基于地理-生態(tài)過程的城市系統(tǒng)格局分析

隨著人類對(duì)自然環(huán)境及資源開采的日益加劇，我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)也面臨著被破壞的危機(jī)，在這一嚴(yán)峻形勢(shì)下保證地理—生態(tài)與城市系統(tǒng)格局的和諧共處是相關(guān)研究者的重要使命和任務(wù)。從某種意義上來(lái)說，城市系統(tǒng)格局是地理—生態(tài)過程的載體，而地理—生態(tài)過程中又涵蓋了諸多塑造城市系統(tǒng)格局的驅(qū)動(dòng)力及動(dòng)因，兩者之間的相互作用力顯而易見。

一、地理—生態(tài)過程與城市生態(tài)系統(tǒng)格局基本概述

1.地理—生態(tài)過程概述

地理生態(tài)環(huán)境與城市生態(tài)系統(tǒng)格局息息相關(guān)，城市生態(tài)系統(tǒng)格局通常會(huì)體現(xiàn)在城市區(qū)域中獨(dú)具特色的自然地理環(huán)境中。地理生態(tài)環(huán)境主要包括地形、水文、氣候以及資源分布等多種自然地理特征。比如說現(xiàn)今一些具有獨(dú)特風(fēng)格的有山有水的城市基本上都是由人類發(fā)展和自然環(huán)境長(zhǎng)期影響的結(jié)果。有些城市在自然條件的不斷變化下，其城市生態(tài)系統(tǒng)格局也隨之發(fā)生了相應(yīng)的變化。例如攀枝花、重慶、遵義等城市在自然條件約束下，再加上城市人口的增長(zhǎng)以及城市職能的變化，城市生態(tài)系統(tǒng)格局也會(huì)一步步演變。例子中的著幾個(gè)地區(qū)都屬于山地城市，在形成時(shí)易受地形影響，在系統(tǒng)格局分布過程中往往被水域山脈等因素所圍繞[1]。隨著我國(guó)社會(huì)文明的快速建設(shè)與發(fā)展，我國(guó)地理生態(tài)也走向一個(gè)變化的過程，而城市生態(tài)系統(tǒng)格局在地形的影響下，會(huì)形成不同風(fēng)格不同特色的生態(tài)系統(tǒng)格局。近年來(lái)我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，隨之而來(lái)的環(huán)境問題在城市生態(tài)系統(tǒng)中也逐漸突顯，其突出表現(xiàn)為土地占用、環(huán)境污染轉(zhuǎn)移、資源剝奪、城市發(fā)展機(jī)會(huì)剝奪等，這些現(xiàn)象會(huì)加快城市資源能源的流失，使土地利用類型更加復(fù)雜化，同時(shí)還會(huì)造成社會(huì)文化的劇烈變動(dòng)，并且這種矛盾往往在城市系統(tǒng)的集中域與交互面，這對(duì)城市生態(tài)形成良好的系統(tǒng)格局設(shè)置了一道阻礙。因此在當(dāng)今形勢(shì)下，如何對(duì)城市地理—生態(tài)過程進(jìn)行調(diào)控，協(xié)調(diào)城市生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系，實(shí)現(xiàn)城市地理相關(guān)資源與空間的優(yōu)化配置成了相關(guān)研究者尤為關(guān)注的話題[5]。

2.城市生態(tài)系統(tǒng)格局特征概述

城市屬于人口高度集中區(qū)，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化以及交通聚散樞紐，是人類文明發(fā)展的產(chǎn)物，從景觀生態(tài)學(xué)角度出發(fā)，城市是受地理生態(tài)等因素影響較大的混合性鑲嵌體。城市生態(tài)系統(tǒng)是由多種要素構(gòu)成，如城市商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、公共設(shè)施服務(wù)區(qū)以及交通道路等等，城市生態(tài)系統(tǒng)格局可以說是一種人類活動(dòng)，其格局如何與城市土地開發(fā)利用情況有著密切關(guān)系。就一般情況而言，我們從一個(gè)城市區(qū)域的地形地貌、水文氣象、地表結(jié)構(gòu)及生物區(qū)系的角度來(lái)看，可以在很大程度上判斷該城市的生態(tài)系統(tǒng)格局，這些因素的狀態(tài)呈現(xiàn)無(wú)不展現(xiàn)了城市對(duì)地理生態(tài)條件的開發(fā)與利用痕跡[1]。城市生態(tài)系統(tǒng)與其他自然生態(tài)系統(tǒng)存在本質(zhì)的區(qū)別，其整體格局也有很大的差異性，城市生態(tài)系統(tǒng)格局的形成會(huì)受到城市區(qū)域自然環(huán)境、文化、歷史、政治以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的影響，其中城市區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境是對(duì)其影響力較大的因素。要實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)的合理布局，首要任務(wù)就是全面了解該城市區(qū)域的地理生態(tài)演變過程，找出地理生態(tài)演變過程中促使城市生態(tài)系統(tǒng)格局形成的決定性因素，從而對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)格局分布有一個(gè)更加深刻的認(rèn)識(shí)。

二、地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局之間的相互關(guān)系研究

地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局之間有著緊密相連的關(guān)系，在兩者的相互作用下可以產(chǎn)生一定的生態(tài)功能，然而兩者在相互作用的過程中易受尺度的影響與制約。對(duì)地理—生態(tài)過程進(jìn)行定量分析，可以有效明確城市系統(tǒng)格局的演變驅(qū)動(dòng)機(jī)制，掌握城市系統(tǒng)格局整體演變的趨勢(shì)。地理—生態(tài)過程是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部和不同生態(tài)系統(tǒng)之間的地形、地貌、地質(zhì)、能量及物質(zhì)等因素移動(dòng)或者遷移的轉(zhuǎn)變過程，在此過程中地理生態(tài)形式多種多樣，如地形地勢(shì)的轉(zhuǎn)變、土壤質(zhì)量的演變、對(duì)地理因素的干擾因素以及地理動(dòng)態(tài)因素等等，這些因素的不同變化過程會(huì)對(duì)城市系統(tǒng)格局產(chǎn)生或大或小的影響[3]。

在實(shí)際生活中，地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局往往是不可分割的，研究者所站的角度不同，其側(cè)重點(diǎn)也是不同的，本文筆者在研究過程中主要是從地理—生態(tài)過程角度出發(fā)對(duì)城市系統(tǒng)格局進(jìn)行深入探討。地理—生態(tài)過程多種多樣，在城市系統(tǒng)格局分析研究中忽略哪一種地理因素或條件，都無(wú)法保證城市系統(tǒng)格局的全面性與準(zhǔn)確性，同時(shí)還可以因?yàn)榈乩硪蛩氐牟缓侠響?yīng)用引發(fā)一系列的具體問題[2]。在城市系統(tǒng)格局研究過程中要保證格局的規(guī)范性與科學(xué)性，符合城市特色及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，與城市地理自然條件相適應(yīng)，那么在研究中需要充分明確城市系統(tǒng)格局在地理—生態(tài)過程中所發(fā)揮的意義，明確地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)功能之間的關(guān)系，在明確兩者相互關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行格局分析，突出城市系統(tǒng)格局的層次感與獨(dú)特性。

三、基于地理—生態(tài)過程的城市系統(tǒng)格局研究

任何生態(tài)過程都需要以景觀空間為主要依托，城市生態(tài)景觀對(duì)于生態(tài)過程的演變具有一定的宏觀控制作用，而地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局也是如此，地理—生態(tài)過程和城市系統(tǒng)格局在實(shí)際生活中的交融主要表現(xiàn)為非線性耦合與反饋關(guān)系，為了全面清晰的掌握地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局的關(guān)系以及兩者之間的相互影響性與制約性，本文筆者通過三種耦合模型的形式對(duì)其進(jìn)行了全方位的詮釋，以下是筆者以耦合模型為切入點(diǎn)對(duì)基于地理—生態(tài)過程的城市系統(tǒng)格局研究：

1.城市系統(tǒng)格局對(duì)地理—生態(tài)過程的驅(qū)動(dòng)作用

在城市系統(tǒng)格局對(duì)地理—生態(tài)過程的驅(qū)動(dòng)作用研究中，應(yīng)采用城市格局對(duì)生態(tài)過程的驅(qū)動(dòng)模型，該模型主要包括SWM模型、THMB模型以及ANSWERS模型，SWM模型重點(diǎn)模擬城市地理流域尺度上濕地的水、河岸帶以及地理營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)與保持過程，還有濕地與河岸帶對(duì)水文過程變化的影響，植物地下水與地理生態(tài)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。THMB模型則主要是用來(lái)定量模擬分析草地與森林對(duì)水文過程的影響。ANSWERS模型則是通過對(duì)城市地理生態(tài)環(huán)境中不同植被覆蓋下的流沙量及徑流量的模擬情況，合理分析植被對(duì)于生態(tài)徑流量以及產(chǎn)沙量的影響[4]。但這類模型往往存在的局限性，因?yàn)樵谶@種情況下城市格局的變化需要通過情景假設(shè)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)城市未來(lái)格局變化的大致趨勢(shì)以及影響因素沒有過多考慮，無(wú)法對(duì)未來(lái)地理—生態(tài)過程及城市系統(tǒng)格局的變化做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

2.地理—生態(tài)過程對(duì)城市系統(tǒng)格局的反饋?zhàn)饔?/p>

要明確地理—生態(tài)過程對(duì)城市系統(tǒng)格局的反饋?zhàn)饔?，?yīng)利用地理—生態(tài)過程對(duì)城市系統(tǒng)格局的反饋模型。在城市格局實(shí)際形成過程中格局變化易受多種因素的影響，地理—生態(tài)過程對(duì)于城市系統(tǒng)格局的反饋可以說是漫長(zhǎng)并且難以揣測(cè)，在建模上往往會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和機(jī)理欠缺等問題，比如說地理生態(tài)過程中的氣象因子、地形地貌、水文環(huán)境等等都會(huì)對(duì)城市系統(tǒng)格局的形成產(chǎn)生或多或少的影響[4]。在城市系統(tǒng)格局實(shí)際研究中要想發(fā)揮地理—生態(tài)過程對(duì)于城市系統(tǒng)格局的反饋?zhàn)饔茫敲聪嚓P(guān)研究者應(yīng)將地理—生態(tài)過程中所產(chǎn)生的特色因素合理融入到城市格局中，讓其在城市格局中充分發(fā)揮其獨(dú)特的價(jià)值，為城市系統(tǒng)格局增光溢彩。

3.地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局的相互融合

地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局實(shí)現(xiàn)相互融合，才能構(gòu)建和諧的城市生態(tài)系統(tǒng)格局，保證城市系統(tǒng)格局設(shè)計(jì)的自然性、科學(xué)性與可行性。在此過程中應(yīng)充分利用地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)布局耦合模型，在應(yīng)用中可全面發(fā)揮耦合模型的不同專業(yè)模型專長(zhǎng)，使模擬結(jié)果可以產(chǎn)生互相補(bǔ)充與驗(yàn)證的作用，這樣不僅能達(dá)到良好的融合效果，同時(shí)還能夠提高模擬精度[4]。在城市系統(tǒng)格局研究過程中借助先進(jìn)的模型集成工具將地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局有效耦合在一起，將地理—生態(tài)過程中的氣候條件、地形地貌自然特征、生態(tài)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、土壤水分及植物生長(zhǎng)與水文動(dòng)態(tài)融合在一起，可以實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)元間物質(zhì)的循環(huán)連續(xù)，發(fā)揮其共同作用力，使城市系統(tǒng)格局以最美最和諧的形式展現(xiàn)。

四、總結(jié)

我國(guó)地理自然環(huán)境較為復(fù)雜，不同城市的文化特征、人地關(guān)系也存在較大的地域差異性，伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)人地的相互作用關(guān)系也更加突顯，并且有了新的特點(diǎn)。過程、格局、尺度及功能是景觀生態(tài)學(xué)的核心內(nèi)容，本文從地理—生態(tài)過程的視角進(jìn)行城市系統(tǒng)格局研究，明確了兩者之間的相互作用與反作用關(guān)系，在滿足尺度及功能要求的基礎(chǔ)上將地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局合理融合，可以更好的展現(xiàn)城市獨(dú)有的特色與魅力。

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