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人地耦合景觀設(shè)計(jì)(人地耦合系統(tǒng)的特性)
大家好!今天讓小編來大家介紹下關(guān)于人地耦合景觀設(shè)計(jì)的問題,以下是小編對此問題的歸納整理,讓我們一起來看看吧。
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本文目錄:
一、董靚的科研成果
科研項(xiàng)目
1. 濕熱氣候區(qū)旅游景區(qū)的微氣候舒適度研究,國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,主持人
2. 成都農(nóng)村集中居住區(qū)生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)研究,主持人,成都市十一五重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目
3. 適應(yīng)四川地域特征的綠色建筑研究與示范,四川省重大民生科技項(xiàng)目,主持人
著作/教材
1. 《旅游景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)》董靚等編著,中國建筑工業(yè)出版社,2015(編寫中)
2. 《風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃》董靚主編,重慶大學(xué)出版社,2014
3. 《綠色建筑概論》劉加平,董靚,孫世均編著,國家十二五規(guī)劃教材,中國建筑工業(yè)出版社,2010(獲優(yōu)秀出版獎,2013)
期刊論文
1. 基于地理信息技術(shù)的成都市屋頂綠化現(xiàn)狀調(diào)查與分析 ,中國園林,2015-01-10
2. 基于氣候適應(yīng)性的景觀基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)研究,中國園林,2014-12-10
3. 城市屋頂綠化系統(tǒng)的氣候適應(yīng)性規(guī)劃研究-以成都為例,風(fēng)景園林,2014-10-25
4. 基于AHP的風(fēng)景旅游建筑與場地的耦合度評價(jià)體系建構(gòu),建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014-09-15
5.humanbiometeorologicalconditionsandsubjectivethermalsensationinpedestrianstreetsinChengdu,China[J].InternationalJournalofBiometeorology,doi:10.1007/s00484-014-0883-8.(SCI)
6. 步行街道夏季微氣候研究——以成都寬窄巷子為例,中國園林,2014-08-10
7. 臺灣地區(qū)國家公園建筑設(shè)計(jì)理念,工業(yè)建筑,2014-07-20
8. 濕熱氣候區(qū)旅游建筑景觀對微氣候舒適度影響及改善研究,建筑學(xué)報(bào) 2013-12-31
9. 面向自閉兒童的康復(fù)景觀及其干預(yù)模式研究,中國園林 2013-08-15
10. 災(zāi)后景區(qū)建設(shè)場址安全性分析,西南交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2013-04-15
11. 兒童孤獨(dú)癥康復(fù)花園輔助療法初探,中國康復(fù)理論與實(shí)踐 2013-02-25
12. 基于生態(tài)廊道原理的城市河流景觀空間分析,中國園林 2012-09-15
13 .生態(tài)集成設(shè)計(jì)思想對中國城市規(guī)劃的啟示,經(jīng)濟(jì)地理 2012-04-26
14. 城市河流景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀分析,城市發(fā)展研究,2010,(12)
15.陳睿智,董靚:國外微氣候舒適度研究簡述及啟示.中國園林,2009.11
16. 綠色建筑學(xué)研究(1)--綠色建筑學(xué)的涵義及其知識體系初探.建筑科學(xué),2007,23(4):1-4
二、礦區(qū)土地利用安全格局總體設(shè)計(jì)
4.2.2.1 基于“土地自然演進(jìn)”、“反規(guī)劃”思想體系的礦區(qū)土地利用
土地自然系統(tǒng)是由自然因素構(gòu)成的,通過各因素的相互作用構(gòu)成了土地自然演進(jìn)的基礎(chǔ)與動態(tài)穩(wěn)定的土地自然格局?!胺匆?guī)劃”理念的生態(tài)學(xué)內(nèi)涵就是在自然生態(tài)評價(jià)的基礎(chǔ)上,對區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施加以保護(hù),在完善非建設(shè)用地布局的基礎(chǔ)上,再安排建設(shè)用地布局規(guī)劃。即先將區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)控制起來,作為維護(hù)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的自然生態(tài)基礎(chǔ)加以保護(hù),使區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施得以延續(xù)和發(fā)展,為構(gòu)建良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
采礦活動改變了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的性能,破壞了原來優(yōu)良的景觀結(jié)構(gòu),使景觀元素間原本暢通的物質(zhì)流、能量流、信息流和物種流的渠道受阻,區(qū)域景觀生態(tài)基礎(chǔ)系統(tǒng)的生產(chǎn)功能幾乎喪失殆盡。尤為重要的是采礦活動產(chǎn)生大量廢棄地,影響了采礦地的地形和地下水系,同時(shí)也破壞了當(dāng)?shù)氐耐恋亟Y(jié)構(gòu)。面對整合區(qū)內(nèi)生態(tài)景觀破碎程度高、河流生態(tài)功能弱化的挑戰(zhàn),建立“斑、廊、基”有機(jī)聯(lián)系的生態(tài)系統(tǒng),加強(qiáng)廢棄地景觀生態(tài)元建設(shè),修復(fù)生態(tài)廊道(山脊線、水體線、交通線、綠色通道),使礦區(qū)成為區(qū)域的生態(tài)基質(zhì),最終構(gòu)筑五色空間相互耦合的土地利用格局。
礦區(qū)作為一個(gè)空間區(qū)域單元,具有明顯的空間異質(zhì)性。因此,在進(jìn)行礦區(qū)景觀建設(shè)時(shí),根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理,從景觀管理和設(shè)計(jì)基本原則入手,通過對格局-過程-界面分析,物種源-通道(山區(qū)-丘陵-平原、生態(tài)廊道)-生境(結(jié)點(diǎn),生態(tài)斑塊建設(shè),景觀生態(tài)元)、擾動-足跡-健康(采礦擾動對策-采礦環(huán)境再造,礦區(qū)生態(tài)足跡-足跡內(nèi)部化或減小化,礦區(qū)健康研究)的分析,對礦區(qū)的土地使用、基礎(chǔ)設(shè)施、視覺效果、環(huán)境質(zhì)量、綠化、交通和周邊環(huán)境等多方面加以考慮,合理協(xié)調(diào)地建成異質(zhì)的、“斑塊、廊道、基質(zhì)”合理分布,各組分之間合理配比,構(gòu)建集經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和美學(xué)價(jià)值于一身的礦區(qū)景觀。
4.2.2.2 礦區(qū)土地資源可持續(xù)利用的總體思想
將山、水、林、田、路、礦看成一個(gè)整體綜合考慮。使局部性礦業(yè)用地問題,通過統(tǒng)籌區(qū)域綜合考慮。
構(gòu)建礦區(qū)景觀生態(tài)安全格局就是要建立“以景觀生態(tài)元建設(shè)為核心,以生態(tài)廊道保護(hù)為重點(diǎn),以各礦區(qū)建設(shè)區(qū)為生態(tài)斑塊,以外圍農(nóng)田、林地為生態(tài)基質(zhì)”的良性循環(huán)的礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng),營造空間開闊、綠地率高、空氣清新和寧靜的生活及發(fā)展環(huán)境,實(shí)現(xiàn)區(qū)域空間拓展的生態(tài)安全保障(圖4.3)。
圖4.3 礦區(qū)生態(tài)基質(zhì)構(gòu)建模式
景觀生態(tài)元建設(shè)(交匯處戰(zhàn)略點(diǎn)):在完善生態(tài)廊道的基礎(chǔ)上,確定生態(tài)系統(tǒng)中具有某種特定功能和相對獨(dú)立空間實(shí)體的景觀生態(tài)元,是構(gòu)建景觀生態(tài)安全格局的關(guān)鍵。采礦廢棄地、撂荒建設(shè)用地以及廊道斷裂處的生態(tài)重建屬景觀生態(tài)元建設(shè)范疇,在生物流的關(guān)鍵性部位引入或恢復(fù)鄉(xiāng)土景觀斑塊,通過退化景觀重建和恢復(fù)來擴(kuò)大棲息地。
生態(tài)廊道保護(hù):主要指山脊線、水體線、交通線、生態(tài)通道的生態(tài)保護(hù),保持山水格局的連續(xù)性,建設(shè)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)化格局。具體措施:修復(fù)山體、修復(fù)水體、微地貌利用綠水、注重礦山水處理、進(jìn)行交通綠道建設(shè)形成網(wǎng)絡(luò)化格局體系。
礦區(qū)綠色斑塊建設(shè):礦區(qū)建設(shè)區(qū)生態(tài)斑塊建設(shè)包括:礦區(qū)工業(yè)區(qū)綠地建設(shè),生活區(qū)游園憩地綠地景點(diǎn)建設(shè),結(jié)合礦山景觀再造,搞好礦井周邊、鐵路兩旁、石場等堆積場地和圍墻周邊綠化、采礦地景觀建設(shè)。
農(nóng)田、林地生態(tài)基質(zhì):主要包括農(nóng)田生態(tài)基質(zhì)、林地生態(tài)基質(zhì)、水域生態(tài)基質(zhì)建設(shè)。
4.2.2.3 設(shè)計(jì)理念的規(guī)劃原則
(1)讓自然做功原則。自然提供給人類的服務(wù)是全方位的,讓自然做功這一設(shè)計(jì)原理強(qiáng)調(diào)人與自然過程的共生和合作關(guān)系,通過與生命所遵循的過程和格局的合作,可以顯著減少設(shè)計(jì)的生態(tài)影響。
自然系統(tǒng)的這種自我設(shè)計(jì)能力在廢棄地的恢復(fù)(包括礦山、采石坑、采伐跡地等)以及城市中地方性生物群落的建立等方面都有廣泛的應(yīng)用前景。在廢棄礦山的恢復(fù)中,除了常規(guī)的用植被來進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)外,還可以利用地貌過程來開啟自然恢復(fù)過程[166]。
(2)整體性原則。礦區(qū)整體性原則設(shè)計(jì)原理強(qiáng)調(diào)在進(jìn)行礦區(qū)建設(shè)中,將包括礦區(qū)在內(nèi)的整個(gè)區(qū)域作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合考慮,使礦區(qū)、礦區(qū)與區(qū)域的景觀結(jié)構(gòu)和功能達(dá)到整體優(yōu)化。
有全局的理念,既要關(guān)注礦區(qū)及區(qū)域的整體狀況,又專注于一個(gè)局部的小地塊(礦山、采場、采伐跡地等)的復(fù)墾。遵循從整體到局部、從局部到整體之間的視角轉(zhuǎn)換,注重信息反饋,廢棄地復(fù)墾細(xì)部深入研究。按照生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的思想進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)重建,保持良好的生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,源源不斷地從系統(tǒng)中生產(chǎn)出更多的物質(zhì)財(cái)富,并協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的關(guān)系。
(3)生態(tài)設(shè)計(jì)前瞻性原則。把后現(xiàn)代的建設(shè)理念和文化滲透到礦山生態(tài)設(shè)計(jì)中,整合區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的景觀要素,包括現(xiàn)有的林帶、植被、水系,礦山建筑形態(tài)構(gòu)成要素,分類、重組達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性,以及社會功能相統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的效果。
礦區(qū)土地利用要改變建設(shè)者“自以為是”的封閉心態(tài),以一種擴(kuò)大化的景觀設(shè)計(jì)視角來看待相關(guān)的專業(yè)領(lǐng)域[167],以一種平和謙遜的態(tài)度來研究和改變現(xiàn)實(shí)中正在日趨衰落的自然景觀環(huán)境,培養(yǎng)土地復(fù)墾設(shè)計(jì)者的社會責(zé)任意識,建設(shè)和諧礦區(qū)。
4.2.2.4 景觀生態(tài)規(guī)劃建設(shè)
通過礦區(qū)景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè),為礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代文明生態(tài)區(qū)找到了基點(diǎn)和最現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)方式。
生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)通過局部控制達(dá)到整體調(diào)節(jié)作用,景觀生態(tài)系統(tǒng)是由物質(zhì)和能量聯(lián)系的多重等級組織;對低等級的局部干擾會影響整體,反之控制局部也可使整體得到調(diào)節(jié)。雖然目前人類對長時(shí)間、大范圍的自然控制還無能為力,但對于小范圍內(nèi)的局部控制是行之有效的。成功的景觀規(guī)劃抓住對景觀內(nèi)的生態(tài)流有控制意義的關(guān)鍵部位或戰(zhàn)略性組分,通過景觀斑塊的引入或改變,以最少用地和最佳格局來維護(hù)景觀生態(tài)過程的健康與安全[168]。
礦山景觀一方面與外界有物質(zhì)、能量、信息的交換,另一方面礦山景觀本身又具有相對的獨(dú)立性、空間上的邊界性、時(shí)間上的有限性[169]。因此,礦業(yè)用地內(nèi)部工業(yè)場地布置設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)使用性質(zhì)不同,將性質(zhì)相同和聯(lián)系緊密的用地集中布置,使之充分發(fā)揮各自的功能,以達(dá)到使用方便、內(nèi)外環(huán)境協(xié)調(diào)、綠化美化。礦業(yè)用地利用的核心是內(nèi)部開放和對外共生協(xié)調(diào),表現(xiàn)為礦區(qū)土地利用與區(qū)域的協(xié)調(diào)及對未來城鄉(xiāng)發(fā)展進(jìn)行前瞻性引導(dǎo)。
三、概念問題:到底什么是耦合?
耦合是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路元件或電網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響,并通過相互作用從一側(cè)向另一側(cè)傳輸能量的現(xiàn)象;概括的說耦合就是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)體相互依賴于對方的一個(gè)量度。耦合作為名詞在通信工程、軟件工程、機(jī)械工程等工程中都有相關(guān)名詞術(shù)語。
四、景觀生態(tài)學(xué)中常從哪幾個(gè)方面區(qū)分斑塊和本底
金娘聾再巾歷嵋唐渠如善謖畫聶棄另未衣愈姚華
綜合自然地理學(xué)(Integrated physical geography)是在部門自然地理學(xué)的基礎(chǔ)上對自然
地理環(huán)境整體進(jìn)行系統(tǒng)的綜合研究。早在20世紀(jì)50年代末期,前蘇聯(lián)A.R.伊薩欽科
來中國講學(xué),系統(tǒng)介紹了有關(guān)地理殼、自然區(qū)劃和景觀學(xué)的進(jìn)展。這個(gè)講學(xué)的進(jìn)修班在
林超教授領(lǐng)導(dǎo)下經(jīng)集體討論,確定了“綜合自然地理學(xué)”的學(xué)科名稱,并發(fā)展為自然地
理學(xué)的一門獨(dú)立分科。綜合自然地理學(xué)是中國學(xué)者創(chuàng)立和命名的學(xué)科,這與中國傳統(tǒng)文
化的影響有關(guān),也與老一輩地理學(xué)家的長期努力有關(guān)。在此之前,林超、黃秉維等就已
從事自然地理的綜合研究工作,如黃秉維在20世紀(jì)30年代編撰了《自然地理原理》和
《中國地理》等,周廷儒在30-40年代開創(chuàng)對歷史時(shí)期環(huán)境變化的綜合研究。我國綜合自
然地理學(xué)實(shí)際上既經(jīng)歷了20世紀(jì)初的西方近代地理學(xué)的傳入,又繼承了中國古代地理學(xué)
的傳統(tǒng),還受到原蘇聯(lián)地理學(xué)思想的深刻影響,并且與國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)密切結(jié)合,形成
和發(fā)展成為具有中國特色的綜合自然地理學(xué)。
20世紀(jì)80年代,錢學(xué)森提出要發(fā)展地球表層學(xué),本來即以地球表層為研究對象,
并在全球自然地域分異規(guī)律方面有所建樹的綜合自然地理學(xué)正好與之契合。面對地球表
層這一復(fù)雜巨系統(tǒng),綜合自然地理學(xué)在研究中采用了系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法。90年代針
對西方提出的地球系統(tǒng)科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展,黃秉維提出建立“陸地系統(tǒng)科學(xué)”[6]的理論體
系。他指出,區(qū)域持續(xù)發(fā)展研究的理論基礎(chǔ)是對地球表層(主要陸地表層)自然與人文
各種要素的綜合規(guī)律的揭示,即陸地系統(tǒng)科學(xué)。地球系統(tǒng)科學(xué)中大氣基本是氣體,海洋
基本是液體,陸地由固體、液體、氣體組成,生物界亦最復(fù)雜,受到人類活動的影響最
深,與人類生存和發(fā)展關(guān)系又最密切[6]。建議以研究中國區(qū)域可持續(xù)發(fā)展為任務(wù)帶動陸地
系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展[7]。陸地系統(tǒng)科學(xué)的提出進(jìn)一步體現(xiàn)了綜合性地理研究的思想,促進(jìn)了綜
合自然地理學(xué)的理論建設(shè)。進(jìn)入21世紀(jì),綜合的理論和方法在與國際重大研究計(jì)劃結(jié)合
中進(jìn)一步得到發(fā)展。
綜合自然地理學(xué)還大量展開了綜合研究實(shí)踐,如綜合自然區(qū)劃、資源綜合開發(fā)、國
土整治、區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)等工作,以自然地理學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合相鄰學(xué)科的理論方法,
去解決那些具有綜合性特點(diǎn)的復(fù)雜問題,這使它的發(fā)展能夠適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。
有老一輩綜合自然地理學(xué)家如林超、黃秉維、周廷儒、趙松橋、陳傳康等奠定的基
礎(chǔ),也有許多中、青年綜合自然地理工作者的不懈努力,目前的綜合自然地理學(xué)已經(jīng)有
了長足的發(fā)展。50多年來,中國的綜合自然地理學(xué)研究在古地理學(xué)、現(xiàn)代自然地理過程、
土地科學(xué)、綜合自然區(qū)劃與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域的發(fā)展均取得了顯著進(jìn)展[3]。綜合自然
地理學(xué)理論和應(yīng)用的深化對整個(gè)地理學(xué)綜合研究的深入發(fā)展起到了促進(jìn)作用。
1.2綜合自然地理視角的景觀生態(tài)學(xué)
景觀生態(tài)學(xué)(Landscape ecology)是研究和改善空間格局與生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)過程相互
關(guān)系的整合性交叉學(xué)科。其核心內(nèi)容包括景觀結(jié)構(gòu)、景觀功能和景觀動態(tài)等,研究重點(diǎn)
集中在景觀格局與生態(tài)過程相互關(guān)系及其尺度效應(yīng)、人類活動對于景觀結(jié)構(gòu)、過程和功
能的影響,及其景觀異質(zhì)性的持續(xù)性利用與管理等[8]。
景觀生態(tài)學(xué)既有地理學(xué)派也有生態(tài)學(xué)派,目前在地理科學(xué)領(lǐng)域中與綜合自然地理學(xué)
難分伯仲,許多景觀生態(tài)學(xué)家也是綜合自然地理學(xué)家。這要從它的淵源說起。
景觀生態(tài)學(xué)起源于歐洲,一般認(rèn)為其創(chuàng)始人是德國地理學(xué)家特羅爾(Carl Troll,
1899-1975),他于1939年正式提出“景觀生態(tài)學(xué)”一詞[9],并在1968年將其定義為:
“研究一個(gè)給定景觀區(qū)段中生物群落和其環(huán)境間的主要的、綜合、因果關(guān)系的科學(xué)。這些
關(guān)系在區(qū)域分布上具有一定的空間結(jié)構(gòu)(景觀鑲嵌體與組合),在自然地理分布上具有等
級結(jié)構(gòu)”。歐洲的景觀生態(tài)學(xué)不論從誕生的學(xué)科背景還是其完善過程和學(xué)科貢獻(xiàn),以及應(yīng)
用指向,都帶有濃重的綜合自然地理學(xué)色彩。其關(guān)注的重點(diǎn)從土地利用評價(jià)與規(guī)劃逐漸
擴(kuò)展到資源開發(fā)與管理、生物多樣性保護(hù)等領(lǐng)域,在理論上強(qiáng)調(diào)景觀的多功能性、綜合
整體性、景觀與文化的協(xié)同,并提出了整體性景觀生態(tài)學(xué)的概念框架。北美的景觀生態(tài)
學(xué)是在歐洲影響下,從20世紀(jì)80年代初開始發(fā)展,并逐漸形成了自己的特色,以景觀
生態(tài)過程、數(shù)量化和模擬研究以及自然景觀研究見長。歐洲和北美的景觀生態(tài)學(xué)研究基
本上引領(lǐng)了國際景觀生態(tài)學(xué)發(fā)展的主要方向,二者也在不斷地相互影響、相互滲透,推
動著景觀生態(tài)學(xué)學(xué)科體系的不斷發(fā)展和完善[10]。
中國的景觀生態(tài)學(xué)從介紹國外先進(jìn)國家的同類研究工作開始。早期翻譯歐洲景觀生
態(tài)學(xué)文章的有劉安國、林超、陳昌篤等,而李哈濱則是較為系統(tǒng)地介紹了北美學(xué)派的景
觀生態(tài)學(xué)。1990年,肖篤寧主持翻譯了R.T.T.Forman和M.Godron的《景觀生態(tài)學(xué)》一
書[11],標(biāo)志著景觀生態(tài)學(xué)的概念、理論和方法已基本被我國學(xué)界所接受。此后,我國景觀
生態(tài)學(xué)工作者相繼開展了實(shí)質(zhì)性的研究工作[12]。經(jīng)過20余年的努力,在景觀格局與生態(tài)
過程、土地利用與動態(tài)、景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)、環(huán)境影響評價(jià)與自然保護(hù)等方面的研究與應(yīng)
用中取得了重要進(jìn)展[13]。從整體上看,盡管我國的景觀生態(tài)學(xué)發(fā)端于對歐洲景觀生態(tài)學(xué)理
論、方法和技術(shù)的引進(jìn),但研究范式接近于北美地區(qū),即更多的帶有生態(tài)學(xué)方法論色彩。
2.1基礎(chǔ)研究與理論進(jìn)展
2.1.1陸地表層系統(tǒng)自然地理過程陸地表層系統(tǒng)自然地理過程研究與近年來國際上非
常活躍的地球系統(tǒng)科學(xué)、全球環(huán)境變化研究相呼應(yīng),結(jié)合“全球變化與區(qū)域響應(yīng)”、“人
類活動對地球系統(tǒng)的影響機(jī)制”等科學(xué)命題[14,15],自然地理過程研究從自然過程研究轉(zhuǎn)向
自然過程與人文過程的綜合研究,從無機(jī)過程研究轉(zhuǎn)向無機(jī)—有機(jī)的綜合研究,從單一
要素研究轉(zhuǎn)向多要素綜合研究,從宏觀研究轉(zhuǎn)向宏觀與微觀的結(jié)合研究。研究強(qiáng)調(diào)人為
因素在各種過程中的作用,強(qiáng)調(diào)人為因素作用下的地理過程對自然資源和環(huán)境的影響,
強(qiáng)調(diào)地理過程與全球變化之間的耦合作用以及可能引發(fā)的后果,強(qiáng)調(diào)地理過程在土地退
化過程中的關(guān)鍵作用。研究內(nèi)容從地域系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能向動態(tài)拓展。理論研究從系統(tǒng)
變化的驅(qū)動力與過程向機(jī)制研究深化,并從簡單綜合向系統(tǒng)綜合與集成轉(zhuǎn)變[16]。進(jìn)而開展
了自然和社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動、時(shí)空變化過程以及資源、環(huán)境、生態(tài)和災(zāi)害效應(yīng)等地表環(huán)境變
化的驅(qū)動力、過程和效應(yīng)的研究。綜合自然地理學(xué)在陸地表層系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、人地系
統(tǒng)方面的理論建設(shè)更加系統(tǒng)化;通過要素綜合、過程綜合與區(qū)域綜合,綜合性不斷得到
加強(qiáng);通過自然與人文的交叉、科學(xué)與技術(shù)的交叉、多學(xué)科交叉研究,交叉性更加明顯。
在理論上,發(fā)展了綜合的格局—過程、驅(qū)動力—過程—效應(yīng)的研究[17]。從近3年國家自然
科學(xué)基金資助的綜合自然地理(D010106)項(xiàng)目看,與上述命題相關(guān)的研究2006年占
63.0%,2007年占56.1%,2008年占67.9%,3年平均占61.5%,足見陸地表層系統(tǒng)自然
地理過程研究在綜合自然地理學(xué)中的基礎(chǔ)研究地位和重視程度。
2.1.2土地科學(xué)
土地科學(xué)的研究重點(diǎn)結(jié)合國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)與國際全球環(huán)
境變化人文因素計(jì)劃(IHDP)的聯(lián)合核心項(xiàng)目“土地利用/覆被變化(LUCC)”及新階段
的“全球土地計(jì)劃(GLP)”取得進(jìn)展。近年來所發(fā)表的論文可以歸為土地利用分類系統(tǒng)
與分區(qū)、土地利用現(xiàn)狀分析、LUCC及其驅(qū)動力、土地可持續(xù)利用和土地利用規(guī)劃等5
個(gè)研究主題。據(jù)張鐿鋰等對土地利用文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì),我國在2002-2007年發(fā)表的論文占
1978年以來文獻(xiàn)總量的65.0%,2007年一年的論文數(shù)量達(dá)到796篇。這表明我國土地利
用研究的領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,從事土地利用研究的科技隊(duì)伍不斷加強(qiáng)的同時(shí),國家有關(guān)部門
對該領(lǐng)域研究的支持力度持續(xù)加強(qiáng),項(xiàng)目資助數(shù)和經(jīng)費(fèi)額度均明顯提高[16]。隨著國際上將
LUCC這一研究主題上升為“土地變化科學(xué)”的學(xué)科范疇[18],隨著土地利用問題在國際科
學(xué)研究與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域研究的不斷深化,更加重視基礎(chǔ)理論探討[19]。土地資源學(xué)的
學(xué)科基礎(chǔ)理論問題主要圍繞土地資源的可持續(xù)利用展開,包括土地資源的倫理觀問題、
土地資源的系統(tǒng)理論問題、土地資源的過程理論問題、土地資源價(jià)值論問題、土地資源
產(chǎn)權(quán)理論等諸多問題[20]。土地保護(hù)學(xué)所涉及的基礎(chǔ)理論問題主要是圍繞土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)以
及經(jīng)濟(jì)學(xué)的基礎(chǔ)理論問題展開的[21],作為土地退化及其防護(hù)的重要研究內(nèi)容—水土保持及
荒漠化防治仍舊屬于土地保護(hù)學(xué)研究領(lǐng)域關(guān)注的主要對象。土地生態(tài)學(xué)的基本理論問題
則主要是基于系統(tǒng)理論和生態(tài)學(xué)理論提出的,主要包括土地的生物生產(chǎn)力、土地的生物
棲息和承載功能、土地的能量平衡和水循環(huán)功能、土地的環(huán)境功能、土地生態(tài)過程、土
地生態(tài)變化規(guī)律以及土地生態(tài)的分異理論問題等[22]。土地利用與規(guī)劃基礎(chǔ)理論問題研究主
要包括地租和地價(jià)理論、土地區(qū)位理論、土地可持續(xù)利用理論、生態(tài)經(jīng)濟(jì)理論、人地協(xié)
調(diào)理論以及系統(tǒng)工程理論等[19,23,24]。
2.1.3自然區(qū)劃
上一世紀(jì),以林超、羅開富、黃秉維、任美鍔、侯學(xué)煜、趙松喬和席
承藩等為代表的科學(xué)家為中國綜合自然區(qū)劃工作做出了卓越貢獻(xiàn)[25-32],奠定了我國這一領(lǐng)
域在國際上的領(lǐng)先地位。鄭度等的“中國生態(tài)地理區(qū)域系統(tǒng)”[33]是近年自然區(qū)劃的代表性
研究,在分析前人區(qū)劃研究工作與成果的基礎(chǔ)上,探討了自然地理區(qū)劃方法論及其體系。自然地理區(qū)劃既是區(qū)域劃分的結(jié)果,也是區(qū)域劃分的方法與過程,同時(shí)還是認(rèn)識地理特
征和發(fā)現(xiàn)地理規(guī)律的一種科學(xué)方法。鄭度提出了包括區(qū)劃本體、區(qū)劃原則、區(qū)劃等級系
統(tǒng)、區(qū)劃模型和區(qū)劃信息系統(tǒng)的自然地理區(qū)劃范式,并通過區(qū)劃模型,實(shí)現(xiàn)區(qū)劃原則、指
標(biāo)體系和單位等級系統(tǒng)的綜合[34]。另一個(gè)基礎(chǔ)性研究是“中國主體功能區(qū)劃”,樊杰闡述
了主體功能區(qū)劃的科學(xué)基礎(chǔ),提出了區(qū)域發(fā)展的空間均衡模型。并探討了地域功能演替
對空間均衡過程的影響,提出了區(qū)劃方案效益最大化是同區(qū)域如何劃分和對地域功能隨
時(shí)間變化的正確把握程度相關(guān)的[35]。自然區(qū)劃已向帶有自然區(qū)域劃分性質(zhì)的綜合區(qū)劃發(fā)
展,在《中國地理多樣性與可持續(xù)發(fā)展》一書中,蔡運(yùn)龍闡述了三大地帶和七大地區(qū)及
其內(nèi)部的地理多樣性,可視為綜合區(qū)劃性質(zhì)的著作[36]。自然區(qū)劃的趨勢還表現(xiàn)為區(qū)劃方案
多樣、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、影響決策顯著等。在中國期刊網(wǎng)上檢索到2007-2008年發(fā)表的自然
區(qū)劃及其相關(guān)研究文章約有696篇。
2.1.4景觀生態(tài)學(xué)近年來中國的景觀生態(tài)學(xué)研究發(fā)展迅速,人才培養(yǎng)成果顯著,研究
隊(duì)伍不斷擴(kuò)大。在中國期刊網(wǎng)上,以“景觀生態(tài)”作為主題詞檢索到的博士和碩士論文
呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。由2000年的3篇,增加到2007年的127篇;與此同時(shí),以景觀
生態(tài)為主題的學(xué)術(shù)論文發(fā)表數(shù)量也急劇增加,由2000年的86篇,增加到2007年的504
篇。據(jù)傅伯杰等的檢索統(tǒng)計(jì),從1996到2007年,在以“景觀生態(tài)學(xué)”為主題詞檢索到
的3164篇SCI論文中,有96篇來自中國,約占總數(shù)的3.03%,位列全球第七。景觀
生態(tài)學(xué)研究在深度和廣度上得到加強(qiáng),促進(jìn)了新的學(xué)科生長點(diǎn)的產(chǎn)生和發(fā)展。廣度上,
開始注重自然與社會經(jīng)濟(jì)、人文因子的綜合,以解析景觀的復(fù)雜性;深度上,注重宏觀
格局與微觀過程的耦合,深入的微觀觀測和實(shí)驗(yàn)為宏觀格局表征和管理策略的制定提供
可靠依據(jù);宏觀格局的規(guī)劃和管理反過來強(qiáng)化了微觀研究的實(shí)踐意義。并進(jìn)一步加強(qiáng)了
格局-過程和尺度效應(yīng)研究[10]。隨著景觀生態(tài)學(xué)研究范式從平衡范式向遠(yuǎn)離平衡范式、線
性范式向非線性范式、平穩(wěn)范式向非平穩(wěn)范式,以及簡單性范式向復(fù)雜性范式轉(zhuǎn)換,一
些新的理論成為景觀生態(tài)學(xué)繼續(xù)發(fā)展的重要科學(xué)支撐。近年一些復(fù)雜性科學(xué)的概念和方
法在景觀生態(tài)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用,如分形理論、元胞自動機(jī)、自組織臨界理論、復(fù)雜適
應(yīng)系統(tǒng)理論等等[8]。建立了空間分析法(如分形分析法和小波分析法)、基于相似性的尺度
上推方法、基于局域動態(tài)模型的尺度上推方法、隨機(jī)(模型)法的尺度推繹途徑[37],正在
試圖將這些途徑和轉(zhuǎn)換方法構(gòu)建成統(tǒng)一的尺度推繹理論框架。一些新的理論如空間自相
關(guān)理論、空間非平穩(wěn)理論和地統(tǒng)計(jì)理論等被應(yīng)用到景觀生態(tài)學(xué)研究的采樣技術(shù)體系上。
呂一河等則提出了一個(gè)景觀格局與生態(tài)過程耦合研究的基本框架[38]。
2.2方法和技術(shù)進(jìn)展
面對復(fù)雜的研究對象,利用現(xiàn)代手段進(jìn)行定量化研究和過程模擬以及建立模型仍然
是綜合自然地理學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)特別是地理—生態(tài)過程研究的趨勢。通過借鑒和集成其
他眾多學(xué)科的研究方法,特別是非線性科學(xué)和復(fù)雜性科學(xué)在研究中的應(yīng)用,定位試驗(yàn)、
模擬實(shí)驗(yàn)和遙感技術(shù)的應(yīng)用,多源數(shù)據(jù)復(fù)合分析和信息挖掘,地理—生態(tài)過程模型的發(fā)
展、有效性檢驗(yàn)與驗(yàn)證等,促進(jìn)了綜合自然地理與景觀生態(tài)學(xué)的研究并使之提高到新的
水平。
2.2.1數(shù)據(jù)采集方法技術(shù)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集方面,從監(jiān)測、分析、模擬三個(gè)方面,加強(qiáng)
了數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可驗(yàn)證性。利用化學(xué)分析技術(shù),加強(qiáng)物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程和機(jī)理的研究;
應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn),了解地表物質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)及物質(zhì)運(yùn)動的動力學(xué)特征;利用遙感對地觀測
系統(tǒng)和典型地理單元長期定位、半定位觀測網(wǎng)絡(luò),加強(qiáng)典型地區(qū)地理要素、地理格局和
過程的變化研究;利用室內(nèi)外模擬實(shí)驗(yàn),簡化地理環(huán)境的復(fù)雜性,加強(qiáng)不同要素作用方式
和過程的識別研究[39]。
在區(qū)域與全球尺度上,衛(wèi)星遙感已成為自然地理和景觀生態(tài)學(xué)研究中最主要的信息來源之一。遙感數(shù)據(jù)在分辨率、高光譜方面更加多樣化。并發(fā)展了利用夜間燈光影像為
數(shù)據(jù)源,用來研究城市土地?cái)U(kuò)展和蔓延。地理信息系統(tǒng)與遙感、全球定位系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)
相結(jié)合,具有對時(shí)空信息的綜合處理能力、對現(xiàn)實(shí)世界的模擬能力,并能產(chǎn)生和發(fā)現(xiàn)新
的信息,為綜合自然地理和景觀生態(tài)學(xué)的區(qū)域研究提供了強(qiáng)有力的支持。近年來,對地
觀測系統(tǒng)的建立與全球準(zhǔn)同步動態(tài)監(jiān)測已成為現(xiàn)實(shí),使人類有能力對全球性問題進(jìn)行系
統(tǒng)研究和綜合集成[17]。
在微觀尺度上,定位試驗(yàn)觀測、實(shí)驗(yàn)?zāi)M與分析方法得到進(jìn)一步發(fā)展,野外觀測臺
站建設(shè)在科技部的推動下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化體系;實(shí)驗(yàn)室數(shù)量、儀器設(shè)備、試驗(yàn)方法不斷
完善。
通過對歷史文獻(xiàn)記載的深入挖掘和利用樹輪、冰芯、湖芯、石筍等自然證據(jù),過去
300年全國和區(qū)域性的土地利用/覆蓋變化數(shù)據(jù)集已經(jīng)形成。過去2000年的氣候與環(huán)境
變化重建等方面也取得了很大進(jìn)展。
2.2.2模型與數(shù)學(xué)方法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字技術(shù)的支撐下,系統(tǒng)模型模擬技術(shù)也在不
斷強(qiáng)化過程中。已經(jīng)涌現(xiàn)出大量的環(huán)境變化和LUCC模型。部分影響較大的模型包括:
Ehrlich的“I=PAT”公式[40]、國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)建立的世界糧食與農(nóng)業(yè)
系統(tǒng)全球模型[41]、LMAGE2.0(Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect)模型[42]。
特別是CLUE(The Conversion of Land Use and its Effects)[43,44]、元胞自動機(jī)模型(Cellular
Automata,CA)[45]等以GIS技術(shù)為支撐進(jìn)行空間格局模擬的模型得到廣泛應(yīng)用。
包含生態(tài)學(xué)過程與機(jī)理的景觀機(jī)制模型被越來越多地應(yīng)用到景觀生態(tài)學(xué)的模擬中,
特別是這類模型與元胞自動機(jī)相結(jié)合,極大地增強(qiáng)了對于景觀形成和演變機(jī)制模擬的能
力。目前基于智能體的個(gè)體模型成為景觀生態(tài)學(xué)模擬的熱點(diǎn)途徑之一,已經(jīng)應(yīng)用到土地
利用/土地覆被以及城市景觀的形成演化上??臻g顯式斑塊動態(tài)模型是另一類景觀機(jī)制模
型,常常用于格局和過程作用頻繁、斑塊周轉(zhuǎn)率快的景觀系統(tǒng)[8]。
各種數(shù)學(xué)方法被用于地理評價(jià)和規(guī)劃,如模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、遺
傳算法、多目標(biāo)線性規(guī)劃、主成分分析法、灰色評價(jià)、聚類分析等。另外,分形原理、
三維景觀模型、Google Earth技術(shù)、DEM分析技術(shù)、生態(tài)足跡法、能值法等等也得到廣
泛應(yīng)用。研究者以定量的精確判斷、抽象的數(shù)學(xué)模型及合理的趨勢推導(dǎo),使研究結(jié)果更
科學(xué)、更準(zhǔn)確,推進(jìn)了綜合自然地理學(xué)研究方法的創(chuàng)新[16]。目前正朝著以地球系統(tǒng)科學(xué)為
指導(dǎo)、以并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等信息科學(xué)新技術(shù)為依托的學(xué)科體系穩(wěn)步發(fā)展[17]。
2.3成果應(yīng)用
2.3.1土地科學(xué)的成果應(yīng)用針對我國糧食安全、城市化占用耕地、土地退化等問題,
近幾年來在土地利用和土地覆被變化研究領(lǐng)域開展了大量的研究工作,主要工作包括:
土地利用和土地覆被的狀況及其歷史變遷,土地利用和土地覆被變化的驅(qū)動因子分析,
土地利用/土地覆被變化的環(huán)境與生態(tài)效應(yīng),土地利用和土地覆被變化與全球氣候變化的
相互作用,土地利用和土地覆被變化與耕地、糧食、土地退化等可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)問題的
相互關(guān)系,現(xiàn)有土地利用方式的可持續(xù)性及其調(diào)控途徑等。這些研究為解決國家戰(zhàn)略需
求、區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境方面的問題做出了貢獻(xiàn)。
2.3.2自然地域系統(tǒng)和格局、過程的成果應(yīng)用在多年綜合自然區(qū)劃和土地類型研究基
礎(chǔ)上,進(jìn)一步將區(qū)域單元作為資源與環(huán)境的整體來認(rèn)識,針對我國水土資源短缺與生態(tài)
退化等區(qū)域問題,研究了不同地區(qū)的土地人口承載力、水資源承載力、自然生產(chǎn)潛力、
生態(tài)承載力,并探討了環(huán)境影響評價(jià)、環(huán)境變化方向等一系列問題。自然地域系統(tǒng)研究
也由初期的感性認(rèn)識、單項(xiàng)自然區(qū)劃、綜合自然區(qū)劃,發(fā)展到近幾年的生態(tài)地理區(qū)域系
統(tǒng)研究[46]。近年來,區(qū)劃的應(yīng)用范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大,尤其在制定全球變化區(qū)域響應(yīng)對策、
災(zāi)害預(yù)防、重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評估等方面發(fā)揮著重要作用。
選擇青藏高原、海岸地帶、半干旱農(nóng)牧交錯地帶、黃淮海平原、長江三角洲等敏感
地域,開展了環(huán)境演變的綜合研究。針對我國水土流失、水資源短缺、土地退化、自然
災(zāi)害等主要資源與環(huán)境問題,中國自然地理學(xué)界開展了坡地侵蝕發(fā)育過程與坡地的改良
利用、水文循環(huán)過程與水量轉(zhuǎn)化、土地退化過程及其逆轉(zhuǎn)機(jī)制、土壤—植物—大氣系統(tǒng)、
多界面過程的復(fù)雜耦合理論與模型等方面的大量研究工作。
2.3.2景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)用研究景觀生態(tài)學(xué)的理論和方法在自然保護(hù)區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中如功
能區(qū)劃定、廊道設(shè)計(jì)以及整個(gè)保護(hù)區(qū)的空間布局上發(fā)揮了重要作用。另外,景觀生態(tài)學(xué)
的原理促進(jìn)了自然保護(hù)理念的更新,自然保護(hù)正從物種保護(hù)向景觀保護(hù)乃至流域保護(hù)方
向轉(zhuǎn)變。景觀生態(tài)學(xué)中的格局分析、格局—生態(tài)過程關(guān)系分析,以及空間模擬技術(shù)為土
地利用規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性提供了保證[47];其模擬預(yù)測技術(shù),為土地利用規(guī)劃環(huán)評提供較好
的技術(shù)支持;利用景觀生態(tài)學(xué)及其他學(xué)科理論評價(jià)區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格
局[48,49]。
2.3.4生態(tài)建設(shè)與生態(tài)評估綜合自然地理學(xué)研究成果在我國的生態(tài)恢復(fù)重建中得到廣
泛應(yīng)用,包括以生態(tài)農(nóng)業(yè)為主要建設(shè)內(nèi)容的示范區(qū)建設(shè),以工業(yè)污染防治與鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)合
理規(guī)劃布局為主要內(nèi)容的示范區(qū)建設(shè),以生態(tài)旅游為主要建設(shè)內(nèi)容的示范區(qū)建設(shè),生態(tài)
城市、城郊型的示范區(qū)建設(shè),農(nóng)工貿(mào)一體化型的示范區(qū)建設(shè),以礦區(qū)生態(tài)破壞恢復(fù)治理
為主要內(nèi)容的示范區(qū)建設(shè),濕地資源合理開發(fā)利用與保護(hù)的示范區(qū)建設(shè),土壤退化綜合
整治的示范區(qū)建設(shè),以重要生態(tài)功能區(qū)環(huán)境保護(hù)為主要內(nèi)容的示范區(qū)建設(shè),農(nóng)村環(huán)境綜
合整治的示范區(qū)建設(shè)。
為配合聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評估計(jì)劃(MA)的實(shí)施,我國啟動了中國西部生態(tài)系統(tǒng)
綜合評估項(xiàng)目,研究成果為西部大開發(fā)中的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、管理與生態(tài)建設(shè)提供了科學(xué)
依據(jù)。通過較多學(xué)者的努力,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域的多方面都有所進(jìn)展,對國家的生態(tài)
政策產(chǎn)生了重大影響[17]。
2.3.5對重大工程、環(huán)境治理和決策的貢獻(xiàn)綜合自然地理研究成果為大型工程提供可
行性論證,為工程建設(shè)及運(yùn)行中的各種可能災(zāi)害提供預(yù)防措施,為環(huán)境治理提供理論和
技術(shù)以及為國家重大決策提供指導(dǎo)性意見。例如,在青藏鐵路工程建設(shè)中,從選線、施
工場地選址、施工時(shí)段安排等方面提出方案,最大限度地減少了工程建設(shè)對自然保護(hù)的
沖擊。綜合自然地理工作者在鐵路修建過程中和建成后一直進(jìn)行環(huán)境的監(jiān)測、脆弱性和
生態(tài)安全的評估以及環(huán)境效應(yīng)的追蹤研究。在南水北調(diào)工程對沿線生態(tài)與環(huán)境的影響、
塔里木沙漠公路防護(hù)林生態(tài)工程、西氣東輸工程沿線地區(qū)不同類型區(qū)生態(tài)恢復(fù)中都有綜
合自然地理學(xué)的貢獻(xiàn)。
在西部大開發(fā)過程中,綜合自然地理學(xué)的工作聚焦在生態(tài)與環(huán)境的研究與保護(hù)方面,
主要研究了西部生態(tài)與環(huán)境的演化過程、水土資源的持續(xù)利用、生態(tài)與環(huán)境現(xiàn)狀評價(jià)及
未來50年變化趨勢預(yù)測等,為科學(xué)認(rèn)知我國西部地區(qū)生態(tài)與環(huán)境變化規(guī)律,促進(jìn)西部地
區(qū)水土資源可持續(xù)利用等提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐[50]。在東北地區(qū)水土資源配置、生態(tài)與
環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展,黃土高原水土流失治理,長江中下游湖泊富營養(yǎng)化治理,“三
農(nóng)”問題,生態(tài)系統(tǒng)碳收支問題等方面都發(fā)揮了很大作用[17]。
奚寒訊唐冀離犖葭澈冀至淯勾保玷騮寒錢炬巋璉
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