森林景观格局
景观生态规划( landscape ecological planning) 是指运用景观生态学、生态经济学以及相关学科的知识与方法，从景观生态功能的完整性、自然资源的内在特征以及实际的社会经济条件出发，通过对原有的景观要素的优化组合或引入新的成分，调整或构建合理的景观格局，使景观整体功能最优，达到人的经济活动与自然过程的协同进化。也就是在景观生态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生态系统整体优化利用的空间优化利用的空间结构和模式。
景观规划是在一个相对宏观尺度上，基于对自然和人文过程的认识，协调人与自然关系的过程( Steiner and Osterman，1988; Sedon，1986; Langevelde，1994) 。景观管理的重要手段，集中体现了景观生态学的应用价值。景观规划的过程就是帮助居住在自然系统中，或利用系统中的资源的人们找到一种最适宜的途径( McHarg，1969) ，协调人与环境、社会经济发展与资源环境、生物与生物、生物与非生物及生态系统之间的关系。它是一种物质空间规划，它有别于其他三大规划流派( 包括社会、公共政策和经济规划) 的一个主要方面是它的空间特征。景观规划的总体目标是通过土地和自然资源的保护和利用规划，实现可持续性的景观或生态系统。既然景观是个生态系统，那么，一个好的或是可持续的景观规划，必须是一个基于生态学理论和知识的规划( Sedon，1986; Leita and Ahern，2002) 。生态学与景观规划有许多共同关心的问题，如对自然资源的保护和可持续利用，但生态学更关心分析问题，而景观规划则更关心解决问题。两者的结合是景观规划走向可持续的必由之路。
景观规划涉及景观结构和景观功能两方面，其焦点在于景观空间组织异质性的维持和发展。景观生态规划模式强调景观空间格局对过程的控制和影响，并试图通过格局的改变来维持景观功能流的健康与安全，它尤其强调景观格局与水平运动和流的关系( Forman andGodron，1986; Risser，1987; Turner，1989; Forman，1995) 。景观生态学与规划的结合被认为是走向可持续规划最令人激动的途径，也是在一个可操作界面上实现人地关系和谐的最合适的途径，已引起全球科学家和景观规划师们的极大关注( Cook and van Lier，1994; For-man，1995; Botequilha and Ahern，2002) 。
森林景观生态规划是实施森林恢复的重要手段，在森林经营中是个较新的名词。以往对森林的各种功能价值和生境的考虑一般都限于林分或经营单位，而很少考虑景观特征。近年来逐渐重视到景观特征对实现多种经营目标的意义，提出在林分和景观两个水平进行规划。全面考虑景观因素对于制订正确的管理计划以保证森林景观内正常的生态功能非常重要( Forman，1990) 。因为人类对森林的影响几乎无处不在，仅仅设立保护区不足以甚至不可能维持生物多样性，保护生物多样性要维持所有森林的发育阶段和所有的森林类型; 为保护生物多样性和资源的可持续管理，必须有景观的观念，以协调不同物种的生境需求和生态系统的功能特征; 森林经营规划还必须处理空间动态和时间动态的关系( 刘茂松等，2004) 。
森林景观规划是在分析森林景观空间格局的基础上，根据景观规划原则和森林景观管理、恢复、利用和建设的方针和目标，确定规划的景观要素及森林景观最佳组成结构，确定森林景观空间结构和森林景观理想格局的时空分析和计划工作。森林景观生态规划与设计作为一种规划工具也被定义为系统地缩短在不同生活环境下的林地数量的减少，缩小原始没有受到影响的森林景观和目前实施管理的景观之间的差距。景观生态规划模式包括多目标和多时空模式。森林景观规划存在不同的尺度，无论哪一个尺度，都存在结构与功能的关系。森林的空间结构决定森林的功能，森林经营活动( 如采伐) 影响森林的空间结构，从而影响森林功能的发挥( 汤孟平，2003) 。因此，森林空间结构分析是森林景观规划的基础，对科学经营森林有重要意义。
森林景观规划是一种处理方式，用以优化在森林利用过程中所得到的经济、社会和生态效益，使三者协调平衡( 杨青，1994) 。其目的是通过对森林景观组成要素和森林景观结构成分的合理组织和配置，保持、恢复和建设森林景观的结构，维护森林景观的健康和稳定性，实现森林的可持续经营( 郭晋平，2001) 。森林景观规划同时考虑自然生态因素和社会经济因素的共同影响，既反映生态原理的客观要求，又体现社会需求对森林经营的生态过程的影响，可进行通常的森林效益的综合评价，为森林经营决策提供依据( 杨学军，姜志林，1997) 。
我国的森林经营规划设计一直是一种自下而上( bottom-up) 的经营思想，在采伐设计上只是简单遵循某些原则，如生长量大于采伐量、采伐强度限制、禁止皆伐等等，一定程度上忽视了对森林生态环境的经营保护，更缺乏在森林景观尺度上从景观的生态结构、功能、过程来研究采伐配置问题。对森林不仅要在个体、种群、群落和生态系统尺度上开展研究，更需要利用景观生态学的原理与方法从森林生态系统经营的角度在景观尺度上来研究其结构、功能和变化，这种自上而下( top-down) 的经营思想对于我国天然林的保护经营有重要意义( 郭旭东等，1999) 。
天然林资源是我国森林资源的主体，东北天然林区是我国重要的林区，所以，从生态采伐的角度，从景观水平上探讨森林结构合理配置，指导天然林经营，对维持整个区域景观功能过程平衡，增强区域森林景观的完整性和稳定性，充分有效地利用景观资源具有现实意义。
2. 景观格局的景观格局的类型
景观要素在空间上的分布是有规律的，形成各种各样的排列形式，称为景观要素构型（Configuration），从景观要素的空间分布关系上讲，最为明显的构型有五种，分别为均匀型分布格局、团聚式分布格局、线状分布格局、平行分布格局和特定组合或空间连接。
（1）均匀型分布格局，是指某一特定类型的景观要素之间的距离相对一致。如中国北方农村，由于人均占有土地相对平均，形成的村落格局多是均匀地分布于农田间，各村距离基本相等，是人为干扰活动所形成的斑块之中最为典型的均匀型分布格局。
（2）团聚式分布格局，是指同一类型的斑块聚集在一起，形成大面积分布。如许多亚热带农业地区，农田多聚集在村庄附近或道路一侧；在丘陵地区，农田往往成片分布，村庄集聚在较大的山谷内。
（3）线状分布格局，是指同一类型的斑块呈线形分布。如房屋沿公路零散分布或耕地沿河流分布的状况。
（4）平行分布格局，是指同类型的斑块平行分布。如侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的森林带。
（5）特定组合或空间连接，是一种特殊的分布类型，大多数出现在不同的景观要素之间。比较常见的是城镇对交通的需求，出现城镇总是与道路相连接，呈正相关空间连接。另一种是负相关连接，如平原的稻田地区很少有大面积的林地出现，林地分布的山坡上也不会出现水田。
3. 景观生态规划格局
( 一) 重点生态保护区
中北部护岸及水源涵养林区，规划面积为 17876. 16hm2，具体面积见表 6-14。松花江、古洞河、二道江两岸的第一层山脊内的林班，以护岸、护路为目的，划为重点保护区; 头道、二道、五道白河、奶头河两岸大部分地区，以及大片跳石塘，以水源涵养为目的，兼有护岸和水源涵养作用的林班划为重点保护区; 局址内头道林场的长白赤松母树林因已被延边州规划为“长白松保护区”，故本次也划为重点保护区内，本区地跨两江、二道、春雷、宝马、光明、劲松、红石林场，沿河流两岸呈带状分布。
表 6-14 景观规划各类型面积
( 1) 南部生态极端脆弱重点保护区
( 2) 高海拔地带生态脆弱区域，以生态保护为目的，区划为重点生态保护区，区划面积为 40038. 14hm2。东方红林场的 132 林班作为国防林划本区。东方红林场的五道白河两岸以护岸及水源涵养为目的，也划入本重点保护区。本区分布于东方红、黄松蒲两林场，沿局界呈“U”形带状分布。
1. 规划重点生态保护区是疏通景观廊道的需要
廊道是景观中能够通过某种物质流、能量流、或信息流而调节某些重要景观特性的景观元素( 如: 道路、河流等) 。廊道能增强源地之间的连通度，是维护景观整体生态功能的有效途径，而它的构建则是实现这一目的的重要手段。在景观样区中，为充分构建生态廊道并兼顾防治水土流失的目的，同时，又能以最小的人类利益损失为代价，应选择两“源地”间的最小通道建立廊道。廊道包括公路廊道和河流廊道。
( 1) 公路廊道 公路廊道具有分割基质、干扰和隔离自然生态斑块的作用。本区的道路网如图 6-8 所示。目前已修干线 7 条，支线 68 条，干支线合计 734. 7km，按林业用地面积计算路网密度为 4. 28m /hm2。干线为 1. 15m /hm2，支线为 3. 13m /hm2。
( 2) 河流廊道 头道、二道、三道、四道、五道白河及松花江形成连接各景观区的河流廊道如图 6-9 所示。
白河局位于二道松花江的上游，其下游就是白山湖。河流两岸被侵蚀的泥沙将直接进入白山湖，对白山、红石、丰满电站造成将缩短电站的使用寿命，造成经济损失。据此，对二道松花江、古洞河、二道江两岸以林班为单位，以护岸为目的，将河流两岸划入重点保护区是十分必要的。仅此一项，经初步估算，每年可以阻止 28. 35 万吨的泥沙直接流入白山电站，这对延长库区寿命，增强三湖区域内的经济效益和社会效益，具有重要意义。
白河境内的头道、二道、三道、四道、五道白河等河流为松花江的源流和汇水区，保护水源头的生态环境，对下游的社会经济发展关系重大，必须对这些河流的两岸、汇水区以及有大片跳塘的林班，乡镇饮用水源区等地区进行重点保护。重点保护区内的森林每年可以防止147. 5 万吨的水土流失，拦蓄水量将达到983. 4 万 m3。洪水期减少径流量177 万 m3。这样，不仅可以减少洪涝等自然灾害程度，减少对下游电站的威胁，而且对本区到松花江流域生态环境的改善，具有重要作用。
图 6-8 道路分布图
图 6-9 河流分布图
2. 保护生物多样性的需要
丰富的生物多样性是森林结构复杂性的前提条件，是森林多功能的基础，是森林生态系统自稳定、自维持和维护环境能力的根本生物学动因( 杨军等，1997) 。保护生物多样性是维持森林生态系统的长期健康和持续活力、保护森林生态系统的生产力和可再生能力，以及持续发挥森林生态、社会和经济效益的基础。森林类型多样性是生物多样性在景观尺度上的一个等级层次，一个森林类型包含多个物种，保护森林类型也就保护了一批物种。现有的森林景观是森林的自然演替及人为干扰下而形成的，自然形成的森林景观类型需要保护是显然的，对森林景观而言，森林类型多样性应列为第一个保护层次。
白河局动植物资源丰富，经初步调查，植物有 1047 种，动物 200 余种。昆虫 1000 余种。特别是它处于长白山天池脚下，有不少珍贵物种和特有物种，尤其是南部高海拔区，有许多特有的动植物物种。但是，由于其所处的地理位置，海拔高，气温低，土壤薄，地下有永冻层，其生态环境一旦被破坏，很难挽回。为此，在高海拔区划出 40038. 14hm2的生态极端脆弱地区作为以维护生物多样性为目的重点生态保护区。它将作为生物宝库，在维护生物多样性，保存生物基因等方面，发挥其特有的生态社会效益，其作用是不可估量的。
( 二) 一般生态保护区
一般生态保护区的区划面积为 70914. 3hm2，占总面积的 40. 36%。重点生态保护区与商品林经营区的缓冲地带，中部波状台地多沼泽地带，母树林、护路林，以及南部以采集越橘为目的部分林班，均划入一般生态保护区。
一般生态保护区作为重点生态保护区与商品林经营区之间的缓冲区，要求三大效益兼顾，在发挥其生态效益的基础上，经济效益作为商品林经营区的补充。本区大片分布于宝马、二道、红石、光明、兴隆、东方红、两江、黄松蒲等林场，其他劲松、春雷等林场有小片分布。本区地势平坦，立地条件良好，适宜集约经营，符合商品林区划条件。
( 三) 商品林经营区
商品林经营区区划面积为 47086. 7hm2，占总面积的 24. 86%。划分为两个小区:
( 1) 北部山地商品林经营区
本小区区划面积 13872. 23hm2，集中于两江林场，立地条件好，地势平坦，土质肥沃，交通方便，适宜发展速生丰产林。本区集中边片、呈块状分布。
( 2) 中部台地商品林经营区
本区区划面积为 33010. 6hm2，大片分布于兴隆、劲松、红石、光明林场、宝马、春雷、东方红、黄松蒲林场有小片分布。
建立商品林基地，解决企业发展和林区职工生存问题。为满足木材生产的需要，区划47086. 7 公顷的商品林经营区，作为木材生产基地。现有活立木蓄积为 8755251m3。白河林业局原设计木材产量为年 30 万 m3。经估算，加上一般生态保护区的采伐量，年木材产量可达 18. 8 万 m3。
通过将森林分为生态林和商品林两大类，将森林的生态效益和经济效益有机地结合起来，从而实现市场经济条件下的森林资源合理配置，较好地解决林业作为物质生产部门和公益事业部门的双重矛盾，满足社会对森林不同功能的多样性要求。总之，生态规划充分体现了三大效益兼顾，生态优先的原则，在保护生态环境、保护森林资源，充分发挥森林的生态、社会效益的前提下，还能在一定程度上满足国民经济对林木产品的需求，实现国民经济的可持续发展，见图 6-10。
图 6-10 景观生态规划图
4. 园林常见的景观格局类型及其特点。谢谢
景观要素在空间上的分布是有规律的，形成各种各样的排列形式，称为景观要素构型（Configuration）。
从景观要素的空间分布关系上讲，最为明显的构型有五种，分别为均匀型分布格局、团聚式分布格局、线状分布格局、平行分布格局和特定组合或空间连接。
（1）均匀型分布格局，是指某一特定类型的景观要素之间的距离相对一致。如中国北方农村，由于人均占有土地相对平均，形成的村落格局多是均匀地分布于农田间，各村距离基本相等，是人为干扰活动所形成的斑块之中最为典型的均匀型分布格局。
（2）团聚式分布格局，是指同一类型的斑块聚集在一起，形成大面积分布。如许多亚热带农业地区，农田多聚集在村庄附近或道路一侧；在丘陵地区，农田往往成片分布，村庄集聚在较大的山谷内。
（3）线状分布格局，是指同一类型的斑块呈线形分布。如房屋沿公路零散分布或耕地沿河流分布的状况。
（4）平行分布格局，是指同类型的斑块平行分布。如侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的森林带。
（5）特定组合或空间连接，是一种特殊的分布类型，大多数出现在不同的景观要素之间。比较常见的是城镇对交通的需求，出现城镇总是与道路相连接，呈正相关空间连接。另一种是负相关连接，如平原的稻田地区很少有大面积的林地出现，林地分布的山坡上也不会出现水田。
景观空间格局的基本类型：
均匀格局
聚集格局
随机格局
组合格局
5. 森林景观的研究现状
森林景观生态研究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( 1994) 、刘先银等( 1994) 则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，郭晋平著的《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，臧润国等( 1999) 则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。此外，马克明等( 1999 ～2000) 对北京东灵山地区的森林景观格局、森林生物多样性、景观多样性，以及刘灿然等( 1999 ～2000) 对北京地区的植被景观斑块特征等也都作了一些颇有意义的探索( 肖笃宁等，2003) 。
森林景观生态( forest landscape ecology) 研究是美国景观生态学派的特色。诺斯( Noss，1993) 在全面分析天然林与经营的森林景观特征差异的基础上，阐述了保证森林生态系统可持续性的森林景观条件，这些条件都是反映森林整体景观结构的指标，包括森林景观年龄结构、森林群落类型结构和群落斑块结构、斑块大小形状、森林岛和森林斑块空间关系、林火格局、森林敏感物种和林道等，并深入分析了这些结构指标对于森林生态系统可持续性的意义; Om E. T. 和 Tumer M. G. 对佐治亚州景观变化作了研究，并构造了基于转移概率的随机模拟模型。森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及其景观调控问题，始终是美国景观生态学研究的重点。在该方面的研究主要有: DavisJ. M ladenof 从森林生态系统可持续性的角度分析了北方阔叶混交林区森林景观变化的特点，阐述传统森林经营与“动态景观异质性”保护之间存在矛盾，应将基于群落生态学原理所采取的经营活动与景观整体结构与功能之间的协调关系作为森林资源生态系统管理的基本要求。对森林景观格局与功能相互关系的研究主要是景观格局对景观物质循环和能量流动格局的改变及由此带来的生态效应; 斯皮司等利用 Landsat 卫片，分析了俄勒冈州西部 2589km2范围内经营的森林景观从 1972 年到 1988 年期间的变化，将森林分为郁闭的针叶林和其他森林，分析了不同权属的林地其间不同森林斑块大小组成结构及其变化和发展趋势。
6. 景观类型级别上的景观格局分析
斑块是物种的集聚地，是景观中物质和能量迁移与交换的场所。斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平，而且影响能量和养分的分布。一般认为，某景观要素在整体景观中所占的面积大、斑块数量多并且分布范围广，则该景观要素在景观中可能起较大的作用，对景观整体的结构、功能和变化特征有更大的控制作用。在二级景观水平上本文选用景观类型百分比(PLAND)、斑块密度(NPD)、平均形状指数、平均分维数、分离度等指标(张金屯等，2000;肖笃宁等，1990;郭志伟，2003;王宪礼等，1997;邵国凡等，1991)。利用景观格局分析专业软件Fragstats3.3进行。见表3-5。
表3-5 二级景观水平上景观指数(2000年)
对于研究区的景观类型尺度上的格局分析，二级景观类型密度的差异很大，有林地的比例、密度远远高于其他景观类型，白河地区整体上以林地占明显优势，是研究区的景观格局的决定性因素，疏林地、灌木林地、沼泽地、非林业用地等景观斑块镶嵌于景观中。所以林地是该地区景观的基质，在控制景观整体结构、功能和动态过程中起着主导作用。各类型景观形状指数变化不大，最高值2.79是疏林地，表明其斑块形状总体的复杂程度较高，疏林地与其他景观类型之间的差异甚大，说明此种景观类型的形状异质性较大。分离度指数从一定程度上可以反映景观空间构型指标的情况，本研究区的分维数均在1.2～1.4之间，说明景观类型的分离度指数值较低，区域内的景观分布较为密集。分离度在这里的意义就非常明显，疏林地高达57.02，而其他的均比较接近，说明疏林地的分布比较分散。
有林地中不同林分对景观格局的贡献率也不同。三级景观水平的研究进一步研究有林地的林分类型的差别。根据《吉林省森林资源数据库代码表》按优势树种分为1-红松，2-云杉，3-樟子松，4-落叶松，5-臭松，6-水曲柳，7-胡桃楸，8-黄波萝，9-椴树，10-柞树，11-榆树，12-色树，13-枫桦，14-白桦，15-杨树，16-杂木，17-针叶，18-阔叶，19-混交，20-油料，21-果树，22-其他经济林，共21类，为了统一标准，便于比较，将21类合并为11类，见表3-6。
表 3-6 三级景观类型指数表
图3-4，三级景观格局以阔叶混交林和落叶松为主，面积分别达到76097.38hm2和44596.34hm2，斑块数分别达到4139和3253个，二者合计面积数和斑块数分别达到整个林分类型的67.7%和66%，所以该地区以阔叶混交林和落叶松为主要类型，其他类型穿插于其间。而平均斑块面积却是以针叶混交林为最大，其次是阔叶混交林和针阔混交林，说明针叶混交林的斑块比较规整，分布比较集中，其他树种穿插于其中。分形指数主要分布在1.3316与1.2815之间，斑块形状指数排前三位的是杂木、柞树和水胡林，而其所占面积比例很少，说明面积小的林分的形状更复杂。
图3-4 不同林分类型面积
7. 景观格局预测
用初始状态矩阵，与第13 年的转移概率相乘，得到第13 年末的状态矩阵。在该研究中可以算出第 13 年末的面积( 公式 5-6) 。
对于马尔科夫链模型，随着时间参数的延续，不管初始状态如何，当时间无限大时，最终会达到一个稳定状态( 许岚等，1993; 李建平等，2006; 韩文权等，2004) 。对未来的景观格局结构状态进行预测，见表 5-4。
表 5-4 景观格局趋势预测面积
森林景观格局与生态规划研究:以长白山地区白河林业局为例
由表5-4可知，未来13年白河地区主要林分类型的变化趋势，无林地面积进一步减少，这是森林空间结构进一步优化的趋势，将有利于当地生态环境的改善，而主要林分类型面积有不同程度的减少，面积增加最快的是落叶松林，由46260hm2增加48702hm2，这一部分由无林地、云冷杉林、杂木和针叶混交林转移而来，使其占总体面积从21.9%提高到25.6%，有利于本地区森林生态系统优化，有利于景观空间结构与功能的优化，从而使景观整体生态质量提高;同时其他林分类型，尤其是本身占比例就小的斑块，其比例进一步下降，杨树的面积由4734hm2减少到3186hm2，这将不利于该地区生态环境的提高，可能导致生物多样性降低，珍稀动植物资源丧失，以及抗干扰(包括人为和自然干扰)能力的降低。按照现在的转移方式得出的未来区域景观结构令人担忧，在目前各种外界条件不变的情况下，针叶混交林、针阔混交林、柞树林、阔叶混交林、水胡林、杨树林的面积比例逐年大幅度减少;其余景观类型均呈缓慢递减趋势，落叶松的面积大幅度增加，这种景观格局发展趋势总体上不利于该系统的稳定，同时一定程度上也不符合土地利用的总目标和方针，如果按此转移概率继续模拟，景观格局将向一个非常危险的方向发展。
8. 景观尺度上的景观格局分析
在景观水平上分析景观指标时，我们选用最大斑块指数(LPI)、斑块密度(PD)，斑块数量(NP)，景观形状指数(LSI)，平均斑块分维数(MPFD)，Shannon多样性指数(SHDI)及均匀性指数(SHEI)等。
由表3-7计算结果可以得出:景观形状指数为1.5651，表明研究区内的景观形状较为规则。景观多样性指数为0.4175，多样性指数不高，表明该区域景观类型相对单调，整体景观由少数景观类型控制;均匀度指数为0.1813，均匀度处于低水平;研究区整体景观表现为异质程度较低。在一定范围内，区域景观类型(生态系统)的多样性，有利于区域景观的稳定，景观的高异质性能提高景观对干扰和扩散的阻力，缓解某些灾害性压力对景观稳定性的威胁。研究区景观类型分布不均匀，林地占有完全的统治地位，仅由森林景观控制，而森林景观类型的生态功能较高，因而，林区景观的低异质性不仅没有降低景观的稳定性，反而使该区域具有较高的生态服务价值，这种形式的低异质性有利于该区域的生态平衡。
表3-7 二级景观水平上景观指数现状
由表3-8可以得出:景观形状指数为1.2965，表明研究区内的景观形状较为规则，特大的占统治地位的斑块很少，景观多样性指数为1.5865，均匀度指数为0.6616，表明研究区域内各种景观类型异质性较高，均匀度指数较高，说明多种景观类型并存，景观的多样性程度较高，各种景观搭配比较合理。
表 3-8 三级景观水平上景观指数
9. 景观空间格局概述
格局包括三种类型: 空间、时间和组成格局( Levin，1992) 。森林景观格局一般指空间格局，是大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合形式( 傅伯杰，2002) 。景观格局是景观异质性的具体表现，也是自然、生物和社会因子驱动的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。森林景观格局取决于森林资源地理的分布和组合，影响着森林景观内能量流、物质流和物种流的变化，制约着多种生态过程，与森林生态系统抗干扰能力、恢复能力、稳定性、生物多样性有着密切的联系。同时，森林景观格局又是在不断发展变化着，目前的格局是在过去景观流( 自然、社会和经济的各种生态过程) 的基础上形成的( 傅伯杰，2002) 。因此，分析森林景观格局随时间的动态过程可以揭示森林景观演替的规律和机制，进而预测森林景观的未来变化趋势，为最终实现森林资源的可持续利用提供理论依据( Guo J P 等，2000; Wang Y，1995; 惠刚盈，2007) 。
森林景观的结构，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。森林景观的结构( 几何、物理、生物学结构) 与其空间、时间四维分布密切相关，这是近年来森林经理学界研究的一个重要问题，具有重要的学术意义。森林的空间结构决定森林的功能，森林经营活动( 如采伐) 影响森林的空间结构，从而影响森林功能的发挥。因此，森林空间结构分析是森林景观规划的基础，对科学经营森林有重要意义( 安惠君，2003 ) 。
森林的空间结构反映了森林群落内物种间的空间关系，即林分中林木的水平分布格局和空间排列方式。按照现代森林经理的观点，林分空间结构主要从以下 3 方面加以描述:①林木个体在林地上的水平分布即林木空间分布格局; ②树种空间隔离程度; ③林木个体大小( 胸径、树高和树冠等) 分化程度。林分空间结构决定了树木之间的竞争优势及其空间生态位，在很大程度上影响着林分生长、发育与稳定性。林分空间结构被认为是决定生境和物种多样性的重要因子( Pretzach，1999) 。目前，林分空间结构分析已成为国际上天然林经营模拟技术的主要研究内容。
空间分析( spatial analysis，SA) 是为解答地理空间问题而进行数据分析与挖掘。空间分析主要通过对空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信息。空间目标是空间分析的具体研究对象，空间目标具有空间位置、分布、形态、空间关系( 距离、方位、拓扑、相关场) 等基本特征( 刘湘南等，2005) 。其中，空间关系是指地理实体之间存在的与空间特性有关的关系，是数据组织、查询、分析和推理的基础。不同类型的空间目标具有不同的形态结构描述，对形态结构的分析称为形态分析。考虑到空间目标兼有几何数据和属性数据的描述，因此必须联合几何数据和属性数据进行分析。空间分析涉及地理空间数据的分析、计算、表达等内容，与一般的数据分析方法不同，它强调事件( 如森林火灾) 或参数( 如地面温度) 的时空变化。空间分析方法从简单的空间距离量算到全球气候变化过程的数值模拟，空间分析一般采用专业分析模型与 GIS 集成方式( Acevedo，1991) 。
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。景观格局是在景观水平上的唯一现象，景观格局研究的首要任务是必须提取和分析必要变量，描述并以特定意义的方式度量景观格局，阐明景观格局的特征和规律性。景观格局分析的目的是设法建立景观格局特征与各种生态过程之间的相互关系，以了解景观结构发生和发展的内在机制，更好地解释各种景观现象; 从看似无序的景观斑块镶嵌中，发现潜在有意义的规律。( Fu and Chen，2000) 进而认识这些特殊条件下规律的普遍意义，为优化景观格局及其景观管理提供必要的信息。
当前国外景观格局研究的相关文献以美国居多，主要包括: ①对景观格局的尺度问题的研究，如 Krummel，O'Neill 以及 Tanner 等对生态过程、尺度和景观格局指数的关系进行研究，以确定在不同尺度上如何选取适宜的指数来描述当前景观格局、生态过程和选用适当参数预测景观格局; ②对景观格局理论问题的探讨，如 Naveh 和 Lieberman，Forman 和 Gotdon等为景观格局研究提供了良好的概念基础，等为景观格局研究提供了良好的概念基础，Turner 等对干扰主题进行了研究; ③对建立空间模型方法的研究，如 Rober H. Gardner 和Robert V O'Nei 建立了神经模型来研究景观格局对物种丰富度的影响，其他如地理模型、人口和生态系统动态模型等均是景观格局与生态过程的数量化方法; ④对新的研究手段与技术的应用研究，如应用空间统计学方法研究景观格局与尺度问题，以 Sandra J. Turner 的研究为代表; 对遥感和地理信息系统的研究，如 Iverson，Milne 等以遥感和地理信息系统为工具，对景观格局的变迁过程进行了分析，其中对景观时空变化的研究方法也是景观格局研究的重要方向。
我国对景观生态学的研究起步较晚，但对景观格局、景观动态的研究较多，但方法、手段和研究深度相对落后，比较典型的研究包括: 高琼、李建东利用多样性指数和空间格局指数来解释和预测景观发展动态及其对气候变化响应的可能性，运用空间仿真的方法，对东北松嫩平原碱化草地景观动态变化进行了模拟; 傅伯杰用地理信息系统、分维和统计分析相结合，研究了黄土区农业景观空间格局; 张金屯、邱扬、郑风英提出景观格局的数量研究方法;王宪礼、肖笃宁利用 RS、GIS 手段对辽河三角洲湿地景观的格局与异质性进行了研究; 常学礼、邬建国用修改分维数、分维数和直观多样性指数方法、对科尔沁沙地不同沙澳化土地景观空间。
10. 我国森林景观规划的发展方向
( 一) 森林经理学与景观生态规划相结合
森林经理从其产生开始，就承担着林业所赋予的完整地、系统地、综合地去实现组织森林经营管理的工作和任务。森林经理的任务是对森林从空间、时间关系上进行有序的调整，特别是为了实现最优的永续利用而编制森林计划，包括确定合理的经营目的和目标; 组织森林经营; 确定永续的可采伐量，规定合理的森林施业技术。景观生态学的一个主要目标是认识空间格局与生态过程之间的关系，尺度的重要性，以及在越来越强烈的人类活动作用下所形成的异质性景观中的等级关系，强调对人类活动影响的研究与景观尺度上的生态建设( 郭晋平，2003) 。森林经理在任务上的系统调控性、内容上的综合性及定位上的宏观指导性，能够体现出森林经理是景观生态学在森林景观中的实现手段，景观生态学为森林经理工作提供景观水平的理论指导，因此，森林经理必须吸收景观生态学的基础理论。
由于森林经理学的对象在地域上是辽阔的，是个大中尺度的自然—社会—经济复合生态系统，具有等级结构特征、异质性及空间属性，人类的干扰贯彻始终。这些正是森林景观生态学研究的特点，从而决定了森林景观生态学与森林经理学在研究对象、内容及方法上存在着密切的联系( 何东进，2003) 。
由于森林景观生态学具有综合整体性和宏观区域性的特点，常用来研究中大尺度( 景观和区域水平上) 的森林资源和生态环境问题。森林经理学是研究如何实现森林永续利用的理论和技术的一门综合性学科。借助于森林资源调查所提供的成果作为主要的信息源，利用地理信息系统作为空间分析工具，通过森林景观格局、森林景观生物量空间分布动态分析，来探讨区域森林生态环境问题产生的根源和生态学机制，在此基础上进行森林景观生态规划，将有可能为景观生态学的理论应用于生产实践，开辟出一条多快好省的崭新途径( 黄清麟，1997; 李明阳，2000) 。
( 二) 不同尺度的景观生态规划
尺度通常用于指观察或研究的物体或过程的空间分辨度和时间单位( 傅伯杰，2001) 。从生态学的角度来说，尺度是指所研究的生态系统的面积大小( 即空间尺度) ，或者指所研究的生态系统动态时间间隔( 即时间尺度) 。景观生态规划中的尺度与制图学中的尺度表示方法不同，小尺度表示较小的研究面积，或较短的时间间隔。大尺度则表示较大的研究面积和较长的时间间隔。尺度的变化会影响信息被观察、表达、分析和传输的详细程度( 吴凡，2002) 。
传统的森林生态学理论将其对象划分为个体、种群、群落、生态系统，并相应产生了研究各级水平的理论和方法。这种等级划分体系主要强调了物种的分类特征，忽视了各级水平的时空尺度和相互联系( 葛剑平，1996) 。现代生态学研究开始重视生态系统空间格局的尺度和异质性，提出了以空间异质性为基础的等级理论。这些等级理论均是将复杂的景观分解为不同时空尺度的亚系统，而亚系统的集合又能够在更高一级水平上解释系统的功能。在时间尺度上从几天到几世纪，在空间尺度上从叶片到个体、种群、群落、生态系统、景观、区域及全球等各个层次( 刘国华，2001) 。长期的生态研究在空间尺度上分为以下几个层次:小区尺度( Plot Scale) 、斑块尺度( Patch Scale) 、景观尺度、区域尺度( Region Scale) 、大陆尺度( Continent Scale) 及全球尺度( Global Scale) ( 傅伯杰，2002) 。斑块是没有空间差异、内部均质的植物群落所占的土地单位，其空间尺度通常为 10 ～100m ( 0. 1 ～1km2) ; 景观是由大量相邻的、相互作用的斑块所组成，如组成连接系列群落序列的重现，其空间尺度通常为1 ～10km( 1 ～ 100km2) ; 各相互作用景观类型的镶嵌构成区域水平，其空间尺度至少为 10 ～100km。Urban 等人在 1987 用图例表示了景观空间等级结构，从叶片、树木、林窗、斑块、景观到区域，不同等级水平上系统的空间和时间尺度大小都不一样，如表 1-1 所示。
表 1-1 时空尺度的等级水平
尺度问题是当今生态学、土壤学、气象学、地理学和水文学等领域研究的重点。不同尺度上的森林空间结构分析与优化经营问题仍是研究的核心。森林空间结构分析与优化经营模型需要结合动物、植物、生态系统、美学和娱乐等需要，以便更好地理解、识别和确定理想的森林空间结构条件。从研究尺度来看，大尺度景观过程的模拟是当前森林景观生态规划研究的重要内容，经营规划中又必须考虑针对多尺度、多空间因素的约束，而这些空间关系或约束必定趋于复杂化，将极大地增加问题的解决难度，更多复杂的森林空间优化经营模型将逐渐被提出来，这将为景观生态规划提供更多的理论和方法。加强机理模型研究，完善专业空间优化经营模型，提高模型的可解释性和实用性是今后景观模拟模型的发展趋势。见图 1-1。
图 1-1 森林等级水平和时空尺度( 据 Mandelbrot，1982; 侯元兆等，1995)