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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。
景观生态学讲义整个地球的生态完整性都将取决于我们对景观的结构、功能和变化的理解和尊重——R.富尔曼1景观生态学定义无论是动物个体、生态系统或者经济系统都存在三个共同的基本特征：结构、功能和变化。
过去的功能产生现在的结构，现在的结构决定现在的功能，现在的功能产生未来的结构，是一个无穷无尽的反馈环。
对景观的研究也必须从结构、功能和变化入手。
1.1 景观的定义景观一词最初来自德语Landschaft，在法语中是Paysage，英语中是landscape，有风景、景色的意思。
是一个空间异质性的区域，由相互作用的斑块(patch)或生态系统组成，以相似的形式重复出现。
由定义可知，景观是高于生态系统的自然系统，是生态系统的载体。
生态系统是相对同质的系统，而景观是异质性（heterogeneity）的。
1.2景观生态学的研究内容景观生态学着重研究景观的三个特征：（1）结构：具体生态系统或存在元素的空间关系，主要指与生态系统的大小、形状、数量、类型及构形相关的能量、物质和物种的分布。
（2）功能：指空间元素之间的相互作用，即物质、能量、物种在生态系统间的流动。
（3）动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化。
2 景观结构景观由地面上各种相对同质的生态要素或单元（包括自然因素或人文因素）组成。
这些组成单元也叫景观元素（landscape element）。
景观元素中最同质的部分又称为镶嵌物（Tessera），如拼花石子地面上的石子，是景观空间范围中可见的最小的同质单元。
景观元素共包括三种类型，即斑块、廊道（Corridor）和模地（Matrix）。
2.1斑块2.1.1斑块定义与特征斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。
与周围地区有不同的物种结构和成分。
斑块一般是物种的集聚地。
景观中的斑块一般都存在四个方面的特征(1)每种群落类型的斑块数目;(2)每一个斑块的产生机理;(3)每一个斑块的大小；（4）每一个斑块的形状。
题型：名词解释，填空，判断改错，简答，论述，计算景观生态学复习资料第一章绪论1.景观的定义（肖笃宁）景观是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坚持度，兼具经济、生态和文化的多重价值。
2.景观特征①间异质性②地域性③辨识性④可重复性和功能一致性等⑤具有一定的气候和地貌特征⑥各生态系统之间的物质能量流动和相互影响3.景观要素的定义景观是由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元称之为景观要素。
景观强调的是异质镶嵌体，景观要素强调的是匀质同一的单元。
它们的关系是相对的。
4.景观和景观要素的相对关系（什么情况下景观可以转变成景观要素，什么时候景观要素）景观河景观要素的关系是相对的；景观强调的是异质镶嵌体，景观要素强调的是均质同一的单元；景观和景观要素之间的转换反映了景观问题和时间空间度密切相关例：5.景观的分类Forman按照景观塑造过程中的人类影响强度，划分了三种类型（1）自然景观（原始景观，轻度人为活动干扰）（2）经营景观（人工自然景观，人工经营景观）（3）人工景观（城市景观，水利工程，铁路，交通，湿地）6.景观生态学的概念景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其占生态学过程相互作用的综合性学科。
也就是研究景观的结构、功能和变化多的一门综合性学科。
7.景观生态学国内外发展简史、流派（了解）一、国外发展史1.萌芽（19世纪初~20世纪30年代）首先生态学的出现，19世纪中期Haeckel把研究生物和环境关系的科学称之为生态学。
其后，从个体生态学发展到群落生态学。
1935年，英国生态学家坦斯提出了生态系统的术语。
2.巩固（20世纪30年代后期~60年代中期）1939年，德国著名的地植物学家特罗尔，在利用航片中研究东非土地利用问题时提出了景观生态学一词。
3.发展（20世纪60年代后期~80年代初，初步发展，20世纪80年代，全面发展）4.提高（20世纪90年代，学科的全面提高时期）二、国内发展史从80年代初开始，1989年10月初在沈阳召开首届景观生态学学术研讨会。
景观生态学第一章绪论1、景观概念：景观是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。
2、景观的基本特征：1）景观是一个生态学特征；2）景观是具有一定自然和文化特征的地域空间实体，3）景观是异质生态系统的镶嵌体；4）景观是人类活动和生存的基本空间，5）具有一定的气候和地貌特征，6）与一定的干扰状况的聚合相适应。
3、景观要素概念：景观是由异质生态系统组成的陆地空间镶嵌体，这些相互作用的、性质不同的生态系统统称为景观要素。
4、景观生态学概念：景观生态学是以景观为研究对象，重点研究景观的结构、功能和变化，以及景观的科学规划和有效管理的一门宏观生态学科。
（景观生态学的创始人是德国的特罗尔）5、景观生态学的研究内容：1）景观结构；2)景观功能；3）景观动态；4）景观规划与管理。
6、景观生态学的特点：1）整体观和系统观；2）异质性和尺度性；3）综合性和宏观性；4）目的性和实践性。
第二章景观生态学基本理论和原理7、景观生态学的基本理论：1）耗散结构与自组织理论；2）等级系统理论；3）空间异质性与景观格局；4）时空尺度；5）空间镶嵌与生态交错带；6）景观连接度与渗透理论；7）岛屿生物地理学理论；8）复合种群理论与源——汇模型。
8、景观生态学的基本原理：1）景观的系统整体性原理和异质性原理；2）景观生态研究的尺度性原理；3）景观生态流与空间再分配原理；4）景观结构镶嵌性原理；5）景观的文化性原理；6)景观演化的人类主导性原理；7）景观多重价值原理。
9、耗散结构概念：耗散结构就是一个远离平衡的，包含有多组分、多层次的开放系统，在外间条件变化达到一定界值时，经“涨落”的触发，量变可能引起质变，系统不断与外界进行物质交换。
10、耗散结构的形成条件：1）系统必须处于远离热力学平衡的非线性区域；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。
11、复杂性是等级系统的基本属性。
景观生态学讲义整个地球的生态完整性都将取决于我们对景观的结构、功能和变化的理解和尊重——R.富尔曼1景观生态学定义无论是动物个体、生态系统或者经济系统都存在三个共同的基本特征：结构、功能和变化。
过去的功能产生现在的结构，现在的结构决定现在的功能，现在的功能产生未来的结构，是一个无穷无尽的反馈环。
对景观的研究也必须从结构、功能和变化入手。
1.1 景观的定义景观一词最初来自德语Landschaft，在法语中是Paysage，英语中是landscape，有风景、景色的意思。
是一个空间异质性的区域，由相互作用的斑块(patch)或生态系统组成，以相似的形式重复出现。
由定义可知，景观是高于生态系统的自然系统，是生态系统的载体。
生态系统是相对同质的系统，而景观是异质性（heterogeneity）的。
1.2景观生态学的研究内容景观生态学着重研究景观的三个特征：（1）结构：具体生态系统或存在元素的空间关系，主要指与生态系统的大小、形状、数量、类型及构形相关的能量、物质和物种的分布。
（2）功能：指空间元素之间的相互作用，即物质、能量、物种在生态系统间的流动。
（3）动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化。
2 景观结构景观由地面上各种相对同质的生态要素或单元（包括自然因素或人文因素）组成。
这些组成单元也叫景观元素（landscape element）。
景观元素中最同质的部分又称为镶嵌物（Tessera），如拼花石子地面上的石子，是景观空间范围中可见的最小的同质单元。
景观元素共包括三种类型，即斑块、廊道（Corridor）和模地（Matrix）。
2.1斑块2.1.1斑块定义与特征斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。
与周围地区有不同的物种结构和成分。
斑块一般是物种的集聚地。
景观中的斑块一般都存在四个方面的特征(1)每种群落类型的斑块数目;(2)每一个斑块的产生机理;(3)每一个斑块的大小；（4）每一个斑块的形状。
2.1.2斑块的类型与起源影响斑块起源的主要因素包括环境异质性、自然干扰和人类活动。
根据起源可以将其分为以下几类。
（1）干扰斑块（Disturbance Patches）由于局部干扰而产生。
这些干扰包括如飓风、冰雹、雪崩、泥石流、虫害、森林砍伐、垦荒、围田、采矿等。
干扰斑块是一种消失最快的斑块，他们的平均年龄最短，经过一段时间的演替可能变得与周围模地难以区别而消失。
当然，干扰斑块也可由长期持续干扰形成，如一个重复放牧的牧场，演替过程持续不断地重复进行或重新开始，斑块也能保持稳定，持续较长时间。
（2）残存斑块（Remnant Patch）是在大范围干扰中残留下来的未受干扰部分。
如在森林大火中被漏过的植被地段，免遭蝗虫危害的植被，都是残存斑块。
动物残存斑块，如生活在温暖阳坡免遭严寒淘汰的鸟类，逃脱攻击性捕食动物侵袭的草食动物等。
（3）环境资源斑块（environmental resource patch）由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起的。
如沙漠中的绿洲、冰川活动流下的泥炭地。
由于环境条件或斑块资源不同，斑块中的生物也不同于周围模地。
与前两类斑块不同的是，使斑块和模地分开的群落交错区（ecotone）或重叠区往往不分明，可能很宽，形成一个逐步变化的梯度。
（4）引进斑块（introduced patch）当人类将生物引进一个地区，就产生了引进斑块。
它有点类似干扰产生的小面积斑块（林窗上出现的新的群落）。
新引进的物种包括动植物和人，都对斑块不断施加着重要影响。
它是地球上存在最为广泛的斑块。
最常见的有以下两种：A种植斑块（planted patch）是由人引进植物的斑块，如麦田、稻田、人工林等。
B聚居地是受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一，包括房子、院落、农田建筑和比邻的周围环境。
2.1.3斑块的大小要管理景观，就必须确定所需要的斑块的最小面积是多少，最佳斑块面积是多少等问题。
（1）斑块面积对能量和养分的影响一般而言，面积大小与斑块中的能量和矿物营养总量成正比。
但也有边缘效应的情况（一般边缘地带动植物的生物量高于内部。
这是野生动物管理中十分重要的原理之一）。
由于一个小斑块的边缘/面积比大于大斑块，因此，小斑块单位面积的能量与物质不同于大斑块。
大斑块比小斑块有更长的食物链，因为高营养级的种类对斑块大小最敏感。
因此，一个拥有许多大斑块、并且环绕小斑块和廊道的边缘地带特别长的景观，将是拥有敏感的内部种和边缘种的野生生物宝库。
（2）面积大小对物种的影响A岛屿物种的多样性随岛屿面积的增加而增加，即S=CA Z，S代表多样性，A是面积，C是比例常数；参数z是logA对logS回归线的斜率，代表值是0.18-0.35。
大致的规模是：面积增加10倍，物种增加2倍，面积增加100倍，物种增加4倍，而面积增加1000倍，物种的数量增加8倍，即面积每增加10倍，所含的物种数量成2的幂函数增加，2是个平均值，其通常数值在1.4-3.0范围内。
这种关系表明，如果一个原生生态系统保存10%的面积，将有50%的物种保存下来。
如果仅保存1%的面积，则会有25%的物种最终被保存下来。
许多研究表明，物种多样性与岛屿特征有如下函数关系，其重要性排列为：S=f（+生境多样性，-干扰，+面积，-隔离程度，+年龄），式中+表示正相关，-表示负相关。
B陆地斑块物种多样性与陆地斑块特征有如下函数关系，其重要性排列为；S=f（+生境多样性，-（+）干扰，+面积，+年龄，+模地异质性，-隔离程度-边界不连续性）。
从公式可见，物种差异与斑块面积显著相关。
所以在自然保护区设计时，对于维护高数量的物种，维持稀有种，濒危种以及生态系统的稳定，保护区的面积是最重要的因素，而隔离程度、年龄、形状、干扰状况等其它因素被视为是第二位的。
2.1.4斑块形状动物领地范围一般是细长的。
湖岸线的发育等级D是湖岸线长度L与相同面积A的圆周长之比。
湖岸线是影响湖泊生产效率和生物生存的重要因素。
边缘：是指两个不同的生态系统相交而形成的狭窄地区。
斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和丰度，这就是所谓的边缘效应。
调查斑块的内部面积与边缘面积的比率（内缘比）对于了解生物多样性有重要意义。
这个比率是描述边缘效应的重要参数。
在相同的面积条件下，内部面积与边缘面积之比说明了形状上的意义，即圆形的内/外比大于矩形的内/外比，而细长斑块的这一比率最低，甚至等于零。
由圆形斑块到细长斑块，面积的内/外比从最大变到最小，物种多样性、斑块中动物觅食效率也从最大变到最小。
而边界长度及与模地的相互作用、斑块中存在障碍的概率、作为物种运动通道的功能、斑块中生境多样性的概率却从最小变到最大。
边缘宽度是斑块的重要性状。
边缘的宽度与太阳照射的角度相当密切，斑块的向赤道一面的边缘比向极地一面的边缘宽，温带地区的边缘比热带宽。
主导风向的边缘更宽。
2.1.5斑块的构型斑块群在景观空间的排布情况，他们的空间分布对能量、物种的流动有重要影响。
斑块的空间构型对干扰有重要作用。
斑块越多，干扰越容易扩展，干扰的扩展使斑块减少；斑块越减少干扰越不容易扩展，斑块就得到发育而增多，干扰又变得容易扩展，如此循环形成一个负反馈系统。
当斑块密度和干扰等级都在一定范围内振荡，系统就稳定下来。
2.1.6斑块化与斑块动态斑块化是指斑块的空间格局及其变异。
通常表现在斑块大小、内容、密度、多样性、排列状况、结构和边界特征等方面。
资源分布的斑块化和生物分布的斑块化常常交织在一起。
对比度：斑块之间以及斑块与基质之间的差异程度。
空间异质性就是通过斑块化、对比度以及梯度变化所表现出来的空间变异性。
不同物种或同一物种的不同个体对同一斑块环境的反应也可能有所不同。
最小斑块化尺度（粒度）：生物个体能够感知的环境斑块的最小空间尺度；最大斑块化尺度（幅度）：生物个体能够感知的环境斑块化的最大空间尺度。
斑块动态：斑块内部变化和斑块间相互作用导致的空间格局及其变异随时间的变化。
斑块化产生的原因和机制大致可分为物理的和生物的，或内部的和外源的。
如局部性随机干扰（如火、土壤侵蚀、风倒）、捕食作用、选择性草食作用、植被的空间格局、竞争、繁殖体或个体散布等。
斑块化的生态效应：（1）种群动态与斑块化：随着生境的破碎化，种群在空间分布趋于岛屿化。
种群对生境破碎化的反应可能存在两种相反的作用，一种作用可能由于生境的斑块化，每一斑块上的种群有可能由于个体数目太少而丧失基因的变异性，加剧种群消亡灭绝的危险；另一种可能是由于斑块化而产生亚种群。
（2）资源分布的斑块化：资源的斑块化可决定资源的可利用程度和生物对资源的利用方式。
因为资源的有效程度和分布格局对生物个体能量收支有影响。
（3）干扰与斑块化：斑块化可控制干扰的扩散。
如斑块的大小、形状、边界及斑块间距离都直接影响火的行为。
一般情况下，不同年龄的林分斑块对火的扩散有阻滞作用，幼龄林和成熟林的镶嵌结构、斑块大小、形状、边界及斑块间距离都直接影响火的行为。
（4）人类影响的斑块化：人类影响的斑块化一般来说斑块大、形状单一、边界整齐、结构简单。
而且，斑块间缺乏廊道，不利于斑块间的信息交流和物种的迁移。
自然斑块化最普遍现象是物种迁移于不同斑块之间，而人类影响的斑块化最终消灭物种的迁移现象。
（5）斑块化与生物多样性：同一斑块化对不同的生物来说具有不同的选择压力。
某一生物种在对特定的斑块化的适应生存斗争中，会同时出现两种可能性：第一，在某一较为稳定的时空斑块化条件下，共同的环境压力会使种群具有内在凝聚力，这种力能抵御基因的漂移和新种的出现；第二，在较易产生突变的斑块化条件下，生物种常因环境变异而加剧基因漂移，促使新种的出现和导致原有种的死亡。
所以，可以说，种的多样性也就是环境的变异以及生物种的适应能力不断在选择压力和基因漂移之间进化的结果。
另外生物来必须面对另一种选择压力，这就是生物的斑块化，即生物种间的竞争压力。
种间竞争能加剧种的空间分布的分化（生物斑块化出现），并增加基因变异的程度。
竞争种群间的分化导致物种质对资源空间利用的差别，而产生不同的生态位。
2.2 廊道（corridor）廊道是指不同于两侧模地的狭长地带，可以看作是一个线状或带状的斑块。
廊道可以是一个孤立的带，但经常与有相似组分的斑块（至少在一端）相连。
例如一个树篱可能完全被田野或空地包围，但更常见的是连接着一块林地。
廊道在很大程度上影响景观的连通性，也在很大程度上影响着斑块间物种、矿物质和能量的交流。
廊道最显而易见的作用是运输，如运河、铁路、公路可以使人和物质越过景观。
廊道还起保护作用，如防风林带、树篱等。
廊道的产生机理与斑块相同。
带状干扰一般产生干扰廊道，如道路和动力线通道等；来自周围模地上的干扰产生残存廊道，如树木砍伐后残留下的林带；空间环境异质性产生环境资源廊道，如河流；防风林带则是种植廊道。
