（生态学专业论文）泰山景观格局及其时空变化的研究.pdf

中山大学博士学位论文： 泰山景观格局及其时空变化的研究2 0 0 4 泰山景观格局及其时空变化的研究 专业：生态学 博士生：郭泺 指导教师：余世孝教授 摘要 景观生态系统的组分在空间结构上互相拼接，聚集，形成清楚的边界，连续 空间发生中断和突变，使空间异质性表现为镶嵌的形式，景观结构特征和结构形 态不断组合或变化，从连续状到孔隙状。从聚集态到分散态，构成了镶嵌变化的 景观格局。尤其是不同类型的斑块镶嵌和斑块之间正负组合所呈现出的随机，均 匀或聚集的景观要素分布格局，最终将在各种生态系统的每一个时空尺度上形成 斑块化和斑块动态，从而决定空间格局和过程。景观空间格局是景观组分的空间 分布和组合特征，是由许多景观过程长期作用的产物，其变化和发展是自然、生 物和社会要素相互作用的结果。斑块廊道基质的组合及相互作用形成景观斑块 镶嵌格局，是景观异质性的具体表现，影响着生物物种的分布、动物运动、径流 和侵蚀、森林火灾与病虫灾害等生态过程和边缘效应。受自然和人类活动等因素 干扰或影响，景观格局产生变化并形成不同的空间构型或特定的景观及组分。景 观格局分析的目的是从看似无序的景观斑块镶嵌中发现潜在的有意义的规律，确 定产生和控制空间格局的因子和机制，比较不同景观的空间格局及其效应，探讨 空间格局的尺度性质，研究不同景观生态过程及景观生态演变过程中的瞬间表 现。景观格局分析属于时空分析问题，又是景观功能和景观变化研究的基础。通 过景观格局在时空上的动态变化去反映景观生态过程，才能从生态过程复杂性和 抽象性中找出其演变规律的特征。 影响景观空间格局动态变化和生态过程的因素主要是自然干扰与人类活动的 影响。在大尺度景观监测的基础上对景观格局变化定量预测预报及对景观的规划 与管理、资源的有效利用及环境保护具有重要意义。同时，深入研究景观格局演 变驱动机制将有助于对人地关系的深刻理解，有利于对生物多样性及自然资源的 有效保护。遥感与地理信息系统技术的结合，成为探讨景观格局演变、揭示其空 间变化规律、建立其变化驱动力模型的有力分析手段。多学科合作对景观格局演 中山大学博士学位论文：摘要 变时空规律及其演变驱动机制进行多尺度、广泛而深入的研究具有重要的理论与 实践意义。 泰山作为我国重点旅游区和世界文化与自然遗产，开发历史悠久，从古到今 其生态环境和自然资源经历了由高质、繁盛到严重破坏，再恢复重建的过程。近 年来，泰山旅游业的迅速发展和周边环境、人类活动的干预已构成对生态环境的 威胁。泰山景观空间格局的生态环境安全问题己不容忽视。基于此，分析其景观 格局特征以及时空动态变化，对于合理调控自然和人为影响因素，构建生态安全 的景观格局，制定有效的生态保护和管理决策奠定基础。 本文以泰山风景名胜区1 9 8 6 年和2 0 0 1 年两期1 ：5 万t m 遥感影像图和1 ：5 万 地形图为主要信息源，在构建景观分类体系划分1 2 种景观类型和建立解译标志 基础上，结合2 0 0 0 年森林资源i i 类调查等有关资料，经屏幕目视解译分层次综 合评判，对景观类型斑块影像分类，应用g i s 的空间分析功能建立和编制了景观 类型影像图和相应的属性数据库。在地理信息系统软件a r e v i e w 和景观格局分析 软件f r a g s t a t s 的支持下，应用景观空间格局指数数量分析方法，研究了景观 类型特征，景观格局分异特征与时空变化、景观格局分维动态，分析了尺度、地 形及人为干扰对景观格局的影响，探讨了景观规划中的林火生态及景观生态安全 中的生态环境等问题。主要结论如下： 1 。泰山景观是一个主要由森林景观斑块为主体构成的镶嵌体。森林景观斑 块在平面上以大面积交互覆盖形式呈连续状分布格局，在立体上占据着泰山空 间，以绝对优势地位表现出规律性的梯度分布格局，从而支配和控制着泰山整个 景观。其它各种景观斑块或以点格局、线状格局，或以不连续、不规则的空隙状 格局，或分散或聚集形式镶嵌在森林景观斑块之中，从而构成丰富多彩的泰山景 观镶嵌格局。景观斑块面积最大3 2 9 2h m 2 ，最小0 2 4h m 2 ，斑块面积在1 0 - 4 8 h m 2 之间，平均值为1 7 6 8h m 2 。 2 泰山森林景观主要包括松林、侧柏林、刺槐林、栎林4 大类型，其中松 林和侧柏林景观居绝对优势，它们在泰山植被生态环境中以大面积斑块组合连片 分布格局发挥着相当重要的主导作用并处于支配和控制地位。其它各种森林景观 均为小面积斑块组合呈零星分布格局镶嵌其中，形成森林景观镶嵌格局。各种森 林景观斑块在数量、大小、形状特征上各异，在种类上多样，并以大块状相隔或 以小块状相间形式在空间上关联，互相影响、相互制约，表现着复杂的斑块多样 性、类型丰富的组分种类多样性和空间关联、功能联系的格局多样性，形成相当 复杂的森林景观多样性格局。 中山大学博士学位论文：泰山景观格局及其时空变化的研究 2 0 0 4 3 自1 9 8 6 年至2 0 0 1 年，研究区景观斑块数增加1 3 ，导致部分区域景观 格局破碎化程度加剧，森林景观要素中松林的面积减少最明显，大部分松林变化 为刺槐林和针阔混交林，特别是裸岩面积的增加对山地生态系统的健康造成潜在 的危害。1 9 世纪8 0 年代后期大规模纯林改造和景区建设活动，使大范围的景观 斑块被分割，景观类型的优势度降低。提高了整体景观的多样性水平，也加剧了 部分区域景观格局的破碎化。 4 研究还证明泰山景观格局具有显著的时空分异特征，在空间上表现为景 观多样性的梯度变化特征明显，在时间上具体表现为景观结构多样性水平的提 高。景观多样性动态变化主要是在北部海拔9 0 0 m 以上和南部9 0 0 m 以下区域。 泰山南部地区人为干扰斑块动态变化比北部高；南部景观结构变化明显，北部轻 微，这表明，景观结构动态变化大小主要取决于人为干扰的程度。 5 人为干扰是研究时段内景观格局显著变化的主要成因。景观格局的变化 主要受森林经营活动、森林病虫危害、周边居民经济活动和旅游开发四大驱动因 素综合作用影响。调整和处理好森林经营和旅游开发两大人为干扰是控制泰山景 观格局朝向正极性变化的关键。人为影响的极性分析表明：1 5 年来泰山景观格局 变化受人为因素综合影响，在不同影响程度区域，均产生正极性作用方向的影 响，但在人为中等程度影响区这种正极性作用极小。人为中等程度影响区是泰山 生态安全、景观生态环境构建必须格外重视和保护的区域。泰山景观格局是否朝 向正极性方向变化，取决于是否能够控制和制止人为强度负极性影响。 景观时空格局的研究有利于景观的管理、资源的规划，特别是对于森林景观 的恢复与保护工作具有重要意义。保护和改善泰山景观生态环境，除采取各种综 合保护措施外，着重点应立足于对森林景观的恢复和保护，着眼点应放在调整旅 游开发与森林经营关系上，关键要落实到以泰山景观空间格局正极性动态变化为 目标的方向上。合理的景观格局的构建和实现方法，是景观生态环境保护研究的 重点。 关键词：泰山，景观生态，景观空间格局，景观结构，景观动态，分维动态 时空分异，尺度效应，人为干扰，林火阻隔网，生态环境 中山大学博士学位论文：a b s t r a c t l a n d s c a p e p a r e r no ft a i s h a nm o u n t a i na n di t s s p a t i o - t e m p o r a ld y n a m i c m a j o r ：e c o l o g y n a m e ：g u o l u o s u p e r v i s o r ：p r o f y us h i x i a o r e c e n tr e s e a r c hi nl a n d s c a p ee c o l o g yh a sf o c u s e do nq u a n t i f y i n gv a r i o u sa s p e c t s o fp a t t e ma n du n d e r s t a n d i n gt h ee f f e e to fd i s t u r b a n c ep r o c e s s e s ，b o t hn a t u r a la n d h u m a n i n d u c e d ，o nt h ev e g e t a t i o nm o s a i c t h eo c c u l t a n c eo fd i s t u r b a n c ea n dh u m a n a c t i v i t i e sd i r e c t l yi n f l u e n c et h es t r u c t u r e ，d y n a m i c sa n de c o l o g i c a lp r o c e s so fl a n d s c a p e p a t t e r n b ya n a l y z i n ge c o l o g i c a lp a t t e r n sa n df u n c t i o n i n ga tl a r g es p a t i a la n dt e m p o r a l s c a l e ，l a n d s c a p ee c o l o g yo f f e r ss o m eo f t h em o s ts u c c e s s f u le x a m p l e so f t h eu p t a k eo f e c o l o g y i n p o l i c y o rm a n a g e m e n t m o r e o v e r , m a n ys t u d i e so nt h ed y n a m i c so f l a n d s c a p ep a t t e r ni n d i c e sh a v eb e e nc o n d u c t e df o rd i f f e r e n tp a t c ht y p e s i na r t i f i c i a l ， b i n a r yl a n d s c a p e s ，c r e a t i n gan e e df o ra d d i t i o n a la s s e s s m e n t si nn a t u r a ll a n d s c a p e s 。i t h a ss i g n i f i c a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lv a l u et os t u d yl a n d s c a p ep a t t e r nc h a n g eb y m u l t i - s u b j e c tc o o p e r a t e s t a i s h a nm o u n t a i l l1 0 c a t e di ns b a n g d o n gp r o v i n c eo fe a s t e r nc h i n a ，i saf a i n c u s w o r l dn a t u r a ih e r i t a g ep r o t e c t e dz o n ea n dan a t i o n a lf o r e s tp a r k f o r e s tv e g e t a t i o ni st h e p r e d o m i n a n tl a n d s c a p et y p eo n t a i s h a nm o u n t a i l i t h eo t h e rm a i nl a n d s c a p ec o v e r sa r e a b a n d o n e dl a n d , s h r u b s ，b a r er o c k ys u b s t r a t e ，w a t e r , r e s i d e n t i a is e t t l e m e m s ，a n d r o a d s a c t i v i t i e si nt h et a i s h a nm o u n t a i np r i n c i p a l l yc o n s i s to ft o u r i s m , b e r t i c u l t u r e ，c r o p c u l t i v a t i o n , a n dc a t t l eg r a z i n g 1 1 i e r ea r ea b o u t1 ，6 0 0 ，0 0 0t o u r i s t se v e r yy e a r w i t ht h e d e v e l o p m e m o ft o u r i s ma n da n i n c r e a s i n g n u m b e ro ft o u r i s t s ，a n t h r o p o g e n i c d i s t u r b a n c e sa r ea f f e c t i n gt h eb a l a n c eo f t h ef o r e s te c o s y s t e m m o r ea n dm o r es e v e r e l y b a s e do nt m ( 1 ：5 0 0 0 0 ) ，t e r r a i nm a p ( 1 ：5 0 0 0 0 ) ，a n df o r e s tr e s o u r c e si n v e n t o r y d a t ao f1 9 9 2 ，e o m b i n m gv e g e t a t i o n , d i s t u r b a n c ea n dg e n e s i sf e a t u r e ，1 2l a n d s c a p et y p e s 、c r cd i v i d e di i lt a i s h a nm o u n t a i n w i t ht h ea i do f t h eg i ss o f t w a r ea r e v i e w3 2a n d l a n d s c a p ep a t t e r na n a l y s i ss o r w a r ef r a g s t a t s 3 3 ，t h el a n d s c a p es p a t i a lp a t t e r no f t h e r e g i o nw a sa n a l y z e d a n da s s e s s e du s i n gl a n d s c a p ee c o l o g i c a lp r i n c i p l e s t h e i v 中山大学博士学位论文：泰山景观格局及其时空变化的研究2 0 0 4 l a n d s c a p ei n d i c e ss u c ha st h es i z eo fp a t c h e s ，f r a c t a ld i m e n s i o no fp a t c h e s ，d i v e r s i t y i n d e x , d o m i n a n c ei n d e x , a n df r a g m e n t a t i o ni n d e xw e r ec a l c u l a t e d t b eg r a d i e n tm a p t h ea s p e c tm a pa n dt h ee l e v a t i o nm a pw e r ec r e a t e da n do v e r l a i db yg i sb a s e do nt h e d e m w ec a l c u l a t e d l a n d s c a p e i n d i c e s a n d q u a n t i f i e dl a n d s c a p e t r s n s f o r m a t i o n p r o c e s s e s t od e t e r m i n et h en a t u r ea n dm a g n i t u d eo f l a n d s c a p es t r u c t u r a lc h a n g e s w i t h i n a nu p l a n da r e ao ft h et a i s h a nm o u n t a i n t h e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e nc h a n g e si n l a n d s c a p ep a t t e r n sa n da n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e sw e r e f i l r t h e ri n v e s t i g a t e d ，t 1 l er e s u i t s a r ea sf o u o w s ： 1 f o r e s tv e g e t a t i o ni st h ep r e d o m i n a n tl a n d s c a p et y p eo nt a i s b a nm o u n t a i n , c o v e r i n gc a 8 1 o f w h i c hf o u rm a i nt y p e s ，i e ，p i n u sf o r e s t , q u e r c u sf o r e s t ，r o b i n i a p s e u d o a c a c i a f o r e s ta n dp l a t y c l a d u so r i e n t a l i sf o r e s t o c c u p ya b o u t9 2 9 o ft h e f o r e s t e da r e a o t h e rl a n d s c a p et y p e sd i s t r i b u t e di nf o r e s t l a n d s c a p e f o r mv a r i o u s l a n d s c a p em o s a i cp a t t e r n s f o r e s tv e g e t a t i o np a t c h e sh a v eb e c o m em o r ef i a g m e n t e d ， i s o l a t e d ，a n dm u c hs m a l l e rs i n c e1 9 8 6t o2 0 0 1 c h a n g e si nl a n d s c a p es t r u c t u r ew e r e s i g n i f i c a n t l ya s s o c i a t e dw i t ha n t h r o p o g e n i ed i s t u r b a n c e s al a r g e rp r o p o r t i o no f b a r e s u b s t r a t eo ns t e e ps l o p e sw i l ld a m a g et h eh e a l t ho ft h em o u n t a i ne c o s y s t e m , i na l l 埘( e l i l l o o d a n du p l a n dc l e a r i n gw i l ll e a dt ol o n g e rt e r mp o t e n t i a lf o rl a n dd e g r a d a t i o n 。 2 t h eb a s i cc a u s et h a tl e dt ot h es i g n i f i c a n tc h a n g eo f l a n d s c a p ep a t t e r nd u r i n g t h ep a s tf i r e e ny e a r sw a s a n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e s t h ep l a n t a t i o no f c o n i f e rf o r e s ti n t h el a t e1 9 8 0 sa n ds e t t l e m e n ti n c r e a s e dt h el a n d s c a p ed i v e r s i t yi nt h ew h o l e r e g i o na n d e n h a n c e dt h ef r a g m e n t a t i o no ft h el a n d s c a p ei n p a r t so ft h i s a r e a t h er e s u l ta l s o i n d i c a t e dt h a tl a n d s c a p ep a t t e r ni nt h es t u d i e da r e ah a so b v i o u ss p a t i a la n dt e m p o r a l v a r i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c t h e c h a n g eo f l a n d s c a p ep e t t e ms h o w e d t h ei n c r e a s eo f d i v e r s i t yi nt h ew h o l ea r e a a n dv a r i o u sa l t i t u d ea r e a s t h ec h a n g e o f l a n d s c a p ep a t t e r nc h a r a e t e r l s t i e sw i t ha i t i t u d e g r a d i e n ti so b v i o u s t h er a t i oo fl a n d s c a p ep a t c h e sc h a n g ei ns o u t hr e g i o nw a sh i g h e r t h a nt h a ti nt h en o r t hr e g i o n t h ec h a n g eo fl a n d s c a p es t r u c t u r ei ns o u t hr e g i o nw a s o b v i o u sd u r i n gt h ep a s tf i f t e e ny e a r s o nt h ec o n t r a r y , t h ec h a n g ei nt h en o r t hr e g i o n w a sl i g h t l y t h e c h a n g eo fl a n d s c a p ed i v e r s i t yw a sm a i n l ym a n i f e s t e di nt h eh i g h a l t i t u d e ( 9 0 0 m ) o f n o r t hr e g i o na n dt h el o wa l t i t u d e ( 3 5 s l o p e s ) c a n c o n t r i b u t et os o i le r o s i o n n 忙d i v e r s i t yv a l u e so b t a i n e di nt h i ss t u d yh i g h l i g h t e dt h e s i g n i f i c a n t a s s o c i a t i o nb e t w e e n c h a n g e s i nf o r e s t v e g e t a t i o n a n d a n t h r o p o g e n i c d i s t u r b a n c e s h o w e v e r , t h ea s s o c i a t i o ni n d i c a t e st h a tt h ed e g r e eo f c o r r e t a t i o nb e t w e e n l a n d s c a p ec h a n g e sa n da n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e si s w e a ki nt h en a t u r a lz o n e o n l y 0 4 ( 5 0h m 2 ) o f t h ef o r e s t e da r e aw a s c o n v e r t e dt or e s i d e n t i a la n db a r es u b s t r a t ei nt h e n a t u r a ll a n d s c a p ez o n e f u r t h e r m o r e ，a l t h o u g ht h es t a t i s t i c a la n a l y s e su s e di nt h i ss t u d y c o u l dp r o v i d ead i r e c tm e a s u r eo f p a t t e r nc h a n g e s , t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nl a n d s c a p e c h a n g e a n da n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e sc o u l dn o tb ed i r e c t l ya s c e r t a i n e d b e c a u s eo f t h e t w op e r i o d s ( 1 9 8 6a n d2 0 0 1 ) o fs a t e l l i t ei m a g e r yu s e d ，o n l yt w ol a n d s c a p ep a t t e r n s c o u l db eo b s e r v e d w h f i et h i si n f o r m a t i o nm a ys u f f i c ef o rs i m p l et r e n da n a l y s e s ，m u l t i - p e r i o dd a t aw o u l db em o r eu s e f u li nd e v e l o p i n gl a n d s c a p em o d e l st o f o r e c a s ts p a t i a l c h a n g e i nt h i ss t u d y , o n l yt h ef i n a ll a n d s c a p ep a t t e r nc h a n g e st h a tt o o kp l a c eo v e r t h e s t u d yp e r i o dc o u l db eq u a n t i f i e d t h i ss t u d yi su n i q u eb e c a u s ei tq u a n t i f i e sc h a n g e si nl a n d s c a p ep a t t e r n so v e ra1 5 y e a rp e r i o d t h i st i m es p a ni sn e a rt h el i m i t so f l a n d s a tt m i m a g eh i s t o r y p r e v i o u s s t u d i e si nt h i sr e g i o nh a v en o td e a l tw i t hl a n d s c a p e so rq u a n t i f i e dt h ec h a n g e si nt h e m w eh a v ec o m b i n e dt h ee x t e n s i v e h i a t o r y a v a i l a b l ef r o mt mi m a g e sw i t hg i s v i 中山大学博士学位论文：泰山景观格局及其时空变化的研究2 0 0 4 c l a s s i f i c a t i o n t e c h n i q u e s t o q u a n t i f yc h a n g e s i n l a n d s c a p ep a t t e r n s t h i ss t u d y q u a n t i f i e dt h ea k e r e dc o n d i t i o n so f t h ef o r e s t e dl a n d s c a p e ，c h a n g e st h a tw e r em a i n l y d u et oc o n v e r s i o nt oo t h e r l a n d s c a p et y p e s f o r e s t e d a r e a sh a v eb e c o m em o r e f r a g m e n t e da n da r ec u r r e n t l yc h a r a c t e r i z e db yap r o l i f e r a t i o no fm i x e df o r e s tp a t c h e s t h e m a n a g e m e n t o ff o r e s t e d a r e a s ，p a r t i c u l a r l 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e a s i n g p r o p o r t i o no f f o r e s tv e g e t a t i o nc l e a r e dw i t h i nt h ef o r e s tz o n eo ns t e e ps l o p e sr a i s e s s e r i o u sq u e s t i o n sw i t hr e g a r dt ob o t ht h el a n d s c a p eh e a l t ha n dt h el o n g e rt e r mp o t e n t i a l f o rl a n dd e g r a d a t i o nb y u p l a n dc l e a r i n g s a t e l l i t e i m a g e r ya n dg i sp r o v i d e dt h ea n a l y t i c a lt o o l st ov i s u a l i z ea n dq a a n t i f y l a n d s c a p e s t r u c t u r a l c h a n g e ss i m p l y a n dq u i c k l y ac r i t i c a l p r o b l e m i n m a p p i n g l a n d s c a p es t r u c t u r ef r o ms a t e l l i t ed a t ai nl a n d s c a p ea s s e s s m e n t si st h en e e d t oa d d r e s s t h ei s s u eo f e l i m i n a t i n go rr e d u c i n gd i f f e r e n c e si nt h es p a t i a lr e s o l u t i o no f s e n s o r si n m u l t i - p e r i o d si m a g e r y w h i l e0 1 1 1 q u a n t i f i c a t i o no fl a n d s c a p e s t r u c t u r a lc h a n g e sw a s s u p p o r t e db yg i ss o f t w a r e ，m o r e i n d i c e sr e l e v a n tt o l a n d s c a p e s t r u c t u r a lc h a n g e a n a l y s i sa r en e e d e dt o a s s e s sm o r ec o m p l e xl a n d s c a p es t r u c t u r a lc h a n g e s w eh a v e a c q u k e dl a n d s c a p es t r u c t u r ei n f o r m a t i o nt h a tc o u l d b ev a l u a b l ei nt h em a n a g e m e n to f m o u n t a i nf o r e s t s t h et y p e so f d a t a s e t s ，s t a t i s t i c a la p p r o a c h e s ，m a p p i n gt e c h n i q u e s ，a n d s p a t i a la n a l y s e si m p l e m e n t e di nt h i ss t u d yc o u l dp r o v i d ea p p r o p r i a t ei n f o r m a t i o nf o r b o t ht h ea s s e s s m e n ta n dp l a n n i n go f l a n d s c a p ep a t t e r n s l a n d s c a p es t r u c t u r a lc h a n g e s ， a l o n g w i t hi n f o r m a t i o no nc o n v e n t i o n a lf o r e s tr e s o u r c e sa n da n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e s ， c a nb eu s e dt o s u p p o r tp o l i c y f o r m u l a t i o n p e r t a i n i n g t of o r e s t m a n a g e m e n t a n d c o n s e r v a t i o n k e y w o r d s ：t a i s h a nm o u n t a i n , l a n d s c a p ee c o l o g y ，s p a t i a lp a t t e r n , l a n d s c a p e s t r u c t u r e ， f r a c t a ld i m e n s i o nd y n a m i c s , s p a t i a la n dt e m p o r a lv a r i a t i o n , m u l t i - s c a l e e f f e c t ，a n t h r o p o g e n i cd i s t u r b a n c e s , f i r e b r e a kn e t w o r k ，e c o 。e n v f f o n m e n t 中山大学博士学位论文； 泰山景观格局及其时空变化的研究2 0 0 4 且u吾 自然资源的可持续利用，环境的保护和改善，是事关人类生存发展的两件大 事。资源的滥用和环境的恶化，昭示着人类生存将面临种种的危机。随着人们生 态意识的觉醒，环境意识的增强，全球生态化趋势正在加强。生态化是一个生物 的、经济的和社会的综合概念和系统化的思想方法问题，人类为了生存必须协调 人与自然、环境之问关系，争取一条生态化的途径来维持生态系统平衡。如何维 持生态系统的健康与发展已成为人们共同关注的问题，也是人类面临的严峻挑 战。 近十几年来国内外景观生态学发展迅速。景观生态学以整个景观为对象，处 于比生态系统更高一级层次上，更大范围内( 景观水平) 、更长时间里，研究景 观的空间结构、功能及各部分之间的相互关系。在应用上，景观生态学通过研究 景观的动态变化及景观优化利用和保护的原理与途径，以及自然和人类干扰对景 观生态系统产生的影响，为综合解决资源与环境问题，全面开展生态环境建设， 提供了新的理论和方法，开辟了新的科学途径( 傅伯杰，2 0 0 1 ) 。目前国内许多 前辈和学者的研究和专著表明，景观生态问题已不容忽视，景观生态系统所产生 的问题必须站在景观层次和景观水平角度去深入研究和综合，大量的研究成果为 景观生态学奠定了理论基础，科学的方法已广泛应用，景观生态学的研究为解决 资源与环境问题正在发挥着愈来愈明显的作用。 笔者曾生活和就读于举世闻名的泰山脚下，泰山丰富的自然景观和人文景 观，以及相关衬托，高度融合的魅力，深深地吸引和驱使对世界自然和文化双重 遗产的热爱和关注。关注的焦点集中在：泰山的生态环境究竟如何? 现实思考的 问题是：( 1 ) 泰山以森林为主，森林生态系统是泰山自然生态环境的基础和主 体，是自然景观的主要组成部分，长期以来的森林经营活动使景观空间格局究竟 产生什么样的变化和影响? ( 2 ) 泰山以旅游为依托，旅游开发与建设是泰山经 济可持续发展的龙头事业，旅游业的迅速发展将给泰山生态环境带来什么样的资 源与环境问题? ( 3 ) 泰山地处北方生态环境脆弱带边缘，自然灾害类型多样性 和成因的多重性以及周期性、群发性、社会性等特点势必形成频繁发生态势，这 将给泰山景观生态系统的结构、功能和动态变化带来什么程度的影响? ( 4 ) 泰 山紧邻城乡，居民经济活动和游人等人为干扰和破坏将给生态环境带来多大负 荷? 尽管以上问题已受到当地政府的高度重视，但仍不应简单地、定性地以“泰 中山大学博士学位论文：第一章绪论 山生态环境不错”下结论，而应科学地、 角度，从综合整体性思想和有机关联性、 分析等方法去深入研究。 定量地去探讨、分析和研究，应从景观 动态性等系统论观点和系统分析、空间 生态环境状况如何，可归结为生态安全问题。从景观空间格局动态研究入 手，研究景观生态系统要素、景观生态类型、景观空间结构、景观生态过程以及 生态环境效应，应是评价景观生态系统的健康与发展以及生态环境、生态安全等 问题的基础。这也是本文研究的思想认识。 在对泰山景观空间格局动态及生态环境效应的研究中，以景观生态学原理为 理论基础，以系统论为认识观，以r s 、g i s 、g p s 为技术手段，着重景观空间格 局指数等数量分析方法和定量的空间格局分析，做到地面调查与遥感图像解译相 结合，局部分析与宏观整体分析研究相结