源匯景觀理論及其生態(tài)學(xué)意義1

源匯景觀理論及其生態(tài)學(xué)意義

中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與技術(shù)局局長，從事于土地評價和景觀生態(tài)學(xué)等方面的研究工作，他提出的土地評價理論體系受到國內(nèi)外同行專家的好評。近十年來，共發(fā)表論文65篇，出版專著5部，獲獎多項(xiàng)。1992年獲中國地理學(xué)會首屆青年地理科技獎。享愛國務(wù)院政府特殊津貼。現(xiàn)為國際土壤學(xué)會會員、土地評價信息系統(tǒng)工作組委員、國際景觀生態(tài)協(xié)會會員和國際景觀生態(tài)協(xié)會中國分會常務(wù)理事、副秘書長。1997年獲國家杰出青年基金資助。2011年12月傅伯杰當(dāng)選中國科學(xué)院院士。所獲榮譽(yù)

1、國家“十五”攻關(guān)重大項(xiàng)目“中國西部重點(diǎn)脆弱生態(tài)區(qū)綜合治理技術(shù)與示范”

2、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“黃土丘陵溝壑區(qū)景觀格局演變與水土流失機(jī)理”

3、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃項(xiàng)目課題（973）“區(qū)域生態(tài)環(huán)境與生物多樣性保護(hù)”

4、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新重要方向項(xiàng)目“中國陸地生態(tài)系統(tǒng)評價研究”

5、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“環(huán)渤海土地利用變化與土地持續(xù)利用模式”

6、國務(wù)院三峽移民開發(fā)局重大科研項(xiàng)目“三峽移民工程中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究”

7、國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目“土地持續(xù)利用的系統(tǒng)研究”

8、歐洲聯(lián)盟INCO-DC國際合作研究項(xiàng)目“中國黃土高原土壤侵蝕，土地評價與水土保持規(guī)劃”

9、中國科學(xué)院“九五”重大項(xiàng)目“中國生態(tài)環(huán)境區(qū)劃”

10、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“景觀空間格局對土壤侵蝕和元素遷移的影響研究”

11、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“森林景觀的空間格局和景觀多樣性研究”

12、土地持續(xù)利用評價的原理及其應(yīng)用，獲1997年國家土地管理局科技進(jìn)步二等獎。（排名第一）；

13、中國資源、生態(tài)環(huán)境預(yù)警研究，獲1993年中科院科技進(jìn)步三等獎，（排名第三）；

14、陜西榆林地區(qū)毛烏素沙地生態(tài)環(huán)境改善研究，獲1991年國家科技進(jìn)步三等獎。（排名第十）；景觀：由一組以類似方式重復(fù)出現(xiàn)的，相互作用的生態(tài)系統(tǒng)所組成的異質(zhì)性陸地區(qū)域。景觀生態(tài)學(xué)是以景觀為研究對象，重點(diǎn)研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和變化，以及景觀的科學(xué)規(guī)劃和有效管理的一門宏觀生態(tài)學(xué)科。（景觀生態(tài)學(xué)的創(chuàng)始人是德國的特羅爾）景觀結(jié)構(gòu)概念：在景觀生態(tài)學(xué)中一般將景觀中景觀要素的類型、分類屬性及其數(shù)量關(guān)系特征稱為景觀結(jié)構(gòu)。景觀格局概念：是景觀要素在景觀空間內(nèi)的配置和組合形式、是景觀結(jié)構(gòu)與景觀生態(tài)過程相互作用的結(jié)果。67、景觀格局的類型：規(guī)則式均勻格局、聚集格局、線狀格局、平行格局、特定組合或空間連接。68、景觀結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)：1）散布型，特點(diǎn)：以一種生態(tài)系統(tǒng)或一種景觀要素類型作為優(yōu)勢的本底，而以另一種或多種類型分散在其內(nèi)。2）指狀型，特點(diǎn)：占優(yōu)勢的有兩種景觀要素，彼此犬牙交錯，但共有一個邊界。3）棋盤型，特點(diǎn)：由相互交錯的棋盤狀格子組成。4）網(wǎng)絡(luò)型。（1）均勻型分布格局，是指某一特定類型的景觀要素之間的距離相對一致。如中國北方農(nóng)村，由于人均占有土地相對平均，形成的村落格局多是均勻地分布于農(nóng)田間，各村距離基本相等，是人為干擾活動所形成的斑塊之中最為典型的均勻型分布格局。（2）團(tuán)聚式分布格局，是指同一類型的斑塊聚集在一起，形成大面積分布。如許多亞熱帶農(nóng)業(yè)地區(qū)，農(nóng)田多聚集在村莊附近或道路一側(cè)；在丘陵地區(qū)，農(nóng)田往往成片分布，村莊集聚在較大的山谷內(nèi)。（3）線狀分布格局，是指同一類型的斑塊呈線形分布。如房屋沿公路零散分布或耕地沿河流分布的狀況。（4）平行分布格局，是指同類型的斑塊平行分布。如侵蝕活躍地區(qū)的平行河流廊道，以及山地景觀中沿山脊分布的森林帶。（5）特定組合或空間連接，是一種特殊的分布類型，大多數(shù)出現(xiàn)在不同的景觀要素之間。比較常見的是城鎮(zhèn)對交通的需求，出現(xiàn)城鎮(zhèn)總是與道路相連接，呈正相關(guān)空間連接。另一種是負(fù)相關(guān)連接，如平原的稻田地區(qū)很少有大面積的林地出現(xiàn)，林地分布的山坡上也不會出現(xiàn)水田。景觀過程概念：能量、物質(zhì)、物種和其他信息在景觀要素之間的流動形成景觀生態(tài)流，景觀生態(tài)流的表現(xiàn)形式即為景觀過程。

景觀功能概念：景觀內(nèi)能量和物質(zhì)的流動所引起的景觀要素之間的空間相互作用及其表現(xiàn)出的效果稱為景觀功能。

景觀過程的基本動力：擴(kuò)散、重力、運(yùn)動。景觀生態(tài)流的媒介物：風(fēng)、水、動物、重力和人

景觀生態(tài)流主要包括氣流、水流、養(yǎng)分流、動物流和植物流。

FRAGSTATS提供的景觀指標(biāo)英文縮寫指標(biāo)名稱應(yīng)用尺度英文全稱單位面積指標(biāo)AREA斑塊面積斑塊AreahaLSIM斑塊相似系數(shù)斑塊Landscapesimilarityindex%CA斑塊類型面積類型Classareaha%LAND斑塊所占景觀面積比例類型Percentoflandscape%TA景觀面積類型/景觀TotallandscapeareahaLPI最大斑塊占景觀面積比例類型/景觀Largestpatchindex%論文研究背景

大多數(shù)研究工作停留在格局指數(shù)的計(jì)算與分析對于格局指數(shù)的內(nèi)涵不夠重視

景觀格局指數(shù)受到不同的景觀類型分布影響，從數(shù)量上無法反映生態(tài)效應(yīng)

研究目的

將生態(tài)過程與景觀格局指數(shù)聯(lián)系起來較好的反應(yīng)過程的作用一源與匯的概念及識別方法

“源”、“匯”是全球變化和大氣污染研究中的概念。對于大氣污染來說,大氣污染物的來源,如工廠廢氣排放、居民生活廢氣排放、交通尾氣排放等均被認(rèn)為大氣污染的源。相對于大氣污染的源,“匯”是指可以吸收大氣污染物的一些地區(qū)或生態(tài)系統(tǒng)類型?！霸础薄皡R”概念的提出為解析大氣污染物的來龍去脈提供了非常有用的手段二“源”“匯”景觀理論的提出主要是基于生態(tài)學(xué)中的生態(tài)平衡理論,從格局和過程出發(fā),將常規(guī)意義上的景觀賦予一定的過程含義,通過分析“源”“匯”景觀在空間上的平衡,來探討有利于調(diào)控生態(tài)過程的途徑和方法應(yīng)用1“源”“匯”景觀格局設(shè)計(jì)與非點(diǎn)源污染控制根據(jù)“源”“匯”景觀理論,在地球表層存在的物質(zhì)遷移運(yùn)動中,有的景觀單元是物質(zhì)的遷出源,而另一些景觀單元則是作為接納遷移物質(zhì)的聚集場所,被稱為匯。同樣,對于污染物來說,不同的農(nóng)田景觀類型也可以被看作不同的“源”、“匯”景觀。如果能夠在流域生態(tài)規(guī)劃中合理地設(shè)置這些“源”、“匯”景觀的空間格局,就可以使非點(diǎn)源污染物質(zhì)在異質(zhì)景觀中重新分配,從而達(dá)到控制非點(diǎn)源污染的目的。應(yīng)用2“源”“匯”景觀格局設(shè)計(jì)與生物多樣性保護(hù)生物多樣性的保護(hù)關(guān)鍵在于對瀕危物種棲息地的保護(hù),只有保護(hù)好物種生存的棲息地,才能有效地保護(hù)目標(biāo)物種。如果將物種棲息斑塊與周邊的資源斑塊看作是目標(biāo)物種的“源”景觀,那么在區(qū)域中不適合目標(biāo)物種生存的斑塊,如人類活動占據(jù)的斑塊、天敵占用的斑塊等,在一定意義上可以認(rèn)為是目標(biāo)物種的“匯”景觀。評價一個地區(qū)景觀格局是否有利于目標(biāo)物種的生存和保護(hù),可以通過評價目標(biāo)物種生存斑塊與周邊斑塊的之間的空間關(guān)系。

應(yīng)用3“源”“匯”景觀格局設(shè)計(jì)與城市熱島效應(yīng)控制城市熱島效應(yīng)主要是由于灰色景觀過渡集中分布引起的,可以看作熱島效應(yīng)的“源”,而藍(lán)色景觀、綠色景觀可以起到緩解城市熱島效應(yīng)的作用;但是由于城市土地資源的有限性,藍(lán)色景觀和綠色景觀的發(fā)展受到較大限制,為了減少城市熱島效應(yīng),如何在有限的土地資源條件下,合理布置各種景觀類型空間格局將至關(guān)重要源匯模型：“源”“匯”景觀理論的基本前提是在確定研究對象的基礎(chǔ)上,分析不同景觀類型在過程中所起的作用,進(jìn)行“源”“匯”景觀的辨識,之后判斷不同性質(zhì)的景觀類型對生態(tài)過程的貢獻(xiàn)。陳利頂?shù)忍岢隽嘶谶^程的景觀空間負(fù)荷對比指數(shù)[25]。通過比較研究不同景觀類型在流域非點(diǎn)源污染形成過程中的作用,借用羅倫茲曲線的理論和方法,通過比較不同“源”、“匯”景觀類型對生態(tài)過程的貢獻(xiàn)進(jìn)行賦值,在此基礎(chǔ)上,從距離、坡度和相對高度3個方面提出了“源”“匯”景觀空間負(fù)荷對比指數(shù),指數(shù)的大小可以反映景觀空間格局對生態(tài)過程的影響[15]。該模型充分考慮了格局與過程的關(guān)系,從而為研究景觀格局與生態(tài)過程提供了一個新的思路與傳統(tǒng)景觀模型的對比：通過野外實(shí)驗(yàn)觀測,研究不同斑塊形狀、空間組合關(guān)系對生態(tài)過程的影響;②通過一些徑流小區(qū)的觀測實(shí)驗(yàn),研究不同景觀類型及其空間組合對徑流泥沙過程的影響;③在較大尺度上,利用數(shù)學(xué)模型模擬研究景觀格局變化對一些過程的影響

意義：基于大氣污染中的“源”“匯”表示方法,在已有研究基礎(chǔ)上提出了“源”“匯”景觀理論,該理論能夠?yàn)榉治鼍坝^格局與生態(tài)過程的關(guān)系提供有益的科學(xué)支持,在非點(diǎn)源污染、生物多樣性保