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景观生态学 西南大学园艺园林学院王海洋 第一章景观与景观生态学概念第二章景观的空间单元第三章景观结构第四章生态流第五章景观变化第六章景观生态分类第七章景观生态评价第八章景观生态规划 第一章景观与景观生态学概念 一 景观的涵义二 景观的特征三 景观生态学的研究内容四 景观生态学的基本特点或核心概念 一 景观的涵义 1 景观 landscape 的美学概念 含义 scenery 风景 景色 景致 风景画 园林 风景园林专业 景观规划设计 景观的美学涵义 特点 从美学观念和身心感受出发来认识景观的特征 着重于从外部形态特征上把握景观的整体属性 彼得温特 英国 麦田约1815年 梵 高克罗莱园1888 例如 视觉分析或视觉偏好调查中常用的一种方法 规划人员 景观 拍照 专家 公众 居民打分 景观的偏好分等级 揭示视觉偏好和自然特征的紧密关系 景观评价 专家学派 心理物理学派 认知学派 经验学派 主要是景观视觉评价 景观的视觉质量或称风景质量是景观评价的主要内容之一 2 景观的地理学概念 定义德国洪堡德 A V Humboldt 第一次将景观概念引入地理学科 地球表面一个特定区域的总体特征 如南美雨林 非洲荒漠等 生物区 biome 景观是指地球表面气候 土壤 地貌 生物各种成分的综合体 双重含义 地表可见景象的综合与某个特定区域综合体 中国植被区划图 1 寒温带针叶林 温带针阔叶混交林 暖温带落叶阔叶林夏绿林 亚热带常绿阔叶林 热带季雨林 雨林 温带荒漠 高寒植被 温带草原 重庆缙云山常绿阔叶林 西双版纳热带雨林 落叶阔叶林 甘肃兴隆山青扦林 内蒙古草原 甘肃安西戈壁荒漠 纳米比亚热带荒漠 热带稀树草原 非地带性植被 如 草甸 沼泽 等 特点欧洲的地理学景观概念始终影响着欧洲景观生态学的发展 如荷兰著名景观生态学家佐讷维尔德 I S Zonneveld 在其1995年出版的著作 LandscapeEcology 中 倾向于用土地取代景观 以避免与风景相混淆 景观规划就是土地利用规划 地理景观概念接近于生态系统或苏卡乔夫的生物地理群落的概念 但景观是一个具有明确边界的地域 从一开始就具有水平空间结构的意义 而生态系统概念强调系统组分的垂直空间结构及功能 3 景观的生态学概念 涵义直观的 狭义的景观 Forman Godron 景观是指由一组以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 空间尺度为数千米到数十千米范围 抽象的 广义的景观 Pickett 景观是在任意空间尺度上 由不同类型的生态系统组成的异质性地理空间单元 没有地域空间范围的限定 强调空间异质性 生态学及其研究特点 1 定义E Haeckel 1883 生态学是研究生物与生物以及生物与环境之间相互关系的学科 E P Odum 1975 生态学是研究生态系统的结构 功能和动态的科学 生态系统 Ecosystem Tansley 1935 是生物复合体与自然因素复合体相互联系 相互作用而形成的一个自然体系 补充知识 池塘水生生态系统结构示意图 2 研究对象生态学是 关系学 生物学 环境科学 环境 生态环境 植物 动物 微生物 植物 气象 土壤 水文 地理 植物 城市居民 人类活动 组织层次 主要研究有机体以上组织层次的问题 属于宏观生物学的范畴 现代生物学研究对象划分为基因 细胞 器官 有机体 种群 群落 生态系统 景观 生物群系 区域biome 及生物圈 全球 等组织层次 一个连续的生物学谱 空间尺度 树木栽植 植物配置 节水园林 城市植被与绿地系统 3 研究特点整体观 把研究对象作为一个生态整体来对待 例如 植物群落是一个整体 园林植物群落配置不是简单的植物组合 城市绿地系统 绿地斑块之间的景观连通性 源 汇关系 森林 湿地 水禽 系统观 系统 组分 系统分析 综合 奥林匹克花园湖景公园规划的生态分析 小流域 协同进化 例如 捕食者和被捕食者都在不断地提高自己的生存能力 如医院植物景观设计 协调 和谐 园林景观的保健功能 病人康复 植物景观 植物选择与配置 补充知识 2 特点德国特罗尔 C Troll 最早把景观的概念引入生态学 空间的水平分析方法 功能的垂直分析方法 地理学 生态学 不同生态系统类型及其与环境的关系 相互联系相互作用 生态系统及其以上层次 景观三个方面含义的联系从直观的美学观 到地理上的综合观 又到景观生态学上异质地域观逐步发展而来的 例如 风景画就反映了多样性和异质性的特点 同质性构不成图画 很多风景画中 既有森林 又有草地 村庄和河流等 景观概念的应用园林工作者对景观的正确理解与应用 从园林规划的角度来看 首先要注意景观的美学特点 也要从区域环境尺度到具体生境环境尺度认识规划区域或地段的景观特点 同时 依据环境异质性特点 从生态系统类型组成及生态过程方面 认识景观的生态学特点 在较大 中度尺度以及具有空间异质性的较小尺度的区域 都可视为景观 都是一定的地表可见景象的综合 同时具美学方面的特征 无论自然形成的 还是人工营造的园林风景 美景要存在于健康的生物系统之中 在园林规划设计中 不仅要注意观赏上的美学要求 也要充分考虑到景观结构在生物学和生态学上的合理性 二 景观的特征 景观的基本特征 生态系统的聚合不同生态系统组成的异质性地区 景观的空间异质性 梯度变化 镶嵌变化 从结构上讲 一个景观是由若干生态系统所组成的镶嵌体 各生态系统间物质流动和相互影响 具有一定的气候和地貌特征如 重庆主城区 川东平行岭谷地区 亚热带气候 不同气候 地貌条件与农业景观 自然景观 与一定的干扰状况的集合相对应干扰是引起景观或生态系统的结构 基质发生重大变化的离散性事件 自然干扰 人为干扰 人为干扰影响程度 景观分类自然景观 经营景观 人工景观文化景观 经营景观 人工景观 附带有人类文化或文明痕迹或属性的景观 影响景观形成的主要因素地貌和气候条件 气候和地貌对一定地区的自然条件综合起着决定性的影响 所以一个景观必然具有一定的气候地貌特征 干扰因素 一个景观内所受的干扰因素不一定相同 但从景观整体来看 它与一定的干扰状况集合是对应的 气候 地貌 自然干扰 人工干扰 景观 三 景观生态学的研究内容 1 景观生态学的定义研究景观的结构 功能和变化以及景观的科学管理的一门宏观生态学科 2 研究内容景观结构 景观功能 景观变化 景观在结构和功能上随时间的变化 景观管理 主要包括景观生态分类 景观生态评价 景观生态规划 景观结构 不同景观要素 生态系统类型 空间结构单元 之间的空间关系 各生态系统 或斑块 廊道 的形状 大小 数目和分布格式等 景观连接性 多样性 等总体结构特征 景观功能 各种景观要素之间的相互作用 即不同生态系统之间的物流 能流和物种流 等 结构与生态过程 功能的关系 景观生态规划 景观生态分类 景观生态评价 景观生态规划 景观生态学与园林 风景园林 城市景观规划管理的关系 3 景观生态学在景观规划设计中的应用 城市绿地系统 风景区的景观生态规划 在大中空间尺度上 基于景观生态分类 景观格局与功能分析 根据 斑块 廊道 基质 网络 结点 景观结构模型进行绿地布置 中小空间尺度上的景观生态规划设计 只要规划区内存在生态系统的多样性和异质性 即可进行景观生态规划或设计 如对城市绿地空间的景观生态设计 不同尺度层次上景观生态学原理的综合应用 绿地系统的空间结构 景观系统分成宏观 中观和微观三个尺度层次 区域宏观 根据景观基质特征的不同 利用生态绿化廊道 将整个区域分成不同的景观区 分区中尺度 以 斑块 廊道 基质 景观构成模式进行绿地布置 在具体规划设计的微观尺度层次 根据绿地斑块的配置原理 廊道宽度原理等原理对绿地进行具体的规划布局 最终形成层次分明 功能互补 具有良好的景观和生态功能的绿地系统结构 生态适宜度分析 基于生态学分析途径的景观规划 4课程目的 掌握景观生态学的基本概念 基本原理 以及景观生态规划的基本方法 将景观生态学原理与方法运用于城乡景观规划 参考书目 景观规划的环境学途径 第4版 W M Marsh 朱强等译 2006 中国建筑工业出版社 生命的景观 景观规划的生态学途径 第2版 F Steiner著 周年兴等译 2004 中国建筑工业出版社 生态学 李博等主编 2000 高教出版社 城市生态与城市环境 沈清基 1998 同济大学出版社 城市生态学 宋永昌 华东师范大学出版社 2000 四 景观生态学基本特点或核心概念 1 景观的系统整体性与异质性景观是由景观要素组成的复杂系统 等级结构 生物圈 区域或生物区 景观 生态系统 生物群落 种群 个体 分析景观的途径 生态系统或景观要素组分 区域特点对景观水平的影响 系统整体性的方法论特点 不局限于研究单一景观组分 地貌 土壤 植物 动物 强调研究作为自然综合体或自然 文化综合体的景观的整体性及系统性 在功能上 景观生态学不是分别寻求景观的经济价值 生态价值 文化价值的最大化 而是致力于发挥其综合价值 景观由异质性要素组成 异质性一直是景观生态学研究的基本问题之一 细胞 器官 个体 种群 群落 生态系统 景观 生物区 生物圈 复杂性 等级 行为过程放慢 分辨率下降 2 景观的时空尺度性空间尺度 等级结构 空间尺度 分辨率 空间尺度 反应时间 尺度效应 小尺度的剧烈波动与大尺度上的稳定 时空尺度的对应性与协调性 尺度越大 分辨率越小 小尺度的剧烈波动与大尺度上的可持续性或稳定性 3 景观结构镶嵌性景观空间异质性 梯度与镶嵌 其中镶嵌性是景观较为普遍的景观属性 斑块一廊道一基质模型 网络一结点模型斑块是地理 气候 生物和人文等要素综合作用的结果 具有特定的结构形态和物质 能量或信息输人与输出特征 斑块的大小 形状和边界 廊道的曲直 宽窄和连接度 基质的连通性 孔隙度 聚集度等 构成了景观镶嵌特征丰富多彩的不同景观 4 景观生态流与空间再分配生态流是各空间组分之间的物质 能量 物种和信息流 是景观生态过程重要的外在表现形式 受景观格局的影响和控制 景观格局的变化必然伴随着物种 养分和能量的流动和空间再分配 也就是景观再生产的过程 5 格局与过程关系景观的镶嵌格局或斑块一廊道一基质组合格局 是决定景观生态流的性质 方向和速率的主要因素 同时景观镶嵌格局本身也是景观生态流的产物 6 景观的文化性与人类主导性景观不是单纯的自然综合体 由于不同的人类活动方式而带有明显的文化色彩 同时也对人们的生活习惯 自然观 生态伦理观 土地利用方式等文化特征产生直接或间接的影响 人类活动对景观演化的主导作用非常明显 干