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第十三章 景观格局与过程 §1 景观的概念 1、景观的概念 R. Forman M. Godron（1985）认为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；同时认为一个景观应具备下述四个特征： 1）景观是若干生态系统的聚合； 2）组成景观的各生态系统间存在物质、能量流动和相互影响； 3）景观具有一定的气候和地貌特征； 4）景观的组成结构及功能特征与一定的干扰状况的聚合相对应。 2、景观要素及其生态属性 景观是由若干相互作用的生态系统所构成的，构成景观的基本的、相对均质的土地生态要素或单元、生态系统即为景观要素（landscape element），有时亦称为景观成份（landscape composition）。 景观要素的生态属性包括大小、形状、边缘厚度等。 3、景观生态中的几个术语 尺度（scale） ——是指对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度。（空间尺度和时间尺度） 格局（pattern） ——是指空间格局，即缀块和其它组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等。 过程（process） ——种群动态、种子或生物体的传播、捕食者和猎物的互作、群落演替、干扰扩散和养分循环等。 空间异质性（spatial heterogeneity） ——是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。 缀块性（patchness） ——缀块的组成特征及其空间分布与配置关系。 景观连接度（landscape connectivity） ——景观空间结构单元相互之间连续性的量度。 §2 景观生态学的理论基础 1、景观生态学的理论基础 （1）、热力学定律与熵理论 熵（entropy）是系统无组织程度的量度，是系统不可逆性和均匀性的量度。根据热力学第二定律，热量总是从高温向低温一端传递，系统的最终状态在热力学定律的作用下，趋向一种均质化，是一种熵增过程。任何系统要维持一定的组织结构，必需存在一定量的负熵流。 熵理论是分析景观功能、结构、动态、系统承载力的重要理论基础，但熵理论的应用对于生态学者也不一定完全带来对社会发展前显的悲观结局的结论。有一种乐观主义的观点认为，人类技术进步可以有效提升系统的承载力。通过有目的地调整景观的内部结构，减少不必要的负熵消耗，提高效率。譬如城市景观中交通系统的优化，就是一个非常现实的增加负熵效率的景观工程。 （2）、整体论和系统论 整体论(holism)（Smuts，1926）认为，客观世界是由一系列处于不同等级系列的整体所构成的，每个整体都是一个系统，即处于相对稳定态中的相互关系集合。景观中广泛存在的尺度效应，可能就是景观中不同等级系列存在的重要佐证。 相对于整体论，系统论(system theory)揭示了处于同一系统同的各部分的相互关系，以及这种相互关系的总体效果。景观中各相互作用的要素间的关系更多地表现为乘数效应而不是加法效应。 系统论不仅是一种理论，同时也是研究复杂系统的一种重要技术手段。 2、景观生态学的基本原理 R. Forman M. Godron，1986 1.景观结构与功能原理2.生物多样性3.物种流4.养分再分布5.能量流6.景观变化7.景观稳定性原理 R. Forman，1995：1.景观和区域2.斑块、廊道、基质3.大型自然植被斑块4.斑块形状5.生态系统间的相互作用6.碎裂种群动态7.景观抗性8.粒度大小9.景观变化10.镶嵌系列11.外部结合12.必要格局 Risser，19841.空间格局与生态过程2.空间与时间尺度3.异质性对流与干扰的作用4.格局变化5.自然资源管理框架 Risser，19871.异质性与干扰2.结构和功能3.稳定性和变化4.养分再分布5.层秩性 Farina，19951.格局和过程的时空变化2.系统的等级组织3.土地分类（生态单元）4.干扰过程5.土地镶嵌的异质性6.景观碎片化7.生态过渡带8.中性模型9.景观动态与演进 肖笃宁，19991.景观系统的整体性和异质性2.景观研究的尺度性3.景观结构的镶嵌性4.生态流的空间聚集与扩散5.景观的自然与文化性6.景观演化的不可逆性与人类主导性7.景观价值的多重性 （1）、景观结构和景观功能原理 景观结构是生态客体在景观中异质性分布的结果，景观中生态客体的运动将直接导致景观结构的变化。景观结构的形成过程是景观的一种自组织过程，取决于持续、稳定的负熵通量，自然趋势是一种最小熵增过程，不过形成稳定结构往往需要较长的时间。 而景观结构一旦形成，构成景观的景观要素的大小、形状、数目、类型和外貌特征对生态客体的运动特征将产生直接或间接的影响，从而影响景观的功能。生态客体的空间格局与生态客体的流是一种互为条件