第二章 景观生态学的理论框架

景观生态学的基本理论一、耗散结构理论1. 耗散结构理论概述⏹一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统),通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个变量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。

⏹由于这种在远离平衡的非线性区形成的有序结构，以能量的耗散来维持自身的稳定性，故称为“耗散结构”(dissipativestructure) 。

⏹耗散结构：位于远离平衡态的复杂系统，在外界能量流或物质流的维持下，通过自组织形成一种新的有序结构。

2. 耗散结构理论的意义⏹耗散结构理论认为：生态系统属于耗散结构系统，在于：1). 生态系统是开放系统；2). 所有生态系统都远离热力学平衡态；3). 生态系统中普遍存在着非线性动力学过程。

二、等级理论（hierarchy theory ）等级理论是关于复杂系统结构、功能和动态的系统理论。

通常，等级是一个由若干个单元组成的有序系统，而复杂性常具有等级形式。

一个复杂系统由相互关联的亚系统组成，亚系统又由各自的亚系统组成，往下类推直到最低层次。

所以，等级系统中的每一层次都由不同的亚系统或整体元组成，每一级组成单元相对于低层次表现出整体特性，而对高层次则表现出从属性或制约性。

基于等级理论，复杂系统可视为由具有离散性等级层次组成的等级系统。

解析：高等级层次上的生态过程（如全球植被变化）呈现大尺度、低频率和慢速；而低等级层次的生态过程（如局地植物群落物种组成变化）为小尺度、高频率和快速。

不同等级层次间相互作用，高层次对低层次的制约作用在模型中可表达为常数，而低层次提供机制和功能，其信息常以平均值的形式来表达。

等级系统结构：分垂直和水平两种。

前者指等级系统层次数目、特征及其相互作用关系，后者指同一层次上亚系统的数目、特征和相互作用关系。

层次和整体单元的边界称为界面。

景观生态规划原理第一章生态规划的发展第一节景观规划设计的生态学透视一、景观的生态学内涵二、景观规划设计的生态学途径三、景观生态规划的NPH体系四、景观规划设计是景观生态学深度应用第二节景观规划设计的发展过程一、景观规划设计的内涵二、景观规划设计的发展过程三、景观规划设计的研究领域第三节国外景观生态规划的发展一、景观生态规划设计前期发展及代表人物二、景观生态规划的发展及代表人物第四节中国景观生态规划的发展一、摸索与发展阶段二、研究实践与深度应用阶段第二章生态规划理论基础第一节生态规划设计的概念内涵与意义一、生态规划设计的内涵二、生态规划设计的意义三、生态规划设计的发展趋势第二节景观生态规划的理论基础一、景观生态学理论二、人文生态学理论三、景观的语言第三节景观生态规划的主要流派与核心一、景观生态规划的主要流派二、景观生态规划的六大核心第四节景观生态化设计与生态设计语言一、生态设计的发展与困惑二、生态设计语言的缺失三、生态设计与传统设计的比较四、生态设计的语言构成第三章生态调查与景观生态分析第一节生态调查一、生物物理环境调查二、生态系统特征调查三、社会产业调查第二节景观生态分析体系一、景观生态分析目的与原则二、景观生态格局分析三、景观生态过程分析四、景观生态演化分析第四章景观生态评价第一节景观生态评价体系一、景观生态评价目的与原则二、景观生态评价理论基础三、景观生态评价的七度体系第二节景观相容度评价一、景观相容度概念与内涵二、景观相容度评价体系与方法三、北京市郊区开放空间的典型剖面四、北京西部郊区开放空间景观相容性评价五、基于相容性评价的都市郊区景观生态规划第三节景观生态适宜性评价一、景观生态适宜性评价概念与内涵二、景观生态适宜性评价体系三、巩乃斯河流域整体人文生态系统的特征四、巩乃斯河流域景观生态适宜性评价五、基于生态适宜性评价的巩乃斯河流域景观生态规划第四节景观敏感性评价一、景观敏感度的概念与内涵二、景观敏感度评价体系与方法三、石头城文化遗址景观及区域特征四、石头城文化遗址景观敏感度评价结果五、基于敏感度的遗址可持续景观规划设计第五节景观连接度评价一、连接度与连通性二、景观生态网络连接的典型范式三、景观生态网络连接度评价体系四、上海市城市景观生态网络连接度评价五、连接度与景观生态规划设计第五章整体人文生态系统规划设计第一节整体人文生态系统概念与特征一、整体人文生态系统概念二、整体人文生态系统内涵三、整体人文生态系统的特点第二节整体人文生态系统的系统分析一、整体人文生态系统分析方法二、整体人文生态系统结构分析三、整体人文生态系统过程分析第三节传统村落整体人文生态系统评价一、传统村落整体人文生态系统构成二、北京市郊区传统村落整体人文生态系统评价第四节整体人文生态系统规划设计一、城市化倾向与整体人文生态系统规划二、商业化倾向与整体人文生态系统规划三、整体人文生态系统规划设计四、江南生态园对传统地域文化景观的传承第七章生态城市发展的景观生态规划途径第一节生态城市特征与城市生态内涵一、生态城市内涵与特征二、生态城市形态的多元化第二节生态城市评价体系对比与创新一、城市生态与生态城市评价体系对比二、生态城市评价体系的创新第三节城市景观生态过程与体系一、城市景观演变及特点二、城市景观生态过程与体系第四节城市景观生态规划一、城市景观生态规划原则与目标二、城市——区域生态格局规划三、城市绿地系统规划四、城市大型自然斑块与廊道保护规划第五节城市风景名胜区景观扰动与规划管理一、研究背景与方法二、万石山风景名胜区景观扰动格局三、万石山风景名胜区景观扰动机理四、万石山风景名胜区景观扰动控制与规划管理第六章区域景观生态体系规划第一节区域景观与区域景观空间构成一、区域景观规划概念与内涵二、区域景观生态空间构成第二节区域景观生态格局体系一、区域景观生态格局二、区域景观生态演变第三节区域景观生态安全格局一、区域景观生态安全格局的概念二、区域景观生态安全格局规划三、区域生态安全格局设计第四节区域景观保护与景观生态体系规划一、区域景观保护重点二、区域景观生态规划第五节江南水乡区域景观体系与整体保护一、江南水乡区域景观体系特征及存在问题二、江南水乡区域景观体系整体性保护机制三、昆山千灯——张浦区域景观传统性特征四、昆山千灯——张浦区域网格格局与整体性保护第八章乡村景观生态规划第一节乡村景观与景观生态特征一、乡村与乡村景观二、乡村景观生态特征第二节乡村景观生态过程与体系一、乡村景观要素二、乡村景观类型三、乡村景观的区域组合第三节乡村景观生态规划一、土地利用与农业景观规划二、乡村人居环境与聚落规划三、自然斑块与廊道保护与规划第四节诸暨市直埠镇乡村文化景观空间保护规划一、区域特征与社会调查二、文化景观空间特征及其破碎化现象三、乡村文化景观空间破碎化演变过程四、乡村文化景观空间保护规划第九章格局——过程——界面的生态规划设计第一节自然格局的整体性规划设计一、景观格局的内涵二、景观格局的规划设计三、自然格局整体性规划设计第二节自然过程的完整性规划设计一、自然过程的内涵二、景观过程的判定三、自然过程的完整性规划设计第三节自然界面的延伸性规划设计一、自然界面的内涵二、大尺度自然界面规划设计三、中小尺度自然界面规划设计第十章物种——通道——生境的生态规划设计第一节物种的多样性规划设计一、物种多样性的定义二、物种多样性的测定三、物种多样性的规划设计第二节生物通道的连续性规划设计一、生物通道的内涵及类型二、生物通道的宽度设计三、生物通道连续性规划设计第三节景观生境的原生性规划设计一、生境与生境破碎化二、生境识别与原生性特征三、景观生境的原生性规划设计第十一章扰动——足迹——健康的生态规划设计第一节景观干扰的有限性规划设计一、景观扰动与干扰二、干扰的生态效应三、景观干扰的有限性作用机制四、景观干扰的有限性规划设计第二节生态足迹的平衡性规划设计一、生态足迹的内涵与模型二、生态足迹度量的指标体系三、生态足迹的平衡性规划设计第三节健康生活环境规划设计一、生态健康性的内涵二、景观生态健康性的特征及评价三、健康生活环境规划设计第十二章景观规划设计的生态性评价第一节景观规划设计的生态性评价体系一、整体人文生态系统规划设计二、景观规划设计的生态性评价体系第二节景观规划设计的生态性评价方法一、数据获取二、评价方法第三节鼓浪屿“世界音乐岛”景观规划设计的生态性评价一、鼓浪屿景观规划设计中的核心矛盾二、鼓浪屿景观规划设计的生态性评价。

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Landscape Ecology第二部分景观生态学的理论框架一.岛屿生物地理学理论1、岛屿生物地理学理论的研究对象岛屿生物地理学理论的研究对象：岛屿。

不仅适用于海洋岛和大陆岛。

岛屿为自然选择、物种形成和进化以及生物地理学和生态学诸领域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，其理论被广泛的应用到岛屿状生境的研究中。

岛屿的特征：比较明确的“边界”相对不受人为干扰的“体系”内部相对均一的“介质”外部差异显著的“领域”☐微岛——树叶、个体植株；☐大岛——沙漠中的绿洲、陆地中的水体、开阔地包围的林地、自然保护区等景观地理单元。

2、岛屿生物地理学理论的主要内容（1）“物种-面积”关系岛屿生物地理学理论定量阐述了岛屿上物种丰富度与面积的关系“物种-面积”关系方程（Preston,1962）S=cAzS：物种丰富度，A：物种存在的空间面积，c：物种分布密度，它的变化反映了地理位置的变化对物种丰富度的影响。

z为某个统计指数。

该公式是一种经验统计关系，只能说明静止态的宏观模式。

（2）动态平衡理论岛屿物种丰富度取决于两个过程：☐物种迁入（immigration）☐物种绝灭（extinction）;处于不同地理位置，具有不同面积大小的岛屿将会有其特有的平衡态物种丰富度；☐岛屿上的物种数目由两个过程决定：物种迁入率和绝灭率；☐离大陆越远的岛屿的物种迁入率越小（距离效应，A）；☐岛屿的面积越小其绝灭率越大（面积效应，B）处于不同地理位置，具有不同面积大小的岛屿有其特有的平衡态物种丰富度。

岛屿物种的丰富度是由物种的迁入和绝灭之间的动态平衡来体现的，而绝灭率随岛屿面积的增大而减小（面积效应），迁入率随岛屿的隔离程度的增加而减小（距离效应）。

（3）“物种-面积”关系与岛屿生物地理学理论的关系岛屿生物地理学理论从动态角度研究岛屿物种的丰富度及其影响因素。

岛屿生物地理学理论是“物种-面积”关系的发展和推进“物种-面积”关系与“岛屿生物地理学理论”的结合3、岛屿生物地理学理论的应用（1）岛屿生境满足的5个标准显著的物种-面积相关关系；物种丰富度平衡状态的存在；可测得出的种周转率；物种丰富度方差与均值之比小于或等于0.5；具有可测得出的距离效应。

生态学中的景观生态学研究随着人类社会的发展及自然资源的过度开采和利用，自然环境日益恶化。

生态学作为研究生命与环境互动的科学，开展了大量研究和实践工作，以强化对环境保护和可持续发展的认识和理解。

而景观生态学，作为生态学的一支分支学科，更是为我们提供了一种更全面、更系统的研究生态系统的方法。

景观生态学是通过对自然生态系统及其环境的完整观察和分析，来揭示它们之间相互作用和联系的学问。

它的主要研究对象是尺度较大的区域生态系统形态和空间分布的规律性，以及这些规律性对资源利用、环境污染和生态状况等方面的影响。

景观生态学的研究深入到各个场景的背后，在一定程度上可以概括和解决许多重大的环境问题。

景观生态学的基本理论框架景观生态学的理论框架主要由生态学、地理学、计算机技术以及信息科学等学科共同建立。

景观生态学遵循系统论思想，主张“整体”观念，将尺度大小和空间分布作为研究对象，揭示生态系统中各要素之间的相互影响和作用规律。

景观生态学研究范围广泛，从小到大，从植物、动物、微生物等微观层面，到流域、生态园林等宏观层面，都可以借鉴景观生态学的理论与方法。

景观生态学的研究目的景观生态学的研究目的是了解生态系统中各个景观要素间的相互关系，分析它们之间的生态效应，探讨气候变化、自然灾害等突发事件及人类活动对生态系统的影响。

同时，它还致力于提供针对生态系统的可持续管理与保护方法和技术，以协调生态、经济、社会等多种因素的关系，达到生态经济持续发展的目标。

景观生态学的研究内容景观生态学的研究内容主要涉及以下几个领域：1.景观分析景观分析是景观生态学最基础的研究方法。

它通过采用地理信息系统等技术手段，将大量环境信息与空间数据同步整合，并对景观空间特征进行统计分析，从而得出生态系统整体状态的定量描述。

景观分析不仅能够揭示生态系统空间结构和形态规律，还能够探究资源的利用、生境损失、生物多样性和生态系统服务等方面的变化趋势，为生态环境修复和保护提供科学依据。

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。