生態學在現代風景園林設計中的應用
發布時間：2010-01-14 共1頁
20世紀60～70年代以來，人們從工業時代的富足夢想中逐漸醒來，開始意識到環境和能源危機，風景園林設計流露出了對人與自然關系的關注，這是對自然和文化的一種全新認識。1969年麥克哈格《設計結合自然》的問世，將生態學思想運用到風景園林設計中，產生了“設計尊重自然”，把風景園林設計與生態學完美地融合起來，開辟了生態化風景園林設計的科學時代，也產生了更為廣泛意義上的生態設計。
生態主義的設計早已不是停留在論文或圖紙上的空談，也不再是少數設計師的實驗，生態主義已經成為風景園林設計師內在的和本質的思考。尊重自然發展過程，倡導能源與物質的循環利用和場地的自我維持，發展可持續的處理技術等思想貫穿于風景園林設計、建造和管理的始終。在設計中對生態的追求已經與對功能和形式的追求同等重要，有時甚至超越了后兩者，占據了首要位置。
生態學思想的引入，使風景園林設計的思想和方法發生了重轉變，也影響甚至改變了風景園林的形象。風景園林設計不再停留在花園設計的狹小天地，它開始介入更為廣泛的環境設計領域，體現了濃厚的生態理念。
1 與風景園林設計相關的主要生態學理論
1.1 生物多樣性原理
生物多樣性理論不僅反映了群落或環境中物種的豐富度、均勻度等，也反映了群落的動態結構與穩定性，以及不同的環境條件與群落的相互關系。城市中的生境條件比較惡劣，環境資源比較匾乏，物種通過本身一系列的相應變化來增加自己的適合度，以充分利用有限的環境資源，從而保持系統的穩定。群落中物種多樣性尤其是遺傳多樣性越高，物種對環境的適應能力就越強，群落抗干擾的能力和維系自身動態平衡的能力也就越強。景觀生態學中強調景觀的異質性可提高物種總體共存的潛在機會。因此在現代風景園林的構建過程中以生物多樣性原理為指導是其最基本的前提。
1.2 生態位原理
生態位理論已在種間關系、種的多樣性、種群進化、群落結構、群演替以及環境梯度分析中得到了廣泛應用。但生態位的概念不同的學者有不同的看法。主要有格林尼爾的“生境生態位”；埃爾頓的“功能生態位”；哈奇森的“超體積生態位”。在這里我們主要引用馬世駿的生態位概念：是指一個物種在生態系統中的功能作用以及它在時間和空間中的地位，反映了物種與物種之間、物種與環境之間的關系。城市園林綠化植物的選配，實際上取決于植物生態位的配置，這直接關系到園林綠地系統景觀審美價值的高低和綜合功能的發揮。
在現代風景園林規劃過程中，應充分考慮物種的生態學習性與生態環境條件，利用不同物種在空間、時間和營養生態位上的差異，合理地選配植物種類，避免種間或種內的直接競爭，形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群落結構，以利于種間互補，既充分利用光、溫、水、氣及養分等環境資源，又保證了群落和景觀的穩定性。
1. 3 互惠共生原理
互惠共生又稱互利共生，是指兩個物種長期共同生活在一起，彼此相互依賴、相互共存、雙方獲利。如地衣即是藻與菌的結合體，豆科、蘭科、杜鵑花科、龍膽科中的不少植物都有與真菌共生的例子：一些植物種類的分泌物對加一些植物和生長發育是有利的，如黑接骨木對云杉根的分布有利，皂英、白蠟與九里香等在一起生長時，互相都有顯著的促進作用；但另外一些植物的分泌物則對其他植物的生長不利，如胡桃能分泌一種叫胡桃醒的物質，它能抑制其他植物的生長，因此在胡桃樹下的土表層中一般是沒有其他植物的；其它如：丁香、洋槐、薄荷、月桂、稠李、風信子等都會分泌一些不利于其他植物生長的物質，在園林中的植物配植時胡桃與蘋果、松樹與云杉、白樺與松樹等都不宜種在一起，森林群落林下蕨類植物狗脊和里白則對多數其他植物幼苗的生長發育不利。在生態園林建設過程中應用植物間的這種相互關系，能有效地促進群落的穩定。
1.4 生態平衡原理
生態平衡是生態學的一個重要原則，其含意是指處于頂極穩定狀態的生態系統，此時系統內部的結構與功能相互適應與協調，能量的輸入和輸出之間達到相對平衡，系統的整體效益最佳。在生態園林的建設中，強調綠地系統的結構和布局形式與自然地形地貌和河海湖泊水系的協調以及城市功能分區的關系，著眼于整個城市生態環境，合理布局，使城市綠地不僅圍繞在城市四周，而且把自然引入城市之中，以維護城市的生態平衡。近年來，我國不少城市己開始了城郊結合、森林與園林結合、擴城市綠地面積走生態園林建設的道路，如上海、北京、合肥、南京、深圳、廈門等。
1.5 生態調控原理
生態調控是生態系統研究的一個重要理論，主要研究以人為中心的社會一經濟一自然復合的城市人工生態系統。自然生態系統的中心事物是生物群體，它與外部環境的關系是消極地適應環境，并在一定程度上改造環境，因而自然生態系統的動態、演替，無論是生物種群的數量、密度的變化，還是生物對外部環境的相互作用、相互適應，均表現為“通過自然選擇的負反饋進行自我調節”的特征。而在人工生態系統中，尤其是在城市生態系統中，是以人類為中心的，人類與其外部環境的關系是人積極地、主動地適應環境和改造環境，其系統行為很程度上取決于人類所做出的決策，因而它的調控機制主要是人為的而不是負反饋的調節。生態園林是城市生態系統的一個子系統，要使其具有合理的結構、能最限度地發揮其功能，系統本身可以自我調節，達到良性循環的生態系統，就需要以生態調控原理作為指導，使整個系統實現循環再生、協調共生、持續自生。在生態園林這一生態系統中，由于人的社會性與能動性，表明了它同自然生態系統間的重區別，它可以通過人類進行有限度的協調，使系統的生態效益最高，使各組成成分之間相互協調，使系統更加適應外部環境。
2 生態學理論在風景園林設計中的主要應用
2.1 應用生態學原理，保護利用場地現有的自然生態系統
在風景園林設計中，應用生態學原理進行設計，保護自然環境不受或盡量少受人類的干擾，現有場地往往經過很長時間已經形成了新的動植物生態系統。在景觀改造時，根據生態平衡原理，要充分的保護利用，尊重場地原有的自然環境的生態特征，盡可能將原有的有價值的自然生態要素保留下來并加以利用，組織到園林景觀的設計中去。主要手法有：
2.1.1 利用當地的鄉土資源
鄉土植物是指經過長期的自然選擇及物種演替后，對某一特定地區有高度生態適應性的自然植物區系成分的總稱。它們是最能適應當地氣候生態環境的植物群體。除此之外使用鄉土物種的管理和維護成本最少，能促使場地環境自生更新、自我養護。還因為物種的消失已成為當代最主要的環境問題。所以保護和利用地帶性物種也是時代對風景園林設計師的倫理要求。
2.1.2 尊重場所自然演進過程
現代人的需要可能與歷史上該場所中的人的需要不盡相同。因此，為場所而設計常常不會模仿和拘泥于傳統的形式。但是從生態學理論來看，新的設計形式仍然應以場所的自然過程為依據，依據場所中的陽光、地形、水、風、土壤、植被及能量等。設計的過程就是將這些帶有場所特征的自然因素結合在設計之中，從而維護場所的健康。作為風景園林設計者應盡量保留原場所的自然特征，如泉水、溪流、造型樹、已有地被、及名樹、古木、水、地形等，這是對自然的內在價值的認識和尊重，這樣既能在一定程度上降低投資成本，又能避免為了過分追求形式的美感， 對原有的生態系統造成無法彌補的破壞。
2.2 基于生態調控原理，利用并再生場地現有的材料和資源
生態調控原理中的循環再生，倡導能源與物質的循環利用貫穿于現代風景園林設計的始終，生態的風景園林設計要盡可能使用再生原料制成的材料，盡可能將場地上的材料和資源循環使用，最限度地發揮材料的潛力，最限度地減少了對新材料的需求，減少了對生產材料所需的能源的索取。
2.3 土壤的設計
在風景園林設計中，植物是必不可少的要素，因而在設計中選擇適合植物生長的土壤就顯得很重要。主要考慮土壤的肥力和保水性。分析植物的生態學習性，選擇適宜植物生長的土質。特別是在風景園林的生態恢復設計模式中，土壤因子很重要，一般都需要對當地的土壤情況進行分析測試，選擇相應的對策。常規做法是將不適合或者污染的土壤換走，或在上面直接覆蓋好土以利于植被生長，或對已經受到污染的土壤進行全面技術處理。采用生物療法，處理污染土壤，增加土壤的腐殖質，增加微生物的活動，種植能吸收有毒物質的植被，使土壤情況逐步改善。如在美國西雅圖油庫公園，舊煉油廠的土壤毒性很高，以至于幾乎不適宜作為任何用途。設計師哈格沒有采用簡單且常用的用無毒土壤置換有毒土壤的方法，而是利用細菌來凈化土壤表面現存的烴類物質，這樣既改良了土壤，又減少了投資。
2.4 以生態平衡、生物多樣性為理論的植物配置的設計
2.4.1 植物材料的選擇
根據生態位理論，在進行植物配置時，應充分考慮物種的生態位特征，合理選擇配置植物種類，避免各個物種對空間和營養的爭奪，種間互相補充，既充分利用環境資源、生長良好，形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群落結構，又能形成具有良好視覺效果的園林景觀。根據各種植地不同的實際情況（如干旱、貧瘠、土壤密實、污染嚴重、病蟲害嚴重等），有針對性、有側重點的選擇植物種類，尤其是高喬木優勢種的選配，直接決定了園林生態效益的發揮程度。園林生態設計中要求利用不同物種在空間和營養生態位上的分異來配置植物，充分利用空間、營養，各個種才能協調共生。
因此，在植物材料選擇時，應該因地制宜，發揮不同植物的各自優勢，最限度地滿足植物生長所需要的生態條件，根據實際情況的不同，進行相應的選擇。
2.4.2 運用具有生態效益的植物
不同的樹種其生態作用和效益也不相同，有的相差很。因此，為了提高植物造景的生態效益就必須選擇那些與各種污染氣體相對應的抗性樹種和生態效益較高的樹種。
2.4.3 遵從生物多樣性原理，模擬自然群落的植物配置
物種多樣性主要反映了群落和環境中物種的豐富度、均勻度、群落的動態與穩定性，和不同的自然環境條件與群落的相互關系。生態學家認為，群落結構愈復雜，系統也就愈穩定。因此，風景園林設計過程中，設計多個種組成的植物群落，比單物種中群落更能有效利用資源，具有更穩定性，即保持各物種多樣性如動植物種資源多樣性、各種文化特質多樣性等，具有重要深遠的生態環境意義。
2.5 以循環為主的水的設計
在風景園林設計中從生態因素方面對水的處理一般集中在水質的清潔、地表水循環、雨水收集、人工濕地系統處理污水、水的動態流動以及水資源的節約利用等方面。在風景園林設計中充分利用濕地中型植物及其基質的自然凈化能力凈化污水，并在此過程中促進型動植物生長，增加綠化面積和野生動物棲息地，有利于良性生態環境的建設。
3 結語
隨著公眾生態意識的不斷增強和技術手段的不斷改進，生態學的理念將日益深入人心，并不斷滲透到人們的日常生活之中，同時對生態學理論在風景園林設計中的深入和對設計手法的探索與拓展也必將更進一步。工程技術的支持、多學科、各專業的合作是未來生態設計發展的必然趨勢。
生態主義的設計早已不是停留在論文或圖紙上的空談，也不再是少數設計師的實驗，生態主義已經成為風景園林設計師內在的和本質的思考。尊重自然發展過程，倡導能源與物質的循環利用和場地的自我維持，發展可持續的處理技術等思想貫穿于風景園林設計、建造和管理的始終。在設計中對生態的追求已經與對功能和形式的追求同等重要，有時甚至超越了后兩者，占據了首要位置。
生態學思想的引入，使風景園林設計的思想和方法發生了重轉變，也影響甚至改變了風景園林的形象。風景園林設計不再停留在花園設計的狹小天地，它開始介入更為廣泛的環境設計領域，體現了濃厚的生態理念。
1 與風景園林設計相關的主要生態學理論
1.1 生物多樣性原理
生物多樣性理論不僅反映了群落或環境中物種的豐富度、均勻度等，也反映了群落的動態結構與穩定性，以及不同的環境條件與群落的相互關系。城市中的生境條件比較惡劣，環境資源比較匾乏，物種通過本身一系列的相應變化來增加自己的適合度，以充分利用有限的環境資源，從而保持系統的穩定。群落中物種多樣性尤其是遺傳多樣性越高，物種對環境的適應能力就越強，群落抗干擾的能力和維系自身動態平衡的能力也就越強。景觀生態學中強調景觀的異質性可提高物種總體共存的潛在機會。因此在現代風景園林的構建過程中以生物多樣性原理為指導是其最基本的前提。
1.2 生態位原理
生態位理論已在種間關系、種的多樣性、種群進化、群落結構、群演替以及環境梯度分析中得到了廣泛應用。但生態位的概念不同的學者有不同的看法。主要有格林尼爾的“生境生態位”；埃爾頓的“功能生態位”；哈奇森的“超體積生態位”。在這里我們主要引用馬世駿的生態位概念：是指一個物種在生態系統中的功能作用以及它在時間和空間中的地位，反映了物種與物種之間、物種與環境之間的關系。城市園林綠化植物的選配，實際上取決于植物生態位的配置，這直接關系到園林綠地系統景觀審美價值的高低和綜合功能的發揮。
在現代風景園林規劃過程中，應充分考慮物種的生態學習性與生態環境條件，利用不同物種在空間、時間和營養生態位上的差異，合理地選配植物種類，避免種間或種內的直接競爭，形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群落結構，以利于種間互補，既充分利用光、溫、水、氣及養分等環境資源，又保證了群落和景觀的穩定性。
1. 3 互惠共生原理
互惠共生又稱互利共生，是指兩個物種長期共同生活在一起，彼此相互依賴、相互共存、雙方獲利。如地衣即是藻與菌的結合體，豆科、蘭科、杜鵑花科、龍膽科中的不少植物都有與真菌共生的例子：一些植物種類的分泌物對加一些植物和生長發育是有利的，如黑接骨木對云杉根的分布有利，皂英、白蠟與九里香等在一起生長時，互相都有顯著的促進作用；但另外一些植物的分泌物則對其他植物的生長不利，如胡桃能分泌一種叫胡桃醒的物質，它能抑制其他植物的生長，因此在胡桃樹下的土表層中一般是沒有其他植物的；其它如：丁香、洋槐、薄荷、月桂、稠李、風信子等都會分泌一些不利于其他植物生長的物質，在園林中的植物配植時胡桃與蘋果、松樹與云杉、白樺與松樹等都不宜種在一起，森林群落林下蕨類植物狗脊和里白則對多數其他植物幼苗的生長發育不利。在生態園林建設過程中應用植物間的這種相互關系，能有效地促進群落的穩定。
1.4 生態平衡原理
生態平衡是生態學的一個重要原則，其含意是指處于頂極穩定狀態的生態系統，此時系統內部的結構與功能相互適應與協調，能量的輸入和輸出之間達到相對平衡，系統的整體效益最佳。在生態園林的建設中，強調綠地系統的結構和布局形式與自然地形地貌和河海湖泊水系的協調以及城市功能分區的關系，著眼于整個城市生態環境，合理布局，使城市綠地不僅圍繞在城市四周，而且把自然引入城市之中，以維護城市的生態平衡。近年來，我國不少城市己開始了城郊結合、森林與園林結合、擴城市綠地面積走生態園林建設的道路，如上海、北京、合肥、南京、深圳、廈門等。
1.5 生態調控原理
生態調控是生態系統研究的一個重要理論，主要研究以人為中心的社會一經濟一自然復合的城市人工生態系統。自然生態系統的中心事物是生物群體，它與外部環境的關系是消極地適應環境，并在一定程度上改造環境，因而自然生態系統的動態、演替，無論是生物種群的數量、密度的變化，還是生物對外部環境的相互作用、相互適應，均表現為“通過自然選擇的負反饋進行自我調節”的特征。而在人工生態系統中，尤其是在城市生態系統中，是以人類為中心的，人類與其外部環境的關系是人積極地、主動地適應環境和改造環境，其系統行為很程度上取決于人類所做出的決策，因而它的調控機制主要是人為的而不是負反饋的調節。生態園林是城市生態系統的一個子系統，要使其具有合理的結構、能最限度地發揮其功能，系統本身可以自我調節，達到良性循環的生態系統，就需要以生態調控原理作為指導，使整個系統實現循環再生、協調共生、持續自生。在生態園林這一生態系統中，由于人的社會性與能動性，表明了它同自然生態系統間的重區別，它可以通過人類進行有限度的協調，使系統的生態效益最高，使各組成成分之間相互協調，使系統更加適應外部環境。
2 生態學理論在風景園林設計中的主要應用
2.1 應用生態學原理，保護利用場地現有的自然生態系統
在風景園林設計中，應用生態學原理進行設計，保護自然環境不受或盡量少受人類的干擾，現有場地往往經過很長時間已經形成了新的動植物生態系統。在景觀改造時，根據生態平衡原理，要充分的保護利用，尊重場地原有的自然環境的生態特征，盡可能將原有的有價值的自然生態要素保留下來并加以利用，組織到園林景觀的設計中去。主要手法有：
2.1.1 利用當地的鄉土資源
鄉土植物是指經過長期的自然選擇及物種演替后，對某一特定地區有高度生態適應性的自然植物區系成分的總稱。它們是最能適應當地氣候生態環境的植物群體。除此之外使用鄉土物種的管理和維護成本最少，能促使場地環境自生更新、自我養護。還因為物種的消失已成為當代最主要的環境問題。所以保護和利用地帶性物種也是時代對風景園林設計師的倫理要求。
2.1.2 尊重場所自然演進過程
現代人的需要可能與歷史上該場所中的人的需要不盡相同。因此，為場所而設計常常不會模仿和拘泥于傳統的形式。但是從生態學理論來看，新的設計形式仍然應以場所的自然過程為依據，依據場所中的陽光、地形、水、風、土壤、植被及能量等。設計的過程就是將這些帶有場所特征的自然因素結合在設計之中，從而維護場所的健康。作為風景園林設計者應盡量保留原場所的自然特征，如泉水、溪流、造型樹、已有地被、及名樹、古木、水、地形等，這是對自然的內在價值的認識和尊重，這樣既能在一定程度上降低投資成本，又能避免為了過分追求形式的美感， 對原有的生態系統造成無法彌補的破壞。
2.2 基于生態調控原理，利用并再生場地現有的材料和資源
生態調控原理中的循環再生，倡導能源與物質的循環利用貫穿于現代風景園林設計的始終，生態的風景園林設計要盡可能使用再生原料制成的材料，盡可能將場地上的材料和資源循環使用，最限度地發揮材料的潛力，最限度地減少了對新材料的需求，減少了對生產材料所需的能源的索取。
2.3 土壤的設計
在風景園林設計中，植物是必不可少的要素，因而在設計中選擇適合植物生長的土壤就顯得很重要。主要考慮土壤的肥力和保水性。分析植物的生態學習性，選擇適宜植物生長的土質。特別是在風景園林的生態恢復設計模式中，土壤因子很重要，一般都需要對當地的土壤情況進行分析測試，選擇相應的對策。常規做法是將不適合或者污染的土壤換走，或在上面直接覆蓋好土以利于植被生長，或對已經受到污染的土壤進行全面技術處理。采用生物療法，處理污染土壤，增加土壤的腐殖質，增加微生物的活動，種植能吸收有毒物質的植被，使土壤情況逐步改善。如在美國西雅圖油庫公園，舊煉油廠的土壤毒性很高，以至于幾乎不適宜作為任何用途。設計師哈格沒有采用簡單且常用的用無毒土壤置換有毒土壤的方法，而是利用細菌來凈化土壤表面現存的烴類物質，這樣既改良了土壤，又減少了投資。
2.4 以生態平衡、生物多樣性為理論的植物配置的設計
2.4.1 植物材料的選擇
根據生態位理論，在進行植物配置時，應充分考慮物種的生態位特征，合理選擇配置植物種類，避免各個物種對空間和營養的爭奪，種間互相補充，既充分利用環境資源、生長良好，形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群落結構，又能形成具有良好視覺效果的園林景觀。根據各種植地不同的實際情況（如干旱、貧瘠、土壤密實、污染嚴重、病蟲害嚴重等），有針對性、有側重點的選擇植物種類，尤其是高喬木優勢種的選配，直接決定了園林生態效益的發揮程度。園林生態設計中要求利用不同物種在空間和營養生態位上的分異來配置植物，充分利用空間、營養，各個種才能協調共生。
因此，在植物材料選擇時，應該因地制宜，發揮不同植物的各自優勢，最限度地滿足植物生長所需要的生態條件，根據實際情況的不同，進行相應的選擇。
2.4.2 運用具有生態效益的植物
不同的樹種其生態作用和效益也不相同，有的相差很。因此，為了提高植物造景的生態效益就必須選擇那些與各種污染氣體相對應的抗性樹種和生態效益較高的樹種。
2.4.3 遵從生物多樣性原理，模擬自然群落的植物配置
物種多樣性主要反映了群落和環境中物種的豐富度、均勻度、群落的動態與穩定性，和不同的自然環境條件與群落的相互關系。生態學家認為，群落結構愈復雜，系統也就愈穩定。因此，風景園林設計過程中，設計多個種組成的植物群落，比單物種中群落更能有效利用資源，具有更穩定性，即保持各物種多樣性如動植物種資源多樣性、各種文化特質多樣性等，具有重要深遠的生態環境意義。
2.5 以循環為主的水的設計
在風景園林設計中從生態因素方面對水的處理一般集中在水質的清潔、地表水循環、雨水收集、人工濕地系統處理污水、水的動態流動以及水資源的節約利用等方面。在風景園林設計中充分利用濕地中型植物及其基質的自然凈化能力凈化污水，并在此過程中促進型動植物生長，增加綠化面積和野生動物棲息地，有利于良性生態環境的建設。
3 結語
隨著公眾生態意識的不斷增強和技術手段的不斷改進，生態學的理念將日益深入人心，并不斷滲透到人們的日常生活之中，同時對生態學理論在風景園林設計中的深入和對設計手法的探索與拓展也必將更進一步。工程技術的支持、多學科、各專業的合作是未來生態設計發展的必然趨勢。
