简述景观生态学理论

　　景观生态学(Landscape Ecology)是研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。下面由学习啦小编为大家整理的简述景观生态学理论，希望对大家有帮助!

　　简述景观生态学理论

　　许多学者对景观生态学基础理论的探索已经作出了重要贡献，例如Risser等提出的5条原则，Forman等提出的7项规则等等。但从景观生态学理论研究现状来看，目前用理论这一术语表达景观生态学的基础理论，比用原理、定律、定理等方式更适宜些。相关学科为景观生态学提供的基础理论，概括起来主要有以下7项。

　　1.生态进化与生态演替理论

　　达尔文提出了生物进化论，主要强调生物进化;海克尔提出生态学概念，强调生物与环境的相互关系，开始有了生物与环境协调进化的思想萌芽。应该说，真正的生物与环境共同进化思想属于克里门茨。他的五段演替理论是大时空尺度的生物群落与生态环境共同进化的生态演替进化论，突出了整体、综合、协调、稳定、保护的大生态学观点。坦斯里提出生态系统学说以后，生态学研究重点转向对现实系统形态、结构和功能和系统分析，对于系统的起源和未来研究则重视不够。但就在此时，特罗尔却接受和发展了克里门茨的顶极学说而明确提出景观演替概念。他认为植被的演替，同时也是土壤、土壤水、土壤气候和小气候的演替，这就意味着各种地理因素之间相互作用的连续顺序，换句话说，也就是景观演替。毫无疑问，特罗尔的景观演替思想和克里门茨演替理论不但一致，而且综合单顶极和多顶极理论成果发展了生态演替进化理论。

　　生态演替进化是景观生态学的一个主导性基础理论，现代景观生态学的许多理论原则如景观可变性、景观稳定性与动态平衡性等，其基础思想都起源于生态演替进化理论，如何深化发展这个理论，是景观生态学基础理论研究中的一个重要课题。

　　2.空间分异性与生物多样性理论

　　空间分异性是一个经典地理学理论，有人称之为地理学第一定律，而生态学也把区域分异作为其三个基本原则之一。生物多样性理论不但是生物进化论概念，而且也是一个生物分布多样化的生物地理学概念。二者不但是相关的，而且有综合发展为一条景观生态学理论原则的趋势。

　　地理空间分异实质是一个表述分异运动的概念。首先是圈层分异;其次是海陆分异;再次是大陆与大洋的地域分异等。地理学通常把地理分异分为地带性、地区性、区域性、地方性、局部性、微域性等若干级别。生物多样性是适应环境分异性的结果，因此，空间分异性生物多样化是同一运动的不同理论表述。

　　景观具有空间分异性和生物多样性效应，由此派生出具体的景观生态系统原理，如景观结构功能的相关性，能流、物流和物种流的多样性等。

　　3.景观异质性与异质共生理论

　　景观异质性的理论内涵是：景观组分和要素，如基质、镶块体、廊道、动物、植物、生物量、热能、水分、空气、矿质养分等等，在景观中总是不均匀分布的。由于生物不断进化，物质和能量不断流动，干扰不断，因此景观永远也达不到同质性的要求。日本学者丸山孙郎从生物共生控制论角度提出了异质共生理论。这个理论认为增加异质性、负熵和信息的正反馈可以解释生物发展过程中的自组织原理。在自然界生存最久的并不是最强壮的生物，而是最能与其他生物共生并能与环境协同进化的生物。因此，异质性和共生性是生态学和社会学整体论的基本原则。

　　4.岛屿生物地理与空间镶嵌理论

　　岛屿生物地理理论是研究岛屿物种组成、数量及其他变化过程中形成的。达尔文考察海岛生物时，就指出海岛物种稀少，成分特殊，变异很大，特化和进化突出。以后的研究进一步注意岛屿面积与物种组成和种群数量的关系，提出了岛屿面积是决定物种数量的最主要因子的论点。1962年，Preston最早提出岛屿理论的数学模型。后来又有不少学者修改和完善了这个模型，并和最小面积概念(空间最小面积、抗性最小面积、繁殖最小面积)结合起来，形成了一个更有方法论意义的理论方法。

　　所谓景观空间结构，实质上就是镶嵌结构。生态系统学也承认系统结构的镶嵌性，但因强调系统统一性而忽视了镶嵌结构的异质性。景观生态学是在强调异质性的基础上表述、解释和应用镶嵌性的。事实上，景观镶嵌结构概念主要来自孤立岛农业区位论和岛屿生物地理研究。但对景观镶嵌结构表述更实在、更直观、更有启发意义的还是岛屿生物地理学研究。

　　5.尺度效应与自然等级组织理论

　　尺度效应是一种客观存在而用尺度表示的限度效应，只讲逻辑而不管尺度无条件推理和无限度外延，甚至用微观实验结果推论宏观运动和代替宏观规律，这是许多理论悖谬产生的重要哲学根源。有些学者和文献将景观、系统和生态系统等概念简单混同起来，并且泛化到无穷大或无穷小而完全丧失尺度性，往往造成理论的混乱。现代科学研究的一个关键环节就是尺度选择。在科学大综合时代，由于多元多层多次的交叉综合，许多传统学科的边界模糊了;因此，尺度选择对许多学科的再界定具有重要意义。等级组织是一个尺度科学概念，因此，自然等级组织理论有助于研究自然界的数量思维，对于景观生态学研究的尺度选择和景观生态分类具有重要的意义。

　　6.生物地球化学与景观地球化学理论

　　现代化学分支学科中与景观生态学研究关系密切的有环境化学、生物地球化学、景观地球化学和化学生态学等。

　　B.E.维尔纳茨基创始的生物地球化学主要研究化学元素的生物地球化学循环、平衡、变异以及生物地球化学效应等宏观系统整体化学运动规律。以后派生出水文地球化学、土壤地球化学、环境地球化学等。波雷诺夫进而提出景观地球化学、科瓦尔斯基更进一步提出地球化学生态学，这就为景观生态化学的产生奠定了基础。

　　景观生态化学理应是景观生态学的重要基础学科，在以上相关理论的基础上，综合景观生态学研究实践，景观生态化学日益发挥出自己的影响。

　　7.生态建设与生态区位理论

　　景观生态建设具有更明确的含义，它是指通过对原有景观要素的优化组合或引入新的成分，调整或构造新的景观格局，以增加景观的异质性和稳定性，从而创造出优于原有景观生态系统的经济和生态效益，形成新的高效、和谐的人工-自然景观。

　　生态区位论和区位生态学是生态规划的重要理论基础。区位本来是一个竞争优势空间或最佳位置的概念，因此区位论乃是一种富有方法论意义的空间竞争选择理论，半个世纪以来一直是占统治地位的经济地理学主流理论。现代区位论还在向宏观和微观两个方向发展，生态区位论和区位生态学就是特殊区位论发展的两个重要微观方向。生态区位论是一种以生态学原理为指导而更好地将生态学、地理学、经济学、系统学方法统一起来重点研究生态规划问题的新型区位论，而区位生态学则是具体研究最佳生态区位、最佳生态方法、最佳生态行为、最佳生态效益的经济地理生态学和生态经济规划学。

　　从生态规划角度看，所谓生态区位，就是景观组分、生态单元、经济要素和生活要求的最佳生态利用配置;生态规划就是要按生态规律和人类利益统一的要求，贯彻因地制宜、适地适用、适地适产、适地适生、合理布局的原则，通过对环境、资源、交通、产业、技术、人口、管理、资金、市场、效益等生态经济要素的严格生态经济区位分析与综合，来合理进行自然资源的开发利用、生产力配置、环境整治和生活安排。因此，生态规划无疑应该遵守区域原则、生态原则、发展原则、建设原则、优化原则、持续原则、经济原则等7项基本原则。现在景观生态学的一个重要任务，就是如何深化景观生态系统空间结构分析与设计而发展生态区位论和区位生态学的理论和方法，进而有效地规划、组织和管理区域生态建设。

　　景观生态原理/景观生态学

景观结构与功能互动原理

　　在景观规模上，每个景观要素(或生态系统)都可以看作是一个具有相当宽度的嵌块体、狭长的廊道、背景或基质，嵌块体—廊道—基质模式(patch-corridor-matrix model)是景观组成的基本模式。实质上，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，理论上讲，最终形成一种由持续、稳定的负熵通量通过景观的自组织过程形成的耗散结构，其自然趋势是一种最小熵增过程，不过自然过程往往并不是最迅速的过程，形成稳定结构往往需要较长的时间。

　　景观结构一旦形成，构成景观的景观要素的大小、形状、数目、类型和外貌特征等对生态客体的运动(生态流)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(景观结构)与生态客体的流(景观功能)是一种互为条件的生态过程，在自然条件下，景观能达到某种平衡，从而达到某种非平衡稳定态。

　　景观结构的相辅相成，实现一定的功能需要有相应的景观结构的支持，并受景观结构特征的制约，而景观结构的形成和发展又受到景观功能(生态流)的影响，这就是景观结构与功能互动原理。这一原理揭示了景观结构与景观功能间直接的相互对应关系。应用景观结构与功能互动原理，对景观结构进行调整以改变或促进景观的功能，是景观管理的重要内容。

　　用以描述景观格局的主要指标有：斑块大小、边缘长度、分布格局、森林覆盖率等。景观基质的孔隙度格局对景观中干扰发生的概率、干扰传播速度、干扰的生态学后果、生物生境适应性等都有重要影响。在自然情况下，景观中孔隙度格局基本上取决于干扰发生的特征及时间与空间的分布规律。以森林景观在火干扰下形成的孔隙度格局为例，若火烧的概率与林中有机质的积累成正比，森林积累有机质的速度近于匀速，林火发生的地点与规模具有随机性，可以预测森林景观中火烧迹地形成的孔隙度格局。

　　廊道是景观生态流发生的主要通道，其结构特征与其功能密切相关。主要结构特征包括曲度、宽度、连通性等。一般认为，廊道曲度与沿廊道的移动距离关系最为密切。廊道宽度直接影响能量物质及物种沿廊道或穿越廊道运动的阻力。廊道连通性则用于度量廊道的空间连续程度。廊道有无断开是确定通道或屏障功能效率的重要因素，因此连通性是廊道结构的主要量度指标。

　　廊道相互交叉相连为网络，使网络成为景观本底的一种特殊形式。许多景观要素，如道路、沟渠、防护林带、树篱等均可形成网络，但代表性最强的是树篱(包括人造林带)。网络内景观要素的大小、形状、环境条件及人类活动等特征对网络本身具有重要影响，网络同时也对被包围的景观要素给予影响，这种相互影响的最终结果，就是导致景观生态过程和生态流的变化。

　　二)生态流聚集与扩散原理

　　物质、能量、生物有机体和信息等在景观要素间的流动被称为生态流，它们是景观过程的具体体现。不同性质的生态流可能有不同的发生机制，但经常是几种流同时发生。受景观格局的影响，生态流体现为聚集与扩散，属于跨生态系统间的流动。

　　景观中的生态流，直接导致景观中营养物质、通量、生物有机体的再分配，而这种再分配的结果直接导致景观结构的变化。景观生态流的发生及流的通量、时空特性等，直接受景观结构的影响，如景观异质性影响物种在景观要素间的扩散与收缩，能量流也往往随着景观异质性的增加而增强;景观结构的不同，生态流受到的景观阻力也可能存在明显的差异。景观结构特征与生态流之间存在相互影响、相互制约的关系。生态流的流向与流速可能通过景观结构的调整而加以改变。

　　景观中的干扰是对生态流产生影响的另一种重要机制，干扰的传播本身也是生态流的内容之一。干扰可能破坏生态系统内部矿质养分的保持或调节机制，从而促进养分向邻近或其他生态系统转移。景观中矿物营养再分配的速度随干扰强度的增加而增加。干扰对动物运动与植物定植格局的影响成为许多研究的内容，如沿城郊植物物种的梯度变化现象。

　　生态流还是景观中生物多样性维持的一种重要机制。物种在景观中分离嵌块体中生存的过程与种群在景观中的扩散与运动密不可分。

　　1.廊道特征与景观中的流

　　廊道有四种较为重要的功能：①作为一些物种的栖息地;②作为物种沿廊道迁移的通道;③对两侧的景观要素间的流起屏障作用或过滤作用;④影响周围基质的环境和生物源。

　　(1)通道。在自然景观中，动、植物是沿廊道迁移的主要物流(河川径流与交通运输除外)，哺乳动物沿高速公路的开阔边缘迁移和植物沿堤坝迁移是一种常见的现象，只有少数哺乳动物可沿树篱有效迁移，而一些鸟类和大、中型哺乳动物却常常利用这些树篱穿越景观。如果有廊道的话，诸如火灾、虫害爆发等干扰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颈的作用，因此合理利用廊道的通道功能也能有效地控制干扰的传播。例如，城市生态系统中的廊道主要有河川、道路、街道、管道、缆线等，对城市生态系统的物质流、能量流和信息流的聚集和扩散起着十分重要的作用，也是城市的主要基础设施，其通道功能更加不言而喻。

　　(2)屏障与过渡器。廊道对横穿景观的生态功能流具有一定的屏障作用。一般而言，当坡地植被廊道与等高线平行时，植被廊道对水土流失的控制作用最强，因此山区森林经营经常采用带状砍伐的形式。各种不同的地面动物穿越廊道的能力有所不同，有的可能顺利通过，而阻碍另一部分物种的穿越，从而起到过渡的作用。例如，城市生态系统中的防护林带，是一种降低风速、减轻风沙危害的有效措施，但河川则成为阻碍沿河两岸交流的主要障碍。

　　(3)断开。断开一般可阻止物种沿廊道的迁移，而且其长度是决定哪些物种受到影响的主导因素，有时廊道宽度或有无断开可能会相互作用，从而影响物种沿廊道的迁移。此外，对于对物种迁移起屏障作用的廊道而言，断开也可促进一些物种穿越，如家畜或野生动物通过管道或在桥下穿越高速公路。

　　2.流与基质

　　热量、尘埃和风传种子可以以相对均匀的层流形式在基质上空运动，但某些动物、害虫或火则几乎无间隔地蔓延至某个特定类型景观要素的广大空间之中。因此，在火灾易发区，人们常建立防火屏障以降低基质的连接度。另一方面，为了保护那些不能穿越狭窄廊道的物种，有时又必须提高或增大基质或嵌块体的连接度。在生物自然保护区建设中的一个普遍采用的办法是通过廊道增加各生境嵌块间的连接度。在城市绿地系统规划中，也应保留或建立必要的绿色廊道以加速物流的畅通，而城市零星绿地系统间的连接对于城市生物多样性的维持尤为重要。

　　3.网络与流

　　在多数景观中，网络分布较为广泛，而且相互重叠，类型繁多。网络结点对流有两种作用，即作为廊道的交接区和流动物质的源或汇。城市是车辆沿公路行驶的结点，水塘是干旱区动物迁移路径的聚集点。廊道与结点相连，互连的廊道即构成网络。

　　结点有不同的类型，存在大小差异，在时间上具有离散性。景观中的结点类型、大小、时间离散性对景观中流的通量及不同方向的阻力等都有影响