景观生态学相关知识

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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

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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。

对象和任务

景观生态学主要来源于地理学的景观理论和生物学的生态理论。它把地理学家研究自然现象的空间相互作用的横向研究和生态学家研究一个生态区的机能相互作用的纵向研究结合为一体,通过物质流、能量流、信息流及价值流在地球表层的传输和交换,通过生物与非生物以及人类之间的相互作用与转化,运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用的机理、研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护。

景观生态学的研究对象是作为复合生态系统的景观,景观是自然和人文系统的载体。景观生态学家对“景观”的理解不尽相同,这些观点既有所联系,又不完全一致,主要表现为三个方面。

第一是从景观的直观景象来认识。这是景观的最原始和最普通概念,它主要应用于景观建筑学,这里寓有美学因素。尽管现代景观建筑学对景观的理解不限于此,但它依然是景观建筑学的主要目标。

第二是从个体的属性结构上理解景观。在地质学、地貌学、土壤学和植被科学中,景观原理用以说明个体各属性在地表的结构格局,这个属性是这些学科的研究对象,如岩石、地表形态(地形)、土壤个体、植物群落等。地质景观、地貌景观、土壤景观和植被景观常被用来描述格局。

第三种观点是景观为一复合生态系统,这是最为综合的概念,包括了上述两种观点。这种观点认为:景观是地球表层自然的、生物的和智能的因素相互作用形成的复合生态系统。景观这一生态系统有别于一般生态系统,它们有着不同的边界。一般生态系统是生物和环境以及生物各种群之间长期相互作用形成的继往开来整体,着重研究生产者、消费者和环境三者之间的相互关系。而景观生态系统是地表各自然要素之间以及与人类之间作用、制约所构成的统一整体。它主要研究自然要素、社会经济要素相互作用、联系以及植物、大气、水体、岩石、动物和人类之间的物质迁移和能量转换,以及景观的优化利用和保护。由于它们的边界不同,研究的范围、内容也不同,一个以生物体为中心,研究生物与环境之间的关系,一个则研究地表各自然要素之间以及人类利用之间的综合作用。景观这一生态系统坚持了自然环境的整体观念,并强调人地关系在其中的地位,将人类作为景观的一个要素,使各个要素得以综合分析,从而研究其间的相互作用、相互制约和相互联系,克服了分析上的片面性和孤立性。同时,景观生态学用生态学的观点、方法来研究景观这一客体,使之在综合分析基础上研究景观的动态变化、相互作用间的物质循环和能量交换以及系统的演替过程。

景观生态学不仅要研究景观生态系统自身发生、发展和演化的规律特征,而且要探求合理利用、保护和管理景观的途径与措施。目前,应遵循系统整体优化、循环再生和区域分异的原则,为合理开发利用自然资源、不断提高生产力水平、保护与建设生态环境提供

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理论方法和科学依据;探求解决发展与保护、经济与生态之间的矛盾,促进生态经济持续发展的途径和措施。景观生态学的基本任务可概括为以下几个方面。

一是景观生态系统结构和功能研究。包括对自然景观生态系统和人工景观生态系统的研究。通过研究景观生态系统中的物理过程、化学过程、生物过程以及社会经济过程来探讨各类生态系统的结构、功能、稳定性及演替。研究景观生态系统中物质流、能量流、信息流和价值流,模拟生态系统的动态变化,建立各类景观生态系统的优化结构模式。景观生态系统结构研究主要包括景观空间尺度的有序等级。景观功能研究主要包括景观生态系统内部以及与外界所进行的物质、能量、信息交换及这种交换影响下景观内部发生的种种变化和表现出来的性能。特别要注意人类作为景观的一个要素在景观生态系统中的行为和作用。对人工景观生态系统的研究,如城市生态系统工矿生态系统,要考虑系统中的非生物过程。这方面的研究工作是景观生态学的基础研究,通过研究来丰富景观生态学的理论,指导应用和实践。

二是景观生态监测和预警研究。这方面的研究是对人类活动影响和干预下自然环境变化的监测,以及对景观生态系统结构和功能的可能改变和环境变化的预报。景观生态监测的任务是不断监测自然和人工生态系统及生物圈其他组成部分的状况,确定改变的方向和速度,并查明种种人类活动在这种改变中所起的作用。景观生态监测工作,应在有代表性的景观生态系统类型中建立监测站,积累资料,完善生态数据库,动态地监测物种及生态系统状态的变化趋势,及时发出,为决策部门制定合理利用自然资源与保护生态环境的政策措施提供科学依据。景观生态预警是对资源利用的生态后果、生态环境与社会经济协调发展的预测和警报。一是在监测基础上,从时间和空间尺度对景观变化作出预报。这种研究要通过承载力、稳定性、缓冲力、生产力和调控力,分析区域生态环境容量和持续发展能力,对区域生态环境对经济发展的协调性和适应性进行评价,对超负荷的区域和重大的生态环境问题作出报警,采取必要的措施。二是对种种大型工程所引起的生态环境变化的预测,如南水北调和长江三峡水利工程的生态环境预测。

三是景观生态设计与规划研究。景观生态规划是通过分析景观特性以及对其判释、综合和评价,提出景观最优利用方案。其目的是使景观内部社会活动以及景观生态特征在时间和空间上协调化,达到对景观优化利用,既保护环境,又发展生产,合理处理生产与生态、资源开发与保护、经济发展与环境质量,开发速度、规模、容量、承载力等的辩证关系。根据区域生态良性循环和环境质量要求设计出与区域协调和相容的生产和生态结构,提出生态系统管理途径与措施。主要包括:景观生态分类、景观生态评价、景观生态设计、景观生态规划和实施。

四是景观生态保护与管理研究。运用生态学原理和方法探讨合理利用、保护和管理景观生态系统的途径。应用有关演替理论,通过科学实验与建立生态系统数学模型,研究景观生态系统的最佳组合、技术管理措施和约束条件,采用多级利用生态工程等有效途径,提高光合作用的强度,最大限度地利用初级异养生产,提高不同营养级生物产品利用的经济效益。建立自然景观和人文景观保护区,经营管理和保护资源与环境。保护主要生态过程与生命支持系统;保护遗传基因的多样性;保护现有生产物种;保护文化景观,使之为人类永续利用,不断加强种种生态系统的功能。景观生态管理还应加强景观生态信息系统研究,主要包括:数据库、模型库、景观生态专家系统和知识库。

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