景观生态学-专题一.ppt

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1、景观生态学何东进（福建农林大学林学院）,电话：83706551（,参考书：郭晋平等.景观生态学.2007.北京：中国林业出版社徐化成.景观生态学.1996.北京：中国林业出版社傅伯杰,陈利顶,马克明,王仰麟等.2001.景观生态学原理及应用.北京:科学出版社邬建国.2000.景观生态学格局、过程、尺度与等级.北京:高等教育出版社RForman，M.Godron著,肖笃宁等译.1990.北京:科学出版社肖笃宁.1991.景观生态学理论、方法及应用.北京:中国林业出版社肖笃宁.2003.景观生态学.北京:科学出版社赵羿，李月辉.2001.实用景观生态学.北京:科学出版社,Forman,R.T.T.

2、,Godron,M.1986.Landscape Ecology.New York:John Wiley&SonsFarina,A.1998.Principles and Methods in Landscape Ecology.London:Chapman&HallNavel Z.and Lieberman AS.1993.Landscape ecology:Theory and application(2nd edition).Now York:Springer-VerlagFarina,A.2000.Landscape Ecology in Action.Dordercht:Kluwer

3、 Academic Publishers,专题一 景观生态学研究进展,一、景观的概念：景观由一组以类似方式重复出现的、相互作用的生态系统所组成的异质性陆地区域（Forman）（或空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合）。景观是控制某一地区不同空间单元的自然与生物的关系（Troll）。,景观是地球表面空间的一部分，是由岩石、水、空气、植物、动物以及人类活动所形成的系统的复合体，并通过其外貌构成一个可识别的实体（Zonneveld）。景观是连同其所有现象（地形、土壤、植被、人为影响）的陆地表面；是具有特有的地形、土壤、植被的陆地表面的一个区域；是相互有关的几片土地的天然配置（Vi

4、nk）。,景观概念及其研究的发展（俞孔坚，1987）,目前学术界基本上从两个角度来理解景观的概念，即狭义的景观和广义的景观，类似于人们对生态系统的实体概念和抽象概念的理解。狭义的景观是指一般在几平方千米到数百平方千米范围内，由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。广义的景观则没有地域空间范围的原则性限定，包括从微观到宏观不同空间尺度上，由不同类型的生态系统组成的异质性地理空间单元。,二、景观的基本特征（1）景观是一个生态学系统 景观是由相互作用和相互影响的生态系统组成的，这些相互作用和影响是通过组成景观的生态系统或称景观要素之间的物质、能量和信息流动实现的，进而形成整体

5、的结构、功能、过程，以及相应的动态变化规律。因此，景观具有系统整体性，具有一般系统的普遍特征，遵循一般系统论的基本规律。（2）景观是具有一定自然和文化特征的地域空间实体 景观具有明确的空间范围和边界，这个地域空间范围是由特定的自然地理条件（主要是地貌过程和生态学过程）、地域文化特征（包括土地及相关资源利用方式、生态伦理观念、生活方式等方面）以及它们之间的相互关系共同决定的。,（3）景观是异质生态系统的镶嵌体 异质性是景观的基本属性，异质生态系统的空间构型、空间配置和空间格局是景观结构的重要表现形式，也是决定景观功能、过程及其变化的基础。（4）景观是人类活动和生存的基本空间 人类不可能在单一的生

6、态系统内部完成各种活动，而是在景观尺度上完成的，人类活动方式既对原有景观产生巨大的改造作用，同时也受景观的制约和影响，人类活动是构成景观的基本要素。,二、景观的基本特征（Forman and Godron）1 生态系统的聚合。2 各生态系统之间的物质能量流动和相互影响。3 具有一定的气候和地貌特征。4 与一定的干扰状况的聚合相对应。,三、景观要素 定义：景观是由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元称之为景观要素。或景观是由异质生态系统组成的陆地空间镶嵌体，这些相互作用的、性质不同的生态系统称为景观要素。景观和景观要素是相对的，景观强调异质，景观要素强调匀质。景观现象具有尺度效应。,四、景观生态

7、学概念 定义：研究相关景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和动态。当然，景观生态学概念既有发展也有异议，比如：特罗尔（1968）：对景观某一地域上生物群落与环境间的主要的、综合的、因果关系的研究，这些相互关系可以从明确的分布组合（景观镶嵌、景观组合）和各种大小不同等级的自然区划表现出来。,佐讷维尔德（1972）：景观生态学是景观科学的重要的亚学科，它研究由不同要素彼此相互作用组成的整个实体的景观。1981年，在荷兰举行的国际景观生态学会（IALE）第一次会议时，会议组委会主席库奈沃德在报告中认为：“在时间空间中所有组成成分相互关

8、系的研究称为景观生态学，但那些利用景观生物分布学与景观分类结合，描述图例、编制景观地图的工作，不是景观生态学。”APVink认为：景观生态学（地生态学）是景观研究的一种方法，景观是维持自然生态系统和文化生态系统的；景观生态学研究生物圈、人类圈和地球表层或非生物组成之间的相互关系。,景观结构、功能和动态的相互关系以及景观生态学中的基本概念和理论（邬建国，2000）,五、景观生态学的学科地位：,图1.1 景观生态学学科位置示意图（郭晋平，2001）,（1）国外景观生态学发展概况 1.萌芽阶段(19世纪初20世纪30年代)首先生态学的出现，19世纪中期海克尔，把研究生物和环境关系的科学称之为生态学。

9、其后，从个体生态学发展到群落生态学。1935年，英国生态学家坦斯利提出了生态系统的术语，用来表示由生物与其相关的非生物环中景观综合体思想的发展。,六、景观生态学研究进展：,2.形成阶段(20世纪30年代后期60年代中期)1939年，德国著名的地植物学家特罗尔，在利用航片中研究东非土地利用问题时提出了景观生态学一词。随后，一些科学家将景观生态学 作为生态学一分支进行研究。二战爆发过程中，景观生态学研究几乎处于停滞状态，二战后，由于人口、粮食、环境问题，景观生态学得到蓬勃发展，中欧成为景观生态学研究的主要地区。（例德国、荷兰、捷克等）。美国从20世纪70年代开始景观生态学研究，发展很快。,3.发展

10、阶段(20世纪60年代后期80年代初，初步发展；20世纪80年代，全面发展)20世纪80年代进入景观生态学研究热潮；1981年，在荷兰召开“第一届景观生态学大会”；1982年，国际景观生态学协会成立（IALE）；1984年，Naveh.Z和Lieberman（美国）出版景观生态学的理论和应用，第一本景观生态学专著；1986年，Forman.R&Godron出版景观生态学教材，标志景观生态学发展进入了一个全新阶段；1987年，国际性杂志景观生态学出版。4.提高阶段(20世纪90年代，学科的全面提高时期)20世纪90年代，景观生态学全球化普遍提高，技术、手段更为先进。（例GIS、RS等）,（2）国

11、内景观生态学发展概况 1989年10月在沈阳召开首届景观生态学学术讨论会。1996年和1999年分别在北京、昆明召开了第二、三届全国景观生态学会议。1998年和2001年分别在沈阳、兰州举行“亚洲及太平洋地区景观生态学国际会议”。2003年在北京召开了第四届全国景观生态学会议，议题是“中国的景观生态学：问题机遇发展”。2007年11月在北京召开了第五届全国景观生态学会议，议题是“景观生态学发展的机遇与挑战”。,自20世纪80年代以来，我国十几年来景观生态学的发展可分为两个阶段。第一个阶段为概念、理论、方法的引进、介绍阶段。从80年代初开始，我国著名地理学家林超、黄锡畴、董雅文等，陆续在有关地理

12、学术刊物上，发表介绍国外景观生态学的概念、原理、研究方法和研究成果的文章和译文。之后在短短几年时间，对景观生态学概念和理论的介绍提高到一个新的水平，先后有一批学者进一步对景观生态学的理论、概念和发展状况进行了评价，并开始了一些理论性探索和研究工作。同时不仅地理方面的学术刊物，而且包括生态学报植物生态学与地植物学丛刊生态学杂志和生态学进展等几个国内重要生态学术刊物也为景观生态学理论与方法的普及开辟了阵地，并进一步介绍国外森林景观生态研究实例的报道。,城郊和农业景观：包括城乡交错带和农林复合系统景观：城郊景观和农业景观是受人类活动干扰比较严重的人工景观或半人工景观。城市化是当今社会发展的一种趋势，

13、于是人类活动给景观带来的影响以及时由此引发的土地利用方式的变化就成为景观生态学应用研究中的热点问题。,肖笃宁等（1991）以多期航片资料为基础，研究了沈阳市东陵区从19591988年30年间景观格局变化的基本过程和特征，并对未来变化趋势进行了分析预测。徐岗和赵羿（1993）利用马尔柯夫模型对土地利用格局的变化趋势进行了模型预测。赵羿等（1993）对该地区土地生产力现状和景观生产潜力进行了分析，但遗憾的是该研究与前述景观格局及其动态的研究没有足够的联系。谢志霄等（1996）在原有研究的基础上，进一步对景观动态预测模型进行了一些改进，将网格样点位置及决策优先水平作为影响因素引入模型中，改善了模型模

14、拟效果。傅伯杰（1995）通过黄土区农业景观格局分析，提出了4个格局分指标。陈利顶等（1996）利用土地利用现状图对山东省东营市土地利用格局进行了分析，应用景观多样性、优势度、破碎度和分离度指标，分析了人类活动与景观结构之间的关系。,曾辉等（1999）利用信息熵法和空隙度指数法对我国改革开放的前沿地区珠江三角洲东部常平地区的景观异质性进行了研究；曾辉等（1999）还通过构造人为影响指数，并运用网格采样法和地统计学分析方法对人工改造活动的空间特征进行了成因分析；张金屯等（1999）通过设置140km长的生态样带，探讨“城区郊区农业”的环境变化。这种“生态样带”的研究方法对于今后开展城乡交错带、农

15、林牧交错带及水陆交错带的研究具有启发作用。,森林景观：我国在森林景观生态学研究方面，也开展了一些卓有成效的研究工作，包括森林景观结构、森林景观空间格局分析、森林景观动态及其群落生态效应、森林边际效应及动态、森林斑块动态与物种共存、森林景观格局与生物多样性等已逐步成为森林资源管理、森林资源合理利用、自然保护区设计与管理和流域管理的理论基础。,彭少麟于1991年就提出森林景观中的边缘效应影响问题；而徐化成（1994）、刘先银等（1994）则是林业工作者中较早将景观生态学原理、方法应用到森林景观生态研究中的学者。之后，以郭晋平等首次对森林景观生态进行了比较全面、系统和深入的研究，其研究成果森林景观生

16、态研究也是我国森林景观生态研究领域的第一部专著。臧润国等（1999）则主要探讨了森林斑块动态与物种共存机制及森林生物多样性问题。此外，马克明等（19992000）对北京东灵山地区的森林景观格局、森林生物多样性、景观多样性，以及刘灿然等（19992000）对北京地区的植被景观斑块特征等也都作了一些颇有意义的探索。,干旱区景观：主要集中在沙地景观格局和荒漠绿洲景观格局的研究。沙地景观格局在时空尺度上都表现出很大的异质性，受自然过程和人为活动的强烈影响。对沙地景观格局在沙漠化过程中的特点进行研究，将是对传统的沙漠化机制研究的一个补充。绿洲是干旱地区的一种特殊的景观类型。它是干旱区生态最为敏感的部分，

17、同时亦是区域尺度上干旱区最大的人工干扰源地。干旱区绿洲景观格局的变化除了受自然因素影响（如水资源）外，主要是人为干扰起决定作用。对沙地（绿洲）景观格局的研究有助于揭示沙漠化的形成机理，对于人类有效控制沙漠化的进一步扩展和保护荒漠中的绿洲具有十分重要的意义。常学礼等（1998）研究表明：在沙漠化发展过程中，景观格局趋向简单；在沙漠化逆转过程中，景观格局趋向复杂；,吴波等（2001）通过分析了20世纪50年代到90年代毛乌素沙地景观动态与景观格局变化的特征与模式后，得出“不合理的人类活动是荒漠化扩展及景观格局发生显著变化的主要驱动因素；贾宝全等（2001）运用9个景观格局指数对新疆石河子莫索湾垦区

18、绿洲景观格局进行了分析，得出了绿洲景观格局的多样性和均匀度随干扰时间的延长而下降，而优势度和聚集度指数则恰好相反的结论，在此基础上，进一步对绿洲景观动态变化进行了分析；王根绪等（2000）除了研究干旱荒漠绿洲景观格局外，还更深入探讨了水资源对绿洲景观格局的影响，认为水资源减少是直接导致整个景观结构与空间格局发生改变，成为景观过程的主要驱动力。,湿地景观：湿地是介于陆地的水生环境之间的过渡带，并兼有两种系统的某些特征，被一些科学家称为“自然之窗”。湿地往往是珍贵鸟类、水禽的繁殖与栖息地，因此，具有十分重要的生物保护价值。在我国湿地景观的生态研究中，最具代表性的是对辽河三角洲湿地景观的研究，包括对

19、湿地景观格局的研究、湿地景观格局对养分去除功能的影响、以及运用景观生态决策评价支持系统（LEDESS），探索景观规划预案对丹顶鹤、黑嘴鸭等珍稀水禽的生境适宜性、生态承载力等方面的影响。,林农复合经营或农用林业景观：林农复合经营或农用林业研究，包括农田树篱和林网结构、空间配置与生态功能及林农复合人工生态系统的结构与功能关系的研究。在我国老一辈生态学家的倡导下，农用林业或林农复合经营研究是我国长期以来已取得丰硕成果的一个研究领域，尽管许多研究还未纳入景观生态研究的范畴，结构与功能关系的研究也多集中于小气候效应、农田生态效应、系统投入产出关系、能量流动和物质循环机制及其经济效益的分析等方面。但生态农

20、业所展示的良好前景及其在农业持续发展中的意义和作用，使这一研究领域集中了许多研究者，并结出了丰硕的成果。,城市景观：景观生态学在城市景观生态规划中应用集中在3个方面：环境敏感区的保护规划；生态绿地空间规划；城市外貌与建筑景观规划。城市绿地景观生态是当今景观生态学研究的热点之一。围绕城市绿地系统规划，一些学者利用景观生态学原理与方法探讨了城市绿地的景观空间格局。俞孔坚提出了生态安全格局的理论和方法，并将研究应用于城市绿地系统规划和城市景观规划中。随着城市绿地景观生态研究的不断深入，研究者开始进行城市生态绿地的尺度、绿地破碎化）、绿地景观异质性、景观可达性等、景观格局与功能的关系等领域的研究。尽管

21、城市景观生态研究起步晚，但景观生态学理论与方法在城市生态规划和建设中具有广阔的应用前景。,存在的问题：研究基础薄弱，技术手段相对落后；研究方法单调、不完善，尚未建立我国的景观生态学理论体系：研究专题过于集中，缺乏尺度的连续性；研究深度和广度不够；人才培养力度不够，尚未形成一定规模的景观生态学研究队伍。,七、景观生态学的重要流派 1、美国的景观格局和景观功能研究：美国学派是从生态学发展起来的，主要进行景观生态系统研究，把景观生态研究建立在现代科学和系统生态学基础上，侧重于景观的多样性、异质性、稳定性的研究，形成从景观空间格局分析、景观功能研究、景观动态预测、指导景观控制和管理的一系列方法，从而奠

22、定了景观生态系统学的基础。重要代表是、和M.Tuner。,2.荷兰和德国的土地生态设计：欧洲学派是从地理学中发展起来的，代表着景观生态学的传统观点和应用研究。西欧以荷兰和德国为代表，东欧以捷克为代表，形成东西欧流派。西欧以荷兰的和德国的W.Haber为主要代表。工作重点是应用景观生态学思想进行土地评价、利用、规划设计以及自然保护区与国家公园的景观规划设计。3.东欧的景观综合研究和景观生态规划：东欧学派以前捷克斯洛伐克的Mazur和M.Ruzicka为代表。工作重点是用景观生态学的思想研究区域规划和开发，根据生态平衡原则对人类经营的生态系统进行最优设计。,4.加拿大和澳大利亚的土地生态分类：加拿

23、大和澳大利亚的土地生态分类系统和方法取得比较显著的成绩，成为独具特色并受广泛的关注。5.前苏联的景观地球化学研究：前苏联贝尔格是景观学的创始人，对景观学的发展有着广泛的影响。但是，前苏联的景观学最受世界重视的还是景观地球化学的研究，其代表是波雷诺夫和彼列尔曼。6.中国的景观生态工程建设：指在景观及区域尺度上，在对景观格局与过程相互制约和控制机制以及人类活动方式和强度对景观再生产过程的影响进行综合研究的基础上，通过景观规划设计，对景观结构实施积极和科学的调节、控制和建议，从而实现景观功能优化和景观可持续管理的一种生态环境建设途径。,欧洲和北美景观生态学发展特点及关系,八、学科主要研究领域的进展干

24、扰对景观格局、过程的影响和干扰在景观中的传播和扩散。景观格局与景观过程的关系或者说景观格局的生态和环境效应。小尺度实验研究及其尺度外推。景观动态模拟预测模型、景观规划设计辅助决策，以及多尺度空间耦合模型。景观的多重价值评价和作为社会经济发展规划与决策基础的景观社会经济研究。人类在景观中的作用和景观规划设计。,九、景观生态学研究热点地区流域系统：包括流域上游景观格局及其变化与下游的关系、流域高地与河谷关系、流域高地和河岸植被空间格局的水文效应和其他流域生态学效应、流域生态安全保障和流域生态安全格局等。湿地：包括湿地功能、湿地景观格局与湿地功能调控、湿地生物多样性保护的景观途径、湿地保护与恢复等。文化景观：文化多样性与景观多样性的关系、文化景观保护、土地利用方式的社会经济基础和景观生态学背景、土地多项利用。,城乡过渡带和生态脆弱带：城市化过程中的景观保护、自然和半自然景观要素的科学配置、景观的宜人性等。重点或关键性自然景观：包括重点和关键性自然景观的景观价值，重要物种栖息地，绿洲景观，有重要科学研究价值和教育意义的景观，对维护地方、区域乃至全球生态环境安全和健康有重要和关键作用的景观，具有重要自然美学和旅游价值的景观。,