第9章 景观生态分类与评价
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景观生态学景观生态学第一章一、什么是景观?狭义的景观是指一般在几平方千米到数百平方千米范围内,由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。
二、景观有哪些基本特征?1.景观是一个生态学系统;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。
如何理解景观要素和景观结构成分?景观要素: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称为景观要素。
景观结构成分:景观结构成分是生态学性质和自然地理学中性质各异,而形态特征和空间分布特征相似的景观要素,是对景观要素从空间结构的角度进行分析和考察时的重新划分。
三、什么是景观生态学?景观生态学: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。
其主要研究内容有哪几方面?1、景观结构(即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系);2、景观功能(即景观结构与生态学过程的相互作用或景观结构单元之间的相互作用);3、景观动态(即景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化);4、景观规划与管理(即根据景观结构、功能和动态及其相互制约和影响机制,制定景观恢复、保护、建设和管理的计划和规划,确定相应的目标、措施和对策)。
四、景观生态学有哪些特点?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一、景观生态学的基本理论有哪些?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——汇模型耗散结构与自组织理论的核心思想是什么?系统内部不断增加的熵达到并维持这种新的远离热力学平衡态,故称这种新的稳定结构为耗散结构,它是系统与环境相互作用达到某一临界值时出现的有序结构,它的形成是一个由量变到质变,由无序到有序的过程,因而被看作是一个自组织过程。
生态学景观分类与评价景观生态规划发展历程(a)前麦克哈格时代的景观系统规划,即自然系统思想为指导的没有生态学的生态规划(b)麦克哈格时代的生态规划,即以生物生态学的适应性原理为基础的人类生态规划(c)后麦克哈格时代的景观生态规划,即以景观生态学的过程与格局关系研究为主要基础的规划方法。
McHarg被认为是继美国景观设计之父Olmsted之后最著名的景观设计师和规划师。
由于他在1969年出版的《设计遵从自然》(DesignWithNature),使景观设计师成为当时正处于萌芽状态的环境运动的主导力量。
McHarg既是环境保护的鼓动者,如他主持《人与环境》电视节目,到处巡回演讲,同时他也是个实践家。
在他的传世之作中,他用多个案例来说明生态规划的原理和方法,从由美国东部海岸带的保护和利用,到新泽西州的高速公路选线,区域的土地的开发利用,如华盛顿和费城大都市区域的城市土地利用适宜性研究。
早在20世纪60年代初,他就和同事合作成立了Wallace.McHarg设计事务所,在景观设计职业中倡导多层次、多学科背景的实践.景观是一个有机的系统,是一个自然生态系统和人类生态系统相叠加的复合生态系统。
任何一种景观:一片森林,一片沼泽地,一个城市里面都是有物质、能量及物种在流动的,是“活”的,是有功能和结构的。
在一个景观系统中,至少存在着五个层次上的生态关系。
第一是景观与外部系统的关系第二是景观内部各元素之间的生态关系,即水平生态过程。
第三种生态关系,是景观元素内部的结构与功能的关系第四种生态关系则存在于生命与环境之间第五种生态关系则存在于人类与其环境之间的物质、营养及能量的关系关于景观规划景观设计学(Landscapearchitecture)的一个方向,景观规划的理念和实践由来已久,但作为一个专业术语的出现并开始普遍使用则是上世纪70年代初期(Sedon,1986)。
景观规划:在较大范围内,为某种使用目的安排最合适的地方和在特定地方安排最合适的利用。
景观生态学原理|——景观生态分类与评价6.1 景观生态分类景观生态学是以人类与地表景观的相互作用为基本出发点,研究景观生态系统的结构、功能及变化规律,并进行有关评价、规划及管理的应用研究。
6.1.1 景观生态分类的发展1 从土地分类到景观生态分类土地分类:将各土地单位按质地共同性或相似性作不同程度的抽象、概括与并归,获得分类级别高低不同的各种土地分类单位发生法:着眼于土地的形成过程,以发生的关联与相似性为依据进行分类,地质、气象分类景观法:通过土地空间形态相似、相异性的识别进行土地分类的方法2 景观生态分类现状1. 国际研究现状北美学派:注重景观格局与生态功能,强调景观空间异质性和景观镶嵌体,对景观分类较少重视,多是将土地利用分类体系直接转换为景观类型欧洲学派:注重严谨的景观分类与分级结合的景观分类体系,包括自然景观、半自然景观、半农业景观、农业景观、乡村景观、城郊景观和城市工业景观等2. 国内研究现状主要关注景观生态分类的时间应用,解决区域实际生态环境问题存在问题:主要考虑的还是土地的生态属性和空间结构,在本质上仍然属于发生法和景观法的土地分类,没有把景观的功能特征切实纳入分类体系中3. 发展趋势两种思路:从传统土地分类角度出发,融入生态学属性基于景观是相互作用的生态系统做成的镶嵌体的思想,基于生态系统类型进行分类景观生态分类应该注重景观生态功能、过程6.1.2 景观生态分类目的与体系定义:通过对景观进行类型归并,将复杂的景观要素综合体划分为具有等级体系的景观类型分类体系:功能性分类结构性分类景观生态立地-景观生态单元-景观生态系统6.1.3 景观生态分类方法1 景观生态分类的主要原则功能与结构相结合,单元确定中以功能关联为基础,类群归并中以空间形态做指标等级层次性原则,尺度效应人类主导与自然表征相结合2 景观生态分类的基本途径自上而下的划分途径(分解式分类)自下而上的归并途径(聚集式分类)步骤:选取并确定区域景观生态分类的主要因素和依据,初步确定个体单元的范围及类型,构建初步的分类体系详细分析各类单元的定性和定量指标,表列各种特征依据类型单元指标,经由判别分析确定功能归属3 景观生态分类的指标体系景观生态系统的特征:空间形态、空间异质组合、发生过程、生态功能基本内容:选取综合性的指标进行有效而可靠的分类两类指标:初始分类的主要指标地貌形态及界限地表覆被状况由于区域特征不同,景观生态系统的单元分异要素也不同,类型特征指标中选择的内容就应有所区别6.1.4 景观生态系统功能类型地球表层是具有不同功能类型的景观生态系统的空间镶嵌体,整体功能表现为各类异质功能的耦合1 景观生态系统的三大基本功能基于生态系统服务功能供给功能,如粮食和水供应调节功能,如调节洪涝、干旱、土地退化等支持功能,如土壤形成和养分循环等文化功能,如娱乐、精神、宗教及其他非物质方面的效益宏观生态学角度景观的利用价值和作用角度生产功能生态功能社会伦理功能承载和调节功能人类社会的功能需求角度城镇居住与工矿景观,文化支持功能,不具备自维持性农业景观,生物生存功能,受人类调节的半自然/半人文生态系统自然及自然保护景观,环境服务功能,环境调节和环境资源供应功能,不直接受人类控制调节的自维持系统2 景观生态系统的基本功能类型功能类型间往往相互制约又相互作用生产型景观,为人类社会提供各种初级产品的景观类型保护型景观,对景观生态系统具有环境平衡调节功能的景观类型消费型景观,景观生态系统中需要生产型景观和保护型景观作为支持的景观类型调和型景观,兼具两种以上功能的景观类型,缓解冲突的缓冲和过渡作用,人工修饰的自然景观、依赖自然景观衍生的半自然景观类型6.2 景观生态评价上承景观生态分类,下启景观生态规划与管理,评价内容主要包括三个方面:景观适应性评价、景观生态健康评价、景观安全格局评价6.2.1 景观适宜性评价对景观提供的支持功能与人类需求之间的契合程度进行评判,为景观生态规划与管理实现资源的最优利用提供依据回答了自然环境能够提供何种服务于功能1 从土地适宜性评价到景观适宜性评价土地适宜性:由土地内在属性所决定的对特定用途的适宜或限制程度2 景观适宜性评价基本原则主导因素与综合分析结果相结合综合自然属性与社会经济属性的原定量分析与定性分析相结合重视尺度效应3 景观适宜性评价的主要方法千层饼法(地图叠加法)地图重叠法加权叠加法生态因子组合法步骤:选取评价指标单因素评价确定各因素权重综合评价逻辑规则组合法为了解决地图叠加法中评价指标权重确定困难的问题,演化产生了逻辑规则组合法无需大量计算,依据定性判断就可实现生态适宜性评价的方法,难点在于逻辑规则的制定4 案例:城市土地开发的景观景观适宜性评价6.2.2 景观生态健康评价1 生态系统健康与景观生态健康生态系统健康:指结合人类健康,在生态学框架下对生态系统状态特征的一种系统诊断方式景观生态健康:指在一定时空范围内,不同类型生态系统空间镶嵌而成的地域综合体,在维持各生态系统自身健康的前提下,提供丰富的生态系统服务功能的稳定性和可持续性活力,新陈代谢能力、初级生产力组织力,景观结构的整体稳定性和各组分间的互连通性恢复力,景观镶嵌体在胁迫下维持期原状结构与功能的能力生态系统服务功能,不同生态系统空间邻接关系对其服务与功能的影响2 生态系统健康评价的原理与方法评价的目标单元:地域空间内多种生态系统组成的空间镶嵌体的健康状态的综合评价评价的模型方法:指示物种法,未考虑人类社会经济因素指标体系法综合指标法,通过层次分析法确定指标权重模糊综合评价法,评价指标的选取:指标体系的建立是景观生态健康评价的核心评价指标的阈值:目的是确立健康生态系统的标准,即定义一个人类所希望的生态系统的状态只能是比较同一类型的生态系统的健康程度,而不是哪一种生态系统更健康评价指标的权重权重表示的是各指标变量或要素对上一层次等级要素的相对重要程度的信息主观赋权法:古林法、Delphi法、AHP法客观赋权法:熵权法、因子分析法、均方差法6.2.3 景观安全格局评价1 从区域生态安全到景观生态安全生态安全的定义广义:使人的生活、健康、安乐等方面不受威胁的状态,包括自然生态安全、经济生态安全、社会生态安全狭义:自然和半自然生态系统的安全,即生态系统完整性和健康的整体水平生态系统管理:关键是将管理政策落实到具体的空间单元上。
《景观生态学》课程大纲一、课程概述课程名称(中文):景观生态学(英文):Landscape Ecology课程编号:14483040课程学分:3学分课程总学时:48课程性质:专业课二、课程内容简介景观生态学是一门新兴的交叉学科,是园林专业的必修专业课程。
它主要来源于地理学上的景观和生物学中的生态,它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结合为一体,以景观为对象,通过对物质流、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、格局、功能及各部分的相互关系,研究景观的动态变化及景观优化利用和保护的原理和途径。
其中包含的思想和方法对园林规划设计有较强的指导作用。
三、教学目标与要求1、了解景观生态学的发展历史、数量方法及遥感和地理信息系统在景观生态学中的应用。
2、理解景观生态学的一般概念、景观结构、格局、生态过程和景观的动态变化,培养学生系统全面分析景观格局与生态过程的关系以及人类对景观及其组分的影响的能力。
3、掌握景观生态学在生物多样性保护、土地持续利用和全球变化中的应用,培养学生对景观进行准备全面评价的能力,并能提出合理改造的建议。
四、教学内容与学时安排第一章景观生态学的概念及发展(4学时)1、教学目的与要求:了解景观生态学发展的新方向,理解景观生态学学科的产生与发展历程,掌握景观、景观生态学基本概念与内涵。
2、教学重点与难点:教学重点是掌握景观生态学的概念与内涵,难点是把握景观生态学发展的新方向。
第一节景观与景观生态学(2学时)第二节景观生态学的发展及展望(2学时)第二章景观结构(6学时)1、教学目的与要求:理解景观结构及结构和功能间的相互关系,掌握景观结构基本概念。
2、教学重点与难点:重点是对景观结构斑块、廊道、基质的学习,难点是对景观空间格局的理解。
第一节景观发育(2学时)第二节景观斑块、廊道、基质和网络(2学时)第三节景观的异质性(1学时)第四节景观空间格局(1学时)第三章景观生态学的理论基础(4学时)1、教学目的与要求:了解景观生态学的基本原理,理解景观生态学的核心概念。
探讨景观生态质量评估理论与方式随着城市化进程的快速推进,越来越多的人在高楼林立、马路拥挤的城市中居住、工作和生活。
但城市的快速发展也带来了许多环境问题,其中景观生态的质量成为了重要的问题之一。
如何评估城市景观生态的质量成为了热门的研究方向之一。
本文将探讨景观生态质量评估的理论和方式。
第一部分:景观生态质量评估的理论景观是指由自然因素和人类活动共同形成的地面表层的格局、空间形态和地物类型等以及它们的相互关系。
景观生态是景观系统在生物学、生态学和地理学等多个学科中的研究领域。
景观生态的质量评估是评估景观系统的健康状况以及人类活动对自然资源的影响强度和方向的过程。
景观生态质量评估的理论建立在景观生态学理论的基础上,包括景观的机理、景观变化的机制、景观生态的功能和景观生态服务等概念和理论。
景观生态质量评估需要考虑的因素包括生物多样性、景观完整性、生态过程、景观连通性和景观服务等。
1. 生物多样性:生物多样性是指生态系统内各种生物体的数量和多样性,包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。
评估景观生态质量的时候需要考虑各个组份的生物多样性水平。
2. 景观完整性:景观完整性是指景观生态系统的完整程度和在时空中连续的程度。
评估景观生态质量的时候需要考虑地理位置、边界、景观结构、组份之间的关系等因素。
3. 生态过程:生态过程是指生态系统中的生物、地理和气象过程,如能量流动、物质循环、种群成功与纷争等之间的相互配合,保证了生态系统的正常运转。
评估景观生态质量的时候需要考虑地表水的流量、土壤的保水能力、废水和废物的处理等情况。
4. 景观连通性:景观连通性是指生态系统之间以及景观结构内自由交换的可能性。
评估景观生态质量的时候需要从物种的迁移、种群的交流、遗传的连续、植物的范围等方面考虑景观连通性。
5. 景观服务:景观服务是指景观对人类生活的强化和改善,包括美学价值、社会价值和经济价值等方面因素。
评估景观生态质量的时候需要考虑景观服务的完整性和价值。
景观生态的评价方法我折腾了好久景观生态的评价方法,总算找到点门道。
说实话,这事儿一开始我也是瞎摸索。
我最早试着用最直观的观察法。
就像你去一个景观那,就用眼睛看,看植被是不是丰富啊,水是不是清澈啊,动物多不多之类的。
但是这方法吧,太主观了。
我记得我看一个小公园,我觉得植被种类还行,可另一个懂行的朋友一看就指出其实有好多外来入侵物种,把本地植物的生存空间都给挤压了,我这才知道只靠眼睛看可不行。
后来我又开始研究指标评价法。
这个就比较复杂了,我得查找好多资料,确定各种指标,像生物多样性指标吧,这就包含物种丰富度、均匀度这些小指标。
我计算这些的时候,感觉就像是做一道超级复杂的数学题。
比如说计算物种丰富度,我得把看到的动物植物种类都数清楚,然后按照公式算,有一次我数的时候就给数错了,少算了几种植物,结果整个数值就偏差特别大。
我想这就像做菜下料一样,一旦材料的量不对,那菜的味道肯定不对。
还有就是模型评价法。
我之前试过一个景观生态模拟模型,但是这得要好多数据输入啊,什么地形地貌数据、气象数据等等。
我为了获取这些数据那可得罪了不少人,又是找气象站要数据,又是求着测绘局给地形数据。
而且模型建立之后,我还不是很确定那些参数设置得对不对,就像组装一个特别精密的仪器一样,一个小螺丝拧错位置了,可能整个仪器就运转不灵。
所以这个方法虽然看起来很科学,但是实在太难弄准确了。
我慢慢发现呢,其实最好是把这些方法结合起来。
先通过观察法做一个大概的判断,再用指标评价法详细计算和分析,要是有条件用模型评价法的话,让结果更科学精准。
当然这过程中,一定要保证数据的准确性,就像盖房子打地基一样,地基不稳,房子肯定要塌的。
我觉得在景观生态评价里,一点点差错都可能让最终的结果大不相同呢。
而且还得不断学习新的知识,因为这领域不断有新的研究成果出来,说不定哪天又有更好的方法了。
有时候我看那些大专家做评价,又快又准的,我觉得肯定是他们有更多的经验和知识,所以还是得多实践多总结啊。
第八讲景观生态分类与评价一景观生态分类景观生态分类与评价是景观结构与功能研究的基础,又是景观生态规划、评价及管理等应用研究的前提条件,是景观生态学理论研究与应用研究的纽带。
1 景观生态分类(1)土地分类方法与评价土地分类始于20世纪30年代。
代表性的工作有,20世纪70-80年代澳大利亚的土地调查和土地系统;加拿大的生态土地分类;中国1:100万土地利用图、土地资源图、土地类型图的编制;近年来西欧、北美的景观生态分类;联合国FAO土地适宜性评价。
现代土地分类大致可划分为,发生法、景观法及景观生态法3种。
往往选择主导及一些辅助指标,加以量化进行分类,即为参数法、对应有传统的定性分类法。
——发生法基于土地的形成过程,以发生的关联与相似性为依据分类,土地是复杂开放的等级系统,其形成要素的种类多样,不同等级不同类型间的主要发生形成要素之间各不相同。
目前的认识水平下,发生法的可靠依据主要表现在气候和地质构造两个方面。
大尺度地域范围的土地分异以气候和地质构造分异为主要框架,发生法的结果容易统一且较为严谨;小尺度则主要与地貌形态发生及相应的水文、物质组成有关。
——景观法通过土地空间形态相似相异性的识别进行土地分类的方法。
主要依据比较确定的、空间上易于确定的土地特征。
强调同一类型内部特征的均质性和不同类型之间的异质性,即景色的一致性和差异性。
对空间形态特征的强调,使得遥感影象成为景观法不可缺少的手段。
遥感影象上的色彩、色阶、图式及组合结构等能够提供直观的土地单元及其镶嵌的完整空间概念,适合空间边缘的确定。
但大尺度地域范围高层次土地单元类型及其边界的识别,因起内部异质性强,任意性也较大。
——景观生态方法是20世纪80年代才提出的并开始发展起来的,主要是在景观法中叠加了发生法的优点,以得到更为综合和实用的土地分类。
如英、澳等国的土地综合调查方法,加拿大的生态土地分类已具备此特点。
景观生态方法不只强调土地水平方向上的空间异质性,还综合土地单元的过程关联和功能统一性。
景观分类与评价的生态原则*肖笃宁 钟林生(中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110015)摘要 在分析景观定义的基础上,概述了景观分类的生态学原则,提出了自然、经营和人工等不同景观类型的特性和研究重点,并对景观的独特性、多样性、功效性、宜人性及美学价值的评价进行了探讨.文章还介绍了景观保护的概念和实践.关键词 景观 分类 评价 景观保护Ecological principles of landscape classif ication and assessment.Xiao Duning and Zhong Lin -sheng (I nstitute of A pp lied Ecology ,A cademia Sinica,S heny ang 110015).-Chin.J.A p p l.Ecol.,1998,9(2):217~221.Based on the analysis of landscape definitions,the principles of landscape classification w ere ex -pounded in this article.T he authors pointed out that different landscape have different charac -teristics and r esearch contents,and the values of landscape s uniqueness,div ersity,funct ion,coziness and aesthetics w er e discussed.In addition,the paper introduced the concept and prac -tice of landscape conserv at ion.Key words L andscape,Classification,Assessment,L andscape ecology ,Landscape co nserva -tio n.*国家自然科学基金重点资助项目(49631040).1997-07-18收稿,1998-01-18接受.1 景观的定义景观 一词在世界各国语言中颇为相似,英语为L andscape,德语为Landachaft,俄语为 !∀ #∃,只有法语为Paysag e.其原意都是表示自然风光,地面形态和风景画面.景观作为科学名词被引入地理学,具有地表可见景象的综合与某个限定性区域的双重含义.最早是19世纪初期的德国地理学家洪堡德(A.von Humboldt)提出景观作为地理学的中心问题,探索由原始自然景观变成人类文化景观的过程.以后由苏联地理学家贝尔格等发展成为景观地理学派,苏卡乔夫提出生物地理群落学说,波雷诺夫建立了景观地球化学.有的苏联地理学家将景观定义为 自然地域或水域综合体 ,可用于任何等级分类单元;而A.P.伊萨钦科等则把景观视为有一定分类等级的单元[7].自从本世纪30年代景观生态一词由德国生物地理学家Carl T roll 首先提出以来,景观的概念被引入生态学,作为在生态系统之上的一种尺度单元.T roll 希望一门把地理学家采用的表示空间的 水平 分析方法和生态学家使用的表示功能的 垂直 分析方法结合起来的新学科能够得到发展,这就使景观生态学 生态学中最年轻的分支学科之一,80年代以来得到迅猛发展.景观生态学是作为一门与人类相关的学科产生的,而近来景观对于生态学研究的作用被愈来愈多的研究者认识和强调[2,4,8,9,12,13].空间被认为是 生态学理论的最终前沿 ,这里所用的 空间 一词指的是生物体对于环境反应的敏感度,而 空间化 则是生物体对资源生境的差异性与时、空变化作出反应的生物学效应,它是景观生态学的核心概念.生态学中使用景观概念有两种方式:一种是直觉的,认为景观是基于人类尺度上的一个具体区域,具有数公里尺度的生态系统综合体,包括森林、田野、灌丛、村落等可视要素.另一种是抽象的,代表任意尺度上的空间异质性,即景观是一个对任何生态系统进行空间研究的生态学标应用生态学报 1998年4月 第9卷 第2期CHIN ESE JOU R NAL OF AP PL IED ECOLO GY,A pr.1998,9(2) 217~221尺[11].景观要素的空间关系包括镶嵌和梯度、连接和隔断、核心与边缘、密度与容量等方面[3].可以把所有的景观都视为镶嵌体,由相邻的、具体的斑块(patch)构成,而斑块是由生命和非生命的两种结构成份所组成,一种占支配地位、连续的斑块或土地覆盖类型充当基质,而其它斑块类型位于其中,比如森林斑块镶嵌在农田基质之上.斑块内的结构特性与生态参数有很大的相关关系.景观不只限于陆地环境,空间格局同样也存在于海洋、淡水和湿地环境中.景观尺度包含了一系列完整的生态过程和社会经济过程,这些过程互相联系形成了多姿多采的现实世界.景观生态学是一门具有特定含义的交叉学科,吸收了很多学科的基础,所以关于景观的定义有如下数种表达:a)区域综合体.b)景观是研究自然、生态和地理等实体的总体,综合了所有自然和人类的格局和过程.c)景观是一组以相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.d)一个由地貌、植被、土地利用方式以及紧密相连的自然与文化过程界定的特殊构型.e)一块被我们综合感知而不考虑其单个组分的土地.最后一个定义把景观视为被生物体(包括动物和植物)所感知的土地,更具普遍性,从而提供了一个新的视角和研究领域,对于确定种群、群落和生态系统的功能格局与空间过程具有重要意义.这些不同的定义是从不同学科的角度考虑产生的.总的说来,景观被认为是区域内的一个宽广部分,通过其结构与功能成分的相互连接而体现出异质性类型,景观研究的大尺度标志着其内部过程可通过较小尺度的带谱来进行观察.地球上大多数景观是自然过程与人类文化过程交互作用的产物,是长期适应与演化形成的稳定类型.景观可以成为协调人类与环境相互关系的模型,从而具有十分重要的科学、文化和示范价值.2 景观的分类2.1 国内外研究现状由于对景观定义的理解不同,对于景观的分类也就有着不同的看法.以A.P.伊萨钦科为代表的苏联一部分景观地理学家曾提出过一套复杂的景观分类命名体系,对应于不同的分类等级单元.由于这一体系的繁琐和过于复杂,即使是在前苏联也未得到广泛的应用,我国50年代曾作过介绍.美国景观生态学派在生态空间理论方面贡献突出,但对于景观的分类似乎较少重视. R.T.T.Forman[9]在其新著 土地镶嵌:景观与区域的生态学 一书中关于景观类型只作了简单的论述.他首先指出地形的影响,台地(T errain)景观应注意区分水域、风域与冰川台地3种类型,继而提出基于主导空间所划分的6种景观类型.关于景观的命名传统上多以主导植被类型或土地利用类型以冠之,如城郊、水田、草地、北方森林、湖沼以及工业景观等,当然以上列举的这些景观的生态性质是极为不同的.我国地理学界对土地类型研究甚多,将土地类型理解为 以地表环境自然地理各要素相互作用所形成的自然综合体 ,实际上近似于景观类型的划分.80年代初编制的中国1:100万土地类型图进行了3级分类:第一级以水热条件、生物气候带为主要依据划分了12个土地纲;第二级称为土地类,主要依据地貌类型划分,大多数土地纲有10个左右的土地类,共计125个;第三级称为土地型,以植被和土壤指标进行划分,每一土地类有3~21个土地型不等,所划分的土地型总数过千.这些类型实质上已经相当于景观生态类型,但由于只考虑土地的自然属性而未考虑人为活动所产生的土地利用情况的变化,因此不能全部反映实际存在的多种多样的景观类型.景观生态分类是土地分类的深化,如加拿大的生态土地分类,把土地视为特殊的生态系统,综合反映景观的形成与发生,王仰麟[1]提出划分生产型、保护型、消费型及调和型4种景观生态系统类型,其对应的功能特征为生物生产功能、环境服务功能和文化支持功能.N av eh[10]提出总人类生态系统的概念,涵盖了从生物圈到技术圈;将最小景观单元定名为生态小区,集中了生物和技术生态系统,最大的全球景观叫生态圈,从视觉上和空间上贯穿地理圈、生物圈和技术圈.他所建立的景观分类系统分为开放景观(包括自然景观、半自然景观、半农业景观和农业景观)、建筑景观(包括乡村景观、城郊景观和城市工业景观)和文化景观.上述各景观有着不同的218应 用 生 态 学 报 9卷图1 Naveh提出的景观分类系统Fig.1Landscape classification s ystem provided by Naveh.能源、物质和信息输入,构成了不同性质和强度的景观驱动力(图1).此外,W esthoff按照自然度将主要景观类型分为自然景观、亚自然景观、半自然景观和农业景观,van der Maarel提出亚自然景观的自然度损失<1%,熵增5%;半自然景观自然度损失1~5%,熵增5~12%;农业景观自然度损失6%,熵增13~20%.2.2 按照人类影响强度的景观分类总结目前景观分类的原则和(命名)方法,有以下要点:a)景观分类首先必须明确景观单元的等级,根据不同的空间尺度或图形比例尺的要求来确定分类的基础单元.b)景观分类应体现出景观的空间分异与组合,即不同景观之间既相对独立又相互联系.c)景观分类要反映出控制景观形成过程的主要因子,如地貌与植被,可以用单一景观要素也可以用复合景观要素来命名,后者即所谓叠合式的分段命名.d)景观分类包括单元确定和类型归并,前者以功能关系为基础,后者以空间形态为指标.e)景观分类应突出体现人类活动对于景观演化的决定作用.人类活动改变着土地利用和景观格局,将自然和半自然景观转变为人工管理的农田和工业化的城市区. 景观总是或多或少与人类干扰有关联,按照景观塑造过程中的人类影响强度,对于景观的分类首先可以区分为自然景观、经营景观和人工景观.按照H.T.Odum关于能量密度的论述,三者的权重系数明显不同,如以自然景观为X,则管理景观为3X,人工景观为10X.自然景观可分为原始景观和轻度人为活动干扰的自然景观两类.前者包括高山、极地、荒漠、沼泽、苔原、热带雨林等尚未受到人类活动的扰动,目前地球上此类土地尚有9.0 107km2,约占陆地总面积的52%,大都是不适于人类居住和利用的.后者包括范围较广,许多森林、草原、湿地可归入此类,而某些自然保护区常常兼有这两种景观,如生物圈保护区设计中的核心区与缓冲区.自然景观的共同特点是它们的原始性和多样性,不论是由于地貌过程还是生态过程所产生的景观特有性和生物多样性,都具有很大的科学价值,一旦破坏难以复原.因此,对于自然景观的研究,应以保护其科学价值和生态平衡为中心,资源(包括旅游资源)的开发利用必须慎之又慎,而以严格的生态保护措施为前提.经营景观又可分为人工自然景观与人工经营2192期 肖笃宁等:景观分类与评价的生态原则景观.前者表现为景观的非稳定成分 植被的被改造,物种中的当地种被管理和收获,如采伐林地、刈草场、放牧场,有收割的芦苇塘等.后者则体现为景观中较稳定的成分 土壤被改造,最典型莫过于由各类农田、果园(和人工林地)组成的农耕景观.在耕作地块占优势的农耕景观中,镶嵌分布着村庄和自然或人工生态系统的斑块,景观构图的几何化与物种的单纯化是其显著特征.随着传统农业向现代农业的演进,原有分散和形状不规则的耕作斑块向着线形和规则多边形的方向演变,斑块的大小、密度和均匀性都会发生变化.郊区景观是一类特殊的人工经营景观,位于城市和乡村的过渡地段,具有很大的异质性.在这里大小不一的居民住宅和农田混杂分布,既有商业中心、工厂,又有农田、果园和自然风光.经营景观由于其经济价值和生态价值而成为我们最重要的研究对象,通常它具有如下特性和研究重点:a)可再生资源的生产性:谋求比自然生态系统更高的生物生产力,设计能发挥最大功能的景观结构.b)景观变化的持续性:人类活动影响下的定向演变,通过变化方向和速率的调控以实现可持续发展的目标.c)人类生存环境的稳定性:注重协同,人类系统与生物系统间的生物控制共生与自我调节.人工景观或称人类文明景观是一种自然界原先不存在的景观,完全是人类活动所创造.如城市景观、工程景观(工厂矿山、水利工程、交通系统、军事工程)、旅游地风景园林景观等.大量的人工建筑物成为景观的基质而完全改变了原有的地面形态和自然景观;人类系统成为景观中主要的生态组合,通过景观的能流、物流强度大,不再构成封闭系统,同时整个复合系统的易变性和不稳定性也相应增大,人类所创造的特殊信息流渗透到一切过程,许多原有的自然规律正在经受新的检验.人工景观的共同特征和研究重点是:a)规则化的空间布局.b)显著的经济性和很高的能量效率.c)高度特化的功能和巨大的转化效率.d)景观的视觉多样性追求.3 景观的评价3.1 景观的独特性保持和发展景观的特有性,确定土地镶嵌体的生态优化系列:a)稀有性和独特性的级别:世界级、国家级、地方级.b)被破坏以后可能恢复的时间尺度:世纪、10年、年.c)综合价值:最高、高、中、低.3.2 景观的多样性景观多样性是指景观要素在结构与功能方面的多样性,反映了景观的复杂程度.景观多样性包括斑块多样性、组分种类多样性与格局多样性,前者指景观中斑块的数量、大小和形状的复杂程度,中者指景观中组分类型的丰富度,后者指斑块间的空间关连性和功能联系性.景观多样性对于物质迁移、能量交换、生产力水平、物种分布、扩散和觅食有重要影响,景观组分类型多样性与物种多样性的关系呈正态分布,景观多样性的评定对于生物多样性研究具有直接和重要意义.3.3 景观的功效性景观的功效性指的是其作为一个特定系统所能完成的能量、物质、信息和价值等的转换功能.它主要有以下参数:a)景观的生物生产力:包括初级生产力、净生物量与光合作用生产率.b)能值分析指标体系:能值乃是以太阳能为标准度量各种类别能量的能值(能量生态学),单位为太阳能焦耳(sej).能值分析可综合分析通过景观的能流、物流与价值流的数量动态以及它们之间的数量关系,可对系统的能流、物流与价值流进行流量综合分析.能值指标体系包括能值投入率、净能值产出率、能值密度转换率等.c)景观的水分、养分等物质循环.d)经济密度,即单位面积的经济产出.e)景观的信息流,景观内各个组分之间及组分内部存在着的信息交流与传递.3.4 景观的宜人性评价适于人类生存,走向生态文明的人居环境,因子包括:a)景观的通达性:位置、区位、有廊道沟通、连通性、交通条件易于到达.b)建筑的经济性:地貌条件(土壤、地下水)可降低建筑成本,投资环境选择中有利于 三通一平 .c)生态稳定性:系统结构、功能的一致性、连贯性以及恢复能力、对自然灾害的趋避性.d)环境的清洁度:洁净的大气、水、土壤环境,在环境容量允许范围之内的污染物排放.e)空间拥挤度:单位空间的建筑密度和人口密度,绿色开敞空间系统,开放空间与绿色建筑体系,建筑容积率.f)景色优美度:景观美220应 用 生 态 学 报 9卷学质量的度量,含文化特征、景观视域、人类对景观的感知、绿色覆盖(植被+水面)、视野穿透性.1)国际景观生态博士班讲课报告.1997.10.丹麦.3.5 景观的美学价值据M arc Antrop 1)的分析,大多数人所知的景观正向美学评价特征有:a)合适的空间尺度.b)景观结构的适量有序化,有序化是对景观要素组合关系和人类认知的一种表达,适量有序化而不要太规整,可使得景观生动,即具有少量的无序因素反而是有益的.c)多样性和变化性,景观类型的多样性和时空动态变化.d)清洁性,景观系统的清鲜、洁净与健康.e)安静性,景观的静谧、幽美.f)运动性,包括景观的可达性和生物在其中的移动自由.g)持续性和自然性,景观的开发利用体现可持续思想,保持其自然特色.与之相对应的景观的负向美学特征则表现为:a)人类尺度的丧失,景观组分的多少、大小比例失调.b)极端无序,清洁性丧失,废物、垃圾遍地.c)空间组合性的丧失.d)噪音污染、有臭味.e)景观经济或生态功能的损失,或不可达性.4 景观的保护景观的分类和评价是其开发利用的基础和前提条件.景观作为一种持续的自然单位,是区域可持续发展以及生态和自然保护事业的有用手段.人类的经济活动和开发活动,主要是在景观层次上进行的,人类的干预已经努力创造并保持了许多独特的景观,蕴藏着人类道德重要信息和文化传统.如我国长江三角洲的水网景观,别具特色的欧洲农村景观,这些景观比它们所取代的自然生态系统无论在物种方面,还是在风景美与利用价值和文化内涵方面,都更为丰富和多样.但是近几十年来,随着人口的快速增长,城市化的急剧扩张,现代交通的发展,工业新技术对环境压力的加大,严重威胁到世界许多地方的景观,使之面临退化和消失.针对这一情况,国际上提出了景观保护的概念,将通常生物多样性的3个层次(基因、物种和生态系统)拓展为含景观在内的4个层次,把注意力从生物多样性扩展到景观多样性,包括了景观中的自然要素和文化价值[5,6].1992年世界遗产委员会将 文化景观 单列了出来,迄今为止已有4处 文化景观 进入了世界遗产名单.第一处是澳大利亚的Viukata 国家公园,占地132566hm 2,由干旱生态系统组成,5000年来一直是Anangu 人的家园.第二处是新西兰的T ongariro 山国家公园,占地79000hm 2,是一座活火山.第三处是菲律宾吕宋岛北部种植水稻的梯田,已有2000多年历史,海拔700~1500m,坡度近70 .第四处是葡萄牙的Sintra 城堡,建成于中世纪.在1987年召开的 被保护景观国际学术讨论会大湖区宣言 中指出,景观是生物丰富性的最后储藏所和绝对保护区的缓冲带,景观是反映过去土地利用实践的人类历史和遗迹的证据,它可以作为持续土地利用的活样板,并为人们提供美与愉快及享受自然与文化多样性的机会.当前世界许多地方的景观正受到严重威胁,保护和抢救一部分有价值的景观已成为一项紧迫任务.1994年国际自然保护联盟(I VCN )大会进一步作出决议,要利用景观生态学原理来规划和管理土地,促进文化景观持续发展战略的实施.参考文献1 王仰麟.1996.景观生态分类的理论与方法.应用生态学报,7(Sup):121~126.2 肖笃宁.1991.景观生态学的理论、方法和应用.北京:中国林业出版社.3 肖笃宁.1997.生态空间理论与景观异质性.生态学报,17(5):453~461.4 肖笃宁.1997.当代景观生态学的进展和展望.地理科学,17(4):356~363.5 陈昌笃.1994.景观保护与受胁景观红皮书.生物多样性,2(3):177~180.6 傅伯杰.1996.景观多样性的类型及其生态意义.地理学报,51(5):454~462.7 Apmand,D.D.(李世玢译,1992)1975.景观科学.北京:商务印书馆.8 Farina, A.1993.L ecologia dei sistemi ambientali.CLEU P,Padova.9 Forman,nd M osaics.Cambridge U niversity Press.10 Naveh,ndscape Ecology:T heory and Ap -plication.Secon d Edition,S pringer -verlag,NewYork.11 Pickett,S.T.A.and Cadenasso,nd -scape ecology:spatial heterogeneity in ecological sys -tems.S cience ,269:331~334.12 Risser,P.G.,Karr,J.R.,Forman,R.T.T.1984.Landscape Ecology:Directions and Approaches.Ill -inois Natural H i story Survey Special Publication No.2,Champaign,Illinois.13T urn er,ndscape ecology:th e effectof pattern on process.A nnual Rev iew o f Ec ological Systems ,20:171~197.2212期 肖笃宁等:景观分类与评价的生态原则。