簡述景觀生態(tài)學理論

　　景觀生態(tài)學(Landscape Ecology)是研究在一個相當大的區(qū)域內(nèi)，由許多不同生態(tài)系統(tǒng)所組成的整體(即景觀)的空間結(jié)構(gòu)、相互作用、協(xié)調(diào)功能及動態(tài)變化的一門生態(tài)學新分支。下面由學習啦小編為大家整理的簡述景觀生態(tài)學理論，希望對大家有幫助!

　　簡述景觀生態(tài)學理論

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

　　1.生態(tài)進化與生態(tài)演替理論

　　達爾文提出了生物進化論，主要強調(diào)生物進化;?？藸柼岢錾鷳B(tài)學概念，強調(diào)生物與環(huán)境的相互關(guān)系，開始有了生物與環(huán)境協(xié)調(diào)進化的思想萌芽。應(yīng)該說，真正的生物與環(huán)境共同進化思想屬于克里門茨。他的五段演替理論是大時空尺度的生物群落與生態(tài)環(huán)境共同進化的生態(tài)演替進化論，突出了整體、綜合、協(xié)調(diào)、穩(wěn)定、保護的大生態(tài)學觀點。坦斯里提出生態(tài)系統(tǒng)學說以后，生態(tài)學研究重點轉(zhuǎn)向?qū)ΜF(xiàn)實系統(tǒng)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能和系統(tǒng)分析，對于系統(tǒng)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(fā)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(xù)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(fā)展了生態(tài)演替進化理論。

　　生態(tài)演替進化是景觀生態(tài)學的一個主導性基礎(chǔ)理論，現(xiàn)代景觀生態(tài)學的許多理論原則如景觀可變性、景觀穩(wěn)定性與動態(tài)平衡性等，其基礎(chǔ)思想都起源于生態(tài)演替進化理論，如何深化發(fā)展這個理論，是景觀生態(tài)學基礎(chǔ)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(jīng)典地理學理論，有人稱之為地理學第一定律，而生態(tài)學也把區(qū)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布多樣化的生物地理學概念。二者不但是相關(guān)的，而且有綜合發(fā)展為一條景觀生態(tài)學理論原則的趨勢。

　　地理空間分異實質(zhì)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(qū)性、區(qū)域性、地方性、局部性、微域性等若干級別。生物多樣性是適應(yīng)環(huán)境分異性的結(jié)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(yīng)，由此派生出具體的景觀生態(tài)系統(tǒng)原理，如景觀結(jié)構(gòu)功能的相關(guān)性，能流、物流和物種流的多樣性等。

　　3.景觀異質(zhì)性與異質(zhì)共生理論

　　景觀異質(zhì)性的理論內(nèi)涵是：景觀組分和要素，如基質(zhì)、鑲塊體、廊道、動物、植物、生物量、熱能、水分、空氣、礦質(zhì)養(yǎng)分等等，在景觀中總是不均勻分布的。由于生物不斷進化，物質(zhì)和能量不斷流動，干擾不斷，因此景觀永遠也達不到同質(zhì)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(zhì)共生理論。這個理論認為增加異質(zhì)性、負熵和信息的正反饋可以解釋生物發(fā)展過程中的自組織原理。在自然界生存最久的并不是最強壯的生物，而是最能與其他生物共生并能與環(huán)境協(xié)同進化的生物。因此，異質(zhì)性和共生性是生態(tài)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(shù)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。以后的研究進一步注意島嶼面積與物種組成和種群數(shù)量的關(guān)系，提出了島嶼面積是決定物種數(shù)量的最主要因子的論點。1962年，Preston最早提出島嶼理論的數(shù)學模型。后來又有不少學者修改和完善了這個模型，并和最小面積概念(空間最小面積、抗性最小面積、繁殖最小面積)結(jié)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(jié)構(gòu)，實質(zhì)上就是鑲嵌結(jié)構(gòu)。生態(tài)系統(tǒng)學也承認系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鑲嵌性，但因強調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)一性而忽視了鑲嵌結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性。景觀生態(tài)學是在強調(diào)異質(zhì)性的基礎(chǔ)上表述、解釋和應(yīng)用鑲嵌性的。事實上，景觀鑲嵌結(jié)構(gòu)概念主要來自孤立島農(nóng)業(yè)區(qū)位論和島嶼生物地理研究。但對景觀鑲嵌結(jié)構(gòu)表述更實在、更直觀、更有啟發(fā)意義的還是島嶼生物地理學研究。

　　5.尺度效應(yīng)與自然等級組織理論

　　尺度效應(yīng)是一種客觀存在而用尺度表示的限度效應(yīng)，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(jié)果推論宏觀運動和代替宏觀規(guī)律，這是許多理論悖謬產(chǎn)生的重要哲學根源。有些學者和文獻將景觀、系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)等概念簡單混同起來，并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(xiàn)代科學研究的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是尺度選擇。在科學大綜合時代，由于多元多層多次的交叉綜合，許多傳統(tǒng)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于研究自然界的數(shù)量思維，對于景觀生態(tài)學研究的尺度選擇和景觀生態(tài)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(xiàn)代化學分支學科中與景觀生態(tài)學研究關(guān)系密切的有環(huán)境化學、生物地球化學、景觀地球化學和化學生態(tài)學等。

　　B.E.維爾納茨基創(chuàng)始的生物地球化學主要研究化學元素的生物地球化學循環(huán)、平衡、變異以及生物地球化學效應(yīng)等宏觀系統(tǒng)整體化學運動規(guī)律。以后派生出水文地球化學、土壤地球化學、環(huán)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(tài)學，這就為景觀生態(tài)化學的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。

　　景觀生態(tài)化學理應(yīng)是景觀生態(tài)學的重要基礎(chǔ)學科，在以上相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，綜合景觀生態(tài)學研究實踐，景觀生態(tài)化學日益發(fā)揮出自己的影響。

　　7.生態(tài)建設(shè)與生態(tài)區(qū)位理論

　　景觀生態(tài)建設(shè)具有更明確的含義，它是指通過對原有景觀要素的優(yōu)化組合或引入新的成分，調(diào)整或構(gòu)造新的景觀格局，以增加景觀的異質(zhì)性和穩(wěn)定性，從而創(chuàng)造出優(yōu)于原有景觀生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟和生態(tài)效益，形成新的高效、和諧的人工-自然景觀。

　　生態(tài)區(qū)位論和區(qū)位生態(tài)學是生態(tài)規(guī)劃的重要理論基礎(chǔ)。區(qū)位本來是一個競爭優(yōu)勢空間或最佳位置的概念，因此區(qū)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占統(tǒng)治地位的經(jīng)濟地理學主流理論?，F(xiàn)代區(qū)位論還在向宏觀和微觀兩個方向發(fā)展，生態(tài)區(qū)位論和區(qū)位生態(tài)學就是特殊區(qū)位論發(fā)展的兩個重要微觀方向。生態(tài)區(qū)位論是一種以生態(tài)學原理為指導而更好地將生態(tài)學、地理學、經(jīng)濟學、系統(tǒng)學方法統(tǒng)一起來重點研究生態(tài)規(guī)劃問題的新型區(qū)位論，而區(qū)位生態(tài)學則是具體研究最佳生態(tài)區(qū)位、最佳生態(tài)方法、最佳生態(tài)行為、最佳生態(tài)效益的經(jīng)濟地理生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟規(guī)劃學。

　　從生態(tài)規(guī)劃角度看，所謂生態(tài)區(qū)位，就是景觀組分、生態(tài)單元、經(jīng)濟要素和生活要求的最佳生態(tài)利用配置;生態(tài)規(guī)劃就是要按生態(tài)規(guī)律和人類利益統(tǒng)一的要求，貫徹因地制宜、適地適用、適地適產(chǎn)、適地適生、合理布局的原則，通過對環(huán)境、資源、交通、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、人口、管理、資金、市場、效益等生態(tài)經(jīng)濟要素的嚴格生態(tài)經(jīng)濟區(qū)位分析與綜合，來合理進行自然資源的開發(fā)利用、生產(chǎn)力配置、環(huán)境整治和生活安排。因此，生態(tài)規(guī)劃無疑應(yīng)該遵守區(qū)域原則、生態(tài)原則、發(fā)展原則、建設(shè)原則、優(yōu)化原則、持續(xù)原則、經(jīng)濟原則等7項基本原則?，F(xiàn)在景觀生態(tài)學的一個重要任務(wù)，就是如何深化景觀生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計而發(fā)展生態(tài)區(qū)位論和區(qū)位生態(tài)學的理論和方法，進而有效地規(guī)劃、組織和管理區(qū)域生態(tài)建設(shè)。

　　景觀生態(tài)原理/景觀生態(tài)學

景觀結(jié)構(gòu)與功能互動原理

　　在景觀規(guī)模上，每個景觀要素(或生態(tài)系統(tǒng))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(zhì)，嵌塊體—廊道—基質(zhì)模式(patch-corridor-matrix model)是景觀組成的基本模式。實質(zhì)上，景觀結(jié)構(gòu)是生態(tài)客體在景觀中異質(zhì)性分布的結(jié)果，景觀中生態(tài)客體的運動將直接導致景觀結(jié)構(gòu)的變化。景觀結(jié)構(gòu)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(xù)、穩(wěn)定的負熵通量通過景觀的自組織過程形成的耗散結(jié)構(gòu)，其自然趨勢是一種最小熵增過程，不過自然過程往往并不是最迅速的過程，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)往往需要較長的時間。

　　景觀結(jié)構(gòu)一旦形成，構(gòu)成景觀的景觀要素的大小、形狀、數(shù)目、類型和外貌特征等對生態(tài)客體的運動(生態(tài)流)特征將產(chǎn)生直接或間接的影響，從而影響景觀的功能。生態(tài)客體的空間格局(景觀結(jié)構(gòu))與生態(tài)客體的流(景觀功能)是一種互為條件的生態(tài)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(wěn)定態(tài)。

　　景觀結(jié)構(gòu)的相輔相成，實現(xiàn)一定的功能需要有相應(yīng)的景觀結(jié)構(gòu)的支持，并受景觀結(jié)構(gòu)特征的制約，而景觀結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展又受到景觀功能(生態(tài)流)的影響，這就是景觀結(jié)構(gòu)與功能互動原理。這一原理揭示了景觀結(jié)構(gòu)與景觀功能間直接的相互對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用景觀結(jié)構(gòu)與功能互動原理，對景觀結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以改變或促進景觀的功能，是景觀管理的重要內(nèi)容。

　　用以描述景觀格局的主要指標有：斑塊大小、邊緣長度、分布格局、森林覆蓋率等。景觀基質(zhì)的孔隙度格局對景觀中干擾發(fā)生的概率、干擾傳播速度、干擾的生態(tài)學后果、生物生境適應(yīng)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于干擾發(fā)生的特征及時間與空間的分布規(guī)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(zhì)的積累成正比，森林積累有機質(zhì)的速度近于勻速，林火發(fā)生的地點與規(guī)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(tài)流發(fā)生的主要通道，其結(jié)構(gòu)特征與其功能密切相關(guān)。主要結(jié)構(gòu)特征包括曲度、寬度、連通性等。一般認為，廊道曲度與沿廊道的移動距離關(guān)系最為密切。廊道寬度直接影響能量物質(zhì)及物種沿廊道或穿越廊道運動的阻力。廊道連通性則用于度量廊道的空間連續(xù)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(jié)構(gòu)的主要量度指標。

　　廊道相互交叉相連為網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)，但代表性最強的是樹籬(包括人造林帶)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)景觀要素的大小、形狀、環(huán)境條件及人類活動等特征對網(wǎng)絡(luò)本身具有重要影響，網(wǎng)絡(luò)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(jié)果，就是導致景觀生態(tài)過程和生態(tài)流的變化。

　　二)生態(tài)流聚集與擴散原理

　　物質(zhì)、能量、生物有機體和信息等在景觀要素間的流動被稱為生態(tài)流，它們是景觀過程的具體體現(xiàn)。不同性質(zhì)的生態(tài)流可能有不同的發(fā)生機制，但經(jīng)常是幾種流同時發(fā)生。受景觀格局的影響，生態(tài)流體現(xiàn)為聚集與擴散，屬于跨生態(tài)系統(tǒng)間的流動。

　　景觀中的生態(tài)流，直接導致景觀中營養(yǎng)物質(zhì)、通量、生物有機體的再分配，而這種再分配的結(jié)果直接導致景觀結(jié)構(gòu)的變化。景觀生態(tài)流的發(fā)生及流的通量、時空特性等，直接受景觀結(jié)構(gòu)的影響，如景觀異質(zhì)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(zhì)性的增加而增強;景觀結(jié)構(gòu)的不同，生態(tài)流受到的景觀阻力也可能存在明顯的差異。景觀結(jié)構(gòu)特征與生態(tài)流之間存在相互影響、相互制約的關(guān)系。生態(tài)流的流向與流速可能通過景觀結(jié)構(gòu)的調(diào)整而加以改變。

　　景觀中的干擾是對生態(tài)流產(chǎn)生影響的另一種重要機制，干擾的傳播本身也是生態(tài)流的內(nèi)容之一。干擾可能破壞生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部礦質(zhì)養(yǎng)分的保持或調(diào)節(jié)機制，從而促進養(yǎng)分向鄰近或其他生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。景觀中礦物營養(yǎng)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(nèi)容，如沿城郊植物物種的梯度變化現(xiàn)象。

　　生態(tài)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.廊道特征與景觀中的流

　　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(cè)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(zhì)的環(huán)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(xiàn)象，只有少數(shù)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(zāi)、蟲害爆發(fā)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(tài)系統(tǒng)中的廊道主要有河川、道路、街道、管道、纜線等，對城市生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流、能量流和信息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(chǔ)設(shè)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(tài)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(qū)森林經(jīng)營經(jīng)常采用帶狀砍伐的形式。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(tài)系統(tǒng)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，對于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(zhì)

　　熱量、塵埃和風傳種子可以以相對均勻的層流形式在基質(zhì)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類型景觀要素的廣大空間之中。因此，在火災(zāi)易發(fā)區(qū)，人們常建立防火屏障以降低基質(zhì)的連接度。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(zhì)或嵌塊體的連接度。在生物自然保護區(qū)建設(shè)中的一個普遍采用的辦法是通過廊道增加各生境嵌塊間的連接度。在城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中，也應(yīng)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(tǒng)間的連接對于城市生物多樣性的維持尤為重要。

　　3.網(wǎng)絡(luò)與流

　　在多數(shù)景觀中，網(wǎng)絡(luò)分布較為廣泛，而且相互重疊，類型繁多。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點對流有兩種作用，即作為廊道的交接區(qū)和流動物質(zhì)的源或匯。城市是車輛沿公路行駛的結(jié)點，水塘是干旱區(qū)動物遷移路徑的聚集點。廊道與結(jié)點相連，互連的廊道即構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。

　　結(jié)點有不同的類型，存在大小差異，在時間上具有離散性。景觀中的結(jié)點類型、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