1、1landscape ecology Coursewar231.使用教材 景觀生態學徐化成. 北京.中國林業出版社.1995 2.參考書籍 景觀生態學劉茂松等. 北京. 化學工業出版社.2004 景觀生態學原理及應用傅伯杰等. 科學出版社.2001 實用景觀生態學趙羿等. 北京. 科學出版社.2001 景觀生態學鄔建國.北京.高等教育出版社.2000 景觀生態學肖篤寧等.科學出版社. 研究生教學叢書.2003 景觀生態學理論方法及應用肖篤寧.中國林業出版社.19913.參考期刊 生態學報地理學報環境科學進展生態學雜志 環境科學城市規劃自然資源學報4 地球上生物和人的生

2、存與發展是所處的環境密切相聯系的。 研究對象包括個體、種群、群落、生態系統、景觀等層次。 發展動力來自20世紀60年代后出現的人口資源環境等問題。 重要問題：如何解決經濟發展與環境保護的矛盾？ 觀點1：加大環境保護力度會影響當地經濟發展 觀點2：協調發展，既要金山銀山又要綠水青山 5 景觀生態學研究大尺度地域內各種生態系統之間的相互關系。 景觀的組成、結構、功能、動態、分類、評價、規劃、管理。 其原理方法對促進景觀的優化和可持續發展有直接指導作用， 是人們從宏觀方面認識自然并調節人與自然關系的有力手段。 應用領域：農業、林業、城市規劃、園林設計、自然保護、 旅游景區規劃設計、環境治理、資源開發

3、利用等。 產生和發展來自人們對大尺度生態環境問題的日益重視； 其理論和方法主要來源于現代生態學和地理科學的發展。 景觀生態學中的一些概念和理論還不成熟有爭議待完善。61.景觀生態學概述2.景觀要素的類型3.景觀的空間結構4.景觀的形成因素5.人類對景觀影響6.景觀的基本功能7.景觀的變化動態8.景觀分類與評價9.景觀生態學應用7第1章 景觀生態學概述1. 景觀的有關概念2. 景觀生態學原理3. 景觀生態學發展8第1節 景觀的有關概念 英語中：景觀的原意表示自然風光、地面形態和風景畫面。 用于描述鄉村自然風光和美麗的景色。(Landscape) 漢語中：景 反映了風景、景象、景色、景致。(等同s

4、cenery) 觀 表達了觀察者的直觀感受。 景觀是人們對各種地表景象的綜合直觀的視覺感受。 這是最樸素最直觀的理解；我國東晉以來興起山水風景畫， 景觀作為風景的同義語成為藝術家和文學家等的描繪對象。 美學上關注的是景觀的視覺特性和文化價值。 景觀作為審美對象是文學、藝術和風景園林學科的重要問題。9第1節 景觀的有關概念 景觀是地球表面可見景象的綜合。（近于地形） 景觀是由各個最簡單的地域單元組成的復雜地域系統。 景觀是地球表面由地貌、土壤、氣候、水文、生物等自然要素 以及人文因子組成的地理綜合體。 18世紀后景觀概念引入地理學，成為地理學中研究的重要問題。 關注的是景觀要素（地貌/氣候/土壤

5、/植被等）特征和景觀形成過程； 無空間尺度限制；也不強調景觀的異質性。 空間上相鄰功能上相關發生上有一定特點的生態系統的聚合。10第1節 景觀的有關概念 美學、地理和生態等不同學科的研究者，從不同立足點和角度 對景觀有不同的理解，定義各不相同。景觀生態學中側重強調 景觀的異質性，不同生態系統的空間格局及其相互關系。美學美學風景。如由草地、樹木、村莊河流組成的風景畫美學價值地理地理地形。是地貌土壤氣候生物等的綜合體，類似生物群落形態形成生態生態空間上的若干生態系統聚合而構成的異質性區域生態關系11桂林山水景觀山區地貌景觀1213第1節 景觀的有關概念 A.C.Troll德國植物學家1939年：

6、景觀是一個區域不同地域單元的自然生物綜合體。 景觀生態學研究控制某一地區不同空間單元的自然與生物的水平關系。 Zonneveld荷蘭學者1979年提出： 景觀是地球表面空間的一部分，由巖石,水,空氣,動植物以及人類 活動所形成的系統的復合體并通過其外貌構成一個可識別的實體。 Vink荷蘭學者 景觀是具有特有的地形、土壤、植被的陸地表面的一個區域； 是相互有關的幾片土地的天然配置。 14第1節 景觀的有關概念 Forman & Godron1986所著的景觀生態學中提出: 景觀是以類似方式重復出現的、相互作用的若干生態系統的 聚合所組成的異質性土地地域。 如農業景觀，都是由農田、溝渠、村

7、落、道路、小片樹林 水面等以類似方式重復出現的組合體。 A.景觀是若干生態系統聚合而構成的復合生態系統。 B.景觀中各生態系統之間存在物質、能量流動和相互影響。 C.景觀區域范圍內具有一定的氣候和地貌特征。 D.其組成結構及功能特征與一定的干擾狀況的聚合相對應。15第1節 景觀的有關概念 景觀：是由若干相互作用的生態系統鑲嵌組成的異質性區域。狹義 是由不同空間單元鑲嵌組成的具有明顯視覺特性的地理實體。廣義 是由地貌、植被、土地和人類居住地等組成的地域綜合體。 是人類生活環境中視覺所觸及到的地域空間。空間單元(即生態系統)：包括森林、村莊、道路和河流等。v 可把包括農田、村莊和城市等的異質性地域

8、稱為一個景觀。 狹義景觀的范圍：為幾至幾百公里；處于生態系統之上。 廣義景觀的范圍：從微觀至宏觀任意；隨研究對象和目的而變。 已越來越多地被接受和采用。16第1節 景觀的有關概念景觀可分為：1.自然景觀：如高山、荒漠、草原、森林、極地等。 包括原始景觀、半自然景觀即受輕度人類干擾。2.經營景觀：如農田、果園、人工林、牧場。3.人工景觀：完全由人類所創建。 主要體現經濟、文化和視覺特性和價值的景觀。 如城市景觀、旅游地風景園林景觀、工程景觀（工廠、礦山、水利工程、交通系統、軍事工程）等。17第1節 景觀的有關概念 具有異質性：由不同空間單元（生態系統）鑲嵌組成。 景觀由林地,草原,農田,村莊,河

9、流等異質空間單元組成。 具有地域性：是具有明顯形態結構特征的地理實體。 景觀是占據一定地域的客觀實體。 具有尺度性：空間尺度處于生態系統和大地理區域之間。 區域：綜合反映氣候、地理、生物、經濟、社會和文化等 特征的景觀復合地理單元。 具有綜合性：景觀具有美學、生態和經濟的多重價值。 美學視覺特性，供人觀賞。經濟生物生產力、土地資源開發。 生態生物與環境的和諧關系、環境改善的功能、生物多樣性。18第1節 景觀的有關概念 結構特征：一個景觀由若干異質性的生態系統鑲嵌組成。 如山區景觀，由林地、農田、村莊、河流和公路等組成。 功能特征：景觀成分間有物質和能量的交換而相互作用。 如水流、氣流、熱流、養

10、分流；種子花粉擴散、動物遷移等。 形成特征：景觀是氣候地貌因素和干擾因素等影響的產物。 景觀的形成和變化受兩類因素的影響： A.氣候地貌因素：對其他自然條件有決定性影響； B.干擾：指能引起景觀結構等發生重大變化的離散性事件。 自然干擾如火災、洪水、地震、火山爆發、病蟲災等。 人為干擾如森林采伐、草原放牧、農業耕作和城建等。 城市景觀就是人類干擾產生的特殊景觀。19第1節 景觀的有關概念 景觀是由若干相互作用的生態系統鑲嵌組成的異質性區域。 景觀要素：是指組成景觀的基本空間單元（各生態系統） 景觀要素分為3種類型：斑塊、廊道和基質 景觀成分：是指組成景觀的各種自然成分。 包括動植物、地形、水體

11、、氣流以及人等。 景觀與景觀要素的相對性景觀和景觀要素可以相互轉換，取決于觀察尺度的變化。 當把森林、農田和村莊等看作一個景觀時：森林等是景觀要素。 當把森林看作一個景觀時：組成森林的各種林分是景觀要素。景觀強調異質性；景觀要素強調均質性。20第1節 景觀的有關概念 共有含義：一定空間范圍的地域綜合體 不同之處：如表。景觀土地環境基本含義可視異質區域動植物生存之地環繞人類的所有事物組分性質異質性均質性不強調側重強調美學生態價值經濟、肥力、產權環境對人的影響存在形式實體實體實體和非實體 聯系：景觀是廣義土地的具體一部分；景觀中也包括了土地。 景觀是構成我們周圍環境的實體部分。不包括社會環境。21

12、第1節 景觀的有關概念 此模式是描述和構成景觀空間格局的基本模式。 斑塊、廊道和基質是構成景觀的基本單元或要素。 斑塊：指在外貌上與周圍環境明顯不同的塊狀地域單元。 如農田圍繞的村莊；森林中的采伐跡地；湖中的小島。 廊道：指在外貌上與兩側環境明顯不同的線性地域單元。 廊道是呈帶狀的特殊斑塊。 如河流、道路、鐵路、峽谷、防護林帶等。 基質：指景觀中面積最大、連通性最好的均質背景地域。 如圍繞村莊的農田；廣闊的草原、森林、水域等。 22浙江寧紹平原的水鄉廊道景觀23北京城區街道景觀24英國倫敦城市景觀25江南水田斑塊河流廊道景觀26四川丘陵農業景觀松嫩平原濕地景觀27第1節 景觀的有關概念 尺度：

13、是指研究對象的空間范圍和時間變化間隔。(對象特征上) 是研究某對象時所采用的空間和時間單位。(研究者角度) 尺度常用范圍或分辨率表示，尺度反映對事物細節的了解水平。 大尺度意味著低分辨率。研究大尺度對象時必須忽略細微差異。 即在小尺度上可辨的異質性結構，在大尺度上作為細節被忽視。 空間尺度：指研究對象的空間范圍大小或面積大小。v 景觀的空間尺度越大，分辨率越低，測量上的比例尺越小。v 同一景觀，隨觀察高度增加,分辨率降低,最小可辨單元增大， 物體細微的差異逐漸難以分辯，最終異質性物體變為均質性。 時間尺度：指研究對象動態變化的時間間隔長度。 宏觀時空尺度：生物進化、群落演替；微觀：植物生長、種

14、群爆發。請看圖28景觀的空間尺度越大，其分辨率越低同一景觀，隨觀察高度增加，其分辨率降低，最小可辨單元增大29萬年千年世紀10年年月日秒時間尺度微米 毫米 米 公里 千公里 萬公里空間尺度葉片生理樹木生理斑塊動態林窗動態樹木生長森林演替景觀動態區域動態事物或過程的時空尺度是相互聯系的： 在時間上屬于宏觀尺度的事件， 在空間上也屬宏觀尺度。 如氣候變遷的時空尺度都較大； 而火干擾事件的時空尺度都小。30十萬年萬年千年世紀十年年月日小時研究尺度物理現象生物現象古生態學大陸冰河期生物進化古湖沼學濕地演替氣候變化森林群落遷移森林火災森林演替CO2使全球變暖文明興起長期生態研究太陽黑子野兔種群厄爾尼諾草

15、原演替草原火災一年生植物湖水更替浮游動物演替多數生態研究洋流更替風暴晝夜循環藻類爆發潮汐31第1節 景觀的有關概念 異質性：由不相關或不相似的組分構成的系統。(絕對) 均質性：由相關或性質相同的組分構成的系統。(相對).空間異質性的維持和發展是景觀生態學研究的核心內容。 地球上多姿多彩的景觀源于空間的異質性；均質空間構不成風景 某事物是異質的還是同質的，取決于考察尺度的大小。 說某系統為均質時，僅指該系統在給定觀察尺度上，系統組分 間的差異可以忽略不計。 如：某一景觀由森林、農田、村莊等不同的生態系統組成。v 是把森林本身看成是均質的；森林與農田之間是異質的。v 若把森林作為一個景觀，森林是異

16、質的，而組成森林的楊 樹林、樺樹林等是均質的。 32第1節 景觀的有關概念 鑲嵌性：指各種景觀要素在空間上相互拚接形成的結構方式。 鑲嵌的特征：景觀要素間形成邊界,連續空間被中斷。 空間格局：是指各種景觀要素在空間的排列組合及配置方式。 如各種斑塊在景觀中可呈隨機、均勻、聚集和線狀等分布。 更詳細的景觀結構特征和空間關系可通過景觀指數等表示。 格局與結構的概念相似，但結構含義較廣，格局特指空間配置。 生態過程：各種景觀成分發生發展的變化程序及其動態特征。 如種群動態、群落演替、干擾擴散、養分循環、種子傳播、 氣流、水流、動物運動、捕食者和獵物的相互作用等。33第2節 景觀生態學原理 景觀生態學

17、是研究景觀的結構、功能和動態以及管理的科學。 是地理學中的景觀學與生物學中的生態學相結合的產物。 其核心是景觀的空間格局及其相互關系。 景觀生態學是以地理學和生態學為基礎的多學科的交叉學科。 涉及生物、氣象、農林、美學文化、系統論、控制論等。 景觀生態學是研究景觀這一生物層次的生態學。 個體種群群落生態系統區域全球。 研究對象的空間尺度在生態系統之上，采用較低分辨率， 忽略景觀成分內部差異，大局著眼，研究較宏觀的景觀規律。34空間尺度增加空間分辨率降低過程速率減慢事件頻率變低動態功能結構尺度域個體種群群落生統景觀區域國家全球生物為主的生態系統生態和生物為主的生態系統以經濟社會生態為綜合體的生態

18、系統35第2節 景觀生態學原理研究對象和內容主要包括4個方面。 指不同景觀要素之間的空間關系。 要素的類型,面積,形狀,數量,空間分布方式；能流物質分配等。 指景觀要素間的相互作用和聯系。(即生態過程) 體現在景觀中能量,物質的流動轉化和物種的擴散等生態過程。 指景觀結構和功能隨時間的變化。 要素的類型,形狀,數量和空間格局以及物質能量物種的變化。 景觀的結構、功能和動態是相互依賴和相互作用的； 結構在一定程度上決定功能；功能也影響結構的形成和發展。 如房屋結構決定使用功能；農村人口流向城市引起城鄉結構變化。36第2節 景觀生態學原理 景觀管理：是把景觀生態學原理應用于景觀規劃設計的實踐。 景

19、觀生態學為土地管理、自然保護和區域規劃提供生態學基礎。 有助于自然資源的合理利用、有效保護、持續發展和科學管理。 景觀生態分類：據景觀要素的組成結構和功能特點劃分景觀類型。 景觀生態評價：利用方式的適用性；景觀生產力；生態經濟效益。 景觀生態規劃：按照一定原則對土地等資源的利用方式進行規劃。 景觀生態設計：按照宏觀的規劃框架，進行具體的景觀生態設計。 應用領域：涉及國土整治、資源開發、土地利用、自然保護、環境 治理、區域規劃、城鄉建設、生態旅游等方面。如城市,工礦區和 自然保護區的景觀生態規劃；城市居民小區或公園的景觀生態設計。 37景觀結構景觀要素的空間格局景觀功能景觀成分的相互作用景觀動態

20、景觀結構功能的時間變化斑塊廊道基質模式格局、過程、尺度空間異質性景觀連接度滲透理論與閾限現象島嶼生物地理學理論復合種群理論綴塊動態理論人類活動和影響等級理論生態過渡帶理論景觀生態學景觀規劃與設計38景觀生態學核心概念框架系統整體性景觀異質性格局尺度性自然性人文性鑲嵌結構生態流經濟多重價值判斷演化不可逆人類主導性美學生態景觀結構景觀功能景觀演化景觀管理39第2節 景觀生態學原理 內容和方法上涉及眾多學科，從中吸取豐富的營養。 系統論是從系統的角度來揭示事物內在聯系和變化規律的科學。 系統、層次,結構,功能,反饋,信息,平衡、漲落,突變等。 整體性原則、關聯性原則、開放性原則、動態性原則等。 系統

21、地提出問題明確系統要素間的相互關系構建邏輯和 數學模型根據研究目標、分析系統的特點，確定研究方法 根據要求選擇最佳方案確定系統的結構組成和相互關系。40第2節 景觀生態學原理 等級理論是關于復雜系統的結構、功能和動態的系統理論。 A.復雜系統都是具有層次的等級系統。如界門綱目科屬種。 B.高層次事物具有大尺度、低頻率和慢速度特點；低相反。 C.高層次對低層次有制約作用；低層次為高層次提供功能。 將復雜系統分解為多層次和多組分的等級系統;(垂直和水平結構) 簡化復雜系統，以便對復雜系統的結構和功能等進行研究。 A.分析系統的可分解性，合理確定分解標準，分解出系統的組分； B.復雜系統至少分解為3

22、個相鄰層次。即核心層、高層和低層；請看圖41等級系統中相鄰層次之間的關系高層次核心層低層次大尺度 低頻率 低速度小尺度 高頻率 高速度背景制約控制包含組分功能機制條件水平結構垂直結構如森林火災，小面積的火災發生頻率高，而大面積的發生頻率低。42第2節 景觀生態學原理 功能整體：景觀是由不同景觀要素通過生態過程聯系而構成。 從景觀的整體性出發來研究景觀的結構、功能及其演變過程。 如農業產業結構調整，目的是使農業整體社經生態效益最佳。 景觀異質性：指各景觀要素在屬性上和空間分布上的變異程度。 體現方面：景觀要素多樣性；空間格局復雜性；空間相關動態性。 表現形式：鑲嵌(生物或環境鑲嵌,中斷)和梯度(

23、環境因子漸變) 如華北平原，基質農田中鑲嵌有村莊,城市,河流等異質要素。 景觀等級系統：景觀是由各種景觀要素構成的層次等級系統。 此原理決定了：研究對象是景觀整體的性質和動態規律； 各景觀要素之間的空間關系和功能關系。43第2節 景觀生態學原理 景觀尺度效應：景觀的空間格局和生態過程隨研究尺度而變化。 如景觀中的村莊是一個斑塊，但在小尺度下是一個異質性景觀。 原理表明：同一事物在不同研究尺度下表現出不同的屬性； 確定適當的研究尺度才能了解該尺度下的對象性質。 調整研究尺度就是調整眼界(工作范圍)。 景觀動態：景觀要素和空間格局及生態過程都隨時間而變化。 各景觀要素隨時間變化的速度和程度各不相同

24、.如公路和農田 穩定性：是指景觀對干擾的抵抗力以及受干擾 后的恢復能力。 景觀穩定性與景觀異質性(或生物多樣性)有關。 異質性程度高生物多樣性高抵抗力恢復力強景觀穩定。4445第2節 景觀生態學原理 生態流：景觀中的物質、能量和物種在景觀要素之間的流動。 生態流是生態過程的具體表現，包括物流、能流和物種流。 生態流的表現：擴散和聚積，使物質能量實現空間再分配。 流的源：是指遷出能流物流和物種流的場所.（擴散源） 流的匯：是指接納能流物流和物種流的場所.（聚積地） 流源匯：共同組成了物質遷移系統.（使結構與功能關聯） 流的媒介：風、水、飛行動物、地面動物和人。 流的動力：擴散(與異質性相關；如種

25、群遷移) 傳輸(物質流。如水流的侵蝕、搬運和沉積作用) 運動(動物和人對各種物質的傳播)源匯流（聯系）46第2節 景觀生態學原理 景觀格局是指形狀和大小各異的景觀要素在空間的排列組合。 包括景觀組成單元的類型、數量及空間分布和配置等。 格局是景觀結構在空間上的表現形式和異質性的具體體現。 景觀過程指各種景觀成分發生發展的變化程序及其動態特征。 包括各種生態流、種群和群落變化、干擾擴散等。 景觀過程是景觀功能的具體體現。 格局與過程的關系 格局控制過程的進行：如水域可阻隔火干擾的蔓延； 渠塘灌溉景觀對營養元素的轉移和分配的控制作用； 山區不合理的土地利用方式對水土流失的影響； 農林間作對養分元素

26、的循環和分配的影響。 過程影響格局的形成：如林火干擾可形成新的景觀格局。 結構與功能的關聯：集中表現在流的延伸將源和匯聯系起來。47第2節 景觀生態學原理 景觀演化：指景觀受自然或人類干擾而發生的宏觀定向演變。 自然干擾使景觀按自然的固有規律演化，宏觀上是不可逆的。 人類主導演化：通過調控其方向和速度實現景觀的定向演變。 人類對景觀的干擾有建設和破壞兩個側面： 景觀生態建設：合理調整或構建景觀單元的空間結構，提高景 觀的生產力和穩定性，使人類對景觀演化的影響步入良性循環。 如北方風沙干旱區的農林間作景觀；北方山區的小流域治理景觀。 而毀林開荒、城市擴張等將使景觀的穩定性和生物多樣性降低。 48第2節 景觀生態學原理 景觀多重價值：景觀區域內的生態