景观生态学的概念及结构12111.docx
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1、 景观生态学绪论 景景观生态学学作为地理理学和生态态学的交叉叉学科,具具有独特的的生命力和和高度的综综合性。与与自然保护护、规划、景景观设计、野野生生物学学、土地评评价、地理理学、环境境科学、林林学、农学学等学科密密切相关,尤尤其是目前前的环境问问题和社会会问题与景景观生态息息息相关,有有着广阔的的前景。每每个人都处处于景观中中,其质量量好坏息息息相关。本课程的学学习方法在在于:知识识累积,思思维方式的的深化,一一种能力,一一种方法。 本课程的的结构由以以下几个部部分组成:1、 景观生态学学的概念,内内容,历史史。2、 景观构成要要素嵌块体体,廊道,基基底。3、 景观的总体体结构。4、 景观发
2、育的的自然过程程。5、 人类对景观观的影响。6、 景观的功能能。7、 想念邻景观观要素间的的流动。8、 景观的动态态。9、 景观的异质质性和类型型学。10、 土地景观分分类(属性性,景观,能能力)11、 土地评价。12、 景观的规划划与管理。第一章 景观和景生生态学第一节 景观1、 概念: 英英语中多含含义,有美美学的,文文化的,地地理,专业业的,空间间上:大尺尺度,小尺尺度(毛虫虫相片)1) 美学的:景景观大致均均一的地区区风景,直直观景象,这这个概念主主要应用于于景观建筑筑学,风景景园林学。2) 地理学:是是地球表面面地貌、气气候、土壤壤,生物所所形成的综综合体。发发生上是立立的,是地地表
3、在地带带性和非地地带性方面面最一致的的地域地段段,具有自自己的形态态,单位的的质和量的的对比关系系,并以此此与其相邻邻景观区别别。此概念念充分反映映了自然界界的特点和和天资的多多样性,完完整的土地地利用单位位。景观生态学学是由19919德国国(TROOLL)特特罗尔首提提,我国880年代初初方开始国国际上景观观生态学的的发展。生态学:是是在一(将将)个相对对均质的空空间内研究究植物、动动物、大气气、水、土土壤之间的的关系(生生物之间,生生物与环境境之间)的的科学。是是一个利用用和改造 的生态工工程。景观生态学学:某一地地区不同空空间单元的的自然环境境与生物关关系的科学学。若干个个生态系统统聚合
4、所组组成的异质质性土地地地域内的生生物与自然然环境之间间关系的科科学。其优优点在于:景观水平平上,生态态学研究的的是整体观观及许多本本来缺乏联联系的学科科在解决景景观问题上上的综合。景景纲生态学学将地理学学研究自然然现象空间间相互作用用的水平途途径和生态态学在研究究自然现象象功能上相相互作用时时的垂直途途径结合起起来、解决决许多在其其它低级生生物组织层层次上无法法解决或不不能解决的的问题。把把人类及其其活动结合合在生态学学研究中,并并且对于原原始状态和和干扰严重重的景观提提出了解决决途径。使使之范围更更广,层次次更高。城市化、工工业化席卷卷全球,自自然人工复复合或纯人人工生态系系统,人地关系系
5、改变着人人们的思维维方式和生生活方式,探探寻和谐发发展的途径径成为当今今的热门课课题。3) 景观生态学学实际上就就是在空间间上不同生生态系统的的聚合。FFormaan,Gaadronn提出:景景观是以相相似形式重重复出现的的相互作用用的若干生生态系统的的聚合组成成的异质性性陆地区域域、地貌、过过程、生物物定居和干干扰作用形形成景观的的结构。(又又称异质地地域观)综上所述,景景观是由各各个在生态态上和发生生上共轭的的,有规律律地结合在在一起的最最简单的单单元地域单单位所组成成的复杂空空间异质性性。2、 景观的特征征:1) 结构上:生生态聚合,镶镶嵌块体空空是格局,城城市与郊区区、农村、道道路、农
6、田田以及天然然次生林(阴阴)、牧场场(阳)2) 功能稳定性性上:各生生态系统间间相互作用用,其中有有物流、物物种流、能能量等。它它们是动态态的、变化化的,且具具有一定的的地貌特征征和气候特特征并受各各种因素干干扰包括各各种自然和和人为的因因素。3) 时空尺度效效应4) 异质性3、 景观的构成成景观要素:基本的相相对均质的的土地生态态要素或单单元。它是是一个相对对性的时空空概念,宽宽度在100M1KKM或更宽宽,一般在在航片上可可辩认。微观上,人人类和自然然的干扰可可影响物种种的定殖和和演替。宏观上,区区域性气候候变化可影影响诸如物物种的迁移移和生态系系统替代的的过程。全球性尺度度上,板块块构造
7、、主主要种群的的进货及全全球植被格格局的发展展都极为显显著。第二节 景观生态态学的研究究内容基本本原理1、 景观生态学学产生及现现状1) 概念:最早早是年由德德地理学家家特罗尔提提出来的。指指一个地区区不同地域域单元的自自然生物综综合的因果果关系,是是地理学思思想和生态态学思想的的结合。2) 东欧的景观观综合研究究和景观生生态规划。捷克斯洛伐伐克,用景景观思想研研究区域规规划和开发发,应用生生态信息和和平衡原则则进行生态态系统的优优化设计,形形成了较成成熟的景观观生态规划划理论与方方法。共主主持召开了了次国际际景观学术术讨论会,为为中西方沟沟通作出了了贡献。)加拿大大、澳大利利亚的土地地生态分
8、类类。以加拿大、澳澳大利亚为为主要代表表,加拿大大在年成立立生物自然然土地分类类委员会,改改为土地生生态分类委委员会。该该委员会着着力于用生生态学原则则和标准对对土地生态态分类,主主要理念是是地理学上上的综合思思想与生态态学中的生生态属性和和生态功能能相融合。)前苏联联的景观地地球化学分分析和区划划。主要以以“维尔纳茨茨基的生物物地球化学学和生物圈圈说”,“苏卡切夫夫的生物地地理群落学学说”,“索恰瓦的的地理系统统学说”。等为理理论支柱。)中国的的生态建设设与生态工工程方向年代初初,地理学学家林超、黄黄锡畴大力力介绍和倡倡导景观生生态学;植植物学家候候学煜倡导导大农业;生态学家家马世骏倡倡导生
9、态工工程与建设设;经济学学家许涤新新提出生态态经济学。这这些理论在在建设、工工程、经济济农业等方方面取得较较大成绩。、景观生生态学的发发展趋势) 重视景观生生态学的基基础理论研研究,特别别是在对象象、任务、结结构、功能能、动态变变化、控制制等方面的的拓展。) 积极采用新新技术、新新方法的应应用研究:包括时空空模型的建建立。主要要着力于研研究经济消消耗、社会会效果、自自然环境保保护、自然然美化、潜潜力保持、恢恢复和扩大大等原则。探探讨景观生生态系统的的最佳结构构和各种利利用类型(即即:综合利利用、多层层利用、补补缺利用、循循环利用、自自净利用、和和谐共生、景景观保护等等类型)。在在规划的实实施上
10、由不不合理合理最优。、 景观生态学学的理论基基础) 整体论:年年mutts提出,整整体即是一一个系统,处处于一个相相对稳定态态中的相互互关系集合合。是研究究尺度效应应与生物圈圈等级组织织的理论。) 系统论:为为反独机制制,强调动动态平衡。) 生态进化与与演替理论论。) 空间分异与与生物多样样性理论:适应环境境分异的结结果,同一一结果的不不同理论表表述。) 景观异质性性与异质共共生理论:不是最强强壮的,而而是能与其其他生物共共生并能与与环境协同同进化的生生物。) 岛屿生物地地理与空间间镶嵌理论论嵌块体体的基础。) 生物地球化化学与景观观地球化学学理论。) 生态建设与与生态区们们理论。主主要涉足环
11、环境问题与与生态规划划。、 景观生态学学原理) 景观结构和和功能原理理(研究景景观结构)。主主要是、景观单单元在大小小、形状、数数目、类型型和结构方方面变化的的分布异质质性的结构构。、各种流流和相互作作用以及景景观功能的的表现。) 生物多样性性原理(研研究景观结结构):异异质性程度度高,边缘缘种多个生生境的增加加导致总物物种多样性性的增加。) 物种流动原原理(研究究景观功能能)。主要要是、干扰区区时,另外外种传播有有利时,敏敏感种分布布程度下降降。、种的繁繁殖、传播播可消灭、改改变创造整整个景观单单元。、异质性性。基本单单元的扩展展、收缩、控控制和影响响。) 营养再分配配原理(研研究景观功功能
12、):能能量与物质质流动,干干扰程度增增加,再分分配比例上上升。) 能量流动原原理(研究究景观功能能):异质质性增加,热热能,生物物量会越过过镶块体走走基质边界界之间的可可能越大。) 景观变化原原理(研究究景观动态态):研究究干扰与均均质化矛盾盾的对立与与统一。) 景观稳定性性原理(研研究景观动动态)。研研究其抗性性和恢复能能力。主要要包括物理理系统:如如公路,迅迅速变化较较为稳定。低低生物量系系统,如耕耕地,抗性性较小,恢恢复快。高高生物量,如如森林,抗抗性较大恢恢复慢。、 景观生态的的主要学派派及发展历历史一、 景观生态学学的主要学学派景观生生态学是一一个年轻的的学科,其其历史也只只是半个世
13、世纪左右但但已形成各各个特色的的若干学派派。) 美国的景观观格局和功功能研究。Vansereav 先驱在年对景观进行地理学和生态学的综合研究。、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。福尔曼等等认为:景景观生态学学是一门新新兴的交叉叉学科,它它以景观为为对象,以以人类和自自然协调共共生的思想想为指导,研研究景观在在物质、能能量和信息息交换过程程中形成的的空间格局局、内部功功能和各部部分的相互互关系;探探讨其发生生、发展的的规律,建建立景观时时空动态模模型,达到到合理保护护和优化利利用的目的的。) 西欧以荷兰兰、
14、德国的的土地生态态设计为代代表如:荷荷兰的估诺诺罗尔德,德德国的哈本本(Habber)应应用景观生生态学思想想进行土地地评价利用用、规划设设计以及自自然保护区区和国家公公园的景观观设计,强强调人的作作用,注重重生态。二、 发展历史) 酝酿(准备备)阶段(世纪至至本世纪年代)。其其主要特点点是地理学学景观思想想和生物学学的生态思思想是各自自独立发展展的。其代代表人物有有:、地理学学中的德国的的洪堡,他他认为景观观是“地球上一一个区域的的总体”的思想并并认为地理理学应天空空地球上自自然现象的的相互关系系。道库库恰耶夫及及其生贝尔尔格提出了了景观的概概念及其组组分之间作作用的综合合体。帕萨萨格认为景
15、景观是气候候、水、土土壤、植物物、文化现现象组成的的地域的复复合体。美英英学者把景景观称为土土地或土地地类型、生物学学中在世世纪中期,海海格尔从生生物与环境境之间关系系的学科生态学学揭示生态态学个体、生生物群落及及其环境的的关系。年(英)生生态学家坦坦斯利提出出了“生态系统统”是任何等等级的生态态单位中的的生物和环环境的综合合体,反映映了生物学学与非生物物的密切联联系。所有这个阶阶段都有一一个共识:自然现象象是综合的的。) 形成阶段(本本世纪年代年代代初)年特特罗尔在利利用航片研研究东非土土地利用问问题时提出出景观生态态学。此阶阶段的特点点有:开展了了土地资源源的调查研研究、开发发和利用,出出
16、现了以土土地为主要要研究对象象的景观生生态研究热热潮系统统论、控制制论、信息息论、耗散散结构理论论的形成与与发展;数数学方法、卫卫星图象、计计算机等新新技术方法法的广泛应应用成为理理论方法上上的奠基。在中中欧(德国国、荷兰、捷捷克斯洛伐伐克)建立立了生态研研究中心、所所、协会。代代表人物有有荷兰的左左诸罗尔德德。设立了了景观生态态学基本问问题,诸如如:,土地生生态学、城城市生态学学、城市环环境的优化化、自然保保护、景观观建筑与视视觉景观、土土地评价与与规划、国国际景观生生态学研究究进展等个委员会会。在德德国、荷兰兰、捷克斯斯洛伐克的的主要大学学设立了景景观生态学学及有关领领域的专门门讲座从而而
17、推动了景景观生态学学的发展。) 发展阶段(年年以后)年年在荷兰召召开了第一一届国际景景观生态学学大会。年年月月月,在捷克克斯洛伐克克第次景景观生态学学国际学术术讨论会上上,正式成成立国际景景观生态学学协会()。此此阶段的特特点是研究和和教学活动动普遍化:从中欧到到美国、日日本、加拿拿大、澳大大利亚、英英国、法国国、瑞典、阿阿根廷、直直到我国都都致力于此此学科的研研究。国际际学术活动动频繁:年年至年国际际性会议不不下次次。出版版物大量涌涌现:秘书书处设在丹丹麦,定期期出版 bbulleetin,报道活动动消息。年年国际性杂杂志景观观生态学在在法出版,后后又出版改改变着的景景观生态学学透视。荷荷兰
18、的温克克出版了景景观生态学学和土地利利用等。实际际问题的作作用使得理理论的深入入和方法的的精确化。在我国也经经历了摸索阶阶段(年代以前前):地理理生态学家家李继桐、刘刘顺谔、陈陈传康等开开始从事该该学科的研研究。介绍阶阶段():国内学者者开始将景景观生态学学和有关学学术论文介介绍至国内内。研究实践践阶段:此此时主要是是搜集文献献资料、课课题、翻译译国际国内内文献。、 景观生态学学的基本内内容) 从结构来看看,组成要要素及其空空间关系(能能量、物质质、物种的的分配及各各生态系统统的形状、大大小数目、种种类和构图图的关系)。) 从功能上看看,物流、物物种流、能能流等的相相互作用。) 从动态变化化来
19、看,抗抗性、恢复复能力及演演替状况。) 从景观的规规划管理上上看,生产产实践、分分析景观特特征、提出出利用管理理体制最优优化方案。主主要包括A 景观生态分分类,生态态评价的基基础,系统统内水热状状况的差异异,物质能能量交换形形式的差异异依一定的的原则或依依据指标进进行个体类类型归纳,揭揭示景观的的内部格局局、分布规规律、演替替方向。B 景观生态评评价:对某某种利用的的适宜性、限限制性、生生产力进行行三效评价价。C 景观生态规规划设计:依据工程程的优化利利用,再生生循环原理理按目的归归类。的应用用,利用遥遥感图象作作为信息源源,对景观观进行分析析并绘制专专题图。例例如:林业业如何控制制森林发育育
20、的时空格格局。农业业、生态农农业(生产产力)不同同农田生态态系统之间间的相互作作用。桑基基、蔗基、渔渔塘。在风风景园林规规划中使得得其在美学学、景观结结构在生物物学和生态态学上具合合理性。第二章景观要素素的基本类类型农村影观:村庄、道道路、田地地、仓库、河河流、防护护林等。按按各景观要要素在景观观中的地位位和形状分分为三种类类型:、 斑块(嵌块块):在外外貌上与周周围地区有有所不同的的非线性地地表区域(最最小景观单单元)、 廊道、走廊廊:与本底底有所区别别的带状土土地。、 基底(本底底):面积积最大,连连接度最高高且在景观观功能上起起优势作用用的景观要要素类型。第一节 嵌块体一般是物种种的集聚
21、地地,无生物物群落或微微生物。、 嵌块体的起起源与类型型(成因机机制、物种种动态、周周转演替过过程)。大火过后,留留下火烧迹迹地如:森森林、草原原、农田(黑黑钙土是采采伐植被、种种植的结果果)。干扰扰机制:干干扰环境异异质性如人人类种植造造成残存(余余)的环境境资源。) 干扰嵌块体体:干扰是是引起生态态系统格局局显著偏离离常态的事事件。有内内部(如风风倒木)和和外部(火火)二种。外外部干扰有有自然和人人为之分。 物种动动态:最初初,主要是是群落大小小的变化。许许多种的种种群大小变变化较快,后后因个体伤伤亡而急剧剧下降。然然后是种的的灭绝。某某些物种在在其领地范范围灭绝,另另一些生存存下来。较较
22、低的种群群甚至处于于休眠。幸幸存种的种种群大小发发生急剧变变化,数量量上升,超超过对初始始个体损失失的补偿。最最终是种的的迁入。此此时有物种种迁入,由由先锋群落落演替至顶顶极。物种动态的的特点是:具有最高高的周转率率,或平均均年龄持续续时间最短短(消失最最快)。具体的类型型有:单一干扰:能使物种种迁入灭绝绝速度大幅幅度增加,而而后逐渐下下降最后嵌嵌块体消失失。长期干扰:灭绝速度度大幅上升升,迁入速速度略增,后后来的干扰扰阻止了物物种演替的的正常序列列。主要为为人类干扰扰,存留时时间长并重重复干扰如如大气污染染,形成某某种稳定性性。而自然然干扰使物物种趋向适适应。)残存(余余)嵌块体体:由包围围
23、着一小块块未受干扰扰地区的大大范围干扰扰(火烧、虫虫灾)造成成的相同点:都是干扰扰初始,种种群大小迁迁入、灭绝绝(主要是是种群小,需需要领地大大的物种)变变化较大,随随后进入演演替阶段。当当基质与其其融为一体体时消失变变动速率处处较高时期期,具较高高的周转率率且生态交交错区窄。独特点:有有较长的调调整期。物物种变动速速度增高之之高不是稳稳定而是由由迁入走向向灭绝。松驰期:种种和灭绝种种数量超过过侵入种(最最初的侵入入种消失了了)仍交替替整个生命命过程。侵侵入取决于于远处的种种源地;一一般较为缓缓慢。长期干扰:造成长期期隔离,物物种灭绝速速度更高。种种群小,松松弛期更长长,损失的的种更多。3)
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