景观生态学第1章

5、景观生态学的研究方法
目的：明确景观生态学的学科范畴和学科任务。
一、景观的定义及其基本特征
1、景观(Landscape)的定义 在不同学科、领域，由于各自学科特点及关注焦点的不 同，对景观的理解与定义也有一定的差别。目前，对景观的 理解主要是从以下3种角度： （1）美学角度（一般的理解）：把景观看作是美学上的概 念，与“风景”、“景致”、“景色”的同义语，等同于英 语中的scenery，没有确切的空间界限，主要是一种综合直观 的视觉感受。如由草原、林地、山脉组成的自然景色。 （2）地理学角度：将景观看作为一个地理区域的总体特征， 即地球表面上由气候、土壤、地貌、生物各种成分组成的综 合体。
景观生态学
(Landscape Ecology)
授课大纲：
第一章 景观生态学的内容与方法
第二章 景观要素及其生态属性
第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 景观总体结构 景观动态 景观生态流与景观功能 景观分类与评价 景观生态规划与建设
第一章 景观生态学的内容与方法
内容提要
1、景观的定义及其基本特征 2、景观生态学的定义及其研究内容 3、发展历程、主要学派及其特点 4、景观生态学的基本原理
念越来越为生态学家所接受。
以上对景观的3种不同理解有历史渊源，反映了景观的多 样性和异质性特点。
农田景观
城市景观
中央公园
阿尔及利亚贫民窟
天然山地景观
2、景观的基本特征 根据景观的定义，景观具备以下的特征： （1）结构上：景观是由若干个不同的空间单元或不同的生态 系统镶嵌组成的镶嵌体，具有异质性。
(1) 每个景观是由若干个不同的生态系统组成的，因 此，每一景观均是一个异质性的地域，即景观内部的性质 是不均匀的，表现生物种类、生物量、物质、能量和分布 等方面。一个景观中不同生态系统种类越多，其空间异质 性越高，多样性也越高。
景观结构的形成过程是景观的一种自组织过程，从理 论上讲，通过自组织过程，景观最终形成为一种持续、稳 定的耗散（开放）结构。
3、尺度效应与等级结构
（1）尺度(scale)的定义 ① 尺度：是指在研究某一物体或现象时所采用的空间单位或时 间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的 范围和发生频率。尺度可分为空间尺度和时间尺度。 ② 在景观生态学中，尺度以粒度和幅度表达： 粒度(grain)：空间粒度是指景观中最小可辩识的单位所代表 的特征长度、面积或体积。时间粒度是某一现象或时间发生（或 取样）的频率或时间间隔。 幅度(extent)：是指研究对象在空间上涉及的范围、时间上持 续的长度。具体地说，研究区域的总面积决定该研究的空间幅度， 而研究项目持续时间长度，则确定为其时间幅度。
(2) 景观中不同生态系统，由于物种、物质和能量分布不
均匀，必然导致不同生态系统之间的不断地相互交换，相互 作用(景观功能)。显然，不同生态系统具有不同的功能以及不
同生态系统之间的相互作用是不同的（功能异质性）。也就
是说，构成景观的生态系统的大小、形状、数目、类型和外 貌特征等对景观的功能都有直接或间接的影响。（即结构决
景观生态规划设计 例如：在某城市景观中需要设计一栋大 厦，这时，我们应该考虑大厦的面积、形状、高度、对周围环 境的影响。 景观规划设计方案的实施
景观管理、土地利用与规划
景观管理、土地利用与规划
四、景观生态学的基本原理
景观生态学中的概念、理论和方法对解决实际的环境、 资源和生态学总是都有很大的应用价值。不少学者试图提出
尺度常指小空间范围或短时间，往往对应于大比例尺、高分辨
率。 ③ 景观显现具有尺度效应：在景观生态学研究中必须充分考
虑空间和时间尺度。原因是：
a. 某一个景观在某一种尺度上可能是十分均质的或同质的， 但在另一种尺度上可能又是异质性的。例如，研究某省的景观，
从全国尺度来研究时，省内的各个地区之间都是同质的。但从
（3）生态学角度：
生态系统 ecosystem 指在一定空间中共同栖居着的 物综合体。 所有生物与其环境之间由于不断地进行物质循环和能 量流动过程而形成的统一整体。 佐诺费尔定义：景观是指“……地球表面空间的一部
分，是由岩石、水、空气、植物、动物以及人类活动所
形成的系统的复合体，并通过其外貌构成一个可识别的 实体” 。
包括空间上彼此相邻，功能上相互有关，发生上有一定特点的
若干个生态系统的聚合。 也有人把以上多种景观定义归纳为狭义景观，同时提出广
义景观的概念。
狭义景观：是指几十km2到几百km2范围内，由不同的生态系 统类型组成的异质性地理单元。 区域：包含有多个景观在内，反映气候、地理、经济、社会 和文化综合特征的景观复合体。 狭义景观和区域统称为宏观景观。 广义景观：包括从微观到宏观不同尺度上，凡具有异质性或 斑块性的空间单元。 显然，广义景观概念强调景观空间异质性。因此这一概
（4）景观规划与管理 (景观生态学的应用)：
将景观生态学的基本理论应用景观的开发、管理及规划。 具体主要内容通过分析景观特征，提出景观利用、管理的最优
方案。具体包括：
景观生态分类：根据景观要素组成结构以及功能特点，划分 景观(生态)类型。 景观生态评价：根据景观生态类型，对各种利用方式(如农、 林、牧、工矿、城市、道路、建筑等)的适用性进行评价、对景 观生产力评价，并根据当地的经济条件，结合投入产出原则， 做出生态、经济、社会效益评价。
能（function）和变化（change）的一门学科。
（3）我国景观生态学工作者认为：景观生态学是研究在一个 相当大的区域内，由许多不同生态系统所组成的整体（即景观）
的空间结构、相互作用、协调功能以及动态变化的生态学分支。
2、景观生态学的研究内容
景观生态学研究的对象是景观，从景观生态学的定义
来看，其研究内容有以下四个方面：
（2）有一些人从两个侧面来分析和认识景观结构的组成 单元：自然环境或立地条件划分的单元为景观成分，人 类活动的影响划分的单位为景观要素。 （3）景观和景观要素之间的关系是相对。景观强调异质 性，景观要素强调同一单元均质性。当尺度发生变化时， 它们的地位发生变化。
景观生态学的起源、研究内容及应用前景
（2）功能上：景观中的生态系统之间不断进行物质交换、能 量流动和物种交换。
（3）外貌上：景观具有一定的气候和地貌特征。
百度文库
（4）与干扰的关系：景观与一定的干扰状况的聚合相对应。
（5）价值上：景观具有经济、生态和文化的多重价值，表现 为综合性。
3、景观要素
景观是由若干个生态系统组成的聚合体，因此：
（1）景观要素：即为组成景观的各个生态系统，也称为景 观成份。
景观结构
（2）景观功能：研究景观要素间的相互作用过程与机制。 即能 量、物质和生物有机体在景观中不同生态系统之间的流动过程及 其与景观结构、干扰等之间的关系。 例如：景观中不同生态系统之间表现为农田中的能量、物质、 生物有机体与其它生态系统之间不断进行交换。 （3）景观动态：景观在结构和功能方面随时间的变化及其机理。 具体地讲，景观的组成成分、形状和空间格局的变化，以及由此 导致的能量、物质和生物有机体在不同生态系统之间的分布和运 动方面发生变化。 例如：由于城市不断扩大，农田消失，工厂和住宅区不断增 加，景观中在组成成分上的变化（即结构的变化），引起了景观 中能量、物质、生物在分布和运动方面变化（功能的变化）。
A C
A、B具有相同幅 度，不同粒度
A、C、D具有不同的幅 度，却相同的粒度
B
D
可见，在讨论尺度问题时，有必要将粒度和幅度加以区分。一 般而言，从个体-种群-群落-生态系统-景观-全球，粒度和幅度是逐 渐增加的趋势。
在景观生态学中，尺度的定义显然不同于地理学或地图学
中的比例尺。但是，一般来说，在景观生态学中，大尺度是指 大范围或长时间的幅度，往往对应于小比例尺、低分辨率，小
理。
景观生态学与其他生态学科相比，它更强调空间的异 质性、等级结构以及尺度的重要性。
景观生态学的起源、研究内容及应用前景
3、应用前景： 近20年来，景观生态学(Landscape Ecology)在理论、 技术、方法、应用等方面取得了显著的成就，成为指导 景观规划与管理、土地利用规划、环境规划与管理、生 物多样性保护、生态工程、实现人类社会可持续发展的 重要理论基础。承载了生态学走向应用的重要历史使命， 也是自然科学与社会科学相结合的典范。
生态流是指物质、能量、生物有机体、信息、价值等在景观 要素间的交换与流动，是各种景观生态过程的具体体现。不同性
质的生态流可能有不同的发生机制，但经常是几种流同时发生。
营养物质、能量再分配
生 态 流
聚集或扩散
生物体、信息、价值 再分配
调整景观结构改变生 态流的方向和速度
景观结构变化
景观结构与景观功能的关系
景观生态学的起源、研究内容及应用前景
2、研究对象、指导思想和研究内容： 景观生态学(Landscape Ecology) 是以景观为主要研究 对象，以人类与自然协调思想为指导，研究景观空间格局
的形成和动态、空间异质性、生态学过程及各部分之间的
相互作用，探讨景观的发生、发展规律，特别是人类活动 与景观结构、功能的反馈关系以及景观异质性的维持和管
二、景观生态学的定义及其主要研究内容
1、景观生态学的定义
（1）C. Troll（特罗尔）1939年最先提出“景观生态学” 一词
的，目的是为协调统一生物学和地理学两个领域中科学家的研 究工作。当时他认为：景观生态学并不是一门新的学科，而是
在综合研究过程中形成的一种特殊的观点。
（2）1986年，Forman（福尔曼）认为：景观生态学是研究由 相互作用的生态系统组成的异质性景观的结构(structure）、功
有关景观生态学的一般原理，作为景观生态学研究核心内容。
例如：
然而，必须指出的是，景观生态学尚未成熟，其理论和原 理还有待于进一步具体化和验证。在这里，在归纳前人成果的 基础上，将详述7条基本原理，这些原理基本上贯穿景观生态 学的各个发展方向。
1、景观结构和功能原理(异质性原理) 这一原理包括结构和功能两个方面的含义：
（1）景观结构：研究景观的组成与空间格局特征如各生 态系统或景观要素的大小、形状、数量、类型、空间构型 等特征，能量、物质和物种在景观中分布的状况。 例如：城市景观中，生态系统的种类及各种面积(大小)， 形状(方、圆、无规则)和丰富度(数量)，它们在空间上的 排列方式以及能量、物质和生物体在各个生态系统的分布 特征，均属于景观的结构特征。
1、起源：
景观生态学(Landscape Ecology) 作为一门学科，首先
是20世纪60年代在欧洲形成的。是一门相对年轻的、发 展相当迅速的，应用非常广泛的生态学分支学科。
景观生态学是生态学、地理学以及系统论、控制论
等多个学科相互渗透、交叉形成的综合学科。它的主体 来源于地理学上的景观学和生物学中的生态学。它把地 理学对地理现象的空间相互作用的横向研究和生态学对 生态系统机能相互作用的纵向研究结合为一体。在景观 水平上使生态学研究具有显著的整体观。
定功能）
景观的结构与景观功能相辅相成，实现一定功能需有相应 的景观结构来支持，并受景观结构特征的制约，而景观的形
成和发展又受到景观功能的影响。景观的结构和功能原理揭
示了景观结构和功能直接或间接的相互应关系。应用这一原 理，对景观结构进行调整以改变或促进景观的功能是景观管
理的重要内容。
2、生态流聚集与扩散原理:
特罗尔认为景观是一个区域不同地域单元的自然—生
格林等人定义：景观为具有自然过程与人文过程的相
对一致性的地貌、植被、土地利用与聚居地格局的特定 组合。
R. Forman等的景观定义为：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异质性陆地区域。
Forman的景观概念明确了景观的组成成分与结构特征。 定义了景观的范围或边界，对景观研究有很强的可操作性。 如： 农田景观，就是由村落、农田、道路、沟渠、林地、水体 等生态系统组成的组合体，当这种组合体出现了明显不同的新 的生态系统时，就可能进入另一种新的景观。 为此，在进行景观生态学研究时，大都是把景观看作是由 不同性质生态系统镶嵌而成的聚合体（镶嵌体），即一个景观