1、景观生态学内容结构图景观生态学景观生态学景观生态学的概念及发展景观生态学的理论基础景观结构景观生态过程景观动态变化景观生态学与生物多样性保护景观生态学与全球变化第一章 景观生态学中的基本概念第一节景观和景观生态学一、定义二、景观生态学发展历史三、景观生态学中欧洲和北美学派四、景观生态学的发展趋势四、景观生态学的发展趋势美学、地理和生态等不同学科的研究者，从不同立足点和角度对景观有不同的理解，定义各不相同。景观生态学中侧重强调景观的异质性，不同生态系统的空间格局及其相互关系。不同学科对景观的理解和主要关注点学科含义侧重点美学价值美学美学风景。如由草地、树木、村庄河流组成的风景画地理地理地形。是地
2、貌土壤气候生物等的综合体，类似生物群落生态生态空间上的若干生态系统聚合而构成的异质性区域形态形成生态关系一、定义1、“景观”的三种理解：视觉美学在欧洲，“景观”一词最早来源于圣经中，用来描述耶路撒冷城美丽的景画。与“风景”同意。例“黄山”、“泰山”、“苏州园林”。景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体，类似于生物群落。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。地理学景观生态学桂林山水景观山区地貌景观A.桂林山水景观B.美国亚利桑那洲大峡谷景观C.美国威斯康星大学Curtis草地景观D.内蒙古草原景观E.北美的Sonoran荒漠景观F.亚洲温带荒漠景观一角人类与自
3、然共同作用影响下的不同景观人类与自然共同作用影响下的不同景观2、对景观的一般理解主要关注景观的视觉特性和文化价值，没有明确的空间界限，突出一种综合直观的视觉感受，这时景观等同于“景色”、“风景”、“景致”、“景象”等。3、景观的科学含义（Forman&Godron)由相互作用的生态系统镶嵌构成，并以类似形式重复出现，具有高度空间异质性的区域，其主要特征是可辨识性、空间重复性和异质性。4、对景观的六种认识（Moss）?景观是相互作用的生态系统的异质性镶嵌体；?景观是地貌、植被、土地利用和人类居住格局的特殊结构；?景观是生态系统向上延伸的组织层次；?景观是综合人类活动与土地的区域整体系统；?景观是
4、一种风景，其美学价值由文化所决定；?景观是遥感图像中的像元排列。5、生态学通过两种途径使用景观这一概念?直觉地将景观看作基于人类范畴基础之上的特定区域，景观的尺度是数平方公里到数百平方公里；?将景观看作代表任一尺度空间异质性的抽象概念，这样的景观在空间上近似于生态系统。6、生态学中景观的特征?景观是由不同空间单元镶嵌组成，具有异质性；景观是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其结构与功能具有相关性和地域性；景观既是生物的栖息地，更是人类的生存环境；景观是处于生态系统之上，区域之下的中间尺度，具有尺度性；景观具有经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性。?7、景观与土地的关系景观是指土地的具体
5、一部分，与土地不仅有着外延上的从属关系，而且景观更代表了一种较为精细的尺度涵义，强调景观供人类观赏的美学价值和景观作为复杂生命组织整体的生态价值及其带给人类的长期效益，具有更大的内涵；土地则侧重于社会经济属性，主要关注土地的肥力、土地的产权关系、土地的经济价值等。8、景观与环境的关系环境是指环绕人类周围的客观事物的整体，包括自然因素和社会因素，它们既可以实体形式存在，也可以非实体的形式存在；而景观则指构成我们周围环境的实体部分，它不是环境中所有要素的全部，也不是它们简单相加而组成的整体，而是它们综合作用的产物。9、定义景观：是以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地
6、地域。（1986，Forman&Godron)例：“秦岭”景观生态学：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。10、英文教科书的解释研究空间格局和生态过程相互关系，或不同尺度空间异质性的原因和后果的生态学分支学科。二、景观生态学发展历史起源：20世纪30年代中欧和东欧，Troll(1939年)将景观生态学定义为研究某一景观中生物群落之间错综复杂的因果反馈关系的科学。主要目的：将航空照片所映的空间景观格局和Arthur Tanssley提出的“生态系统”概念整合到一起，从而更好地研究大尺度上格局和过程的关系。把地理学的
7、水平结构途径与生态学的垂直功能途径结合，既满足地理学家对土地单元生态知识的了解，又满足生态学家将研究结果从局部推广到区域的需求。Troll 对对“复杂因果关系复杂因果关系”的解释明确了的解释明确了景观生态学与生态系统生态学的景观生态学与生态系统生态学的3个差别：个差别：更广阔的空间尺度 强调空间格局 同时考虑局地和区域尺度Tansley对生态系统的最初定义包含了人类影响，Troll景观概念也明确地包括了自然和人文两种组分。但不少现代生态学家，忽视了“人文”因素。Troll景观生态学苏联生态学家生物地理群落学不受重视20世纪70年代欧洲景观生态学迅速发展“景观生态学是地理学研究的一个方面，它注重
8、于由相关作用单元的某一地域的整体性”荷兰、以色列生态学家系统化是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支一般说来，从20世纪30年代开始，欧洲的大部分景观生态学研究，诸如景观制图、评估、保护、规划、设计和管理都更多地反映了人文性和整体论的观点。欧洲景观生态学由于各自的重点不同，而有所不同。20世纪80年代早期引入北美1982年，国际景观生态协会捷克斯洛伐克国际会上正式成立强调与其他生态学科学不同，它是着重于研究较大尺度上不同生态系统的空间格局和相互关系的科学，提出了“斑块廊道基底模式”里程碑里程碑1983年北美伊利诺伊州景观生态学研讨会分析发展
9、现状和存在问题，系统阐述研究内容和方法景观生态学：研究空间异质的发展、管理和生态学后果的科学。1、景观异质性与生物体、物质和能量流、景观异质性与生物体、物质和能量流之间是如何相互作用的？之间是如何相互作用的？4个代表性问题2、什么样的历史和现实过程塑造了现时、什么样的历史和现实过程塑造了现时的景观格局？的景观格局？3、景观异质性如何影响干扰（虫害、疾、景观异质性如何影响干扰（虫害、疾病、火灾）的扩散？病、火灾）的扩散？4、如何利用景观途径促进自然资源管理？、如何利用景观途径促进自然资源管理？1986年，美国景观生态学会成立。Forman&Godron 景观生态学1986景观：由反复出现形成某种
10、规律性空间格局的多个生态系统所组成的、方圆几2十至几百km 的地理单元。景观生态学：研究景观结构、功能和变化的科学。景观结构：不同生态系统间的空间关系景观功能：生态系统间的能量、物质和物种流景观变化：生态系统镶嵌体的结构和功能随时间的变化。Forman&Godron 发展的斑块廊道基底模式为研究景观空间格局和过程提供了一个系统的概念构架，对景观生态学的迅速发展起到重要作用。Watt（1947）“格局过程”Risser 1984,Wu&Loucks1995“斑块动态”邬建国1996，Turner2001景观生态学的重要学派景观生态学的重要学派美国的景观格局和景观功能研究(Forman,Risse
11、r,Turner)荷兰和德国的土地生态设计(Zorreveld,Haber国家公园景观规划）东欧的景观综合研究和景观生态规划。（Mazur,Ruzicka(捷克）最优设计）加拿大和澳大利亚的土地生态分类前苏联的景观地球化学研究（波雷诺夫）欧洲和北美景观生态学发展特点及关系欧洲和北美景观生态学发展特点及关系人文地理（整体论观点）功能生态学土地利用政策社会学欧洲景观生态学景观规划与建筑资源生态学现代景观生态学政治生态学欧洲景观生态学（斑块动态）空间格局分析资源管理北美景观生态学数学模型地理信息系统 GIS1987年 景观生态学报 创刊中国景观生态学起步较晚傅伯杰(1983，1985)介绍景观生态学
12、概念李哈滨和Franklin(1988)肖笃宁等(1988)肖笃宁等(1989)景观生态学的发展史小结?景观综合思想的萌芽景观综合思想的萌芽（19世纪初至20世纪30年代）：主要表现为洪堡德和帕萨格的综合景观概念的形成和发展以及海克尔的生态学和坦斯利生态系统概念与思想的形成。?景观生态学学科思想的巩固景观生态学学科思想的巩固（20世纪30年代后期至60年代中期）：主要表现为 Troll景观生态学概念的正式提出以及苏卡乔夫的生物地理群落学说的提出。?景观生态学的学科初创景观生态学的学科初创（20世纪60年代后期至80年代初）：主要表现为中西欧国家结合自然和环境保护、土地利用及规划等应用实践开展景
13、观生态学理论与应用研究。?景观生态学的全面发展景观生态学的全面发展（20世纪80年代至今）四、景观生态学的发展趋势四、景观生态学的发展趋势?景观生态学基本理论与范式的研究景观生态学基本理论与范式的研究?新技术和新方法在景观生态学中的广泛应用新技术和新方法在景观生态学中的广泛应用?面向实际问题，拓展应用领域面向实际问题，拓展应用领域景观生态学的研究展望景观生态学的研究展望1 学科主要研究领域的进展学科主要研究领域的进展经济观念与生态学研究的融合经济观念与生态学研究的融合人地和谐的未来景观研究人地和谐的未来景观研究在景观结构和空间格局方面在景观结构和空间格局方面在景观生态过程研究方面在景观生态过程
14、研究方面在景观格局与过程的关系研究上在景观格局与过程的关系研究上在景观变化分析方面在景观变化分析方面2新出现的学科领域与生长点新出现的学科领域与生长点公路和公路网的生态效应公路和公路网的生态效应景观毒理景观毒理(landscape toxicology)研究研究湿地景观生态研究湿地景观生态研究大城市的景观生态过程大城市的景观生态过程重点研究方法和新技术现状及动向重点研究方法和新技术现状及动向景观生态动态模型景观生态动态模型景观指数景观指数(Landscape indicators)研究：研究：区域尺度上多因子风险评价的相对估计法区域尺度上多因子风险评价的相对估计法流域动态模型流域动态模型遥感与
15、地理信息系统应用遥感与地理信息系统应用景观生态的应用进展景观生态的应用进展农业与土地利用农业与土地利用自然资源管理自然资源管理景观规划与设计景观规划与设计城市景观规划城市景观规划第二节第二节景观生态学的研究范畴景观生态学的研究范畴一、景观生态学研究的对象和内容二、景观生态学与其他生态学的关系三、景观生态学的理论基础一、景观生态学研究的对象和内容一、景观生态学研究的对象和内容研究对象和内容可概括为3个基本方面景观结构景观组成单元的类型、多样性及其空间关系景观功能景观功能景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。这些作景观结构单元之间的相互作用
16、。这些作用主要体现在能量、物质和生物有机体用主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程中。在景观镶嵌体中的运动过程中。景观动态景观动态景观在结构和功能方面随时间的变化。景观在结构和功能方面随时间的变化。包括景观结构单元的组成成分、多样性、包括景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。的差异。景观生态学研究的重点景观生态学研究的重点 空间异质性或格局的形成和动态及其生态学过程的相互作用；空间异质性或格局的形成和动态及其生态学过程的相互作用；格局格局过
17、程过程尺度之间的相互关系；尺度之间的相互关系；景观的等级结构和功能特征以及尺度推绎问题；景观的等级结构和功能特征以及尺度推绎问题；人类活动与景观结构、功能的相互关系；人类活动与景观结构、功能的相互关系；景观异质性（或多样性）的维持和管理景观异质性（或多样性）的维持和管理二、景观生态学与其他生态学的关系二、景观生态学与其他生态学的关系与其他生态学相比景观生态学：景观生态学明确强调空间异质性、等级结构和尺度在研究生态学格局和过程中重要性。中心问题：空间格局及其变化如何影响各种生态学过程。其次，大尺度上的人类活动对生态学系统的影响。景观生态学尺度较其他学科更广。景观生态学与生态系统生态学之间的差异?
18、景观是作为一个异质性系统来定义并进行研究的，空间异质性的发展和维持是景观生态学的研究重点之一。景观生态学研究的主要兴趣在于景观镶嵌体的空间格局。景观生态学考虑整个景观中的所有生态系统以及它们之间的相互作用，如能量、养分和物种在景观斑块间的交换。景观生态学除研究自然系统外，还更多地考虑经营管理状态下的系统，人类活动对景观的影响是其重要的研究课题。只有在景观生态学中，一些活动范围大的动物种群才能得到合理研究。景观生态学重视地貌过程、干扰以及生态系统之间的相互关系，着重研究地貌过程和干扰对景观空间格局的形成和发展所起的作用。三、三、景观生态学理论基础景观生态学理论基础1 景观结构和功能原理2 生物多
19、样性原理.整体论.系统论3 物种流动原理4 营养再分配原理5 能量流动原理6 景观变化原理7 景观稳定性原理第三节第三节 格局、过程、尺度格局、过程、尺度一、格局一、格局包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。例如，不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。景观结构斑块特征空间相关程度及详细格局特征可通过一系列数量方法进行研究。二、过程二、过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。景观生态学常常涉及多种生态过程，其中包括：种群动态、种子或生物的传播、捕食者猎物相互作用、群落演替、干扰传播、物质循环、能量流动等等。三、尺度三、尺度研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同
20、时又可指某一现象或过程在空间踏时间上所涉及的范围踏发生的频率。组织尺度：个体、种群、群落、生态系统和景观等。尺度往往以粒度和幅度来表达。尺度往往以粒度和幅度来表达。空间粒度粒度尺度幅度时间粒度指景观中最小可辩识的单元所代表的特征长度、面积或体积（如速方、像元）某一现象或事件发生的（或取速的）频率或时间间隔。如影像的像元，与分辩率直接相关。生物量取速时间的频率。空间幅度时间幅度研究区域的总面积决定研究的空间幅度研究项目持续时间，就是时间幅度研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。一般而言，从个体、种群、群落、生态系统、景观到全球生态学，粒度和幅度呈逐渐增加趋势。组织层次调质研究（如景观和全球生态
21、学）往往是逐渐增加。而大幅度研究的分辨率往往较低，即局部范围和短时间的变化信息往往被忽略。尺度在景观生态学中的定义显然不同于地理学或地图学中的比例尺。与尺度有关的另一个重要概念是尺度推绎。尺度推绎是指把某一尺度上所获得的信息和知识扩展到劳动保险尺度上，或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程。尺度推绎为跨尺度信息转换。第四节第四节空间异质性和斑块性空间异质性和斑块性1、空间异质性（spatial heterogeneity）生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。空间异质性依赖于尺度（粒度和幅度），粒度和幅度对空间异质性的测量和理解有着重要的影响。空间异质性的确定，还
22、与数据类型有关。景观中不同的斑块类型可能有各不相同的变异性和复杂性。对点格局数据，空间异质性可以根据点的密度和最近邻体距离的变异性来测量。对于类型图（如土地利用图、植被图），空间异质性可以根据其斑块组成和配置的复杂性来测量。二、空间格局、异质性和斑块。空间格局、异质性和斑块是相互联系，但又略有区别的一组概念。空间异质性是自然界最普遍的特征，也是景观生态学研究的核心所在。非生物的环境异质性（如地形、地质、水文及土壤等方面的空间变异）以及干扰是景观异质性产生的主要原因。空间异质性、斑块、空间格局及它们对尺度（粒度和幅度）的依赖性空间异质性、斑块、空间格局及它们对尺度（粒度和幅度）的依赖性当景观幅度
23、（整个研究区域，图中虚线框）和粒度（样方或取样面积，图中实线框）改变时，生态学家所观察到的空间异质性也随之变化第五节第五节干扰干扰一、概念1、干扰干扰：发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。可直接影响生态系统功能。2、干扰与干扰与“胁迫胁迫”干扰不同于“胁迫”，胁迫概念源于生理学，指不利环境条件对生物体新陈代谢或其生理过程的直接影响。生态学胁迫：生态系统结构未受到直接损伤时，其功能被影响。干扰直接改变生态系统结构，胁迫直接影响生态系统功能。干扰与胁迫既有联系，又有区别。3、干扰的构成干扰的构成3方面：系统事件和尺度生态学干扰事件系统尺度域生态学干扰的概念
24、系统具有一定的尺度域，而干扰事件来自于系统外部，并发生在一定尺度上。4、案例受干扰种群可能在其内部出现种群密度小于周围种群密度的情况。狂风吹折密闭森林中的大树而改变此处群落的垂直结构。人类的刀耕火种改变当地陆地景观格局西双版纳第六节第六节斑块廊道基底模式斑块廊道基底模式一、概念1、斑块（、斑块（patch）泛指与周围环境在泛指与周围环境在外貌或性质外貌或性质上不同，上不同，并具有一定内部均质性的空间单元。并具有一定内部均质性的空间单元。斑块可以是植物群落、湖泊、草原、农田斑块可以是植物群落、湖泊、草原、农田或居民区等。或居民区等。2、廊道、廊道（corridor）指景观中与相邻两边环境不同的线
25、性线性或带状或带状结构。防风林带、河流、道路、峡谷等防风林带、河流、道路、峡谷等3、基底、基底（matrix）景观中分布最广、连续性最大的背景结构背景结构。常见的有森林基底、草原基底、农田基底常见的有森林基底、草原基底、农田基底和城市用地基底等。和城市用地基底等。要确切分斑块、廊道、基底有时是很困要确切分斑块、廊道、基底有时是很困难的，也是不必要的。因为景观结构单难的，也是不必要的。因为景观结构单元的划分总是与观察尺度相联系，所以元的划分总是与观察尺度相联系，所以斑块、廊道和基底的区分往往是相对的。斑块、廊道和基底的区分往往是相对的。浙江宁绍平原的水乡廊道景观北京城区街道景观英国伦敦城市景观江南水田斑块河流廊道景观四川丘陵农业景观松嫩平原湿地景观二、理论基础二、理论基础斑块、廊道、基底模式基于斑块、廊道、基底模式基于岛屿生物岛屿生物地理学地理学和和群落斑块动态研究群落斑块动态研究之上形成之上形成和发展起来的。和发展起来的。它具体而形象地描述景观结构、功能和它具体而形象地描述景观结构、功能和动态提供了一种动态提供了一种“空间语言空间语言”。
