第1章景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法

1、景觀生態(tài)學(xué)的起源 及研究內(nèi)容 1、景觀生態(tài)學(xué)(Landscape Ecology) 作為一門學(xué)科，首先是20世紀(jì)60年代在歐洲形成的。是一門相對年輕的、發(fā)展相當(dāng)迅速的，應(yīng)用非常廣泛的生態(tài)學(xué)分支學(xué)科。近20年來，在理論、技術(shù)、方法、應(yīng)用等方面取得了顯著的成就，成為指導(dǎo)景觀規(guī)劃與管理、土地利用規(guī)劃、環(huán)境規(guī)劃與管理、生物多樣性保護、生態(tài)工程、實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)。承載了生態(tài)學(xué)走向應(yīng)用的重要歷史使命，也是自然科學(xué)與社

2、會科學(xué)相結(jié)合的典范。,景觀生態(tài)學(xué)基本概況,2、景觀生態(tài)學(xué)(Landscape Ecology) 是生態(tài)學(xué)、地理學(xué)以及系統(tǒng)論、控制論等多個學(xué)科相互滲透、交叉形成的綜合學(xué)科。它的主體來源于地理學(xué)上的景觀和生物學(xué)中的生態(tài)。它把地理學(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)機能相互作用的縱向研究結(jié)合為一體。在景觀水平上使生態(tài)學(xué)研究具有顯著的整體觀。,景觀生態(tài)學(xué)基本概況,景觀生態(tài)學(xué)基本概況,3、景觀生態(tài)學(xué)(Landscape Ecol

3、ogy) 是以景觀為主要研究對象，以人類與自然協(xié)調(diào)思想為指導(dǎo)，研究景觀空間格局的形成和動態(tài)、空間異質(zhì)性、生態(tài)學(xué)過程及各部分之間的相互作用，探討其發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，特別是人類活動與景觀結(jié)構(gòu)、功能的反饋關(guān)系以及景觀異質(zhì)性的維持和管理。 景觀生態(tài)學(xué)與其他生態(tài)學(xué)科相比，它更強調(diào)空間的異質(zhì)性、等級結(jié)構(gòu)以及尺度的重要性。 因此，景觀生態(tài)學(xué)在資源的開發(fā)利用、城市發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、自然保護管理和環(huán)境保護等方面具有

4、廣闊的應(yīng)用前景。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,內(nèi)容提要 景觀和景觀生態(tài)學(xué)的基本概念，并對其基本理論、應(yīng)用、發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀作簡要的介紹，主要目的是明確景觀生態(tài)學(xué)的學(xué)科范疇和科學(xué)任務(wù)。,? 生態(tài)學(xué)(Ecology)是研究生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系、研究自然生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的一門科學(xué)。生物包括動物、植物、微生物及人類，即生物系統(tǒng)，而環(huán)境則指生物生活中的無機因素、生物因素和人類社會共同構(gòu)

5、成的環(huán)境系統(tǒng)。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,一、景觀的概念1、景觀(Landscape)的定義 景觀是一個非常大眾化的詞匯，同時也是一系列相關(guān)學(xué)科的研究對象。在不同學(xué)科、領(lǐng)域，由于各自學(xué)科特點及關(guān)注焦點的不同，景觀的理解與定義也有一定的差別。目前，對景觀的理解主要是從以下3種角度：（1）美學(xué)角度（一般的理解）：把景觀看作是美學(xué)上的概念，與“風(fēng)景”、“景致”、“景色”的同義語，等同于英語中的scenery，沒有確切

6、的空間界限，主要是一種綜合直觀的視覺感受。如由草原、林地、山脈組成的自然景色。（2）地理學(xué)角度：將景觀看作為一個地理區(qū)域的總體特征，即地球表面上由氣候、土壤、地貌、生物各種成分組成的綜合體。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,（3）生態(tài)學(xué)角度： 特羅爾認(rèn)為景觀是一個區(qū)域不同地域單元的自然—生物綜合體。 佐諾費爾定義：景觀是指“……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

7、系統(tǒng)的復(fù)合體，并通過其外貌構(gòu)成一個可識別的實體” 。 格林等人定義：景觀為具有自過程與人文過程的相對一致性的地貌、植被、土地利用與聚居地格局的特定組合。 R. Forman等的景觀定義為：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。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,Forman等的景觀概念明確了景觀的組成與結(jié)構(gòu)特征。并實際上從組成與結(jié)構(gòu)特征定義了景觀的范圍或邊界，對景觀研究有

8、很強的可操作性。比如：農(nóng)田景觀，就是由村落、農(nóng)田、道路、溝渠、小片林地、水面等以類似方式重復(fù)出現(xiàn)的組合體，當(dāng)這種組合的組合方式發(fā)生變化或出現(xiàn)了明顯不同的新的組成成分時，就可能進入了新的景觀了。 上述幾種景觀概念，大都是把景觀看作是由許多不同性質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌而成的聚合體（鑲嵌體），即一個景觀包括空間上彼此相鄰，功能上相互有關(guān)，發(fā)生上有一定特點的若干個生態(tài)系統(tǒng)的聚合。為此有人把以上的景觀定義歸納為狹義景觀，并提出廣義景觀的概

9、念。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,狹義景觀：是指幾十km2到幾百km2范圍內(nèi)，由不同的生態(tài)系統(tǒng)類型組成的異質(zhì)性地理單元區(qū)域：包含有多個景觀在內(nèi)，反映氣候、地理、經(jīng)濟、社會和文化綜合特征的景觀復(fù)合體狹義景觀和區(qū)域統(tǒng)稱為宏觀景觀。 廣義景觀：生態(tài)學(xué)中的景觀包括從微觀到宏觀不同尺度上，具有異質(zhì)性或斑塊性的空間單元。 顯然，廣義景觀概念強調(diào)空間異質(zhì)性，其空間尺度隨著研究對象、方法和目的的不同而變化。因此這一概念越來越為

10、生態(tài)學(xué)家所接受。 3種對景觀的不同理解有歷史淵源，反映了景觀的多樣性和異質(zhì)性特點。,草地與森林景觀（斑塊、廊道及村舍等）,2、景觀的基本特征 根據(jù)景觀的定義，景觀具備以下的特征：（1）結(jié)構(gòu)上：景觀是由若干個不同的空間單元或生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌組成（鑲嵌體），具有異質(zhì)性。（2）功能上：組成景觀的各個生態(tài)系統(tǒng)之間不斷進行著物質(zhì)交換、能量流動和物種交換。（3）外貌上：景觀具有一定的氣候和地貌特征。（4）景觀的組

11、成結(jié)構(gòu)及功能特征上：與一定的干擾狀況的聚合相對應(yīng)。（5）價值上：景觀具有經(jīng)濟、生態(tài)和文化的多重價值，表現(xiàn)為綜合性。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,3、景觀要素 從景觀的定義可以知道，景觀是由若干個生態(tài)系統(tǒng)組成的聚合體，因此： （1）景觀要素：即為組成景觀的各個要素（各個生態(tài)系統(tǒng)），也稱為景觀成份。 （2）有一些人從兩個側(cè)面來分析和認(rèn)識景觀結(jié)構(gòu)的組成單元：自然環(huán)境或立地條件劃分的單元為景觀成分，人類活動的影響劃分的單位為

12、景觀要素。 （3）景觀和景觀要素的關(guān)系是相對。景觀強調(diào)異質(zhì)性，景觀要素強調(diào)均質(zhì)同一單元。當(dāng)尺度發(fā)生變化時，它們的地位發(fā)生轉(zhuǎn)換。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,二、景觀生態(tài)學(xué)的定義 由于景觀生態(tài)學(xué)形成、發(fā)展的歷史不長，有關(guān)于景觀生態(tài)學(xué)的定義也存在多種： （1）景觀生態(tài)學(xué)的創(chuàng)始人C. Troll（特羅爾）1939年最先提出景觀生態(tài)學(xué)一詞的，其目的是為協(xié)調(diào)統(tǒng)一生物學(xué)和地理學(xué)這兩個領(lǐng)域

13、中科學(xué)家的研究工作。當(dāng)時他認(rèn)為：景觀生態(tài)學(xué)并不是一門新的學(xué)科，也不是科學(xué)的新分支，而是在綜合研究過程中形成的一種特殊的觀點。 （2）1986年，美國著名的生態(tài)學(xué)家Forman（福爾曼）和Godron認(rèn)為：景觀生態(tài)學(xué)是探討諸如森林、草原、沼澤、廊道和村落等生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性組合、相互作用和變化。因此，景觀生態(tài)學(xué)是研究由相互作用生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)地表的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化的一門科學(xué)。 過去的生態(tài)學(xué)主要研究“垂直關(guān)系”，即

14、同質(zhì)空間內(nèi)生物與環(huán)境之間的關(guān)系，景觀生態(tài)學(xué)既研究生物與環(huán)境之間的“垂直關(guān)系”，也研究“水平關(guān)系”，即不同生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,三、景觀生態(tài)學(xué)的主要研究內(nèi)容,景觀生態(tài)學(xué)研究的對象是景觀，從景觀生態(tài)學(xué)的定義來看，其研究內(nèi)容有以下四個方面： 1、景觀結(jié)構(gòu)：研究景觀的組成與空間格局特征，以及各生態(tài)系統(tǒng)或景觀要素的大小、形狀、數(shù)量、類型、構(gòu)型等特征，景觀能量、物質(zhì)和物種分布的狀況。

15、 例如：城市景觀中不同生態(tài)系統(tǒng)的類型(或土地利用類型)及面積(大小)，形狀(方、圓、無規(guī)則)和豐富度（數(shù)量），它們在空間上的排列方式以及能量、物質(zhì)和生物體在各個生態(tài)系統(tǒng)的分布特征，均屬于景觀的結(jié)構(gòu)特征。結(jié)構(gòu)是研究景觀功能的基礎(chǔ)。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,2、景觀功能：主要研究景觀要素間的相互作用與機制。 即能量、物質(zhì)和生物有機體在景觀中不同生態(tài)系統(tǒng)之間的流動過程及其與景觀結(jié)構(gòu)、干擾等之間的關(guān)系。 例如：景

16、觀中不同生態(tài)系統(tǒng)之間表現(xiàn)為農(nóng)田中的能量、物質(zhì)、生物有機體與其它生態(tài)系統(tǒng)之間不斷進行交換。 3、景觀動態(tài)：景觀在結(jié)構(gòu)和功能方面隨時間的變化及其機理。具體地講，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)和生物有機體在分布和運動方面發(fā)生變化。 例如：由于人口數(shù)量的增多，村落面積不斷擴大，農(nóng)田消失，山腳下開荒成農(nóng)田耕地，景觀中在結(jié)構(gòu)上的變化，引起了景觀中能量、物質(zhì)、

17、生物在分布 和運動方面變化。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,4、景觀規(guī)劃與管理 (景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)用)： 將景觀生態(tài)學(xué)的基本原理應(yīng)用景觀的開發(fā)、管理及規(guī)劃。具體主要內(nèi)容通過分析景觀特征，加以綜合，提出景觀利用、管理的最優(yōu)方案。具體包括： (1)景觀生態(tài)分類：根據(jù)景觀要素組成結(jié)構(gòu)以及功能特點，劃分景觀(生態(tài))類型。 (2)景觀生態(tài)評價：根據(jù)景觀生態(tài)類型，對各種利用方式(如農(nóng)、林、牧、工礦、城市、道

18、路、建筑等)的適用性進行評價，對景觀生產(chǎn)力評價，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟條件，結(jié)合投入產(chǎn)出原則，做出生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益評價。 例如，根據(jù)某一地區(qū)對景觀的開發(fā)利用情況，來評價其開發(fā)利用行為對景觀中土壤、植被、動物等的影響程度，以便提出該地區(qū)目前的景開發(fā)管理方式的合理性和不合理性。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,(3)景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計。例如：在某城市景觀中需要設(shè)計一棟大廈，這時，我們應(yīng)該考慮大廈的面積、形狀、高度、對周圍環(huán)境的影響

19、。 (4)景觀規(guī)劃設(shè)計方案的實施。 5、景觀生態(tài)學(xué)中不同研究內(nèi)容之間的關(guān)系： 景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)是相互依賴、相互作用的。在生態(tài)學(xué)中無論是在哪一個層次上(如種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)或景觀)，結(jié)構(gòu)和功能都是相輔相成的。 (1)結(jié)構(gòu)在一定程度上決定功能，結(jié)構(gòu)的變化必然導(dǎo)致功能的變化。 例如：一個由不同森林生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)所組成的景觀，與一個由草原生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田組成的

20、景觀，在物種組成，生產(chǎn)力以及物質(zhì)循環(huán)等諸方面都存在明顯的差異。有時，即使組成景觀的生態(tài)系統(tǒng)類型相同，數(shù)量也相同，但它們在空間上的分布不同，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，結(jié)構(gòu)的變化必然導(dǎo)致功能的變化。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,(2)功能制約著結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展、功能的改變可導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的變化。 例如：森林群落中優(yōu)勢植物種群群絕滅對生境結(jié)構(gòu)也會造成影響，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

21、向的改變。 (3)景觀結(jié)構(gòu)和功能都必然地要隨時間發(fā)生變化，而景觀動態(tài)反映了多種自然的和人為的，生物的和非生物的因素影響及其作用的綜合影響。 (4)景觀的規(guī)劃管理是將景觀生態(tài)學(xué)中有結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)理論應(yīng)用實踐，反過來，景觀規(guī)劃管理為不斷完善景觀生態(tài)學(xué)的基本理論提供依據(jù)。,第一章 景觀生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與方法,四、景觀生態(tài)學(xué)基本原理,景觀生態(tài)學(xué)中的概念、理論和方法對解決實際的環(huán)境、資源和生態(tài)學(xué)總是都有很大的應(yīng)用價值。不少