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變化景觀的多解規劃B2305 版權信息
- ISBN：9787112092437
- 條形碼：9787112092437 ; 978-7-112-09243-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
變化景觀的多解規劃B2305 本書特色
《變化景觀的多解規劃》為我們呈現了一種基于GIS的模擬模型策略，該策略考慮了一個地區的人口、 經濟、自然和環境過程，同時預測了不同的土地利用規劃和管理決策所帶來的后果。這些預測結果和方 法本身被稱之“多解規劃”。本書用圖例詳實地說明了多解規劃的方法，以亞利桑那和墨西哥索諾拉區域 圣佩德羅河上流盆地為例，分析了發展和保護之間的各種選擇。 “卡爾-斯坦尼茨和他的同事們在本書中提出了一種生態學綜合和社會科學過程與現代科技及市民參與相 結合的綜合的多解規劃途徑；為一個社區的各利益主體提供了一種理性而且可辯護的方法——將創造和 改變的景觀以多解形式公布，并讓各利益主體達成一致；這種可視化并理解多解預案的差別與分異的能 力，使得公眾更注重其價值，而不是政治，以此走可持續發展的道路。” ——帕特里克·克雷斯特，自然信息服務組織，應用科學經理 “斯坦尼茨教授和他的同事們清晰準確地為我們展現了多解規劃模型，為本學科在環境評價方面作出了較 大的貢獻，本書為任何對區域景觀分析、規劃和管理感興趣的人士提供了一個堅實的學習基礎。” ——理查德·E·托斯，猶他州立大學自然資源學院環境與社會系教授 卡爾·斯坦尼茨——哈佛大學景觀設計學與規劃方向的亞力山大與維多利亞威利教授。 邁克爾·弗拉柯斯曼——哈佛大學設計研究生院講師。 大衛·莫阿特——沙漠研究學院副教授。 赫克托·阿里亞斯——加利福利亞世界野生動植物基金會規劃人員。 托馬斯·古德——地下水水文學家，亞利桑那州特普水系統公司的顧問。 理查德-佩合——哈佛大學設計研究生房地產開發方向的邁克爾-D·斯皮爾教授。 斯科特-巴希特——沙漠研究學院博士后。 托馬斯·馬多克三世——亞利桑那大學水文和水資源教授，河濱研究實驗室的聯合總監。 艾倫·希勒——哈佛大學研究員。
變化景觀的多解規劃B2305 內容簡介
《變化景觀的多解規劃》為我們呈現了一種基于GIS的模擬模型策略，該策略考慮了_個地區的人口、經濟、自然和環境過程，同時預測了不同的土地利用規劃和管理決策所帶來的后果。這些預測結果和方法本身被稱之“多解規劃”。本書用圖例詳實地說明了多解規劃的方法，以亞利桑那和墨西哥索諾拉區域圣佩德羅河上流盆地為例，分析了發展和保護之間的各種選擇。
變化景觀的多解規劃B2305 目錄
表格目錄插圖目錄序前言**章 變化區域的多解規劃第二章 圣佩德羅河上游流域第三章 多解規劃研究框架第四章 研究的組織第五章 自然與文化發展史第六章 研究課題第七章 變化預景第八章 開發模型第九章 水文模型第十章 植被模型第十一章 景觀生態格局模型第十二章 單一物種的潛在棲息地模型第十三章 受威脅和瀕危物種潛在棲息地第十四章 脊椎物種豐富度與GAP物種模型第十五章 視覺偏好模型第十六章 各種影響總結第十七章 多解規劃方案的測試第十八章 總結附錄A：預景研究指導附錄B：計算過程參考文獻致謝作者簡介
展開全部
變化景觀的多解規劃B2305 節選
bsp;序
“為滿足交通、居所、農業、能源等物質需求，人
類不斷地尋求解決方案。然而，在這一進程中，自然
環境卻承受了巨大的壓力：破壞、污染及各種損害一
直在持續著……環境惡化導致的危害已不僅僅是一個
國家或者區域的問題。”
——環境合作委員會
《(北美鑲嵌體：環境狀況報告)》
當前，生物種類的減少使北美面臨著普遍的危機。
北美生物多樣性*為豐富的生態區有50％正遭受嚴重
退化。這些地區至少有235種瀕危動物，其中包括：
哺乳類動物、鳥類、爬行動物及兩棲動物。
是保護，還是要發展?這一對世界性的矛盾對
于人類并不陌生，人類早已意識到矛盾的存在。為了
應對物種迅速減少帶來的威脅，北美自由貿易協定
(NAFTA)的三個成員——加拿大、墨西哥和美國組成
了“環境合作委員會”(CEC)。
在過去的幾十年中，上述三個國家已出臺了大
量的保護策略。總的來看，北美受保護地區面積已從
1980年的1億公頃增加到現在的3億公頃，約占全洲
陸地面積的15％。然而，盡管取得了一些成績，我們
不得不看到迫在眉睫的威脅，若隱若現的威脅足以讓
我們忽略已經取得的喜人成績。這三個國家的自然環
境面臨著被多種因素破壞的危險。北美的自然環境狀
況在世界上的其他地方也在發生著，而且在多數情況
下，形勢更不容樂觀。
位于亞利桑那和索諾拉的圣佩德羅河上游流域的
未來發展正是一個典型例子，反映了保護與發展的矛
盾，而主要軍事設施的存在使這兒的情況更加復雜。
1994年，國防部開始指導軍事基地從生態系統角度對
環境項目進行管理。
1996年，國防部派出代表參加生物多樣性研究協
會(BRC)。BRC是由政府機構與大學合作創辦的組織，
其目標是開發數據庫和分析方法以進行生物多樣性的
風險評估和管理。軍方代表為來自美國軍隊工程師研
究和開發中心的威妮弗蕾德·羅斯(Winifred Rose)和
羅伯特·羅澤(Robert Lozar)。可以說，當我有意在圣
佩德羅河上游地區實行多解規劃研究時，這些基礎工
作已經到位。1997年，我向國防部提交的遺產資源管
理項目方案得以通過。該項目為國會項目，旨在促進
常規環境基金項目以外的自然和文化資源項目的積極
發展。
當科學界仍在為生態系統管理的概念而爭論不休
的時候，軍方關注的是如何考慮軍事基地與周圍景觀
的交互作用及對周圍景觀的環境影響過程——生物的
和物理的——從而更好地管理這些基地。軍隊培訓與
教旨司令部瓦丘卡堡正好位于亞利桑那圣佩德羅河上
游河谷，面臨著一系列眾所周知的復雜環境問題，因
而也無可厚非地成為了該項研究的軍方*佳選擇地。
從軍隊的角度來看，圣佩德羅河上游河谷地區的
環境問題包括：
·瓦丘卡堡與圣佩德羅河河岸國家保護區相鄰，
根據該保護區的原有立法規定，河水的基本流量應予
保證。
·軍隊基地及其周圍生活著大量依賴于水棲生境
的瀕危物種。
·如何均衡用水，既能有效地保護環境又能促進
這個具有吸引力的增長中高地沙漠區的發展成為普遍
關注的問題。
·流域影響因素引起了爭論。
為了進一步支持這一變化景觀的多解規劃研究，
環境保護署于2000年10月發起了聯邦凈水行動計劃。
根據該計劃的指導，各聯邦機構在環境管理中應注意
保護流域，并應通過增加聯邦屬地流域管理中的公眾
參與進一步改進自然資源管理工作。同時該計劃還號
召聯邦各機構與各州、部落、地方政府、私有土地所
有者和其他感興趣的各方合作，共同采用流域管理方
案對聯邦土地與資源進行管理。流域計劃包括對流域
條件的評估和監控，以及對優先發展的流域的確定以
使預算及其他資源得到有重點的使用。卡爾·斯坦尼茨
的多解規劃框架正是流域管理方案的主要組成部分。
盡管多解規劃的方法在某些方面增加了軍事基地
規劃與管理的復雜性，但它也使得區域規劃評價過程，
尤其是沒有明顯所有權界限的環境規劃更加完善。這
的確需要有關機構和團體進一步加強相互合作，本案
例就需要國際合作，因為所研究的流域發源于墨西哥。
這種分析方法的好處在于它能提供卓越的考慮問題的
視角。本書的案例研究展示了一個具有潛能且有效的
方法，以研究和評估有關景觀變化未來發展的規劃政
策方案，該政策方案同時規定了應如何減少對景觀的
消極影響。
該項研究的目的并不在于指導社區向某一特定的
方向發展，而是為當地規劃者提供了一種方法，幫助
他們預見當地可能的幾種未來發展模式帶來的不同結
果，從而提高他們對當地未來發展模式的決策能力。
我們希望這種方法能夠被視為一個框架，在此框架下，
當地的領導們得以共同努力，為這個豐富的高地沙漠
景觀環境規劃美好的未來。為該項研究所進行的廣泛
分析應作為一種工具，幫助這個生氣勃勃的區域“明
智地發展”未來。該項研究對瓦丘卡堡產生了很大影響，
瓦丘卡堡是**個在保護自然環境方面投入了巨額基
金的軍方機構。
在此，我對所有美國和墨西哥的規劃者、研究員、
各機構工作人員及有關當地居民表示深深感謝。他們
與我們的共同努力使得這個項目得以完成，我希望可
以稱這個項目為成功的。我想特別感謝研究小組成員
的努力、智慧與忠誠合作。
羅伯特·L．安德森(ROBERT L．ANDERSON III)
美國軍隊培訓與教旨司令部
保護與自然資源項目
門羅堡，弗吉尼亞
前言
本書所闡述的研究項目由一個調查小組負責執行，
小組成員來自哈佛大學設計學院、沙漠研究院、亞利
桑那大學、Instituto del Medio Ambiente y el Desarrollo
Sustentable del Estado de Sonora(IMADES)、美
國軍隊培訓與教旨司令部和美國軍方工程師研究發展
中心。
該研究也使用了他人的工作成果，尤其是關于該
地區的情況說明和該地區面臨的問題。感謝當地的規
劃機構、半干旱地表空氣規劃機構、環境合作委員會、
美國土地管理局，以及瓦丘卡堡等組織給予我們的合
作與許可。感謝許多參與調查，填寫情景調查問卷的
當地人民，以及在我們的公開演講中發表了觀點
的人們。
美國軍隊培訓與教旨司令部的環境事務部門，國
防部遺產資源管理項目的門羅堡和弗吉尼亞機構為該
研究提供資金支持，項目號為981702。然而，參與該
研究的調查人員與贊助單位和管理機構沒有任何形式
的契約關系或協商關系。本書涵蓋的信息是可靠的，
但調查人員及他們所在的機構不保證信息的完整性或
精確性。各種觀點及預測均為研究小組的研究所得。
公開這項研究成果的惟一目的是它的教育性：即為各
有關方面和地區管理部門提供有關環境問題、戰略規
劃選擇以及該選擇對于建筑和自然環境可能產生的后
果的信息。
第九章水文模型
水文模型模擬了圣佩德羅河上游流域的地下水系
統流程和地表水系統的基流流程。1940年之前，圣佩
德羅河流域的居民都是依靠泉水、河流、自流井和淺
井來獲得用水。大約到了1940年，電氣化在農村得
以實現，這為現代化高電壓水泵的運轉提供了電力。
水泵抽取了大量的地下水，破壞了流域內水文循環的
平衡。1988年以前，大部分水泵用于農業。泛濫平原
和地區蓄水層附近的抽水行為對整個圣佩德羅河流域
起了消極作用。從河水附近的水井中抽水導致了河水
的自然失水段流失了更多的水，而河水的自然補水段
補充的水量減少了。1988年，隨著圣佩德羅河河岸國
家保護區(SPRNCA)的建立，美國土地管理局在泛
濫平原內獲得了大面積的農業用地，并停止使用了有
關水泵。圣佩德羅河流域出現了戲劇性的結果，部分
河流段的條件得到了改善。
流域內分布廣泛的水泵仍然是當地一個主要問
題。而且，這些水泵主要位于中心地點，如謝拉維斯
塔和班遜，在流域的補給水源(周圍山脈的降雨)和
水量流失區域(圣佩德羅河)之間。水泵的地理位置
使得原有的問題更加激化。由于抽取地下水導致了地
表水轉移和地表水耗盡，曾經是終年不斷的圣佩德羅
河水在一些河段變為了間歇河流。一地下水抽取很可能
導致河岸地區地下水位降低，當前尚存的淺水區域和
植物物種也可能因此而消失。這將導致圣佩德羅河河
岸國家保護區的野生物種棲息地質量嚴重下降。由地
下水抽取引起的地下水位下降可能導致蓄水層縮小并
帶來類似于圖森附近的城市地區出現的沉降槽問題。
圣佩德羅河沿岸泛濫平原的農業區以前主要依靠充足
的河流供水，現在則更多地依靠地下水抽取，這加劇
了圣佩德羅河附近的水資源短缺問題。流域內的增長
的人口也促使對水需求的增加，目前只能通過從該區
域的蓄水層抽取更多的地下水來解決這個問題。由于
當地的蓄水層與泛濫平原的蓄水層相連，因此對當地
蓄水層的影響也會轉移到河流本身。
水文模型模擬了水流流程，包括地下水和地表水
的交互作用以及水分蒸騰。與以前的研究不同，水文
模型綜合了索諾拉研究區域的數據，為評估圣佩德羅
河上游流域的多解規劃提供了更為全面的依據。
本研究區域已經進行過廣泛的研究，要想在本研
究中創建一個新的模型，研究方法的改進是至關重要
的。地理信息系統(GIS)已可以廣泛應用于探測地表、
地質、水利資源、山脈前鋒補給、河岸土壤水分蒸發、
灌溉農業、水井的位置和河流網絡等。地理信息系統
(GIS)的使用促使本研究對研究方法和信息管理進行
了重要的改變。水泵抽水的預測速率被分配到亞利桑
那州有記載的水井地點。以海拔和次流域的平均降水
量為依據，對山脈前鋒的補水進行了重要的分配。近
期對土壤水分蒸騰的研究結果被應用于河岸區域。模
型邊界向山脈前鋒地區擴展，包括了圣佩德羅河上游
流域的墨西哥部分和伯考馬里河上游流域的源頭(圖
9．1)。這些改變使得本次圣佩德羅河上游流域可多解
規劃研究的水文評價比以前更為全面。該模型綜合利
用了美國地理研究機構(USGS)和半干旱地表空氣
規劃項目組等機構對該地區進行水文研究所得的*新
結果。
降雨落在圣佩德羅河流域的上部山區，順著山谷
蜿蜒而下匯入河水中，滲入山脈底部沖積流域的地下
水系統(圖9．2)。滲入水向下經過地區蓄水層的過濾，
通過多孔材料緩緩流經或流進山谷。大部分的水在地
下繼續向北流入吉拉河，但是也有一部分向上流入河
水，形成了基流(河川徑流量中由地下水滲透補給河
水的部分)。經過這一過程，普羅米納斯與查爾斯頓
之間的基流得以大量增加。
該地區的蓄水層基本上分成兩個部分。下層流
域充填沉積地是全流域重要的蓄水地帶。這片地帶
由夾層之間的沙子和礫石組成，位于不可滲透的基
巖之上(沼澤地結構)。沉積地的厚度不等，河谷邊
緣的部分厚達幾米，而流域中心的部分幾乎超過300
米(1000英尺)。上層流域充填沉積地位于下層流域
充填沉積地之上，深度超過200米(660英尺)。上
層流域充填沉積地在沙子和礫石之間包含著大量的
泥土和淤泥層。
在含水飽和的地方，上層流域充填沉積地的沖積
扇和下層流域充填沉積地的沖積扇有直接的水文聯
系。由于結構上的垂直與水平變化，上下層流域充填
沉積地作為同一個水文單位共同作用(Freethy,1982
年)。地下水被流域充填沉積地內的泥土和淤泥層分
成深水和淺水水流系統(Pool and Coes,1999年)。圣
大衛和班遜地區附近有大型泥土帶(圣大衛式結構)
(Gray,1965年)，由大約300米(1000英尺)的泥
土、淤泥和淡水石灰石組成。泥土帶厚達100米(330
英尺)，在其上方泛濫平原含三水層粗糙的結晶沉積
物與其下方的地區含水層之間形成了一個弱透水層
(Jahnke,1994年)。人們普遍認為1887年的地震導致
了圣大衛地區沼澤地的消失，改變了泉水的模型，隨
之出現了自流水，原有的井水也開始以自流狀態出現
(Hadley in Salsa,1999年l ADWR,1991年)。
泛濫平原沖積層的構成包括松散砂石、沙子種
淤泥，在圣佩德羅河沿岸以及下方形成了一個相對
較淺的長窄型蓄水層。泛濫平原一般在地區蓄水層
和封閉的隔水粘土層之上，*厚的地方有50多米
(165英尺)，而河水直接流過的裸露河床處，厚度
為0。河本身有一個范圍不定的嵌入河道，河水借
此流過泛濫平原和河岸森林地區。河水流量是不斷
變化的：赫里福到查爾斯頓的河段一般是終年流水
的補給區域；費爾班克到本森北部紐約灣海峽的問
段是間歇性水流；在本森的紐約灣海峽，地質壓縮
迫使該地區地下水向上流入泛濫平原；再往下游，
河水基本上都是間歇的，除了在表面或接近表面的
河床處有較短的終年流水段(Huckleberry,1996年)。
水文模型由一套數學公式組成，以地下水流和河
水基流過程的水文原理為依據。這些公式預測了地下
水水位、儲量、河流與蓄水層的交互作用的改變以及
由地下水抽取和地表水轉移導致的基流改變。
水文模型的創建分為兩個階段。首先，制訂地下
水系統的概念模型。概念模型詳細界定了地下水系統
的地質邊界、分層、河流位置及轉移位置、河岸區、
農業區、山脈前峰補水分布區域和水井的位置。
概念模型使用了GIS軟件，在本案例中，通過
ArcView(ESRI，Redlands，Calif．)來觀察和創建點、
線和多邊形。這些圖形是物理實體的空間表示，例如
水井點、線形河流段、河岸區和農業區。將這些圖形
連起來并賦之于屬性特征(例如水井抽水率，河流量
及形狀特點以及各種植物覆被的土壤水分蒸發率)，
將這些信息存入地理數據庫中。
建立水文模型的第二個階段是為概念模型選擇
一個近似值，并由這個近似值創建數字電腦模型。通
過將概念模型及賦予概念模型的屬性結合起來放在一
個反映了研究區域的表面和次表面地質情況的三維有
限差分網格來實現數字電腦的創建(圖9．3)。兩種模
型(概念模型和數字模型)的信息注入都借助了美國
國防部地下水模型系統(GMS)軟件。GMS是界于
GIS應用與數字電腦模型之間的一個界面。本研究中
使用的數字電腦模型是源于USGS的MODFLOW地
下水流量模型軟件(McDonald and Harbaugh,1 988年)。
MODFLOW計算出了每個有限差分網格內的每個單元
的水頭(水位)。該方案包含一個模數結構，使用者
可以結合一系列數據或模數來模擬與地下水相關的各
種過程。本研究中所用到的數據包括：土壤水分蒸發
蒸騰、蓄水層、井水抽取以及河流與蓄水層的交互
作用。
GMS還通過創建三維網格、地質數據和后加工
協助編輯了概念模型。GMS內的地圖模型廣泛應用于
編輯概念模型，使之與使用MODFLOW數據的三維
有限差分網格相一致。GMS之所以被本研究選中是因
為它可以自動化地建立網格，使制訂水文模型變得容
易，并可以在現實世界中進行模擬演示，與上文提到
的GIS應用一致。
為了建立用以評價多解規劃的基線，對地下水進
行模擬并用以表現開發前狀況，即大規模人類活動開
始之前區域水文的“穩定狀態”。與該地區早期的其
他水文研究一樣，本研究也假定了穩定狀態的條件在
1940年就已經存在。這種穩定狀態用來界定隨后暫態
分析的基線條件。暫態模型通過使用1940年至今的
人為影響資料(包括歷史和當代的研究資料)模擬了
地下水和地表水的變化結果。暫態模擬分為23個影
響周期。每個影響周期內的所有參數都是恒定的，例
如，水泵抽水率是不變的。各影響周期內以1年作為
時間分段。
穩定狀態和暫時狀態模擬的地下水和河流條件根
據觀察水位和河水基流條件的測量結果進行核準。為
了使電腦模擬更好地展示歷史和當前的地下水條件，
應對模型內的水文和地質參數進行調整。圖9．4列出
了1940年到1997年間每個影響周期各種使用類型的
水泵分布總況(Goode and Maddock，2000年)。在亞
利桑那的研究區域，抽取的水主要用于農業灌溉，同
時為了滿足不斷增長的人口的用水需要，抽水量在逐
漸增加。在索諾拉，抽水主要與礦業相關活動用水的
改變有關。
變化景觀的多解規劃B2305 作者簡介
卡爾·斯坦尼茨，哈佛大學景觀設計學與規劃方向的亞力山大與維多利亞威利教授。
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