景观生态学综述.docx

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1、中国景观生态学的研究进展51153901100张砚炳摘要本文首先对景观生态学的概念及研究对象进行简单说明，并介绍了景观生态学学科的起源于形成。随后介绍了中国的景观生态学的开展与研究进展，从根本理论与应用研究方面进行了详述。最后总结了中国景观生态学的问题，并对今后中国景观生态学的开展提出见解。关键词：中国景观生态学研究进展1引言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。景观是指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具有空间异质性的陆地区域。景观是一个生态学特征，具有一定自然和文化特征的地域空间实体，是异质生态系统

2、的镶嵌体，同时也是人类活动和生存的根本空间，因此对景观格局与生态过程相互作用的研究，有助于在宏观上解决物种的保护与管理、土地利用的规划、生物多样性保护与维持、人类对生态环境的影响等问题。景观生态学这一概念，于1939年由CTroll首先提出并应用的，20世纪60年代末至70年代初期形成一门独立的生态学的分支学科。研究焦点是景观的3个特征口%1）景观结构；（2）景观动态；（3）景观功能；直到20世纪80年代，当空间数据和分析方法得到大量应用时，人们才加深了对空间异质性（由诸多生物和非生物因素造成）的理解。从此，景观生态学的开展更为迅猛。如今，景观生态学的许多概念和方法正被广泛应用于生态学的多个分

3、支。景观生态学方法既可应用于陆地，又可应用于水生和海洋生态系统。景观生态学研究促进了人们对空间异质性的起因和结果以及其尺度影响的理解，同时景观生态学研究也影响了自然和人工景观管理。而纵观我国的景观生态学研究，我国林学家徐化成认为景观生态学的研究内容除了根底的三个特征外，还应包括景观规划与管理，即根据景观结构、分布和功能，制定景观管理、保护、建设和恢复的方案，确定相应的方法和规划。陈吉泉将景观生态学的内容进一步细分为9个方面【叫即景观格局与过程关系；等级结构与尺度变化；景观破碎化和边缘效应；景观积累效应；保护生物学、生物多样性中的应用；景观基质与景观连接性；文化、经济、社会、政治等学科的参与；景

4、观或生态系统经营；景观数量方法。与其它学科相比，景观生态学明确强调了空间异质性、等级结构和尺度在研究生态学格局与过程中的重要性，其核心是生态系统的时空异质性。本文将在此根底上总结景观生态学的研究现状和中国景观生态学的研究进展。2景观生态学的根本理论景观格局的研究是景观生态学研究的核心内容和热点问题之一。景观是由斑块、廊道和基质组成的。斑块的类型、起源、形状、面积大小、空间格局和动态是景观的重要代表特征。所以对景观格局的研究大多从斑块着手。景观格局作为景观区域内假设干生物过程和非生物过程长期综合作用的产物对各种生物过程或非生物过程有直接或间接的影响。了解某一区域景观格局的变化可以为该区域资源的合

5、理管理利用提供科学依据。植被的景观格局可以反映植被空间分布及其动态受环境异质性和干扰状况综合控制的根本特征。通过对景观格局成因机制的分析，确定系统的生产力、稳定性和生境质量的控制因素，进而有效地预测景观的动态，是确立景观管理和设计目标，制定景观管理措施的根底和依据。一般说来，景观生态学的根本理论至少包含以下几个方面:时空尺度；等级理论；耗散结构与自组织理论；空间异质性与景观格局；缀块一廊道一基底模式；岛屿生物地理学理论；边缘效应与生态交错带；复合种群理论；景观连接度与渗透理论。最初的景观格局分析方法来源于种群生态学中种群分布格局的研究，即根据种群密度的变化规律是否符合某种随机变量的分布型来确定

6、分布格局。它仅仅从概率的角度说明种群空间分布状态,对种群的各种空间特征,如空间结构和利用空间的能力等的研究是不完善的。而随着科学和技术，尤其是遥感技术和地理信息系统的开展，现代景观生态学在研究宏观尺度上景观结构、功能和动态诸方面与早期的景观生态学方法相比,发生了显著变化回文归纳起来包括以下几点:遥感技术和地理信息系统；景观指数,如镶嵌度、聚集度、分维度、间隙度等；空间统计学和地统计学方法,如自相关分析、空间插值法、波谱分析、尺度方差、小波分析、趋势面分析等；计算机模拟和景观模型的建立。当然，还有其它景观生态学的研究方法，这里所提到的仅仅是主要的、常用的和具有代表性的一些方法。对景观格局的定量描

7、述是分析景观结构、功能和过程的根底。通过格局分析就可以把景观的空间特征与时间过程联系起来，从而能够比拟清楚地分析景观的内在规律性。国内景观格局的研究始于20世纪80年代末肖笃宁等人，当时对景观指数和图形的操作主要采用传统的计算方法和手工操作。近年来，随着“3S”技术及其相应计算技术的兴起，可以处理卫星遥感数字图像数据、数字地面模型数据和从卫片、航片或地图等经扫描得到的景观生态数据以及实地采样数据等更加复杂的数据。现常用的景观格局指数见图Io景观指数破碎化平均肉块面积meanpatchsize风块数地numberofpatch平均黑块密度meanpatchdensity连接度connectivi

8、ty肉块离散度interpatchdistance缀块性patchincss邻接指数contiguityindex聚集度contagion边缘特征斑块周长perimeter边缘对比度convexityindex总边缘长度totaledge形状形状指数shapeindex分维数fractaldimension修改分维数modicdfractaldimension多样性指数Shannon指数ShannonindexSimpson指数Simpsonindex优势度dominance景观均匀度evenness图1常用景观格局指数3我国景观生态学的研究现状我国景观生态学研究虽起步较晚，但开展迅速。自20

9、世纪80年代初开始介绍景观生态学的概念、理论和方法以来，我国地理学、生态学、林学、农学等领域的研究人员对景观生态学给予了极大的关注，并积极开展了景观生态学的讨论与研究，使景观生态学成为不同学科的共同研究热点。这不仅促进了景观生态学的学科整合，同时也有力地推动了景观生态学的综合整体思想在我国的传播。下面分别从根底理论、及应用两方面分别论述我国景观生态学的研究状况。3.1 根底理论研究方面从80年代初开始,我国著名地理学家林超、黄锡畴、董雅文等在有关地理学刊物上发表介绍国外景观生态学概念、原理、研究方法和研究成果的文章和译文，使人们开始看到了一个新的研究领域。肖笃宁、郭晋平等那么对国内外景观生态学

10、的研究开展概况作了比拟全面的论述，由肖笃宁7】主编的景观生态学的理论、方法及应用更是广阔景观生态学科研人员的工作结晶。这些研究为景观生态学在我国的开展打下了坚实的根底，俞孔坚揭示了一般流动外表模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构之间的关系，提出了生物保护的景观生态平安格局并给出了案例。这些都为我国景观生态学的开展和创新研究提供了坚实的根底。3.2 应用研究方面肖笃宁发表的沈阳西郊景观结构变化的研究是我国景观生态学开始研究的标志。近20年来，景观生态学的应用研究在我国景观生态学研究中已占相当大的比重。而且由于景观生态学具有多学科的特点，我国在景观生态学的诸多不同研究领域都取得一

11、些成果。从文献的统计结果说明，我国的景观生态学应用研究主要集中在以下几个领域18-四：（1）城郊和农业景观；（2）森林景观；（3）干旱区景观；（4）湿地景观。城郊景观和农业景观是受人类活动干扰比拟严重的人工景观或半人工景观。肖笃宁等、徐岗等、谢志霄等对沈阳市东陵区从1959年至1988年30年间景观格局变化、土地利用格局的变化趋势、土地生产力的现状与生产潜力等进行了分析，并建立了景观动态预测模型；傅伯杰那么以陕北米脂县泉家沟流域为研究对象，首次进行了农业景观的格局研究；陈利顶等利用现状图对山东省东营市土地利用格局进行了探讨，并用多种景观格局指数分析人类活动对景观结构的影响；曾辉等利用信息焙法和

12、空隙度指数法对我国改革开放的前沿地区一一珠江三角洲东部常平地区的景观异质性进行了研究；曾辉等还通过构造人为影响指数，并运用网格采样法和地统计学分析方法对人工改造活动的空间特征进行了成因分析；张金屯等通过设置14Okm长的生态样带，探讨“城区一郊区一农业”的环境变化。森林景观生态研究也是我国开展景观生态学研究较早的领域之一，研究工作也卓有成效。彭小麟于1991年就提出森林景观中的边缘效应影响问题；而徐化成、刘先银等那么是林业工作者中较早将景观生态学原理、方法应用到森林景观生态研究中的学者。之后，以郭晋平等人为代表的课题组开展的国家自然科学基金课题森林景观动态及其群落生态效应的研究首次对森林景观生

13、态进行了比拟全面、系统和深入的研究，其研究成果森林景观生态研究也是我国森林景观生态研究领域的第一部专著，受到专家的一致好评；臧润国等那么主要探讨了森林斑块动态与物种共存机制及森林生物多样性问题。干旱区景观主要集中沙地景观格局和荒漠绿洲景观格局的研究。常学礼等研究结果说明:在沙漠化开展过程中，景观格局趋向简单；在沙漠化逆转过程中，景观格局趋向复杂；吴波等通过分析20世纪50年代到90年代毛乌素沙地景观动态与景观格局变化的特征与模式后，得出“不合理的人类活动是荒漠化扩展及景观格局发生显著变化的主要驱动因素；贾宝全等运用9个景观格局指数对新疆石河子莫索湾垦区绿洲景观格局进行了分析，得出了绿洲景观格局

14、的多样性和均匀度随干扰时间的延长而下降而优势度和聚集度指数那么恰好相反的结论。在此根底上，进一步对绿洲景观动态变化进行了分析；王根绪等除了研究干旱荒漠绿洲景观格局外，还更深入探讨了水资源对绿洲景观格局的影响，认为水资源减少是直接导致整个景观结构与空间格局发生改变和成为景观过程的主要驱动力。湿地景观是介于陆地与水生环境之间的过渡带,兼有两种系统的某些特征，被一些科学家称为“自然之窗”。在我国湿地景观的生态研究中，最具代表性的是对辽河三角洲湿地景观的研究，包括对湿地景观格局的研究、湿地景观格局对养分去除功能的影响、以及运用景观生态决策评价支持系统，探索景观规划预案对丹顶鹤、黑嘴鸭等珍稀水禽的生境适

15、宜性、生态承载力等方面的影响。4我国景观生态学的问题及展望我国的景观生态学研究不仅开展迅速，研究工作也卓有成效，充分展示了景观生态学在我国的开展前景。但是，与国外相比拟,我国的景观生态学研究还有着较大的差距。目前，我国的景观生态学研究多集中在中、小尺度上，尚缺乏在较大尺度、大尺度以及跨尺度上的系统研究，研究深度和广度不够。研究多集中在景观结构和格局的研究上，缺乏景观格局与生态过程间相互关系的研究。不过上述问题也说明我国的景观生态学还比拟年青,许多工作需要共同努力来加以解决和逐步完善，充分说明我国的景观生态学是一个充满希望、富于挑战的研究领域。我国是一个领土广阔，资源丰富的国家。但同时，也由于我

16、国的人口众多，以及不合理的开发，快速开展的经济不可防止的会进行大量的生态环境的破坏。因此，如何在满足我国经济开展的前提下，有效地改善生态环境、加强和建设可持续景观是建立“人与自然和谐共进”机制的具体要求和实现我国可持续开展的关键所在，也是我国景观生态学未来的研究方向。参考文献1肖笃宁.宏观生态学研究的特点与方法J.应用生态学报，1994,5(1):95-102.2汪永华.景观生态学研究进展J.长江大学学报：自科版，2005,2(8):79-83.3何东进，洪伟，胡海清.景观生态学的根本理论及中国景观生态学的研究进展J.江西农业大学学报，2003,25(2):276-282.4BakerWL.AreviewofmodelsoflandscapechangeJ.LandscapeEcology,1989,2(2)