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关键词:高速公路;生态绿化;园林设计
前 沿:
近多年来,随着高速公路建设向山区及沿海的发展,同样暴露了植被破坏、环境污染、水土流失等一系列问题,出现了较多的环境地质灾害,加剧了工程建设与环境保护之间的矛盾。因此,在加快公路建设和汽车工业发展的同时,应尽量减少对环境的破坏,保持生态环境的相对平衡。在确保高速行车安全的同时,美化高速公路环境,达到与周围环境的协调统一,实现高速公路建设的可持续发展。
1、高速公路绿化设计应遵循的生态学理论
高速公路的绿化工程,实质上是一种生态工程,是应用生态系统中物种共生和物质再生原理、结构与功能协调原则,促进自然界的良性循环,充分发挥
资源的生产潜力,防止环境恶化,达到经济效益与生态效益的同步发展。
众所周知,生态系统的大小可根据研究目的的不同而加以确定,大至生物圈,小到一个细胞都称为生态系统,即使是生长在墓碑或岩石壁上的地衣都可以看作一个生态系统。因此,由不同树种构建高速公路绿地系统也必然构成一个生态系统,故高速公路绿化设计应当遵循一些基本的生态学原理。
1.1主导因子原理
生态系统的动态受生态因子的影响,这些复杂的生态因子中,有少数是有支配作用的,称为主导生态因子。高速公路绿化生态系统有诸多生态因子可影响生态系统的恢复,但总的来说,其主导因子是土壤,主要是土壤贫瘠,固体废弃物较多,土壤压实度高、通透性差。对于基本无植被覆盖且极度退化的生态系统,生态恢复的第一步是控制水土流失,翻松土壤、清理垃圾、提高土壤肥力。
1.2最小因子定律
每种植物都需要一定种类和一定数量的营养物质。如果环境中缺乏其中的一种,植物就会发育不良,甚至死亡。植物的生长速度、生长量受浓度最低的关键元素的限制。
1.3耐性定律
任何一个生态因子在数量上和质量上存在一个范围,在该范围内所有与该因子有关的生理活动才能正常发生。早期先锋种就要根据耐性定律选定植物对营养(包括光、温、水、肥)的忍耐区间很大的种类。
1.4种群空间分布格局原理
种群的空间分布格局在总体上有随机、均匀和集群分布格局的方式。分布格局是由种的生物学特性、种内、种间关系和环境因素的综合影响决定的。多数时候可采用均匀格局绿化,但有时采用集群格局造成林会更有利于种群的发展。
1.5种群密度制约原理
种群密度太高或太低,都可能成为种群发展的限制因子。合理的种群密度可以保证植物的正常生长和种群的稳定性。
1.6边缘效应原理
两个或多个群落间的过渡称为交错区。在交错区内,不同的生物群落都有向外扩张的趋势,使得交错区内有着生物多样性增大、生产力、生态效益改变等状况,这种效应称为边缘效应。在一个系统内要尽量使更多的生态种群并存,并创造更多的交错区,提高边缘长度。
1.7生态位原理
每种生物在生态系统中总占有一定的资源和空间,其生态位的大小反映了种群的遗传学、生物学和生态学特征。在生态恢复中应考虑各物种在水平空间、垂直空间和地下根系的生态位分化。使物种在分布、形态、个体大小、生理、营养的选择、吸收、年龄、物候、高度、根系深浅等方面有适当的差异并分别占领相应的生态位,如乔灌草菌混交植物种的空间配置。
1.8生物多样性原理
多样性导致稳定性。尽管理论生态学上关于生态系统多样性与稳定性的关系有许多争论,但生态系统的网状食物链结构的增加,无疑可以使生态系统更趋向稳定。此外,多样性的增加也促使处于平衡的群落容量增加而导致生态系统的稳定。
2 高速公路绿化中生态恢复应遵循的
基本原则
2.1 自然法则
恢复生态学理论是必须遵循的基本原则,只有按自然规律办事,才是真正意义上的生态恢复,否则会背道而驰,事与愿违。在实践过程中,必须充分认识物种与高速公路生态环境条件的自相适应,才能确定最好的恢复方式。
2.2 最小风险原则
由于生态系统的复杂性以及某些环境要素的突变性,加之人们对生态过程及其内在运行机制认识的局限性,人们往往不可能对生态恢复与重建的后果以及生态最终演替方向进行准确地估计和把握,因此,在某种意义上,退化生态系统的恢复与重建具有一定的风险性。这就要求我们要认真地、透彻地研究被恢复对象,经过综合分析评价、论证,将其风险降到最低限度。这就要求我们在生态恢复的实施中,重视科技的投入,不仅要注意新技术、新成果的应用,也要注意基础理论的研究。
2.3 效益最大原则
生态恢复往往又是一个高成本投入工程,生态恢复的最终目标是为了更好地为美化环境,为行车服务。因此,在考虑当前经济的承受能力的同时,又要考虑生态恢复的经济效益和收益周期,这是生态恢复与重建工作中十分现实而又为人们所关心的问题。
2.4 坚持“适地适树”原则
高速公路绿化设计必须根据当地的气候条件,同时要充分了解当地植物群落的演替特点,只有符合当地的植物群落演替要求,才能形成比较稳定的群落,减少维持群落稳定的人为干预,才能减少养护费用。
3、高速公路生态绿化的设计方案
3.1 生态绿化设计的总体原则
(1)在满足高速交通功能的需要,有效改善行车条件的同时,改善公路自身及其周边环境景观,结合华中地区特色,使其成为集功能性、观赏性、游览
性于一身的综合体系。高速公路绿化是结合公路线型特征、公路特点和功能要求,绿化美化服从于公路功能景观需要,在保持和发展当地园林绿化特色的基础上,通过植物多品种的选择、合理布局、科学配置,从公路沿线的地形地貌特征出发,从植物品种生物学、生态学特性入手,点、线、面结合,使公路主体与周围环境充分协调,从而构成优美的自然画面。
(2)以植物造景为主,改善高速公路环境。绿化材料采用常绿树种、草坪及植物地被,以乔木为主体,选择适量落叶树种和开花树种,辅以千姿百态,
色彩缤纷的灌木,适当点缀草花,增加景观变化,公路设景旨在调节乘驾人员情趣,应重视有经济价值、观赏价值和科学文化价值树种的栽植与引种。利用不同物种在空间、时间和营养生态位上的差异来配置植物,最终形成乔、灌、草结合;层次丰富;配置合理的复合植物生态群落。
(3)充分考虑绿化植物的生态防护功能,保证生态系统的稳定性和多样性。根据本地区地形地貌及生态特点,遵循”因地制宜、景观协调、易于养护” 的原则,努力克服不利因素,力求提供一个高效和谐的交通环境。
3.2 高速公路生态绿化设计
3.2.1 中央分隔带
中央分隔带环境恶劣、气温高、空气污染严重、空气流动迅速。由于部分太阳辐射热量被路面所吸收,路面温度较气温高;同时行车的速度快,引起中央隔离带空气流动性大,导致水分蒸发加速,对植物生长极为不利;考虑到中央分隔带绿化起着遮光防眩、诱导视线、改善生态的作用,绿化树种应选择耐贫瘠、耐高温、抗旱、枝叶茂密的常绿灌木。基于行车安全的考虑,防止对向车灯产生的眩光并诱导视线。总体布局以低矮人工造形树木为主,同时栽植抗逆性强、景观效果好的植物满足中央隔离带的美化效果。
3.2.2 互通区 互通区绿化模式类型强调以生态
学基本原理为指导,建设结构优美、功能高效、布局合理的高速公路生态防护绿地系统,在对当地植被进行充分调查的基础上,植物选择贯彻“适地适种”
的原则,大量应用当地野生的、生长健壮、适应性强、观赏性好的品种,尽量避免外来植物对原有生态的破坏。互通立交区面积较大,场地是原来的施工料
厂,绿化设计时必须考虑全部清除垃圾,多数绿化种植区地势低洼,选择植物品种除抗性强外,还要有耐水性,可采用自然式和规则式手法相结合,乔、灌、草相结合,经济树种与观赏树种相结合,树种配置协调统一。同时注意在靠近引道处避免使用乔木和大灌木,保持视野开阔,确保交通安全。另外,因互通区面积较大,大的构图造型可结合苗圃建设进行设计,因主线上绿化苗木需不断补植,因此有选择地建设相应品种的苗圃,即美化了互通又有效地提供绿化主线的大量苗木,降低了工程造价,减少养护费。服务区、管理所及收费站则采用园林手法,以绿篱草坪为主,点缀花灌木色块,及乔木和花架配合,植乔木,组成花园式庭院。
3.2.3 边坡
边坡是高速公路破坏最严重的地方,由于边坡较陡,雨水的冲刷会造成边坡水土的大量流失。因此,边坡绿化其首要功能是生态防护,保护路基,稳定边坡,恢复边坡的自然生态。在绿化植物的选择上,考虑土质及环境特性,要选用抗干旱、耐热、根深、固土性能好的植物品种。
3.2.4 沟外及沟外绿化设计
沟及沟外绿化是高速公路绿化和生态恢复的重点区域,目前多是以乔木为主的绿化防护林带,林带的设计要与路外绿化状况和建筑及自然景色相协调。林带可为纯林即某区段用同一种乔木组成,也可以是混交林,即林带由两种或几种乔木组成,在种植方式上可以孤植、丛植或行植,在用地紧张的情况下可单行种植或双行种植;在林带用地较宽松时,应采用乔、灌、草相结合的复合式栽植法,突出生态性和景观效果。边沟是高速公路的排水区,在这里栽植的树木必须具有较强的耐水性能。
4 、结束语
高速公路建设日新月异,高速公路建设一要尽量减少对环境的破坏,二要应用生态学原理,恢复高速公路周边的生态环境,尽量降低因高速公路建设而造成的环境质量的降低。在绿化中选用抗性强、绿期长、观赏价值高、耐修剪,并且不需要特殊管理的植物种类,除大量选用城市绿化苗木的种类外,还应采用抗性强的当地野生植物,既可降低养护成本及绿化工程的造价,又可达到与周围环境的协调统一,实现高速公路建设的可持续发展。
参考文献:
[1] 彭少麟.南亚热带退化生态系统恢复和重建的生态学理论和应用[ M] .热带亚热带植物学报,1996 , 4(3):36 -43.
公元16世纪以前,已有关于生态学知识的记载,但没有形成系统、成文的科学。生物一出现就与环境有着紧密的联系,人类在生产和生活实践中注意到了这种关系,积累了有关生物习性和生态特征的生态学知识。
公元前1200年,我国《尔雅》一书中有草、木两章,记载了176种木本植物和50多种草本植物的形态与生态环境。公元前200年的《管子・地员》中叙述了植物分布的生态现象:植物的生长与土壤的性质有关,不同质地的土壤,适宜生长的植物各不相同;植物的分布与地势的高低有关。公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地,还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类,按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性4类。之后出现了介绍农牧渔猎知识的专著,如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要术》等均记述了朴素的生态学观点。
二、生态学的建立时期
公元18世纪初到19世纪末,生态学开始发展成为一门相对独立的学科,虽然在学科理论、方法和结构上并不成熟。
曾被推举为第一个现代化学家的波义耳在1670年发表了低气压对动物效应的试验,标志着动物生理生态学的开端。1792年德国植物学家魏德诺在《草学基础》一书中,详细讨论了气候、水分与高山深谷对植物分布的影响,这本已表现出近代植物地理学的雏形,说明了近代植物地理学的种属植物地理学、生态植物地理学和历史植物地理学三个部分(李继侗,1958)。1807年德国植物学家洪堡在《植物地理学知识》一书中,提出植物群落、群落外貌等概念,并结合气候和地理因子描述了物种的分布规律。1798年,马尔萨斯《人口论》的发表,促进了达尔文“生存斗争”及“物种形成”理论的形成,并促进了“人口统计学”及“种群生态学”的发展。
进入19世纪之后,生态学得到很快发展并日趋成熟。1859年达尔文的《物种起源》促进了生物与环境关系的研究,使不少生物学家开展了环境诱导生态变异的实验生态学工作。1866年,海克尔提出ecology一词,并首次定义了生态学。1895年丹麦植物学家瓦明的《植物分布学》(1909年经作者本人改写,改名为《植物生态学》),和1898年德国施姆普的《植物地理学》两部划时代著作,全面总结了19世纪末以前生态学的研究成就,标志着生态学已作为一门生物科学的独立分支而诞生。
三、生态学的巩固时期
20世纪初到20世纪50年代,动植物生态学并行发展,出版了大量生态学著作和教科书。20世纪50?60年代,传统生态学开始向现代生态学过渡。
动物生态学方面,主要是关于生理生态学、动物行为学、动物群落学和种群研究,尤其是种群调节和种群增长的数学模型研究。1937年,我国费鸿年的《动物生态学纲要》出版,是我国第一部动物生态学著作;1949年,阿里等合著的《动物生态学原理》标志着动物生态学进入成熟期。植物生态学方面,主要研究生理生态与群落生态。
这一时期,生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。生态学由植物群落研究向生态系统研究方向迈进。1935年,坦斯利提出生态系统的概念是生态学发展史上一次理论上的重大突破。生态系统的结构和功能的研究都有了最基本的发展,如埃尔顿的能量金字塔和林德曼的生物营养及十分之一定律。基本的生物生态学学科体系已建立,欧德姆在《生态学基础》中明确提出了个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学的学科体系。
四、现代生态学时期
20 世纪60 年代以后,生态学蓬勃发展。生态学的定义也由“研究生物体与其周围环境相互关系的科学”,发展为“从生物与环境相互作用的视点,研究生物多样性各种机理的科学”,其研究内容已经从单纯的生物生态学发展到关心人类未来的科W;现代数学、物理学、化学和工程技术的渗透,使生态学从定性走向定量,从部门走向综合与交叉;广泛应用电子计算机、高精度的分析测定技术、高分辨率的遥感仪器和地理信息系统等技术,生态学获得了新的研究条件。现代生态学发展的主要趋势如下:
(1)生态系统生态学
国际生物学计划(IBP,1964-1974)是有97个国家参加,包括陆地生产力、淡水生产力、海洋生产力、资源利用和管理等7个领域的生物科学中空前浩大的计划,其中心是全球主要生态系统的结构、功能和生物生产力研究。近年来,生态系统服务功能是生态学的研究热点。生态系统服务功能指生态系统形成和所维持的人类赖以生存和发展的环境条件与效用,其研究重在认识生态系统服务功能形成、演变、调控的机制及其空间格局、尺度特征、评估方法。目前的研究主要集中在生物多样性与生态系统服务功能、生态系统服务功能的时空尺度特征、生态系统服务功能的时空格局变化及驱动机制等。
(2)系统生态学
系统生态学的发展是系统分析和生态学的结合,它进一步丰富了本学科的方法论,欧德姆甚至称其为生态学发展中的革命。Patten等(1971)的《生态学中的系统分析和模拟》、Smith(1975)的《生态学模型》,Jorgenson(1983,1988)的《生态模型法原理》和H. Odum(1983)的《系统生态学引论》等为这方面的主要专著。
(3)群落生态学
上世纪70年代以来,群落生态学有明显发展,由描述群落结构、发展到数量生态学,包括群落的排序和数量分类,并进而探讨群落结构形成的机理。如 Strong等(1984)的《生态群落》、Gee等(1987)的《群落的组织》和Hastings(1988)的《群落生态学》文集。Tilman(1982,1988)则从植物资源竞争模型研究开始探讨群落结构理论,如《资源竞争与植物群落》和《植物对策与植物群落的结构和动态》,Cohen的《食物网和生态位空间》(1978)、《群落食物网:资料和理论》(1990)和Pimm的《食物网》(1982)等著作,使食物网理论有明显发展,特别是提出一些统计规律和预测模型(如级联模型cascade model)。Schoener(1986)则明确提出《群落生态学的机理性研究:一种新还原论?》。
(4)应用生态学
上世o70年代以来应用生态学迅速发展,涉及多个领域,与其他自然科学和社会科学有很多结合。生态学与环境问题研究相结合,是70年代后期应用生态学最重要的领域。主要著作如:Anderson(1981)的《环境科学用的生态学》,Park(1980)的《生态学与环境管理》、Polunin(1986)的《生态系统的理论与应用》、IUCN(1980)的《世界保护对策:生物资源保护与持续发展》等。
生态学与经济学相结合,产生了经济生态学。虽然这是还未成熟的学科,但国内外都给以相当重视。它研究各类生态系统、种群、群落、生物圈的过程与经济过程相互作用方式、调节机制及其经济价值的体现。
生态工程是根据生态系统中物种共生、物质循环再生等原理设计的分层多级利用的生产工艺。我国在农业生态工程应用上广为群众按受,创造了许多不同形式,已引起国际上重视,虽然其理论发展还落后于实践。Mitsch(1989)等的《生态工程》是世界上第一本生态工程专著。
人类生态学是应用生态学基本原理研究人类及其活动与自然和社会环境之间相互关系的科学。虽然70年代已有人类生态学专著出现,如 Sargent(1974)、Ehrlich(1973)和 Smith(1976),以后有Clapham(1981)的《人类生态系统》,但尚未见公认而比较系统的专著。马世骏(1983)提出的“社会-经济-自然复合生态系统的概念与人类生态系统很接近,而前苏联的《社会生态学》(马尔科夫,1989)大致与人类生态学相一致。人类生态学近年主要研究人体和人群的生理和心理生态健康、不同类型生产和生活活动的物质能量代谢过程的健康、区域自然和人文生态服务功能的健康,从涉及人类和动物公共卫生实践到自然资源保护、生态系统管理、城乡发展统筹规划等各个接点,应用生态系统原则应对人类健康与可持续发展的挑战。
此外,农业生态学、城市生态学、渔业生态学、放射生态学等都是生态学应用的重要领域。
(5)恢复生态学和保护生物学
恢复生态学是研究生态系统退化的过程与原因、退化生态系统恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。近年在森林、草地、土壤、湿地、矿区、农业、城市等退化生态系统及极端退化生境恢复与重建的理论与技术等研究中取得了一定进展。
保护生物学主要研究如何保护生物物种及其生存环境,从而保护生物多样性。主要研究领域是生物多样性的生态系统功能、起源/维持/丧失、编目与分类、监测/保护/恢复/持续利用,目前进展较快的研究方向是生物多样性现状评估和保护生物地理学、生物多样性的生态系统功能、宏生态学、谱系生物地理学、全球变化对生物多样性的影响、DNA条形码技术和生物多样性调查/编目/监测等。
(6)产业生态学
关键词:生态学;BOPPPS模型;BOPPPS式教学;教学过程;学习兴趣
中图分类号: G712文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-00
目前,国内外综合性大学开设较为广泛的专业基础课或专业课就是《生态学》,其是生物学的重要分支学科,历经140余年已经具备了坚实的理论基础,研究结果已然成了政策制定和科学管理的重要的依据和手段[1]。而且,作为探究地球生命系统和环境系统间互相作用的学科,其应用性和交叉性都很强[2~4]。越来越受到人们的重视,而且,我国已经把生态学划分为一级学科。
近年来,国内外的许多学者通过不同的方法,从不同的角度和层次对生态学进行了广泛而深入的研究,并提出了许多重要的理论,同时也对《生态学》的教学内容以及方法提出的要求更高了,而且课程安排还要更具前瞻性了。因此,该课题研究者结合教学经验和国际先进的教学模式,探讨并实践总结了生态学课程的模式。
1.《生态学》课程教学中存在的普遍问题
1.1 教学内容与现实问题脱节
一些老师在教学的过程中,过分注重教学大纲和书本知识,而没及时更新专业知识,和丰富和完善教学内容,不能将生态学理论知识与实际存在的环境问题、生态破坏问题紧密地联系在一起。因此,讲授的知识很难做到理论联系实际,造成学与用的脱节,不能将理论方法有效地应用于生态环境现状的评估、维护及恢复。
1.2 传统、单调的教学方式
对学生独立获取知识以及实际工作中的创新能力的培养是教育的根本目的,这也就需要教学方法要以学生素质和能力的提高为主。灌输式的教学模式是当前普通高校主要的手段,该模式以老师宣讲为主,而学生则处于比较被动的状态。这种教学方式,往往对学生个体的差异没有很好的区分,针对性不强,且教学的媒介以单一、传统的板书或者幻灯为主,这样就使得学生在学习知识方面显得尤为被动,一堂课下来对教授的知识很难真正理解并运用于实践,从而阻碍了对学生独立的创新能力的进一步培养,不仅制约了学生的全面发展,而且有悖于素质教育的根本要求。
1.3 单一的考核方式
我国普通高校现在采用的考核方式基本都是卷面考试,较为单一,对学生知识的掌握和运用情况无法真正的了解。也正因为如此,许多学生在平时上课不听讲,而临时抱佛脚。这种现象不仅不利于学生的素质培养,使学生形成平时疏于学习、不注重学习能力的培养而只注重最后的考试分数的不良习惯,也助长了学生学习投机侥幸心理。
2.BOPPPS模型
起源于欧美地区的BOPPPS教学模型,是教师用以评量课程设计的工具。BOPPPS模型是把教学内容切割为一个个小单元,每个教学小单元内都有其起承转合,因此所有小单元组合而成的单元课堂,亦遵循起承转合的脉络。BOPPPS便是将课程依起承转合分为六个阶段,依次为:导言(Bridge―in)、学习目标(Objectives)、前测(Pre―test)、参与式学习(Participatory Learning)、后测(Post―test)、总结(Summary)[5] 。各个要素的含义如表1所示,还给出了Why、Who、What、How和Whether or not这5W教学要素在BOPPPS模型中出现的位置[6-7]。
3.在《生态学》课程教学中引入BOPPPS 式教学模式
3.1 BOPPPS 的教学理念
在课程教授过程中,对于每个知识点,明确描述了教学目标后,教师可围绕该教学目标,按照 BOPPPS 模型展开教学过程的设计。BOPPPS 模型从学生怎样获取知识的角度出发,先制定明确的教学目标,接下来利用多种方式诱发学生对该知识的兴趣,通过前测掌握学生当前水平以便灵活地调整授课内容和授课方式,再按照教学目标设计学生主动学习环节,然后通过后测了解学生对知识的掌握情况,最后给予概括。
3.2 BOPPPS在生态学各个教学环节的应用
生态学内容广、领域多,且涵盖基础、应用等多方面,还涉及到很多生态阶元与层次,教师单独靠教授是无法收到明显的教学效果的[8]。同时,《生态学》课程内容具有较强的交叉性、应用性和开放性等特点,传统的教学方式已经不能适应现代生态学教学的要求,所以,必须改革和调整已有的教学内容、教学方法以及教学手段等,以便更好地满足和适应本学科的快速发展,及培养出高素质的创新人才[9]。
对此,该文就课程教授中的实践检验教学方式进行如下介绍。
(1) 课程的导入
在涉及到全球变化问题时,通过介绍大气和水体污染、生物入侵、生物多样性消失、荒漠化加剧、生态系统退化、水资源短缺等现象来引起学生的关注。通过介绍电影如《寂静的春天》、《后天》等进行情境创设,让学生对全球变化特别是气候变化、极端天气事件等引起关注,对学生逐步进行引导,从而使他们能更好地掌握理论知识。
(2) 明确的学习目标
学习目标不仅是学生学习的最终目的,还是老师教学的依据,更是学习效果的检测标准。因为生态学内容广、涉及领域多,还涵盖基础、应用等方面,还与诸多层次和生态阶元相关联。因此,明确地传达每一节课的学习目标,使得学生能够根据自身的理解程度,及时修正对重点知识的认识偏差,对所授内容依据自己的特点有侧重的学习掌握。例如:在讲授有关种群调节的这一知识点时,主要学习任务是掌握六大假说或学派各自的学术思想、争论焦点,以及各学派的相互关系,而不是将其剥离开,单一地学习。
(3) 课前的测试
在授课之前向学生提出相关问题,学生经认真思考后,给出了许多丰富多彩问题和相应的解释,借此准确把握学生的理解程度。例如,水这一生态因子对动植物的作用和影响都有哪些方面,水的含量过高或过低会对动植物的生活和行为产生哪些影响等等。
(4) 参与式学习,即互动
采取以教师为主的讨论学习,或是学生为主教师为辅的,以及学生间互助、团体小组讨论等形式进行讨论。另外,对于相关学科还是组织学生进行专题讨论,对学科领域的研究现状、课程进展以及讨论方向有所了解。例如:
①主题讨论:针对全球变化、可持续发展、生物多样性、景观生态、退化生态、恢复与重建生态、湿地生态、生态工程、生态经济等较为热门的主题进行讨论,分小组进行PPT讲演,提高学生的视野和思路。例如:在学习生态系统退化与恢复这一主题时,学生小组以位于内蒙古呼和浩特市新巴尔虎右旗的草原生态系统为例,大量的搜集资料,以PPT的形式,并通过精彩的讲解,向大家展示了不同放牧强度下的草原植被变化及不同时期的植被图片,为此,让学生积极思考和讨论生态系统退化与恢复重建等问题,使其深刻认识到人类活动对自然环境造成的严重影响;
②成立创新工作室,设立研究小组进行研究课题讨论:结合生态学原理及专业特点,确立一个研究小组课题,并由小组成员共同参与,讨论所涉及到的科学问题、研究方法以及结果,要各抒己见,从讨论中总结出各自的经验以及所受到的启发,从而培养学生的创新思维和创新能力;
③专题讲座:根据当前生态学领域的一些研究热点或者是热点问题,邀请国内外相关专业进行专题讲座。例如:我们曾多次邀请国外资深的教授及年轻博士为学生进行有关群落多样性、群落演替、生态系统的物质循环和能量流动等的专题讲座,以开阔学生的视野,提高学生思考问题的角度,使学生了解到生态学的最新领域;
(5) 课程学习效果实时检测及总结
提出与课程理论相关的实际问题,引导学生进行思考,对已讲授知识进行回顾,更进一步加深对相关原理的理解和掌握。最后由教师进行总结,帮助学生形成彻底清晰明了的知识网络。
4.结语
《生态学》的教学目的是使学生学会利用生态学原理以及方法去认识和解释生活中遇到的一些问题,同时还可以想办法解决问题,让学生能够积极地思考问题和解决问题。BOPPPS 式教学模式可以真正地使学生的学习兴趣和动力得到很好的激发,促进其发现问题、分析问题和解决问题的能力的提高,这也是该模式较为突出的特点。生态学课堂教学时,把BOPPPS 式教学模式用于实践,使教师的主导作用得到充分发挥,要适度、适时、适当、适法地引导学生,把握好设计问题、创设情境以及合理切入、组织讨论、揭示规律、解释疑惑等环节,通过引入、讨论和解答相关问题,对生态学的基本概念和原理进行阐释,从而提高教学效果。
参考文献
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[7] 郑倩冰,刘洋,朱培栋,胡罡.面向多层次认知域教学目标的网络工程专业课程教学研究与设计[J].计算机教育,2014(23):92~95.
以生态恢复理念为指导思想,结合株洲市高新区新马河湿地资源的现状,阐述在湿地公园建设中遇到的限制性因素。
2.基于保护性建设思路,对株洲市高新区新马河公园进行了景观功能分区规划。
对新马河湿地公园的现状地形、交通、植物、驳岸等景观进行了生态恢复设计。
关键词:湿地; 生态恢复; 新马河湿地公园
Abstract: The wetland is a special ecological system and land resources, in recent years due to the deteriorating environment in the area reduced greatly. Ecological processes and the construction of the wetland park wetland restoration theory, starting from the neighboring Hunan province Zhuzhou city wetland park, explore the operational method of the construction of the wetland park. Based on the concept of wetland ecosystem, research work is carried out from the following three aspects:
1 by the ecological restoration concept as the guiding ideology, combining the current situation of wetland resources in Zhuzhou High-tech Zone in the new horse river, the restrictive factors encountered in the construction of the wetland park.
2 based on the protection of construction, the landscape function zoning of the hi-tech zone of Zhuzhou City, the new horse river park.
3 on the new Horse River Wetland Park status, traffic, terrain, revetment plants landscape of ecological restoration design.
Key words: wetland; ecological restoration; New Horse River Wetland Park
中图分类号:TU 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02
1、前言
项目位于株洲市河西新马工业园新马河中游段,设计研究面积约为193公顷,全长约4250米。东起京珠高速,西至湘江,南北分别为新丰路和万丰路。
株洲市迄今都没有完整地湿地,只要有河道景观设计出现,就会有湿地。本次设计只是针对株洲市高新区新马河这样小型的湿地,但在建设方法上却为大型的湿地资源保护提供参考依据,同时希望株洲市高新区湿地公园生态恢复设计对株洲市民有教育展示意义。
2、湿地生态恢复基本理论
湿地生态恢复理论到目前得到了一定的发展,它涉及生态科学、水文科学、环境科学、等多门学科,在湿地公园生态恢复建设中具有重要的指导意义。
2.1 湿地的概念
湿地学在现阶段发展还不够完善,目前有关湿地概念的阐述将近60多种,〔1〕。美国学者认为:湿地是处于水域和陆地之间的过渡区,通常处于浅水淹没区和水位刚好达到或接近地表;日本学者认为:潮湿是湿地的首要特征,然后是土壤在要处于一定的饱和状态,达到一定的地面水位高,使植被得到很好发育。而我国学者认为:湿地为60%的水生植物在路缘区生长,水位在海平面6m左右的海区。
2.2湿地恢复的定义
湿地恢复是指受到损害的地方通过有力保护致使自然得到逐渐恢复的过程,当今湿地、河流、湖泊等环境遭到严重迫害,而学者主要运用湿地恢复理念解释现状,使遭受迫害的环境得到一定程度的恢复。〔2〕
2.3湿地生态恢复目标和原则
湿地生态恢复包括有力防御、尽力修复和全力重建。湿地生态恢复指对遭到严重破坏的并且丧失生态功能的湿地,在生态恢复理念的指导下,通过生态技术全力进行修复,修复不行在考虑重建,使湿地发挥本该应有的生态服务功能。〔3〕
2.4湿地生态恢复的方法
湿地生态恢复根据其策略和目标的不同,采取的生态恢复措施也大为不同。如湿地补水增湿措施;改善湿地酸化环境;阻止木本植物入侵和湿地得到演替;使湿地本土植被得到充分恢复。
3、项目概况
3.1 现状分析
设计地块主要以平坦的农田和耕地为主,周边为典型的南方丘陵地貌。本次设计将整个新马河湿地公园划分成为三个大的区域,根据现状受损程度,设计相应的生态景观在三个区不同的的区域。
3.2 设计依据
与株洲市“一江四港”设计在差异性与特色上进行分析,找寻和对比。
3.3 设计目标
设计应以打造株洲独特的标志性湿地景观为目标,以新的公园管理模式为目标,做到建成后让自然做工,而不需要浪费大量的人力物力,为当下中国和世界的环境问题树立一面积极的旗帜。
3.4设计方案
3.4.1 新马河维护性设计
一般自然河流湿地,其景观的基本要素是水系和植被,设计的基本原则是:最大限度的保留现状生境,在此基础上,进一步拓展自然植物类型;结合湿地生态修复理念,对水系进行湿地恢复能力优化设计,对新马河的整体景观进行维护性设计。
3.4.2 河道设计
新马河根据现状特色的景观采用与众不同的自然驳岸,采用植物护岸和片石干砌,片石驳岸能够提供更多的亲水空间三种形式的自然生态驳岸,结合木制自然生态平台、架空建筑等亲水设施,不同的景观采用不同的处理方法,与景观更加融合,使湖岸更加生动自然。其驳岸处理方式和水生植物的季节性选择结合道路的布局,解决了季节水位落差带来的景观缺陷。并且在驳岸设计中,对亲水区域进行合理设计,通过自然栈道、亲水木平台等的基础设施设置满足人们的亲水愿望,同时考虑无障碍设施:设计科学合理的盲道,正确的残疾人坡道,这样使弱势群体得到很大的方便,同时在设计中使水体视线通畅。
3.4.3 湿地生态恢复理念的方法及在设计中的应用
多样的水系流态使生态恢复的可能性得到提高,除了水生植物的合理搭配之外,增加水体氧浓度、水体与植物的接触时间及接触面的长度是关键。在水域空间处理上有以下 5 种方式。(1)保证多样的水体流态:多设计浅滩,合理引导水流向水岸流动,与河岸的水生植物或湿生植物接触;(2)曲折的河岸线:在保证不形成死水的情况下,多设计曲折的河槽,凸岸处种植植物的数量比凹岸大,这样可以增加水生植物对水体的阻力,接触时间和接触面得到增加;(3)横向种植水生植物群落
3.4.4种植设计
河岸带种植设计主要以湿生植物种植设计为主,包括新马河20年最大流量淹没区的乔灌木种植设计。河流缓冲带种植种类选择遵循了本土性和观赏性结合的原则,首先依据视线要求的种植空间设计;选择骨干乔木和灌木,以常绿植物作为背景,均匀分布在场地内,结合植物的观赏特性和生态习性进行搭配设计。
3.4.5 功能设计
保持原有氛围,设计目标与原有生境保留相同;更新设计,主要为硬质景观设计,为市民提供集中的活动场地。
4 小结
本文就新马河湿地景观设计的实践,以生态恢复理念为指导思想,在设计中提出了设计的方法和原则。但在实践设计中发现存在很多问题:如驳岸的设计过于单一,没有很好结合当代先进技术;湿地植物种类大都都是本土植物,植物形式单一;新马河湿地景观周边是居住区,这样在设计中就存在了安全性和生态性的矛盾。
参考文献:
[1] 赵思毅,侍菲菲.湿地概念与湿地公园设计【M.南京:东南大学出版社,2006
关键词:恢复改造;城市公园;景观生态原理;城市公园生态原则
中图分类号:TU986 文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2013)01-0134-03
1 引言
作为城市绿地系统的重要组成部分,根据2002 年我国颁布的《城市绿地分类标准》(CJJ/T85-2002),公园绿地系统的定义为:“向公众开放、以游憩为主要功能,兼具生态、美化、防灾等作用的绿地”[1]。公园不仅是城市物质文明和精神文明发展的特殊象征,而且其自身的景观生态规划状况直接影响并决定此城市的品位、文化特色及环境质量。
近年来,我国城市公园的发展,主要存在生态发展不足,文态发展过度的趋势。生态强调人与自然的“天人合一”,因此要全面考虑城市公园的景观生态是否符合市民的工作和生活质量,主张人与自然的和谐,强调把城市公园的建设与发展重点放在标志性建筑、广场、植物群落的艺术等方面。在城市公园的规划中,景观生态资源的有效规划是做好城市的绿地规划、生态环境以及创建城市特色,还原城市文脉的重要手段。
2 公园景观生态恢复改造的定义
公园景观生态的恢复与改造,并不是说完完全全的恢复公园本来的面貌。本文所指的景观生态恢复与改造,是在理解公园原来的设计意图,充分尊重公园的历史与文脉上,以景观生态恢复改造理论为基础,详细了解、调查,分析公园的历史背景、景观现状、场址精神,对公园的景观生态各个要素进行适当修缮,改造与重组,从而达到提升公园生态景观品质的目的[2]。
3 公园景观生态恢复改造重塑综述
公园恢复改造的实质是以建设与改造相结合的方法,并在公园改建的过程中,对旧公园的规划进行分析研究,采取一系列措施,逐步发挥公园的生态、经济和社会效益,最终形成良性循环[3]。公园景观生态恢复改造的方法主要基于对恢复改造公园场地的调查、分析和一定的评价,这种具体的表达形式针对的对象可以是某一特定的景观元素,也可以是某一具有相似或相同功能的景观单元。
3.1 记录
对需要恢复改造的城市公园用详细的文字以及绘图来记录,这个步骤是非常重要的,它对以后公园恢复和可持续性的规划设计都是不可缺少的,恰当的记录能够为以后公园的建设提供有用的依据。
3.2 保留
对于公园中有着历史价值,能够唤起人们记忆或者引起民众强烈精神共鸣的景观要素,包括建筑、水系、植物、雕塑等具体的物质遗存,可以进行适当的保留。此外,还可以保持公园原有的空间布局,以增强景观归属感。
3.3 保护
城市公园中一些景观比较好的生物资源,虽然在人为的干扰下,遭受一定的损坏,但通过一定的手段和技术措施后,破坏的景观逐渐恢复,因此可以人为的对这些有价值的资源进行恰当的保护,维护公园生态系统的稳定与平衡。
3.4 重建
重建景观生态系统需要景观生态结构和功能遭到严重破坏,而且没有太多可以提升价值的景观单元或要素。运用这种方式更要尊重生态经济规律和生态学的原理,如何能够在低投入的条件下,达到资源的最大化的合理利用与景观要素的有效配置。
4 公园景观生态恢复规划途径
4.1 设计需结合自然,再显城市中的自然
对城市公园的景观进行生态恢复改造规划宗旨在于理解和认识自然过程、布局、分布的特征和规律,要做到恢复改造能搞保证自然的完整性、布局的合理性和景观生态的适宜性;因此,在对城市公园进行生态恢复改造时,要尽量避免陷入设计与自然脱节的规划怪圈。公园的恢复改造中应遵循自然,充分利用公园中现存的山水、景石、古树名木等自然之美,并适当给予少量的人工之美,将自然之美与人工之美充分地融入公园恢复改造中,实现公园优美的生态景观。
4.2 挖掘场所精神
地域特色是对城市公园历史和文化的延续和继承,往往是恢复改造中能够形成特有生态景观的重要内在因素。城市中年代比较久远的公园都是在一代又一代的伴随下而发展起来的。不同年代的人们对城市公园的各个的区域有着不同的情怀。这些回忆在经历了时间的沉淀与发酵后慢慢转变成了人们心中的一种特定的情感精神。因此,在对公园进行恢复改造时,要充分的挖掘该公园所蕴含的特有精神。
4.3 充分发挥本地植物景观的造景功能
城市中年代久远的公园,特别是乔木,大多历史悠久,姿态挺拔,叶形优美,郁郁葱葱。因而,在公园的恢复改造中可以充分的利用公园现存的古树名木以及拥有不同的姿、形、色、果、味等植物的本身特性,营造出不同的造景效果;让游客身在其中就能够感受到四季不同的变化,有一种回归自然的感觉。
5 城市公园景观生态恢复改造实例——武汉解放公园
5.1 区位概况
解放公园位于武汉市汉口的东北部,东临解放大道北段,南靠解放公园路,西临武汉市委,北接永庆路。前身为英、法、俄、德、日、比六国洋商跑马场,俗称西商跑马场;1953年始建公园,1955年5月16日建成开放,而正值武汉解放6周年,故名“解放公园”;总占地面积为46hm2,水面约7.6hm2,是武汉市最大的城市自然生态公园[4]。
5.2 现状分析与恢复改造建议
5.2.1 植物景观
(1)现状。由于解放公园年代久远,因此,公园内的古树名木比较丰富,景观可支配资源丰富。但是当初这块区域是作为苗圃而用,所以,从整体上而言,公园内植物的品种单一,缺乏合理的时空组合,优美有序的优势植物群落,尤其缺乏季相变化。
(2)改造建议。把公园的所有现存的树种做一个全面又详细的规划,依据武汉市的乡土植物特性,用丰富的植物种类给公园营造出不同层次、空间的视觉和感官效果。尤其注重各个重要景观节点的植物配置,可依次按照公园入口、滨水区域、草坪植物以及转角视点植物群落来配置。
5.2.2 道路系统
(1)现状。由于园史悠久又历经数次改造,公园内的道路系统结构大多已经破坏,不仅视觉效果没有达到一定的水平,而且这些道路的使用性也比较低下。
(2)改造建议。按照公园道路功能分为三级,一级园路为公园主园路,改造成环形,满足园内的基本交通;二级园路作为主游步道,与主园路联通,并且打通公园各个景观区域与主要节点;三级园路基于二级园路的基础上,以形式多样的诸如汀步,木栈小道等串接各个小型景观节点,此外还应该在二级园路中设置残疾人坡道。
5.2.3 水系
(1)现状。水体面积比较大,由于公园中的水系并未完全贯通以及缺少丰富多样的水生植物等因素的影响,导致了水体的不流动,水体的水质比较差,水体景观单调。随着公园对外的免费开放,游览的人数逐渐增加,水体污染更加严重,水系中出现了很多刺眼的绿水。此外,水体的驳岸景观也过于单调。
(2)改造建议。可适当改变水体大小,增加岸线曲折的小型水体,既为养护提供便利又增加了趣味性,还可增加水体的循环和流动。可依据不同水域设置层次丰富的水生植物,分为挺水、浮水、沉水几大类,配置如荷花、芦苇、香蒲、睡莲、水葱、再力花、水生鸢尾等[5]。采用草坪与驳岸结合的形式,既增大绿量也降低了驳岸的硬质度。
5.3 解放公园恢复改造后的生态景观特色
5.3.1 公园植物的多样性与立体化
生态城市公园恢复改造最崇尚的是“城在林中,林在城中”的感官效果。因此,作为生态恢复改造中城市公园的代表之一,解放公园给我们所呈现的是植物的丰富多彩。例如经过恢复改造后的解放公园植物种类更加丰富,乔、灌、草、花的立体构造更加贴近自然,而且打破了公园原来植物构景的单调模式,更加能够呈现大自然四季明显的季相变化;在植物的布局上,采用了行列式排列,并以草地,诸多草本植物作为点缀,形成林区。游客在休闲游览之时,能够感受植物带来的清新的空气和浓密绿荫。
5.3.2 公园道路系统的人性化
恢复改造后的公园的道路系统以人为本,充分的考虑各路人群的需要,兼顾混合使用的情况,使公园的生态景观更加巧妙的与道路景观融为一体。
5.3.3 公园湿地系统的生态化
解放公园生态景观恢复改造后最大亮点是“人工湿地系统”,将这一生态恢复理念运用到城市公园的改造建设在国内可算是先行。例如将原先河岸边传统的硬质砖块运用一种全新的“软堤”来代替。水岸边的景观带考虑到游客的安全以及亲水的心态,采用镂空的木质结构,既保证了安全又有亲水的体验。该湿地系统最大的特色就是将公园中的湖水边的19.7m的标高,通过泵的运转,提高到20.5m标高的蓄水池,然后经过公园中四条形态各异的渠道,在净化水域进行一段时间的处理,最后将处理过后的水质,再经过池中水生植物的吸收,从而使园中水质达到净化利用的目的。园中的水质不断的循环,打破了原来“死水”的局面,使园中水域可达到游泳的标准,一方面水质提高了,环境好了;另一方面可以增加人们的娱乐活动。
6 结语
从目前我国城市公园的发展趋势来看,城市公园的生态景观的恢复与改造相对于一些发达国家来说,在许多方面仍存在欠缺。城市中的人们向往的是返璞归真的自然之美,必须建立富有自然情趣的城市公园。为此,把握好城市公园景观的恢复与改造,实现城市公园景观的生态化,为居民提供舒适的生活环境是风景园林发展的一个重要的趋势,也是设计者进行景观恢复改造的前提条件。
参考文献:
[1] 陈 勇.城市公园改建中景观的延续与重建[D].南京:南京林业大学,2009.
[2] 崔文波.城市公园恢复改造实践[M].北京:中国电力出版社,2008.
[3] 李大鹏,沈守云,陈 燕.城市综合性公园改造与更新规划设计初探[J].山西建筑,2008,34(12):11~12.