景观生态学

景观生态学

Landscape Ecology

第一章 绪论 1、美学上的意义

? 美学中的景观是人们对各种地表景象的综合直观的视觉感受。这是最朴素最直观的理解；我国东晋以来兴

起山水风景画,景观作为风景的同义语成为艺术家和文学家等的描绘对象。

? 美学上关注的是景观的视觉特性和文化价值。 ? 景观作为审美对象是文学、艺术和风景园林学科的重要问题。

地理学中

?景观是地球表面可见景象的综合。（近于地形）

?景观是地球表面由地貌、土壤、气候、水文、生物等自然要素以及人文因子组成的地理综合体。

18世纪后景观概念引入地理学,成为地理学中研究的重要问题。关注的是景观要素(地貌/气候/土壤/植被等)特征和景观形成过程；无空间尺度限制；也不强调景观的异质性。

第二节 景观生态学

景观生态学发展简史

? 景观生态学起源于中欧和东欧 ? 200年前，著名德国地理学家von Humboldt提出了科学上的景观概念，定义为“自然地理综合体”, 为景观生

态学产生作了准备。

? 1939年，德国地理学家Carl Troll 首次将景观与生态学联系在一起，提出了景观生态学，标志着景观生态

学的诞生。

? 同时，前苏联生态学家发展了生物地理群落学，其研究内容与欧洲早期的景观生态学相似，对欧洲景观生

态学发展产生了重要影响。

荷兰生态学家Zonneveld和以色列生态学家Naveh在上个世纪七十年代发表了一系列的论文论著，将欧洲景观生态学在二战后的发展作了系统性的总结和发展，标志欧洲景观生态学的形成。代表人物还有：Buchwald,

Tuxen, Vink, Ruzika.

? Naveh在其很有影响的教科书中提出：“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生

态地理学，是整体人类生态系统科学”。欧洲景观生态学强调整体论(holism)的思想，以及人类影响方面(human dimension)。

? 1982年10月，捷克召开的六届景观生态学国际研讨会上，国际景观生态学会成立（IALE), 景观生态学成为

一个国际性的学科。

? 美国后来逐渐成为景观生态学的主流

? 1981-1983年间，美国生态学家Forman通过一系列文章介绍了欧洲景观生态学的概念，将景观生态学的思想? 1983年在美国Allerton公园召开的景观生态学讨论是北美景观生态学发展的里程碑。会议参加人都是美国著? 1986年，Forman出版了非常有影响的“Landscape Ecology”专著，成为景观生态学的经典教科书。 ? 1987年，国际“Landscape Ecology”杂志在美国创刊，成为景观生态学的主要论坛。

? 之后，北美涌现了一大批著名景观生态学家，在等级理论、尺度观、中性理论、景观格局数量化、景观模

型等方面取得了重要成果，使景观生态学成为生态学的新生长点和前沿领域。

第三节 景观生态学的产生与发展现状

名生态学家，会议对当时景观生态学发展现状和存在的问题进行了分析，提出强调空间异质性和尺度的重要性。为北美景观生态学发展指明了方向。后来也成为了国际景观生态学的主流。

引进到美国。并提出了“斑块-廊道-本底”模式，为北美景观生态学奠定了基础。

2、我国的景观生态学研究现状

? 80年代：起步阶段，侧重于国外文献的介绍 ? 90年代：迅速发展阶段

? 郭晋平,周志翔.《景观生态学》, 中国林业出版社, 2007

? 许慧,王家骥.《景观生态学的理论与应用》,1993, 中国环境出版社 ? 董雅文.《城市景观生态》,1993,商务印书馆

? 徐化成.《景观生态学》教材(1995),中国林业出版社

? 傅伯杰, 陈利顶, 马克明, 王仰麟等.《景观生态学原理及应用》(2001), 科学出版社 ? 邬建国.《 景观生态学——格局、过程、尺度与等级》(2000), 高等教育出版社 ? 赵羿,李月辉.《 实用景观生态学》(2001), 科学出版社 ? 肖笃宁,李秀珍,高峻等.《景观生态学》(2003), 科学出版社

主要会议

第四节 景观生态学的发展趋势

(1)三个研究方向

? 静态研究：着重对特定景观的结构和在一定结构控制下的功能进行研究。 ? 动态研究：对特定景观的动态变化历史过程、趋势及其控制机制进行研究。

? 应用研究：是在静态研究与动态研究的基础上，为人类合理利用、开发、管理与保护和建设景观而制定规

划、设计及其实施技术和实践活动。

3、景观生态学的发展趋势 3、景观生态学的发展趋势

? 为了保持未来景观生态学的活力，景观生态学需要发展得更全面和更平衡。景观生态学不仅要保持其自然

科学的属性，还要加强同经济、社会和政治等其他学科的联系，不断地改造和创新。这样，景观生态学才

能拓展成为综合的景观科学。

发展景观科学的三个途径

? (1)尺度一致性

即在时间和空间上必须同社会、行政和管理中相关的过程保持尺度一致性。由于景观是处于生态系统之上，

大地理区域之下的中间尺度，许多土地利用和自然保护问题只有在景观框架下才能有效地解决，全球变化的影响及反应在景观尺度上也变得非常重要，因而不同时间和空间的景观生态过程研究十分重要。 (2) 整体性

? 即景观科学是①景观生态学；②经济学和心理学/社会学；③包括设计、规划和管理的各学科；④决策学的

有机统一。

当前人类对地球和景观的干扰日益严重，产生的问题也日益复杂。这些问题的解决需要经济学、社会学和其他包括公共管理学在内的各学科在景观尺度上同生态学密切合作，迫切需要将传统的景观生态学和其他包括设计、规划、管理以及决策等学科紧密联系起来，也只有这样，才能提高景观生态学科研成果和信息在空间规划、决策和实施中的有效性，同时，反过来，提高景观生态学在评价各种规划和管理政策效果中的作用。 (3) 合作与交流

? 即决策者、景观研究者和景观使用者之间保持合作和交流。

科学家要善于利用各种方式尽快提出他们的见解，高效生动地传达给公众和决策者。要进行多方面的交流，

不仅是景观生态学家之间的交流、景观生态学家与其他学科研究者的交流，还要进行景观生态学与政府、决策者之间的交流，景观生态学家与公众的交流。

本章需要复习的知识点

? 景观 ? 景观生态学 ? 景观生态学的代表性著作有哪些？ ? 景观生态学的代表性人物有哪些？提出了什么观点？

第二章 景观生态学基本理论和原理

景观结构的镶嵌性

? 一个系统的组分在空间结构上互相拼接而构成整体，这一性质称为镶嵌性。景观和区域的空间异质性表现

为梯度和镶嵌，镶嵌的特征是对象被聚集，形成清楚的边界，连续空间发生中断和突变。

? 景观镶嵌的测定包括多样性、边缘、中心斑块和斑块总体格局测定等方面。其测定指标有多样性、优势度、

相对均匀度、边缘数、分维数、斑块隔离度、易达性、斑块分散度、蔓延度等指标。 景观过程强调事件或现象产生、发展的程序和动态特征。 ? 景观过程：

? 种群动态

? 种子或生物体的传播

? 捕食者和猎物的相互作用 ? 群落演替 ? 干扰扩散 ? 养分循环

? 4.景观要素(landscape elements)

构成景观的不同生态系统类型被称为景观要素

? 按自然环境或立地条件划分的单元称之为景观成分；

? 按人类活动的影响（如土地利用方式）划分的单元称之为景观要素

? 景观和景观单元或景观要素的关系是相对的。村庄、农田、牧场、森林、道路和城市的异质性地域称之为

景观，它们每一类即为景观要素，

? 景观强调的是异质镶嵌体，而景观要素强调的是均质同一的单元。

深圳地区城市化过程示意图

斑块-廊道-基底的联系、区别

? 从概念看，斑块、廊道在形状和功能上有所区别，但也有一致的地方，可以说廊道即是带状斑块。 ? 斑块和廊道是与基底相对应的。也可以说，斑块和廊道都是本地所包围的。

斑块的起源

? 干扰斑块(disturbance patch)：源于小面积干扰活动而形成的斑块类型；

? 残遗斑块(remnant patch)：景观中一个小面积区域逃逸出周围地区干扰而形成的斑块； ? 环境资源斑块(environmental patch)：由于环境条件的局部差异性而形成的斑块类型；

? 更新斑块(regenerated patch)：在大面积受干扰地区通过植被恢复而的斑块类型； ? 引入斑块(introduced patch)：由于人类的种植和建筑活动而形成的斑块类型。

★斑块除起源方面表现出显著差异外，其它重要形状特征还包括斑块面积、边界和形状等，这些性状均具有重

要的理论和应用价值。

岛上物种数与面积大小的关系的三种解释：

? 大岛屿物种多——生境具有多样性 ? 稀有种多——生殖隔离 ? 小岛近亲繁殖——面积小，近亲繁殖，易遭灭绝

? “物种-面积”关系纯粹是一种经验统计关系，只能说明静态的宏观模式

斑块面积对能量和养分的影响

? 一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内

部我们会发现边缘产生的产量高于内部。

? 原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。

? 动物的分布也会因边缘内部的喜爱程度而有所不同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与食肉

动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量也高于内部。

岛屿生物地理学理论

? macarthur和 wilson(1963,1967)在研究岛屿物种数量和岛屿面积时证明，岛屿上的物种数量是定居

(colonization)和灭绝的动态平衡。 它们还进一步证明，侵移和灭绝的速率是岛屿上现存物种数量的简单函数。新物种迁入岛屿的速率随着岛屿定居(established)物种的数量增加而减少（因为岛屿上的潜在的侵入者越多，岛屿上新的物种组成就越少）。灭绝的速率是随岛屿物种数量的增加而增加，这个关于岛屿物种数量与岛屿关系的意义在于说明：灭绝的速率是岛屿面积大小的函数以及岛屿上物种数量（大岛屿的物种数量少）的函数。

? 群落发育或生物多样性的增加是其不断的定居与灭绝的函数，而且定居大于灭绝。在一个岛屿上，新种的

迁入速率随岛屿上物种数量增加而下降，即在岛屿上我们发现大陆上迁入的物种数量越多，新种迁入岛屿的可能性越小。灭绝速率同样随岛屿物种数量增加而增加。另外，侵入的速率还是岛屿与大陆之间距离的函数，而灭绝的速率是岛屿大小的一个函数。可见一个群落形成后，新物种的侵入和定居必然受到群落自身的选择，受原有物种的控制，而不完全决定于侵入种本身。

? 由于某一岛屿生物相对数量可以由侵入与灭绝过程之间的平衡来表示，那么，岛屿上的物种数量可以由岛

屿面积、距离大陆的远近，以及侵移-灭绝过程产生的不同平衡点所决定

? 虽然生物群落不是真正的岛屿，由大海包围的岛屿，但从原理上可比喻成岛屿，甚至整个地球上的大陆都

可看作是“生态岛”。这个“岛屿”是由一个特定的地理区域和一定的面积所组成，周围由不同类型的介质或不同系统的“大海”所包围。而且，我们还可以进一步定义其面积，距离“大陆”的距离等。这个“岛屿”上的物种“侵移”和“灭绝”速率随“岛屿”面积大小或距“大陆”的距离而变化。同时，生物多样性也可以由这个侵移灭绝过程的相对平衡所决定. 廊道的功能

(1)保护功能：建造防护林带、各种人工渠道、道路、绿篱和田埂等； (2)传输功能：物质传输、能量传输、物种传输；

(3)资源功能：生物能源、食物、其他生物资源(木材)等；走廊地带野生动物丰富、植物种类较多 (4)美学功能:古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤、长城、高速公路的景观设计

? 几乎所有景观都为廊道所分割，同时又被廊道联系在一起，这种双重反向作用决定了廊道在景观内的独特

功能位臵。双重作用:将景观分离、将景观连接 各种廊道的持久性与其成因有密切关系。环境资源廊道一般具有相对的持久性。干扰廊道和残余廊道变化较快，它要受因干扰所发生的植被演替过程所控制。种植廊道的持久性完全决定于人类的经营管理活动，一旦这种活动停止，种植廊道不可能继续存在。

林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部种都很少，随宽度增加边缘、内部种均增加，但边缘种在宽度略增加时即迅速增加，而内部种则要在宽度达到一定值时才能增加，阈值一般为7-12米。 5.3.1 本底的判定标准

? （1）相对面积

? 一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。假如一种景观元素类型覆盖50%以上的面

积，就可以认为是本底。但相对面积不是唯一标准。

? （2）连通性(连接度指标)

? 当某一种景观要素连接度较其它现存的景观要素类型高，甚至完全连接并环绕其它景观要素类型，那么这

种景观要素很可能是基底。 孔隙度的生态意义

? (1)它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。 ? (2)孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。

? 孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。 ? (3)孔隙度与动物觅食密切相关，适宜的孔隙对觅食及育后复原

城市景观要素特征 (1)斑块

? 城市景观中的斑块，主要指各呈连续岛状镶嵌分布的不同功能分区。最明显的斑块如残存的森林植被、公

园等，由于植被覆盖好，外观、结构和功能明显不同于周围建筑物密集的其他区域。学校、机关单位、医院、工厂、农贸市场等，也可视为不同规模的功能斑块体。

? (2)廊道

? 城市廊道可以分为两大类：人工廊道和自然廊道。前者是以交通为目的的铁路、公路和街道等，后者有以

交通为主的河流以及环境效益为主的城市自然植被带等。

? (3)基底(本底)

? 城市景观中，占主体的组成部分是建筑群体。城市的本底是由街道和街区构成的。

城市景观异质性(heterogeneity)

? 异质性是景观的根本属性，任何景观都是异质的。

? 城市景观的异质性首先表现为二维平面的空间异质性，公园、绿地、水面、建筑物、街道性质各异，功能

各不相同。

? 城市景观的异质性同时还表现为垂直的空间异质性。垂直的异质性导致了水平的异质性，如高楼两侧接受

太阳辐射的多少，气温高低不同，植物开花，放叶时间早晚。

? 一般而言，异质性是指景观要素的空间分布的不均匀性，而把时间异质性用动态变化来表述，异质性的表

现形式为空间格局。(景观植物的搭配，落叶，常绿，针叶，阔叶)

城市廊道效应

? 城市廊道的经济，社会，生态效益结合

? 街道(廊道)在城建中不可或缺，须合理规划

? 理由：街道主要职能是交通运输。

? 城市街道是线形污染源，汽车排放的尾气、噪声、尘埃、垃圾等污染物沿街道分布于扩散，街道的长度、

宽度、方向与污染的扩散有密切关系。

? 城市的街道直接起人流导向作用。

? 城市的社区组织或居民委员会等城市小区都靠街道分隔划界与彼此联系，有利于城市社区的管理。

城市景观的物流能流(H. T. Odum 蓝盛芳译,1992)

城市景观的演变

? (一)、城市自然景观的演变

? 自然景观遭受外力干扰失去本身稳定状态的可能性，就是该景观的脆弱性(fragility)。 ? 对景观的干扰，可导致景观结构与功能的深刻和完全的毁灭。

? 城市的建设与发展，就是人类对该地域自然景观的深刻的、强有力的干扰，而使之发生不同程度的变异。

城市景观的演变

二、城市人为景观

? 按自然景观的被改造程度可以把景观划分：

? (1)轻微改变的景观。如保存下来的自然森林植被以及城市中较大的湖泊等。

? (2)较小改变的景观。人类活动触动了一个或几个景观组成要素，但是自然要素之间的基本联系未被破坏，

? (3) 强烈改变的景观

? 人类活动强烈影响景观的多个组成要素，使其结构与功能发生本质的变化。如，高楼林立，形成局部地区

的小气候；农田坡地变为布有厂房车间的工业区；湖面被改为居住区等。

6.干扰

仍然保留着自然调节能力，景观的变化通常是可逆的。例如污染的过境河流、城市大气、公园中的土壤等。

? 6.1 干扰(disturbance)的定义：

简单的定义：一种明显改变景观结构、功能和动态变化过程的事件。

? 较普遍和典型的定义是：群落外部不连续存在、间断发生的因子的突然作用或连续存在因子超“正常”范围

的波动，这种作用或波动能引起有机体、种群或群落发生全部或部分明显变化，使其结构和功能受到损害

或发生改变。

6.1 干扰的特点

干扰具有以下特点：

? 干扰是一种突发性非连续事件；

? 干扰一般对景观格局具有强烈改造作用；

? 干扰可能会中断景观中一些甚至全部生态过程；

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