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城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 摘要 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 专业：生态学 硕士生：符以福 指导老师：彭少麟教授 摘要 景观联动效应是指连续景观中某一景观类型或多种景观类型( 如景观带、区 域) 的变化对其他景观类型( 或景观带、区域) 的变化所施加的一种牵制作用。 目前，关于景观联动效应研究仅局限于景观斑块和或区域的动态变化。 本论文基于典型的快速城市化地区一深圳1 9 9 0 年、1 9 9 0 年、2 0 0 0 年、2 0 0 5 年的t m 影像，沿深圳西海岸线向陆域方向生成2 0 k m 缓冲区作为研究区。结合实 地调查，利用e r d a s 8 7 将研究区4 期遥感影像分为水体，城镇用地，植被退化区， 高密度植被，低密度植被，裸地，滩涂，红树林，养殖区等9 种景观类型。分别 对经分类得到的4 期景观分类图沿海岸线向陆域方向切割生成间隔为4 k m 的5 条 连续缓冲带，分别标记为i 、v 。选取并计算每一条缓冲带的景观 格局指数。通过对缓冲带内任意2 个景观类型的景观指数及任意2 条缓冲带间的任 意2 个景观类型的景观指数进行皮尔森系相关分析研究景观及景观带间的联动效 应。 结果表明，缓冲带内，高密度植被景观的p l a n d 和l p i 指数分别与水体景 观的p l a n d 和l p i 指数呈极显著负相关；而低密度植被面积与水体面积相关性 不显著。缓冲带间，带和v 带的高密度植被景观的p l a n d 指数与i i 带的水体 景观p l a n d 指数之间呈极显著负相关；v 带的高密度植被景观的p l a n d 指数与 i i i 带的水体景观的p l a n d 指数之间也呈极显著负相关；而缓冲带间城镇用地与 高密度植被、水体p l a n d 值相关性并不显著。同时，和v 带的城镇用地p l a n d 指数与i 带的养殖区p l a n d 指数也呈极显著负相关。 基于上述结果，探讨深圳西海岸带景观及景观带间的联动效应及其驱动力， 以及海岸带景观联动效应的一般模式。结果显示，连续地理空间景观不仅存在斑 块间的联动效应，而且存在景观呈带间的联动效应。其中，高密度植被景观对水 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 摘要 体景观具有联动效应；城镇用地景观对养殖区景观具有联动效应。然而，不同城 市化强度、地形地貌特征和景观格局会使其中断或汇集，从而使景观及景观带间 的联动效应弱化或增强。 本文首次提出沿海岸线边缘到陆域方向分布的连续地理景观呈带间存在联 动效应的假设。首次基于景观生态原理，采用连续地理空间呈带结合景观指数及 其相关分析的方法，研究深圳市西海岸带景观及景观带间的联动效应，结果证实 了这种方法是研究景观联动效应的有效方法，同时验证了景观带联动效应假设。 本文的研究对于理解城市景观结构和功能的整体性和连续性，以及城市景观调控 和规划管理都有着重要的理论和借鉴意义。 关键词：城市化；景观格局；联动效应；海岸带；深圳 l i 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例a b s t r c t l a n d s c a p el i n k a g ee f f e c td u r i n gu r b a n i z a t i o n ac a s es t u d yi nw e s t e r nc o a s t a lz o n ei ns h e n z h e n m a j o r ：e c o l o g y n a m e ：y i f uf u s u p e r v i s o r ：p r o f s h a o l i np e n g a b s t r a c t l a n d s c a p el i n k a g ee f f e c ti st h a tc h a n g eo fap a r t i c u l a rl a n d s c a p et y p eo rav a r i e t y o fl a n d s c a p et y p e s ( s u c ha sl a n d s c a p ez o n e ，r e g i o n ) i si m p o s e db yt h ec h a n g eo f a n o t h e rl a n d s c a p e ( s u c ha s l a n d s c a p ez o n e ，r e g i o n ) a tp r e s e n t ，r e s e a r c ho nt h e l a n d s c a p el i n k a g ee f f e c ti sl i m i t e dt ol a n d s c a p ep a t c h e sa n d | o rr e g i o n a ld y n a m i c c h a n g e s t h i sp a p e rw a sb a s e do nt h et y p i c a lr a p i du r b a n i z a t i o na r e a - - s h e n z h e n s 19 9 0 ， 19 9 0 ，2 0 0 0 ，a n d2 0 0 5 t m i m a g e s s t u d ya r e aw a sa2 0 k i nb u f f e rz o n eg e n e r a t e df r o m w e s tc o a s t l i n et ol a n di ns h e n z h e n c o m b i n e dw i t hf i e l ds u r v e y s ，f o u r 们m sw e r e c l a s s i f i e di n t o9k i n d so fl a n d s c a p et y p e s ，w h i c hi n c l u d ew a t e ra r e a ，u r b a nb u i l t u p a r e a ，d e g r a d e dv e g e t a t i o n , h i g hd e n s i t yv e g e t a t i o n , l o wd e n s i t yv e g e t a t i o n ，n e w d e v e l o p m e n ta r e a , t i d a lf l a t ，m a n g r o v e ，a n da q u a c u l t u r ea r e a f i v ec o n t i n u o u sb u f f e r z o n e s ，w i t h4 l mg a pm a r k e da si ，i i ，vr e s p e c t i v e l y , w e r ec u tf r o mt h e l a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o nm a pf r o mw e s tc o a s t l i n et ol a n d l a n d s c a p ep a t t e r ni n d e xi n e a c hb u f f e rz o n ew e r ec a l c u l a t e d p e a r s o nc o r r e l a t i o na n a l y s i sw a sc o n d u c t e db e t w e e n a n yt w ot y p e so fl a n d s c a p ei n d e xi nb u f f e rz o n ea n db e t w e e na n yt w ot y p e so f l a n d s c a p ei n d e xb e t w e e nb u f f e rz o n e s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nh i g l ld e n s i t y v e g e t a t i o ni n d e x p l a n d & l p ia n dw a t e ra r e ai n d e xp l a n d & l p ir e s p e c t i v e l yw e r eh i g h l y s i g n i f i c a n t l yn e g a t i v ei ne a c hl a n d s c a p ei n n e r - z o n e ；t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e ni i i s & v sh i g h d e n s i t yv e g e t a t i o ni n d e xp l a n da n di i sw a t e ra r e ai n d e xp l a n d r e s p e c t i v e l ya n db e t w e e nv sh i g h - d e n s i t yv e g e t a t i o ni n d e xp l a n da n dh i sw a t e r a r e ai n d e xp l a n dw e r eh i g h l ys i g n i f i c a n t l yn e g a t i v ei nl a n d s c a p ei n t e r - z o n e a n d t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e ni v s & v su r b a nb u i l t u pa r e ai n d e xp l a n da n di i i ，s a q u a c u l t u r ea r e ai n d e xp l a n dr e s p e c t i v e l yw e r eh i g h l ys i g n i f i c a n t l yn e g a t i v ei n l a n d s c a p ei n t e r - z o n e i i i 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 a b s t r c t b a s e do nt h er e s u l t s ，w ed i s c u s s e dl a n d s c a p ea n dl a n d s c a p ez o n e sl i n k a g ee f f e c t a n di t sd r i v i n gf o r c e si nw e s t e r nc o a s t a lz o n ei ns h e n z h e na n dg e n e r a lm o d eo f c o a s t a ll a n d s c a p el i n k a g ee f f e c t w ef o u n dt h a tl a n d s c a p el i n k a g ee f f e c tn o to n l ye x i s t i np a t c h ，b u ta l s oi nl a n d s c a p ei n t e r - z o n e h i g hd e n s i t yv e g e t a t i o nl a n d s c a p eh a d l i n k a g ee f f e c t so nw a t e ra r e al a n d s c a p e ；u r b a nb u i l t - u pa r e al a n d s c a p eh a dl i n k a g e e f f e c t so na q u a c u l t u r ea r e al a n d s c a p e ，h o w e v e r , d i f f e r e n tu r b a n i z a t i o nd e n s i t i e s ， t e r r a i nf e a t u r e sa n dl a n d s c a p ep a t t e r n sm a yd i s r u p to ra s s e m b l et h ew a t e rf l o w , a n d w e a k e n so re n h a n c e st h el i n k a g ee f f e c ti nl a n d s c a p e ，w h i c hw i l lw e a k e no re n h a n c e t h el i n k a g ee f f e c t sb e t w e e n l a n d s c a p e s t h ep a p e rf t r s t l yh y p o t h e s i z e dt h a t ，a l o n gt h ee d g eo fc o a s t l i n et oi n n e rl a n d ， c o n t i n u o u sg e o g r a p h i c a ll a n d s c a p ei n t e r - z o n ee x i s t sl a n d s c a p el i n k a g ee f f e c t a n d f i r s t l yb a s e do nt h ep r i n c i p l e so fl a n d s c a p ee c o l o g y , c o m b i n e dw i t hc o n t i n u o u s g e o s p a t i a ll a n d s c a p ez o n i n g ，l a n d s c a p ei n d e x ，a n di n d e xc o r r e l a t i o na n a l y s i s ，t h e l a n d s c a p el i n k a g ee f f e c to fw e s t e r nc o a s t a lz o n ew a ss t u d i e d ，t h er e s u l t sh a v ev e r i f i e d t h a tt h er e s e a r c hm e t h o di sa ne f f e c t i v ew a yt os t u d yl a n d s c a p el i n k a g ee f f e c ta n dt h e a s s u m p t i o no fl a n d s c a p el i n k a g ee f f e c t t h i si sv e r yi m p o r t a n tf o ru n d e r s t a n d i n gt h e s t r u c t u r ea n df u n c t i o no ft h eu r b a nl a n d s c a p eo ft h ei n t e g r i t ya n dc o n t i n u i t y ，a sw e l la s t h eu r b a nl a n d s c a p ep l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：u r b a n i z a t i o n ；l a n d s c a p ep a t t e r n ；l i n k a g ee f f e c t ；c o a s t a lz o n e ；s h e n z h e n i v 论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：恸 日期：渺，年，月7 日 ， 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 学位论文作者签名：劾诌 眺叫年，月7 日 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 第1 章引言 1 1 研究背景及意义 1 1 1 研究背景 第1 章引言 海岸带作为海陆交互作用的特殊自然景观地带，拥有丰富的自然资源，是人 类活动和社会经济发展最为集中的区域( a r t u r o ，e ta 1 ，2 0 0 3 ) 。至1 j 2 0 2 0 年，7 5 的 世界人口可能沿6 0 k m 长的海岸线居住( r o b e r t s & h a w k i n s ，1 9 9 9 ) 。在中国，超 过7 0 的大城市位于沿海区域，沿海区域的发展在中国经济中扮演了极为重要的 作用，占国民生产总值的5 5 ( w a n g ，1 9 9 2 ) 。海岸带生态系统的自然生产力主 要取决于区域土地覆盖以及土地利用格局。随着多种多样海岸带开发活动的进 行，海岸带面临的压力也越来越大，资源和环境问题越来越严重( 鹿守本、艾万 铸，2 0 0 1 ；陈国强、王颖，2 0 0 3 ) 。在自然和人类双重因素的影响下，海岸带的 环境和资源发生了前所未有的变化，出现了许多有碍于可持续发展的问题。如土 地覆盖及格局的改变将会改变区域水文，进而影响水的汇集和贮存、排水速率和 生物多样性的维持( p e a r s o n ，1 9 9 4 ) 。城市化是社会发展的一种必然趋势( t o r r y , 1 9 9 8 ) 。随着人类活动对海岸带开发利用强度的不断增大，以及海岸带自然作用 的交互叠加，使得海岸带自然景观发生显著性变化( 恽才兴、蒋兴伟，2 0 0 2 ；朱 会义等，2 0 0 1 ) 。许多研究表明，大量人口的涌入及沿海城市化的迅猛发展，导 致海岸带地区土地利用类型和强度都发生了巨大的变化。原有的林地、湿地等土 地利用类型逐渐被人工建筑物所取代，土地利用的强度也进一步深化，从而破坏 了原有的海岸带景观类型( 马万栋等，2 0 0 8 ) 。 景观要素在一定的区域范围内组成个有机的景观整体，各要素间必然存在 各式各样的联系，因此，对这些要素进行表达的景观信息间也是相互联系的，具 有系统性( 余新晓等，2 0 0 4 ) 。景观各要素间通过物质流、能量流和信息流彼此 耦合。景观整体中某一要素的变化必将在定程度影响另外一种景观要素变化， 从而影响整个景观格局、功能和动态。随着深圳市的建设，如何保持沿岸景观的 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 第1 章引言 持续生产能力、减缓开发对保护沿岸生态环境的压力、实现海岸带的可持续发展 是一个具有重要意义的课题。可见，合理管理和规划海岸带景观，是可持续发展 的基本途径。 景观的结构是斑块间的空间关系，那么景观带是由多种斑块组成的景观格 局，不同景观带之间是否存在一定相互联系? 景观结构的整体性和连续性是否除 了表现在镶嵌斑块的整体性和连续性上，还应表现在景观带间的整体性和连续性 上? 海岸带景观中，是否存在某一景观带格局的变化在一定程度影响另一景观带 格局的变化，从而影响整个景观格局、功能和动态。有哪些因素可以影响这种景 观带间的联动作用? 景观带间的联动作用对海岸带景观合理管理和规划有何暗 示? 我们认为沿海岸线边缘分布的连续地理空间中景观成带间存在联动效应。为 了验证上述假设，本文选择1 9 9 0 2 0 0 5 年深圳西海岸带为案例系统地探讨连续地 理空间中景观及景观成带间的联动效应，以及城市化过程、景观格局和地貌特征 对景观成带间联动效应的影响。本文的研究对于理解城市景观结构和功能的整体 性和连续性，以及城市景观调控和规划管理都有着重要的理论和借鉴意义。 1 1 2 研究意义 ( 1 ) 理论意义 本研究从景观联动效应入手，首次研究深圳西海岸带连续地理空间中景观及 景观呈带间的联动效应，以及城市化过程、景观格局和地貌特征对景观成带间联 动效应的影响。理论上丰富了景观联动效应研究的范畴，提出了不仅景观要素间 存在联动效应，景观带也具有联动效应，对于在景观带尺度上理解城市景观结构 和功能的整体性和连续性，有着重要的理论和借鉴意义。 ( 2 ) 实践意义 研究景观要素及景观成带间的联动效应，是进行城市景观调控和规划管理的 前提条件，本研究为深圳西海岸带的景观规划提供了基础。同时，本文的研究方 法为研究景观带的联动效应提供了一个可行的途径。 2 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例第1 章引言 1 2 文献综述 1 2 1 景观生态学研究进展 ( 1 ) 景观的概念 “景观一词最早出现在希伯来文的圣经旧约全书中，其含义相当于“风 景。1 6 世纪末，“景观”主要被用作绘画艺术的一个专门术语，泛指陆地上的 自然景色( 余新晓等，2 0 0 4 ) 。1 8 6 3 年，美国景观建筑学家q l m s t e d 将景观引入 建筑学，提出景观建筑( l a n d s c a p ea r c h i t e c t u r e ) 的概念，并在纽约中央公园的 设计和建造中提出了建设城市公园绿地系统的思想( 肖笃宁，1 9 9 9 ) 。1 7 世纪以 后到1 8 世纪，园林设计师们开始采用景观一词作为描述自然、人文以及两者共 同构成的整体景象的一个总称( n a v e ha n dl i e b e r m a n , 1 9 9 4 ) 。1 9 世纪中叶，德 国地理学家洪堡( h u m b o l d t ) 将“景观 以“某个地理区域的总体特征 引入地 理学，并提出景观是地理学的中心问题( n a v e ha n dl i e b e r m a n 。1 9 8 4 ) 自2 0 世纪 3 0 年代以来，景观的概念逐渐被引入生态学，作为在生态系统之上的一种尺度 单元。 景观( l a n d s c a p e ) 具有“风景 、“自然综合体”、“异质性镶嵌体 等多种 含义，是风景美学、地理学和生态学等学科的研究对象，并成为现代景观生态学 的重要学科基础( 角媛梅等，2 0 0 0 ) ( 表1 1 ) 。但一般讲是指反映内陆地形地貌 景色的图象，诸如草原、森林、山脉、湖泊等；或是某一地理区域的综合地形特 征；或者是人们放眼所映获的自然景色。而生态学中，景观的定义可概括为狭义 和广义两种。狭义景观是指几十公里至几百公里范围内，由不同生态系统类型所 组成的异质性地理单元( 陈昌笃，1 9 8 6 ；f o r m a n & g o d r o n ，1 9 8 6 ) 。而反映气候、 地理、生物、经济、社会和文化综合特征的景观复合体称为区域。狭义景观和区 域可统称为宏观景观。广义景观则指出现在从微观到宏观不同尺度上的，具有异 质性或缀块性的空间单元( p i c k e t t & c a d e n a s s o ，1 9 9 5 ；w u & l o u c k s ，1 9 9 5 ) 。我国 学者肖笃宁认为：景观是一个由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地 理实体；它处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度；兼具经济、生态和 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 第1 章引言 美学价值( 肖笃宁、李秀珍，1 9 9 7 ) 。 表1 1景观的多重含义及其研究( 角嫒梅等，2 0 0 0 ) t a b l el it h em u l t i c o n c e p t so fl a n d s c a p ea n di t sr e s e a r c h ( 2 ) 景观生态学的概念 景观生态学( l a n d s c a p ee c o l o g y ) 的定义没有统一，不同的学者对景观生态 学的理解不同。1 9 3 9 年德国地植物学家卡尔特罗尔( c a r lt r o l l ) 认为景观生 态学是“对景观某一地段上物质群落与环境间主要的、综合的、因果关系的研究， 这些相互关系可以从明确的分布组合( 景观镶嵌，景观组合) 和各种大小不同等 级的自然区划表现出来 ( 催树楠，1 9 9 5 ) 。 美国学者里塞尔( r i s s e r ) 、卡尔( k a r l ) 和弗曼( f o r m a n ) 则认为：“景观 4 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例第1 章引言 生态学不是一门独立的学科，也不是生态学的简单分支，它是为了认识对同质性 和异质性的地貌及生物系统管理效果和基本过程的学科，是研究空间异质性的发 展与动态，强调景观空间一时间模型的许多有关学科的综合交叉 ( 催树楠， 1 9 9 5 ) 。 我国学者肖笃宁等( 1 9 9 7 ) 认为：景观生态学以生态学的理论框架为依托， 吸收现代地理学和系统科学之所长，研究景观的结构( 空间格局) 、功能( 生态 过程) 和演化( 空间动态) ，研究景观和区域尺度的资源、环境经营管理问题， 具有综合整体性和宏观区域性的特色，并以中尺度的景观结构和生态过程关系研 究见长。 景观生态学的研究对象和内容可概括为3 个基本方面：景观结构即景观 组成单元的类型、多样性及空间关系。例如，景观中不同生态系统( 或土地利用 类型) 的面积、形状和丰富度，它们的空间格局以及能量、物质和生物体的空间 分布等，均属于景观结构特征。景观功能即景观结构与生态学过程的相互作 用，或景观结构单元之间的相互作用。这些作用主要体现在能量、物质和生物有 机体在景观镶嵌体中的运动过程中。景观动态即景观在结构和功能方面随时 间的变化。景观动态包括景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的 变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布和运动方面的差异。 景观生态学的一个主要目标是认识空间格局与生态过程之间的关系，尺度的 重要性，以及在越来越强烈的人类活动作用下所形成的异质性景观中的等级关系 ( w u ，2 0 0 0 ；f o r m a n & g o d r o n ，19 8 6 ；f o r m a n ，19 9 5 ；f a r i n a , 19 9 8 ) 。2 0 世纪8 0 年 代初，景观生态概念从欧洲传到北美，并与北美生态学高度结合，出版了以 f o r m a n 等为代表的景观生态学著作，提出了景观生态学的基本范式：斑块一廊 道一基底模式，在国际景观生态学界形成了以生态学为基础的新的景观生态概 念，认为景观是不同生态系统组成的具有异质性的空间镶嵌体( f o r m a m & g o r d o n ，1 9 8 6 ) 。当前，国际景观生态学研究中的斑块格局与动态、格局一过程一 尺度之间的相互关系、景观异质性的维持和管理等均以北美学派为主，并成为推 动现代景观生态学数量化研究和模型化研究的主要动力( p i c k e t t & c a d e n a s s o ，1 9 9 5 ；邬建国，2 0 0 0 a ；伍业纲、李哈滨，1 9 9 2 ) 。 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例第l 章引言 ( 3 )国外景观生态学的进展 景观生态学起源于中欧，1 9 3 9 年德国地植物学家卡尔特罗尔( c a r lt r o l l ) 在“航空象片制图和生态学的土地研究 一文中首次提出景观生态的概念，试图 通过对航空象片的判读，把景观学的区域差异对比研究与生态学的结构、功能研 究结合起来( 肖笃宁等，1 9 8 8 ) 。 景观生态学概念在提出之后几十年一直没有引起充分的重视。七十年代后， 随着遥感和计算机技术的飞速发展，以及生态学和景观学研究不断深化，特别是 生态学中的动态思想和系统思想，使景观生态学在进行区域景观规划、评价和变 化预测等研究中具有独特的作用。同时，全球性生态、环境、人口和资源等一系 列问题的日益严重，使得景观学、生态学与人文学科形成互相渗透交叉互补的局 面。于是，景观生态学便发展成为把生物圈与技术圈，把人类与其环境统一起来 进行综合研究的一门新型交叉学科。 1 9 8 4 年1 0 月国际景观生态学会在丹麦罗斯吉尔德大学中心召开了首届学术 讨论会，议题是景观生态学研究与设计的中心方法学问题，其内容包括统计 方法和计算机图解法在内的材料分析方法，调查方法以及资料综合与评价方法。 1 9 8 6 年8 月在美国召开的第四届国际生态学会上，景观生态学已成为一个 重要的讨论题目，提交会议的论文对景观生态学的理论、范围和概念，景观的模 式，物质和能量的分布以及景观生态的规划等方面应用进行了热烈的讨论，对景 观生态学的地位和作用给予了充分的肯定( f o r m a n , 1 9 8 6 ) 。 1 9 8 7 年在美国正式出版了“景观生态杂志，主编为佐治亚大学的b gf r a n k 。 今年1 0 月份，在捷克斯洛伐克将召开以“景观生态学中的空间和功能关系 为 主题的第八届国际景观生态学术讨论会。 1 9 9 5 年8 月在法国t o u l o u s e 召开了第三次世界大会。在1 9 9 5 年的i a l e 会 议上，a f a r i n a 将景观生态研究的进展概括为以下几点：过程和格局的时空尺度 化；系统的等级组织；土地分类；从地理单元到生态单元；干扰过程；土地镶嵌 的异质性；森林植被的碎片化；生态过渡带的特征和作用；中性模型；景观动态 和演进。他还着重提到下列4 种理论：模糊数学、渗流理论、碎裂种群理论、源 一汇模型，以及4 种技术工具：空间统计、g a p 分析、分维几何、g i s 和i g i s 作为景观生态研究的基础( 肖笃宁、李秀珍，1 9 9 7 ) 。 6 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例第l 章引言 1 9 9 9 年7 月至8 月在美国科罗拉多洲的s n o w m a s s 召开国际景观生态学会的 第五届世界大会( 肖笃宁，1 9 9 9 ) ，大会主题是“景观生态学一科学和行动”。 w i e n s 和m o s s 从收到的数百篇论文中选择和编辑了一本含有2 8 篇论文的论文 集，书名为景观生态学论坛，包括了遥感、分维、生态网络和绿道、渗透模 型、空间统计、文化感应、异质种群动态、土地利用规划、实验模拟系统、流域 水文和个体模拟等诸多论题。w i e n s 在“展望整合的景观生态学”一文中指出： 景观生态学是真正的跨学科研究，多样性特征既是其最明显的优势，也是其潜在 的弱点。景观生态学即空间和区域的生态学，它研究空间镶嵌的结构与动态及其 生态因果；格局与过程空间联系的研究可应用于任何组织层次和分辨尺度。 2 0 0 1 年美国召开主题为“2 1 世纪景观生态学十大论题”的景观生态学会年 会。邬建国和r i c h a r dh o b b s 将与会者的观点归纳为6 个学科发展要素和1 0 个关 键研究论题( w u & h o b b s ，2 0 0 2 ) 。包括通过景观镶嵌体的生态流，土地利用和 土地覆被变化的过程、机制，非线性动态和景观复杂性，尺度转换方法论的发展， 景观指标与生态过程，人类活动与景观生态，景观格局的优化，景观保育与可持 续性，资料获取与准确性评价。 2 0 0 3 年国际景观生态学大会主题为“景观生态学中的关键论题和优先研究 领域”。邬建国( 2 0 0 4 ) 综合2 0 0 1 年美国景观生态学会年会和2 0 0 3 年国际景观 生态学大会的主要内容，指出景观生态学中的十大研究论题：异质景观中的能量、 物质和生物流过程；土地利用和覆盖变化的起因、过程和效应；非线性科学和复 杂性科学在景观生态学中的应用；尺度推绎；景观生态学方法论的创新；将景观 指数与生态过程相结合，并发展能反映生态和社会经济过程的综合景观指数：把 人类和人类活动整合到景观生态学中；景观格局的优化；景观水平的生物多样性 保护和可持续性发展：景观数据的获得和准确度评价 2 0 0 7 年7 月第七届国际景观生态学大会在荷兰瓦赫宁根( w a g e n i n g e n ) 召 开，大会主题是“2 5 年的景观生态学：实践中的科学原理 。大会特邀景观生态 学各主要研究方向的代表专家，分别对景观生态学与决策管理、湿地、森林、城 市、农业、生物多样性等研究领域的关系、研究现状和未来进行了精彩分析。大 会主要讨论1 1 个主题：景观、土地所有者、土地利用和政策；城市环境和交通： 生态网络、破碎化和连通性；生态水文学、水与河流；景观尺度监测；文化景观 与景观管理；景观变化评估；全球变化的影响；景观规划与设计的理论和方法； 7 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 第1 章引言 森林、植被和景观；以及生命的景观( 李秀珍等，2 0 0 7 ) 。 ( 4 )国内景观生态学的进展 我国景观生态学研究起步较晚。中国景观生态学的发展动力源于自然地理学 界，如林超等最早将景观生态学介绍到中国来的学者大都具有地理背景。如果以 1 9 8 9 年沈阳召开的“第一届全国景观生态学术讨论会 为标志，我国景观生态 学发展可分为三个阶段： 第一阶段为介绍阶段( 8 0 年代之前) ，这一时期的研究成果主要体现在景观 地理综合体、景观类型、景观地球化学和景观制图等内容上，生态学方面的研究 成果相对较少。如陈述彭的自然区划和制图实践为我国景观制图研究、方启 伦等研究了东北地区森林景观中的微量元素、黄锡畴等对长白山高山苔原的景观 分析和垂直景观带的化学地理特征分析、景贵和对吉林省中西部景观类型( 土地 类型) 与景观区划的研究、李万的中国景观区划草案马凯对自然带和景观科学的 研究，张维信对甘肃石羊河下游和疏勒河中游自然景观及其分类，为促进我国景 观学的发展奠定了坚实的基础。 第二阶段为发展阶段( 1 9 8 1 1 9 8 8 ) ，经过长期探索，世界景观生态学逐渐形 成以研究景观地理综合体为主的欧洲学派和以研究景观异质性为主的北美两大 学派。在此基础上，2 0 世纪8 0 年代开始，我国的学者在综合两派景观生态学的 基础上陆续在地理和生态相关学术刊物上发表介绍国外景观生态学的概念、原 理、研究方法和研究成果的文章和译文。 第三阶段为研究实践阶段( 1 9 8 8 ) ，这一时期国内出版了一系列景观生态学 专著并发表了大量的研究论文，取得了丰硕的研究成果。如肖笃宁翻译f o r m a n 的景观生态学及其主编的景观生态学一理论、方法与应用、董雅文编著 的城市景观生态学、徐化成编著的景观生态学和郭晋平编写的森林景 观生态研究、邬建国主编的景观生态学一格局、过程、尺度与等级等等。 景观生态相关的学术论文数量很多，研究方法不断提高，研究范围和领域涉及到 生物多样性保护、湿地景观、土地利用土地覆被变化、荒漠化、森林动态、城 市规划等。总之，我国景观生态学研究正处在一个高速发展的关键阶段。 8 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例第l 章引言 ( 5 ) 景观生态学的主要流派 由于各国景观特点不同，形成和接受景观生态学概念，开展景观生态研究的 背景差异较大，初期从事景观生态研究的学者的专业背景各异，使景观生态研究 在其形成阶段就形成各具特色的流派( 肖笃宁，1 9 9 2 ) 。不同流派对景观生态学 的一些基本理论及方法论问题，有着不尽相同的认识。 大约在2 0 世纪8 0 年代，世界景观生态学逐渐形成以研究景观地理综合体为 主的欧洲学派和以研究景观异质性为主的北美两大学派( 表1 2 ) 。欧洲学派更加 注重多学科理论与方法的应用，强调景观生态学“以人类为核心”，围绕景观管 理和乡村景观等方面展开研究。欧洲景观生态学的一个重要特点是强调整体论和 生物控制论观点，并以人类活动频繁的景观系统为主要研究对象。北美景观生态 学于2 0 世纪8 0 年代初才开始逐渐兴起，1 9 8 3 年在美国召开的景观生态学研讨 会，是北美景观生态学发展过程中最重要里程碑之一，与欧洲景观生态学不同， 北美学派更加注重单一学科对自然景观的研究，带有很强的“生态学色彩，强 调以“野生动物生境为核心 的定量研究和模型模拟，尤其是强调对“格局过 程关系、“尺度分析 等景观生态学理论核心的探讨。 表1 2 欧美景观生态学研究特点对比( 李秀珍等，2 0 0 7 ) t a b l el 2c o m p a r i s o no fl a n d s c a p ee c o l o g i c a lr e s e a r c hc h a r a c t e r i s t i c sb e t w e e ne u r o p ea n dn o a h a m e r i c a 多学科交叉研究c r o s s - d i s c i p l i n a r y 景观管理研究较多 m a n a g e m e n t 定量研究较少l e s sq u a n t i t a t i v e 以人类为核心h u m a no r i e n t e d 以人类占主导地位的景观为对象 h u m a n - d o m i n a t e dl a n d s c a p e s 乡村景观较多r u r a ll a n d s c a p e s 不以“格局过程关系”为核心 n o tf o c u s e do n “p a t t e r n - p r o c e s s r e l a t i o n s h i p s 单一学科研究d i s c i p l i n a r y 理论研究和自然保护居多 t h e o r e t i c a l c o n s e r v a t i o n 定量研究较多m o r eq u a n t i t a t i v e 以物种为核心s p e c i e so r i e n t e d 以自然景观类型或要素为对象 n a t u r a ll a n d s c a p et y p e so re l e m e n t s 森林湿地景观较多f o r e s t w e t l a n dl a n d s c a p e s 以“格局过程关系”研究为核心 f o c u s e do n “p a t t e m - p r o c e s s r e l a t i o n s h i p s 9 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 第l 章引言 ( 6 ) 景观生态学的研究主要技术方法 从研究工作的过程来看，景观生态学主要研究方法可以分为两类，即：野 外观测工作；室内分析、景观模型研究( 沈泽吴，2 0 0 4 ) 。由于地理学和生态 学是景观生态学的学科基础，野外工作一直是景观生态学研究的起点和基础。景 观生态学的研究对象是自然和人文景观，要获得对景观最直接的感性认识，当然 首先离不开对景观的直接考察。在景观生态学中地理学和生态学野外工作方法结 合得更加紧密。主要有两种野外工作方法：野外考察，对所要研究的区域或景观 进行最直接的接触，对景观类型进行识别、描述，获得第一印象；野外观测和采 样，对景观的结构( 地形条件、土壤、小气候、水分、人类活动干扰等) 、功能 进行观测与采样。在g i s 的支持下对收集的景观数据( 野外考察数据、遥感数据 等) 进行处理，建成景观空间数据库。传统的景观生态分析方法是通过制作一系 列的景观图，对景观格局进行定性描述。 景观生态学是- i q 相对缺乏实验手段的学科，这主要是由于某种程度上缺乏 实施景观生态实验的现实可操作性。然而，景观要素在不同时空尺度上的分布特 征、演变规律、空间镶嵌关系以及景观格局动态模拟是景观生态学研究的重点。 因此，遥感、g i s 、景观格局指数、景观梯度分析、模拟模型等技术和方法的应 用，为景观生态学的发展提供了技术支持( 李秀珍，2 0 0 4 ；j e n e r e t t e & w u , 2 0 0 1 ) 。 遥感是景观生态学研究中采集数据的主要手段，具有宏观、综合、动态和快 速的特点。遥感在景观生态学中的应用可归纳为三类：植被和土地利用分类； 生态系统和景观特征的定量化，不同尺度上斑块的空间格局，植被的结构，生 境特征及生物量计算；景观动态研究，土地利用时空变化，植被动态，群落演 替等( 邬建国，2 0 0 0 b ) 。 地理信息系统，简称g 1 8 ，它是一种采集、传输、存储、管理、查询、检索、 分析、表达和应用地球表面与空间和地理分布有关数据的信息系统。g i s 在景观 生态学研究中的应用主要包括：分析景观空间格局及其变化；确定不同环境和生 物学特征在空间上的相关性；分析景观中能量、物质和生物流的方向和通量；景 观生态变量的图像输出；景观生态过程模拟等。 景观格局指数是景观格局分析中不可缺少的，也是景观生态学界广泛应用的 1 0 城市化中景观联动效应研究一以深圳西海岸带为例 第1 章引言 一种定量研究方法( o r n e i l l e ta 1 ，1 9 8 8 ；l i & w u ，2 0 0 4 ；李秀珍，2 0 0 4 ；陈文波， 2 0 0 2 ) 。目前已开发的景观指数软件包有很多，包括比较常用的e r a g s t a t s ， a p a c k 等。运用于景观格局分析的指数很多，有些来自简单的数理统计，如面 积、周长、斑块形状等，有些复杂的指数则来自信息论，如多样性指数、优势度、 蔓延度等。这些指标以景观结构的几何特征为基础，对复杂的现象进行简单定量 的描述，深受景观生态学研究人员青睐( 李秀珍，2 0 0 4 ) 。景观格局指数虽然能 定量的反应景观格局特征，但是它存在一定的局限性，主要体现在对某些景观格 局变化有不同的