基于地理-生態(tài)過程的城市系統(tǒng)格局分析

隨著人類對自然環(huán)境及資源開采的日益加劇，我國生態(tài)系統(tǒng)也面臨著被破壞的危機，在這一嚴峻形勢下保證地理—生態(tài)與城市系統(tǒng)格局的和諧共處是相關研究者的重要使命和任務。從某種意義上來說，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)動力及動因，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，城市生態(tài)系統(tǒng)格局通常會體現(xiàn)在城市區(qū)域中獨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)今一些具有獨特風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)境長期影響的結果。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以及城市職能的變化，城市生態(tài)系統(tǒng)格局也會一步步演變。例子中的著幾個地區(qū)都屬于山地城市，在形成時易受地形影響，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]。隨著我國社會文明的快速建設與發(fā)展，我國地理生態(tài)也走向一個變化的過程，而城市生態(tài)系統(tǒng)格局在地形的影響下，會形成不同風格不同特色的生態(tài)系統(tǒng)格局。近年來我國城市化進程不斷加快，隨之而來的環(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)展機會剝奪等，這些現(xiàn)象會加快城市資源能源的流失，使土地利用類型更加復雜化，同時還會造成社會文化的劇烈變動，并且這種矛盾往往在城市系統(tǒng)的集中域與交互面，這對城市生態(tài)形成良好的系統(tǒng)格局設置了一道阻礙。因此在當今形勢下，如何對城市地理—生態(tài)過程進行調(diào)控，協(xié)調(diào)城市生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部關系，實現(xiàn)城市地理相關資源與空間的優(yōu)化配置成了相關研究者尤為關注的話題[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)，同時也是經(jīng)濟、社會、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)是由多種要素構成，如城市商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、公共設施服務區(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，其格局如何與城市土地開發(fā)利用情況有著密切關系。就一般情況而言，我們從一個城市區(qū)域的地形地貌、水文氣象、地表結構及生物區(qū)系的角度來看，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)無不展現(xiàn)了城市對地理生態(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)格局的形成會受到城市區(qū)域自然環(huán)境、文化、歷史、政治以及社會經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的影響，其中城市區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境是對其影響力較大的因素。要實現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)的合理布局，首要任務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，從而對城市生態(tài)系統(tǒng)格局分布有一個更加深刻的認識。

二、地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)格局之間的相互關系研究

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。對地理—生態(tài)過程進行定量分析，可以有效明確城市系統(tǒng)格局的演變驅(qū)動機制，掌握城市系統(tǒng)格局整體演變的趨勢。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，如地形地勢的轉(zhuǎn)變、土壤質(zhì)量的演變、對地理因素的干擾因素以及地理動態(tài)因素等等，這些因素的不同變化過程會對城市系統(tǒng)格局產(chǎn)生或大或小的影響[3]。

在實際生活中，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)對城市系統(tǒng)格局進行深入探討。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，都無法保證城市系統(tǒng)格局的全面性與準確性，同時還可以因為地理因素的不合理應用引發(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)范性與科學性，符合城市特色及經(jīng)濟發(fā)展情況，與城市地理自然條件相適應，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)功能之間的關系，在明確兩者相互關系的基礎上進行格局分析，突出城市系統(tǒng)格局的層次感與獨特性。

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)格局在實際生活中的交融主要表現(xiàn)為非線性耦合與反饋關系，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其進行了全方位的詮釋，以下是筆者以耦合模型為切入點對基于地理—生態(tài)過程的城市系統(tǒng)格局研究：

1.城市系統(tǒng)格局對地理—生態(tài)過程的驅(qū)動作用

在城市系統(tǒng)格局對地理—生態(tài)過程的驅(qū)動作用研究中，應采用城市格局對生態(tài)過程的驅(qū)動模型，該模型主要包括SWM模型、THMB模型以及ANSWERS模型，SWM模型重點模擬城市地理流域尺度上濕地的水、河岸帶以及地理營養(yǎng)物質(zhì)的流動與保持過程，還有濕地與河岸帶對水文過程變化的影響，植物地下水與地理生態(tài)中營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。THMB模型則主要是用來定量模擬分析草地與森林對水文過程的影響。ANSWERS模型則是通過對城市地理生態(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，因為在這種情況下城市格局的變化需要通過情景假設的方式來實現(xiàn)，對城市未來格局變化的大致趨勢以及影響因素沒有過多考慮，無法對未來地理—生態(tài)過程及城市系統(tǒng)格局的變化做出準確預測。

2.地理—生態(tài)過程對城市系統(tǒng)格局的反饋作用

要明確地理—生態(tài)過程對城市系統(tǒng)格局的反饋作用，應利用地理—生態(tài)過程對城市系統(tǒng)格局的反饋模型。在城市格局實際形成過程中格局變化易受多種因素的影響，地理—生態(tài)過程對于城市系統(tǒng)格局的反饋可以說是漫長并且難以揣測，在建模上往往會出現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)和機理欠缺等問題，比如說地理生態(tài)過程中的氣象因子、地形地貌、水文環(huán)境等等都會對城市系統(tǒng)格局的形成產(chǎn)生或多或少的影響[4]。在城市系統(tǒng)格局實際研究中要想發(fā)揮地理—生態(tài)過程對于城市系統(tǒng)格局的反饋作用，那么相關研究者應將地理—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)揮其獨特的價值，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)格局實現(xiàn)相互融合，才能構建和諧的城市生態(tài)系統(tǒng)格局，保證城市系統(tǒng)格局設計的自然性、科學性與可行性。在此過程中應充分利用地理—生態(tài)過程與城市系統(tǒng)布局耦合模型，在應用中可全面發(fā)揮耦合模型的不同專業(yè)模型專長，使模擬結果可以產(chǎn)生互相補充與驗證的作用，這樣不僅能達到良好的融合效果，同時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)營養(yǎng)物質(zhì)、土壤水分及植物生長與水文動態(tài)融合在一起，可以實現(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

我國地理自然環(huán)境較為復雜，不同城市的文化特征、人地關系也存在較大的地域差異性，伴隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國人地的相互作用關系也更加突顯，并且有了新的特點。過程、格局、尺度及功能是景觀生態(tài)學的核心內(nèi)容，本文從地理—生態(tài)過程的視角進行城市系統(tǒng)格局研究，明確了兩者之間的相互作用與反作用關系，在滿足尺度及功能要求的基礎上將地理—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)城市獨有的特色與魅力。

參考文獻：

[1]李偉峰，歐陽志云，王如松，王效科.城市生態(tài)系統(tǒng)景觀格局特征及形成機制[J].生態(tài)學雜志， 2009，24(4)：428-432

[2]楊德偉，楊職優(yōu)，崔勝輝，羅濤.地理一生態(tài)過程視角的城市系統(tǒng)研究[J].地理科學進展，2011,30（2）:164-170

[3]蘇常紅，傅伯杰.景觀格局與生態(tài)過程的關系及其對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響[J].自然雜志， 2012，34(5)：277-283

[4]呂一河，陳利頂，傅伯杰.景觀格局與生態(tài)過程的耦合途徑分析[J].地理科學進展，2007,26（3）:1-7

[5]傅伯杰，趙文武，陳利頂.地理一生態(tài)過程研究的進展與展望[J].地理學報，2009,66（11）:1123-1131