景观生态学概念与理论

景观生态学概念与理论

邬建国

(美国亚利桑那州立大学生命科学系)

Landscape Ecology - Concepts and Theories. Wu Jianguo ( Department of L if e Sciences , A rizona

S tate University West , PO Box 37100 , Phoenix , A Z 85069 - 7100) . Chinese Journal of Ecolo2

gy ,2000 ,19 (1) :42 - 52.

Landscape ecology is an interdisciplinary field that has been rapidly developing in the past few decades. New ideas and perspectives that emphasize spatial heterogeneity , hierarchical linkages , and interactions between pattern , process , and scale have given the field an unique and significant identity. This paper is intended to review and synthesize the recent advances in landscape ecology , presenting a set of core concepts and theories , which include scale , pattern - process , spatial het2 erogeneity , edge effect , hierarchy theory , patch dynamics , patch - corridor - matrix model , island biogeographic theory , metapopulation theory , landscape connectivity , neutral models , and percola2 tion theory.

Key words : landscape ecology , scale , pattern and process , spatial heterogeneity , hierarchy theory , edge effect , patch dynamics , metapopulation theory , landscape connectivity.

作者简介:邬建国,博士。美国亚利桑那州立大学生

命科学系教授。

现代景观生态学是一门新兴的、正在

深入开拓和迅速发展的学科。因此,不但

欧洲和北美的景观生态学有显著不同,就

是在北美景观生态学短暂的发展进程中也

逐渐形成了不同的观点和论说。概括地

说,景观生态学研究的重点主要集中在下

列几个方面,即:空间异质性或格局的形成

及动态;空间异质性与生态学过程的相互

作用;景观的等级结构特征;格局- 过程-

尺度之间的相互关系;人类活动与景观结

构,功能的反馈关系以及景观异质性(或多

样性) 的维持和管理[1～6 ] 。反映这些研究

重点的主要景观生态学概念和理论是什么

呢? 本文拟在总结该学科最近20 多年来

的发展的基础上,概括地阐述其中的一些

主要概念和理论(图2) 。

1 景观和景观生态学

有关景观的定义,有多种表述,但一般

讲是指反映内陆地形地貌景色的图象,诸

如草原、森林、山脉、湖泊等;或是某一地理

区域的综合地形特征;或者是人们放眼所

映获的自然景色。而生态学中,景观的定

义可概括为狭义和广义两种。狭义景观是

指几十公里至几百公里范围内,由不同生

态系统类型所组成的异质性地理单

元[1 ,2 ] 。而反映气候、地理、生物、经济、社

会和文化综合特征的景观复合体称为区

域。狭义景观和区域可统称为宏观景观。

广义景观则指出现在从微观到宏观不同尺

度上的, 具有异质性或缀块性的空间单

元[3 ,4 ] 。显然,广义景观概念强调空间异

质性,其空间尺度则随研究对象、方法和目

的而变化,而且它突出了生态学系统中多

尺度和等级结构的特征。这一概念越来越

广泛地为生态学家所关注和采用。因此,

概言之,景观生态学是研究景观单元的类

型组成、空间格局及其与生态学过程相互

生态学杂志2000 ,19 (1) ∶42 - 52

Chinese Journal of Ecology

© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.作用的综合性学科。强调空间格局,生态

学过程与尺度之间的相互作用是景观生态

学研究的核心所在。

景观生态学的研究对象和内容可概括

为三个基本方面。①景观结构,即景观组

成单元的类型,多样性及其空间关系; ②景

观功能,即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; ③

景观动态,即指景观在结构和功能方面随

时间推移发生的变化[5 ] 。景观的结构,功

能和动态是相互依赖、相互作用的(图1) 。

这正如其它生态学组织单元(如种群、群

落、生态系统) 的结构与功能是相辅相成的

一样,结构在一定程度上决定功能,而结构

的形成和发展又受到功能的影响。景观生

态学研究的具体内容很广,而且常常涉及

图1 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Fig. 1 The relationship among the structure function and dynamics of landscape

and basic concepts and thories in landscape ecology

到不同组织层次的格局和过程。比如,景

观结构特征与生理生态过程、生物个体行

为、种群动态、群落动态以及生态系统在不

同时空尺度上的作用都属于景观生态学观

察、研究的范畴。

那么,景观生态学与其它生态学科的

区别在哪呢? 与其它生态学学科相比,景

观生态学明确强调空间异质性、等级结构(hierarchical st ructure) 和尺度( scale) 在研