景观生态学空间格局分
析方法综述
文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
景观生态学课程论文
景观生态学景观格局分析方法综述
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摘要
摘要
景观格局是景观生态学的核心问题，其目标是通过确定景观格局来分析生态过程。本文主要对景观生态学的格局分析方法进行综述，分别从景观格局分析概述、景观空间格局指数结合景观分析的统计学方法进行阐述，并通过山林地区的景观格局分析方法——以宁远县为例；干旱区绿洲城市景观格局分析方法——以石河子市为例；城市湿地公园景观格局分析——以白鹭湾湿地公园为例，对景观格局分析方法在不同类型的景观中的运用进行详细阐述。
关键词：景观生态学；GIS；景观格局；特征指数；景观类型
引言
景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程
相互作用的综合性学科[1]。它以生态系统的空间关系为研究重点关注尺度
的重要性与时空的异质性。随着景观生态学的逐步发展其研究范围和内
容都进一步扩大突破了原先只是从类型或区域角度对自然综合体进行研
究将地理过程与生态过程也列为研究重心并且从单纯的地理过程研究发
展到人地相互作用过程的研究。在研究理论和方法方面等级理论、分形
理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途
径在景观生态学中也被广泛提出和应用为其增添了新内容和新特点[2 -3]。
1 景观生态学的格局分析方法
景观格局分析概述
景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度
的关系这一特点也已成为景观生态学与其他生态学科的主要区别之一。
研究景观的结构(即组成单元的特征及其空间格局)是研究景观功能和动
态的基础。空间格局分析方法是指用来研究景观结构组成特征和空间配
置关系的分析方法既包括一些传统的统计学方法同时也包括一些专门用
于解决空间问题的格局分析方法。笼统地讲这些方法可分为两大类：格
局指数方法和空间统计学方法。前者主要用于空间上非连续的类型变量
数据(categorical data)而后者主要用于空间上连续的数值数据(guantitative data)[4-5]。
景观格局指数包括两个部分[6-7]:景观单元特征指数和景观异质性指数(landscape heterogeneity index)。应用这些指数定量地描述景观格局可以对不同景观进行比较研究它们的结构、功能和过程的异同[8]。
景观单元特征指数
(1)缀块面积(patch area)
缀块平均面积(average patch area)：整个景观的缀块平均面积 = 缀块总面积/块总数;单一景观类型的缀块平均面积 = 类型的缀块总面积/类型的缀块总数量，用于描述景观粒度在一定意义上揭示景观破碎化程度;景观相似性指数(landscape similarity index)：类型面积/景观总面积，度量单一类型与景观整体的相似性程度;最大缀块指数(largest p atch index)：景观的最大缀块指数 = 最大缀块面积/景观总面积;类型的最大缀块面积 = 类型的最大缀块面积/类型总面积，显示最大缀块对整个类型或者景观的影响程度。
(2) 缀块数
缀块数(number of patches) 整个景观的缀块数量，单一类型的缀块数量;缀块密度(patch density) 整个景观的缀块密度(镶嵌度) = 景观缀块总数/景观总面积;类型的缀块密度(孔隙度) = 类型缀块数/类型面积;单位周长的缀块数(number of patches of unit perimeter) 整个景观 = 景观缀块总数/景观总周长;类型 = 类型缀块数/类型周长，揭示景观破碎化程度。
(3)缀块周长
缀块周长(patch perimeter) 是景观缀块的重要参数之一，反映了各种扩散过程(能流、物流和物种流)的可能性;边界密度(perimeter den sity) 整个景观边界密度 = 景观总周长/景观总面积;类型 = 类型周长/类型面积。揭示了景观或类型被边界的分割程度，是景观破碎化程度的直接反映。
景观要素指数还有一些，比如核心面积(core area)、核心面积数量(number of core areas)、核心面积指数(core area index)等等。
景观多样性指数与经典生态学中的群落多样性指数的主要差异是群落多样性指数使用物种及个体密度进行计算，景观多样性指数则采用生态系统(或缀块)类型及其在景观中所占面积比例。常用的景观多样性指数是丰富度(richness)、均匀度(evenness)、优势度(dominance)。丰富度R是指在景观中不同组分(生态系统)的总数。R=(T/Tmax) x 100%，式中R是相对丰富度指数(百分数);T是丰富度(即景观中不同生态系统类型总数);Tmax是景观最大可能丰富度(Romme,1982)。均匀度E描述景观中不同生态系统的分布的均匀程度。相对均匀度计算公式为E=(H/Hmax) x
l00%，式中E是相对均匀度指数(百分数);H是修正了的simpson指数;Hmax 是在给定丰富度T条件下景观最大可能均匀度。优势度RD与均匀度呈负相关，它描述景观由少数几个生态系统控制的程度。相对优势度计算公式如下(Li,l989)RD=l00 - (D/Dmax) x l00%，式中RD是相对优势度指数(百分数);D是shannon的多样性指数;Dmax是D的最大可能取值。
景观指数的实例应用
景观指数在景观生态学中的推广始于20世纪80年代中后期，自此至今，景观指数方法在景观结构的描述\比较和动态研究中已被广泛应用。下例系统地说明
了景观指数应用中的一些重要特点。
景观1景观2
缀块数17199
表1 两个不同空间格局的景观指数
图l表示两个简单景观，通过计算一些景观指数，我们可以比较两个景观的结构特征景观l的缀块数远远小于景观2，景观2的缀块密度显然要远远大于景观l，这反映了景观2的破碎化程度较景观l要高;景观2的多样性指数较景观l高大约2倍，这与景观2中缀块类型多有关;同时，还可看出尽管景观2的聚集度比景观l高出50倍，但景观l具有较高的连接度(或较低的破碎化程度)，见表l，这是因为聚集度指数不但受缀块类型数目的强烈影响，而且两种不同类型缀块的频繁相邻也会大大增加聚集度的值。因此，在比较不同景观的缀块连接度或破碎化程度时，聚集度指数可能导致错误结论，但缀块密度则不会有这一问题。一般而言，在比较不同景观或同一景观在不同时间的格局时，一定要注意所选用景观指数的影响因子以及景观数据的特征。
景观分析的统计学方法[10]
在景观生态学研究中，了解空间异质性在景观中是如何连续变化的，即是否具有某种趋势或统计学规律，是理解景观格局本身及其与生态学过程相互作用的重要环节。这时，景观指数方法不再适宜，而需运用空间统计学方法来解决这些问题。景观分析的统计学方法有许多种，例如空间自相关分析(spatialautocorrelationanalysis)、半方差分析(semivarianceanalysis)等等。
景观格局的最大特征之一就是空间自相关性(spatiaIautocolleIati on)。所谓空间自相关性就是指在空间上越靠近的事物或现象就越相似。景观特征或变量在邻近范围内的变化往往表现出对空间位置的依赖关系。空间自相关性的存在使得传统的统计学方法不宜用来研究景观的空间特征，这是因为传统统计学方法(如方差分析回归分析等)的最根本的假设包括取样的独立性和随机性，然而，景观异质性往往以梯度和缀块镶嵌体的形式出现，表现出不同程度的空间自相关性。空间自相关分析是用来检验空间变量的取值是否与相邻空间上该变量取值大小有关，一般涉及到三个步骤：第一步是对所检验的空间单元进行配对和采样，第二步是计算空间自相关系统，第三步是进行显着性检验。
景观格局所特有的自相关分析是研究生态学变量在空间上如何关联又如何变化的重要方法，又是理解和预测生态学过程和功能的基础。
2不同类型景观格局分析方法及案例
基于 GIS 的山林地区的景观格局分析方法——以宁远县为例本研究在GIS环境下，运用景观生态学原理，分析了宁远县三个时期的景观特征指数和景观类型转移矩阵，并结合该地区的自然环境与社会经济发展，对影响其景观格局的驱动力因子进行分析。
宁远县位于湖南省南部，介于东经110°42′～112°27′，北纬25°11′～26°08′之间，属亚热带季风性湿润气候，气候温暖，雨量丰沛，但年内分配不均，降水多集中在春夏之间，暑热期长，夏热冬冷，形成了区域内高温多雨的气候特征，土壤以红壤、山地黄壤为主。地貌类型复杂，区域内四面环山，呈舟状地貌，有“南岭山地森林及生物多样性生态功能区”，九嶷山、阳明山2个国家森林公园。水系发育，泠、疑、舂、仁四水流贯全境，自南、北向西在道县注入潇水。
该研究选择了三个时相的遥感影像作为主要数据源，它们分别是2000年、20005年和2010年三期宁远县LandsatTM影像，同时收集了《湖南省统计年鉴》和《宁远县国民经济和社会发展统计公报》等资料。
该研究的数据处理是在地理信息系统软件的支持下完成的。主要的技术流程包括地形图的地理坐标自配准和栅格数据对矢量数据的转换，并制成矢量地图。进而在GIS环境下对三期数据进行空间叠置分析，获得景观类型变化的空间与属性数据，在此基础上进行景观空间格局的动态分析。
参考国内外大量分类系统，结合研究区的实际情况，将研究区景观类
型分为林地、草地、
耕地、湿地、建设用地、其它用地6种景观类型。然后根据2013版的生态环境感监测土地覆盖分类系统，在中对景观分类进行重编码，合并相同的景观类型，解译得到研究区域3个时期的景观格局分布图（见图2）。
图2 宁远县三个时期的景观格局分布图（1）斑块平均面积：景观中某一斑块面积的算术平均值：
，式中：Ni表示第i类景观的斑块总数；Aij表示第i类景观第j个斑块的面积。
（2）斑块密度：斑块密度反映的是土地利用中景观斑块空间分布的均匀程度，计算公式为：PDi=Ni/A式中：PD表示景观斑块密度，Ni表示景观i的斑块数，A表示景观总面积。
（3）斑块形状指数LSI：通过计算某一斑块形状与相同面积正方形之间的偏离程度来测量其形状的复杂程度。以正方形为参照：LSI=√A式中：P为景观类型中所有斑块边界的总周长，A为该类景观斑块面积。LS I的值就越大，越斑块的形状就复杂或越扁长。
（4）景观分离度：景观分离度是反映某一景观类型中不同斑块空间分布的离散程度，计算公式为：式中：SPLIT 表示景观分离度
指数，Ai表示i类景观类型的面积，A表示景观类型的总面积，Ni表示i类景观类型的个数，Di表示景观的距离指数。
表2 宁远县地区景观格局指数统计表
景观格局特征指数变化结果分析
（一）斑块密度。2000年，2005年和2010年各景观类型斑块密度由大到小的顺序均为建筑用地、其它用地、湿地、林地、耕地、草地；其中，建筑用地的斑块密度变化最大，减少最快；林地的斑块密度变化最小。而草地的斑块密度增大最快。
（二）斑块平均面积。2000年各景观类型斑块平均面积由大到小的顺序依次为草地、耕地、林地、湿地、其它用地、建筑用地；2005年各景观斑块平均面积由大到小的顺序依此为草地、林地、耕地、湿地、其它用地、建筑用地；2010年各景观斑块平均面积由大到小的顺序依此为草地、耕地、林地、湿地、建筑用地、其它用地。草地是所有景观类型中，斑块平均面积最大的；建筑用地的斑块平均面积增长的最快，林地的斑块平均面积有所减少。
（三）景观形状指数。三个时期各景观类型形状指数由大到小的顺序均为：耕地、林地、建筑用地、其它用地、湿地、草地。研究区域中各景观类型形状指数均偏大，各个斑块形状都不太规则。其中耕地和林地最不规则，可能与当地多山的地形有关，当地群众开垦了大量陡坡田地，使得耕地形状较不规则；而崎岖的山地也使得林地的形状不规则；建筑用地也因为交通的扩展变得越来越不规则。
（四）景观分离度指数。三个时期各景观类型分离度指数差别比较大，由大到小的顺序依次为：湿地、其它用地、建筑用到、草地、耕地、林地。由于当地群众对该地区土地的不断开发利用，使得其它用地的分离度指数不断增加，在该地区的分布逐渐分散；同时，建筑用地的分离度指数减少的很快，各个建筑用地逐渐相对集中。
基于GIS干旱区绿洲城市的景观格局分异研究方法——以石河子市为例本研究以地处玛纳斯河流域山前冲击扇末端的石河子市建成区为例，基于GIs、Fragstats软件，结合景观生态指数，在较小尺度上对干旱区绿洲城市这一人类活动中心区域的景观格局特征及其变化方向进行定量研究与分析。
选取地处亚欧大陆腹地，天山北麓中段，准噶尔盆地南缘的玛纳斯河流域山前冲击扇末端的干旱区典型绿洲城市石河子市建成区为研究
区。该区地势南高北低，海拔约360—600m；东邻玛纳斯县，南靠天山，西接克拉玛依市、奎屯市，北邻古尔班通古特沙漠，距乌鲁木齐约
150km，市区行政面积为460k㎡；冬季长而严寒，夏季期短而炎热，属典型的温带大陆性荒漠干旱气候区，年平均气温6．60℃，平均年降水量203．4mm；是新疆典型的灌溉农业区和生态脆弱区。
研究数据与处理
该研究采用Landsat—TM遥感影像图，获取时间分别为1999年8月7日、2005年7月31日和2009年7月25日，运用遥感图像处理软件对遥感影像进行坐标变换、几何校正、影响增强等图像预处理。采用监督分类中的最大似然法与人工野外实地调查相结合的方法，将土地利用分为耕地、水体、植被、裸地、道路、人工建筑6类。利用Kappa系数进行精度检验，均达到最低容许判别精度的要求。利用ArcGIS软件对以上数据进行土地利用变化的空间叠加分析，通过分析城市建成区内不同街道办的景观总体情况、景观格局变化、景观异质性。
景观格局指数分析
根据研究区的实际情况，基于Rs、GIs和，本研究采用城市景观格局分析方法，选择形状指数(SHAPE)、丰富度指数(Rr)、Shannon多样性指数(SHDI)、聚集度指数(Rc)和破碎度指数(平均斑块面积(MPS)／斑块密度(PD)等指标定量表达景观格局特征。景观格局指数的数学表达式如下：
(1)
式(1)中：SHAPE为形状指数；Pij为斑块ij的周长。minPij是由栅格数目决定的斑块ij的最小周长。
（2）式(2)中：Rr，Rd分别表示相对丰富度和丰富度密度，Mmax一是景观中斑块类型数的最大值，A是景观面积。
（3）式(3)中：SHDI为香浓多样性指数，Pi为第i类斑块所占整个景观面积的比例。
Rc=1-C/Cmax （4）
式(4)中：Rc为相对聚集度指数，C为复杂性指数。
（5）式(5)中：P（i，j）是生态系统i与生态系统j相邻的概率，m是景
观中生态系统类型总数。在实际计算中，P（i，j）可由下式估计：
P（i，j）=E（i，j）/Nb （6）
式(6)中：E（i，j）是相邻生态系统i与j之间的共同边界长度，
Nb 是景观中不同生态系统间边界的总长度。
Fi=(Pi-1)/Q
(7)
式(7)中：Fi为景观类型i的破碎度指数；Pi为该类型的斑块总
数；Q是研究区所有景观类型的平均面积。
城市景观格局总体变化特征结果分析
根据遥感解译得到各年份石河子市土地利用空间格局分布情况，利用
马尔科夫模型对研究区土地利用变化进行空间统计分析，得出1999—
2009年间土地利用变化的转移矩阵，见表3；再利用软件统计分析研究
区各土地利用类型的景观指数变化情况，结果见图3。
表3 石河子市1999—2009年土地利用转移矩阵
图3 1999—2009各地类各景观指数变化情况
由图3与表3可以看出：
(1)1999—2009年间，石河子市建成区减少的耕地面积占1999年总
耕地面积的20％(17．25km2)；最大斑块指数由1增加到3，形状指数在
25左右表现小幅上升，聚集度指数由97降低至96，说明原有斑块被分
割成互不相连的碎屑斑块，形状不规则，各地块周边趋于复杂化，人为开发导致破碎度增加。总体反映了反映了区域城市化、工业化过程，人类大规模的经济建设开发活动大量挤占耕地。
(2)建设用地(人工建筑和道路)面积显着增加，人工建筑面积增加16．57km2；斑块数明显增加，形状指数由86增加到105，但聚集度指数由99降至97(图3c)，表明在城市化的发展、人类频繁的干扰影响下，城乡建设用地分布趋于局部集中化，形状复杂化，城市建设扩张多以居民点为中心呈现发射状，逐步向市区北部和东部扩张，且多沿交通线分布。
(3)植被面积增加6．96km2，但增加速度最快；斑块数量明显增大，最大斑块指数持续在0．5左右，形状指数由26增大到70，但聚集度指数由96减小到91(图2c)，表明植被在空间上均匀分布，且整体分布在人工建筑周边。说明近年来，石河子在城市建设扩张的同时，对人工绿化的重视程度较高，与人工建筑的分布有很大的一致性，大大增加了城市人均绿地面积，为城市的生态建设做了很大贡献。
(4)水域面积在1999—2005年问增加0．45km2，而在2005—2009间急速萎缩0．76km2，总体减少24％(0．31km2)，斑块数量减少，最大斑块指数和形状指数变化不大，聚集度指数由96减至94，丰富度指数明显增大(图3d)。说明在降雨量、气候变化、工业污染、城市建设等自然与人为过程的影响下，水域在1999—2009年间逐渐干涸或转为其他土地利用类型，面积减少，形状复杂多样化，其中蘑菇湖水库的水体富营养化严重失调，严重影响着整个石河子市的生态环境建设。
对全区景观格局指数分析结果显示：景观格局整体形状愈趋复杂化和多样化，景观异质性增加，土地利用在向着多样化和均质化方向发展过程中呈现波动态势。
城市湿地公园景观格局分析——以白鹭湾湿地公园为例
运用景观生态学的景观格局指数分析方法，以地理信息系统(GIS)为技术支撑，对成都市白鹭湾生态湿地公园空间格局进行分析，用来为城市湿地公园景观规划与设计及其优化发展提供一定理论依据和参考，也是对景观生态学原理和方法在小尺度范围土地利用和规划中的应用做一尝试。
白鹭湾生态湿地公园位于四川省成都市区东南部锦江环城生态区(30°56'～30°57'N，104°12'～104°14'E)，公园东与三圣乡荷塘月色接壤，北面紧挨绕城高速。植物种数200余种，乔木10万余株。白鹭湾生态湿地公园属亚热带温湿气候区，大陆性季风气候特点显着，气候温和、四季分明、降水充沛、无霜期长。年均气温15．6℃，年总降水量为1030．8mm，年均相对湿度为81%，年均蒸发量达1100．6mm，全年太阳辐射值平均为334．09KJ/cm2。白鹭湾生态湿地公园是由三大功能区组成，分别为白鹭湾水生作物区、花卉产业园区和创意产业园区。
研究数据与处理
借助成都市白鹭湾生态湿地公园2015年Amap地球图像进行几何校正、图像配置，再同时结合详细的野外实地考察，在中完成数据解译和更新，最终得到白鹭湾生态湿地公园景观类型分类图(图4)。依据《湿地公约》中湿地分类与景观生态分类原则［11］，建立白鹭湾生态湿地公园二级分类体系，共分为8类，即:河流，湖泊，沼泽化草甸，池塘，草地，
道路，建筑，灌丛。
图4 白鹭湾生态湿地公园的景观格局分布图
景观空间格局特征指数分析研究方法
本研究:选取景观斑块特征指数为斑块类型面积(CA/hm2)、斑块数量指数(NP/个)、斑块所占景观面积比例(PLAND/%)、最大斑块所占景观面积比例(LPI/%)、斑块平均面积指数(MPS/hm2)、斑块密度［PD/(个
/100hm2)］、边缘密度［ED/(m/hm2)］、平均斑块形状指数(MSI)、平均斑块分维数(MPFD)、景观形状指数(LSI)、聚集度指数(AI);整体景观水
平上，选取特征指数为景观面积(TA/hm2)、总边缘长度(TE/m)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)。
表4 白鹭湾生态湿地公园景观要素特征指数
表5 白鹭湾生态湿地公园斑块景观格局指数
结果与分析
研究区的主要景观类型为草地和湖泊，而池塘和建筑景观类型是区域景观的主要镶嵌体。另外，NP是研究区域内各类景观斑块的数量状况，反映空间异质性与破碎度的大小。NP值大，则破碎度高且异质性越强;NP值小，则破碎度低且异质性越低。道路是NP最大的景观类型，NP 为85个，MPS仅0．1hm2;草地NP居第二位，NP为48个，MPS仅
2．57hm2。这在一定程度上表明道路和草地具有较高的破碎化程度，人类活动对其影响较大。另外，通过各景观类型斑块平均面积(表1)可以看出，整体上各景观类型的MPS大小排列为河流＞湖泊＞沼泽化草甸＞草地＞灌丛＞建筑＞池塘＞道路，而且不同景观类型之间的斑块平均面积
大小相差很大，其中斑块平均面积最大的“河流”是斑块平均面积最小的“道路”的近102．6倍，表明区域内景观类型分布差异显着。
本研究通过运用GIS技术和景观生态学原理对白鹭湾生态湿地公园景观格局进行定量化的研究分析，其结果表明:草地是控制性景观，为全园的基质，影响着整个景观格局及研究区生态环境的发展;但其破碎化程度较高，受人类活动的影响也较大，生态修复较为困难。草地单位斑块面积小而且分散，不利于生态效益的发挥。应通过道路绿地、带状绿地等廊道将草地联系起来，以增强湿地公园草地的生态效益。湿地景观包含有河流、湖泊、池塘、沼泽化草甸，但所占组份上较少。因此，需进一步加强扩大水体景观的比例，减少周边人造景观的建设，这有利于涵养水源、调蓄水量和保护物种的多样性，从而维持人工湿地生态系统的可持续性发展。从整体景观水平上看，白鹭湾生态湿地公园景观水平多样性相对较高，景观类型较为丰富。但研究区各斑块类型分布不均，景观受一种或少数几种优势斑块类型所支配，结合景观类型异质性分析结果，优势景观斑块为草地。单一景观类型不利于维持生态园林的平衡和区域景观的稳定协调性，一旦受到破坏，很难恢复。在未来的规划中，要改善景观的多样性，加强对景观的管理和分类，不要随意减少和破坏景观类型。
结语
通过课上老师的讲解和对景观格局分析综述和案例分析，让自己对景观生态学的实用性和应用方法有了更清晰更全面的认识。随着景观生态学的迅速发展，景观水平的研究越来越需要一些新的方法来比较不同的景观，分辨具有特殊意义的景观结构差异。本文所阐述的格局指数法和统计学分析法是建立景观结构与功能的相互关系和预测未来的景观变化的科学而有效的途径。
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景观生态学考试重点
景观生态学期末复习资料 第一章 1、景观： 概念：狭义——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。 广义——包括出现在从微观到宏观不同尺度上的具有异质性或斑块性的空间单元。 美学概念： 地理学概念： 生态学概念： 2、景观有哪些基本特征？如何理解景观和景观要素之间联系与区别？ 基本特征：空间异质性、功能一致性、地域性、可辨识性、可重复性等 ①相互作用的生态系统的异质性镶嵌；②地貌、植被、土地利用和人类居住格局的特别结构；③生态系统以上区域以下的组织层次；④综合人类活动与土地的区域系统；⑤一种风景，其美学价值由文化所决定；⑥遥感图像中的像元排列。 景观要素是景观的构成基本单元，强调的是均质性，而景观则强调异质性。在一定条件下其地位可以相互转化，二者的关系体现了景观现象的尺度效应。 景观景观要素 相同点都具有等级结构特征，可在不用的问题或等级尺度上处于不同的地位
整体景观的组成成分 不同点空间实体的整体性组成景观的空间单元的均质性 异质性地域单元从属性地域单元 1、景观生态学 概念：以景观为对象，重点研究其结构、功能、变化及其科学规划和有效管理的一门宏观生态学科。 研究对象和内容： 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：即指景观在结构和功能方面随时间的变化； ④景观规划和管理。 第二章 景观生态学 基本理论：系统论、等级系统理论、空间异质性理论、时空尺度、渗透理论、复合种群理论等。 基本原理：系统整体性原理、尺度性原理、结构镶嵌原理、文化性原理、多重价值原理等。 第三章
1.叙述景观生态学的主要内容及目前的研究重点。 主要内容： （1）景观生态学是研究空间的异质性和格局 a)定量地描述不同尺度下的景观格局形成的物理、生物过程和干扰过程； b)空间异质性如何影响到个体、种群和群落的空间分布； c)景观结构和功能随时间变化； d)人类对景观变化的影响以及如何管理景观。 （2）景观生态学是对空间异质性的研究和管理 a)景观镶嵌体的空间结构和组成； b)景观要素之间的相互关系（如能流、物流）； c)景观结构和功能随时间的变化； d)景观结构和功能的优化和管理。 目前研究的重点： ①干扰对景观格局和过程的影响和干扰在景观中的传播和扩散。 ②景观格局与景观过程的关系或景观格局的生态学和环境效应。 ③小尺度实验研究及其尺度外推。 ④景观动态模拟预测模型和景观规划设计辅助决策以及多尺度空间耦合模型。 ⑤景观格局优化。 ⑥景观的多重价值和作为社会经济发展规划与决策基础的景观社会经济研究。 ⑦人类在景观中的作用和景观规划设计。 热点地区：①流域系统；②湿地；③文化景观；④城乡过渡带；⑤滨海地区；⑥乡村景观 2.试比较美国景观生态学派与西欧景观生态学派的特点。（必考） 欧洲和北美在起源和发展上均有着显著的不同。一般而言，欧洲学派更具人文性和整体论的特点；北美学派更注重于以生物为中心的生态学内容和还原论为基础的方法论。 具体的主要体现于两个方面： 首先，景观生态学在欧洲学派中是一门应用性很强的学科，它与规划、管理和政府有着密切的和明确的关系；北美学派虽也有应用的方面，但它更大的兴趣在于景观格局和功能等基本问题上，并不是都结合到任何具体的应用方面。 其次，欧洲学派主要侧重于人类占优势的景观；而北美学派同时对研究原始状态的景观也有着浓厚的兴趣。 当然除此之外，他们之间也存在一些共同点，如北美景观生态学派同样意识到了人类对景观的作用和影响；欧洲学派也没有放弃对空间格局的重视。 3.为什么要研究景观格局？研究景观格局的主要方法有哪些？ 景观格局一般指景观的空间格局（Spatial pattern），是大小、形状、属性不一的景观空间单元（斑块）在空间上的分布与组合规律。 研究意义： a)从看似无序的景观斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性，最终目的是为了确定产生和控制景观格局的因子和机制， 探讨格局效应。 b)确定产生和控制空间格局的因子及其作用机制； c)比较不同景观镶嵌体的特征和它们的变化； d)探讨空间格局的尺度性质； e)确定景观格局和功能过程的相互关系； f)为景观的合理管理提供有价值的资料。 研究方法： a)用于景观要素特征分析的景观空间格局指数
景观生态学整理
第五章： 填空选择： 1、景观的阻抗：a穿越边界的频率b边界的不连续性c适宜性d每一个景观元素的总长度 3、网络的连通性：系统中所有结点被廊道连接的程度 4、源：某一斑块物种，随着种群数量增大，呈现“源”的特征，生物流向外扩散 汇：景观中的生物流向适宜的生境 5、斑块功能：栖息地，源，汇；廊道功能：边缘物种的栖息地，源与汇，屏障(Barrier)或过滤效应。基质的功能：连通性，狭窄地带（狭管效应）；网络的功能：结点的功能，廊道的交结地区，运动物体的源和江。 6、（选择题）孔隙率及斑块间的相互关系:a、高孔隙率对物体通过基质造成很大影响 b、影响的大小取决于流的性质 7、斑块的形状与物种流的空间取向的关系影响流的速度 简答题: 1、景观的生产功能
答：景观的生产功能指景观的物质生产能力，为生物生存提供最基本的物质保证，其中包括：A、自然景观的生产功能：自然植被的净第一性生产力，指绿色植物在单位时间和单位面积上所能累积的有机干物质 B、农业景观的生产功能：具有自然景观与人为景观的双重特征，生产功能主要体现在农业土地利用的产出上。①正向物质生产功能：通过生产潜力（光合潜力、光温潜力、气候潜力和土地潜力）来表征②负向物质生产：人类过度使用化肥、农药及农业废弃物的农业生产，造成对周围生态环境的污染 C、城市景观的生产功能：典型的人工景观，生产各类物质性及精神性产品 ①生物生产：生物初级生产（绿色植物的生产）；绿色植物生产粮食、蔬菜、水果及其它农副产品；不占主导地位，主要是维持城市生态环境质量；生物次级生产（城市中的消费者对初级生产的再生产过程） ②非生物生产：1、物质生产：正向物质生产：各类有形产品及服务，负向物质生产：城市景观的“三废”物质2、非物质生产（精神方面）：
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”(dissipative structure) 。 ?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。界面对能流、物流和信息流具过滤功能。界面是系统组成成分相互作用差异最大的地方。 三、空间异质性与景观格局 异质性——用来描述系统和系统属性在时空属性的动态变化。其中，系统和系统属性在时间维变化即为动态变化，而生态学的异质性通常是指空间异质性。 空间异质性（spatial heterogeneity）:指生态学过程和格局在空间上分布上的不均匀性和复杂性。 1. 景观异质性的意义 定义：景观异质性是景观尺度上景观要素组成和空间结构上的变异性和复杂性。 意义：决定景观的整体生产力、承载力、抗干扰能力、恢复力和景观生物多样性。 2. 景观稳定性 景观是由异质的景观要素以一定方式组合构成的系统，景观要素间通过物流、能流、信息流和交换保持着密切的联系，影响景观要素的相互作用，制约着景观的整体功能。 景观的空间异质性可提高景观对干扰的扩散阻力，缓解某些灾害性干扰对景观稳定性的威胁。 3. 景观格局
景观生态学名词解释、问答
1、景观：由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体；它处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度；兼具经济、生态和美学价值。 2、景观生态特征：空间异质性、地域性、辨识性、可重复性和功能一致性，具有一定的气候和地貌特征，各生态系统之间的物质能量和相互影响。 3、景观要素：景观是由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元称之为景观要素。景观强调的是异质镶嵌体，景观要素强调的是均质统一的单元，之间的转换反映了景观问题与时间空间尺度密切相关。 4、景观的分类：自然景观：原始、轻度人为活动干扰景观；经营景观：人工自然、人工经营景观；人工景观。 5、景观生态学：研究景观功能、结构和变化，景观单元的类型组成，空间配置及其与生态学过程相互作用的综合性学科。 6、景观格局：包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。类型：聚集、共轭、平行、线状格局。
7、Forman:斑块散布的景观，网格状、指状、棋盘状。以一种生态系统或景观要素占绝对的优势，而另一种或多种分散在其外（绿洲、稀树草原）；在景观中以相互交叉的廊道的优势（牧场林网，高速公路网）。 8、尺度：研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，指某一现象或过程在空间或时间上所涉及到的范围和发生频率。以粒度和幅度（研究对象在空间或空间上持续的范围或长度）表达。总面积决定空间幅度。 9、空间粒度：景观中最小可辨单元，所代表的特征长度、面积或体积。时间粒度：某一现象或事件发生的频率或时间间隔。 10、尺度推绎：把某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上，或者通过多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程。11、尺度上推：将小尺度上的信息转换到大尺度上的过程。尺度下推：将大尺度上的信息转换到小尺度上的过程。 12、大尺度：大空间范围或时间幅度，小比例尺，低分辨率。1:100万。小尺度：高分辨率，大比例尺，1:1万。
《景观生态学》课程教学大纲 【课程名称】景观生态学（Landscape Ecology） 【课程代码】11032008 【适应专业】资源环境与城乡规划管理 【授课对象】普通本科 【课程简介】景观生态学是人们在宏观尺度上认识人类活动、资源环境及其相互关系的基础上形成的一门新兴学科。它是以景观为研究对象，以人与自然协调发展思想为指导，研究景观格局的形成与动态，空间异质性与生态过程的相互关系，景观结构与功能及其变化过程的相互关系，探索其发生、发展的规律。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。 【教学目标】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，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，了解景观生态学要解决的关键问题。能够将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应用。 【参考学时】54学时（理论48学时，讨论6学时） 【参考书目】 1.郭晋平，周志祥.景观生态学.北京：中国林业出版社，2007 2.肖笃宁，李秀珍，高峻等.景观生态学.北京：科学出版社，2003 3.傅伯杰，陈利顶，马克明，等.景观生态学原理及应用.北京：科学出版社,2001 4.邬建国.景观生态学——格局、过程、尺度与等级.北京：高等教育出版社，2000 5.朱强，黄丽玲，俞孔坚译.景观设计学和土地利用规划中的景观生态原理.北京：中国建筑工业出版社，2010 【教学内容】 第一单元绪论 §1 景观 §2景观生态学
斑块： 思考题： 1、什么是斑块？斑块的特征？斑块的起源有哪些？斑块有哪些类型？各类型有什么特点？ 1）定义：依赖于尺度的、与周围环境（基质）在性质上或者外观上不同，表现出较明显边界，并具有一定内部均质性的空间实体。该定义强调了斑块的尺度性、空间非连续性和内部均质性。 广义上，斑块可以是有生命的，也可以是无生命的；而狭义上，斑块仅指动植物群落。 2）特征：版块的大小，形状 3）起源：一场大火后的早晨，我们迫不及待地去考察漆黑一片的景观。这是一个可怕的景象！但最令人感兴趣的是景观上零星分布的许多种斑块，两处孤立的火已燃起。附近一处小斑块已化为灰烬，而且大火已向远处蔓延。经对其考察，发现几个虽有火焰跃过但依然保留有植被的斑块。我们返回未燃烧的地方时，要穿过一小片沼泽。这个斑块由于土壤过湿，具有完全不同的动植物。随后，来到一片开垦地，并眺望一块微风吹拂的谷物斑块。 在这次考察中，至少发现了几种起源基本不同的斑块类型。这些斑块的主要成因机制或起源包括干扰、环境异质性和人类种植。若干年后，如果再观察这些斑块，其物种动态的差异会变得更加明显。 Forman和Godron（1981，1986）根据斑块的起源或成因机制将常见的景观斑块类型分为4种：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块
和引进斑块。 干扰斑块（disturbance patch） 概念：由基质或者先前的斑块中局部性干扰造成的小面积斑块称为干扰斑块。 起源：自然干扰和人类干扰。一般由短期局部性干扰形成；也可由长期持续干扰形成，主要是由人类干扰引起的；有时，长期自然干扰也能够形成干扰斑块。 特点： 基质未受干扰，而斑块受到干扰。 种群大小、迁入率和灭绝率等在初始剧烈变化，随后进入平稳演替阶段；当基质和斑块融为一体时，干扰斑块消失（图） 具有最高的周转率，持续时间最短，通常是恢复最快的斑块 类型。但长期持续干扰斑块也能保持稳定，持续时间较长 残存斑块（remnant patch） 概念：景观中由于大面积干扰所造成的、在局部范围内幸存的自然或半自然生态系统或者某一自然生态系统的片断。 起源：基质受到大面积自然干扰和人类干扰的影响，在其局部范围内幸存的自然或半自然生态系统或其片断，其成因机制与干扰斑块相反。 特点： 基质受干扰，而斑块未受到干扰。 种群大小、迁入率和灭绝率等在初始剧烈变化，随后进入平稳演替阶段；当干扰消失后，在自然界同化作用下能很快地融合在基质内，残存斑块消失。斑块具有较高的周转率（图）。 与干扰斑块在外部形式上似乎有一种正反对应关系。 环境资源斑块（environmental resource patch） 概念：由于环境资源条件（土壤类型、水分、养分及地形有关的各种
景观生态学易考题 名词解释 5S：RS、GIS、GPS、Eos、DPS。 B斑块：是在外观上不同于周围环境的非线性地表区域，具有相对同质性，是构成景观的基本结构和功能单元。 B本底：景观中范围最大、连通性最好，在很大程度上决定着景观的性质，对景观的动态起着主导作用的景观要素。 B变幅：指生态系统可被改变并能迅速恢复原来状态的程度。 D地带性土壤：由生物气候条件决定而发育具广域分布的土壤。 F富集作用：生物体逆着生境的浓度吸收有毒有害物质的作用。 G干扰：是阻断原有生物系统生态过程的非连续性事件，它改变或破坏生态系统、群落或种群的组成和结构，改变生态系统的资源基础和环境状况。 G干扰：一种明显改变景观结构、功能和动态过程的事件。 J景观（狭义）：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。 J景观格局：是景观要素在景观空间的配置和组合形式，是景观结构和景观生态过程相互作用的结果。 J景观生态流：能量、物质、物种和其他信息在景观要素之间的流动。景观生态流的表现形式即为景观过程。 J景观变化：也称景观动态。是指景观的结构和功能随时间所表现出的动态特征。J景观稳定性：指一个系统对干扰或扰动的反应能力。景观稳定近似于生态系统的稳定。 J景观生态建设：是景观尺度上的生态建设，即一定地域、跨生态系统、适用于特定景观类型的生态建设。 K抗性：或称抵抗力。描述生态系统在受到扰动后产生变化的大小，也就是衡量生态系统对敏感性的大小。 L廊道：是不同于两侧本底的狭长地带，可以看作是一个线状或带状斑块。 S生态系统：一定时间和空间内生物和非生物成分之间通过不断的物质循环和能量流动而相互作用形成的统一整体，构成的生态学功能单位。
景观生态学课程心得 景观生态学是现代生态学中内容最丰富、发展最快、影响最广泛的学科之一。景观生态学不但是一门新兴的学科，而且代表了集现代生态学理论和实践为一体的，突出格局—过程—尺度—等级观点的一个新生态学范式。景观生态学起源于中欧和东欧，其发展历史可追溯至20世纪30年代，在本课程中，作者把景观生态学定义为研究和改善空间格局与生态和社会经济过程相互关系的整合性交叉学科。 正确的态度是成功的一部分，因而，明白景观生态学这一学科的重要性是学习本门课程的先导。当今世界，环境问题日益突出，人与自然的矛盾逐渐尖锐化，人与自然和谐相处，建设生态、文明社会的呼声日渐响亮。学习景观生态学，有利于我们把握自然与人之间的相互作用关系，为建设生态文明以及社会的可持续发展奠定基础。同时，作为环境规划专业的学生，把握人与自然之间的相互关系，有利于我们提高自己的认识，把握规划设计今后的发展方向，为建设新时代的生态城乡环境提供引导，走向和谐生态健康的环境规划设计之路。 本学期课程的学习主要包括以下几部分内容： 一、景观生态学的基本概念 景观是由若干相互作用的生态系统镶嵌组成的异质性区域，狭义的景观是由空间单元组成的具有明显的视觉特征的地理条件；广义的景观是由地貌、植被、土地和人类居住地组成的地域综合体，是人类生活环境中视觉所接触及到的地域空间。景观生态学主要研究景观结构、景观功能和景观动态三个方面的内容。其研究的重点集中在空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用、格局—过程—尺度之间的相互关系、景观的等级结构和功能特征以及尺度推绎问题、人类活动与景观结构和功能的相互关系、景观异质性的维持和管理等几个方面。景观生态学的学科有以下几个特点：1.强调空间异质性2.注重尺度在研究景观格局和过程中的作用3.整体性和系统性4.综合性和宏观性5.人类主导性。 在景观生态学中，格局、过程、尺度、斑块、基底、廊道、干扰、空间异质性等是几个重要的概念。其中空间异质性是景观生态学的核心问题。 二、景观格局的形成、结构和功能特征 景观格局是指景观的空间结构特征，空间斑块性是景观格局醉普遍的形式。景观格局主要受地形地貌、气候、干扰、物种分布、斑块等相互影响。斑块依据不同的起源和成因可分为残留斑块、干扰斑块、环境资源斑块、人为引入斑块。在景观中，斑块、廊道、基质共同组成了景观的面貌，他们相互作用，构成了生态学过程的重要部分。
景观生态学Landscape ecology 二、景观生态学的研究内容与基本原理 （一）研究内容 景观生态学是研究景观的结构功能和变化及景观的规划管理。 景观结构： 指的是不同景观要素之间的空间关系（各种生态系统的性状、大小、数目、种类和构图与能量、物质和物种分配的关系） 景观功能： 指的是多种景观要素之间的相互作用，即不同生态系统之间的能流、物质流和物种流。 景观变化： 指的是景观在结构和功能上随时间的变化。 景观管理： 是将景观生态学的基本理论，应用于生产实践。主要内容是通过综合分析景观特征，提出景观利用管理最优化方案。包括下述内容： ①景观生态分类；②景观生态评价；③景观生态规划设计；④景观生态规划设计的实施。 （二）景观生态学的理论基础与基本原理 景观生态学的理论基础是整体论（holism）和系统理论（system theory）。 整体论是1926年由Smuts提出的哲学思想，这一思想说明，客观现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，每一整体都是一个系统，即处于一个相对稳定态中的相互关系集合。稳定态的维持机制称之为内稳定性，它是靠一系列正反馈和负反馈因素使系统处于两种动态平衡之中。
所以从根本上说，景观生态学研究的就是内稳态的机制，也就是研究地表所有作用因素之间的相互关系如何，它们又是如何造成水平和垂直的异质性的。 关于垂直异质性问题，由于欧洲学者对景观和景观生态学的理解，与R．Forman和M．Godron的定义有所区别，比如荷兰学者I.S.Zonneveld指出，应将景观视为一个生态系统，而又认为生态系统的概念不包括范围大小。景观是在地球表面由所有作用因素形成的开放系统。这些因素组成三维现象。水平方面表现在互相联系的要素的水平格局上，垂直方面表现在存在着相互作用的很多“层”上。景观的每一层成为一门科学的研究对象（如地质学、土壤学、植被学等），而独有景观生态学则将全部土地属性形成的垂直异质性作为一个整体来研究。这是景观生态学最基本的特点。可见，整体范围内的垂直和水平异质性是景观生态学的研究对象。 Forman & Godron (1986)提出下列七个景观生态学原理: (一)景观结构和功能原理(landscapestructureand functionprinciple)： 在景观尺度上，每一独立的生态系统(或景观生态元素)可看作是一宽广的斑块，狭窄的廊道或基质。生态学对象在景观生态元素间是异质分布的。景观生态元素的大小，形状，数目，类型和结构是反覆变化的，其空间分布由景观结构所决定。 (二)生物多样性原理(biodiversity principle)： 景观异质性程度高，造成斑块及其内部环境的物种减少，同时也增加了边缘物种的丰度。 (三)物种流动原理(speciesflowprinciple)： 景观结构和物种流动是反馈环中的链环。在自然或人类干扰形成的景观生态元素中，当干扰区有利于外来种传播时，会造成敏感物种分布的的减少。 (四)养分再分配原理(nutrientredistributionprinciple)：
景观生态学 第七章景观生态评价 1、景观评价的概念与特点 1.1 景观评价的概念 （1）评价评价即是主体在对价值客体属性、本质、规律等知识性认识的基础上，对价值客体能否满足并在何种程度上满足价值主体需要做出判断的活动。（2）景观评价 1.2、景观评价的特点 （1）评价研究对象的特定性和针对性 （2）评价标准的相对性和发展性 （3）评价指标和结果的时空尺度性 （4）评价指标的可调控性 1.3、景观评价的内容与基本方法 1.4 景观评价的内容 （1）景观质量现状的评价 （2）景观的利用开发评价或适宜性评价 （3）景观功能价值评价 1.5 景观评价的基本方法 1.6、景观评价的程序与一般步骤 （1）确定待评价景观的空间地理范围及时间跨度 （2）收集资料，构建景观信息系统，划分景观类型 （3）构建景观评价的指标体系，分析景观属性 （4）景观健康或景观适宜性或景观评价及等级区划 （5）报表及景观评价图的编制 2、景观美学质量评价 2.1 景观美学的概念 从美学的意义上讲，景观是指环境中具有审美属性和价值的景色或景物。景观美学是研究景观美化和景观美感的一般规律和基本原则的软科学。 2.2 景观美的特性与基本原则 2.2.1 景观美的特性 （1）景观美的多样性 （2）景观美的社会性 （3）景观美的可愉悦性 （4）景观美的时空性 2.2.2 评价的基本原则 （1）直觉性原则 （2）功利性原则 （3）功能性原则 2.3 景观美学质量评价方法 描述因子法、调查问卷法和直观评价法 2.4 案例分析——婺源县天然阔叶林景观美学质量评价 2.4.1 评价材料与方法 （1）评价材料 （2）评价方法
1、景观的美学概念，景观与英语中的风景（scenery）一词相当，与汉语中的“风景”、“景色”、“景致”的含义一致。都是视觉美学意义上的概念。 2、景观的地理学概念，地理学上将景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体，具有地表可见景象的综合与某个特定区域综合体的双重含义。 3、景观的生态学概念，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异质性区域。 4、景观的这三方面的含义有历史上的联系，从直观的美学观，到地理上的综合观，又到景观生态学上异质地域观逐步发展而来的。 5、对于园林规划设计工作者而言，首先应注意景观的美学价值，地理景观特征；其次，要重视景观格局形成的生态原因，科学深入的认识规划区的生态特征，在园林规划设计中，不仅要注意观赏上的美学要求，也要充分考虑到景观结构在生态学上的合理性。 景观地理学概念——洪堡德 景观生态学创始人——特罗尔 景观的基本特征 1、景观是由异质性的土地单元组成的镶嵌体，即生态系统的聚合。 2、景观由相互作用和相互影响的生态系统组成 3、景观是处于生态系统之上、区域之下的中等尺度的空间实体 4、景观具有一定自然和文化特征 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对应 渗透理论用以描述胶体和玻璃类物质的物理特性，并逐渐成为研究流体在聚合材料媒介中运动的理论基础 斑块的类型环境资源斑块、干扰斑块、残存斑块、引入斑块 按廊道的结构和性质划分线状廊道带状廊道河流廊道 廊道的功能资源功能通道功能屏障功能、防护功能美学功能 廊道的双重性质 1、廊道将景观不同部分隔离开。 2、廊道又将景观不同部分连接起来，这两方面的性质是矛盾的 基质的判定标准 1、相对面积通常基质的面积超过现存的任何其他景观要素类型的总面积，或者说基质的面积应占总面积的50%以上，在异质性很强的镶嵌景观中，可能任何一种要素的面积都在50%以下，这时就应考虑其他判别标准。 2、连通性假如景观的某一要素连接的较为完好，并环绕所有其他现存景观要素时，可以认为这一要素是基质。因此，基质是景观中连通性最好的景观要素。 3、动态控制当相对面积和连通性两个因素难以对景观基质进行判别时，考察某种景观对当地生态环境的控制作用尤为重要。动态控制是一个功能指标，即景观要素对景观动态的控制程度。 孔隙度是景观内具有闭合边界的斑块密度的量度，指单位面积上具有闭合边界的斑块数目景观边界是在特定时空尺度下相对均质的景观要素之间所存在的异质性过渡区域。 景观边界的特征异质性动态性宏观性尺度性 生态交错带是相邻生态系统之间的过渡带，往往也是尺度较大的不同景观类型之间的边界地带，如沙漠边缘、海陆交错带、山地与平原的交错地带等。
景观生态学概念与理论 邬建国 (美国亚利桑那州立大学生命科学系) Landscape Ecology - Concepts and Theories. Wu Jianguo ( Department of L if e Sciences , A rizona S tate University West , PO Box 37100 , Phoenix , A Z 85069 - 7100) . Chinese Journal of Ecolo2 gy ,2000 ,19 (1) :42 - 52. Landscape ecology is an interdisciplinary field that has been rapidly developing in the past few decades. New ideas and perspectives that emphasize spatial heterogeneity , hierarchical linkages , and interactions between pattern , process , and scale have given the field an unique and significant identity. This paper is intended to review and synthesize the recent advances in landscape ecology , presenting a set of core concepts and theories , which include scale , pattern - process , spatial het2 erogeneity , edge effect , hierarchy theory , patch dynamics , patch - corridor - matrix model , island biogeographic theory , metapopulation theory , landscape connectivity , neutral models , and percola2 tion theory. Key words : landscape ecology , scale , pattern and process , spatial heterogeneity , hierarchy theory , edge effect , patch dynamics , metapopulation theory , landscape connectivity. 作者简介:邬建国,博士。美国亚利桑那州立大学生 命科学系教授。 现代景观生态学是一门新兴的、正在 深入开拓和迅速发展的学科。因此,不但 欧洲和北美的景观生态学有显著不同,就 是在北美景观生态学短暂的发展进程中也 逐渐形成了不同的观点和论说。概括地 说,景观生态学研究的重点主要集中在下 列几个方面,即:空间异质性或格局的形成 及动态;空间异质性与生态学过程的相互 作用;景观的等级结构特征;格局- 过程- 尺度之间的相互关系;人类活动与景观结 构,功能的反馈关系以及景观异质性(或多 样性) 的维持和管理[1～6 ] 。反映这些研究 重点的主要景观生态学概念和理论是什么 呢? 本文拟在总结该学科最近20 多年来 的发展的基础上,概括地阐述其中的一些 主要概念和理论(图2) 。 1 景观和景观生态学 有关景观的定义,有多种表述,但一般 讲是指反映内陆地形地貌景色的图象,诸 如草原、森林、山脉、湖泊等;或是某一地理 区域的综合地形特征;或者是人们放眼所 映获的自然景色。而生态学中,景观的定 义可概括为狭义和广义两种。狭义景观是 指几十公里至几百公里范围内,由不同生
5 景观生态分类与评价 景观生态分类与评价既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，是景观生态学理论与应用研究的纽带。 5.1景观生态分类 5.1.1土地分类方法评价 科学的土地分类始于20世纪30年代。当时的德、苏、英、美等国都开展了比较广泛的土地和景观研究。经过60多年的发展，土地分类内容不断扩展，方法层出不穷，现存的各种土地分类中，就其对土地内在属性认识的差异，选择分类的指标和要素不同，大致可以划分为发生法、景观法和景观生态法3种。
发生法是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。 景观法是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。 景观生态分类主要特点是在景观法中叠加了发生法的优点，旨在得到一种更为综合和实用的土地分类。
5.1.2 景观生态分类 景观生态分类实际就是从功能着眼，从结构着手，对景观生态系统类型的划分。通过分类系统的建立，全面反映一定区域景观的空间分异和组织关联，揭示其空间结构与生态功能特征，以此作为景观生态评价和规划管理的基础。 1）景观生态分类的目的和特点： 就在于综合反映景观的形态和发生两方面特征。一般地，在单元确定中，以功能关联为基础；在类群归并中，以空间形态作指标。
2）景观生态分类的内容 对单元空间范围的界定和等级水平的确定，是景观生态分类的主要部分。 在个体单元确定的基础上，依据一定的发生特征及其指标，对所及层次单元进行类群归并，是景观生态分类的另一重要部分。 5.1.3 景观生态分类体系与指标选取 根据景观生态分类的特征及指标选取，分类体系的建立宜采取功能与结构双系列制。
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。（等级系统的目的：将复杂的系统简单化） 12、空间异质性概念：指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性和复杂性。 景观异质性概念：是景观尺度上景观要素组成和空间结构上的变异性和复杂性。 13、景观异质性的意义：1）它决定着景观的整体生产力、承载力、抗干扰能力、恢复能力，决定着景观的生物多样性；2）提高景观对干扰的扩散阻力，缓解某些灾害性干扰对景观稳定性的威胁，增加其稳定性。 14、尺度概念：指在研究某一物体或现象对所采用的时间和空间单位，同时又可指某一现象或过程在空间或时间上所涉及的范围。 15、尺度往往以粒度和幅度来表达。
一、名词解释 1 景观多样性景观多样性就是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性。它反映了景观的复杂程度，是对景观水平上生物组成多样性程度的表征。 2 生态交错带 生态交错带也叫生态过渡带，它是指生态系统中，不同物质能量体系、结构功能体系之间形成的界面。即两个不同的生态系统之间的过渡地带 3 环境资源斑块 斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。 环境资源斑块是由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起。 4尺度外推 利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其它尺度上的特征，或者通过在多尺度上的研究探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程；简而言之，尺度转换即为尺度信息转换。包括尺度上推（scaling up）和尺度下推（scaling down）。 5边缘效应斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡，这就是通常所说的边缘效应。 6引入斑块人类将生物引进一个地区，就产生了引进斑块，分为种植斑块聚居地 7 景观空间格局主要指空间格局，包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。如不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。 8廊道与本底有所区别的一条带状土地,可以看作是一个线状或带状的斑块 二、填空题 1 景观的概念（美学，地理学，景观生态学三个方面） 美学上的意义：景观没有明确的空间界限，主要突出一种综合直观的视觉感受。 地理学上的理解：认为景观是由气候、水文、土壤、植被等自然要素以及文化现象组成的地理综合体。 景观生态学对景观的理解：景观是指土地及土地上的空间和物质所构成的综合体 2 景观生态学研究的对象作为复合生态系统的景观 景观生态学研究的内容（1）景观结构（2）景观功能（3）景观动态变化（4）景观规划与管理 3 尺度的分类空间尺度时间尺度组织尺度 4 景观空间格局的形式规则或均匀分布格局聚集（团聚）型分布格局 线状格局平行格局特定的组合或空间联结格局 5 景观要素流动的媒介物风水飞行动物地面动物人 6 景观按人为干扰状况可分为哪五类 天然景观管理景观农田景观城郊景观城市景观 7 影响景观形成的主要因素：气候地质地貌土壤植被干扰 8 景观元素的三种类型1 斑块 2 走廊 3 基质 9 廊道的两种类型线状廊道带状廊道 三、简答题 1什么是景观生态学 景观生态学是一门新兴的多学科之间交叉的学科，它的主体是地理学与生态学之间的交叉。景观生态学以整个景观为对象，通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输和交换，通过生物与非生物以及人类之间的相互作用与转化，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理、研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护 2什么是景观异质性和景观多样性的生态学意义 异质性：景观内部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性或非随机性特征 景观的多样性的意义Ａ、保证物种和遗传多样性。Ｂ、使景观的总体生产力达到最高水平。Ｃ、景观功能稳定性。 3干扰的概念，举例说明常见的干扰现象 干扰：是一个偶然发生的不可预知的事件，是发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。 常见的干扰现象 1）火干扰 2）放牧3）土壤物理干扰：土地的翻耕和平整等。 4）土壤施肥 5）践踏 6）外来物种入侵 7）人类干扰4景观生态的功能一般表现在那些方面 1）生态系统的生态功能（包括生态系统的产品及生物多样性的维持） 2）生态系统的基本功能（包括传粉、传播种子、生物防治、土壤形成）3）生态系统的环境效益（包括减缓干旱和洪涝灾害、调节气候、净化空气等）4）生态系统的娱乐功能（休闲、娱乐、文化、美学） 5景观生态学的发展趋势（1）三个研究方向 静态研究：着重对特定景观的结构和在一定结构控制下的功能进行研究，描述景观的特定状态，揭示景观格局与景观生态功能之间的关系，阐明不同景观要素之间的相互影响和制约关系。具体包括景观生态分类与制图、景观特征与格局分析、景观要素之间的相互作用、景观中人类或其他物种的活动方式、景观格局对物种行为的影响等。 动态研究：对特定景观的动态变化历史过程、趋势及其控制机制进行研究，揭示景观演化的过程和规律，阐明景观变化的基本控制因素和控制机理，建立景观动态模型，预测景观动态变化趋势，为指定景观管理与控制技术突击提供理论基础。主要包括景观格局动态演化过程和规律研究、景观动态模型的建立和景观动态预测、景观稳定性与可持续发展等。 应用研究：是在静态研究与动态研究的基础上，为人类合理利用、开发、管理与保护和建设景观而制定规划、设计及其实施技术和实践活动。主要包括景观生态保护、景观生态恢复、景观生态管理、景观生态建设等。 （2）景观生态学的整合3个研究方向的整合时空尺度的匹配 多学科的整合要求地理学、生态学、经济、社会学、规划设计与管理等学科的整合。 三者的结合指景观生态学研究者、景观管理决策者和景观利用者三者之间的整合。
景观生态学的起源与发展 贾宝全杨洁泉 景观生态学是本世纪70年代以后蓬勃发展起来的一门新兴的交叉学科。它以生态学理论框架为依托，吸收现代地理学和系统科学之所长，研究景观和区域尺度的资源、环境经营与管理问题，具有综合整体性和宏观区域性特色，并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究见长（肖笃宁等，1997)。自80年代后期以来，逐渐成为世界上资源、环境、生态方面研究的一个热点。现在普遍的看法是，这门新兴学科是地理学与生态学相互结合的产物。要想能够对其来龙去脉有更全面的了解，这就必然要涉及以上两门学科中的一些相关思想的发展。地理学中，由于其学科跨度很大，并不是每一分支都与现代景观生态学有着直接的必然联系。对景观生态学的发生、发展意义重大的仅是其中的综合自然地理学，其中与景观学的关系更为直接和密切。 1 景观学的发展历史 地理学中的景观学产生于德国，19世纪末叶，由近代地理学的创始人之一、德国的洪堡（Alexander Von Humboldt）将景观的概念引入地理学中，他认为景观的地理学含义是"一个地理区域的总体特征"。作为一门研究景观形成、演变和特征学科的景观学产生于19世纪后期至20世纪初期。德国地理学家Seigfried Passarge 于1919―1920年出版了三卷本《景观学基础》之后，又于1921―1930年出版了四卷本的《比较景观学》。在这两部著作中，他认为景观是相关要素的复合体，并系统地提出了全球范围内景观分类、分级的原理；并认为划分景观的最好标志是植被，同时，他还提出了城市景观的概念。作为景观学说的提出者之一的德国人文地理学家Otto Schluter 于本世纪初发表了《人类地理学的目的》一书，在该书中他提出了文化景观形态学和景观研究是地理学的主题的观点。在1952-1958年间先后完成的三卷本《早期中欧聚落区域》一书中，他提出了自然景观与人文景观的区别，并最早把人类创造景观的活动提到了方法论原理上来。其实有关人文景观的思想，早在1925年即在美国人文地理学家Carl Sauer的《景观的形态》一书中得到了反映，在该书中，Sauer 提出应重视不同文化对景观的影响，认为解释文化景观是人文地理学研究的核心（中国大百科全书地理卷，1990）。自本世纪30年代以后，又出现了一个景观学研究的中心，这就是前苏联的景观学研究。其代表人物为贝尔格。他于1913年即提出，景观是地形形态的一定的、有规律地重复的综合体或群体这一概念。1931年，贝尔格的巨著《苏联景观地理地带》一书出版，该书是苏联系统阐述景观学原理的第一次尝试。在该书中他进一步明确和补充了1913年所下的景观定义，提出了景观的例子，研究了景观与其组成成份之间的相互作用，谈到了景观的发展与起源问题。由于贝尔格等最初的景观研究者们，没有赋于景观任何分级的意义，而把它看成是任何的地理单元，即把它用作是"地理综合体"的同义词，因此，在以后的研究当中，出现了一些自相矛盾或不好理解的东西，为此，许多后继的研究者们，针对这些缺陷做了许多研究工作，以致于形成了苏联景观研究的两大学派：类型学派和区域学派。类型学派的代表人物主要有M.A.别尔乌辛等，而区域学派的代表人物主要有拉孟斯基、C.D.卡列斯尼克、H.A.宋采夫、伊萨钦科等，而尤以区域学派的影响为甚。H.A.宋采夫1947年在全苏第二次地理学代表大会上关于景观问题的报告，被认为是继拉孟斯基、卡列斯尼克、苏卡乔夫等人之后，对景观学说的第一个巨大贡献。在这一报告及其以后的著作中他给了景观一个新的、更为确切的定义：景观是具有同类地质基础和相同的一般气候的、发生上一致的地域，这是由几个或许多部分―限区―组成，后者在景观范围内形成有规律的结合。之后，又有许多地理学家在相当多的著作中对景观学说进行阐述。尤其值得一提的是波雷诺夫和彼列尔曼的工作。他们奠定了景观地球化学的基础，他们主要研究景观中化学元素的迁移，形成了苏联又一个景观学研究方向―景观地球化学研究方向（伊萨钦科等，1962；贝尔格等，1964）。