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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》课程教学大纲课程代码:10402029课程名称：景观生态学英文名称：Landscape Ecology课程类别: 专业选修课总学时：36总学分：2适用对象: 地理科学专业三年级学生先修课程：地理科学专业基础课教学目的与基本要求一、教学目的本门课程是为地理科学专业四年级本科学生开设的专业选修课程，旨在拓宽学生的专业视野，提高学生们解决实际问题的能力。
景观生态学根据地理学上的景观与环境学中的生态，把地理学对地理现象的空间相互作用的横向研究和生态学对生态系统机能相互作用的纵向研究集合为一体，以景观为对象，通过物质流、能量流、信息流和物种流在地球表层的迁移与交换，研究景观的空间结构、功能及各部分之间的相互关系，研究景观的动态变化及景观优化利用和保护的原理与途径。
通过教学使学生能够掌握景观生态学的基本概念、基本理论、基本原理，全面深入地了解和掌握景观生态学的发展与其在国土整治、资源开发、土地利用、自然保护、环境治理、区域规划、旅游开发和城市园林建设等方面的应用，以培养学生创新精神和分析解决问题的能力。
二、基本要求通过本门课程的学习，要求学生掌握景观和景观生态学的概念，了解景观生态学的发展历程，掌握景观生态学的核心概念，例如斑块、廊道、基质、格局、过程、尺度、异质性、斑块性、连接度、破碎度和干扰等，理解景观格局、过程和尺度三者之间的相互关系，掌握景观生态学的主要理论，例如等级理论、岛屿生物地理学理论和复合种群理论等。
了解景观生态学要解决的关键问题，它与个体、种群、群落和生态系统生态学之间的联系和区别。
了解景观生态学原理和思想在景观规划、自然资源管理、土地持续利用、全球变化研究和生物多样性保护等方面的应用。
教学内容、要点与学时分配一、教学内容与要点第一章景观生态学的概念及发展第—节景观与景观生态学一、景观二、景观生态学第二节景观生态学的发展一、景观综合思想的萌芽二、景观生态学的学科初创三、景观生态学的全面发展第三节景观生态学的展望一、景观生态学基本理论与范式研究二、新技术与方法的应用三、面向实际问题，扩展应用领域本章教学具体要求：（1）了解景观生态学发展的新方向。
景观⽣态学的理论基础许多学者对景观⽣态学基础理论的探索已经作出了重要贡献，例如Risser等提出的5条原则，Forman等提出的7项规则等等。
但从景观⽣态学理论研究现状来看，⽬前⽤理论这⼀术语表达景观⽣态学的基础理论，⽐⽤原理、定律、定理等⽅式更适宜些。
相关学科为景观⽣态学提供的基础理论，概括起来主要有以下7项。
1.⽣态进化与⽣态演替理论 达尔⽂提出了⽣物进化论，主要强调⽣物进化；海克尔提出⽣态学概念，强调⽣物与环境的相互关系，开始有了⽣物与环境协调进化的思想萌芽。
应该说，真正的⽣物与环境共同进化思想属于克⾥门茨。
他的五段演替理论是⼤时空尺度的⽣物群落与⽣态环境共同进化的⽣态演替进化论，突出了整体、综合、协调、稳定、保护的⼤⽣态学观点。
坦斯⾥提出⽣态系统学说以后，⽣态学研究重点转向对现实系统形态、结构和功能和系统分析，对于系统的起源和未来研究则重视不够。
但就在此时，特罗尔却接受和发展了克⾥门茨的顶极学说⽽明确提出景观演替概念。
他认为植被的演替，同时也是⼟壤、⼟壤⽔、⼟壤⽓候和⼩⽓候的演替，这就意味着各种地理因素之间相互作⽤的连续顺序，换句话说，也就是景观演替。
毫⽆疑问，特罗尔的景观演替思想和克⾥门茨演替理论不但⼀致，⽽且综合单顶极和多顶极理论成果发展了⽣态演替进化理论。
⽣态演替进化是景观⽣态学的⼀个主导性基础理论，现代景观⽣态学的许多理论原则如景观可变性、景观稳定性与动态平衡性等，其基础思想都起源于⽣态演替进化理论，如何深化发展这个理论，是景观⽣态学基础理论研究中的⼀个重要课题。
2.空间分异性与⽣物多样性理论 空间分异性是⼀个经典地理学理论，有⼈称之为地理学第⼀定律，⽽⽣态学也把区域分异作为其三个基本原则之⼀。
⽣物多样性理论不但是⽣物进化论概念，⽽且也是⼀个⽣物分布多样化的⽣物地理学概念。
⼆者不但是相关的，⽽且有综合发展为⼀条景观⽣态学理论原则的趋势。
地理空间分异实质是⼀个表述分异运动的概念。
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。
第二章景观生态学的理论基础【教学目的】通过本章教学，使学生了解景观生态学的理论基础和基本原理，重点掌握岛屿生物地理学理论、复合种群理论、景观连接度和渗透理论等级理论和景观复杂性理论。
【重点难点】●岛屿生物地理学动态平衡理论●复合种群类型；●等级理论的基本要点和热力学基础；●景观生态学基本原理。
第一节岛屿生物地理学理论岛屿性(Insularity) 是生物地理所具备的普遍特征许多生物赖以生存的生境大至海洋中的群岛、高山、自然保护区小到森林中的林窗甚至植物的叶片都可以看成是大小形状隔离程度不同的岛屿。
有些陆地生境也可以看成是岛屿，例如林中的沼泽、被沙漠围绕的高山、被农田包围的林地等岛屿为自然选择、物种形成与进化，生物地理学和生态学的理论和假设的发展和检验提供了一个重要的自然实验室，其理论被广泛运用到岛屿状生境的研究中。
一、“种—面积”曲线Preston，1962年提出“种—面积方程”：二、岛屿生物地理学动态平衡理论●岛屿生物地理学动态平衡理论—MacArchur和Wilson(1967) ●迁入率、灭绝率、物种周转率●距离效应和面积效应二、岛屿生物地理学M-W数学模型对于某一岛屿，MacArthur- Wilson 理论的数学模型，简称M-W 模型，用一阶常微分方程表示)()()(s E S I dtt dS -= （3.1） S(t) 表示t 时刻的物种丰富度，I 是迁入率， E 灭绝率。
假定I 和E 具有种间均一性、可加性以及随时间的稳定性，它们随物种丰富度的增加则呈线形变化。
I (s) = I 0 [ S p – S(t)] （3.2） I 0 单位物种迁入率或迁如入系数，E 0 单位灭绝率或灭绝系数E(s) = E 0 S(t) （3.3） S p 大陆物种库中潜在迁入种的种数两方程合并（3.3）代入（3.2）)()()(t S Eo Io IoSp dtt dS +-= （3.4） 该微分方程表示非平衡状态是物种丰富度随时间的变化率，积分得：[]t Eo Io S Sp Eo Io Io Sp Eo Io Io t S )(ex p )0()(+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+= （3.5） S(0)是到上初始种丰富度。
