景观生态学的理论与应用
景观生态学的基本理论和原理
景观生态学的基本理论一、耗散结构理论1. 耗散结构理论概述⏹一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统),通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个变量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。
⏹由于这种在远离平衡的非线性区形成的有序结构，以能量的耗散来维持自身的稳定性，故称为“耗散结构”(dissipativestructure) 。
⏹耗散结构：位于远离平衡态的复杂系统，在外界能量流或物质流的维持下，通过自组织形成一种新的有序结构。
2. 耗散结构理论的意义⏹耗散结构理论认为：生态系统属于耗散结构系统，在于：1). 生态系统是开放系统；2). 所有生态系统都远离热力学平衡态；3). 生态系统中普遍存在着非线性动力学过程。
二、等级理论（hierarchy theory ）等级理论是关于复杂系统结构、功能和动态的系统理论。
通常，等级是一个由若干个单元组成的有序系统，而复杂性常具有等级形式。
一个复杂系统由相互关联的亚系统组成，亚系统又由各自的亚系统组成，往下类推直到最低层次。
所以，等级系统中的每一层次都由不同的亚系统或整体元组成，每一级组成单元相对于低层次表现出整体特性，而对高层次则表现出从属性或制约性。
基于等级理论，复杂系统可视为由具有离散性等级层次组成的等级系统。
解析：高等级层次上的生态过程（如全球植被变化）呈现大尺度、低频率和慢速；而低等级层次的生态过程（如局地植物群落物种组成变化）为小尺度、高频率和快速。
不同等级层次间相互作用，高层次对低层次的制约作用在模型中可表达为常数，而低层次提供机制和功能，其信息常以平均值的形式来表达。
等级系统结构：分垂直和水平两种。
前者指等级系统层次数目、特征及其相互作用关系，后者指同一层次上亚系统的数目、特征和相互作用关系。
层次和整体单元的边界称为界面。
景观生态学的原理及应用pdf
景观生态学的原理及应用一、引言景观生态学是研究自然和人类活动对景观格局和功能的影响的学科。
它是生态学的一个重要分支，旨在理解景观变化的原因和后果，并提供可持续土地管理和保护策略。
本文将介绍景观生态学的基本原理，并探讨其在环境保护和土地规划中的应用。
二、景观生态学的基本原理1.景观格局：景观生态学关注的重点是景观的空间结构和组成。
通过研究景观格局，可以了解景观内各种生态系统之间的相互关系，以及它们对自然过程的响应。
2.生态过程：景观生态学研究的另一个关键领域是生态过程。
这些过程包括能量流动、物质循环、种间相互作用等。
了解这些过程对景观生态系统的功能和稳定性至关重要。
3.景观变化：景观生态学通过研究景观变化的原因和模式，揭示人类活动对景观格局和生态过程的影响。
这有助于制定有效的土地管理和保护策略，以实现可持续发展。
三、景观生态学的应用1. 环境保护景观生态学在环境保护方面发挥着重要作用。
通过研究和评估景观对生物多样性、生态系统功能和生态过程的影响，可以制定合理的保护策略。
例如，通过保护和恢复关键的景观连接和栖息地，可以促进物种的迁移和种群的稳定。
2. 土地规划景观生态学为土地规划提供了科学依据。
通过分析和评估不同土地利用方式对景观格局和生态过程的影响，可以优化土地利用规划，提高土地利用的效益和可持续性。
此外，景观生态学的方法还可以用于评估和预测基础设施建设对景观的影响。
3. 生态恢复景观生态学可以指导生态系统的恢复工作。
通过了解景观格局和生态过程对生态系统功能的影响，可以制定合理的恢复策略。
例如，通过恢复破碎的景观连接和栖息地，可以促进物种的迁移和重建生态系统的稳定性。
4. 城市规划景观生态学在城市规划中也有广泛应用。
城市景观的合理规划和设计可以提供更好的生态服务，改善城市环境质量。
通过研究城市景观的空间结构和组成，可以优化城市绿地系统的布局，减少环境污染，提高城市生态系统的弹性和可持续性。
四、总结景观生态学作为一门交叉学科，关注景观格局和生态过程对生态系统的影响，具有重要的理论和应用价值。
景观生态学原理及应用的名词解释
景观生态学原理及应用的名词解释1. 景观生态学景观生态学是研究地表景观组分、结构、过程、功能及相互关系的学科。
它将生态学的基本原理与地表特征的空间分布联系起来，探索人类活动对景观的影响及其对生态系统的反馈作用。
景观生态学通过研究景观的空间和时间变化，揭示景观格局对生物多样性、生态过程和生态系统服务的影响。
2. 景观景观是指由自然要素和人类活动共同塑造的地表特征，包括地貌、植被分布、水体分布、人类基础设施等。
景观的组成要素相互联系，形成一个相互作用的整体。
3. 生态功能生态功能是指生物圈中物种、生态系统和生物圈内外过程的功能。
景观的生态功能包括物种栖息地提供、食物链供给、水循环、气候调节等。
不同景观的生态功能对生物的栖息和生活有着重要的影响。
4. 格局与过程格局是指景观元素的空间分布模式。
景观的格局由景观要素的类型、数量、大小、形状、分布等特征决定。
而过程则是指发生在景观上的生态过程，包括能量流动、物质循环、生物迁移等。
5. 物种多样性物种多样性指的是在一个生态系统中存在的不同物种的种类和数量。
景观的物种多样性反映了该区域的生态健康状况和生态系统的稳定性。
6. 生态系统服务生态系统服务是指由自然生态系统所提供的人类所依赖的各种经济、生态和文化价值。
景观的生态系统服务包括水源涵养、土壤保持、气候调节、碳储存、生物防治、景观美学价值等。
7. 景观评价景观评价是对景观现状及其变化进行定量分析和评价的过程。
通过对景观格局、生态过程、物种多样性等进行评价，可以为生态环境保护、景观规划和管理提供科学依据。
8. 景观规划景观规划是在人类活动背景下，合理利用和保护景观资源的过程。
通过制定合理的景观管理措施，为人类提供美丽的景观同时保护生态环境。
9. 景观恢复景观恢复是指通过人为手段恢复或重建由于人类活动引起的损害或破坏的景观。
景观恢复旨在修复受损的生态系统，实现景观的可持续发展。
10. 景观保护景观保护是指通过合理的管理和保护措施，保护自然景观和人类活动塑造的景观，以确保其生态完整性和可持续性。
园林技术专业中的景观生态学理论与应用
园林技术专业中的景观生态学理论与应用概述园林技术是一门综合性的学科，涉及到植物学、生态学、设计学等多个领域。
而在园林技术专业中，景观生态学作为一门重要的理论和应用学科，对于园林设计和管理起着至关重要的作用。
本文将从景观生态学的基本原理、应用案例以及未来发展方向等方面进行论述。
景观生态学的基本原理景观生态学是研究人类活动对自然景观的影响以及如何通过设计和管理来保护和增强景观生态系统功能的学科。
它基于生态学的基本原理，探讨了景观结构和功能之间的相互关系。
景观生态学的基本原理包括以下几个方面：1. 景观的空间格局对生态过程有重要影响。
景观的空间结构对于物种的迁移、资源的利用以及生态系统的稳定性都起着至关重要的作用。
因此，在园林设计中，应该注重考虑景观的空间格局，合理布局各个功能区域，以促进生态过程的发生和维持。
2. 物种多样性是景观生态系统的重要指标。
物种多样性对于景观生态系统的稳定性和功能发挥至关重要。
在园林设计中，应该注重保护和增加物种多样性，通过合理选择植物种类和布局方式，创造适宜的生境条件，吸引更多的物种栖息和繁衍。
3. 景观的连通性对于生态过程的发生和维持至关重要。
景观的连通性指的是不同景观片段之间的联系和交流。
在园林设计中，应该注重增加景观的连通性，通过合理设置步道、绿化带等，促进物种的迁移和基因流动，增强生态系统的稳定性。
景观生态学的应用案例景观生态学的理论不仅仅停留在学术研究层面，也有广泛的应用价值。
下面将介绍几个景观生态学在园林技术专业中的应用案例：1. 城市公园的设计与管理。
城市公园作为城市绿地系统的重要组成部分，需要兼顾人类需求和生态功能。
景观生态学的理论可以指导城市公园的设计和管理，如合理选择植物种类、布局方式，增加景观的连通性等，以实现公园的生态功能。
2. 水域景观的修复与保护。
水域景观是园林设计中常见的一种类型，也是生态系统的重要组成部分。
景观生态学的理论可以指导水域景观的修复和保护，如合理设置湿地植被、水生植物等，净化水质、提供栖息地等。
园林技术专业中的景观生态学理论与应用
园林技术专业中的景观生态学理论与应用一、引言园林技术作为一门综合性的学科，涉及到植物学、生态学、设计学等多个学科的知识，其中景观生态学作为园林技术中的重要组成部分，对于园林景观的规划、设计和管理起着至关重要的作用。
本文将探讨景观生态学的理论基础以及其在园林技术中的应用。
二、景观生态学的理论基础1. 生态系统理论景观生态学的理论基础之一是生态系统理论。
生态系统是由生物群落和其所处的非生物环境组成的一个相互作用的整体。
景观生态学通过研究生态系统的结构、功能和演替过程，揭示了景观中不同生物群落之间的相互关系，为园林景观的规划和设计提供了科学依据。
2. 植物群落生态学植物群落生态学是景观生态学的另一个重要理论基础。
植物群落是由多种植物种群组成的一个相互作用的整体。
植物群落生态学研究了植物种群之间的竞争、共生和演替关系，以及它们对环境的适应性和响应能力。
在园林技术中，通过研究植物群落的组成和结构，可以选择合适的植物种类，提高景观的生态效益。
3. 景观格局与过程景观格局与过程是景观生态学的核心概念之一。
景观格局是指景观中各个生境类型的分布、形状和相互关系，而景观过程则是指景观中物质和能量的流动、生物迁移和演替等动态过程。
通过研究景观格局与过程，可以评估景观的连通性、稳定性和适宜性，为园林景观的规划和管理提供科学依据。
三、景观生态学在园林技术中的应用1. 园林景观规划景观生态学在园林景观规划中起到了至关重要的作用。
通过研究景观格局与过程，可以确定园林景观的空间布局和结构，合理划分功能区域，提高景观的生态效益。
同时，景观生态学还可以评估景观的可持续性，为园林景观的长期发展提供科学指导。
2. 植物选择与配置景观生态学在植物选择与配置方面也有着重要的应用价值。
通过研究植物群落的生态特征和适应性，可以选择适合当地环境的植物种类，提高景观的生态适应性。
同时，通过合理配置不同植物种类，可以提高景观的多样性和美观度，增加人们对园林景观的亲近感。
第六讲 景观生态学中的一些重要理论
第六讲景观生态学中的一些重要理论一岛屿生物地理学理论1岛屿生物地理学理论的数学模型岛屿为自然选择、物种形成与进化，生物地理学和生态学的理论和假设的发展和检验提供了一个重要的自然实验室，其理论被广泛运用到岛屿状生境的研究中。
对于某一岛屿，MacArthur- Wilson 理论的数学模型，简称M-W模型，用一阶常微分方程表示（3.1） S(t) 表示t 时刻的物种丰富度，I是迁入率， E灭绝率。
假定I 和E 具有种间均一性、可加性以及随时间的稳定性，它们随物种丰富度的增加则呈线形变化。
I (s) = I0 [ S p – S(t)] （3.2） I0单位物种迁入率或迁如入系数，E0单位灭绝率或灭绝系数E(s) = E0 S(t) （3.3） S p大陆物种库中潜在迁入种的种数两方程合并（3.3）代入（3.2）（3.4）该微分方程表示非平衡状态是物种丰富度随时间的变化率，积分得：（3.5）S(0)是到上初始种丰富度。
当迁入率等于灭绝率（I=E）时平衡态的物种丰富度为：（3.6）该式表明，对于某以岛屿，平衡状态物种丰富度取决于单位种迁入率和灭绝率，以及大陆物种库的大小。
为了探讨物种丰富度变化率及其平衡态值的关系，方程可改写为：（3.7）由此可知，种丰富度的变化率与t时刻和平衡态时种数的差成正比，而当S(t)< Se 种的丰富度增加；S(t)>Se 时，种的丰富度减小。
如将方程（3.6）代入（3.5）得（3.8）该方程反映，种丰富度的非平衡态值与其初始值、平衡态值以及迁入系数和灭绝系数的关系。
根据方程（3.8）可以求得岛屿从某一非平衡状态达到或恢复到平衡状态所需的时间。
即，（3.9） R 是种丰富度相对于平衡值在t时刻的偏离与其初始偏离之比（3.10）物种的迁入与灭绝于岛屿的面积、大陆物种库大小以及距离岛屿的距离有关Sp 代表大陆种库的大小，D 代表距离大陆的距离 A 岛屿面积均衡理论：物种数目的多少由物种向区域中的迁入和老物种的消失的动态变化决定的，维持的物种数量是动态平衡的结果。
第三节 景观生态学理论
2、历史遗迹保护与适度开发相结合原则
中国作为一个有着几千年传统文化的泱泱大国,为滨 水景观设计留下了很多文化元素,历史遗迹有很强的 地域特色,是一个城市文明的象征,是人类智慧的结 晶 然而在现代工业高度发展的时代,城市规模不断 扩大,加上现代简约设计思潮的流行,导致许多城市 的历史遗迹不断被拆除与改造 这种割断历史文脉的 做法不可取滨水地带作为人类繁衍生息的发源地,不 仅具有丰富多彩的景观资源,还沉淀了许多悠久的历 史文化.
1983年林超在《地理译报》的第1期、第3 期上发表了两篇景观生态学的译文， 1986 年《地理学报》第1期发表了景贵和《土地 生态评价与土地生态设计》，这是国内景 观生态规划与设计的第一篇文献；1988年 《生态学进展》第1期发表了李哈滨《景观 生态学－生态学领域里的新概念构架》一 文， 同年的《生态学杂志》第4、6期分别 发表了金维根的《土地资源研究与景观生 态学》和肖笃宁等的《景观生态学的发展 与应用》；
广州珠江滨水景观中的林则徐纪念公园大量地运用主题性 雕塑来表达景观主题，游人在游玩嬉戏的同时能了解林则 徐的生平事迹，为优美的滨水环境注入了人文因素
广州越秀公园的五羊雕像,是广州市的一个 地标性雕塑,是展现艺术美的雕塑造型景观, 它提高了城市的艺术品位,增加了公园景观 的历史人文内涵，有一定的场所认定感， 突出了公园的主题性,给人以环境美的享受 总之,不论是具体人物雕塑还是抽象概念性 雕塑都来源于生活,同时又反作用于人们对 城市与环境的认识
广州越秀公园 五羊雕像
2、植物造景
追求自然生态效应，体现生态设计理念，是现代滨 水景观设计的一种新取向。植物在维持与改善滨水 景观的生态环境ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面起到至关重要的作用。滨水景 观带植物物种的选择须考虑到植物的个体生长情况 及群落的稳定性，应选择那些经过长期进化和自然 遴选保留下来的适宜本区域环境条件，抗逆性强 生 长强健 抗病虫害具有最大自然生态功能，并为当地 民众喜闻乐见的地带性植物树种，地带性植物树种 的应用不仅能因地制宜合理利用树种，还能为滨水 景观注入地域文化特色
第六章景观生态学的基本理论
尺度上推（scaling up）和尺度下推（scaling down）
将小尺度上的信息转换到 大尺度上的过程。
将大尺度上的信息转换到 小尺度上的过程。
2.渗透理论（percolation theory）
渗透理论最初是用以描述胶体和玻璃类物 质的物理特性，并逐渐成为研究流体在介 质中运动的理论基础，一直用于研究流体 在介质中的扩散行为。其中的临界阈值现 象也常常可以在景观生态过程中被发现， 例如，种群动态、水土流失过程、干扰蔓 延、动物的运动和传播等
空间内插值（spatial interpolation）: 当涉及的空间数据 不能覆盖整个研究区域时，需要用已测点的信息来估计未 测点的数值，这一过程称为空间内插值。
5、尺度推绎的途径和方法
第一种方法：简单聚合法（lumping）
通过同时增加模型的粒度和幅度，利用小尺度 上的变量或参数的平均值来推出大尺度上的变 量或参数平均特征。
渗透阈值：在渗透理论中，允许连通斑块出现的 最小生境面积百分比称为渗透阀值或临界密度， 或临界概率。
对于二维栅格景观，渗透阈值（Pc）的四邻 规则为0.5928，八邻规则为0.4072。
渗透阈值（Pc）的影响因素
大陆---岛屿型复合种群
由少数很大的和许多很小的生境缀 块所组成。
或由少数质量很好的和许多质量很 差的生境缀块组成的复合体或虽然 没有特大缀块，但缀块大小的变异 程度很大的生境系统。
主要特点：
特征为“源---汇”动态种群系统。 大缀块起到“大陆库”的作用，基 本上不经历局部绝灭现象，小缀块 种群频繁消失，来自大缀块的个体 或繁殖体不断再定居，使其得以持 续。
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地理信息系统 和遥感技术得 到广泛应用；
野外观测和模 拟不断深入
二、案例与分析
二、案例与分析
森林风景资源美学价值评价 北京市平原地区造林景观工程 城市森林对PM2.5等颗粒物的调控
案例1 森林风景资源美学价值评价
森林景观美景度评价技术 景观要素分解与美景度相关性建模 森林风景资源美学评价 森林风景资源评价技术规程
由农田、树篱；林地、公路、场院等有生命与无生 命成分构成的生态系统重复出现
各生态系统间存在能流与物流的流动，即生态系统 之间存在相互作用与相互影响
整个农业景观大致处于相同的地貌单元以及受同一 气候的影响
各生态系统受到相似的自然与人为干扰
Forman将景观定义为“由一组相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区域”
案例1 森林风景资源美学价值评价
1.1 森林景观美景度评价技术
景观照片获取-详细调查
• 调查因子包括密度（株/m2）、胸径（m）、地被覆盖度（%）、地被 高度（m）和小乔木高度（m）等
序号 1 2 3 4 5
样地类型 干旱河谷灌丛
阔叶林 针叶林 混交林
样方数量（个）
小地名
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薛城镇小岐村、甘堡乡联合村、通化乡 甘溪村、通化乡院子村、桃坪乡桃坪村
1984年Z. Naveh（纳沃）认为：景观是自然，生态和地理的综合体，包括所有的 自然与人为格局和过程。
各个学者的表述虽然不同，但基本含义相近，都认为：地理学中的景观，应是客观 存在于地表，并具有一定结构的自然综合体。
（三）景观的生态学概念
Forman 在 研 究农业景观时 发现，景观中 的某些特征以 相似的形式出 现
景观生态学的科学地位
1、景观生态学在生态学中的研究尺度位置
全球 区域 景观 群落（生态系统） 种群 个体
生物组织层次
全球生态学 区域生态学 景观生态学 群落生态学（生态系统生态学） 种群生态学 个体生态学
生态学分支学科
森林 草地 湿地 滨海和荒漠景观 城市景观 乡村景观
景观生态学研究进展
理论 基础
综合生态学和地理学 形成“复合种群”、“等级理
论”、“空间格局”、“尺度 效应”等理论 融合结构、功能、格局与过程
研究
对象
土地评价与利用规划 土地管理 生物多样性保护 自然保护区设计 水土保持措施实施 城市规划与设计 森林植被与水分运移
研究 应用
研究 方法
景观指数方法 不断发展；
Haber：为生物或人类所综合感知，而不考虑其单个成分的土地
肖笃宁：景观是由一个不同单元镶嵌组成，具有明显特征的地理 实体，它处于生态系统上，大地理区域之下的中间尺度，具有经 济、生态和美学多重价值。
Moss（1999）总结了景观特征：
相互作用的生态系统的异质性镶嵌； 地貌、植被、土地利用和人类居住格局的特别结构； 生态系统以上区域以下的组织层次； 综合人类活动与土地的区域系统； 一种风景，其美学价值由文化所决定； 遥感图像中的像元排列。
• 对于无缺失但明显不符合要求的数据，同样采取删除处理 • 根据不同的处理方法，采取不同的数据预处理
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通化乡三岔沟、薛城镇小沟、杂谷脑镇 挡扎棚沟、古尔沟、米亚罗村、凉台沟
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通化乡三岔沟、薛城镇小沟、杂谷脑镇 挡扎棚沟、米亚罗村、凉台沟
2
杂谷脑镇克曾村
砍伐迹地更新林
3凉台沟案例1 源自林风景资源美学价值评价1.1 森林景观美景度评价技术
美景度数据获取
• 选取了林学、城市规划、风景园林等不同专业背景、不同学历层次的人群，进行 调查问卷及专家咨询方案设计，选取风景林区照片20张，调查400余人。采用心 理物理学派的美景度评价10分制，数值越大，风景越美。
3、景观的原始含义没有明确的空间界限，主要突出一种综合直 观的视觉感受。
拉萨郊区的河流、大桥、山地和雪山
拉萨附近的山地风积沙地及河中沙地
（二）景观的地理学概念
德国的现代地植物学家和自然地理学家Alexander von Hunboldt（洪堡德）认为 景观是“一个地理区域的总体特征”，将“景观”引入地理学中。
• 拍照时的注意事项
✓ 每张照片代表一个样地的林内特征 ✓ 本评价选择喜好度作为评价指标，按10分制记分 ✓ 每张照片进行编号 ✓ 每张照片的观看与评判时间控制在10秒钟 ✓ 首先将照片以1张5秒的投影速度让受测者浏览
案例1 森林风景资源美学价值评价 1.1 森林景观美景度评价技术
数据预处理
• 通过对数据的初步观察，发现有些数据存在着缺失，对缺失的数据和与此 相关数据做删除处理
1939年德国生物地理学家特罗尔Troll提出景观生 态学landscape ecology这个名词。
研究大尺度空间格局与生态功能过程的关系及其发 展动态的科学，着重于大尺度时空异质性，并关注 人类活动的影响。
结合了地理学研究自然现象空间关系的“横向”方 法和生态学研究生态系统功能关系的“纵向”方法。
景观生态学理论与应用
提纲
景观与景观生态学
案例与分析
一、景观及景观生态学
（一）景观的美学概念
1、Landscape最早见于“圣经”旧约全书
风景画面：是指人们放眼所映获的景色 自然风光：是指反映内陆地形地貌图象，如草原、森林、湖泊等； 地面形态：是指某一地理区域的综合地形特征（地形组合等）
2、汉语中的“景观”含义丰富，表达为风景、景色、景致等， 表达观察者的感受
1971年，德国的C．Troll(特罗尔)将景观定义为“综合了地理圈、生物圈和智慧圈 的人为事物的人类生活空间的总空间和可见实体”。
1979年，佐诺费尔德指出，景观是指“…地球表面空间的一部分，是由岩石、水、 空气、植物、动物以及人类活动所形成的系统的复合体，并通过其外貌构成一个可 识别的实体。”
案例1 森林风景资源美学价值评价 1.1 森林景观美景度评价技术
景观照片获取-实地拍照
• 尽量选择明朗、能见度高的天气拍摄 • 尽量在顺光条件下拍摄 • 以平视景为主 • 拍摄对象以一个坡面为主，避免过于复杂的地形变化 • 与拍摄对象的距离控制在50-500m之间 • 尽量选择最能反映景观特色的时间进行拍摄 • 拍摄过程中使用相同的相机和拍摄模式