景观生态学综述

中国景观生态学的研究进展

51153901100 张砚炳

摘要

本文首先对景观生态学的概念及研究对象进行简单说明，并介绍了景观生态学学科的起源于形成。随后介绍了中国的景观生态学的发展与研究进展，从基本理论与应用研究方面进行了详述。最后总结了中国景观生态学的问题，并对今后中国景观生态学的发展提出见解。

关键词：中国景观生态学研究进展

1引言

景观生态学是以景观为研究对象，重点研究景观的结构、功能和变化，以及景观的科学规划和有效管理的一门宏观生态学科。景观是指由一组以类似方式重复出现的，相互作用的生态系统所组成的具有空间异质性的陆地区域。景观是一个生态学特征，具有一定自然和文化特征的地域空间实体，是异质生态系统的镶嵌体，同时也是人类活动和生存的基本空间，因此对景观格局与生态过程相互作用的研究，有助于在宏观上解决物种的保护与管理、土地利用的规划、生物多样性保护与维持、人类对生态环境的影响等问题。景观生态学这一概念，于1939年由C Troll首先提出并应用的，20世纪60年代末至70年代初期形成一门独立的生态学的分支学科。研究焦点是景观的3个特征[1、2]:(1)景观结构；(2)景观动态；

(3)景观功能；直到20世纪80年代，当空间数据和分析方法得到大量应用时，人们才加深了对空间异质性(由诸多生物和非生物因素造成)的理解。从此，景观生态学的发展更为迅猛。如今，景观生态学的许多概念和方法正被广泛应用于生态学的多个分支。景观生态学方法既可应用于陆地，又可应用于水生和海洋生态系统。景观生态学研究促进了人们对空间异质性的起因和结果以及其尺度影响的理解，同时景观生态学研究也影响了自然和人工景观管理。

而纵观我国的景观生态学研究，我国林学家徐化成认为景观生态学的研究内容除了基础的三个特征外，还应包括景观规划与管理，即根据景观结构、分布和功能，制定景观管理、保护、建设和恢复的计划，确定相应的方法和规划。陈吉泉将景观生态学的内容进一步细分为9个方面[3]:即①景观格局与过程关系；②等级结构与尺度变化；③景观破碎化和边缘效应；④景观积累效应；⑤保护生物学、生物多样性中的应用；⑥景观基质与景观连接性；⑦文化、经济、社会、政治等学科的参与；⑧景观或生态系统经营；⑨景观数量方法。与其它学科相比，景观生态学明确强调了空间异质性、等级结构和尺度在研究生态学格局与过程中的重要性，其核心是生态系统的时空异质性。本文将在此基础上总结景观生态学的研究现状和中国景观生态学的研究进展。

2景观生态学的基本理论

景观格局的研究是景观生态学研究的核心内容和热点问题之一。景观是由斑块、廊道和基质组成的。斑块的类型、起源、形状、面积大小、空间格局和动态是景观的重要代表特征。所以对景观格局的研究大多从斑块着手。景观格局作为景观区域内若干生物过程和非生物过程长期综合作用的产物对各种生物过程或非生物过程有直接或间接的影响。了解某一区域景观格局的变化可以为该区域资源的合理管理利用提供科学依据。植被的景观格局可以反映植被空间分布及其动态受环境异质性和干扰状况综合控制的基本特征。通过对景观格局成因机制的分析，确定系统的生产力、稳定性和生境质量的控制因素，进而有效地预测景观的动态，是确立景观管理和设计目标，制定景观管理措施的基础和依据。

一般说来，景观生态学的基本理论至少包含以下几个方面:①时空尺度；②等级理论；③耗散结构与自组织理论；④空间异质性与景观格局；⑤缀块—廊道—基底模式；⑥岛屿生物地理学理论；⑦边缘效应与生态交错带；⑧复合种群理论；

⑨景观连接度与渗透理论。最初的景观格局分析方法来源于种群生态学中种群分布格局的研究，即根据种群密度的变化规律是否符合某种随机变量的分布型来确定分布格局。它仅仅从概率的角度说明种群空间分布状态,对种群的各种空间特征,如空间结构和利用空间的能力等的研究是不完善的。而随着科学和技术，尤

其是遥感技术和地理信息系统的发展，现代景观生态学在研究宏观尺度上景观结构、功能和动态诸方面与早期的景观生态学方法相比,发生了显著变化[4、5]。归纳起来包括以下几点:①遥感技术和地理信息系统；②景观指数,如镶嵌度、聚集度、分维度、间隙度等；③空间统计学和地统计学方法,如自相关分析、空间插值法、波谱分析、尺度方差、小波分析、趋势面分析等；④计算机模拟和景观模型的建立。当然，还有其它景观生态学的研究方法，这里所提到的仅仅是主要的、常用的和具有代表性的一些方法。

对景观格局的定量描述是分析景观结构、功能和过程的基础。通过格局分析就可以把景观的空间特征与时间过程联系起来，从而能够比较清楚地分析景观的内在规律性。国内景观格局的研究始于20世纪80年代末肖笃宁等人，当时对景观指数和图形的操作主要采用传统的计算方法和手工操作。近年来，随着“3S”技术及其相应计算技术的兴起，可以处理卫星遥感数字图像数据、数字地面模型数据和从卫片、航片或地图等经扫描得到的景观生态数据以及实地采样数据等更加复杂的数据。现常用的景观格局指数见图1。

图1 常用景观格局指数

3我国景观生态学的研究现状

我国景观生态学研究虽起步较晚，但发展迅速。自20世纪80年代初开始介绍景观生态学的概念、理论和方法以来，我国地理学、生态学、林学、农学等领域的研究人员对景观生态学给予了极大的关注，并积极开展了景观生态学的讨论与研究，使景观生态学成为不同学科的共同研究热点。这不仅促进了景观生态学的学科整合，同时也有力地推动了景观生态学的综合整体思想在我国的传播。下面分别从基础理论、及应用两方面分别论述我国景观生态学的研究状况。

3.1基础理论研究方面

从80年代初开始,我国著名地理学家林超、黄锡畴、董雅文等在有关地理学刊物上发表介绍国外景观生态学概念、原理、研究方法和研究成果的文章和译文，使人们开始看到了一个新的研究领域。肖笃宁、郭晋平等则对国内外景观生态学的研究发展概况作了比较全面的论述，由肖笃宁[6、7]主编的《景观生态学的理论、方法及应用》更是广大景观生态学科研人员的工作结晶。这些研究为景观生态学在我国的发展打下了坚实的基础，俞孔坚揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构之间的关系，提出了生物保护的景观生态安全格局并给出了案例。这些都为我国景观生态学的发展和创新研究提供了坚实的基础。

3.2 应用研究方面

肖笃宁发表的《沈阳西郊景观结构变化的研究》是我国景观生态学开始研究的标志。近20年来，景观生态学的应用研究在我国景观生态学研究中已占相当大的比重。而且由于景观生态学具有多学科的特点，我国在景观生态学的诸多不同研究领域都取得一些成果。从文献的统计结果表明，我国的景观生态学应用研究主要集中在以下几个领域[8-10]: （1）城郊和农业景观；（2）森林景观；（3）干旱区景观；（4）湿地景观。

城郊景观和农业景观是受人类活动干扰比较严重的人工景观或半人工景观。肖笃宁等、徐岗等、谢志霄等对沈阳市东陵区从1959年至1988年30年间景观格局变化、土地利用格局的变化趋势、土地生产力的现状与生产潜力等进行了分析，并建立了景观动态预测模型；傅伯杰则以陕北米脂县泉家沟流域为研究对象，