国外城市生态研究的主要方向与研究进展
X
刘力
(东北师范大学城市与环境学院,长春130024)
摘要: 对城市发展与环境的关系的思考蕴育了早期的城市生态思想,将城市作为生态系统研究标志城市生态学的诞生。20 世纪城市生态学经历了从思想萌芽到学科体系形成的重要发展时期,从芝加哥学派的人类生态学研究到MAB 的城市问题研究到美国的LTER 城市生态系统研究,都衬托着深刻的城市化与工业化背景。本文结合这种背景追踪了20 世纪主要的城市生态研究方向,概括其理论成就,评价其研究进展。
关键词: 人类生态学; 城市生态学; 城市生态系统
中图分类号: F292 文献标识码: A
1 城市生态思想的形成与发展
城市作为人类的聚居地,其形成与发展与环境条件密切相关。城市的发展依赖于良好的自然环境,同时也深刻地影响着自然环境。城市与环境之间的关系其实质是人类社会与生物圈之间的联系,这是城市生态思想的本质所在。城市生态思想从城市形成之初就有所体现[1 ] [2 ] 。在工业革命以前的几千年的城市发展过程中,人类社会和生物圈基本保持着平衡关系,城市的规模和形态受自然生态平衡的制约,城市生态思想仍属在自然哲学范围的思考。工业革命引发了现代城市化过程,并伴生一系列的城市环境问题。对这些问题的解决刺激了城市生态思想的发展。1898 年,英国学者霍华德( E. Howard) 提出的”田园城市”规划理论是工业化初期城市生态思想应用于城市开发规划中的具体体现。
进入20 世纪,随着生态科学的发展,城市研究及其开发规划中大量地吸收了生态学原理和方法。美国的芝加哥学派开创了人类生态学研究领域,其研究内容多集中于城市问题和城市生态环境与人的关系方面,奠定了城市生态学的研究基础。20 世纪70 年代,是城市生态学迅速发展的时期。由于系统科学的发展,特别是生态系统理论的形成,为城市生态研究提供了新的思维空间。以联合国教科文组织(UNESCO) 发起的人与生物圈(MAB) 计划为契机,展开了多学科广泛参与的城市生态的系统研究,特别提出了对城市生态系统的研究。
MAB 计划的研究成果,极大地推动了城市生态学的发展,对于其理论体系的形成至关重要。
但MAB 城市生态系统研究还没有走出城市中的生态学概念框架,距离一体化的城市生态系统研究还有差距。真正一体化的城市生态系统研究是在美国长期生态研究(LTER) 网络中进行的巴尔的摩和凤凰城的城市生态系统研究[3 ] ,通过将自然因素与人类活动因素综合进入城市生态系统的研究,建立了以城市生态系统为核心的完整的城市生态学理论体系。
从朴素的城市生态思想走向理论体系不断完善的城市生态学,城市生态研究领域不断拓展,并形成代表不同发展阶段的城市生态研究方向。20 世纪是城市生态研究取得丰硕成果的一个世纪,现就其主要研究方向介绍如下。
2 芝加哥学派的人类生态学方向
芝加哥学派是以美国芝加哥大学社会学系为代表的人类生态学及其城市生态学术思想的统称。兴盛于20 世纪20 - 30 年代,代表人物为帕克(R. E. Park) ,伯吉斯( E. W. Burgess) ,麦肯齐(R. D. Mckenzie) 等。帕克等人在吸收了19 世纪欧洲社会和生态学家,如达尔文(Darwin) 、斯宾塞(Spencer) 等的研究思想,并深受20 世纪初在美国兴起的动植物生态学研究理论的影响,形成了人类生态学的研究方向。其标志性的著作是《城市》,明确提出了社会和城市研究的人类生态学方向[4 ] 。他们的研究集中在“当时大量的欧洲移民和乡村人口迁移造成美国城市迅速扩张引起的社会变化”上。首先,帕克等人运用一些生态学概念,如演替、竞争、新陈代谢来描述人口迁移的不同阶段的社区功能和社会秩序,并提出一些社会无序的标识,如疾病、犯罪、疯狂与自杀等;其次,该学派将城市看作一个封闭的功能系统(社区) ,这一功能系统可以视为有机体,特别关注有机体的时空变化特征。在这方面,其突出的贡献在于伯吉斯构造的理想城市模式———同心圆结构(如图1 (a) ) ,将其应用于芝加哥的城市结构分析如图1 (b) 。麦肯齐对这种结构形成的解释是,移民的迁入过程中,城市的内部结构不断地进行调整,特定的文化群体和阶层在城市内进行着集中与分化过程,最终形成城市有机体的空间结构。
芝加哥学派的人类生态学研究方法,在20 世纪40 年代遭到美国社会学家的广泛批评。主要针对于(1) 关于人类社会结构和个体行为的生态解释; (2) 将经济功能组织和人口与服务的空间分布的形成机制简单化为竞争的结果,并视竞争为主要的、普遍存在的基本的机制; (3) 用宏观过程和基于统计的数理分析去认识个体行为。批评者认为,人类所特有的文化现象使其有别于其他任何物种。所有的人类行为都可以在不涉及到其生物学特征的情况下,在社会环境中得到解释。人类生态学等同于社会达尔文主义,会助长并使个体、种族及
社会不公平现象合法化。因而人类生态学的发展在20 世纪中期面临着巨大的挑战,芝加哥学派成为历史的一页。
3 联合国教科文组成的MAB 计划
20 世纪60 年代,美国学者卡逊(R. Carson) 在其《寂静的春天》一书中,提示了人类活动对生态环境的影响,引起世人的瞩目。随后在70 年代初,罗马俱乐部发表的一部研究报告———《增长的极限》,对世界工业化和城市化发展所做的估计,进一步激发了人们从生态学角度研究城市问题的兴趣。1970 年UNESCO 的第16 次会议决定发起MAB 计划。1971 年MAB委员会在巴黎会议上提出了14 个研究项目,其中项目11 为“城市和工业系统能量利用的生态学前景”,确立了MAB 的城市系统的生态学研究方向。MAB 城市研究计划主要致力于建
立城市系统的生态学范式基础。针对城市问题,开发跨学科、综合的概念和方法,以便更好地理解复杂系统(城市) 及其内陆腹地之间的关系[5 ] 。因此,MAB 城市研究计划是基于问题的具体案例研究,从70 年代以来,MAB 计划组织了不同学科的科学家(包括生物地理学家、生物化学家、社会科学家及至政治学家) ,在世界范围内建立150 多个研究基地,其中有代表性的包括香港、德国的法兰克福、瑞典的哥特兰岛、新几内亚的莱城、阿根廷的布谊诺斯艾丽斯、韩国的汉城等。对于指导城市开发规划与管理及决策支持意义重大,并发挥了重要的示范作用。
MAB 城市研究经历了三个阶段。70 年代初,主要围绕城市的能量、物质及废弃物循环展开研究。涉及城市及其腹地的关系、城市绿地的功能作用等问题。这些研究考虑了人类生态、社会文化以及经济和社会心理变量,以上各研究领域被视为MAB 城市研究的经典领域。从70 年代中后期至80 年代期间,MAB 城市研究积累了许多地方研究经验,开始进入广泛的国际合作研究阶段。这期间由MAB 组织的各种区域间、国际性区域规划研讨会在世界各地召开,广泛宣传地方研究经验并进行理论总结,于80 年代中期以后,逐渐明确了MAB城市研究的4 个重要研究领域,它们包括(1) 开发包括城市地区及其周围地区在内的城市化与环境变化之间的相互关系的模型; (2) 研究城市化带来的人口变化以及城乡人口流动的环境结果; (3) 示范领域的研究集中在城市的能量与物质循环研究; (4) 城市绿地的规划管理,包括市民对绿地的需求及土地利用与自然环境的负荷等。这些已经成为MAB 城市研究纲领,引导着其他MAB 城市研究的方向并沿用至今。进入90 年代,由于MAB 项目预算的减少,许多MAB 项目内容实际上是由MAB 国家委员会推动着。这期间的特殊研究方向包括,海岸带城市生态研究、城市气候和土壤研究等。
90 年代末期,MAB 城市研究出现的一个新领域就是将生物圈保留地(biosphere reserve)概念应用于城市开发中。这扩大了生物圈保留传统上仅限于自然保护区、国家公园等范围界定,将生物圈保留与城市问题关联起来,将进一步促进城市可持续发展。该项计划的目标之一还在于激发MAB 城市问题的讨论,并刺激热点问题的产生。事实上,MAB 城市研究在90 年代末期已处于停滞状态,而MAB 所开发的城市研究框架在美国LTER 网络中的两个城市生态系统研究中得到进一步拓展。
4 美国长期生态研究(LTER) 网络
美国长期生态研究是美国国家科学基金(NSF) 资助的长期生态系统动态研究项目。主要致力于5 个核心领域的生态系统研究,包括:初级生产研究、代表营养结构的种群研究、有机质的储存和动态变化研究、营养的运输与动态变化及生态系统干扰研究等。在长期的地方生态系统研究基础上,于1980 年成立LTER 网络,以便积累研究经验并形成综合的生态系统观点。该网络联络了20 多个在生态系统研究方面富有成效的站点,覆盖从热带到极地、从海岸到内陆的不同类型的生态系统。尽管各生态系统类型不同,在研究方法与专门技术的应用方面有很大差别。但所有的LTER 的共同特点在于[6 ] ,它们都考虑了两类变量,一是自然要素(地质基础、气候、水文过程、物种和其他地理要素) ,二是与人类活动相关的要素(土地利用、物种引进、资源消费、废弃物生产等) 。前者结合LTER 五个核心研究领域,被充分地综合到生态系统研究中,但后者往往被隔离于社会科学研究领域。事实上,上述二类变量是共同作用于生态系统的动态变化过程中,对任意一个方面的缺失都不能够很好的理解生态系统的长期动态变化(如图2) 。LTER 将这一思想运用到城市生态系统的研究,于1997 年吸收了二个城市生态系统的研究案例,一是巴尔的摩、二是凤凰城的生态系统研究,并首次对城市中的生态学研究与城市生态学研究加以区分。指出前者是研究城市中的生态过程与其他环境的差异,城市(人口
集中与人类活动) 对生态过程的影响等,主要研究内容包括城市中的动植物分布特征、物种多样性与外来物种的影响等,城市过程与城市环境变化对物种空间分布的影响等。而后者侧是真正将城市作为生态系统来研究,即如何将城市中的不同组成部分联结为一个有机整体,研究有机体与环境之间的能量与物质联系,有机体的新陈代谢、景观单元(patch) 的动态变化、土地利用的生态影响、生态足迹( Ecological Footprint) 的估计等。巴尔的摩和凤凰城城市生态系统研究不仅研究城市中的生态学,而且更努力开发城市生态学。
如果将生态系统理解为地理空间单元的生物及其非生物环境之间的相互作用关系。那么,无疑城市就是一类生态系统。由于城市是典型的人类主导的生态系统,除了生态学家所考虑的生态系统生物与非生物环境、生态系统结构及生态系统的功能与过程外,社会制度、文化行为、建筑环境等也是城市生态系统中的重要组成部门,这些问题也应纳入到城市生态系统研究框架内。尽管图2 的研究框架综合考虑了自然因素与人类活动因素对生态系统的作用,但两类变量并没有实现真正意义上的综合,更为一体化的城市生态学研究框架———城
市生态系统概念模式(见图3) ,被应用于巴城与凤城的生态系统研究中。LTER 的城市生态系统研究形成一套较为完整的研究思路。它以流域(watershed) 为系统的边界,便于分析系统的输入与输出,借助GIS 手段监测和模拟土地利用变化,采用了分层次的景观动态分析方法,这对于空间异质性较强的城市生态系统研究是很重要的。分层次的景观动态分析方法基于一定规模的景观单元与一定的生态过程相联系的思想,景观单
元结构决定其生态过程,而景观单元结构和排列方式随时间变化,因此需要动态分析。由于一定景观单元还可以被划分为更小的景观单元或被组合成更大的景观单元,因此采用分层次分析方法。一种灵活的分层次方法的重要性表现为,城市生态系统中的许多生态过程可能发生在不同规模的景观单元上,如一些社会过程可能发生在一个邻里的规模范围内,而其生态影响并不一定限止在同一规模的区域范围内。同样地,资源的集中消费与废弃物产生在特定的景观单元内,但却与更为广泛的区域问题相联系。因此,景观单元的缩小或扩大规
模分析,对于解决具体问题是必要的。
可以说,巴尔的摩和凤凰城城市生态系统研究,不仅建立了一体化的城市生态系统的理论框架,而且在研究方法上也取得了重要进展。尽管这项研究还处于起步阶段,但在推动城市生态学系统研究方面是卓有成效的,是继MAB 之后在城市生态系统研究方面是最重要的实践领域,对城市生态学理论体系的完善发挥重大作用。 |
您现在的位置: