景觀生態(tài)學(xué)一般概念

景觀生態(tài)學(xué)一般概念第一頁，共85頁。教材：景觀生態(tài)學(xué).肖篤寧等編著.科學(xué)出版社，2010參考書目：景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用.傅伯杰等.科學(xué)出版社景觀生態(tài)學(xué)—格局.過程.尺度與等級.鄔建國等.高教出版社景觀生態(tài)學(xué).徐化成.

中國林業(yè)出版社景觀生態(tài)學(xué)理論、方法及應(yīng)用.肖篤寧.

中國林業(yè)出版社課程性質(zhì)：專業(yè)必修課考核方式：筆試成績計(jì)算：平時(shí)成績×30%＋考試成績×70%

第二頁，共85頁。

景觀生態(tài)學(xué)是地理學(xué)、生態(tài)學(xué)以及系統(tǒng)論、控制論等多學(xué)科交叉、滲透而形成的一門新的綜合學(xué)科。主要研究空間格局和生態(tài)過程的相互作用。作為一門學(xué)科，景觀生態(tài)學(xué)20世紀(jì)60年代在歐洲形成，土地利用規(guī)劃和評價(jià)一直是其主要的研究內(nèi)容。直到20世紀(jì)80年代初，景觀生態(tài)學(xué)在北美才受到重視，迅速發(fā)展成為一門很有朝氣的學(xué)科，引起了越來越多的學(xué)者的重視與參與。景觀生態(tài)學(xué)給生態(tài)學(xué)和地理學(xué)帶來了新的思想和新的方法，已成為生態(tài)學(xué)和地理學(xué)和前沿學(xué)科之一。第三頁，共85頁。第一章

景觀生態(tài)學(xué)的一般概念第二章

景觀生態(tài)學(xué)的理論框架第三章

景觀空間結(jié)構(gòu)與景觀異質(zhì)性第四章

反映景觀功能的生態(tài)流第五章

景觀變化第六章

景觀生態(tài)分類與評價(jià)第七章

景觀數(shù)量化研究方法與手段第八章

景觀生態(tài)規(guī)劃第九章

景觀生態(tài)學(xué)應(yīng)用第十章

景觀與文化第四頁，共85頁。第一節(jié)

景觀生態(tài)學(xué)的源流發(fā)展與學(xué)科特色第二節(jié)

景觀生態(tài)學(xué)的主要概念第五頁，共85頁。一、景觀

在19世紀(jì)中期由Haeckel提出生態(tài)學(xué)一詞，隨著時(shí)間的推移，生態(tài)學(xué)已成為一個(gè)既古老而又現(xiàn)代的學(xué)科，它研究的主要內(nèi)容就是生物或生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，通常又將它分為幾個(gè)層次：個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)，而景觀是比生態(tài)系統(tǒng)更高一層次的生物層次。

第六頁，共85頁。“景觀”的三種理解：

視覺美學(xué)：在歐洲，“景觀”一詞最早來源于《圣經(jīng)》中，用來描述耶路撒冷城美麗的景畫。與“風(fēng)景”同意。例“黃山”、“泰山”、“蘇州園林”。

地理學(xué)：景觀作為地球表面氣候、土壤、地貌、生物各種成分的綜合體，類似于生物群落。景觀生態(tài)學(xué)：空間上相鄰、功能上相關(guān)、發(fā)生上有一定特點(diǎn)的生態(tài)系統(tǒng)的聚合。第七頁，共85頁。A.桂林山水景觀B.美國亞利桑那州大峽谷景觀C.美國威斯康星大學(xué)草地景觀D.內(nèi)蒙古草原景觀E.北美的荒漠景觀F.亞洲溫帶荒漠景觀一角第八頁，共85頁。人類與自然共同作用影響下的不同景觀第九頁，共85頁。第十頁，共85頁。不同學(xué)者理解1、Troll(1983)德國景觀是控制某一地區(qū)不同空間單元的自然與生物的關(guān)系。2、Zonneveld荷蘭景觀是地球表面空間的一部分，是由巖石、水、空氣、植物、動物以及人類活動所形成的系統(tǒng)的復(fù)合體，并通過其外貌構(gòu)成一個(gè)可識別的實(shí)體。3、Vink荷蘭景觀是連同其所有現(xiàn)象（地形、土壤、植被、人為影響）的陸地表面；是具有特有的地形、土壤、植被的陸地表面的一個(gè)區(qū)域；是相互有關(guān)的幾片土地的天然配置。第十一頁，共85頁。1、廣義定義指出現(xiàn)在從微觀到宏觀不同尺度上的具有異質(zhì)性或綴塊性的空間單元。強(qiáng)調(diào)異質(zhì)性，景觀的絕對尺度隨研究對象（具體物種和生態(tài)學(xué)對象）、方法、目的的變化而變化，不同物種（老鷹、蝴蝶）對空間異質(zhì)性的感官尺度不同，研究蝴蝶的景觀異質(zhì)性尺度比老鷹小得多，可以體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中尺度和等級結(jié)構(gòu)特征。2、狹義定義：在幾千米到幾百千米范圍內(nèi)，由不同類型生態(tài)系統(tǒng)所組成的具有重要性格局的異質(zhì)性地理單元，是自然與人文的綜合體。第十二頁，共85頁。

景觀最新定義（肖篤寧）：景觀是一個(gè)由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實(shí)體，它處于生態(tài)系統(tǒng)之上，大地理區(qū)域之下的中間尺度；兼具經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和文化的多重價(jià)值。綜合起來，對景觀可以作如下理解：①景觀由不同空間單元鑲嵌組成，具有異質(zhì)性；②景觀是具有明顯形態(tài)特征與功能聯(lián)系的地理實(shí)體，其結(jié)構(gòu)與功能具有相關(guān)性和地域性；③景觀既是生物的棲息地，更是人類的生存環(huán)境；④景觀是處于生態(tài)系統(tǒng)之上，區(qū)域之下的中間尺度，具有尺度性；⑤景觀具有經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和文化的多重價(jià)值，表現(xiàn)為綜合性。第十三頁，共85頁。3、景觀的特征①生態(tài)系統(tǒng)的聚合：景觀是由若干生態(tài)系統(tǒng)組成的鑲嵌體。②各生態(tài)系統(tǒng)間的物質(zhì)能量流動和相互影響；組成景觀的各種生態(tài)系統(tǒng)相互作用（如村莊、道路、河流、農(nóng)田、果園、森林）。表現(xiàn)在兩方面：一是由許多環(huán)境因子如熱、風(fēng)、聲、水以及礦物營養(yǎng)在相鄰的生態(tài)系統(tǒng)間流動；另一是動物和植物的種子、孢子、花粉等也會在生態(tài)系統(tǒng)間流動。③具有一定氣候和地貌特征；景觀的形成受兩方面的影響：一是地貌的氣候條件，地貌的氣候條件會對一個(gè)地區(qū)的自然條件的綜合起作決定性的作用，所以一定的景觀必須具有一定的氣候地貌特征；二是干擾因素。（自然干擾或者人為的干擾）干擾是引起景觀或生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、基質(zhì)發(fā)生重大變化的離散性事件。④與一定的干擾狀況的聚合相對應(yīng)。第十四頁，共85頁。第十五頁，共85頁。第十六頁，共85頁。第十七頁，共85頁。第十八頁，共85頁。第十九頁，共85頁。4、景觀要素

景觀是一個(gè)由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的鑲嵌體，組成單元（各生態(tài)系統(tǒng)或亞系統(tǒng)）為景觀要素。

也可從兩個(gè)側(cè)面來分析和認(rèn)識景觀結(jié)構(gòu)的組成單元：

按自然環(huán)境或立地條件劃分的單元稱為景觀成分；

按人類活動的影響（如土地利用方式）劃分的單元稱為景觀要素。

按照各種景觀要素在景觀中的地位和形狀，景觀要素可以分為三類：斑塊（嵌塊體）、廊道、基質(zhì)。第二十頁，共85頁。

景觀要素是景觀中相對均質(zhì)的空間單元，單元內(nèi)部存在相對一致性，這種相對一致性不僅指外貌特征，也包括其內(nèi)部的主要生態(tài)過程，如對物質(zhì)能量流動、物種的影響。

當(dāng)所研究的目的發(fā)生變化時(shí)，研究者所關(guān)注的生態(tài)過程可能不同，而所關(guān)注生態(tài)過程的生態(tài)異質(zhì)性的發(fā)生水平，往往成為決定景觀要素尺度的重要依據(jù)。

景觀和景觀要素是相對的（城市景觀中居住小區(qū)為要素，但居住小區(qū)在小尺度上也為景觀），景觀強(qiáng)調(diào)異質(zhì)，景觀要素強(qiáng)調(diào)均質(zhì)。景觀現(xiàn)象具有尺度效應(yīng)。第二十一頁，共85頁。二、景觀生態(tài)學(xué)

1939年由特羅爾提出，發(fā)展十分迅速，已成為生態(tài)學(xué)一重要分支，且已形成較完整理論，為生態(tài)學(xué)的發(fā)展提供了一個(gè)全新的空間。

景觀生態(tài)學(xué)是地理學(xué)、生態(tài)學(xué)以及系統(tǒng)論、控制論等多學(xué)科交叉、滲透而形成的一門綜合學(xué)科。主要來源于地理學(xué)上的景觀和生物學(xué)中的生態(tài)，把地理學(xué)對地理現(xiàn)象的空間相互作用的橫向研究和生態(tài)學(xué)對生態(tài)系統(tǒng)機(jī)能相互作用的縱向研究結(jié)合為一體。

以景觀為對象，通過物質(zhì)流、能量流、信息流和物種流在地球表層的遷移與交換，研究景觀的空間結(jié)構(gòu)、功能及各部分之間的相互關(guān)系，研究景觀的動態(tài)變化及景觀優(yōu)化利用和保護(hù)的原理與途徑。第二十二頁，共85頁。

景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀單元的類型組成、空間配置及其與生態(tài)學(xué)過程相互作用的綜合性學(xué)科。

簡單表述為：研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和變化的學(xué)科。

核心主題包括：景觀空間格局（從自然到城市），景觀格局與生態(tài)關(guān)系，人類活動對格局、過程與變化的影響，尺度和干擾對景觀的作用。第二十三頁，共85頁。

物種流：動植物在景觀要素或景觀間的流動。流動可改變生物棲息空間、取食或獲取營養(yǎng)的空間，逃避危險(xiǎn)或逆境，促使生命延續(xù)，也改變景觀結(jié)構(gòu)。

能量流：即生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，景觀中的能量流包含在物質(zhì)流中完成。能量流動始于綠色植物的光合作用和綠色植物對太陽能的固定，并通過一系列取食和被取食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞。

信息流：信息傳遞，某一個(gè)體發(fā)送信號，另一個(gè)體接受信號，并引起后者反應(yīng)的過程。

信息流動是景觀中的一種生態(tài)過程，包括自然信息和人工信息。突發(fā)信息的流動往往標(biāo)志著景觀中巨大變化的到來。例如：國家決策、市場信息等往往會影響到景觀內(nèi)種植斑塊的變化。第二十四頁，共85頁。三、景觀生態(tài)學(xué)發(fā)展歷史1、國外（起源于中歐、東歐）①萌芽（19世紀(jì)初-20世紀(jì)30年代）首先生態(tài)學(xué)的出現(xiàn)，19世紀(jì)中期Haeckel，把研究生物和環(huán)境關(guān)系的科學(xué)稱之為生態(tài)學(xué)。其后，從個(gè)體生態(tài)學(xué)發(fā)展到群落生態(tài)學(xué)。1935年，英國生態(tài)學(xué)家坦斯利提出了生態(tài)系統(tǒng)的術(shù)語。第二十五頁，共85頁。②鞏固（20世紀(jì)30年代后期-60年代中期）1939年，德國植物學(xué)家特羅爾，利用航片研究東非土地利用問題，提出了景觀生態(tài)學(xué)一詞。他將景觀生態(tài)學(xué)定義為研究某一景觀中生物群落之間錯(cuò)綜復(fù)雜的因果反饋關(guān)系的學(xué)科，特別強(qiáng)調(diào)景觀生態(tài)學(xué)是將航空攝影測量學(xué)、地理學(xué)和植被生態(tài)學(xué)結(jié)合在一起的綜合性學(xué)科。

之后一些科學(xué)家將景觀生態(tài)學(xué)作為生態(tài)學(xué)一分支進(jìn)行研究。二戰(zhàn)中，景觀生態(tài)學(xué)幾處于停滯狀態(tài)。

二戰(zhàn)后，人口、糧食、環(huán)境問題，使景觀生態(tài)學(xué)飛速發(fā)展，中歐是景觀生態(tài)學(xué)研究的主要地區(qū)。

美國70年代開始景觀生態(tài)學(xué)研究，發(fā)展很快。第二十六頁，共85頁。③發(fā)展(20世紀(jì)60年代后期—80年代初，初步發(fā)展；20世紀(jì)80年代，全面發(fā)展)

80年代進(jìn)入景觀生態(tài)學(xué)研究熱潮。1981年，在荷蘭召開“第一屆景觀生態(tài)學(xué)大會”。1982年，國際景觀生態(tài)學(xué)協(xié)會成立。（IALE）1984年，Narch.Z和Lieberman（美國）出版《景觀生態(tài)學(xué)的理論和應(yīng)用》，第一本景觀生態(tài)學(xué)專著。1986年，F(xiàn)orman.R&Godron出版《景觀生態(tài)學(xué)》教材，標(biāo)志景觀生態(tài)學(xué)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新階段。1987年，國際性雜志《景觀生態(tài)學(xué)》出版。第二十七頁，共85頁。④提高(20世紀(jì)90年代，學(xué)科的全面提高時(shí)期)90年代，景觀生態(tài)學(xué)全球化普遍提高，技術(shù)、手段更為先進(jìn)。（GIS、遙感等）第二十八頁，共85頁。2、國內(nèi)

80年代：起步階段，側(cè)重于國外文獻(xiàn)的介紹

80年代初期，黃錫疇、林超在國內(nèi)介紹景觀生態(tài)學(xué)的文獻(xiàn)。發(fā)表國內(nèi)景觀生態(tài)學(xué)的第一篇研究報(bào)告。對景觀生態(tài)學(xué)理論問題的探討。

景觀生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)文獻(xiàn)。1989年，北大城市與環(huán)境系設(shè)立景觀生態(tài)研究室。

90年代迅速發(fā)展，大量論文書籍出現(xiàn)。

肖篤寧、景貴和、

伍業(yè)鋼、李哈濱、傅伯杰等多有論文及論著。第二十九頁，共85頁。四、景觀生態(tài)學(xué)研究的對象和內(nèi)容1、景觀結(jié)構(gòu)：即景觀組成單元的類型、多樣性及其空間關(guān)系。景觀中不同生態(tài)系統(tǒng)（或土地利用類型）的面積、形狀和豐富度，它們的空間格局及能量、物質(zhì)和生物體的空間分布等，均屬于景觀結(jié)構(gòu)類型。

2、景觀功能：即景觀結(jié)構(gòu)與生態(tài)學(xué)過程的相互作用，或景觀結(jié)構(gòu)單元之間的相互作用。這些作用主要體現(xiàn)在能量、物質(zhì)和生物有機(jī)體在景觀鑲嵌體中的運(yùn)動過程。

3、景觀動態(tài)：即景觀在結(jié)構(gòu)和功能方面隨時(shí)間的變化。景觀動態(tài)包括景觀結(jié)構(gòu)單元的組成成分、多樣性、形狀和空間格局的變化，以及由此導(dǎo)致的能量、物質(zhì)和生物在分布與運(yùn)動方面的差異。第三十頁，共85頁。

關(guān)系：景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)時(shí)相互依賴、相互作用。任何生態(tài)學(xué)組織層次上（種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和景觀），結(jié)構(gòu)和功能都是相輔相成的。結(jié)構(gòu)在一定程度上決定功能，而結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展又受到功能的影響。一個(gè)由不同森林生態(tài)系統(tǒng)和濕地系統(tǒng)所組成的景觀，在物種組成、生產(chǎn)力以及物質(zhì)循環(huán)諸方面都會顯著不同于另一個(gè)以草原群落和農(nóng)田為主體的景觀。即使是組成景觀的生態(tài)系統(tǒng)類型相同，數(shù)量也相當(dāng)，在空間上的差別也會對能量流動、養(yǎng)分循環(huán)、種群動態(tài)等景觀功能產(chǎn)生明顯的影響。第三十一頁，共85頁。

景觀結(jié)構(gòu)和功能隨時(shí)間發(fā)生變化，景觀動態(tài)反映了多種自然和人為的、生物的和非生物的因素及其作用的綜合影響。同時(shí)景觀功能的改變可導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的變化（優(yōu)勢植物種群絕滅對生境結(jié)構(gòu)會造成影響，養(yǎng)分循環(huán)過程受干擾后會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的改變）。最引人注目的景觀動態(tài)，往往是像森林砍伐、農(nóng)田開墾、過度放牧、城市擴(kuò)展等，以及由此造成的生物多樣性減少、植被破壞、水土流失、土地沙化和其他生態(tài)景觀功能方面的破壞。第三十二頁，共85頁。景觀生態(tài)學(xué)研究的主要對象、內(nèi)容及基本理論第三十三頁，共85頁。五、景觀生態(tài)學(xué)研究重點(diǎn)1、空間異質(zhì)性或格局的形成和動態(tài)及其與生態(tài)學(xué)過程的相互作用；2、格局—過程—尺度之間的相互關(guān)系；3、景觀的等級結(jié)構(gòu)和功能特征以及尺度推繹問題；4、人類活動與景觀結(jié)構(gòu)、功能的相互關(guān)系；5、景觀異質(zhì)性（或多樣性）的維持和管理。第三十四頁，共85頁。六、景觀生態(tài)學(xué)的學(xué)科性質(zhì)景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)中的一個(gè)分支學(xué)科。歐洲：地理學(xué)自然地理學(xué)人文地理學(xué)景觀生態(tài)學(xué)北美洲：生物學(xué)生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)第三十五頁，共85頁。

生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境關(guān)系的生物學(xué)分支學(xué)科。

生態(tài)學(xué)是二十世紀(jì)初形成的年輕的、迅速發(fā)展的、體系龐大的學(xué)科，其研究尺度從分子水平到全球水平。

與其他生態(tài)學(xué)科相比，景觀生態(tài)學(xué)明顯強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性、等級結(jié)構(gòu)和尺度在研究生態(tài)學(xué)格局和過程中的重要性。

無論是從時(shí)間和空間上，還是從組織水平上看，景觀生態(tài)學(xué)研究所跨越的尺度較其他學(xué)科更廣。

第三十六頁，共85頁。七、景觀生態(tài)學(xué)重要學(xué)派1、美國的景觀格局與景觀功能研究(Forman,Risser,Turner)2、荷蘭和德國的土地生態(tài)設(shè)計(jì)(Zorreveld,Haber國家公園景觀規(guī)劃）3、東歐的景觀綜合研究和景觀生態(tài)規(guī)劃。（Mazur,Ruzicka(捷克）最優(yōu)設(shè)計(jì)）4、加拿大和澳大利亞的土地生態(tài)分類5、前蘇聯(lián)的景觀地球化學(xué)研究（波雷諾夫）第三十七頁，共85頁。歐洲和北美景觀生態(tài)學(xué)發(fā)展特點(diǎn)及關(guān)系第三十八頁，共85頁。八、景觀生態(tài)學(xué)重要應(yīng)用領(lǐng)域1、自然保護(hù)區(qū)建設(shè)2、生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)工程（恢復(fù)生態(tài)學(xué)）3、生態(tài)系統(tǒng)管理4、土地利用規(guī)劃

具體的主要在以下方面：

通過景觀生態(tài)分析、景觀生態(tài)評價(jià)、景觀生態(tài)設(shè)計(jì)和景觀生態(tài)規(guī)劃、現(xiàn)代規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作，應(yīng)用在自然資源管理、保護(hù)及開發(fā)利用等方面。廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)：國土整治、資源開發(fā)、自然保護(hù)、環(huán)境治理、區(qū)域規(guī)劃、城市風(fēng)景園林設(shè)計(jì)、自然保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)、自然資源管理、保護(hù)及開發(fā)利用等等。

第三十九頁，共85頁。1、國際景觀生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展（1）.基本特點(diǎn)理論基礎(chǔ)：景觀生態(tài)學(xué)主要依據(jù)生態(tài)學(xué)和地理學(xué)原理，如“復(fù)合種群”、“等級理論”、“空間格局”、“尺度效應(yīng)”，融合了格局與過程研究方法：景觀指數(shù)方法不斷發(fā)展；景觀模擬模型經(jīng)歷了從非空間到空間的發(fā)展過程；地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用；野外觀測和模擬不斷深入。應(yīng)用方向：土地評價(jià)與利用規(guī)劃、生物多樣性保護(hù)與自然保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、恢復(fù)與管理、城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究對象：森林一直是關(guān)注熱點(diǎn)；草地的研究次之；濕地的研究保持低水平穩(wěn)定；濱海和荒漠景觀的研究則少而不穩(wěn)；城市景觀的研究穩(wěn)定增長，而鄉(xiāng)村景觀重視不足。景觀要素以動植物、水文、土壤和人類活動影響研究為主第四十頁，共85頁。（2）國際景觀生態(tài)學(xué)熱點(diǎn)領(lǐng)域景觀格局與生態(tài)過程的相互關(guān)系及其尺度轉(zhuǎn)換LUCC（土地利用／土地覆蓋變化）機(jī)制及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)景觀生態(tài)學(xué)原理和方法論體系的構(gòu)建與完善，包括景觀生態(tài)學(xué)的學(xué)科性質(zhì)與地位、景觀格局描述的數(shù)量方法及其生態(tài)學(xué)意義、景觀復(fù)雜性的分析方法、景觀非線性動態(tài)模擬預(yù)測技術(shù)、景觀的可持續(xù)性評價(jià)、景觀的多功能調(diào)控及優(yōu)化設(shè)計(jì)等景觀多維監(jiān)測技術(shù)及數(shù)據(jù)的精度和可靠性分析第四十一頁，共85頁。2、中國景觀生態(tài)學(xué)研究的主要成就（1）理論和方法的發(fā)展理論介紹：充分討論了景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)，如：耗散結(jié)構(gòu)、等級理論、島嶼生物地理學(xué)理論，系統(tǒng)論等。介紹和分析了景觀斑塊性、斑塊動態(tài)、景觀多樣性、景觀連通性、文化原理、范式轉(zhuǎn)變，以及生態(tài)系統(tǒng)的干擾、生態(tài)學(xué)尺度和尺度轉(zhuǎn)換，以及異質(zhì)性等主要問題的理論意義和應(yīng)用途徑方法發(fā)展：景觀格局演變的動態(tài)指標(biāo)設(shè)計(jì)、基于景觀指數(shù)的尺度效應(yīng)分析、景觀生態(tài)模擬：修正的距陣轉(zhuǎn)換方法和CA模型；城市三維景觀模型；景觀尺度降水再分配、沙化草地的土壤水分和植被生物量的動態(tài)變化、森林的長期演替、濕地養(yǎng)分的流失等生態(tài)過程和功能模型等第四十二頁，共85頁。（2）景觀格局及其動態(tài)研究景觀格局分析是景觀生態(tài)學(xué)中的主要研究工具，它有助于理解空間上的生態(tài)學(xué)過程，同時(shí)，也是研究景觀格局潛在驅(qū)動力或識別景觀水平上各種生態(tài)環(huán)境問題并進(jìn)行對策設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。近年來的重點(diǎn)可概括為以下兩方面：快速城市化進(jìn)程中的景觀格局和動態(tài)農(nóng)業(yè)，干旱區(qū)，濕地及森林景觀的格局與動態(tài)第四十三頁，共85頁。A.在快速城市化地區(qū)，通常應(yīng)用基于樣帶的景觀指數(shù)分析來揭示景觀格局及其動態(tài)。大城市地區(qū)的城市化導(dǎo)致了斑塊密度、邊緣密度及斑塊和景觀形狀復(fù)雜性大幅增加，同時(shí)降低了斑塊的最大及平均面積、農(nóng)用地類型以及景觀連通性。日益嚴(yán)重的城市化使城市景觀變得組成上更加多樣，幾何形態(tài)上更加復(fù)雜，生態(tài)上更加破碎。這些是城市化景觀效應(yīng)的普遍模式。第四十四頁，共85頁。B.農(nóng)業(yè)、干旱區(qū)、濕地及森林景觀的格局與動態(tài)a.黃土高原區(qū)農(nóng)業(yè)景觀：丘陵溝壑區(qū)破碎化程度比較嚴(yán)重，且平均斑塊面積較小。景觀結(jié)構(gòu)的生態(tài)持續(xù)性降低。土地管理方式、土地利用政策、社會經(jīng)濟(jì)條件以及人類活動強(qiáng)度的變化是造成黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)景觀動態(tài)變化的根本原因。b.西北干旱區(qū)綠洲景觀：綠洲一般以河流為中心分布。從中心向外圍，水分和溫度條件逐漸發(fā)生變化，導(dǎo)致植被類型由喬灌混交林過渡為灌草地、鹽堿草地，直至荒漠。另一種綠洲空間格局類型是沖積三角洲，農(nóng)田和鹽堿地交替分布。受人類活動影響強(qiáng)烈的景觀要帶具有更高的斑塊多樣性，破碎化和孤立性，而受擾動較輕的景觀要素通常有更高的優(yōu)勢度和均勻度。自然斑塊比人類擾動斑塊或人工斑塊具有更高的穩(wěn)定性。第四十五頁，共85頁。c.濕地空間格局與動態(tài)將自然濕地改造為人為控制濕地的現(xiàn)象普遍人類控制下的復(fù)合濕地是主要類型它們趨向于被少而大的斑塊控制景觀破碎化水平和優(yōu)勢度較高，景觀多樣性水平卻較低d.森林景觀研究異質(zhì)景觀鑲嵌結(jié)構(gòu)與動態(tài)森林斑塊的年齡、組成與空間結(jié)構(gòu)森林群落的梯度分析森林群落和植物種群的空間分布格局與動態(tài)第四十六頁，共85頁。3.土地利用結(jié)構(gòu)與土壤水分動態(tài)土地利用結(jié)構(gòu)與土壤養(yǎng)分變化土地利用結(jié)構(gòu)與土壤侵蝕土地利用方式與景觀格局演變對生物過程的影響第四十七頁，共85頁。4.景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)用城市及農(nóng)村景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)：發(fā)展了基于人類活動、干擾和穩(wěn)定性的景觀分類方法、城市綠色空間的規(guī)劃和設(shè)計(jì)、農(nóng)村景觀規(guī)劃、城市擴(kuò)展的生態(tài)效應(yīng)環(huán)境影響評價(jià)與生物多樣性保護(hù)：區(qū)域開發(fā)與建設(shè)項(xiàng)目（如公路，水壩等）的環(huán)境影響評價(jià)、生境適宜性評價(jià)及生境恢復(fù)、自然保護(hù)區(qū)規(guī)劃第四十八頁，共85頁。一、尺度1、定義研究某一物體或現(xiàn)象時(shí)所采用的空間或時(shí)間單位（從研究者角度定義），同時(shí)又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時(shí)間上所涉及到得范圍和發(fā)生地頻率（根據(jù)所研究過程或現(xiàn)象特征定義尺度）。尺度可分為空間尺度和時(shí)間尺度。第四十九頁，共85頁。2、尺度表達(dá)方式粒度和幅度空間粒度指景觀中最小可辨識單元所代表的特征長度、面積或體積（如像元、樣方）時(shí)間粒度指某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的（或取樣的）頻率或時(shí)間間隔。幅度是指研究對象在空間或時(shí)間上的持續(xù)范圍或長度。

第五十頁，共85頁。ABCA和B粒度相同，A和C幅度相同。不同色調(diào)可以表示不同的植被類型或土地利用類型第五十一頁，共85頁。3、尺度與地理學(xué)或地圖學(xué)中的比例尺不同，大尺度指大空間范圍或時(shí)間幅度，往往對應(yīng)于小比例尺，低分辨率，反之。4、尺度推繹：把某一尺度上所獲得的信息和知識擴(kuò)展到其他尺度上，或者通過在多尺度上的研究而探討生態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)和功能跨尺度的過程，亦稱尺度信息轉(zhuǎn)換。尺度推繹包括尺度上推和下推，往往需要用數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬作為其重要工具。5、生態(tài)學(xué)研究的不同時(shí)空尺度（P6圖1—1）第五十二頁，共85頁。地球系統(tǒng)生物圈（巖石圈、水圈、大氣圈和人文圈）生物群區(qū)景觀生態(tài)系統(tǒng)

群落（植物群落、動物群落、微生物群落）

種群

個(gè)體（種）

器官—組織—細(xì)胞—膜—分子第五十三頁，共85頁。第五十四頁，共85頁。第五十五頁，共85頁。二、空間異質(zhì)性1、定義

某種生態(tài)學(xué)變量在空間分布上的不均勻性和復(fù)雜程度。

景觀是由異質(zhì)性要素組成，異質(zhì)性作為一種景觀的結(jié)構(gòu)特性，對景觀的功能和過程有重要影響，它可以影響資源、物種或干擾在景觀中的流動與傳播。

異質(zhì)性同抗干擾能力、恢復(fù)能力、系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性密切聯(lián)系，景觀異質(zhì)性程度高有利于物種共生，而不利于稀有內(nèi)部種的生存。第五十六頁，共85頁。2、在景觀層次上，異質(zhì)性主要來源于自然干擾、人類活動和植被的內(nèi)源演替，體現(xiàn)在景觀的空間結(jié)構(gòu)變化及其組分的時(shí)間變化上。

異質(zhì)性就是系統(tǒng)特征在時(shí)間和空間上的復(fù)雜性和變異性。由于時(shí)間異質(zhì)性在生態(tài)學(xué)中研究已很廣泛，因而在景觀生態(tài)學(xué)中對異質(zhì)性的討論主要集中于空間異質(zhì)性。3、景觀尺度上的空間異質(zhì)性包括空間組成、空間結(jié)構(gòu)和空間相關(guān)三部分內(nèi)容。第五十七頁，共85頁。4、空間異質(zhì)性是空間斑塊性和空間梯度的綜合反映。5、空間異質(zhì)性依賴于尺度，粒度和幅度對空間異質(zhì)性的測量和理解有重要影響。6、空間格局、異質(zhì)性和斑塊性是相互聯(lián)系但又略有區(qū)別的一組概念。它們最重要的共同點(diǎn)就是強(qiáng)調(diào)景觀特征在空間上的非均勻性，及其對尺度的依賴性。第五十八頁，共85頁。第五十九頁，共85頁。7、同質(zhì)和異質(zhì)景觀生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性的絕對性和空間同質(zhì)性的相對性，即某一尺度的異質(zhì)空間內(nèi)部，比其小一尺度的空間單元可視為相對同質(zhì)的。同質(zhì)和異質(zhì)依賴于研究空間尺度。第六十頁，共85頁。8、空間異質(zhì)性在生態(tài)學(xué)研究中的意義①滿足物種不同生態(tài)位的需要，有利于不同物種存在于空間的不同位置，從而允許物種共存；②影響群落的生產(chǎn)力和生物量；③導(dǎo)致群落內(nèi)物種組成結(jié)構(gòu)的小尺度差異；④控制群落物種動態(tài)和生物多樣性的基本因子；⑤對生態(tài)穩(wěn)定性有重要作用。第六十一頁，共85頁。三、格局和過程1、格局指空間格局，廣義地講它包括景觀組成單元的類型、數(shù)目以及空間分配與配置。2、過程強(qiáng)調(diào)事件或現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)特征。3、影響基本生態(tài)過程的空間格局參數(shù)①斑塊大?、诎邏K形狀③斑塊密度④斑塊的分布構(gòu)型第六十二頁，共85頁。四、景觀多樣性1、定義通常指景觀單元結(jié)構(gòu)和功能方面的多樣性，反映景觀復(fù)雜程度。它與景觀異質(zhì)性既有密切聯(lián)系又有區(qū)別，景觀異質(zhì)性強(qiáng)調(diào)的是景觀的變異程度，類似于景觀類型的多樣性。第六十三頁，共85頁。①斑塊多樣性

指景觀斑塊的數(shù)量、大小、形狀等方面特征的多樣性和復(fù)雜性。

斑塊是內(nèi)部相對均質(zhì)的構(gòu)成景觀的組成部分。斑塊是物種的聚集地，是景觀中物質(zhì)和能量遷移和交換的場所。斑塊多樣性可從以下幾個(gè)方面考慮：A：景觀中斑塊的總數(shù)B：景觀中斑塊的面積大小C：景觀中斑塊的形狀

第六十四頁，共85頁。②類型多樣性

指景觀中類型的豐富度和復(fù)雜度。

類型多樣性考慮景觀中不同的景觀要素類型（如農(nóng)田、森林、草地）的斑塊數(shù)及它們所占面積的比例。

景觀類型多樣性的生態(tài)學(xué)意義主要表現(xiàn)為對物種多樣性的影響。類型多樣性和物種多樣性的關(guān)系不是簡單的正比關(guān)系。第六十五頁，共85頁。第六十六頁，共85頁。③格局多樣性

指景觀類型空間分布的多樣性及各個(gè)類型之間及斑塊與斑塊之間的空間關(guān)系和功能關(guān)系。

格局多樣性考慮不同類型的空間分布，同一類型的連接度和連通性，相鄰斑塊間的積聚和分散程度。第六十七頁，共85頁。3、景觀多樣性的意義：①保證物種多樣性和遺傳多樣性；②與異地立地條件相適應(yīng)，使景觀的總體生產(chǎn)力達(dá)到一定水平；③使景觀功能正常發(fā)揮，并使景觀穩(wěn)定性達(dá)到一定水平。

第六十八頁，共85頁。4、景觀多樣性普遍存在原因①立地條件不同而形成不同的生態(tài)系統(tǒng)；②干擾作用的結(jié)果。5、生物多樣性喪失的主要原因①生境喪失和破碎化；②引入物種；③植物和動物種的過度利用；④土壤、水和大氣污染；⑤全球氣候變暖；⑥工業(yè)化的農(nóng)業(yè)和林業(yè)。第六十九頁，共85頁。五、景觀連接度1、定義

是對景觀空間結(jié)構(gòu)單元之間連通性的生物學(xué)度量，包括結(jié)構(gòu)連接和功能連接兩方面。

結(jié)構(gòu)連接指景觀單元在空間上表現(xiàn)出的連續(xù)程度，可通過衛(wèi)片、航片和視覺器官直接觀察確定。

功能連接是以所研究的生態(tài)學(xué)對象或過程的特征尺度來確定。第七十頁，共85頁。2、測量景觀連接度的影響因子是為了景觀結(jié)構(gòu)所研究的生態(tài)過程及研究對象和目的。3、景觀連接度是為了描述景觀要素對生物體在不同生態(tài)斑塊間遷移和覓食的有利和不利程度。研究的重點(diǎn)地區(qū)是受人類嚴(yán)重干擾的破碎化景觀，研究被分割的自然斑塊的廊道作用。第七十一頁，共85頁。六、景觀邊界與邊緣效應(yīng)1、景觀邊界：相對于均質(zhì)的景觀之間所存在的異質(zhì)景觀。2、分類

①據(jù)環(huán)境梯度變化情況景觀邊界分為漸變和突變。

②據(jù)是否受干擾形成分為固有邊緣和誘導(dǎo)邊緣。3、景觀邊界的邊緣效應(yīng)指斑塊邊緣部分由于受到外圍環(huán)境的影響而表現(xiàn)出的與其中心部分不同的生態(tài)特征。第七十二頁，共85頁。生境斑塊面積、邊緣和內(nèi)部生境部分之間關(guān)系第七十三頁，共85頁。4、不同物種群對邊緣寬度反映不同。

引起植被變化的邊緣效應(yīng)，寬度約為10--30m，距離大小和林緣的走向有關(guān)。

引起動物種變化的邊緣式效應(yīng)寬度要大得多，向林內(nèi)伸展的距離可達(dá)300-600m，這是因林緣的相關(guān)捕食動物增加所致。第七十四頁，共85頁。七、干擾1、定義

指發(fā)生在一定地理位置，對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成直接損傷的非連續(xù)性的物理作用或事件。

生態(tài)學(xué)干擾由3個(gè)方面構(gòu)成：系統(tǒng)、事件和尺度域。系統(tǒng)具有一定的尺度域，而干擾事件來自于系統(tǒng)外部，并發(fā)生在一定的尺度上。

第七十五頁，共85頁。2、干擾、災(zāi)難與脅迫

災(zāi)難會產(chǎn)生巨大的破壞性作用。

脅迫源自于生理學(xué)，指不利環(huán)境條件對生物體新陳代謝或其他生理