自然生态系统的基本原则在线视频

同学们大家好

我们这个章节

和大家探讨一下

风景园林与自然系统

我们前面已经反复

提到过生态的问题

这也是本学科研究

和专业实践重要的内容之一

我们不妨再回顾一下

从20世纪60至70年代开始

经济发展和社会繁荣带来了

急剧增加的污染

严重的石油危机把人们

从工业时代的富足梦想中唤醒

人们开始思考环境危机的根源

认识到一味摄取自然资源来

扩大生产的资本主义运作方式

会造成资源的枯竭

于是我们开始注意到

环境污染所导致的严重问题

最为重要的是一本1962年美国

生物学家蕾切尔卡逊出版的名为

《寂静的春天》这本书

书中阐释了农药杀虫剂DDT

对环境的污染和破坏作用

该书被认为是20世纪

环境生态学的标志性起点

引发了公众对环境问题的注意

促使环境保护问题

提到各国政府面前

各种环保组织纷纷成立

从而促使1972年6月12日

在斯德哥尔摩召开了

人类环境大会

并由各国签署了

人类环境宣言

我们背景材料说到这里

下面我们先来看一下

自然生态系统的基本原则

自然生态系统指由生物群落

与无机环境构成的统一整体

是人类生存和发展的基础

自然生态系统经历了大约

数十亿年演化而形成

在人类产生之前

这种演化一直是朝着有利于

人类产生的方向发展的

虽然一些科学家认为

生态系统对于人类而言

还是个谜

对生态系统的认识

和实质还知之甚少

但目前生态系统的研究

已经取得了一定的成果

自然生态系统的一些基本的原理

应当被风景园林设计师所遵循和运用

首先是什么呢

首先是生物仅在特定的环境下生存发展

任何一种生物的生存环境

都存在着很多的生态因子

如气候 土壤 地形

生物等等

这些因子彼此之间相互制约

相互组合构成了多种多样的生境类型

生物的生存和繁衍都依赖于

这些特定的生境类型

生物仅在特定的环境下生存和发展

风景园林实践中

保护当地生物的生存环境

以及根据当地的环境条件

进行植物景观

和生物栖息地的营建

是设计师首先要遵循的原则

随着全球变暖

一些原来南方的树种有可能

在更北一些的地方生活

在经过科学论证的基础上

作为引种试验可以尝试

但是如果完全不顾植物的生长要求

直接南树北移

运用到我们的设计当中

这个不符合科学规律的

前些年有个别的城市

在城市绿地中种植华南植物

用昂贵的养护管理措施

甚至地热来维持其生存

这个做法是反生态的

下面我们看一下

自然生态系统的第2项基本原则

相互影响 相互制约

生态系统中的生物之间

不同生态系统间

甚至生态系统中的

生物与环境之间

均存在相互依存和相互制约的关系

彼此互相影响

这种影响有些是直接的

有些是间接的

有些是立即表现出来的

有些需要滞后一段时间

才显现出来

一言以蔽之

生物之间和生态系统间

的相互依存与制约关系

是普遍存在的

例如关于红树林的报道

我们是屡见不鲜

红树林曾经覆盖了热带

和亚热带四分之三的海岸线

但由于气候的变化

和人类的干预

带来的红树林生存环境发生改变

现在只有一半得以幸存

红树林区域是多种鱼

虾和蟹等经济海产隐蔽

生长和繁殖的良好场所

红树林的减少

带来的是动物栖息环境的变化

会引起海洋食物链的波动

最终引起生物多样性的危机

因此在我们风景园林的实践中

设计师特别要注意调查研究

摸清场地内部

与外部各要素之间的关系

考虑到建成项目

可能会产生的环境影响

无论是短期的还是长期的

明显的还是潜在的

做到统筹兼顾

自然生态系统的基本原理

第3项是什么

是食物链原理

生态系统中的能量流动

是借助于食物链

和食物网来实现的

通俗的讲

就是各种生物通过一系列

吃与被吃的关系

彼此之间互相紧密地联系起来

在风景园林实践中

根据食物链原理进行减链

或者加环

我们可以保护自然环境

提高资源的利用效率

此外还可通过加环的

方式考虑到废物

能源的再生

提高能源的利用效率

斯德哥尔摩的

哈默比湖城在建设中

采取的废污水处理

垃圾处理和能源供应的技术策略

以及相互之间的循环

联系被总结为

一个生态循环的模型

即著名的哈默比模型

自然生态系统的基本原理

第4项是生物多样性

导致稳定性

一个由众多生物物种

组成的复杂生态系统

总是比一个只有少数几个

物种组成的简单生态系统

更能承受自然灾害

或人为干预的打击

从而保持较好的稳定状态

这是因为什么

因为复杂的生态系统

食物网也复杂

能量 物质和信息输入

输出的渠道众多密集

因而流量大 速度快

生产力高

生态系统抵御外力

干扰的能力就越强

一般不会由于

某一个物种的消失

而引起整个系统的失调

甚至是崩溃

即使个别途径被破坏

系统也会因多样物种之间的相生相克

相互补偿和替代而保证能量流

物质流 信息流的正常运转

使系统结构被破坏的部分得到修复

恢复原有的稳定状态

或形成新的稳定状态

于是在风景园林实践中

维护生物多样性

是一个重要的生态原则

例如针阔混交林就比

树种单一的纯林更能抵御自然灾害

树种单一的马尾松林

在松毛虫的侵害下

可能遭受巨大损失

乃至全盘崩溃

而非单一树种组成的

针阔混交林的稳定性就强得多

即使遭受危害也只是部分的

某种程度的

一般不会是毁灭性的

在物种特别丰富的

结构特别复杂的热带雨林

这种对抗灾害的

稳定性是最强的

因为它被认为是

维护地球生态系统

健全最重要的

一种森林生态系统

自然生态系统的

基本原理第5项是什么呢

是生态金字塔原理

生态金字塔把生态系统中

各个营养级

有机体的个体数量

生物量或能量

按营养级位顺序排列并绘制成图

其形似金字塔

故称生态金字塔或生态锥体

可分为能量金字塔

生物量金字塔

和数量金字塔三类

在风景园林实践中

最能体现

生态金字塔原理的就是

尽可能的增加

食物链中的生产者

绿色植物的数量

才能产生更多的氧气

提供更多的资源

吸引更多的动物

提高生物多样性

使我们的生态环境更加健康

具体方式有保护森林

湿地等自然环境

尽可能在城市中

增加绿地面积

保护场地上原有的植被群落

尽可能的使用乔灌草

复合的群落结构

而不是单一的大草坪或者稻田

自然生态系统的基本原理

第6项是群落演替

演替是一种导致生态更复杂

和更稳定的变化过程

演替也意味着

在某一特定地区内

总的生物量的增加

演替不断地从一个阶段向

另一个阶段发展

直到变化率低到

不可测知的程度

代之而起的

是一个成熟的群落

称之为演替顶级群落

群落演替是一个高度有序

而且可以预测的过程

通过演替群落最终都要发展

成为完全由当地气候

所决定的顶级植被群落

如果是发生在

森林气候环境条件下

其演替系列可概括为

裸岩 地衣群落 苔藓群落

草本植物群落 灌木群落

乔木群落

如果发生在淡水湖泊里

其演替系列可概括为

开敞水体 沉水植物群落

浮叶植物群落 挺水植物群落

湿生植物群落 陆地中生或旱生植物群落

群落演替的阶段是依次进行的

不可跳跃

当演替处于早期阶段

系统对干扰的抵抗力弱

但是恢复能力比较强

而当植被达到演替顶极阶段时

它的抗干扰能力强

而恢复能力比较弱

对于风景园林实践

其意义在于

群落的演替在自然界里是普遍现象

而且是有一定规律的

只要我们掌握了这种规律

就能根据现有情况

来预测群落的未来

从而正确地掌握群落的动向

使之朝着有利于

人类的方向发展

掌握群落演替的规律

可以对其进行科学有效的干预

加快或者中断演替的进程

比如植树造林

杭州的江洋畈生态公园

便是一个很好的实例

自然生态系统的基本原理第7项

是生态边缘效应

现代生态学所论及的

边缘效应是指

在两种或多种生态系统

交接重合的地带

通常生物群落结构复杂

某些物种特别活跃

出现不同生态环境的

生物种类共生的现象

种群密度也有显著的变化

竞争激烈

生存力和繁殖力也相对更高

例如海洋的高产区

都集中在同陆地

岛屿交接的地方或河口

海湾地区

其原因是在边缘地带

会有新的微观环境

生物多样性比较高

边缘地带为生物提供

更多的栖息场所和食物来源

允许特殊需求的物种分布和定居

从而有利于异质种群的生存

并增强了群居个体觅食

和躲避自然灾害的能力

在风景园林实践中

我们要充分利用不同生态系统

之间的边缘效应

把这种边缘效应结合在设计之中

注意不同生境交接地带的保护

规划和设计例如

对于水陆过渡带上

具有丰富的物种多样性

规划中要考虑到这种

自然状态给人类带来的生态服务

自然保护和休闲功能

不宜简单的用水泥护衬

破坏原来多样的生境

自然生态系统的基本原理

第8项是生态系统的

反馈调节和生态平衡

自然生态系统属于开放系统

具有相当的自我调节机制

所以在通常的情况下

生态系统会保持

自身的生态平衡

当生态系统达到

动态平衡的最稳定状态时

它能够自我调节

维持自己的正常功能

并能在很大程度上

克服和消除外来的干扰

从而保持自身的稳定性

有人把生态系统比喻为弹簧

它能忍受一定的外来压力

压力一旦解除就

恢复原初的稳定状态

这本质上来讲就是

生态系统的反馈调节

比如对于一些

稍稍受损的生态系统

我们可以利用生态系统的

反馈调节机制进行干预

封闭起来让其自然愈合

恢复到健康状态

在一些大型的城市公园中

设计师有时也会

划出一定范围的土地

让自然自由的进行管理

避免人为干预带来影响

进行生态恢复

或者生态知识的教育以及展示

但是生态系统的这种自我调节

功能是有一定限度的

当外来干扰因素

像火山爆发 地震

人类修建大型工程

排放有毒物质 喷洒大量农药

当这些干扰超过一定限度时

生态系统的

自我调节功能就会遭到破坏

从而引起生态失调

甚至导致生态危机

而恢复被破坏的生态系统是

一项非常困难和复杂的任务

自然生态系统的基本原理

第九项是永恒的物质循环

生态系统的能量流动推动着

各种物质在生物群落

与无机环境间循环

各种物质都能以

可被植物利用的形式重返环境

这个是生态系统运动的基本原理

这里的物质包括组成生物体的基本元素

碳 氮 硫 磷 以及以DDT为代表的

能长时间稳定存在的有毒物质

根据循环途径

物质循环可以分为气体型循环

水循环和沉积型循环

以上三种循环类型

将整个生态系统联系起来

由于气态循环和水体循环

具有全球性

这个生态系统

并非家门口的一个小池塘

而是整个生物圈 大气圈

水圈和岩石圈

一个例子便是2008年5月

科学家曾在南极企鹅的皮下脂肪内

检测到了脂溶性的农药 DDT

这些DDT就是通过全球性的

生物地球化学循环

从遥远的文明社会

进入企鹅体内的

理解自然生态系统

永恒的物质循环的意义

在于在风景园林实践中

我们在每个角落的实践

其作用都会或大或小的对

全球环境带来一定的影响

就是所谓的蝴蝶的翅膀

也会给地球的另外一个角落带来直接或间接影响

至少我们在实践中

要减少有毒物质的使用

尽可能使用可再生物质

尽量保证废物再利用等等

尽量采用雨水花园

绿色屋顶等技术

来促进水循环

好的同学们

这节课先到这里

下次课见