第1章景观生态学课件

景观生态学（LandscapeEcology）授课老师：雷丕锋生态学博士生命科学与技术学院生态教研室办公室：南方林业生态应用技术国家工程实验室大楼9楼901室手机：[phone]电子信箱：[e-mail]选用教材：《景观生态学》2007，郭晋平等主编，中国林业出版社参考教材①《景观生态学—格局、过程、尺度与等级》2000，邬建国主编，高等教育出版社②《景观生态学—原理与方法》2004，刘茂松等编，化学工业出版社③《景观生态学》2003，肖笃宁等编著，科学出版社④《景观生态学原理与应用》2001，傅伯杰等编著，科学出版社⑤《景观生态学》1996，徐化成主编，中国林业出版社参考期刊：生态学报、植物生态学报、应用生态学报、生态学杂志、林业科学、地理学报、地理研究、中国园林、RestorationEcology、EcologicalApplications、BioScience等。查阅方式：学校图书馆借阅或通过学校图书馆，阅读。要求：每位同学必须参加每一节课的学习。这是学习态度的考验，凡缺课5次以上（含5次），不允许参加课程结束考试。上课时请保持安静，做好笔记，欢迎提问，反对制造噪音，特别是手机声音！考试成绩（大家最关心）：平时考勤占总成绩20%，课程结束后，课程考试为闭卷考试，占总成绩80%。希望同学们能对授课内容、授课方式、授课速度等提出宝贵的建议和意见。课程主要内容：一、景观生态学的发展现状与研究方法（第1章）二、景观生态学的基本原理（第2章）三、景观结构和空间格局（第4章、第9章）四、景观的形成及其动态变化（第3章、第6章、第9章）五、景观生态流与景观功能（第5章）六、景观分类（第7章）景观生态学的起源、研究内容、应用前景及特点1、起源（景观生态学的由来）：景观生态学（LandscapeEcology）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、系统论、控制论等多个学科相互渗透、交叉形成的综合学科。但它的主体来源为地理学上的景观学和生物学中的生态学。它将地理学中人地之间相互作用的研究和生态学中生态系统结构与功能关系的研究融为一体，使生态学研究更具有整体性。景观生态学的起源、研究内容、应用前景及特点2、研究对象、指导思想和研究内容：景观生态学以景观为研究对象，以人类与自然协调的思想为指导，研究景观的形成、景观的结构与功能、景观的变化，揭示景观的发生、发展规律，特别是注重研究人类活动与景观结构、功能之间的相互关系，景观优化利用与保护的原理和途径。什么是景观？景观的功能是通过什么途径实现的？景观的变化是什么造成的？景观是由许多不同的生态系统组成的生态系统景观的功能物流能流信息流物种流降水1157.08mm蒸发散895.54mm径流272.17mm土壤蓄水变化10.63mm景观的功能城镇用地水域稻田灌草地林地湿地裸地果园198019881994深圳城市景观的变化过程在19世纪中，平原区域的草地变为农田，20世纪末，平原区的农业越来越集约化，在那里凡有碍大规模农业发展的土丘、渠道、泥炭沼等统统被清除。森林区域星散分布的农田经历了19世纪的扩张后，20世纪末开始退耕，并逐渐恢复为森林覆被。景观生态学的起源、研究内容、应用前景及特点3、应用前景：近20年来，在理论、技术、方法、应用等方面取得了显著的成就，且广泛应用于国土整治和利用规划、资源管理与开发利用、城市发展规划、自然保护区规划、环境治理和区域规划、旅游开发等领域，成为了认识和解决当今人类面临的资源、环境、生物多样性保护等重大环境问题的有效途径。特别是通过景观结构分析、景观生态评价、景观生态规划和设计工作对自然资源管理、保护与开发利用等方面发挥越来越显著的作用。景观生态学的起源、研究内容、应用前景及特点4、景观生态学的特点：景观生态学具有综合性、多学科、多层次的特点，造就了景观生态学的复杂性，不同学科背景的学者对景观的关注点或核心科学问题的理解存在许多的不同，也使得景观生态学研究内容丰富多彩。第一章景观生态学的发展现状与研究方法内容提要1、景观的定义及其基本特征2、景观生态学的研究内容及其学科地位3、景观生态学的发展历程、主要学派及其特点4、景观生态学的研究方法5、景观生态学的发展趋势目的：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、对景观（Landscape）的三种理解由于学科、研究领域不同，关注焦点的不同，对景观的理解也就存在一定的差别。目前，对景观的理解主要有3种：（1）美学景观（Landscape）：即陆地景色（Landscenery）：在欧洲，“景观”最早来源于《圣经》，用来描述耶路撒冷城美丽的景色，与“风景”、“景致”、“景色”同意。例“黄山”、“泰山”、“苏州园林”，没有确切的空间界限，主要是一种综合直观的视觉感受（园林学者多从美学的角度去理解景观，在以后的课程我将遗憾地要求大家忘掉这种概念）。（2）地理学：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。（3）生态学：空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。一、景观的定义及其基本特征2、景观（Landscape）的定义景观：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&Godron，1986)其它定义：特罗尔认为景观是一个区域不同地域单元的自然—生物综合体。佐诺维尔德定义：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”。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。Vink（荷兰）：景观是连同其所有现象（地形、土壤、植被、人为影响）的陆地表面；是具有特有的地形、土壤、植被的陆地表面的一个区域；是相互有关的几片土地的天然配置。邬建国等人把以上多种景观的定义归纳为狭义景观，同时提出广义景观的定义。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（是景观生态学的主要研究对象）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（反映了景观生态学的思想）。显然，广义景观概念强调景观空间异质性。因此这一概念越来越为生态学家所接受。3、景观的基本特征（1）是一个生态学系统：由不同的生态系统镶嵌组成的，不同生态系统之间通过物质交换、能量流动和物种交换途径而相互作用和影响，进而形成一个整体。什么是系统?作为一个系统具有哪些基本的特征?3、景观的基本特征（2）具有一定自然和文化特征的地域空间实体：景观是在人类和自然共同作用下形成的，不仅具有特定的气候和地貌特征，而且与特定地域文化特征（人类的各种干扰活动、文化习俗等）相对应。3、景观的基本特征（3）是异质生态系统的镶嵌体：是由异质性生态系统镶嵌而成的。（4）是人类活动和生存的基本空间：人类和动物均需要2种以上景观要素才能生存与发展。即人类需要在多种生态系统内部才能完成各种活动。3、景观的基本特征（5）具有经济、生态、文化等多重价值：不仅具有生物生产力和资源开发利用价值，而且具有美学（观赏）价值和为教育、科研、性情熏陶等提供场所的价值。一、景观的定义及其基本特征4、景观要素（landscapeelement）景观是由若干不同生态系统组成的聚合体，因此：（1）景观要素：组成景观的生态系统，也称为景观成分。（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。二、景观生态学的研究内容及其学科地位1、景观生态学（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：（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的分布状况。例如：城市景观中，生态系统的种类及面积（道路、道路绿化带、草坪、林地、建筑用地），形状（方、圆、无规则）和丰富程度（数量），在空间上的排列方式（网状、指状、棋盘状、散斑）以及能量、物质和生物体在空间上的分布特征，均属于景观结构。（2）景观功能：研究景观要素（生态系统）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：农田景观中，农田中的能量、物质、生物有机体与河流、林地、村落、水库等生态系统之间不断进行交换，相互影响。（3）景观动态：研究景观结构和功能随时间的变化及其机理。具体地讲，景观的组成成分、形状和空间排列方式，能量、物质、生物有机体在不同生态系统之间的分布状况的变化，由此导致能量、物质、生物有机体在不同生态系统之间的流动过程的变化。例如：随着城市不断扩大，农田消失，工厂和住宅区不断增加，景观中能量、物质、生物分布状况发生变化（结构变化），能量、物质、生物有机体在不同生态系统之间流动过程发生变化（功能变化）。（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原理应用于景观的开发、管理及规划。具体主要内容通过分析景观结构、功能、动态特征，提出景观开发利用、管理的最优方案。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。景观生态规划设计：对景观中结构上不合理之处进行调整以获得最佳效益。例如：调整景观中各生态系统的面积、种类、形状、空间排列方式等。景观规划设计方案的实施3、景观生态学的学科地位（1）从生态学的研究对象来看，景观生态学处于分子生态学—个体生态学—种群生态学—群落生态学—生态系统生态学—景观生态学—区域生态学—全球生态学系列中的较高层次，具有很强的实用性。（2）从学科地位来看，景观生态学兼有生态学、地理学、环境科学、资源科学、规划科学、管理科学等许多现代生态学多功能优点，适宜于组织协调跨学科多专业的区域生态综合研究，因而在现代生态学分类体系中处于应用生态学的地位。景观生态学重要学派1、荷兰和德国的土地生态设计（佐讷维尔德Zonneveld，Haber国家公园景观规划）2、前苏联的景观地球化学研究（波雷诺夫）3、东欧的景观综合研究和景观生态规划。（Mazur,Ruzicka（捷克）最优设计）4、加拿大和澳大利亚的土地生态分类5、美国的景观格局和景观功能研究(Forman,Risser,Turner)6、中国生态建设与生态工程学派。三、景观生态学的发展历程、主要学派及其特点景观生态学是地理学和生态学相互结合产生的产物，景观思想渊源长久。20世纪60年代，首先在中