基于地理-生态过程的城市系统格局分析

随着人类对自然环境及资源开采的日益加剧，我国生态系统也面临着被破坏的危机，在这一严峻形势下保证地理—生态与城市系统格局的和谐共处是相关研究者的重要使命和任务。从某种意义上来说，城市系统格局是地理—生态过程的载体，而地理—生态过程中又涵盖了诸多塑造城市系统格局的驱动力及动因，两者之间的相互作用力显而易见。

一、地理—生态过程与城市生态系统格局基本概述

1.地理—生态过程概述

地理生态环境与城市生态系统格局息息相关，城市生态系统格局通常会体现在城市区域中独具特色的自然地理环境中。地理生态环境主要包括地形、水文、气候以及资源分布等多种自然地理特征。比如说现今一些具有独特风格的有山有水的城市基本上都是由人类发展和自然环境长期影响的结果。有些城市在自然条件的不断变化下，其城市生态系统格局也随之发生了相应的变化。例如攀枝花、重庆、遵义等城市在自然条件约束下，再加上城市人口的增长以及城市职能的变化，城市生态系统格局也会一步步演变。例子中的着几个地区都属于山地城市，在形成时易受地形影响，在系统格局分布过程中往往被水域山脉等因素所围绕[1]。随着我国社会文明的快速建设与发展，我国地理生态也走向一个变化的过程，而城市生态系统格局在地形的影响下，会形成不同风格不同特色的生态系统格局。近年来我国城市化进程不断加快，随之而来的环境问题在城市生态系统中也逐渐突显，其突出表现为土地占用、环境污染转移、资源剥夺、城市发展机会剥夺等，这些现象会加快城市资源能源的流失，使土地利用类型更加复杂化，同时还会造成社会文化的剧烈变动，并且这种矛盾往往在城市系统的集中域与交互面，这对城市生态形成良好的系统格局设置了一道阻碍。因此在当今形势下，如何对城市地理—生态过程进行调控，协调城市生态系统内部关系，实现城市地理相关资源与空间的优化配置成了相关研究者尤为关注的话题[5]。

2.城市生态系统格局特征概述

城市属于人口高度集中区，同时也是经济、社会、文化以及交通聚散枢纽，是人类文明发展的产物，从景观生态学角度出发，城市是受地理生态等因素影响较大的混合性镶嵌体。城市生态系统是由多种要素构成，如城市商业区、居民区、工业区、公共设施服务区以及交通道路等等，城市生态系统格局可以说是一种人类活动，其格局如何与城市土地开发利用情况有着密切关系。就一般情况而言，我们从一个城市区域的地形地貌、水文气象、地表结构及生物区系的角度来看，可以在很大程度上判断该城市的生态系统格局，这些因素的状态呈现无不展现了城市对地理生态条件的开发与利用痕迹[1]。城市生态系统与其他自然生态系统存在本质的区别，其整体格局也有很大的差异性，城市生态系统格局的形成会受到城市区域自然环境、文化、历史、政治以及社会经济发展水平等因素的影响，其中城市区域自然生态环境是对其影响力较大的因素。要实现城市生态系统的合理布局，首要任务就是全面了解该城市区域的地理生态演变过程，找出地理生态演变过程中促使城市生态系统格局形成的决定性因素，从而对城市生态系统格局分布有一个更加深刻的认识。

二、地理—生态过程与城市系统格局之间的相互关系研究

地理—生态过程与城市系统格局之间有着紧密相连的关系，在两者的相互作用下可以产生一定的生态功能，然而两者在相互作用的过程中易受尺度的影响与制约。对地理—生态过程进行定量分析，可以有效明确城市系统格局的演变驱动机制，掌握城市系统格局整体演变的趋势。地理—生态过程是生态系统内部和不同生态系统之间的地形、地貌、地质、能量及物质等因素移动或者迁移的转变过程，在此过程中地理生态形式多种多样，如地形地势的转变、土壤质量的演变、对地理因素的干扰因素以及地理动态因素等等，这些因素的不同变化过程会对城市系统格局产生或大或小的影响[3]。

在实际生活中，地理—生态过程与城市系统格局往往是不可分割的，研究者所站的角度不同，其侧重点也是不同的，本文笔者在研究过程中主要是从地理—生态过程角度出发对城市系统格局进行深入探讨。地理—生态过程多种多样，在城市系统格局分析研究中忽略哪一种地理因素或条件，都无法保证城市系统格局的全面性与准确性，同时还可以因为地理因素的不合理应用引发一系列的具体问题[2]。在城市系统格局研究过程中要保证格局的规范性与科学性，符合城市特色及经济发展情况，与城市地理自然条件相适应，那么在研究中需要充分明确城市系统格局在地理—生态过程中所发挥的意义，明确地理—生态过程与城市系统功能之间的关系，在明确两者相互关系的基础上进行格局分析，突出城市系统格局的层次感与独特性。

三、基于地理—生态过程的城市系统格局研究

任何生态过程都需要以景观空间为主要依托，城市生态景观对于生态过程的演变具有一定的宏观控制作用，而地理—生态过程与城市系统格局也是如此，地理—生态过程和城市系统格局在实际生活中的交融主要表现为非线性耦合与反馈关系，为了全面清晰的掌握地理—生态过程与城市系统格局的关系以及两者之间的相互影响性与制约性，本文笔者通过三种耦合模型的形式对其进行了全方位的诠释，以下是笔者以耦合模型为切入点对基于地理—生态过程的城市系统格局研究：

1.城市系统格局对地理—生态过程的驱动作用

在城市系统格局对地理—生态过程的驱动作用研究中，应采用城市格局对生态过程的驱动模型，该模型主要包括SWM模型、THMB模型以及ANSWERS模型，SWM模型重点模拟城市地理流域尺度上湿地的水、河岸带以及地理营养物质的流动与保持过程，还有湿地与河岸带对水文过程变化的影响，植物地下水与地理生态中营养物质的转移。THMB模型则主要是用来定量模拟分析草地与森林对水文过程的影响。ANSWERS模型则是通过对城市地理生态环境中不同植被覆盖下的流沙量及径流量的模拟情况，合理分析植被对于生态径流量以及产沙量的影响[4]。但这类模型往往存在的局限性，因为在这种情况下城市格局的变化需要通过情景假设的方式来实现，对城市未来格局变化的大致趋势以及影响因素没有过多考虑，无法对未来地理—生态过程及城市系统格局的变化做出准确预测。

2.地理—生态过程对城市系统格局的反馈作用

要明确地理—生态过程对城市系统格局的反馈作用，应利用地理—生态过程对城市系统格局的反馈模型。在城市格局实际形成过程中格局变化易受多种因素的影响，地理—生态过程对于城市系统格局的反馈可以说是漫长并且难以揣测，在建模上往往会出现基础数据和机理欠缺等问题，比如说地理生态过程中的气象因子、地形地貌、水文环境等等都会对城市系统格局的形成产生或多或少的影响[4]。在城市系统格局实际研究中要想发挥地理—生态过程对于城市系统格局的反馈作用，那么相关研究者应将地理—生态过程中所产生的特色因素合理融入到城市格局中，让其在城市格局中充分发挥其独特的价值，为城市系统格局增光溢彩。

3.地理—生态过程与城市系统格局的相互融合

地理—生态过程与城市系统格局实现相互融合，才能构建和谐的城市生态系统格局，保证城市系统格局设计的自然性、科学性与可行性。在此过程中应充分利用地理—生态过程与城市系统布局耦合模型，在应用中可全面发挥耦合模型的不同专业模型专长，使模拟结果可以产生互相补充与验证的作用，这样不仅能达到良好的融合效果，同时还能够提高模拟精度[4]。在城市系统格局研究过程中借助先进的模型集成工具将地理—生态过程与城市系统格局有效耦合在一起，将地理—生态过程中的气候条件、地形地貌自然特征、生态营养物质、土壤水分及植物生长与水文动态融合在一起，可以实现城市生态元间物质的循环连续，发挥其共同作用力，使城市系统格局以最美最和谐的形式展现。

四、总结

我国地理自然环境较为复杂，不同城市的文化特征、人地关系也存在较大的地域差异性，伴随着我国社会经济的迅猛发展，我国人地的相互作用关系也更加突显，并且有了新的特点。过程、格局、尺度及功能是景观生态学的核心内容，本文从地理—生态过程的视角进行城市系统格局研究，明确了两者之间的相互作用与反作用关系，在满足尺度及功能要求的基础上将地理—生态过程与城市系统格局合理融合，可以更好的展现城市独有的特色与魅力。

参考文献：

[1]李伟峰，欧阳志云，王如松，王效科.城市生态系统景观格局特征及形成机制[J].生态学杂志， 2009，24(4)：428-432

[2]杨德伟，杨职优，崔胜辉，罗涛.地理一生态过程视角的城市系统研究[J].地理科学进展，2011,30（2）:164-170

[3]苏常红，傅伯杰.景观格局与生态过程的关系及其对生态系统服务的影响[J].自然杂志， 2012，34(5)：277-283

[4]吕一河，陈利顶，傅伯杰.景观格局与生态过程的耦合途径分析[J].地理科学进展，2007,26（3）:1-7

[5]傅伯杰，赵文武，陈利顶.地理一生态过程研究的进展与展望[J].地理学报，2009,66（11）:1123-1131