第二章景观生态学

第二章景观生态学基本理论和原理第一节景观生态学的基本概念第二节景观生态学的基本理论第三节景观生态学的基本原理物种分布与迁徙地表径流与侵蚀元素分布与迁移能量交换与转化生物地球化学循环第一节景观生态学的基本概念1.景观结构(landscape structure)景观组分的数量构成及空间组合与分布特征。

其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局(landscape pattern) 景观格局是指形状和大小各异的景观要素在空间的排列组合。

包括景观组成单元的类型、数量及空间分布和配置等。

格局是景观结构在空间上的表现形式和异质性的具体体现。

农田景观的结构主要取决于土地利用方式（旱地、水田和菜地）与种植方式（间作、混作和套种）的不同和管理的精细程度，常常表现为田块的大小或种植单元的大小。

自人类文明进入农业文明以后，人口因素对自然景观的影响越来越大，对自然景观的破坏作用加大，相伴产生的是大面积农田景观及其他人工景观、干扰景观和残留景观等，如19世纪以来我国东北地区的土地开垦，先坡地后沟地，先阳坡后阴坡，将大面积的自然景观、沼泽和湿地景观垦殖为农田，自然景观被分割、残留和灭失。

反之，在城市化进程中，农田景观也面临着分割、残留和灭失威胁，大量的农田被改变为建设用地常见景观格局规则或均匀分布格局：指某种特定的景观组分类型的距离相对一致(平原村庄、石灰岩孤峰) 聚集型分布格局：指某些景观组分呈团块状聚合在一起(城市建成区)线状格局：景观组分呈线性排列(道路、河流的附属成分)平行格局：景观组分呈平行排列(山区)不同的景观格局是不同动力学机制的产物，也是不同景观功能的基础。

2.景观功能(landscape function)景观对自身内部及其他相关生命系统生存和发展所能提供的支撑作用景观功能(1). 调节功能: 气候调节,海岸保护与防洪,保持水土、防止侵蚀,固定生物能,人体废物的储存与循环,提供生物控制,移栖生境和动物繁殖场所,生物多样性保护.(2). 载体功能: 水产养殖,自然保护.(3). 生产功能: 食物或营养(食用植物和动物),建筑原材料,生物化学机质,能源（燃料、太阳能等）,观赏资源（如黑珊瑚）(4). 信息功能: 美学信息,精神或伦理信息,历史信息,文化或艺术激励,科学或教育信息3. 景观动态(landscape dynamic)景观在各种内外部驱动因素作用下其结构和功能的时间变化过程与特征。

《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。

景观⽣态学整理第⼀章景观、景观⽣态学及历史1、景观的定义（狭义）在⼏⼗千⽶—⼏百千⽶的范围内，由不同⽣态系统类型所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元。

（⼴义）出现在从微观到宏观不同尺度上、具有异质性或斑块性的空间单元。

区域：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。

2、景观⽣态学的定义⽣态学：研究⽣物与环境之间相互关系的科学。

景观⽣态学：研究和改善景观空间格局与⽣态、社会、经济过程相互关系的整合性交叉科学。

3、景观⽣态学的研究内容（1）景观结构：景观组成单元的类型、多样性及空间关系。

⾯积、形状和丰富度，它们的空间格局以及能量、物质和⽣物体的空间分布。

（2）景观功能：景观结构与⽣态学过程的相互作⽤，主要体现在物质、能量和⽣物有机体在景观镶嵌体中的运动过程中。

（3）景观动态：景观的结构和功能上随时间的变化。

包括景观结构单元的组成部分、多样性、形状和空间格局变化，以及由此导致的能量、物质和⽣物在分布于运动⽅⾯的差异。

景观⽣态学研究的中⼼问题：空间格局及其变化如何影响各种⽣态过程。

第⼆章景观⽣态学的主要概念⼀、格局、过程和尺度1. 格局：是指空间格局，包括景观组成单元的类型、数⽬以及空间分布与配置。

空间分布与配置，常见的分布格局为：均匀分布：标准差=0随机分布：标准差=1聚集分布：标准差>12、过程：是指⽣态过程，包括景观组成单元内部或不同景观组成单元间的物质、能量、信息的流动和迁移转化过程的总称。

包括植物的⽣理活动、种⼦或⽣物体的传播、种群动态、群落演替、⽣物⽣产⼒等等。

格局与过程的关系：格局在⼀定程度上决定了过程，⽽格局的形成和发展⼜受到景观⽣态学的主要内容及基本理论过程的影响。

3、尺度：是指在研究某⼀物体或现象时所采⽤的空间或时间单位，同时⼜可指某⼀现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发⽣的频率。

尺度往往以粒度和幅度来表达。

粒度：⼜可分为空间粒度和时间粒度。

空间粒度（分辨率）指景观中最⼩可辨识单元所代表的特征长度、⾯积或体积；时间粒度指某⼀现象或时间发⽣的频率或时间间隔。

第二章（II）景观生态学理论基础一、整体论和系统论客观现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，每个整体都是一个系统，即处于一个相对稳定状态中的相互关系集合中。

与整体论相反的是还原论。

还原论：所谓还原，是一种把复杂的系统（或者现象、过程）层层分解为其组成部分的过程。

还原论认为，复杂系统可以通过它各个组成部分的行为及其相互作用来加以解释。

例如，为了考察生命，我们首先考察神经系统、消化系统、免疫系统等各个部分的功能和作用，在考察这些系统的时候我们又要了解组成它们的各个器官，要了解器官又必须考察组织，直到最后是对细胞、蛋白质、遗传物质、分子、原子等的考察。

现代科学的高度发达表明，还原论是比较合理的研究方法，寻找并研究物质的最基本构件的做法当然是有价值的。

与还原论相反的是整体论，比如考察一台复杂的机器，还原论者可能会立即拿起螺丝刀和扳手将机器拆散成几千、几万个零部件，并分别进行考察，这显然耗时费力，效果还不一定很理想。

整体论者不这么干，他们采取比较简单一些的办法，不拆散机器，而是试图启动运行这台机器，输入一些指令性的操作，观察机器的反应，从而建立起输入──输出之间的联系，这样就能了解整台机器的功能。

整体论基本上是功能主义者，他们试图了解的主要是系统的整体功能，但对系统如何实现这些功能并不过分操心。

这样做可以将问题简化。

景观生态学强调研究对象的整体特征和系统属性，从整体和系统的角度揭示景观以及景观要素之间相互联系、相互作用的共同本质和内在规律性，从而避免单纯的使用还原论的研究方法将景观分解为不同的组成部分，然后通过研究其组成部分的性质和特点去推断整体的属性。

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，将各组成分有机结合，使得“整体大于部分之和”，最终是景观系统结构和功能达到整体最优。

事实上整体论总是只能进行一些初步的研究，一旦深入下去就必须使用还原论的方法。

因此，对待自然界，我们总是首先了解其大致的、整体的规律，这是整体论的方法，接着一定要再对它层层进行还原分解，以此考察和研究它的深层次本质规律。