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