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《景观生态学》讲义绪论景观生态学是地理学、生态学以及系统论、控制论等多学科交叉、渗透而形成的一门新的综合学科。主要研究空间格局和生态过程的相互作用。作为一门学科，景观生态学是20世纪60年代在欧洲形成的，土地利用规划和评价一直是其主要的研究内容。直到20世纪80年代初，景观生态学在北美才受到重视，迅速发展成为一门很有朝气的学科，引起了越来越多的学者的重视与参与。景观生态学给生态学和地理学带来了新的思想和新的方法，已成为生态学和地理学和前沿学科之一。第一章景观生态学的概念及发展一景观生态学中的基本概念1生态学2景观3景观生态系统4景观生态学1景观景观的特征与表象是丰富的，人们对景观的感知和认识也是多样的。因此，对于景观不同学科有着不同的理解，甚至在同一学科中（如地理学）也长期存在着不同解释。由于景观概念的不确定性，经常导致它与“风景”、“土地”、“环境”等词意的混淆。1．1景观定义理解：景观（landscape）的定义有多种表述，但大都是反映内陆地形、地貌或景色的（诸如草原、森林、山脉、湖泊等），或是反映某一地理区域的综合地形特征。（图）在生态学中，景观的定义可概括为狭义和广义两种。狭义景观是指在几十千米至几百千米范围内，由不同类型生态系统所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元（如Forman和Godron,1986;Forman,1995）。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相应地称为区域（region;见Forman,1995）。狭义景观和区域即人们通常所指的宏观景观；广义景观则包括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。广义景观概念强调空间异质性，景观的绝对空间尺度随研究对象、方法和目的而变化。（图）它体现了生态学系统中多尺度和等级结构的特征。(在欧洲,“景观”一词最早出现在希伯来文的《圣经》（旧约全书）中，用来描绘具有所罗门王国教堂、城堡和宫殿的耶路撒冷城美丽的景色。后来在15世纪中叶西欧艺术家们的风景油画中，景观成为透视中所见地球表面景色的代称。这时，景观的含义同汉语中的“风景”、“景致”、“景象”等一致，等同于英语中的“scenery”，都是视觉美学意义上的概念。中国从东晋开始，山水风景画就已从人物画的背景中脱颖而出，使山水风景很快成为艺术家们的研究对象，景观作为风景的同义语也因此一直为文学家、艺术家沿用至今。这种针对美学风景的景观理解，既是景观最朴素的含义，也是后来科学概念的来源。从这种一般理解中可以看出，景观没有明确的空间界限，主要突出一种综合直观的视觉感受。)景观生态学中几种代表性的景观定义：Naveh:景观是自然、生态和地理的综合体，包括所有的自然与人为格局和过程。Haber：景观是为生物或人类所综合感知的土地，而不考虑其单个成分。Forman:景观是由相互作用的生态系统镶嵌组成，并以类似形式重复出现，具有高度空间异质性的区域。景观最新定义：景观是一个由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体，它处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度；兼具经济、生态和文化的多重价值。综合起来，对景观可以作如下理解：①景观由不同空间单元镶嵌组成，具有异质性；②景观是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其结构与功能具有相关性和地域性；③景观既是生物的栖息地，更是人类的生存环境；④景观是处于生态系统之上，区域之下的中间尺度，具有尺度性；⑤景观具有经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性。1.2景观分类Naveh:把景观划分为开放景观（包括乡村自然、半自然景观、农业和半农业景观）、建筑景观（包括乡村景观、、城郊景观和城市工业景观）和文化景观。Forman:按照景观塑造过程中的人类影响强度划分为：自然景观、经营景观和人工景观。自然景观的特点：它们的原始性和多样性，因此对于自然景观应以保护其科学价值和生态平衡为中心，资源（包括旅游资源）的开发利用必须十分谨慎，并以严格的生态保护措施为前提。经营景观：由于其经济价值和生态价值而成为我们重要的研究对象，通常具有如下特性和研究重点：可再生资源的生产性、景观变化的持续性、人类生存环境的稳定性人工景观的共同特征和研究重点：规划化的空间布局；显著的经济性和很高的能量效率；高度特化的功能和巨大的转化效率；景观的文化特性和视觉多样性追求。总体景观（mainlandscape或macrochore）：是指某一地理区域内所有地系的总和。1.3“景观”与“土地”、“环境”的区别与联系同：均有“地域综合体”的含义区别：景观：土地的具体一部分，是土地的外延从属，更代表了一种较为精细的尺度涵义；强调美学价值、生态价值和社会效益；具有异质性；存在形式为实体。概括其特点可为以下七性：空间异质性、地域性、可辩识性、可重复性、功能一致性、尺度性和多功能性。土地：侧重于社会经济属性，主要关注土地的肥力、产权关系、经济价值；均质性地块单元；环境：环绕于人类周围的客观事物的整体，包括自然因素和社会因素；存在形式有实体和非实体形式；景观则指构成我们周围环境的实体部分。既不是环境中所有要素的全部，也不是它们简单相加而组成的整体，而是它们综合作用的产物。2生态学生态学英文是Ecology,直接涵义是有关研究“住所”或“栖息”场所的科学，自然界中的任何一种生物都是在特定的环境中生存的，与环境密切相关，所以早期生态学的涵义是指研究生物有机体与其周围环境之间相互关系的科学，这一认识被称为经典定义，而现代生态学的涵义是指研究生态系统（存在于生物与非生物之间的关系形成一个功能单位即可称为生态系统）结构、功能及其发生发展的进化规律与调控生态平衡机理的科学。3景观生态系统景观生态系统是一个中尺度的宏观系统，是一个以无机环境为基础、生物为主体、人类为主导的复杂系统，具有特定的结构、功能和动态特征。4景观生态学4．1景观生态学的概念景观生态学的概念是德国地植物学家Troll1939年在利用航片解译研究东非土地利用时提出来的，用来表示对支配一个区域单位的自然---生物综合体的相互关系的分析。景观生态学是地理学、生态学以及系统论、控制论等多学科交叉、渗透而形成的一门综合学科。它主要来源于地理学上的景观和生物学中的生态，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，以景观为对象，通过物质流、能量流、信息流和物种流在地球表层的迁移与交换，研究景观的空间结构、功能及各部分之间的相互关系，研究景观的动态变化及景观优化利用和保护的原理与途径。用简单的表述为：研究景观的结构、功能和变化的学科。其核心主题包括：景观空间格局（从自然到城市），景观格局与生态关系，人类活动对格局、过程与变化的影响，尺度和干扰对景观的作用。注：物种流：即动植物在景观要素或景观间的流动。这种流动可以：改变生物栖息空间、取食或获取营养的空间，逃避危险或逆境，促使生命延续，同时也改变景观结构。能量流：同生态系统中的能量流动，景观中的能量流往往是包含在物质流中完成的。生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用和绿色植物对太阳能的固定，并通过一系列取食和被取食的关系在生态系统中传递。信息流：信息传递，是某一个体发送信号，另一个体接受信号，并引起后者反应的过程。信息流动是景观中的一种生态过程，包括自然信息和人工信息。突发信息的流动往往标志着景观中巨大变化的到来。例如：国家决策、市场信息等往往会影响到景观内种植斑块的变化。4.2景观生态学的研究范畴景观生态学的研究对象和内容可概括为3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的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。这些作用主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程中。（3）景观动态：即指景观在结构和功能方面随时间的变化。具体地讲，景观动态包括景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。4.3景观生态学的理论基础：景观生态学的概念和理论体系尚待完善，它在形成和发展过程中，汲取了生态学、地理学及其他学科的现有理论，如生态系统理论、岛屿生物地理学理论、地域分异理论、人地相互作用理论、系统论、生物控制论等。这些理论可以说是景观生态学的理论基础。1.系统论;2.岛屿生物地理学理论;3.异质种群理论;4.景观连接度和渗透理论;5.等级理论和景观复杂性;（这五理论为景观生态学的理论基础中较为重要的理论基础。将在以后课中详细阐述）4.4景观生态学的主要特点：1强调异质性，重视尺度性，高度综合性；2景观综合、空间结构、宏观动态、区域建设、应用实践；3景观生态学强调景观空间异质性的维持和发展，生态系统之间的相互作用，景观格局与生态过程的关系以及人类对景观及其组分的影响。4.5景观生态学的应用领域•广泛应用于各行各业:国土整治、资源开发、自然保护、环境治理、区域规划、城市风景园林设计、自然保护区设计等等.•景观生态学在现代规划设计方面的应用：其主要是通过景观生态分析、景观生态评价、景观生态设计和景观生态规划等工作，对自然资源管理、保护及开发利用等方面起着越来越大的作用。对景观专业来说，学习景观生态学将对我们做景观设计和规划时是一种必不可少的指导思想。结合实例：实例一：基于景观生态学的天目湖湿地公园规划通过野外调查和利用1∶1000、1∶10000地形图作GIS判读分析,以景观生态学原理为指导,对天目湖湿地公园进行规划。在将天目湖湿地划分成平坦开阔区、岛山、浅冲和廊道4类斑块基础上,以保护和利用湿地资源,发挥廊道的生态功能,突出绿斑、蓝带、开敞空间的整合为规划控制思路,对规划出的水生花卉园、湖滨生态园、平桥河生态廊道、芦苇园、林岛园、双龙入湖生态景观带以及生态产业和生态人居园7类用地布局作了描述。实例二：景观生态学在生物多样性保护中的作用生物多样性是人类生存的基础,而人类对自然的过渡利用导致生物多样性的丧失,保护生物多样性成为人类实现可持续发展中面临的首要任务也是艰巨的任务,生物多样性保护是从物种保护开始的,但一系列的经验表明,单一的物种保护不能够达到生物多样性保护的目的。我们必须进一步设法保护物种的生存环境—生态系统和景观,因此,景观生态学在生物多样性保护中正在发挥越来越重要的作用。实例三：景观生态学在平阴一中新校区环境设计中的应用以平阴一中新校区景观设计为例,应用景观生态学原理中的斑块-廊道-基质以及景观异质性等基本原理,对校园景观规划进行理论性指导,依此得出进行校园环境规划生态方面的优化措施实例四：城市园林绿地系统的景观生态学分析“生态园林”强调重视园林的生态效益、利用园林改造改善城市生态系统、造园要以植物为主要材料、模拟再现自然植物群落、提倡自然景观的创造等。生态学只是为园林提供了一部分目标及原则,稍稍涉及到一些原理途径。人类盼望园林和生态两门学科互相引进互相借鉴,在理论和实...实例五：整体论的景观生态学原则在景观规划设计中的应用整体论的景观生态学把构成景观整体的所有元素都作为研究的变量和目标,通过合理的设计,最终使景观系统结构和功能达到整体最优。设计师在这一方法的启发引导下,针对不同的设计目的,采取了生态景观设计、自然保护的景观规划以及景观变化的预测三种途径进行了相应的探讨。4.6景观生态学与其他相关生态学的差异(1)景观生态学的总体特征景观生态学强调异质性，重视尺度性，高度综合性。这是景观生态学的总体征。(2)景观生态学的研究主要内容：空间格局及其变化如何影响各种生态学过程一直是景观生态学中的中心问题。大尺度上的人类活动对生态学系统的影响，也是景观生态学研究的一个极其重要的方面。（其他生态学科的研究内容也可笼统地说是相应的生态学组织单元的结构、功能和动态，但景观生态学更突出空间结构和生态学过程在多个尺度上的相互作用。更注重从水平层次，而其它则多为垂直层次，因此又称景观生态学为空间生态学）(3)景观生态学的生态位生态位是一个既抽象又内涵丰富的生态学名词。其基本思想是：生态位是生物单元在特定生态系