景觀生態學理論
景觀生態學在生物多樣性保護中的作用
生物多樣性是人類賴以生存的物質基礎,隨著人類的發展,生物多樣性受到了嚴重的威脅,並得到全世界的關注。多樣性保護的途徑主要分為兩個,一個是以物種為中心的傳統保護途徑,另一個是以生態系統為中心的景觀生態保護途徑。景觀生態學的發展為生物多樣性的保護提供了新的理論與方法。本文論述了生物多樣性保護中景觀生態學原理的運用,並簡要介紹了目前景觀生態學在生物多樣性保護中的作用,旨在為生物多樣性的保護提供理論依據。
引言
生物多樣性是地球上生命經過幾十億年發展進化的結果,是全球的寶貴財富,是人類賴以生存的物質基礎,也是構成人類生存的生物圈環境。隨著人口的迅速增長,人類經濟活動的不斷加劇,尤其是盲目地大量的向自然界索取生物資源,作為人類生存最為重要的基礎--生物多樣性受到了嚴重的威脅。生物多樣性問題已不再僅僅是科學家關心研究的問題了,它已引起國際社會和多國政府的廣泛關注[1~4]。
生物多樣性表現在生命系統的各個組織水平,即從基因到生態系統。各個組織水平的多樣性都是十分重要的。不同水平的生物多樣性是緊密聯系、不可分割的[5]。
景觀生態學是一門新興的、正在深入開拓和迅速發展的學科,與傳統生態學研究相比,景觀生態學明確強調空間異質性、等級結構和尺度在研究生態學格局和過程中的重要性以及人類活動對生態學系統的影響,尤其突出空間結構和生態過程在多個尺度上的相互作用。就生物多樣性保護而言,景觀生態學注重景觀多樣性與生物個體行為、種群、群落動態及生態系統在不同時空尺度上的作用[6]。強調景觀空間格局、生態過程與尺度之間的相互作用是景觀生態學的核心所在[7]。
生物多樣性研究主要有兩條途徑[6,8~10],一是從遺傳多樣性、物種多樣性等底層開始的「Bottom-up」的途徑,這種研究途徑強調系統的組分作用,利於揭示自然狀況下生物多樣性發生、維持、喪失的微觀機制,但往往忽略人為干擾等外部環境的作用。目前人類活動通過直接或間接作用,對種群、生態系統等各層次生物系統均造成巨大影響,生物多樣性的喪失、物種絕滅早已不是自然界正常演化過程的結果。因此,生物多樣性保護應特別重視另一條「Top-down」的研究途徑,這種途徑將人為干擾看作生物多樣性喪失的主要因素,強調人為干擾下景觀格局的改變對遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性的影響,並據此制定相應的生物保護戰略,這正是景觀生態學所側重的研究途徑。
1生物多樣性保護中運用的景觀生態學原理
在生物多樣性保護中運用到的景觀生態學基本原理主要有:斑塊-廊道-基質理論;等級斑塊動態和復合種群理論;景觀異質性與景觀多樣性;景觀連接度、連通性及滲透理論;干擾理論等[7,11~14]。
1.1斑塊-廊道-基質理論
景觀是一個由不同生態系統以相似方式重復出現的異質性陸地區域。按照在景觀中的地位和形狀,景觀要素可以分為斑塊、廊道、基質三種類型。
1.1.1斑塊斑塊是指與周圍環境在外貌或性質上不同,但又具有一定內部均質性的空間部分。其大小、類型、形狀、邊界、位置、數目、動態以及內部均質程度對生物多樣性保護都有特定的生態學意義。
斑塊大小不僅影響物種的分布和生產力水平,還影響能量和養分的分布,決定斑塊甚至整個景觀的生態功能。最優景觀是由幾個大型自然植被斑塊組成,並與眾多分散在基質中的小斑塊相連,形成一個有機的景觀整體。斑塊類型對物種動態的影響是非常明顯的,它通過影響某一特定的物種從斑塊中遷入或消失,來影響該物種在該斑塊中的種群數量和豐富度,進而影響物種的多樣性。斑塊的形狀在影響生物多樣性方面與面積同等重要,對生態學過程和各種功能流有重要的影響。斑塊形狀主要通過影響斑塊與基質或其他斑塊間的物質和能量的交換而影響斑塊內的物種多樣性。圓型斑塊物種多樣性可望較高,而長條形斑塊易於促進斑塊與周圍環境物質、能量、生物方面的交換。一般而言,兩個大型的自然斑塊是保護某一物種的最低斑塊數目,4~5個同類型斑塊對維持物種的長期健康與安全較為理想。此外,斑塊的邊緣效應是造成不同形狀斑塊中生態學差異的最重要原因。在相同的面積下,內部面積與邊緣面積之比,圓形的大於矩形的,細長斑塊的比最低。所以在景觀規劃中應綜合考慮斑塊的形狀、大小、數量以及其產生的邊緣效應等因素,從而得出最優方案。
1.1.2廊道廊道是指與基質有明顯不同的狹帶狀地,是具有通道或屏障功能的景觀要素,是聯系斑塊的重要橋梁和紐帶。廊道在很大程度上影響著斑塊間的連通性,也在很大程度上影響著斑塊間物種、營養物質、能量的交換和基因交換。
Ⅱ 景觀生態學的理論基礎有哪些相關學科
(一)景觀結構和功能原理(landscape structure and function principle):在景觀尺度上,每一獨立的生態系統(或景觀生態元素)可看作是一寬廣的斑塊,狹窄的廊道或基質。生態學對象在景觀生態元素間是異質分布的。景觀生態元素的大小,形狀,數目,類型和結構是反覆變化的,其空間分布由景觀結構所決定。
(二)生物多樣性原理(biodiversity principle):景觀異質性程度高,造成斑塊及其內部環境的物種減少,同時也增加了邊緣物種的豐度。
(三)物種流動原理(species flow principle):景觀結構和物種流動是反饋環中的鏈環。在自然或人類干擾形成的景觀生態元素中,當干擾區有利於外來種傳播時,會造成敏感物種分布的的減少。
(四)養分再分配原理(nutrient redistribution principle):礦質養分可以在一個景觀中流入和流出,或被風,水及動物從景觀的一個生態系統到另一個生態系統重新分配。
(五)能量流動原理(energy flow principle):空間異質性增加,會使各種景觀生態元素的邊界有更多能量的流動。
(六)景觀變化原理(landscape change principle):在景觀中,適度的干擾常常可建立更多的嵌塊或廊道,增加景觀異質性;當無干擾時,景觀內部趨於均質性;強烈干擾可增加亦可減少異質性。
(七)景觀穩定性原理(landscape stability principle):景觀穩定性起因於景觀干擾的抗性和干擾後復原的能力。
Ⅲ 景觀生態學的概念
景觀生態學 (landscape ecology)是在1939 年由德國地理學家C. 特洛爾提出的。它是以整個景觀為對象,通過物質流、能量流、信息流與價值流在地球表層的傳輸和交換,通過生物與非生物以及與人類之間的相互作用與轉化,運用生態系統原理和系統方法研究景觀結構和功能、景觀動態變化以及相互作用機理、研究景觀的美化格局、優化結構、合理利用和保護的學科。是一門新興的多學科之間交叉學科,主體是生態學和地理學。
如今,景觀生態學的研究焦點是在較大的空間和時間尺度上生態系統的空間格局和生態過程。Risser等(1984)認為景觀生態學研究具體包括:景觀空間異質性的發展和動態;異質性景觀的相互作用和變化;空間異質性對生物和非生物過程的影響;空間異質性的管理。景觀生態學的理論發展突出體現其對異質景觀格局和過程的關系,以及它們在不同時間和空間尺度上相互作用的研究。理論研究還包括探討生態過程是否存在控制景觀動態及干擾的臨界值;不同景觀指數與不同時空尺度對生態過程的影間擴散響;景觀格局和生態過程的可預測性;以及等級結構和跨尺度外推。盡管這些都僅是理論雛形,但它們確實給生態學提供了一個新的範式(Paradigm)。按照Kuhn(1970)的科學哲學思想,科學的發展總是不斷地以新的範式替代舊的範式。新範式提出新的理論、新的概念、新的構架、新的思維、新的方法。景觀理論是生態系統理論的新發展。它的新穎之處主要在於景觀理論強調系統的等級結構、空間異質性、時間和空間尺度效應、干擾作用、人類對景觀的影響以及景觀管理。景觀生態學的生命力也在於它直接涉足於城市景觀、農業景觀等人類景觀課題。Naveh和Lieberman(1984)指出:景觀生態學是生物生態學和人類生態學的橋梁。此外,跨尺度上推(Scaling Up)景觀生態學是環球生態學(Global Ecology)的重要一環。
Ⅳ 簡述景觀生態學的重要理論有哪些
1、生態進化與生態演替理論
達爾文提出了生物進化論,主要強調生物進化;海克爾提出生態學概念,強調生物與環境的相互關系,開始有了生物與環境協調進化的思想萌芽。
應該說,真正的生物與環境共同進化思想屬於克里門茨。他的五段演替理論是大時空尺度的生物群落與生態環境共同進化的生態演替進化論,突出了整體、綜合、協調、穩定、保護的大生態學觀點。
2、、景觀異質性與異質共生理論
景觀異質性的理論內涵是:景觀組分和要素,如基質、鑲塊體、廊道、動物、植物、生物量、熱能、水分、空氣、礦質養分等等,在景觀中總是不均勻分布的。由於生物不斷進化,物質和能量不斷流動,干擾不斷,因此景觀永遠也達不到同質性的要求。
(4)景觀生態學理論擴展閱讀
主要表現:
第一是從景觀的直觀景象來認識。這是景觀的最原始和最普通概念,它主要應用於景觀建築學,這里寓有美學因素。盡管現代景觀建築學對景觀的理解不限於此,但它依然是景觀建築學的主要目標。
第二是從個體的屬性結構上理解景觀。在地質學、地貌學、土壤學和植被科學中,景觀原理用以說明個體各屬性在地表的結構格局,這個屬性是這些學科的研究對象,如岩石、地表形態、土壤個體、植物群落等。地質景觀、地貌景觀、土壤景觀和植被景觀常被用來描述格局。
第三種觀點是景觀為一復合生態系統,這是最為綜合的概念,包括了上述兩種觀點。這種觀點認為:景觀是地球表層自然的、生物的和智能的因素相互作用形成的復合生態系統。景觀這一生態系統有別於一般生態系統,它們有著不同的邊界。
一般生態系統是生物和環境以及生物各種群之間長期相互作用形成的繼往開來整體,著重研究生產者、消費者和環境三者之間的相互關系。而景觀生態系統是地表各自然要素之間以及與人類之間作用、制約所構成的統一整體。
Ⅳ 景觀生態學的起源與發展
地理學中的景觀學產生於德國,19世紀末葉,由近代地理學的創始人之一、德國的洪堡(Alexander Von Humboldt)將景觀的概念引入地理學中,他認為景觀的地理學含義是「一個地理區域的總體特徵」。作為一門研究景觀形成、演變和特徵學科的景觀學產生於19世紀後期至20世紀初期。德國地理學家Seigfried
Passarge 於1919―1920年出版了三卷本《景觀學基礎》之後,又於1921―1930年出版了四卷本的《比較景觀學》。在這兩部著作中,他認為景觀是相關要素的復合體,並系統地提出了全球范圍內景觀分類、分級的原理;並認為劃分景觀的最好標志是植被,同時,他還提出了城市景觀的概念。作為景觀學說的提出者之一的德國人文地理學家Otto Schluter 於本世紀初發表了《人類地理學的目的》一書,在該書中他提出了文化景觀形態學和景觀研究是地理學的主題的觀點。在1952-1958年間先後完成的三卷本《早期中歐聚落區域》一書中,他提出了自然景觀與人文景觀的區別,並最早把人類創造景觀的活動提到了方法論原理上來。其實有關人文景觀的思想,早在1925年即在美國人文地理學家Carl Sauer的《景觀的形態》一書中得到了反映,在該書中,Sauer 提出應重視不同文化對景觀的影響,認為解釋文化景觀是人文地理學研究的核心(中國大網路全書地理卷,1990)。自本世紀30年代以後,又出現了一個景觀學研究的中心,這就是前蘇聯的景觀學研究。其代表人物為貝爾格。他於1913年即提出,景觀是地形形態的一定的、有規律地重復的綜合體或群體這一概念。1931年,貝爾格的巨著《蘇聯景觀地理地帶》一書出版,該書是蘇聯系統闡述景觀學原理的第一次嘗試。在該書中他進一步明確和補充了1913年所下的景觀定義,提出了景觀的例子,研究了景觀與其組成成份之間的相互作用,談到了景觀的發展與起源問題。由於貝爾格等最初的景觀研究者們,沒有賦於景觀任何分級的意義,而把它看成是任何的地理單元,即把它用作是「地理綜合體」的同義詞,因此,在以後的研究當中,出現了一些自相矛盾或不好理解的東西,為此,許多後繼的研究者們,針對這些缺陷做了許多研究工作,以致於形成了蘇聯景觀研究的兩大學派:
類型學派和區域學派。類型學派的代表人物主要有M.A.別爾烏辛等,而區域學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、伊薩欽科等,而尤以區域學派的影響為甚。H.A.宋采夫1947年在全蘇第二次地理學代表大會上關於景觀問題的報告,被認為是繼拉孟斯基、卡列斯尼克、蘇卡喬夫等人之後,對景觀學說的第一個巨大貢獻。在這一報告及其以後的著作中他給了景觀一個新的、更為確切的定義:景觀是具有同類地質基礎和相同的一般氣候的、發生上一致的地域,這是由幾個或許多部分―限區―組成,後者在景觀范圍內形成有規律的結合。之後,又有許多地理學家在相當多的著作中對景觀學說進行闡述。尤其值得一提的是波雷諾夫和彼列爾曼的工作。他們奠定了景觀地球化學的基礎,他們主要研究景觀中化學元素的遷移,形成了蘇聯又一個景觀學研究方向―景觀地球化學研究方向(伊薩欽科等,1962;貝爾格等,1964)。
現代景觀學研究向兩個方向發展,一個方向是強調分析研究和綜合研究相結合,分析研究通過對景觀各個組成成分及其相互關系的研究去解釋景觀的特徵,綜合研究則強調研究景觀的整體特徵,這一方向的景觀學相當於綜合自然地理;另一個方向是研究景觀內部的土地結構,探討如何合理開發利用、治理和保護景觀。這一研究在蘇聯發展為景觀形態學,在中國則稱為土地類型學(中國大網路全書-地理卷,1990)。
地理學是研究地球表面自然現象以及它們之間相互關系和區域分異的科學,作為其分支的景觀學當然也不例外。它們主要側重於地理綜合體空間水平方向的規律與綜合研究。現代科學的發展要求從功能上去研究結構,只有如此,才能深入認識事物內部的規律,而這正是地理學所面臨的困難之所在。 生態學一詞是由德國生物學家海克爾(Erst Haeckel)於1866年在《有機體普通形態學》一書中首次提出來的,約從1900年開始,生態學才被公認為生物學中的一個獨立領域(奧德姆,1981)。從一開始起,它就把生物與環境及生物與生物之間的相互關系作為最主要的研究內容而一直延續至今。按其發展歷程,可把生態學的發展概括為三個階段:萌芽期、成長期和現代生態學的發展期。生態學的萌芽期大約由公元前2000年到公元14-16世紀歐洲文藝復興時期。這一時期以古代思想家、農學家對生物與環境相互關系的描述為主,以樸素的整體觀為其特點,如亞里士多德對動物棲息地的描述與按主要棲息地對動物類群的劃分;Empedocles 對植物營養與環境關系的關注等等。從公元15世紀到20世紀40年代,可以說是生態學的成長期,在這一階段奠定了生態學許多基本概念、理論和研究方法。例如Boyle(1627-1691) 的低壓對動物效應的研究,Bufon(1707-1788)對積溫與昆蟲發育的研究;Humboldt(1769-1859) 結合氣候與地理因素的影響,而對物種分布規律的描述;Malthus於1798年發表的《人口原理》,Liebig營養最小定律(1840)、Clements的頂極群落概念、Tansley的生態系統理論、Gause的競爭排斥假說以及J.Grinell、C.Elton、G.E.Hutchinson的生態位理論,Lindeman(1942年)的十分之一定律等等。這一時期可以說是生態學建立、理論形成、生物種群和群落由定性向定量描述、生態學實驗方法發展的輝煌時期。從20世紀50年代以來,可稱之為現代生態學的發展期。在這一階段,生態學不斷地吸收相關學科,如物理、數學、化學、工程等的研究成果,逐漸向精確方向前進,並形成了自己的理論體系。這一階段生態學發展具有以下特點:一是整體觀的發展,二是研究對象的多層次性更加明顯,三是生態學研究的國際性,四是生態學在理論、應用和研究方法各個方面獲得了全面的發展(國家自然科學基金委員會,1997)。目前,生態學的發展正朝著綜合化、交叉化方向發展;其研究對象亦從自然生態向人工生態轉變;研究尺度從中尺度向宏觀與微觀兩個方面擴展。
需要說明的是,景觀學與生態學是各自獨立地平行發展的。生態學的研究尺度主要集中於生態系統及其以下的群落、種群等水平,側重於系統功能上的探討。但在處理生態系統以上尺度的問題時,又顯得乏力,因而迫切需要從其它學科中吸收營養。正是現代景觀學與現代生態學各自本身的局限性以及發展需求的互補性,才促使了這二門學科的結合,正是這一結合才誕生了今日的景觀生態學。 景觀生態學一詞是德國著名的地植物學家C.特羅爾(C.Troll)於1939年在利用航空照片研究東非土地利用問題時提出來的。從一開始,Troll就認為:「景觀生態學的概念是由兩種科學思想結合而產生出來的,一種是地理學的(景觀),另一種是生物學的(生態學)。景觀生態學表示支配一個區域不同地域單元的自然-生物綜合體的相互關系的分析」(Troll,1983)。後來,Troll對前述概念又作了進一步的解釋,即景觀生態學表示景觀某一地段上生物群落與環境間主要的、綜合的、因果關系的研究,這些研究可以從明確的分布組合(景觀鑲嵌,景觀組合)和各種大小不同等級的自然區劃表示出來(C.Troll,1984)。在提出概念的同時,特羅爾亦認為,景觀生態學不是一門新的科學或是科學的新分支,而是綜合研究的特殊觀點(Troll,1983)。隨後,由於第二次世界大戰的爆發,景觀生態學研究處於停頓狀態。二戰以後,由於全球性的人口、糧食、環境問題的日益嚴重,也正是由於這些問題的產生,才使得生態學一詞開始成為了一個家喻戶曉的詞彙,也大大促進了生態學的普及工作。同時,為了解決這些問題,許多國家都開展了土地資源的調查、研究和開發與利用,從而出現了以土地為主要研究對象的景觀生態學研究熱潮。在這一時期至80年代初這段時間內,中歐成為了景觀生態學研究的主要地區,而德國、荷蘭和捷克斯洛伐克又是景觀生態學研究的中心。德國在這時建立了多個以景觀生態學為任務或是採用景觀生態學觀點、方法進行各項研究的機構。1968年又舉行了德國的「第一次景觀生態學國際學術討論會」。同時,在德國的一些主要大學設立了景觀生態學及有關領域的專門講座。這些工作對景觀生態學的發展起了很大的作用。同一時期,景觀生態學在荷蘭亦發展很快。I.
S.Zonneveld利用航片、衛片解譯方法,從事景觀生態學研究,C.G.Leeuwen等人發展了自然保護區和景觀生態學管理的理論基礎和實踐准則。而捷克斯洛伐克的景觀生態研究亦很有自己的特點。該國較早地成立了自己的景觀生態協會,在捷克科學院內,亦設立有景觀生態學研究所,而且Ruzicka倡導的「景觀生態規劃」(LANDEP)已形成了自己的一套完整方法體系,在區域經濟規劃和國土規劃中發揮了巨大作用(陳昌篤等,1991)。
進入80年代以後,景觀生態學才真正意義上實現了全球性的研究熱潮。影響這一熱潮的主要事件有二個,一個是1981年在荷蘭舉行的「第一屆國際景觀生態學大會」及1982年「國際景觀生態學協會」的成立;另一個是美國景觀生態學派的崛起。「國際景觀生態學協會」的成立,使廣大從事這一領域研究的人員從此有了一個組織,使得其國際性交流成為可能。1984年,Z.Naveh和Lieberman出版了他們的景觀生態學專著《景觀生態學:理論與應用》,該書是世界范圍內該領域的第一本專著。而美國景觀生態學派的崛起,大大擴展了景觀生態學研究的領域,特別是R.T.T.forman和M.Godron於1986年出版了作為教科書的《景觀生態學》一書,該書的出版對於景觀生態學理論研究與景觀生態學知識的普及作出了極大的貢獻。1987出版了國際性雜志《景觀生態學》,使得景觀生態學研究人員從此有了獨立發表自己研究成果、進行學術思想交流的園地。進入90年代以後,景觀生態學研究更是進入了一個蓬勃發展的時期,一方面研究的全球普及化得到了提高,另一方面,該領域的學術專著數量空前。據肖篤寧的統計,從1990年到1996年的短短7年內,景觀生態學外文專著即達12本之多(國際景觀生態學會中國分會通訊,1996,1)。其中影響較大的有M. G. Turner和R.H.Gardner 主編的《景觀生態學的定量方法》一書(1990)和R.T.T.forman的《土地鑲嵌-景觀與區域的生態學》(1995)以及I.S.Zonneveld的《土地生態學》。《景觀生態學的定量方法》一書對景觀生態學的研究的進一步定量化起了很大的促進作用;而在《土地鑲嵌―景觀與區域的生態學》一書中,一方面更系統、全面、詳盡地總結了景觀生態學的最新研究進展,另一方面還就土地規劃與管理的景觀生態應用研究進行了闡述,更重要的是,作者結合持續發展的觀點,從景觀尺度討論了創造可持續環境等具有前沿性的問題。就以上所述的北美學派和歐洲學派而言,盡管他們都是在從事景觀生態學研究工作,但二者之間所存在的差別還是相當大的。這主要體現於兩個方面,首先,景觀生態學在歐洲學派中是一門應用性很強的學科,它與規劃、管理和政府有著密切的和明確的關系;北美學派雖也有應用的方面,但它更大的興趣在於景觀格局和功能等基本問題上,並不是都結合到任何具體的應用方面。其次,歐洲學派主要側重於人類占優勢的景觀;而北美學派同時對研究原始狀態的景觀也有著濃厚的興趣(陳昌篤,1991)。
現在,隨著遙感、地理信息系統(GIS)等技術的發展與日益普及,以及現代學科交叉、融合的發展態勢,景觀生態學正在各行各業的宏觀研究領域中以前所未有的速度得到接受和普及。 達爾文提出了生物進化論,主要強調生物進化;海克爾提出生態學概念,強調生物與環境的相互關系,開始有了生物與環境協調進化的思想萌芽。應該說,真正的生物與環境共同進化思想屬於克里門茨。他的五段演替理論是大時空尺度的生物群落與生態環境共同進化的生態演替進化論,突出了整體、綜合、協調、穩定、保護的大生態學觀點。坦斯里提出生態系統學說以後,生態學研究重點轉向對現實系統形態、結構和功能和系統分析,對於系統的起源和未來研究則重視不夠。但就在此時,特羅爾卻接受和發展了克里門茨的頂極學說而明確提出景觀演替概念。他認為植被的演替,同時也是土壤、土壤水、土壤氣候和小氣候的演替,這就意味著各種地理因素之間相互作用的連續順序,換句話說,也就是景觀演替。毫無疑問,特羅爾的景觀演替思想和克里門茨演替理論不但一致,而且綜合單頂極和多頂極理論成果發展了生態演替進化理論。
生態演替進化是景觀生態學的一個主導性基礎理論,現代景觀生態學的許多理論原則如景觀可變性、景觀穩定性與動態平衡性等,其基礎思想都起源於生態演替進化理論,如何深化發展這個理論,是景觀生態學基礎理論研究中的一個重要課題。 空間分異性是一個經典地理學理論,有人稱之為地理學第一定律,而生態學也把區域分異作為其三個基本原則之一。生物多樣性理論不但是生物進化論概念,而且也是一個生物分布多樣化的生物地理學概念。二者不但是相關的,而且有綜合發展為一條景觀生態學理論原則的趨勢。
地理空間分異實質是一個表述分異運動的概念。首先是圈層分異;其次是海陸分異;再次是大陸與大洋的地域分異等。地理學通常把地理分異分為地帶性、地區性、區域性、地方性、局部性、微域性等若干級別。生物多樣性是適應環境分異性的結果,因此,空間分異性生物多樣化是同一運動的不同理論表述。
景觀具有空間分異性和生物多樣性效應,由此派生出具體的景觀生態系統原理,如景觀結構功能的相關性,能流、物流和物種流的多樣性等。 島嶼生物地理理論是研究島嶼物種組成、數量及其他變化過程中形成的。達爾文考察海島生物時,就指出海島物種稀少,成分特殊,變異很大,特化和進化突出。以後的研究進一步注意島嶼面積與物種組成和種群數量的關系,提出了島嶼面積是決定物種數量的最主要因子的論點。1962年,Preston最早提出島嶼理論的數學模型。後來又有不少學者修改和完善了這個模型,並和最小面積概念(空間最小面積、抗性最小面積、繁殖最小面積)結合起來,形成了一個更有方法論意義的理論方法。
所謂景觀空間結構,實質上就是鑲嵌結構。生態系統學也承認系統結構的鑲嵌性,但因強調系統統一性而忽視了鑲嵌結構的異質性。景觀生態學是在強調異質性的基礎上表述、解釋和應用鑲嵌性的。事實上,景觀鑲嵌結構概念主要來自孤立島農業區位論和島嶼生物地理研究。但對景觀鑲嵌結構表述更實在、更直觀、更有啟發意義的還是島嶼生物地理學研究。 現代化學分支學科中與景觀生態學研究關系密切的有環境化學、生物地球化學、景觀地球化學和化學生態學等。
B.E.維爾納茨基創始的生物地球化學主要研究化學元素的生物地球化學循環、平衡、變異以及生物地球化學效應等宏觀系統整體化學運動規律。以後派生出水文地球化學、土壤地球化學、環境地球化學等。波雷諾夫進而提出景觀地球化學、科瓦爾斯基更進一步提出地球化學生態學,這就為景觀生態化學的產生奠定了基礎。
景觀生態化學理應是景觀生態學的重要基礎學科,在以上相關理論的基礎上,綜合景觀生態學研究實踐,景觀生態化學日益發揮出自己的影響。 景觀生態建設具有更明確的含義,它是指通過對原有景觀要素的優化組合或引入新的成分,調整或構造新的景觀格局,以增加景觀的異質性和穩定性,從而創造出優於原有景觀生態系統的經濟和生態效益,形成新的高效、和諧的人工-自然景觀。
生態區位論和區位生態學是生態規劃的重要理論基礎。區位本來是一個競爭優勢空間或最佳位置的概念,因此區位論乃是一種富有方法論意義的空間競爭選擇理論,半個世紀以來一直是占統治地位的經濟地理學主流理論。現代區位論還在向宏觀和微觀兩個方向發展,生態區位論和區位生態學就是特殊區位論發展的兩個重要微觀方向。生態區位論是一種以生態學原理為指導而更好地將生態學、地理學、經濟學、系統學方法統一起來重點研究生態規劃問題的新型區位論,而區位生態學則是具體研究最佳生態區位、最佳生態方法、最佳生態行為、最佳生態效益的經濟地理生態學和生態經濟規劃學。
從生態規劃角度看,所謂生態區位,就是景觀組分、生態單元、經濟要素和生活要求的最佳生態利用配置;生態規劃就是要按生態規律和人類利益統一的要求,貫徹因地制宜、適地適用、適地適產、適地適生、合理布局的原則,通過對環境、資源、交通、產業、技術、人口、管理、資金、市場、效益等生態經濟要素的嚴格生態經濟區位分析與綜合,來合理進行自然資源的開發利用、生產力配置、環境整治和生活安排。因此,生態規劃無疑應該遵守區域原則、生態原則、發展原則、建設原則、優化原則、持續原則、經濟原則等7項基本原則。現在景觀生態學的一個重要任務,就是如何深化景觀生態系統空間結構分析與設計而發展生態區位論和區位生態學的理論和方法,進而有效地規劃、組織和管理區域生態建設。
Ⅵ 景觀生態學理論是誰提出的
景觀生態學 (landscape ecology)是在1939 年由德國地理學家C.特洛爾提出的.
介紹:
景觀生態學是研版究在一個相當大的權區域內,由許多不同生態系統所組成的整體的空間結構,相互作用,協調功能以及動態變化的一門生態學新分支.
景觀在自然等級系統中一般認為是屬於比生態系統高一級的層次。景觀生態學以整個景觀為研究對象,強調空間異質性的維持與發展,生態系統之間的相互作用,大區域生物種群的保護與管理,環境資源的經營管理,以及人類對景觀及其組分的影響。在景觀這個層次上,低層次上的生態學研究可以得到必要的綜合。作為一門學科,景觀生態學是在60年代在歐洲形成的。早期歐洲傳統的景觀生態學主要是區域地理學和植物科學的綜合。土地利用規劃和決策一直是景觀生態學的重要研究內容。景觀生態學直到80年代初才在北美受到重視,但迅速發展成為一門很有生氣的學科。景觀生態學給生態學帶來新的思想和新的研究方法。它已成為當今北美生態學的前沿學科之一。
Ⅶ 景觀生態學原理及應用的目錄
前言
第一章 景觀生態學的概念及發展
一、景觀與景觀生態學
(一)景觀
(二)景觀生態學
二、景觀生態學的發展
(一)景觀綜合思想的萌芽
(二)景觀生態學學科思想的鞏固
(三)景觀生態學的科初創
(四)景觀生態學的全面發展
三、景觀生態學的展望
(一)景觀生態學基本理論與範式研究
(二)新技術和方法的應用
(三)面向實際問題,拓展應用領域
參考文獻
第二章 景觀生態學的理論基礎
一、系統論與景觀生態學
(一)系統論
(二)景觀生態學與系統論的關系
二、自然等級理論與尺度效應
(一)自然等級理論
(二)尺度效應
三、島嶼生物地理學理論與異質種群
(一)島嶼生物地理學理論
(二)異質種群
(三)異質種群與島嶼生物地理學
四、滲透理論
五、地域分異規律
六、景觀生態學的一般原理與核心概念
(一)景觀生態學的一般原理
(二)景觀生態學的核心概念
參考文獻
第三章 景觀結構
一、景觀發育
二、斑塊
(一)斑塊起源
(二)斑塊大小
(三)斑塊形狀
(四)斑塊鑲嵌
(五)斑塊化與斑塊動態
三、廊道
(一)廊道起源
(二)廊道結構特徵
(三)廊道分類
四、基質
(一)基質的判定
(二)孔隙度和邊界形狀
五、景觀異質性
六、景觀空間格局
(一)斑塊、廊道和基質的構型
(二)景觀構型的確定
(三)景觀對比度
(四)景觀粒徑
(五)附加結構
七、網路
(一)廊道網路
(二)斑塊網路
八、生態交錯帶
(一)邊緣效應
(二)生態交錯帶
參考文獻
第四章 景觀生態過程
一、干擾與景觀格局演變
(一)干擾類型與常見的干擾現象
(二)干擾的性質
(三)干擾的生態學意義
二、景觀連接度與連通性
(一)景觀連接度與連通性的概念
(二)景觀連接度與連通性的特徵
(三)景觀連接度與連通性的生態學意義
三、景觀中的物種運動
(一)景觀中物種運動的方式與類型
(二)景觀中的動物運動
(三)景觀中的植物運動
四、景觀中的水分和養分運動
(一)景觀中水分和養分運動的形式與特徵
(二)景觀結構與水分和養分運動
五、景觀中的人文與文化過程
(一)人類文化與景觀建設
(二)農田景觀
(三)城市景觀
(四)鄉村景觀
(五)城鄉過渡景觀
參考文獻
第五章 景觀動態變化
一、景觀穩定性
(一)景觀穩定性的概念
(二)景觀要素的穩定性
(三)景觀穩定性的尺度問題
(四)景觀穩定性的定量探討
二、景觀變化的驅動因子
(-)自然驅動因子
(二)人為驅動因子
三、景觀變化的生態環境影響
(一)景觀變化對區域氣候的影響
(二)景觀變化對土壤的影響
(三)景觀變化對水環境的影響
(四)景觀變化帶來的生態環境問題
四、景觀變化的動態模擬
(一)景觀變化動態
(二)景觀變化模擬的步驟
(三)景觀變化動態模型
(四)幾個景觀動態模擬的實例研究
(五)景觀動態模擬的發展趨勢
參考文獻
第六章 景觀生態分類與評價
一、景觀生態分類
(一)土地分類方法評價
(二)景觀生態分類
(三)景觀生態分類體系與指標選取
(四)景觀生態系統的基本功能類型
二、生態系統的服務功能及其評價
(一)生態系統服務功能的內涵
(二)自然生態系統服務功能的四條基本原則
(三)生態系統服務功能價值評估
三、生態系統健康評價
(一)生態系統健康的內涵
(二)生態系統健康的管理原則
(三)生態系統的健康評價
四、生態系統綜合評價
(一)生態系統評價的概念
(二)生態系統綜合評價
參考文獻
第七章 景觀生態規劃與設計
一、景觀生態規劃與設計的發展
(一)景觀生態規劃與設計的發展過程
(二)景觀生態規劃與設計的發展趨勢
一、景觀生態規劃
(一)景觀生態規劃的概念與內涵
(二)景觀生態規劃的原則
(三)景觀生態規劃的步驟
(四)景觀生態規劃的類型
(五)景觀生態規劃的應用
三、景觀生態設計的原理與類型
(一)景觀生態設計原理
(二)景觀生態設計類型
(三)景觀生態規劃與景觀生態設計的關系
參考文獻
第八章 景觀生態學數量方法
一、景觀空間格局指數
(一)景觀單元特徵指數
(二)景觀異質性指數
二、景觀格局分析模型
(一)空間自相關分析
(二)地統計學方法
(三)空間局部插值
(四)波譜分析
(五)小波分析
(六)聚塊方差分析
(七)趨勢面分析
(八)分維分析
(九)親和度分析
(十)細胞自動機
三、景觀模擬模型
(一)零假設模型
(二)景觀空間動態模型
(三)景觀個體行為模型
(四)景觀過程模型
參考文獻
第九章 景觀生態學與生物多樣性保護
一、生物多樣性
(一)生物多樣性的概念
(二)生物多樣性的保護需求
二、景觀多樣性
(一)景觀多樣性的類型劃分
(二)斑塊多樣性及其生態意義
(三)類型多樣性及其生態意義
(四)格局多樣性及其生態意義
三、景觀結構與生物多樣性保護
(一)斑塊與生物多樣性
(二)廊道與生物多樣性
四、景觀破碎化與異質種群動態
五、物種多樣性與景觀格局多樣性的關系
(一)物種多樣性
(二)景觀格局多樣性
六、景觀生態學與自然保護區設計
(一)自然保護區的發展過程
(二)景觀生態學與自然保護區研究
(三)自然保護區規劃與設計
(四)自然保護區景觀結構設計案例研究
參考文獻
第十章 景觀生態學與土地持續利用
一、景觀生態學與土地持續利用評價
(一)土地持續利用的基本概念
(二)土地持續利用評價的景觀生態學基礎
二、土地質量指標體系
(一)土地質量指標的基本概念
(二)土地質量指標體系
三、土地持續利用評價的指標體系
(一)生態指標體系
(二)經濟指標體系
(三)社會指標體系
(四)環境效應指標體系
(五)景觀指標體系
四、土地持續利用評價的方法與過程
(一)一般問題
(二)初步商討
(三)土地利用方式評價
(四)土地利用系統評價
(五)景觀或區域評價
(六)綜合評價、成果與監測
參考文獻
第十一章 景觀生態學與全球變化
一、全球環境變化
(一)森林銳減
(二)荒漠化
(三)生物多樣性減少
(四)水資源短缺
(五)全球氣候變化
二、景觀變化對全球氣候變化的影響
(-)景觀變化與全球氣候變化的關系
(二)景觀變化在全球氣候變化中的作用
三、景觀對全球氣候變化的響應
(一)氣候變化對景觀的影響
(二)景觀類型對氣候變化的響應
四、景觀生態學在全球變化研究中的應用
(一)景觀尺度上全球變化研究
(二)全球變化下自然資源適應性管理
參考文獻
第十二章 遙感和地理信息系統在景觀生態學中的應用
一、遙感技術及其在景觀生態學中的應用
(一)遙感技術基本原理、類型與特徵
(二)遙感圖像處理及其在景觀分類中的應用
二、地理信息系統及其在景觀生態學中的應用
(一)地理信息系統的概念與發展過程
(二)地理信息系統的特徵與功能
(三)地理信息系統在景觀格局分析中的應用
參考文獻
Ⅷ 景觀生態學理論是誰提出的
進入二十世紀80年代以後,景觀生態學才真正意義上實現了全球性的研究熱潮。影響這一熱潮的主要事件有二個,一個是1981年在荷蘭舉行的「第一屆國際景觀生態學大會」及1982年「國際景觀生態學協會」的成立;另一個是美國景觀生態學派的崛起。「國際景觀生態學協會」的成立,使廣大從事這一領域研究的人員從此有了一個組織,使得其國際性交流成為可能。1984年,Z.Naveh和Lieberman出版了他們的景觀生態學專著《景觀生態學:理論與應用》,該書是世界范圍內該領域的第一本專著。而美國景觀生態學派的崛起,大大擴展了景觀生態學研究的領域,特別是R.T.T.forman和M.Godron於1986年出版了作為教科書的《景觀生態學》一書,該書的出版對於景觀生態學理論研究與景觀生態學知識的普及作出了極大的貢獻。
Ⅸ 什麼是景觀生態學理論
一般認為,景觀在自然等級系統中比生態系統高一層次,是指在一個相當大的區域內由許多不同的生態系統所組成的整體,景觀生態學(Landscape Ecology)則是研究這個由許多不同生態系統所組成的整體即景觀的空間結構、相互作用、協調功能及動態變化的一門生態學新分支。景觀生態學興起於20世紀60年代的歐洲,早期歐洲傳統的景觀生態學主要是區域地理學和植物科學的綜合。直到80年代景觀生態學才在北美受到重視,並迅速發展成為一門很有生氣的學科。景觀生態學以整個景觀為研究對象,強調空間異質性的維持與發展,生態系統之間的相互作用,大區域生物種群的保護與管理,環境資源的經營管理,以及人類對景觀及其組分的影響,土地利用規劃和決策一直是景觀生態學的重要研究內容。景觀生態學給生態學帶來了新的思想和新的研究方法,成為當今北美生態學的前沿學科之一。
景觀結構是景觀的組分和要素在空間上的排列和組合形式,景觀生態學用斑塊(patch)、廊道(corridor)、基質(matrix)這些基本模式來對其描述。斑塊是內部具有相對勻質性,外部具有相對異質性的景觀要素,是景觀尺度上最小的均質單元,它的大小、數量、形態和起源等對景觀多樣性有重要意義;廊道是指與兩側景觀要素顯著不同的線狀或帶狀的景觀要素,是聯系斑塊的紐帶,不同景觀有不同類型的廊道;基質是景觀中面積較大、連續性高的部分,往往形成景觀的背景。