景观格局的文献综述

景观生态学是20世纪70年代以后蓬勃发展起来的一门新兴的交叉学科。它以生态学理论框架为依托，吸收了现代地理学、生态学和系统科学之所长，研究景观的结构、功能和演化，研究景观和区域尺度的资源、环境经营与管理问题，具有综合整体性和宏观区域性等特色，并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究见长。20世纪80年代以来，景观生态学逐渐成为世界上资源、环境、生态方面研究的一个热点[1]，景观要素的数量、种类、形状及分布特征具有重要的生态学意义[2]，对景观格局动态的把握，尤其是在大尺度景观监测的基础上对景观格局变化定量地预测、预报对景观的规划与管理、资源的有效利用及环境保护具有重要意义。

国外森林景观格局的研究

景观生态学一词是德国著名的地植物学家C.特罗尔（C.Troll）于1939年在利用航空照片研究东非土地利用问题时提出来的。随后，关于景观生态学的研究在欧洲和北美经过多年的迅速发展后，景观生态学已从局限于中、东欧的地区性应用学科发展成为生态学的热点问题并有广泛影响的综合性前沿学科。随着生态学各学科间的交互渗透，景观生态学在理论、方法和应用上都得到极大的丰富和多样化，其原理在森林景观研究中也得到广泛应用。森林景观生态学的研究对象是以森林生态系统为主体所构成的景观的结构、功能及其变化。在欧洲和北美，应用景观生态学原理和方法研究森林景观十分活跃[3]。涉及研究内容也不断的加深。主要体现在以下几方面：在区域总体景观结构分析与景观质量控制的研究方面，进行了森林景观特点，景观特征和景观变化的研究；在森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及景观调控问题上，进行了破碎景观的分析评价，破碎森林斑块间种的扩散等研究；在对森林景观格局与功能相互关系的方面，进行了景观格局对景观特制循环和能量流动格局改变的研究；在人为干扰对森林景观结构与功能的影响方面，进行了火干扰，森林采伐活动和其它干扰对森林景观格局动态及其在生物多样性保护等研究；森林景观生态过程模拟模型和决策模型的研究以及河岸景观生态研究。美国森林景观的研究不仅提出和发展了一些逐渐得到证实和接受的一般性原则或原理，而且还不断充实了景观生态学的理论体系和方法论体系[4]。

在区域总体景观结构分析与景观质量控制研究方面，R.T.T.Forman及其同事对美国新泽西州濒海平原栋林景观组成与格局的分析，在森林景观生态研究中具有开创性的意义他们较为系统和全面地分析了这一地区森林景观的特点，并对景观管理与规划得出了一些有益的结论[5]。Odum E.P.和Turner M.G.对佐治亚洲景观变化作了研究，并构造了基于转移概率的随机模拟模型[6]。Robert P.采用人工试验地的方法，探讨斑块大小和间距对斑块动态的影响。DaviSJ.Mladenoff从森林生态系统可持续性的角度分析了北方阔叶混交林区森林景观变化的特点，阐述传统森林经营与“动态景观异质性”保护之间存在矛盾，应将基于群落生态学原理所采取的经营活动与景观整体结构与功能之间的协调关系作为森林资源生态系统管理的基本要求[7]。古斯塔夫逊应用接近度指标PX(proximity index)分析农业景观区域中增加一定面积的森林时对特种保护的意义，对研究地区景观斑块空间特征的变化和PX 之间的关系进行分析，阐述PX在农业景观区景观设计中的应用，河岸植被与水质和河流动态的影响、农业景观中的树篱和林网结构与功能、森林斑块间的廊道对景观功能的作用、景观结构与异质性对干扰在景观中的传播的影响等[8-11]。姆兰德诺夫从森林生态系统可持续的角度分析北方阔叶混交林区森林景观的变化特点，提出了作为森林生态系统可持续管理应着重解决林分经营活动如何在景观水平上进行综合，并做出正确决策的问题[12]。Noss在全面分析天然林与经营森林景观特征差异基础上，阐述了保证森林生态系统可持续性的森林景观条件，这些条件都是反映森林景观结构的指标。Katsue等对日本京都天然林景观规划

和管理的变化而引起的景观变化做了分析和评价，他们认为对天然林进行保护是至关重要的[13]。Laidlaw在对玻利维亚高山气候带的落叶林景观变化进行分析后，发现1984年以后的大豆产业化种植是导致森林破碎化的主要原因，他认为人类定居种植业对森林的影响很大，必须采取相应的保护计划[14]。Peter等人分析了明尼达的西北部最近五年的森林覆盖类型和景观结构的转变，结果表明，采伐斑块的大小和格局的变化对景观的影响比采伐速率更为重要；这些研究主要探讨了森林景观空间结构特征和分布布局对区域生态环境、土地利规划等方面的影响，积累了大量研究成果。由于森林景观生态学渊源的多学科高度综合性，研究尺度的宏观性，专家、学者来源的广泛性，以及学科尚处在初期发展阶段等原因，使景观生态学研究领域具有明显的广泛性、不确定性以及研究方法非常多样化。对景观生态模型化方法的研究吸引着一大批研究人员。Turner等人[15]曾用Markov模型对美国佐治亚洲的一个地区进行空间模拟，选择三个不同的时期，用各类镶嵌体的景观转化比例作为矩阵中的元素，以年为单位求得转移矩阵，最后预测出到2000年该地区的发展情况。对景观生态过程模拟模型和决策模型的研究呈现出以静态模型为主的发展到以动态模型为主的阶段的变化，从森林演替模型向着更为综合空间明晰化方向发展。与此同时，遥感技术、地理信息系统技术等先进技术的普遍应用，是大尺度研究中收集处理大量数据成为可能，大大提高了景观生态研究的水平和效率。Ripple等[16]利用Landsat卫片分析了Oregon州西部不同权属林地之间的森林景观结构，并根据1972年到1988年的变化状况预测了其发展趋势。Iverson 等（1989）、Ravan和Roy(1997)以及Waring和Running(1998)对遥感在森林生态学研究和管理方面的应用做了很好的综述。

国内森林景观格局的研究

在我国，景观生态学起步较晚，20世纪80年代初，陈昌笃等将景观生态学介绍到中国，到80年代末，景观生态研究开始成为我国地理学、生态学和林学研究工作者关注的一个焦点。森林景观研究是我国开展景观生态学研究较早涉及的领域，并取得了一些卓有成效的研究成果。我国森林景观生态学的初期研究，主要是在继承群落生态和生态系统研究成果的基础上，逐步将注意力转向对森林异质镶嵌体的结构及其动态的研究上[17]。徐化成等在研究群落中优势种群的年龄结构与森林斑块动态、群落空间结构和梯度分析、种群空间分布格局等方面进行了大量工作，并且在利用航片资料对研究区域内的景观格局及其动态研究时，将影响森林景观格局及异质性的林火干扰与景观格局动态相联系，主要分析了景观组成结构、年龄结构和粒级结构及其变化，体现了景观结构和功能间的关系[20~22]。同时，在对森林边际效应研究方面，黄世能[24]等在海南岛尖峰岭热带山地雨林的群落学研究中，应用基于分割线段模型的边缘效应测度公式来分析采伐迹地边缘的次生林及保留林的边缘效应强度及其作用距离。随着景观水平上的空间直观景观模型成功的模拟森林空间格局及其变化，卢景龙[25]，郭晋平等[26,27]，邵国凡[28]等应用GIS或RS软件的部分功能对森林景观动态进行模拟和预测，同时，郭晋平等人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《森林景观生态研究》是我国森林景观生态研究领域的第一部专著；赵光等[29]则首次运用RS和GIS研究了中国东北一原始针阔混交林的破碎过程。在此期间部分有影响力的模型的新版本和新模型不断涌现。

近几年来，随着对森林景观生态越来越深入的研究，其发展对森林资源管理和森林生物多样性保护起到了极大的促进作用，它正在改变着传统的林地管理观念和方式，即从林分管理上升到景观管理层次[30]，并且，开始越来越多的借助于遥感和地理信息系统技术。管东生[31]采用多样性指数，分析了广州市城市森林的景观类型、格局和斑块破碎度等特征因子，进而说明城市化与森林景观格局的相关性。彭月等[32]运用GIS软件与地面资料相结合的方式，并利用Fragstats 3.3计算景观格局指数，开展了鼎湖山自然保护区的森林景观格局及