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1、第五章生态绿地系统规划的数量研究方法,第一节生态平衡的基本原理 一、生态平衡的基本概念 在任何一个正常的生态系统中，总是不断地进行着能量流动和物质循环，并逐渐趋于相对稳定。生物有机体与环境条件之间相互渗透、互相影响、互相制约，形成一个复杂的统一体。这时，生态系统的能量和物流能较长时间地保持平衡状态。植物、动物、微生物和人类之间，构成完整的营养结构和典型的食物链关系，也保持着一种动态平衡状态。这种平衡，主要是凭借生态系统的结构和功能之间的关系获得最优化协调而实现的，称为生态平衡。,第一节生态平衡的基本原理,平衡的生态系统，具有良好的的稳定性、恢复力、成熟性、内稳定和自治力。平衡的生态系统，是系统
2、的组成和结构相对稳定，系统功能得到发挥，物质和能量的流入、流出协调一致，有机体与环境协调一致，系统保持高度有序状态。 生态系统中没有任何组分是持久不变的，生物有生有死、能量有进有出、物质有存有灭，生态系统的平衡是动态平衡。,第一节生态平衡的基本原理,二、生态平衡的调节机制 主要依靠生态系统的自调节能力，人为调节只能作为辅助的手段。 负反馈对于维持生态系统的平衡具有重要意义。负反馈是当系统的某种成分开始变化时，其它成分也相应地发生一系列变化，而且这种变化最终又返回系统、减少开始的那种成为的变化速度和作用。生态系统通过内部负反馈机制进行自调节和自修复，达到自维持和自发展的目的。,第一节生态平衡的基
3、本原理,生态平衡能够自动调节的界线称为阈值 在阈值以内，系统能够通过负反馈作用，校正和调节人类和自然所引起的许多不平衡现象。环境条件改变越出阈值范围，生态负反馈调节就不能在起作用，系统因遭到改变、伤害以致破坏。 阈值现系统的稳定性和多样性相联系。在成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统中，较易保持稳定，阈值越高，系统对外界压力和干扰的抵抗能力也愈大。,第二节生态绿地系统的能量流动与物质循环,一、生态绿地系统的能流和物流 生态系统中的每一个营养级的生物量，都是以化学形式积累的能量。太阳辐射能等外界能量进入生态系统后，不断地从一个营养级转移到另一个营养级。这种能量的转换是单向的，不能逆转。
4、能量在生态系统中通过物质形式的转换而流动，称能流。 全球绿色植物利用太阳能进行光合作用，制作的有机物质每年可达1500-2000亿吨，绿色植物通过光合作用把太阳能转变为化学能，贮存在有机物质里，提供给消费者使用。 生物体内需要的营养元素在生物圈里运转不息，从无机环境到有机环境，再返回到无机环境中去，构成“生物地球化学循环”。在生物元素的循环中，植物、腐生植物、空气和水起着重要作用。 二、土地承载力与绿地发展 土地承载力是指在不破坏生态环境的条件下，合理投入物质、能量、和劳务后单位面积耕地的产出水平所能供养的人口数。,第二节生态绿地系统的能量流动与物质循环,人口承载力是生态系统自身生产的食物能量
5、所能供养的最大人口数。生态系统是一个开放系统，与外界的进行物质和能量交换，实际人口承载量会随着交换而发生改变。这种实际供养的人口数称为“人口容量”。有外界食物能量的输入，人口容量可超过人口承载力；反之，小于。 地球生物圈基本是一个封闭系统，其人口容量不能超过它的人口承载力。而城市生态系统是人口容量高于人口承载力的系统，它必须依赖于从系统输入的食物能量维持。对一个特定的城市区域规划，应当尽量把其作为封闭系统处理比较好，有利于合理控制城乡人口容量和空间分配，而且有利于维护区域生态系统的持续自生、平衡发展。 人口承载率比（SR）=预测人口/承载力人口,第三节生态绿地规划的实用方法,一、游憩空间定额法
6、 这是城市绿地规划工作中常用的传统方法，来源于50年代前苏联对文化休息公园每个活动场所里游人占地面积的统计结论。 我国现行的城市规划技术法规中，公共绿地和城市绿地总量规划的计算依据： 1、人均公共绿地定额指标F=Pf/e（P为节假日城市居民的出游率%，1988年为8%，预计每4年增加1个百分点；f为每个游人在公园中所占有的面积m2/人，市区大型公园取值60，居住区公园取值30，e为周转系数，即高峰时在园游人与全日总游人量之比），计算的结果，就会得出我国城市公共绿地规划定额指标7-11m2/人 2、城市绿地的人均规划指标是不低于9m2/人，折合成城市绿地占建设用地指标为8%-15%（人均城市建设
7、用地标准最低60m2，最高120m2），加上其它各类城市用地中的绿化用地比例，就得出城市绿地率为30-40%,第三节生态绿地规划的实用方法,二、生态因子地图法 生态因子地图法也称为“麦克哈格法”，简称“地图法”或“地图重叠法” 地图法基本原理:用一系列画在透明胶片上的生态因子地图，进行多层次的单因素分析，然后针对具体的规划目标，通过地图的重叠，找出对有关生态因子干扰最小的区域。在运用地图重叠分析的过程中，也就对有关的生态因子进行了筛选和评价，使得规划师能够综合考虑社会和环境因素，在多种可能性选择中寻求最佳解决方案。,第三节生态绿地规划的实用方法,生态因子地图法进行绿地规划研究的基本步骤： （1
8、）确定规划目标及规划中所涉及的因子。 （2）调查每个因子在区域中的状况及分布 ,并根据其目标的适宜性进行分级,然后用不同深浅的颜色将各个因子的适宜性分级绘成不同的单因子透明片地图. （3）将两张及多张的单因子地图进行叠加得到复合图。 （4）分析复合图的单因子重叠状况，并由此制定土地利用的规划方案。,第三节生态绿地规划的实用方法,地图法的优点： （1）形象直观，它可将社会与自然环境等不同量纲的有关生态因子转化为不同色度和明度的图像进行分析、评价。 （2）定位准确，因为所有生态因子都直接在地图上分析与综合，得出的结论也能具体准确地落实在相应的空间地段上。 （3）综合性强，能宏观的把握一个较大尺度区
9、域内各个生态因子的变化趋势，综合分析各种相关影响因子的作用结果。 （4）应变力大，尤其适合快速地进行多方案的选择和比较。,第三节生态绿地规划的实用方法,地图法的缺陷： （1）地图法依据的是一种等权相加的数学思维方法，在实际的生态系统中，各因子的作用强度常呈非线性函数关系，对于那些以对数函数、指数函数或三角函数等复杂条件相联系的因子，用这种方法叠加求和的结果就会出现较大的误差 （2）当分析因子增加后，用不同深浅颜色表 示适宜等级并进行重叠的方法，显得很繁琐，很难辨别出复合图上不同深浅颜色之间的细微差别。 。,第三节生态绿地规划的实用方法,（3）主观性强，因为画在单因子地图上的客观信息要素，实际上
10、已被研究者按一定主观标准作了分类和分级，进行了取舍，因而就成了“人化的自然信息” （4）技术复杂，装备庞大，花费甚高。限制了它在发展中国家的推广使用 “因子加权评分法”和“生态因子组合法”用以克服地图重叠中等权相加的缺点和对阴影辨别的技术困难。,第三节生态绿地规划的实用方法,三、生态要素阈值法 运用生态平衡的“多样性导致稳定性原理”，通过多样性的生态因子分析、叠加，寻找生态系统内稳定性最佳的区域并加以保护和发展，对于稳定性较差的区域，进行培育和修复。 适合我国现实情况，简便的生态要素阈值法基本的工作思路： （1）选择若干对城市地区人居环境生态系统影响最大的生态要素，如碳氧平衡，营养物质供求，水
11、资源利用等关系，运用能量守恒与物质的原理，分别求出它们在系统平衡态时的阈值，作为生态绿地规划指标的最小极限值。,第三节生态绿地规划的实用方法,（2）分析各单因素方法求出的需求阈值，进行相互间的生态相关因素分析，求出公共解或满意近似解，作为生态绿地规划时确定总量控制指标的计算依据。 （3）将算出的生态绿地总量指标，按照不同植物群落的绿地类型进行分配，依次求出各类绿地在规划区内所需占用的土地面积。 （4）根据所求出的各类生态绿地的规划指标总量值，结合城乡用地发展的空间要求进行布局，用城乡规划的常规方法逐一落实到具体地块，如农田、林地、园林绿地、水源保护绿地等。,第三节生态绿地规划的实用方法,（5）
12、总体规划布局完成后，将各类规划绿地的数量相加，再与原来求出的总量指标理论值相比，得出未来可供变化的余量系数。此后，在规划执行和管理过程中，定期检查余量系数的增减情况，综合运用行政和市场手段宏观调控，力求使规划区内的生态绿地总量大致保持在系统平衡的阈值之上，并处于相对稳定的动态变化之中。,第三节生态绿地规划的实用方法,试用土地承载力和碳氧平衡两组生态要素作为绿地规划的共轭因子，说明阈值法。 （1）设规划区所需制氧阔叶林面积理论值M M=dk/abc（hm2） K-市域各项人类活动的总耗氧量。 d-年日数（365） A-年无霜期天数 B-年日照小时数 C-阔叶林制氧参数（0.07t/hm2.h) (2)设规划区所需农田绿地理论值为R R=GI/15f(hm2) G-规划区当年总人口 I-区域粮食自给率 F-土地承载力系统(人/亩),第三节生态绿地规划的实用方法,(3)设区域制氧绿地面积规划值为N N=R1J1+R2J2+R3J3+ R1-为农田面积 J1-农田等效阔叶林换算系数(0.2) R2-为林地与园地面积 J2-林地等效阔叶林换算系数(1.0) R3-为园林绿地面积 J3=1.0 （4）规划区生态绿地空间的大气氧平衡贡献率Q Q=N/M*100% 耕地非农利用的余量系数P=（A-R）/R*100%（A现有耕地面积）,