如何理解景观生态学中的尺度问题

摘　要本文通过相关文献的查阅，对景观生态学科中的由来和发展历程进行比较分析，并且阐述尺度在景观生态学中相关的问题。在对景观生态学和尺度概念与内涵分析的同时。认真思考了尺度在景观生态学中的分类、等级和演绎，并通过对尺度问题的研究，发现与景观生态学研究相关的重要意义。

关键词景观；景观生态学；尺度

目前，景观生态学是一门很热的学科。不仅地理学研究者和生态学研究者要学习它，对于园林设计的工作者来说，这也同样是一门新起的而且不得不研究的新学科。因为景观生态学的内容十分庞大，这里先探讨一下关于景观生态学的概念及其中有关尺度的相关内容。

1.景观生态学的研究内容

1.1景观生态学的学科概念

景观生态学是地理学与生态学中相互交叉的一门科学 。它集中了地理学的整体论（研究土地格局） 和生态学的系统论（研究生态系统） 的研究。

景观生态学的定义可以表述为：在地理学的景观格局上研究生态过程的一门学科。是对景观某一地域上生物群落与环境间的主要的、综合的、因果关系的研究，这些相互关系可以从明确的分布组合和各种大小不同等级的自然区划表现出来。

1.2景观在不同学科中的概念比较

因为景观多学科渊源，不同地区和背景的学者对景观的理解也不尽相同。景观是一个色彩纷呈的名称，人们对景观的认识也是随着学者的不同背景而变化着。下面将对景观做一个简单的概念比较。

景观这个词的中文理解的是汉字景+观两字的合成。它所指的是有景可观的意思。这也是风景园林学科体系对景观的理解。具体可表述为：一切可以引起视觉感官的空间内容都是景观。如大地景观、小区景观、景观节点、景观设计里所说的景观都是这个含义。然而景观生态学中可不简单指有景可观的意思。它是一个外来词landscape的中文翻译。作为一名景观设计师要清楚的认识在不同领域中景观这个词所表述的不同含义。

1.3景观生态学与麦克哈格

麦克哈格（Ian L. McHarg）（1920-2001）是著名的景观生态学专家，1969 年出版《设计结合自然》，他是景观生态学的先驱，他将多个环境学科的科学家（包括气象学家、地质学家、土壤学家、植物生态学家、野生动物学家）召集到一起，共同组成了一个多学科的教学与研究团队，再加上社会科学家和经济学家，使他们为解决一个共同的问题进行研究。在方法上用“千层饼”模式将这些知识和成果进行综合及筛选来实现问题的解决，而这整个过程正是景观生态规划的核心方法。

同时，如今的计算机模拟技术，资源调查技术已经取得了极大的突破。这使得我们在工作中更轻松，收集资料更全面，但现今的规划思想和原理也还是沿用麦克哈格的生态因子地图叠加法，只是在不同的方面对其方法进行深化。这是他被称为景观生态学的开创者的原因。

1.4景观概念的限定

在通过对几个领域的分析和研究后发现景观在不同领域中所表述的概念意义相差极大。因此要对下文中所讲的景观给一个基本的概念限定，下文所用的景观一词是景观生态学当中的概念，也就是地理空间中的格局也包括格局上承载的整个生态系统的动态过程。

2.景观生态学中的尺度问题

尺度是一个很广泛的概念，目前各行各业都普遍认为尺度是一个参照系和衡量研究对象的标准，它几乎涉及了当今的任何一个学科。因为如果没有了参照很多东西就没法研究。没有了尺度概念就失去了研究界定的范围，从而原本在这个尺度内研究能成立的原理，扩大或缩小它的尺度后便失去了它的正确性。这也正说明尺度对于研究的重要性，以及各专业的学者们研究尺度的意义。

2.1景观生态学中尺度的含义

尺度（scale）：通常是指研究对象或现象在空间上或是时间上以及组织上的量度。在景观生态学中, 包含范围( extent)和分辨率（resolution）有时也用粒度( grain) 来表达。

2.2景观生态学中的尺度分类

景观的尺度通常可以分为三类，它们分别是景观的空间尺度、景观的时间尺度和景观的组织尺度。

2.2.1空间尺度

落实到景观生态过程中的各类生态单元。一般是指研究对象的空间规模和空间分辨率，研究对象变化涉及的总体空间范围和该变化能被有效分辨率识别的最小空间范围，一般用面积表述。

2.2.2时间尺度

落实到某一景观生态过程所持续的时间。一般是指研究某一过程和事件的持续时间长短和考虑其过程和变化的时间间隔，及生态过程和现象持续多长时间或在多大的时间间隔上表现出来。

2.2.3组织尺度

落实到景观生态中各类组织层次的单元。是人们将景观生态学中运用生态学组织层次的研究范围和空间分辨率称为组织尺度。

通常对与景观生态学中具体问题都是在三个尺度下进行的，而且这三个尺度形成三个纬度它们互相交融密不可分。如果失去其中一个纬度，其研究的结果就很可能出现极大的偏差。

2.3景观尺度的对应性、相对性和稳定性

尺度的对应性：通常是指研究对象或现象在空间尺度上或时间尺度上以及组织尺度上的相互对应关系。但是在生态学研究中尺度同时也是连续的和动态变化的，上述的三种尺度关系并不是都一一对应的，然而从大多数情况来看三者之间的对应关系也是明显的。也就是说处于较高组织层次上的研究一般具有较大的空间尺度，其时间尺度也较长。例如：红树林的生态演化时间大约是上百年。

了解了景观尺度的对应性、相对性和稳定性后，对于今后的生态景观规划设计工作有了依据，了解了它的基本原理并且学会运用和掌握它，才能做出一个合乎生态标准的景观规划设计。

2.4景观生态学中尺度推绎

尺度推绎：尺度推绎是指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上的特征，也叫尺度外推。包含3个层次的内容：1 尺度的放大或缩小；2 系统要素和结构随尺度变化的重新组合或显现；3 根据某一尺度上的信息，按照一定的规律或方法，推断其他尺度上的问题。

尺度推绎方法通常可分为相邻尺度推绎和跨尺度推绎。相邻尺度推绎是指在相邻尺度上的信息转换。利用生态学模型进行尺度上推的方法主要有简单聚合法、直接外推法、期望值外推法、显式积分法等四种基本方法。

尺度推绎原理在景观生态学的应用领域有重大的意义，景观生态学研究的对象一般多表现为宏观和长期的景观变化规律，但由于条件的限制，大多数研究依然是在小范围和短时间内完成的，而且缺乏可重复性。较小时空尺度上的研究结果很难说明较大尺度上的格局和过程。由于大多数环境和资源管理问题发生在大、中尺度上，而且需要在相应的尺度上解决，所以必须把小尺度上的格局和过程与大尺度上的格局和过程联系起来，以便通过小尺度上的研究，探讨解决大尺度问题的途径，尺度推绎是解决上述问题的有效途径，因此对于条件限制的情况下有积极的意义。

3.小结

综上所述，景观生态学学科所涉及的领域都十分广泛，而且是边缘性极强的学科。它所需要具备的知识十分的宽广。又因为与其它学科的交叉性，使得景观这个多义词不免和其它学科领域有所干扰，而在景观生态学的知识体系中，景观尺度的问题是我们研究的一个重要的参照和标准。景观尺度概念的引入，我们的研究就不会发生偏颇。在这里我们也相信不远的未来景观生态学的理论一定能够更加深入地指导景观规划设计实践，从而为人类创造一个美化式生活家园！

参考文献

［1］麦克哈格.设计结合自然[M].天津大学出版社.2006,(10):30.38.

［2］王云才.景观生态学原理[M].中国建筑工业出版社.2008,(06):12.15.

［3］李敏.城市绿地系统规划 [M].中国建筑工业出版社.2008,(01):103.115.

［4］邱扬.异质景观中水土流失的空间变异与尺度变异[J].生态学报.2004，（02）：330-337.

［5］况荣平.进化生态学的若干重要问题[J].大自然探索.1994,(03):33-38.

景观生态学在园林中的应用

景观生态学中的人文过程是指人类活动对自然景观的干扰、改造、构建。景观生态学是在1939年由德国地理学家C特洛尔提出的，它是以整个景观为对象，通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输和交换。通过生物与非生物以及与人类之间的相互作用与转化，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理，研究景观的美化格局、优化结构并合理利用和保护的学科，是一门新兴的多学科之间交叉学科，主体是生态学和地理学。

生态设计是一种将人的某种目的或需要转换为具体的物理形式或表达方式的过程。它是人类有意识塑造物质、能量和过程以满足预想的需要与欲望心。著名景观设计师斯图亚特?考恩认为:“任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计。这种协调意味着设计尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，以有助于改善人居环境及生态系统的健康”。

景观生态设计

如果我们把景观设计理解为是一个对任何关于人类使用户外空间及土地问题的分析、提出解决问题的方法以及监理这一解决方法的实施过程。而景观设计师的职责就是帮助人类，使人、建筑物、社区、城市以及人类的生活同地球和谐相处。那么，景观生态设计从本质上说就应该是对地上和户外空间的生态设计，生态学原理是景观设计学的核心。从更深层的意义上说，景观生态设计是人类生态系统的设计，是一种最大限度的借助于自然力的最少设计(minimumdesign)，一种基于自然系统自我有机更新能力的再生设计。即改变现有的线性物流和能流的输入和排放模式，而在源、消费中心和汇之间建立一个循环流程。其所创造的景观是一种可持续的景观。

园林景观生态设计

园林景观是人们在城市中得以亲近自然，享受户外生活的场所，在它所构成的生态系统中，人类处于设计者、使用者和管理者的地位。设计要素包括山水地形、建筑、植物和水体、具有很大的人工成分，维持它正常运转的能源、物质均来自于园林景观生态系统外部，所以说它具有很大的开放性和不稳定性。无论是人工建造的园林，还是大自然赐予我们的天然财富，都可以看成是一种生命的存在，能够借助大自然的力量自我控制、自我调节、自我循环。近十几年，人类在风景园林的规划、设计中越来越多地考虑园林的这一生态特性。从生态角度讲，园林景观设计应尽量改善人们的生活环境，使城市的生态负效应尽量得以补偿。园林景观设计中生态原则应用的最终目的为:与良好的生态过程协调，使其对环境的破坏影响达到最小而产出达到最大。

园林景观生态设计原则

1遵循地域自然条件原则

（1）气候因素

在园林景观生态设计过程当中需要考虑各种气象要素，进行理性的分析与设计。如设计师在设计初期可以考虑当地的气温、日照变化规律选择不同的植物进行不同方式种植，使之在夏季温度较高时段能够遮阳，降低环境温度，而在冬季要避免影响采光。也可根据温度、降雨、湿度的年内变化选择不同开花结果期植物种植，使景观具有季相变化，具有较好的观赏价值。还可根据场址的风向特点合理安排景观廊道位置，使其可以引导自然气流增强基地内的自然通风，有效增加气流运动并缓解热岛效应。

（2）尊重地形，维护场地完整性

在园林设计当中，应当尊重基地原有的地形地貌以及各种设施，甚至利用原有的自然地形特点和废弃设施重塑新的园林景观，既保留了原有基地的历史文化，又满足人们需求。如对于原有的植被、地形、水系应加以保护利用，而不是一味推平重建。保持场地的自然风情与原始面貌成为建设园林城市的前提与基础。

2植物造景过程中遵循植物生态学原则

（1）维持园林中植物群落丰富的多样性

生物多样性(biodiversity)是近年来生物学与生态学研究的热点问题，指的是“生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性”。生物多样性是城市生态园林构建水平的一个重要标志。城市园林中植物配置多由单一物种构成，此种形式搭配的群落其结构与功能都不完善，该系统比较脆弱，很容易受病、虫害以及其他自然灾害和人为干扰因素的影响。所以要维持群落的生物多样性就应该尽量设置与地带性植被结构相近的生物群落。

（2）群落的垂直结构

群落的垂直结构主要指群落在垂直方向上的分层现象。依据生物的不同高度将植物划入实际所逗留的层中。成层结构显著提高了植物利用环境资源的能力。一般来说，植物群落的地上部分可划分出乔木层、灌木层、草本层和苔藓、地衣构成的地被层等四个基本层次。在园林植物的配置过程当中利用植物群落的成层性以及层片特点，在物种选择过程中依据“近自然群落”理论，效仿地带性顶级植物群落的种类组成和群落结构特点来选择物种，构造一个合理的、多层次的群落结构。在设计过程中注意乔－灌－草混合搭配，取缔稀疏乔木配置大面积草坪地配置方式。

（3）生态位以及优势度理论

生态位是现代生态学中一个重要概念，主要指在自然生态系统中一个种群在时间、空间的位置上及其在生物群落中功能关系。群落优势种与次优种群的稳定发育较大程度影响了群落的稳定性，在园林“近自然群落”设计过程中根据地带性顶级群落中物种生态位、优势种、以及物种重要值，合理配置园林群落中的植物，才能展现出一个健康的自然群落。

（4）植物的物候变化

物候是指自然界生物和非生物因素受气候影响，在一年中随季节变化而出现的现象。物候知识的不断发展，己逐渐形成为一门独立的学科，称为物候学(Phenology)，是研究自然界植物、动物、气象、水文、土壤等环境条件周期性变化的科学，它是介于生物学、生态学和气象学之间的边缘学科。在四季分明的地区，植物资源较为丰富，为表现植物的季相特征提供了有利条件，可尽量使春色早临、秋色晚去。在配置手法上，春、夏之花，秋之叶果，冬之枝，都是很好的素材。要组织好素材、在城市中的园林绿化景色中，能体现春色满园，夏之浪漫，秋之丰美，具有很高的观赏性和艺术性。多色彩，多季相的植物配置，可以很好体现园林植物的生态性。

3园林景观生态设计遵循适用、经济原则

园林景观生态设计也要考虑“适用”的问题。所谓“适用”，是指是园林的功能适合于服务对象。“适用”的观点带有一定的永恒性和长久性。园林设计者要根据广大群众的审美要求、活动规律、功能要求等方面的内容，创造出景色优美、环境卫生、情趣健康、舒适方便的园林空间，满足游人的游览、休息和开展健身娱乐活动的功能要求。园林空间应当充满诗情画意，处处茂林修竹，绿草如茵，繁花似锦，山青水秀，鸟语花香，令游人流连忘返。

经济条件是园林设计的重要依据。同样一处园林绿地，甚至同样一个设计方案，由于采用不同的建筑材料，不同规格的苗木，不同的施工标准，将需要不同的建园投资。当然，设计者应当在有限的投资条件下，发挥最佳设计技能，节省开支，创造出最理想的作品。实际上，正确的选址，因地制宜，本身就减少了大量投资，也解决了部分经济问题。经济问题的实质，就是如何做到“事半功倍”，尽量在投资少情况下办好事。当然，园林建设要根据园林性质、建设需要确定必要的投资。