簡述景觀生態學理論

　　景觀生態學***Landscape Ecology***是研究在一個相當大的區域內，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。下面由小編為大家整理的，希望對大家有幫助!

　　許多學者對景觀生態學基礎理論的探索已經作出了重要貢獻，例如Risser等提出的5條原則，Forman等提出的7項規則等等。但從景觀生態學理論研究現狀來看，目前用理論這一術語表達景觀生態學的基礎理論，比用原理、定律、定理等方式更適宜些。相關學科為景觀生態學提供的基礎理論，概括起來主要有以下7項。

　　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係，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。

　　2.空間分異性與生物多樣性理論

　　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佈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、區域性性、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。

　　3.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佈的。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。日本學者丸山孫郎從生物共生控制論角度提出了異質共生理論。這個理論認為增加異質性、負熵和資訊的正反饋可以解釋生物發展過程中的自組織原理。在自然界生存最久的並不是最強壯的生物，而是最能與其他生物共生並能與環境協同進化的生物。因此，異質性和共生性是生態學和社會學整體論的基本原則。

　　4.島嶼生物地理與空間鑲嵌理論

　　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係，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。

　　5.尺度效應與自然等級組織理論

　　尺度效應是一種客觀存在而用尺度表示的限度效應，只講邏輯而不管尺度無條件推理和無限度外延，甚至用微觀實驗結果推論巨集觀運動和代替巨集觀規律，這是許多理論悖謬產生的重要哲學根源。有些學者和文獻將景觀、系統和生態系統等概念簡單混同起來，並且泛化到無窮大或無窮小而完全喪失尺度性，往往造成理論的混亂。現代科學研究的一個關鍵環節就是尺度選擇。在科學大綜合時代，由於多元多層多次的交叉綜合，許多傳統學科的邊界模糊了;因此，尺度選擇對許多學科的再界定具有重要意義。等級組織是一個尺度科學概念，因此，自然等級組織理論有助於研究自然界的數量思維，對於景觀生態學研究的尺度選擇和景觀生態分類具有重要的意義。

　　6.生物地球化學與景觀地球化學理論

　　現代化學分支學科中與景觀生態學研究關係密切的有環境化學、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迴圈、平衡、變異以及生物地球化學效應等巨集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。

　　7.生態建設與生態區位理論

　　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佔統治地位的經濟地理學主流理論。現代區位論還在向巨集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、合理佈局的原則，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。

　　景觀生態原理/景觀生態學

        景觀結構與功能互動原理

　　在景觀規模上，每個景觀要素***或生態系統***都可以看作是一個具有相當寬度的嵌塊體、狹長的廊道、背景或基質，嵌塊體—廊道—基質模式***patch-corridor-matrix model***是景觀組成的基本模式。實質上，景觀結構是生態客體在景觀中異質性分佈的結果，景觀中生態客體的運動將直接導致景觀結構的變化。景觀結構的形成過程是景觀的一種自組織過程，理論上講，最終形成一種由持續、穩定的負熵通量通過景觀的自組織過程形成的耗散結構，其自然趨勢是一種最小熵增過程，不過自然過程往往並不是最迅速的過程，形成穩定結構往往需要較長的時間。

　　景觀結構一旦形成，構成景觀的景觀要素的大小、形狀、數目、型別和外貌特徵等對生態客體的運動***生態流***特徵將產生直接或間接的影響，從而影響景觀的功能。生態客體的空間格局***景觀結構***與生態客體的流***景觀功能***是一種互為條件的生態過程，在自然條件下，景觀能達到某種平衡，從而達到某種非平衡穩定態。

　　景觀結構的相輔相成，實現一定的功能需要有相應的景觀結構的支援，並受景觀結構特徵的制約，而景觀結構的形成和發展又受到景觀功能***生態流***的影響，這就是景觀結構與功能互動原理。這一原理揭示了景觀結構與景觀功能間直接的相互對應關係。應用景觀結構與功能互動原理，對景觀結構進行調整以改變或促進景觀的功能，是景觀管理的重要內容。

　　用以描述景觀格局的主要指標有：斑塊大小、邊緣長度、分佈格局、森林覆蓋率等。景觀基質的孔隙度格局對景觀中干擾發生的概率、干擾傳播速度、干擾的生態學後果、生物生境適應性等都有重要影響。在自然情況下，景觀中孔隙度格局基本上取決於干擾發生的特徵及時間與空間的分佈規律。以森林景觀在火干擾下形成的孔隙度格局為例，若火燒的概率與林中有機質的積累成正比，森林積累有機質的速度近於勻速，林火發生的地點與規模具有隨機性，可以預測森林景觀中火燒跡地形成的孔隙度格局。

　　廊道是景觀生態流發生的主要通道，其結構特徵與其功能密切相關。主要結構特徵包括曲度、寬度、連通性等。一般認為，廊道曲度與沿廊道的移動距離關係最為密切。廊道寬度直接影響能量物質及物種沿廊道或穿越廊道運動的阻力。廊道連通性則用於度量廊道的空間連續程度。廊道有無斷開是確定通道或屏障功能效率的重要因素，因此連通性是廊道結構的主要量度指標。

　　廊道相互交叉相連為網路，使網路成為景觀本底的一種特殊形式。許多景觀要素，如道路、溝渠、防護林帶、樹籬等均可形成網路，但代表性最強的是樹籬***包括人造林帶***。網路內景觀要素的大小、形狀、環境條件及人類活動等特徵對網路本身具有重要影響，網路同時也對被包圍的景觀要素給予影響，這種相互影響的最終結果，就是導致景觀生態過程和生態流的變化。

　　二***生態流聚集與擴散原理

　　物質、能量、生物有機體和資訊等在景觀要素間的流動被稱為生態流，它們是景觀過程的具體體現。不同性質的生態流可能有不同的發生機制，但經常是幾種流同時發生。受景觀格局的影響，生態流體現為聚集與擴散，屬於跨生態系統間的流動。

　　景觀中的生態流，直接導致景觀中營養物質、通量、生物有機體的再分配，而這種再分配的結果直接導致景觀結構的變化。景觀生態流的發生及流的通量、時空特性等，直接受景觀結構的影響，如景觀異質性影響物種在景觀要素間的擴散與收縮，能量流也往往隨著景觀異質性的增加而增強;景觀結構的不同，生態流受到的景觀阻力也可能存在明顯的差異。景觀結構特徵與生態流之間存在相互影響、相互制約的關係。生態流的流向與流速可能通過景觀結構的調整而加以改變。

　　景觀中的干擾是對生態流產生影響的另一種重要機制，干擾的傳播本身也是生態流的內容之一。干擾可能破壞生態系統內部礦質養分的保持或調節機制，從而促進養分向鄰近或其他生態系統轉移。景觀中礦物營養再分配的速度隨干擾強度的增加而增加。干擾對動物運動與植物定植格局的影響成為許多研究的內容，如沿城郊植物物種的梯度變化現象。

　　生態流還是景觀中生物多樣性維持的一種重要機制。物種在景觀中分離嵌塊體中生存的過程與種群在景觀中的擴散與運動密不可分。

　　1.廊道特徵與景觀中的流

　　廊道有四種較為重要的功能：①作為一些物種的棲息地;②作為物種沿廊道遷移的通道;③對兩側的景觀要素間的流起屏障作用或過濾作用;④影響周圍基質的環境和生物源。

　　***1***通道。在自然景觀中，動、植物是沿廊道遷移的主要物流***河川徑流與交通運輸除外***，哺乳動物沿高速公路的開闊邊緣遷移和植物沿堤壩遷移是一種常見的現象，只有少數哺乳動物可沿樹籬有效遷移，而一些鳥類和大、中型哺乳動物卻常常利用這些樹籬穿越景觀。如果有廊道的話，諸如火災、蟲害爆發等干擾有可能沿廊道迅速蔓延。另一方面，廊道也可起到一定的隘道或瓶頸的作用，因此合理利用廊道的通道功能也能有效地控制干擾的傳播。例如，城市生態系統中的廊道主要有河川、道路、街道、管道、纜線等，對城市生態系統的物質流、能量流和資訊流的聚集和擴散起著十分重要的作用，也是城市的主要基礎設施，其通道功能更加不言而喻。

　　***2***屏障與過渡器。廊道對橫穿景觀的生態功能流具有一定的屏障作用。一般而言，當坡地植被廊道與等高線平行時，植被廊道對水土流失的控制作用最強，因此山區森林經營經常採用帶狀砍伐的形式。各種不同的地面動物穿越廊道的能力有所不同，有的可能順利通過，而阻礙另一部分物種的穿越，從而起到過渡的作用。例如，城市生態系統中的防護林帶，是一種降低風速、減輕風沙危害的有效措施，但河川則成為阻礙沿河兩岸交流的主要障礙。

　　***3***斷開。斷開一般可阻止物種沿廊道的遷移，而且其長度是決定哪些物種受到影響的主導因素，有時廊道寬度或有無斷開可能會相互作用，從而影響物種沿廊道的遷移。此外，對於對物種遷移起屏障作用的廊道而言，斷開也可促進一些物種穿越，如家畜或野生動物通過管道或在橋下穿越高速公路。

　　2.流與基質

　　熱量、塵埃和風傳種子可以以相對均勻的層流形式在基質上空運動，但某些動物、害蟲或火則幾乎無間隔地蔓延至某個特定型別景觀要素的廣大空間之中。因此，在火災易發區，人們常建立防火屏障以降低基質的連線度。另一方面，為了保護那些不能穿越狹窄廊道的物種，有時又必須提高或增大基質或嵌塊體的連線度。在生物自然保護區建設中的一個普遍採用的辦法是通過廊道增加各生境嵌塊間的連線度。在城市綠地系統規劃中，也應保留或建立必要的綠色廊道以加速物流的暢通，而城市零星綠地系統間的連線對於城市生物多樣性的維持尤為重要。

　　3.網路與流

　　在多數景觀中，網路分佈較為廣泛，而且相互重疊，型別繁多。網路結點對流有兩種作用，即作為廊道的交接區和流動物質的源或匯。城市是車輛沿公路行駛的結點，水塘是乾旱區動物遷移路徑的聚集點。廊道與結點相連，互連的廊道即構成網路。

　　結點有不同的型別，存在大小差異，在時間上具有離散性。景觀中的結點型別、大小、時間離散性對景觀中流的通量及不同方向的阻力等都有影響