融合生物多样性与景观认知评价的城市绿地规划与管理之研究综述

2016-05-08 16:03:38


邱玲 / QIU Ling 陈泓 / CHEN Hong 高天* / GAO Tian

摘要:在城市环境中,绿地在满足生物多样性的同时,面对居民游憩服务功能的压力越来越大。现实中城市生物多样性的保护与人类游憩活动往往相互冲突。传统的绿地规划与设计通常将生态学与社会学问题分开讨论,在城市绿地生物多样性和游憩性价值的整体研究中,缺少跨学科的理论研究方法。通过回顾英文文献,总结并分析了3类跨学科的理论框架体系及相关方法,以期今后为中国平衡与协调城市生物多样性保护和居民游憩娱乐活动为目的的城市绿地规划与管理提供理论依据和实践方法。

关 键 词:风景园林;绿地;生物多样性;跨学科理论;游憩娱乐

文章编号:1000-6664(2016)01-0092-06

中图分类号:TU 986

文献标志码:A

收稿日期:2015-04-25;

修回日期:2015-09-14

基金项目:国家自然科学基金青年项目“基于生态单元制图的城乡生物多样性保护体系构建”(编号31500582)、西北农林科技大学博士科研启动项目“基于景观认知偏好理论的城市生物多样性与居民游憩关系的研究”(编号Z109021501)和中央高校2015年科技创新专项项目“基于生物多样性保护与居民身心健康的城乡基础设施规划研究”(编号2452015159)共同资助

Abstract: In urban environments the pressure on green spaces to serve both biodiversity and human recreation is greater than ever. In practice, urban biodiversity conservation often has a conflict with human recreational activities. Since green space studies have often discussed ecological and social issues separately, interdisciplinary methods integrating biodiversity and recreational values in the urban green space planning and management have not yet been actively developed. Therefore, three main conceptual frameworks and their methods of trade-offs and synergies between biodiversity conservation and human recreation in urban environmental settings were identified and generalized based on a literature review. The relevant theories and methods can be used for Chinese green space planning and management to measure trade-offs and synergies between urban biodiversity conservation and human recreation.

Key words: landscape architecture; green space; biodiversity; interdisciplinary theory; recreation

1 城市绿地的生物多样性与游憩性

1.1 研究背景

高速的城市化发展常伴随着一系列的环境与社会问题,例如,生境的丧失和高度破碎化、环境恶化[1],以及人们源于缺乏亲近自然而产生的与城市生活方式相关的各种问题[2](如:精神紧张、抑郁、疲劳等)。随着城市化进程的加快,人们对城市绿地的研究兴趣逐步提高,以何种方式来发挥绿地功能,进而为城市居民带来裨益已成为当今城市规划中的核心问题[3]。大量研究表明城市绿地的游憩性价值对提高人们的生活质量起到重要的作用[4], 然而发挥这一重要作用的本质是城市绿地具有维持和提高生物多样性的能力[5]。

1.2 存在的问题及原因

然而在实践中,同时体现城市绿地生物多样性和游憩性的价值却十分困难。保护生物学家发现在维护生物多样性的同时,满足人们对绿地游憩性的需求是一项复杂且极具挑战性的工作[6]。其原因主要包括3个方面:1)传统的绿地研究都是将生态学和社会学问题分开讨论,因此在研究过程中二者将不可避免地产生分歧与冲突,其中最典型的矛盾正是来自生物多样性保护与居民休憩娱乐活动之间;2)在绿地生态学与社会学研究中产生了一些知识鸿沟并有待填充,例如,人们对于生物多样性的认知、生物多样性对人们身心健康及休憩娱乐的影响等;3)缺少关于城市绿地的跨学科理论研究也是阻碍生物多样性保护与绿地游憩性价值和谐发展的一个主要因素。

1.3 研究目的

因此,在城市绿地规划中必须更加深刻地理解在何种程度上生物多样性保护与绿地游憩性能够相互兼容,并且在规划中能将二者的目的融合于一体。基于此,开展了本研究工作,其目的是:1)了解与总结关于结合城市绿地生物多样性和游憩性价值的研究前沿;2)了解影响城市绿地生物多样性和游憩性价值的原理与因素,以及因素间的相互关系;3)为今后平衡与协调城市生物多样性保护和居民游憩娱乐活动为目的的绿地规划与管理提供理论依据和实践方法。

2 研究材料与方法

文献检索工作于2014年1—3月展开。检索的文献主要集中于同行评议的科学论文、会议论文以及书目章节,检索数据库为Scopus与Web of Science。依据Pullin与Stewart的建议,为了使检索具有较高的针对性从而取得较少但相对准确的检索结果,本研究所使用的检索词组合为:Urban * AND biodiversity AND recreation * (星号“*”指的是单词的开放性结尾,即包含该词根的所有英文单词都被视作检索词)[7]。检索词组合应用在数据库Scopus中的检索字段类型为“论文标题、摘要、关键字”,在数据库Web of Science中为“主题”。对于检索结果,详细检查每一篇文献的标题和摘要,对满足以下入选标准的文献进行全文下载,反之排除该文献。文献的入选标准为:1)发表为同行评议的科学论文、会议论文或书目章节;2)以英文撰写;3)在文献中同时涉及城市绿地生物多样性与游憩性两方面;4)于2014年1月之前发表;5)可以在数据库Scopus和Web of Science中进行文献全文下载。

由于文献之间的相异性,如:绿地类型、生物多样性关注重点、娱乐类型、研究方法、研究尺度等,定量分析法以及荟萃分析法并不适用于本研究。因此,作者采用了定性分析的方法对数据进行分析与评价,相似的研究方法也曾被应用于其他关于城市绿地的研究中。具体而言,作者对符合条件的文献先逐一重点分析,接着依据研究方法与目的的异同将文献归类进行综合分析,进而阐述并总结城市绿地生物多样性和游憩性的相互关系及综合应用。

表1 关于融合生物多样性和游憩性价值的城市绿地与管理概念框架体系的发表刊物分布信息表

3 结果分析

检索结果显示,178篇文献出自Scopus,149篇出自Web of Science,其中91篇文献重复,即在2个数据库中共计检索出236篇文献。依照文献的入选标准对此236篇文献进行详细筛选,58篇文献被最终选定,其中个案研究40篇,大宗数据分析7篇,文献综述11篇(表1)。在这58篇文献中,按照研究地点划分,欧洲占64%(n=37篇),北美占17%(n=10篇),亚洲占15%(n=9篇),南美和非洲各1篇占2%(表1)。本调查发现有关城市绿地生物多样性和游憩性研究的文章一共涉及四大洲19个国家,且缺少大洋洲国家的案例。通过类比分析,此58篇文献被归为三大类关于描述生物多样性和游憩性的城市绿地规划与管理的概念框架体系(图1),每类概念框架都有其特定内涵以及不同的研究方法,用于实际的城市绿地规划与管理(表1)。

3.1 城市绿地规划与管理

城市绿地规划与管理在反映当前人们对环境的意识形态、美学特征以及潜在的问题中具有非常重要的作用[8]。城市绿地通过良好的规划管理,不仅可以满足人们对室外游憩娱乐的需求,而且也可以为野生动植物提供适宜的生境从而丰富城市的生物多样性。为了实现生物多样性与居民游憩性价值最大化这个双赢的目标,现代城市绿地规划与管理策略已越来越注重社会—生态系统(social-ecological system)综合规划管理方式的使用,通过制度性规定聚焦并调节人们活动与生物环境之间的相互作用[9]。其目的在于使社会科学与自然科学能够紧密联系,将可持续性发展理念运用到人文景观中来[10]。目前, 其常见的应用方法包括:城市绿道与生境网络法、指标评价法、景观信息可视化法及公众参与法。

3.1.1 城市绿道与生境网络法

城市绿道与生境网络的营建通常被视为城市绿地规划与管理的一种常见方法,用以丰富城市生物多样性与提高人们游憩娱乐的质量。绿道与生境网络能够把居住区和开敞绿色空间联系起来,在提高人们游憩娱乐质量的同时还利于环境的改善及动植物的迁移[11]。绿道和生境网络的规划方法和模型设计是多种多样的,涉及绿地保护的先后次序,即核心区、周边地区以及生态步石的规划,同时还需考虑规划尺度的动态变化。例如:Rodriguez-Rodriguez在人口密集的城市中心区域设计了一套生态综合网络规划模型应用于城市生物多样性保护[12]。Haight等提出了一套双目标两阶段式的绿地结构优化模型,其目的在于:1)最大化地保护城市绿地的物种丰富度;2)最大化地保护城市绿地可容纳的游客人数[13]。Önal与Yanprechaset制定了一套大尺度线性规划模型,将生态、经济和社会目标三者融合在一起,建立最优化的自然保护区设计方案[14]。Teng等基于籽粒容量分析和代用指标提出一套成本最低的路径模型,整合多方面绿地需求用以识别优先规划的绿道网络[15]。Briffett在研究新加坡城市绿色廊道系统管理中提出在可接受的预算成本情况下应加强本土生物多样性的维护和管理,并为该类地区提供充足的可达性来满足不同使用者的游憩娱乐需求间的相互兼容[16]。



图1 3类融合生物多样性与游憩性价值的城市绿地规划与管理的概念框架研究分布

3.1.2 指标评价法

指标评价法是城市绿地规划与管理的常用工具,用以明确规划目标以及评价生物多样性保护与人们游憩质量的综合规划与管理效果[17]。合格的评价指标应该能够应用于不同的空间尺度并能够描述各个类别的景观功能[18],通常包括如绿地数量、质量以及绿地的可达性等。例如,Müller利用生物多样性参数、绿地连通性和通达性等指标综合评价了德国不同的大中小城市绿地所蕴含的生物多样性价值和游憩娱乐性价值,为以生物多样性和游憩为导向的城市绿地规划与管理提供了重要的参考依据[19]。Giulio等利用城市绿地破碎化指标对城市生物多样性和绿地游憩性的影响进行了评价,依据评价结果制定了新的绿地规划与管理方案,以期能够提高当地的绿地质量[20]。Tsuchiya等在研究东京城市森林系统规划与管理中利用相关的社会经济学和生物物理学的参数评价并分析了影响林下层的因素和机理,以期探寻最适合的规划与管理机制来丰富该地区生物多样性和文化娱乐服务功能[21]。

3.1.3 景观信息可视化法

景观信息可视化法能够在城市绿地规划与管理中同时展现绿地生物多样性价值和人们游憩娱乐需求。Digiovinazzo等通过GIS技术运用场景可视化手段将绿地生态功能最大化,同时使用模糊逻辑融入绿地的社会属性价值进而创建了综合性多功能景观。该类方法不仅能够提高城市生物多样性,而且可减轻城市道路以及其他建成区空间对人们游憩娱乐质量的影响[22]。Geneletti与Duren在空间环境中利用多目标可视化决策分析技术进行公园分区,并根据不同目标评价不同类型绿地的属性
[23]。

3.1.4 公众参与法

尽管绿地规划师们对维护生物多样性方面感兴趣,但往往缺少相关知识和资质以及缺少具体实施方案的人员或组织[3]。因此,为了实现绿地生物多样性与游憩性相容的规划目标,多方组织参与绿地规划方案需吸收、采纳多方意见与建议,如:不同专业从业人员(生态学方面的、社会学方面的、心理学方面的等)、相关政府部门、绿地使用者等。

3.2 融合生物多样性与游憩性价值的城市绿地规划与管理方法的概念框架

通过大宗文献综述分析发现,融合生物多样性与游憩性价值的城市绿地规划与管理方法主要集中于社会学、生态学及社会—生态学科相结合的范畴内,按照学科领域可以划分为景观认知与偏好的社会学概念框架、城市生态学措施的生态学概念框架及城市生态系统服务评价的社会—生态结合的概念框架。

3.2.1 景观认知与偏好的概念框架

1)景观认知与偏好的作用与机理。

Uzzell指出环境问题往往源自人类对环境的情感与认知[24]。为了更好地发挥城市绿地生物多样性和游憩性价值,了解人们对生物多样性的认知和偏好就变得十分重要[25]。Stokes指出当今世界许多现存的物种只有在人们选择保护的前提下才能够继续生存,这意味着人们的偏好对于一些物种的生存与发展在很大程度上成为重要的决定性因素[26]。因此,人类的生物多样性偏好不仅对实施生物多样性保护起到积极作用,而且还能反映出何种生物多样性是人类偏爱的,而哪些是反感的
[25]。根据Kaplan R与 Kaplan S的理论,人类偏好可以被视为是对适应合适环境偏好的一种表达,而这种环境包括各种支持人类活动的元素与空间[27]。Hudson认为人们的景观偏好来源于景观要素的空间排列、色彩、形状以及其他有利的环境视觉特征,从而激发出人们自发的审美满足感[28]。一些景观偏好模型所测算的相关因子,如:复杂性(complexity)、新奇性(novelty)、不协调性(incongruence)、惊奇性(surprisingness)、一致性(coherence)、易辨性(legibility)、神秘性(mystery)、眺望性(prospect)和规避性(refuge),都可能解释人们的景观偏好机理[27]。尽管景观偏好与认知自成一套体系,然而关于人们感知和欣赏城市绿地景观所蕴含的生物多样性方面的理论仍然十分薄弱[29]。其中典型的理论空白包括:人们对生物多样性的认知、生物多样性对人类偏好和身心健康的具体影响以及人们的生态学知识对于生物多样性认知与偏好的作用。人们寻找不同类型的体验可能需要不同的环境条件来满足[30],同时,人们的认知与体验反过来也可以塑造和定义不同的环境。因此,环境的特质取决于人们的认知与环境之间的相互作用,通过相互作用,人们的认知与环境都经历着塑造与被塑造的过程[31]。最终环境的特征属性将通过人们的认知,即人们对该环境的意见和看法,反映出来。因此,人们对绿地中所蕴含的生物多样性的认知与偏好对于平衡和协调生物多样性保护及居民游憩娱乐活动之间的矛盾具有极其重要的作用。

2)景观认知与偏好的方法。

(1)绿地感知属性法(Green Space Perceived Sensory Dimensions)。

许多关于景观认知与偏好的研究认为人们对于绿地的感知价值可被划分为某些特定的特征,而这些特征很大程度上反映了人们对于不同类型绿地的游憩需求
[32-34]。近几十年来,这些感知特征常常被视为一种工具应用于不同的方面,如绿地质量的评价、绿地辅助设计、绿地游憩体验图谱的绘制,以及相关规划政策的制定等[35-37]。 Skärbäck指出利用地理信息系统(GIS)技术识别绿地每一类被感知的属性并将其标识在图谱中为绿地质量评级提供了一个相对合理且直观的途径
[35]。Qiu发现绿地的8类感知属性(平静性、自然性、物种丰富性、空间性、眺望性、规避性、社会性和文化性)不仅可以反映公众自我报告的游憩体验,而且还可以与绿地的生态单元类型及生物多样性信息相联系,进而为维护城市生物多样性的同时满足居民各类游憩需求提供了极大可能[38]。

(2)游客受雇拍照法(Visitor-Employed Photography,VEP)。

游客受雇拍照法是当下一种比较流行的用来研究人们对生物多样性认知与偏好的方法[16,25]。游客受雇拍照法是20世纪70年代由G. J. Cherem 引入的一种方法。该方法有一套完整的程序,包括向调查对象发放相机,邀请拍摄与调查目的有关的内容等,并通过调查对象拍摄的照片生动地描述被调查区域的环境。最初,这种方法是用来提取目的地形象的属性,经过多年的发展,游客受雇拍照技术法已经在景观认知与偏好评价、户外娱乐体验和社区规划中广泛使用[39]。相较传统的室内照片引谈法(photo elicitation),游客受雇拍照法能够更好地反映调查者在现场的真实体验,能够捕捉包括嗅觉、听觉和触觉等在内的一系列潜在动态因素。这些因素都可能正面或负面地影响人们对生物多样性的认知和偏好[40]。

(3)心理调查法及教育活动。

利用问卷调查、电话调查、面谈访问等了解居民对城市生物多样性保护及绿地游憩娱乐的态度和意见是获取景观感知和偏好信息最直接的手段[41]。此外,开展相关生物多样性保护对于人们游憩需求的教育活动也是必不可少的。通过专家解答或开展关于生物多样性保护重要性的教育活动,如主题讲座、信息宣传栏、媒体传播等,可能是避免人类活动对其产生影响甚至破坏最直接的一种方法[29]。

3.2.2 城市生态学措施的概念框架

城市生态学将城市理解为一个特殊的生态系统,主要研究:1)社会、经济、生态与环境特征空间结构之间的关系以及其特征随着时间的推移产生的动态变化;2)能量和物质的流动以及人们对其产生的影响;3)改善城市环境质量的选择方案
[42]。城市生态学的发展为平衡和协同生物多样性与绿地游憩性价值的目标提供了可操作的实践方法,主要包括城市生态单元制图法、人为干扰分析法、生物多样性替代法。

1)城市生态单元制图法。

为了应对城市化带来的大量自然生境和物种的丧失、人们接触自然机会的减少,欧洲很多国家在城市地区开展了一系列关于自然保护的项目。其中一个主导项目被称为“城市生态单元制图”(Urban Biotope Mapping)方案,其目的是为了识别和详述现存生境/景观单元的数量及质量,从而为制定城市景观规划与设计方案提供最基础、最直观的数据[43]。目前,城市生态单元制图法已成为城市自然保护的一种重要工具,它不仅能够为城市规划提供数据并能预测城市化进程对生态系统的影响,进而使我们能够更客观地评价生态系统要素。另外,Gao等发现融入植被结构因子的生态单元制图能够更有效地实施城市生物多样性保护及满足人们游憩娱乐的需求[44]。

2)人为干扰分析法。

由于急剧的城市化发展以及人们的娱乐活动往往集中在生物多样性热点区域,因此我们需要了解如何降低人为干扰对城市生物群落的影响。Blumstein等扩展了抵抗天敌行为(anti-predator behaviour)的理论研究,将人为干扰视为相似的天敌行为,从而了解并预测不同物种应对人为干扰的方式[45]。Markovchick-Nicholls等发现保持或提高绿地斑块的面积大小,尤其对于动物种而言是维护物种丰富度的一个重要因素。通过分析人为活动对生物多样性相关干扰,并制定相应控制措施是协调生物多样性保护与人们户外游憩活动之间最直接的方式之一[46]。

3)生物多样性替代法。

此外,合适且易测量的生物多样性指示或替代因子也可能被用以评价城市绿地的质量[27]。Pullin认为生物多样性指示或替代因子可以反映生物多样性维护水平以及检验整合社会与生态属性为目的导向的城市规划策略[47]。Margules与Pressey设想某一群类的物种丰富度可以反映其他群类的物种丰富度,并有可能代表指定区域的整体生物多样性[48]。然而,Ficetola等却发表了不同看法,由于生存在相似生境条件下的物种对于相同的外界干扰因素可能具有不同的反应,高度受人为活动影响的焦点物种很难发挥多物种保护伞的作用[49]。因此,选择合适的生物多样性指示或替代因子对于反映实际生物多样性价值来说至关重要。

3.2.3 城市生态系统服务评价的概念框架

生物多样性和人们游憩娱乐作为城市生态系统服务中最重要的2个方面,即生态与社会,在社会—生态复合系统中发挥着重要的作用。在相关规划过程中综合考虑并评价两者生态系统服务功能将改变单一的规划发展决策。因此,城市生态系统服务评级的概念框架可以被视为一种工具,用于平衡和协同城市生物多样性保护和人们游憩娱乐活动需求,进而提出有利于人们身心健康的城市可持续发展规划方案。目前有关城市生态系统服务评价的方法通常从经济学角度划分为两大类:城市生态系统服务经济价值评估和城市生态系统服务非经济价值评估。

1)城市生态系统服务经济价值评估。

城市生态系统服务经济价值评估旨在通过城市绿地社会属性促进其经济价值,其中包括非商业性绿地的环境产品与服务并考虑到其未来使用价值和地点特异性价值的不确定性因素。城市生态系统服务经济价值评估涉及一系列显示性偏好的方法,例如:旅行成本法、 特征价格法、叙述性偏好法[如:条件价值法(Willing to Pay,WTP)和选择实验法(Choice Experiments)等][50]。城市生态系统服务经济价值评估体系对城市绿地生物多样性和居民游憩性价值的融合有两方面价值:1)量化的经济数据是政策手段中的重要参数,可指导调节现有政策并决定市场成败;2)在决策过程中利于确保项目的透明性[51]。例如,Bateman等通过结合数学建模和评估技术对英国国家生态系统服务功能因一系列土地利用变化而受到影响的场景进行了经济价值评估。其中,有关生物多样性和绿地游憩性的价值评估是以经济数据的形式呈现,这为决策部门进行下一步规划和调整重点提供了有力依据和数据参考[52]。

2)城市生态系统服务非经济价值评估。

由于生态系统服务功能不仅归因于生物体本身,而是靠社会—生态系统综合作用而产生,因此城市生态系统服务非经济价值评估试图阐明产生生态系统服务功能与人类福祉的社会和生态要素之间的动态关联[53]。关于城市生态系统服务非经济价值评估的方法有很多种,大体可以分为以下3类。1)评价法,即生态系统服务质量评估,如:住宅环境评估工具、环保绿旗奖、生态系统服务指示系统等[54]。2)参与法,即应用人们观点作为评价城市生态系统服务的主导因素,具体包括公民生态实践、参与式规划等[50]。3)集合式框架法,将涉及城市生态学、社会学及其他方面的因素综合考虑,构成综合评价体系[4]。例如:Haase等利用不同时空结构因素对德国莱比锡市的生态系统服务功能包括气候调节功能、绿地游憩功能、生物多样性功能、食品供应功能和碳存储功能进行综合评价,并计算出不同功能之间相互协同和平衡的土地面积,为今后该市合理规划利用土地提供有力保障[55]。

4 结语与讨论

本文研究发现在236篇相关科技论文中仅有58篇涉及关于融合城市绿地生物多样性保护和人类游憩方面的内容。通过对比分析,识别并概括了3类关于融合两者价值的城市绿地规划与管理的概念理论框架和相关方法。其相关概念理论框架包括:景观认知和偏好的社会学概念框架、城市生态学方法的生态学概念框架及城市生态系统服务评价的社会—生态结合的概念框架。研究表明这3类概念框架往往彼此相关。例如,金融城市生态系统服务评估原理是基于人类认知和偏好的理论框架对城市自然进行社会属性的评价。非金融城市生态系统服务评估则利用城市生态学和社会学的方法如公众参与规划、公众生态实践等实现生物多样性与游憩性价值的综合评价。此外,一些城市生态学的方法,如生物多样性替代、人为干扰分析等都可以结合到城市生态系统服务的概念框架中更好地评价城市生物多样性和游憩性价值。

生物多样性和游憩性在城市绿地中发挥最重要的生态系统服务功能,应该通过一系列包括生态的、社会的及经济等方面的标准对其进行定期评价和监控,以期最大化地实现对人类和其他物种的裨益。将生物多样性保护与公众幸福安康同盟作为城市绿色议程的部分内容,这也取决于更好地了解人与自然相互作用的关系。只有当人们意识到生物多样性的水平,人们才可能对生物多样性高的环境产生特殊的偏爱,而为此愿意支持生物多样性的保护工作。因此,开展人类对生物多样性认知和偏好的研究将允许生物保护学家和城市绿地规划师分享人们偏爱和使用绿地的信息,进而在决策过程中能够为平衡和协同生物多样性保护和人类游憩提供更完善的解决方案。最后,本研究希望有助于对融合城市绿地生物多样性和游憩性价值方面的研究提供一个新的兴趣方向。

注:文中图表均由作者绘制。

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(编辑/李旻)

作者简介:

邱 玲/1981年生/女/陕西西安人/博士/西北农林科技大学风景园林艺术学院讲师/研究方向为生物多样性保护与景观认知与评价(杨凌 712100)

陈 泓/1979年生/男/安徽庐江人/硕士/安徽大学艺术学院讲师/研究方向为景观规划与设计(合肥 230601)

高 天/1982年生/男/陕西西安人/博士/西北农林科技大学风景园林艺术学院副教授/研究方向为生物多样性保护(杨凌 712100)

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