景观生态学的概念及结构3955.docx
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1、 景观生态学绪论 景观生态学作为地理学和生态学的交叉学科,具有独特的生命力和高度的综合性。与自然保护、规划、景观设计、野生生物学、土地评价、地理学、环境科学、林学、农学等学科密切相关,尤其是目前的环境问题和社会问题与景观生态息息相关,有着广阔的前景。每个人都处于景观中,其质量好坏息息相关。本课程的学学习方法法在于:知识累累积,思思维方式式的深化化,一种种能力,一一种方法法。 本课程程的结构构由以下下几个部部分组成成:1、 景观生态学学的概念念,内容容,历史史。2、 景观构成要要素嵌块体体,廊道道,基底底。3、 景观的总体体结构。4、 景观发育的的自然过过程。5、 人类对景观观的影响响。6、 景
2、观的功能能。7、 想念邻景观观要素间间的流动动。8、 景观的动态态。9、 景观的异质质性和类类型学。10、 土地景观分分类(属属性,景景观,能能力)11、 土地评价。12、 景观的规划划与管理理。第一章 景观和景生生态学第一节 景观1、 概念: 英英语中多多含义,有有美学的的,文化化的,地地理,专专业的,空空间上:大尺度度,小尺尺度(毛毛虫相片片)1) 美学的:景景观大致致均一的的地区风风景,直直观景象象,这个个概念主主要应用用于景观观建筑学学,风景景园林学学。2) 地理学:是是地球表表面地貌貌、气候候、土壤壤,生物物所形成成的综合合体。发发生上是是立的,是是地表在在地带性性和非地地带性方方面
3、最一一致的地地域地段段,具有有自己的的形态,单单位的质质和量的的对比关关系,并并以此与与其相邻邻景观区区别。此此概念充充分反映映了自然然界的特特点和天天资的多多样性,完完整的土土地利用用单位。景观生态学学是由119199德国(TTROLLL)特特罗尔首首提,我我国800年代初初方开始始国际上上景观生生态学的的发展。生态学:是是在一(将将)个相相对均质质的空间间内研究究植物、动动物、大大气、水水、土壤壤之间的的关系(生生物之间间,生物物与环境境之间)的的科学。是是一个利利用和改改造 的的生态工工程。景观生态学学:某一一地区不不同空间间单元的的自然环环境与生生物关系系的科学学。若干干个生态态系统聚
4、聚合所组组成的异异质性土土地地域域内的生生物与自自然环境境之间关关系的科科学。其其优点在在于:景景观水平平上,生生态学研研究的是是整体观观及许多多本来缺缺乏联系系的学科科在解决决景观问问题上的的综合。景景纲生态态学将地地理学研研究自然然现象空空间相互互作用的的水平途途径和生生态学在在研究自自然现象象功能上上相互作作用时的的垂直途途径结合合起来、解解决许多多在其它它低级生生物组织织层次上上无法解解决或不不能解决决的问题题。把人人类及其其活动结结合在生生态学研研究中,并并且对于于原始状状态和干干扰严重重的景观观提出了了解决途途径。使使之范围围更广,层层次更高高。城市化、工工业化席席卷全球球,自然然
5、人工工复合或或纯人工工生态系系统,人人地关关系改变变着人们们的思维维方式和和生活方方式,探探寻和谐谐发展的的途径成成为当今今的热门门课题。3) 景观生态学学实际上上就是在在空间上上不同生生态系统统的聚合合。Foormaan,GGadrron提提出:景景观是以以相似形形式重复复出现的的相互作作用的若若干生态态系统的的聚合组组成的异异质性陆陆地区域域、地貌貌、过程程、生物物定居和和干扰作作用形成成景观的的结构。(又又称异质质地域观观)综上所述,景景观是由由各个在在生态上上和发生生上共轭轭的,有有规律地地结合在在一起的的最简单单的单元元地域单单位所组组成的复复杂空间间异质性性。2、 景观的特征征:1
6、) 结构上:生生态聚合合,镶嵌嵌块体空空是格局局,城市市与郊区区、农村村、道路路、农田田以及天天然次生生林(阴阴)、牧牧场(阳阳)2) 功能稳定性性上:各各生态系系统间相相互作用用,其中中有物流流、物种种流、能能量等。它它们是动动态的、变变化的,且且具有一一定的地地貌特征征和气候候特征并并受各种种因素干干扰包括括各种自自然和人人为的因因素。3) 时空尺度效效应4) 异质性3、 景观的构成成景观要素:基本的的相对均均质的土土地生态态要素或或单元。它它是一个个相对性性的时空空概念,宽宽度在110M1KMM或更宽宽,一般般在航片片上可辩辩认。微观上,人人类和自自然的干干扰可影影响物种种的定殖殖和演替
7、替。宏观上,区区域性气气候变化化可影响响诸如物物种的迁迁移和生生态系统统替代的的过程。全球性尺度度上,板板块构造造、主要要种群的的进货及及全球植植被格局局的发展展都极为为显著。第二节 景观生生态学的的研究内内容基本本原理1、 景观生态学学产生及及现状1) 概念:最早早是年年由德地地理学家家特罗尔尔提出来来的。指指一个地地区不同同地域单单元的自自然生物综综合的因因果关系系,是地地理学思思想和生生态学思思想的结结合。2) 东欧的景观观综合研研究和景景观生态态规划。捷克斯洛伐伐克,用用景观思思想研究究区域规规划和开开发,应应用生态态信息和和平衡原原则进行行生态系系统的优优化设计计,形成成了较成成熟的
8、景景观生态态规划理理论与方方法。共共主持召召开了次国际际景观学学术讨论论会,为为中西方方沟通作作出了贡贡献。)加拿大大、澳大大利亚的的土地生生态分类类。以加拿大、澳澳大利亚亚为主要要代表,加加拿大在在年成成立生物物自然土土地分类类委员会会,改改为土地地生态分分类委员员会。该该委员会会着力于于用生态态学原则则和标准准对土地地生态分分类,主主要理念念是地理理学上的的综合思思想与生生态学中中的生态态属性和和生态功功能相融融合。)前苏联联的景观观地球化化学分析析和区划划。主要要以“维尔纳纳茨基的的生物地地球化学学和生物物圈说”,“苏卡切切夫的生生物地理理群落学学说”,“索恰瓦瓦的地理理系统学学说”。等
9、为为理论支支柱。)中国的的生态建建设与生生态工程程方向年代初初,地理理学家林林超、黄黄锡畴大大力介绍绍和倡导导景观生生态学;植物学学家候学学煜倡导导大农业业;生态态学家马马世骏倡倡导生态态工程与与建设;经济学学家许涤涤新提出出生态经经济学。这这些理论论在建设设、工程程、经济济农业等等方面取取得较大大成绩。、景观生生态学的的发展趋趋势) 重视景观生生态学的的基础理理论研究究,特别别是在对对象、任任务、结结构、功功能、动动态变化化、控制制等方面面的拓展展。) 积极采用新新技术、新新方法的的应用研研究:包包括时空空模型的的建立。主主要着力力于研究究经济消消耗、社社会效果果、自然然环境保保护、自自然美
10、化化、潜力力保持、恢恢复和扩扩大等原原则。探探讨景观观生态系系统的最最佳结构构和各种种利用类类型(即即:综合合利用、多多层利用用、补缺缺利用、循循环利用用、自净净利用、和和谐共生生、景观观保护等等类型)。在在规划的的实施上上由不合合理合理最优。、 景观生态学学的理论论基础) 整体论:年mmutss提出,整整体即是是一个系系统,处处于一个个相对稳稳定态中中的相互互关系集集合。是是研究尺尺度效应应与生物物圈等级级组织的的理论。) 系统论:为为反独机机制,强强调动态态平衡。) 生态进化与与演替理理论。) 空间分异与与生物多多样性理理论:适适应环境境分异的的结果,同同一结果果的不同同理论表表述。) 景
11、观异质性性与异质质共生理理论:不不是最强强壮的,而而是能与与其他生生物共生生并能与与环境协协同进化化的生物物。) 岛屿生物地地理与空空间镶嵌嵌理论嵌块块体的基基础。) 生物地球化化学与景景观地球球化学理理论。) 生态建设与与生态区区们理论论。主要要涉足环环境问题题与生态态规划。、 景观生态学学原理) 景观结构和和功能原原理(研研究景观观结构)。主主要是、景观单单元在大大小、形形状、数数目、类类型和结结构方面面变化的的分布异异质性的的结构。、各种流流和相互互作用以以及景观观功能的的表现。) 生物多样性性原理(研研究景观观结构):异质性性程度高高,边缘缘种多个个生境的的增加导导致总物物种多样样性的
12、增增加。) 物种流动原原理(研研究景观观功能)。主主要是、干扰区区时,另另外种传传播有利利时,敏敏感种分分布程度度下降。、种的繁繁殖、传传播可消消灭、改改变创造造整个景景观单元元。、异质性性。基本本单元的的扩展、收收缩、控控制和影影响。) 营养再分配配原理(研研究景观观功能):能量与与物质流流动,干干扰程度度增加,再再分配比比例上升升。) 能量流动原原理(研研究景观观功能):异质性性增加,热热能,生生物量会会越过镶镶块体走走基质边边界之间间的可能能越大。) 景观变化原原理(研研究景观观动态):研究干干扰与均均质化矛矛盾的对对立与统统一。) 景观稳定性性原理(研研究景观观动态)。研研究其抗抗性和
13、恢恢复能力力。主要要包括物物理系统统:如公公路,迅迅速变化化较为稳稳定。低低生物量量系统,如如耕地,抗抗性较小小,恢复复快。高高生物量量,如森森林,抗抗性较大大恢复慢慢。、 景观生态的的主要学学派及发发展历史史一、 景观生态学学的主要要学派景观生生态学是是一个年年轻的学学科,其其历史也也只是半半个世纪纪左右但但已形成成各个特特色的若若干学派派。) 美国的景观观格局和和功能研研究。VVanssereeav 先驱驱在年年对景观观进行地地理学和和生态学学的综合合研究。、戈戈伦经、Risser、Turner等人着重研究景观的结构、功能、动态变化,并以规划管理为中心成为当今景观生态学的重心和主流。福尔曼
14、等等认为:景观生生态学是是一门新新兴的交交叉学科科,它以以景观为为对象,以以人类和和自然协协调共生生的思想想为指导导,研究究景观在在物质、能能量和信信息交换换过程中中形成的的空间格格局、内内部功能能和各部部分的相相互关系系;探讨讨其发生生、发展展的规律律,建立立景观时时空动态态模型,达达到合理理保护和和优化利利用的目目的。) 西欧以荷兰兰、德国国的土地地生态设设计为代代表如:荷兰的的估诺罗罗尔德,德德国的哈哈本(HHabeer)应应用景观观生态学学思想进进行土地地评价利利用、规规划设计计以及自自然保护护区和国国家公园园的景观观设计,强强调人的的作用,注注重生态态。二、 发展历史) 酝酿(准备备
15、)阶段段(世纪至至本世纪纪年年代)。其其主要特特点是地地理学景景观思想想和生物物学的生生态思想想是各自自独立发发展的。其其代表人人物有:、地理学学中的德德国的洪洪堡,他他认为景景观是“地球上上一个区区域的总总体”的思想想并认为为地理学学应天空空地球上上自然现现象的相相互关系系。道库库恰耶夫夫及其生生贝尔格格提出了了景观的的概念及及其组分分之间作作用的综综合体。帕萨萨格认为为景观是是气候、水水、土壤壤、植物物、文化化现象组组成的地地域的复复合体。美英英学者把把景观称称为土地地或土地地类型、生物学学中在世纪纪中期,海海格尔从从生物与与环境之之间关系系的学科科生态态学揭示示生态学学个体、生生物群落落
16、及其环环境的关关系。年(英英)生态态学家坦坦斯利提提出了“生态系系统”是任何何等级的的生态单单位中的的生物和和环境的的综合体体,反映映了生物物学与非非生物的的密切联联系。所有这个阶阶段都有有一个共共识:自自然现象象是综合合的。) 形成阶段(本本世纪年代代年代初初)年年特罗尔尔在利用用航片研研究东非非土地利利用问题题时提出出景观生生态学。此此阶段的的特点有有:开展展了土地地资源的的调查研研究、开开发和利利用,出出现了以以土地为为主要研研究对象象的景观观生态研研究热潮潮系统统论、控控制论、信信息论、耗耗散结构构理论的的形成与与发展;数学方方法、卫卫星图象象、计算算机等新新技术方方法的广广泛应用用成
17、为理理论方法法上的奠奠基。在中中欧(德德国、荷荷兰、捷捷克斯洛洛伐克)建建立了生生态研究究中心、所所、协会会。代表表人物有有荷兰的的左诸罗罗尔德。设设立了景景观生态态学基本本问题,诸诸如:,土土地生态态学、城城市生态态学、城城市环境境的优化化、自然然保护、景景观建筑筑与视觉觉景观、土土地评价价与规划划、国际际景观生生态学研研究进展展等个个委员会会。在德德国、荷荷兰、捷捷克斯洛洛伐克的的主要大大学设立立了景观观生态学学及有关关领域的的专门讲讲座从而而推动了了景观生生态学的的发展。) 发展阶段(年以后后)年年在荷兰兰召开了了第一届届国际景景观生态态学大会会。年年月月,在在捷克斯斯洛伐克克第次次景观
18、生生态学国国际学术术讨论会会上,正正式成立立国际景景观生态态学协会会()。此此阶段的的特点是是研究和和教学活活动普遍遍化:从从中欧到到美国、日日本、加加拿大、澳澳大利亚亚、英国国、法国国、瑞典典、阿根根廷、直直到我国国都致力力于此学学科的研研究。国际际学术活活动频繁繁:年年至年年国际性性会议不不下次。出版版物大量量涌现:秘书处处设在丹丹麦,定定期出版版 bbullletiin,报报道活活动消息息。年年国际性性杂志景景观生态态学在在法出版版,后又又出版改改变着的的景观生态态学透视视。荷荷兰的温温克出版版了景景观生态态学和土土地利用用等。实际际问题的的作用使使得理论论的深入入和方法法的精确确化。在
19、我国也经经历了摸摸索阶段段(年代以以前):地理生生态学家家李继桐桐、刘顺顺谔、陈陈传康等等开始从从事该学学科的研研究。介介绍阶段段():国内学学者开始始将景观观生态学学和有关关学术论论文介绍绍至国内内。研究究实践阶阶段:此此时主要要是搜集集文献资资料、课课题、翻翻译国际际国内文文献。、 景观生态学学的基本本内容) 从结构来看看,组成成要素及及其空间间关系(能能量、物物质、物物种的分分配及各各生态系系统的形形状、大大小数目目、种类类和构图图的关系系)。) 从功能上看看,物流流、物种种流、能能流等的的相互作作用。) 从动态变化化来看,抗抗性、恢恢复能力力及演替替状况。) 从景观的规规划管理理上看,
20、生生产实践践、分析析景观特特征、提提出利用用管理体体制最优优化方案案。主要要包括A 景观生态分分类,生生态评价价的基础础,系统统内水热热状况的的差异,物物质能量量交换形形式的差差异依一一定的原原则或依依据指标标进行个个体类型型归纳,揭揭示景观观的内部部格局、分分布规律律、演替替方向。B 景观生态评评价:对对某种利利用的适适宜性、限限制性、生生产力进进行三效效评价。C 景观生态规规划设计计:依据据工程的的优化利利用,再再生循环环原理按按目的归归类。的的应用,利利用遥感感图象作作为信息息源,对对景观进进行分析析并绘制制专题图图。例如如:林业业如何控控制森林林发育的的时空格格局。农农业、生生态农业业
21、(生产产力)不不同农田田生态系系统之间间的相互互作用。桑桑基、蔗蔗基、渔渔塘。在在风景园园林规划划中使得得其在美美学、景景观结构构在生物物学和生生态学上上具合理理性。第二章景观要要素的基基本类型型农村影观:村庄、道道路、田田地、仓仓库、河河流、防防护林等等。按各各景观要要素在景景观中的的地位和和形状分分为三种种类型:、 斑块(嵌块块):在在外貌上上与周围围地区有有所不同同的非线线性地表表区域(最最小景观观单元)、 廊道、走廊廊:与本本底有所所区别的的带状土土地。、 基底(本底底):面面积最大大,连接接度最高高且在景景观功能能上起优优势作用用的景观观要素类类型。第一节 嵌块体一般是物种种的集聚聚
22、地,无无生物群群落或微微生物。、 嵌块体的起起源与类类型(成成因机制制、物种种动态、周周转演替替过程)。大火过后,留留下火烧烧迹地如如:森林林、草原原、农田田(黑钙钙土是采采伐植被被、种植植的结果果)。干干扰机制制:干扰扰环境异异质性如如人类种种植造成成残存(余余)的环环境资源源。) 干扰嵌块体体:干扰扰是引起起生态系系统格局局显著偏偏离常态态的事件件。有内内部(如如风倒木木)和外外部(火火)二种种。外部部干扰有有自然和和人为之之分。 物种动动态:最最初,主主要是群群落大小小的变化化。许多多种的种种群大小小变化较较快,后后因个体体伤亡而而急剧下下降。然然后是种种的灭绝绝。某些些物种在在其领地地
23、范围灭灭绝,另另一些生生存下来来。较低低的种群群甚至处处于休眠眠。幸存存种的种种群大小小发生急急剧变化化,数量量上升,超超过对初初始个体体损失的的补偿。最最终是种种的迁入入。此时时有物种种迁入,由由先锋群群落演替替至顶极极。物种动态的的特点是是:具有有最高的的周转率率,或平平均年龄龄持续时时间最短短(消失失最快)。具体的类型型有:单一干扰:能使物物种迁入入灭绝速速度大幅幅度增加加,而后后逐渐下下降最后后嵌块体体消失。长期干扰:灭绝速速度大幅幅上升,迁迁入速度度略增,后后来的干干扰阻止止了物种种演替的的正常序序列。主主要为人人类干扰扰,存留留时间长长并重复复干扰如如大气污污染,形形成某种种稳定性
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