学研究的理论基础。可以认为，它对斑块动态理论以及景观生态学的发展起了重要的启发作用。岛屿生物地理学理论是研究物种生存过程的时空耦合理论，既涉及物种的空间分布，又涉及物种的迁移、扩散、存活及动态平衡，它的最大贡献就是把生境斑块的空间特征与物种数量联系在一起，为此后许多生态学概念和理论的发展奠定了基础。其最直接的应用价值则是为生物保护的自然保护区设计提供了原则性指导，并为景观生态学的发展奠定了理论基础，通过与其他相关理论的结合为景观综合规划设计提供理论依据。
源-汇模型：出生率高于死亡率且迁入率高于迁出率的种群称为源。反过来，当种群的出生与死亡之间的平稳为负时，幼体的出生无法补偿成体的死亡，这样的种群称为汇种群，如果没有足够的个体迁人时汇种群将面临灭绝。源-汇模型作为一个种群统计模型是在异质性和景观镶嵌体概念基础上提出的，将包含源种群的生境看作源斑块，而将汇种群所占据的生境作为汇斑块。
景观生态流与空间再分配原理：在景观各空间组分之间流动的物质、能量、物种和其他信息被称为景观生态流。生态流是景观生态过程重要的外在表现形式，受景观格局的影响和控制。景观格局的变化必然伴随着物种、养分和能量的流动和空间再分配，也就是景观再生产的过程。景观生态流的动态过程可以表现为聚集与扩散两种趋势。景观中的能量、养分和物种主要通过5种媒介或传输机制从一种景观要素迁移到另一种景观要素，即风、水、飞行动物、地面动物和人。
景观水平上的生态流有扩散、传输和运动3种驱动力。 扩散与景观异质性有密切联系，是一种类似热力学分子扩散的随机运动过程，扩散是一种低能耗过程，仅在小尺度上起作用，并且是使景观趋向于均质化的主要动力。传输(物质流)是物质沿能量梯度下降方向的(包括景观要素的边界和景观梯度)流动，是物质在外部能量推动下的运动过程，其运动的方向比较明确，如水土流失过程。传输是景观尺度上物质、能量和信息流动的主要作用力，如水流的侵蚀、搬运与沉积是景观中最活跃的过程之一。运动是物质(主要是动物)通过消耗自身能量在景观中实现的空间移动，是与动物和人类活动密切相关的生态流驱动力，这种迁移最主要的生态特征是使物质、能量在景观中维持高度聚集状态。总之，扩散作用形成最少的聚集格局，传输居中，而运动可在景观中形成最明显的聚集格局。景观结构镶嵌性原理 镶嵌性：一个系统的组分在空间结构上互相拼接而构成整体。景观和区域的空间异质性有两种表现形式，即梯度与镶嵌。镶嵌性是研究对象聚集或分散的特征，在景观中形成明确的边界，使连续的空间实体出现中断和空间突变。
按照人类活动的影响程度可将景观划分为自然景观、管理景观和人工景观，并常将管理的景观和人工景观等附带有人类文化或文明痕迹或属性的景观称为文化景观。有生命力的景观是指具有很高的生物多样性和生产力，而只需要较低能量维持，并且抗干扰性强的生态系统的组合。
景观演化的动力机制：有自然干扰与人为活动两个方面，由于人类活动对景观影响的普遍性与深刻性，在作为人类生存环境的各类景观中，人类活动对景观演化的主导作用非常明显。人类通过对景观变化的方向和速率进行有目的的调控，可以实现景观的定向演化和持续发展。
把人为活动对于自然景观的影响称为干扰。对于管理景观的影响由于其定向性和深刻性则应称为改造。对人工景观的影响更是决定性的，可称为构建。
景观生态建设是指一定地域、生态系统，适用于特定景观类型的生态工程，它以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段，改善受胁迫或受损生态系统的功能，提高其基本生产力和稳定性，将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。景观的宜人性可理解为比较适于人类生存、走向生态文明的人居环境，它包含以下内容：景观通达性、建筑经济性、生态
稳定性、环境清洁度、空间拥挤度、景色优美度等。
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差，即UⅡ－UⅠ＝ΔU＝Q－W或Q＝ΔU＋W这就是热力学第一定律的表达式。如果除作功、传热外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为ΔU＝Q－W＋Z。当然，上述ΔU、W、Q、Z均可正可负（使系统能量增加为正、减少为负）。对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为。
热力学第二定律指出①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体(不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，这是按照热传导的方向来表述的)。②不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响。从分子运动论的观点看，作功是大量分子的有规则运动，而热运动则是大量分子的无规则运动。显然无规则运动要变为有规则运动的几率极小，而有规则的运动变成无规则运动的几率大。一个不受外界影响的孤立系统，其内部自发的过程总是由几率小的状态向几率大的状态进行，从此可见热是不可能自发地变成功的。也就是说，在孤立系统内对可逆过程，系统的熵总保持不变；对不可逆过程，系统的熵总是增加的。这个规律叫做熵增加原理。这也是热力学第二定律的又一种表述。熵的增加表示系统从几率小的状态向几率大的状态演变，也就是从比较有规则、有秩序的状态向更无规则，更无秩序的状态演变。 耗散结构理论概述：非可逆过程热力学第一和第二定律不仅是物理学的重要理论基础，也被认为是整个生态学的基本理论或普遍规律。它主要研究一个系统在近热力学平衡态的线性区域的动态过程和机制，而耗散结构理论是关于系统在远离平衡态的行为特征和规律的理论基础。比利时物理学家普利高津(Prigogine)在非线性非平衡态热力学方面的理论研究举世瞩目，并首先提出了耗散结构理论
普利高津根据系统与外界环境的关系把系统分为3类，即孤立系统(与外界环境既无能量又无物质交换)、封闭系统(与环境只有能量交换)和开放系统(与环境既有能量又有物质交换)。 在任何系统中，系统的总熵(系统无序程度的量度)由两部分组成，一是由系统内部热力学过程产生的熵，二是由系统内部与外部物质、能量交换过程中产生的熵。可由下式表示：ds=dsi+dse ds-系统总熵的变化；dsi-系统内部产生的熵的变化；dse-由系统与外界环境物质、能量交换而产生的熵的变化。
熵 1.物质系统状态存在可能性的量度。是描述热力学系统状态的一个物理量。熵愈大的状态，存在的可能性愈大。2. 在信息论中，表示一个消息的平均信息量。是描述消息中不确定性大小的量。熵愈大，不确定性就愈大，信息量也就愈大。
无论任何系统，dsi总是大于或等于零。对于孤立系统来说，dse必然是零；而对于非孤立系统来说， dse可能大于零，也可能小于零。由于系统总熵的变化是上述两部分的代数和，所以系统总熵可能是正值也可能是负值。当系统总熵的变化小于零时，其总熵值呈下降趋势 热力学第二定律认为，系统的熵总是增加的，在平衡态时达到最大值，此时，熵变化为零，系统具有最大无序性。显然，热力学第二定律只适用于孤立系统，无法解释生态系统的演替、进化和稳定性等生态过程和现象。
由于dsi总是大于或等于零，当dse=0时，系统总熵或无序性只能增加或保持不变而不可能减少。当出dse>0时，系统的总熵值增加，系统加速达到其热力学平衡态，系统的初始结构破坏，有序性下降，系统丧失其原有功能。当dse远远小于零时，系统可以通过获得物质和
能量从外部环境中不断吸收负熵流，使系统的总熵值减小，有序性增加，信息(负熵)量增加，并可能形成新的组织结构，从而使系统处于远离热力学平衡态的亚稳态(meta—stable state)。由于系统必须靠耗散系统内部不断增加的熵达到并维持这种新的远离热力学平衡态，故称这种新的稳定结构为耗散结构，它是系统与环境相互作用达到某一临界值时出现的有序结构，它的形成是一个由量变到质变，由无序到有序的过程，因而被看作是一个自组织过程。 耗散结构的形成至少要满足下列要求：①系统必须处于远离热力学平衡态的非线性区域②系统是开放系统。③系统的不同要素之间必须有非线性相互作用，主要是负反馈机制的存在。 在稳定状态下，耗散系统的熵发生率小于任何相邻的非稳定态，称为最小耗散原理。这种熵的局部最小化是所有生命形式存在的重要热力学基础。系统组分的非线性作用和随机性使耗散结构对局部性扰动产生响应而出现涨落现象，一个小的随机性涨落可通过系统结构引起自我放大效应，使系统的熵产生率增加，直至出现新的稳定态，使熵值重新达到局部最小化。虽然涨落意味着系统的不稳定，但却是新的耗散结构形成的触发机制或作用杠杆，是系统发展进化的动力源泉，正是这种自组织过程产生了分层稳定性，使许多开放系统呈现等级结构系统的特征。
耗散结构理论的意义：生态系统是耗散结构系统。首先，生态系统是开放系统，它与外界环境不断发生能量和物质交换。其次，所有生态系统都远离热力学平衡态。平衡意味着生命活动的终止，生态系统的彻底崩溃。最后，生态系统中普遍存在着非线性动力学过程，如种群控制机制，种间相互作用关系以及生物地球化学过程中的反馈调节机制。当生态系统从环境中不断吸取能量和物质时，系统的总熵减小，信息量增加，结构复杂性随之增加。当生态系统达到顶极状态时，负熵和有序性达到最大，生态系统形成远离平衡态的稳定结构——耗散结构，该生态系统在结构和功能方面的有序性和稳定性，都依赖于来自外界环境的连续不断的负熵流。
森林景观系统通过植物光合作用和其他生理过程将太阳能变成生物能，使一部分自由能固定在生态系统中，提高了系统的有序性，其中一部分能量又以热量形式在呼吸和其他代谢过程中耗散，以维持系统各种过程的正常运行，使景观总体的组织有序化和信息量随着食物网络中结构和种类多样性的增加而增加，同时景观系统的熵产生率不断减小，使系统结构和功能保持稳定。许多半自然景观或人工景观系统的稳定性更依赖于从外界环境持续地输入能量、物质和信息。在这类景观中，尽管有频繁的放牧、采伐和收获等干扰，但由于人为措施促进了光合作用，加速了系统与外界环境的物质、能量和信息交换，使系统通过耗散自由能增加其结构复杂性，保护和恢复系统的功能。
等级系统理论：系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体（集合）。系统的特征：整体性、结构性、层次性、开放性。最基本的特征或者本质属性是整体性。按照等级系统理论的观点，自然界是一个具有多水平分层等级结构的有序整体，在这个有序整体中，每一个层次或水平上的系统都是由低一级层次或水平上的系统组成，并产生新的整体属性。等级系统中的任何一个子系统都有自己的上一级归属关系，即它属于上一级系统的组成部分，也有其对下一级的控制关系，即它由下一级子系统构成。但应当指出的是，这种关系不是直线梯级结构关系，而是树状分支结构关系，而且同一水平上的分支之间也有相互联系和影响。
等级结构系统的每一层次都有其整体结构和行为特征，并具有自我调节和控制机制。一定层次上系统的整体属性既取决于其各子系统的组成和结构关系，也取决于同一层次上各相关系统之间的相互影响，并受控于上一级系统的整体特征，而很难与更低级层次或更高级层次上系统的属性和行为建立直接联系，这就要求人们在对复杂等级系统进行研究时，要全面认识系统的这种双向性或两重性，正确进行系统的分解，并始终将对系统组分的认识置于系统整体特征的控制之下。
人们可以在不了解系统每一个组分的结构和行为细节的情况下，在一定等级水平上把握系统的整体属性和行为特征，这对于研究复杂大系统具有重要意义。对于景观复杂性，等级结构理论提供了一个把握系统不同结构成分在人类可见的尺度上与其他结构成分之间相互联系的新范式。
复杂性是等级结构系统的基本属性，系统的复杂性不仅由系统组成要素的多样性所决定，还取决于系统组成要素之间相互关系的多样性或生态过程的多样性。在等级结构系统中，系统独立于其组分而存在，且一般具有自组织性，因而可以看作是一个控制系统。景观是复杂的等级组织结构系统，应当充分认识系统的组织结构水平，选择最佳时空尺度，才能认识和把握复杂系统的整体属性和过程特征。 系统通过不同等级之间过程速率的差异，表现其等级组织关系，从一定等级水平的系统到另一个水平，生态现象的特征随之变化。从不同等级或层次的过程或行为特征来看，低层次上的过程速率相对较快，而高层次上的过程速率相对较慢，在等级结构系统中，总可以根据生态过程速率的不同，将各个层次区分出来。系统的每一个层次上都与其他层次紧密联系，并对通过其边界的信号进行过滤，高频率是低层次系统的特征，而低频率是高层次上生态过程的特征。生态过程和速率的不连续性与空间结构和分布上的不连续性有密切联系，可以作为判断等级结构系统边界的标准。
等级系统理论的意义：a明确提出了在等级结构系统中，不同等级层次上的系统都具有相应的结构、功能和过程，需要重点研究解决的问题也不相同。特定的问题既需要在一定的时间和空间尺度上，也就是在一定的生态系统等级水平上加以研究，还需要在其相邻的上下不同等级水平和尺度上考察其效应和控制机制。B为提高林地生产力，研究合理的林分结构，只能在群落和种群水平上才能找到应有的解决方法和途径。相反，研究流域水文效应与高地森林经营方式之间的关系，只能在景观水平上寻找答案。
异质性用来描述系统和系统属性在时间维和空间维上的变异程度。系统和系统属性在时间维上的变异实际就是系统和系统属性的动态变化，因此，生态学中的异质性一般是指空间异质性。
空间异质性(spatial heterogeneity)是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性和复杂性。景观异质性的意义：a景观异质性是景观尺度上景观要素组成和空间结构上的变异性和复杂性。由于景观生态学特别强调空间异质性在景观结构、功能及其动态变化过程中的作用，许多人甚至认为景观生态学的实质就是对景观异质性的产生、变化、维持和调控进行研究和实践的科学。因此，景观异质性概念与其相关的异质共生理论、异质性一稳定性理论等一起成为景观生态学的基本理论。B景观异质性不仅是景观结构的重要特征和决定因素，而且对景观的功能及其动态过程有重要影响和控制作用。它决定着景观的整体生产力、承载力、抗干扰能力、恢复能力，决定着景观的生物多样性c景观异质性的来源主要是环境资源的异质性、生态演替和干扰。其中，生态演替和干扰与景观异质性之间的关系，建立以太阳能为主要能源的耗散结构，提高景观自组织水平，是指导人类积极进行景观生态建设和调整生产、生活方式的理论基础。
异质共生理论与景观稳定性： 自然界的异质共生现象十分普遍。由竞争排斥、生态位分化和协同进化等长期和短期的生态学过程建立起来的复杂反馈控制机制，是生态系统保持其长期稳定性和生产力的基础。景观是由异质景观要素以一定方式组合构成的系统，景观要素之间通过物质、能量和信息(物种)的流动和交换保持着密切的联系，决定着景观要素之间的相互影响和控制关系，也决定着景观的整体功能，并对景观的整体结构有反馈控制作用。景观异质共生理论是指导景观生态建设和景观规划设计的理论基础(肖笃宁等，1991)。
异质性与稳定性的关系始终是景观生态学的一个基本认识。正如多样性与稳定性的关系一
样，在一定范围内，增加系统的多样性将有利于提高其稳定性，这一点在景观尺度上有更明显的表现。由于景观的空间异质性能提高景观对干扰的扩散阻力，缓解某些灾害性压力对景观稳定性的威胁，并通过景观系统中多样化的景观要素之间的复杂反馈调节关系使系统结构和功能的波动幅度控制在系统可调节的范围之内。
生态位分化：在同一地区内，生物的种类越丰富，种间为了共同事物（营养）、生活空间或其他资源而出现的竞争是越激烈的，这样，对某一特定物种占有的实际生态位就可能越来越小。其结果是在进化过程中，两个生态上很接近的种向着占有不同的空间（栖息地分化）、吃不同事物（食性上的特化）、不同的活动时间（时间分化）或其他生态习性上分化、以降低竞争的紧张度，从而使两种之间可能形成平衡而共存 协同进化：两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。一个物种由于另一物种影响而发生遗传进化的进化类型。例如一种植物由于食草昆虫所施加的压力而发生遗传变化，这种变化又导致昆虫发生遗传性变化。
景观格局 ：景观生态学中的格局，一般是指空间格局，它表示景观要素斑块和其他结构成分的类型、数目以及空间分布与配置模式，景观空间格局是景观结构的重要特征之一，是景观异质性的外在表现形式。因此，景观异质性与景观空间格局在概念上和实际应用中是密切联系的，并且都对尺度有很强的依赖性。探讨格局与过程之间的关系是景观生态学的核心内容，为此发展了一系列景观格局指数和空间分析方法进行定量描述。
时空尺度 景观生态学尺度是对研究对象在空间上或时间上的测度，分别称为空间尺度和时间尺度。无论空间尺度或时间尺度，一般都包含范围(extent)和分辨率(resolution)两方面的意义，在对景观本身的空间特征进行描述时，还会用到粒度(grain)。范围是指研究对象在空间或时间上的持续范围。分辨率是指研究对象时间和空间特征的最小单元。
尺度(或称粗尺度，coarse scale)常指较大空间范围内的景观特征，往往对应于较小的比例尺和较低的分辨率；而小尺度(或称细尺度，fine scale)则常指小空间范围内的景观特征，往往对应于较大的比例尺和较高的分辨率。
一般是指研究对象的空间规模和空间分辨率，研究对象的变化涉及的总体空间范围和该变化能被有效辨识的最小空间范围。一般用面积单位表示，在某些采用样线法或者样带法研究的景观中也可以用长度单位进行测度。在实际的景观生态学研究中，空间尺度最终要落实到由欲研究的景观生态过程和功能所决定的空间地域范围，或最低级别或最小的生态学空间单元。如研究流域高地森林景观与流域水文过程的关系，就必然将流域集水区范围作为研究范围，而把具有不同水文学特征的森林类型作为最小的生态学单元，实际可分辨的森林类型斑块最小面积也相应地由森林类型的对比度和研究资料的分辨率决定。
1时间尺度：指某一过程和事件的持续时间长短和考察其过程和变化的时间间隔，即生态过程和现象持续多长时间或在多大的时间间隔上表现出来。例如，森林景观斑块演替研究中，完成全部演替过程所需要的时间决定了这一研究的时间范围，而观测取样的时间间隔，决定了这项研究能够在多大程度上了解演替过程中斑块特征变化的细节。反过来，不同的自然地理、演替历史和干扰历史决定了森林景观斑块演替的速率和进程，也就在客观上决定了研究的时间范围和观测取样间隔期的长短。
2组织尺度：用生态学组织层次定义的研究范围和空间分辨率称为组织尺度(organizational scale)。显然，由个体、种群、群落、生态系统、景观和区域组成的生物组织等级结构系统，不同的层次对应着不同的空间尺度，不同层次上各种生态过程的时间尺度也有明显差别。一般而言，从个体、种群、群落、生态系统、景观到区域乃至全球(global)，虽然在各层次的具体研究对象之问，实际的时间和空间尺度可能会有一定的重叠和交叉，但不同等级层次上生态学研究的空间和时间尺度都趋于增大。生物组织等级结构层次与时问、空间尺度之间的关系见图2-l。
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