为习性：典型例子是抄近路，在到达目的点的前提下，人会本能地选择最近的道路，虽然，我们可以用围墙、绿化、高差来强行调整，但是效果往往不佳，所以在设计时应该充分考虑这类行为，并将其纳人动线的组织之中。
(3）伴随强目的行为的下意识行为：这种行为比起上面两种，更加体现了一种人的下意识和本能。例如人的左转习惯，人虽然意识不到为什么左转弯，但是实验证明，如果防火楼梯和通道设计成右转弯，疏散行动速度会减慢。展览空间如果右转布置，也会造成逆向参观和流线的混乱。这种行为往往不被人重视，但是却非常重要。
2.行为集合我们称为达到一个主目的而产生的一系列行为为行为集合，这有点像围棋中诸多步连锁反应而成的定式，在我们设计中也存在着这种定式。例如在设计步行街时，隔一定距离要设置休息空间、设计流线时要考虑无目的性穿越街道，以及通过空间的变化来消除长时间购物带来的疲劳等等。
3.行为控制
这个概念可以让我们认识到设计对人的行为的作用。卢梭说人是环境的产物，有时我们设计空间的同时也设计了一种相应的行为模式，这种模式在日复一日的强化下，很可能演化成一种习惯，这就是环境对行为的控制作用。著名心理学家斯金纳（B．F．Skinner）认为，研究者不但要预测行为的发生，并且要通过操纵自变量而对行为产生影响，这说明他已经充分地了解了行为。例如在设计花坛的时候，为了避免人在花坛上躺卧，可以将尺度设计得窄些。
三、人类对其聚居地的基本需要
希腊学者多西亚的斯（C ．A．Doxiadis）曾对人类对其聚居地的基本需要，做过扼要概括如下：
1.安全
安全是要使人类能生存下去的基本条件（包括人的生理需要，基本满足的前提）。人要有土地、空气、水源、适当的气候、地形„„以适合人类抵御来自大自然与其他人类的侵袭。
2.选择与多样性
在满足了基本生存条件的前提下，要满足人们根据其自身的需要与意愿进行选择的可能，“钟爱多样性”是生物学家、人类学家、心理学家的格言。因为多样性是一切“人”，包括生物界的本性。
3.需要满足的因素
在下列五个方面的需要予以最大、最低、或最佳限度地满足（图3-10）s。
(1)最大限度的接触：与自然、与社会、与人为设施、与信息„„有最大限度的接触，即与他的外部世界有
最大限度的接触，最后归结为其活动上的自由度，这种自由度随着科学技术的发展正在扩大。
（2）以最省力（包括能源）、最省时间、最省花费的方式，满足自己的需要。
（3）任何时刻，任何地点，都要有一个能受到保护的空间(protective space），无论是暂时的，还是长期的，无论是一人单独地在什么地方，还是与一群人在一起。根据上述原则，人不但要把许多与自己有关的事物拉近到自己的身边，同时还要使自己靠近人群。人的生存离不开人群（社会）。人群的聚集是社会内聚力的表现，在物质空间上体现为密度，中心与非中心体现在密度的差别上。成组、成团体现有秩序的接近，只要有人群就有中 心。此外如果中心变得过于拥挤，人会自动地拉开距离，保护其个人与小群体的私密性与领域性。公共性与私密性是人的基本需要。所有的聚居地与建筑，都是这两者间矛盾平衡的体现。
(4）人与其生活体系中各种要素之间有最佳的联系，包括大自然与道路，基础设施与通信网络。
（5）根据具体的时间、地点，以及物质的、社会的、文化的、经济的、政治的种种条件，取得四个方面的最佳综合、最佳平衡。在小尺度范围内，人为环境要适应人的需要，在大尺度范围内的人造物要适应自然条件。
四、格式塔心理学在景观设计中的运用
格式塔心理学(Gestalt这个德文词意为“形式”或“形状，“）于50多年前由麦克斯（Max Wertheimer）等人首创，他们认为人的大脑里生来就有一些法则，对图形的组合原则有一套心理规律。格式塔心理学的贡献偏重于知觉理论（perceptual theory)方面，这一规律力求说明建筑中构图规律有生理及心理基础，但有一定片面性。格式塔心理学由于其关于人和形式相关的心理研究，对于设计学科有着更重要的作用。格式塔心理学认为一切知觉对象都是一种力的结构，每一个形，都是紧张力的呈现，存在于某种特定的“力”场中，力的活动可以确定情感表现。德国格式塔派心理学家勒温（K ．Lenin)采用拓扑学图形陈述人及其行为，他主张”B=P·E“（行为等于人和环境的函数）。这里的环境不仅仅指客观环境，而是指仅仅对行为有所影响的环境，及所谓的“心理环境”。格式塔心理学又称完形心理学，它认为人会辨认出简单平衡和对称性的结构，并突出周围环境。这种人所具备的能动性的完形特性，可以强化设计者的造型意图。
格式塔心理学只注意人的天生因素，而没有重视人先前的经验因素。所以后来的“构造论”（structuralism）者又有不同的理论。
五、凯文·林奇的《城市的意象》
凯文·林奇（Kavin Lynch)1960年发表了《城市的意象》一书，对研究认知地图是十分有开创性的，又有跨学科的知识背景。他尝试了如何找出人们头脑中意象的方法，并将之描绘表达出来，将之应用于城市景观设计6。凯文·林奇认为：一座城市也是由各种要素，各个部分，组合成一个相关的模式。印刷品与城市两者就可被认为是可读的(legible)，其中能启发人们强有力的“意象”的能力，被称为“意象能力”（imageability）。
一个人对一个城市在头脑里形成的“意象”，不论城市本身的可读性（legibility）如何，可以分析为由三方面所构成。
（1)特色(identity)：即城市有个性，从整体上与其他的地区或城市有区别。舒尔茨则把特色提高到“地点精神”（geniusloci）加以强调。
（2）结构（structure）：即每一个体事物能与其他事物与观察者发生一定的关系。譬如一座大门就能与观察者与其背后的花园在空间上发生一定的联系。每座城市均应有其自身有特色的形态与道路结构。
（3）含义（meaning）：为了更全面的理解，含义是十分重要的。
这三方面是“意象”中的三个相互依存不可分割的部分，即构成一个明确的意象不可缺少的三个方面。林奇通过把搜集到的这些意象地图与居民回答问题时的大量资料加以分析，发现其中有许多不断重复着的要素、模式，可将这些要素分为五类：即道路（path）、边界（edges）、区域（distinct）、中心与节点(nodes）与标志物（landmarks）（图3-11）。
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