景观格局与生态过程相互关系研究进展

景观格局的形成反映了不同的景观生态过程,与此同时景观格局又在一定程度上影响着景观的演变过程。 空间格局、生态过程与尺度之间的相互关系是景观生态学研究的核心内容。本文对景观格局与生态过程的研究方 法、景观格局与生态过程相互关系等方面的国内外研究进展进行了综述。最后分析了目前景观格局与生态过程相 互关系研究中存在的问题与不足、未来的研究热点及发展趋势。     

关于景观格局演变研究的几个问题

针对特定的生态过程,将景观格局与生态过程相结合的格局分析是未来景观格局研究发展的方向。景观格局变化与景观过程改变互为因果,了解格局演变时空规律及其演变驱动机制是结合生态过程进行景观格局分析的前提与基础。文章归纳了景观格局演变分析方法有景观格局指数与景观空间统计特征比较法、马尔柯夫转移矩阵法和主要以细胞自动机理论为基础的景观格局动态模拟。主要分析了景观格局演变的人文驱动力系统,介绍典型相关分析与逐步回归分析两种定量判别景观格局演变驱动力的方法,简要总结景观格局演变的驱动机制。最后提出今后研究所要突破的方面。     

高山树线交错带的景观格局与生态过程

由于对气候变化的敏感性, 近年来高山树线交错带成为全球变化研究中的热点问题。高 山树线交错带所指示的是一个复杂生态系统的特征, 反映出了由低处植被向高山植被的转化, 其 景观格局是综合了种子定居, 树木生长以及树木繁殖等多个树木生态过程和特定高山环境下的 地理特征格局的适应结果。一方面, 树木通过自身生理生态学上的调整对高山极端环境进行适 应。一方面, 高山特定地理环境特征对树线的景观格局进行影响, 因而高山树线交错带成为研究 景观格局- 生态过程相互关系的一个重要载体。通过运用3S 技术, 可以将高山树线交错带研究中 的树线景观结构和生理生态过程结合在一起, 并验证在其景观格局形成过程中地理特征和人为 因子的相对重要性。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

土壤侵蚀研究中的景观连通度:概念、作用及定量

土壤侵蚀过程是广泛存在的地表物质运移、再分配过程,受景观格局的调控。关于景观格局与土壤侵蚀之间相互关系的研究众多,但耦合景观格局与土壤侵蚀过程的概念框架和有效工具比较少。景观连通度在斑块、坡面到流域等多个尺度上影响土壤侵蚀的发生和发展,是深刻影响土壤侵蚀过程的关键景观格局特征。从景观连通度的概念、分类着手,分析了景观连通度在土壤侵蚀过程中的作用,阐述了土壤侵蚀研究中定量景观连通度的方法,总结了基于土壤侵蚀过程定量景观连通度的两类主要途径:景观连通度指数方法和融合景观连通度概念的分布式土壤侵蚀模型。景观连通度概念及其定量在方法论上将景观格局与土壤侵蚀过程联系起来,是景观格局—土壤侵蚀相互作用研究的有效工具。     

景观尺度、过程及格局（LSPP）研究的内涵及特点

景观尺度、过程与格局（LSPP）及其相互作用是景观生态学研究的核心内容。在分析景观尺度及效应、景观生态过程、景观格局及变化的基础上,凝练出了LSPP一体化理念的主要特征,并探索了LSPP中各要素之间的耦合关系。研究表明：LSPP一体化具有一定的理论价值,景观时空尺度是LSPP的重要基础,LSPP体现了景观过程及其生态效应。景观生态研究所涉及的结构、功能、动态与LSPP一体化等的理论与应用问题,随着新时代生态环境的复杂化,在情景模拟技术、大数据挖掘技术,以及生态物联网等技术支撑下,促进了景观生态学机理研究与应用范式的拓展与深化,对于当前区域发展与生态文明建设具有重要指导意义。     

城市景观及其格局的生态效应研究进展

城市景观是深受人类活动影响的景观类型,同时城市生态系统也深深地刻上了人类影响的烙印。随着人类社会日益城市化,未来的景观将越来越强烈地受到人类经济、社会活动的改造。人类活动一方面可以直接作用于城市生态系统,另一方面,更广泛而深远的影响却是通过城市景观格局和土地利用方式改变区域物质能量流,进而影响区域生态过程,这种城市景观通过空间格局对生态系统特征和过程造成的影响,可以称之为城市景观的生态效应。本文考察了中外学者近年来就城市景观的生态效应所作的理论和实证研究,包括景观要素与格局及土地利用/土地覆被对城市动植物群落、气候、水文、土壤等造成的影响。作者通过评述近年来城市景观及其格局的生态效应研究进展,认为尽管目前对景观格局及其生态过程的结合尚未完善,但已经有越来越多的研究者注意到这个问题,并通过在不同尺度、不同切入点的实证研究,为建立城市景观格局与生态过程的有机结合提供基础。这些研究的结论及其所揭示的规律将作为城市空间规划与管理的依据,推动城市和人类-自然系统的可持续发展。     

城市湿地景观格局与生态—社会过程研究进展

湿地生态系统中各种生物、化学和物理过程活跃,大规模的城市化进程显著改变了这些过程,影响着城市及周边区域的湿地景观组分、功能与结构。从城市湿地定义与分类、格局演变、格局与生态-社会过程耦合模拟3个方面综述了国内外湿地景观格局结合城市背景的研究成果。通过归纳当前研究现状,指出城市湿地景观研究的薄弱环节与亟待发展的领域,构建融合关键生态特征的城市湿地景观分类体系,整合社会经济要素的城市湿地格局与过程耦合模型,以及耦合模型在城市规划与区域资源管理中的应用。     

城市景观生态研究的现状与发展趋势

从城市景观格局、景观动态变化及其驱动机制、土地利用与土地覆盖变化、生态恢复与生态合理性建设和城市景观生物多样性等5个方面总结了城市景观生态研究的发展现状。从分析结果看,城市景观动态变化的驱动机制、结构与功能的生态合理性评估、格局的优化设计模式和城市发展过程中的决策支持与管理等研究领域还存在着明显的不足,难以满足城市景观生态理论和应用发展的需求,应当成为今后研究工作的重点。此外,城市景观生态研究是一个多学科的综合性研究范畴,景观生态学研究人员必须与相关学科的专家密切协作,才能够推动上述理论和应用问题的解决。     

农业景观格局演变及其生态效应研究进展

农业景观格局演变的驱动力及生态效应研究具有重要的意义, 目前研究主要集中在农业 景观格局及其组分的动态变化, 在驱动力和生态环境效应等方面的研究则是案例较多、归纳总结 和机制研究相对薄弱。分析了形成当前研究状况的原因并提出了今后研究的重点方向, 包括发展 能够反映生态过程的景观格局指数、归纳农业景观演变的驱动机制、农业景观格局变化的生态环 境效应机理研究、发展景观格局整体性指标和长期定位观测数据相结合研究方法、农业景观变化 所带来的生态恶化的恢复因子和恢复方法的研究、加强农业景观规划设计研究和实施、高效农田 景观结构设计机理研究。     

基于地球空间信息技术的山地景观生态学

本文介绍了地球空间信息及其核心3S技术在山地景观生态研究中的应用,分析了山地景观生态研究中的空间信息特征、信息源和信息获取、信息处理中的尺度问题。总结了山地景观生态研究中的空间信息分析在景观格局与过程、景观动态与空间模拟、景观分类与景观生态评价、景观生态规划与设计等方面的应用。提出了山地景观生态研究应重视空间信息和信息的分析,改变研究的思维方式,尽快于地球空间信息技术全面接轨。指出了当前山地景观生态研究中存在的尺度泛化问题和空间信息来源问题。     

景观生态风险研究进展及基于生态系统服务的评价框架: ESRISK

在快速城市化过程中,高强度人为活动对生态系统结构和服务功能造成极大扰动,进而产生一定生态风险。近年来,景观生态风险评价的兴起为景观格局—生态过程互馈研究提供了新的视角,可有效支持生态系统管理。本文在探讨生态风险、区域生态风险与景观生态风险联系与区别的基础上,重点评述了景观指数法和风险“源—汇”法等主要景观生态风险评价方法,归纳了基于生态系统服务的景观生态风险研究进展。进一步地,以生态系统服务退化为损失表征,从地形、人为胁迫、生态恢复力、景观脆弱性等维度构建概率表征指标体系,提出了基于生态系统服务的景观生态风险评价（ESRISK）框架,以期为景观生态风险研究提供一个更为完善、综合的评价方法参考,并辅助支持风险减缓策略制定和有限资源的高效分配。最后,从生态系统服务权衡与协同关系、评价结果不确定性分析、景观生态风险与景观格局多尺度关联关系、脆弱性研究深化等方面做出展望。     

过程与格局的关系及其在区域景观生态规划中的应用

景观生态学基本原理被广泛应用于景观设计和区域生态规划中,生态过程与生态格局之间的关系是区域生态规划面对的重要问题。在回顾景观生态学生态过程与生态格局关系认识过程的基础上,提出二者之间"过程为体,格局为用"的哲学关系。"体"即根本和内在的东西,"用"为"体"的外在表现。面对具体的规划区域时,分析问题的切入点和解决问题的着眼点都是"格局",但是规划的根本出发点和目的都是"过程"。围绕二者关系主线,建立了一个基于生态过程的区域景观生态格局规划方法框架,主要包括3个阶段的研究工作:分析区域历史景观格局演变过程,确定面向生态过程需求的生态格局以及制定提升生态系统功能的对策措施。     

景观生态区划的理论研究

景观生态系统由多个层次水平的等级体系所组成, 在不同的时间和空间尺度中, 其结构与 功能具有不同的相互依存关系, 区划的概念有助于整合景观的等级性并厘清复杂性。本研究在景 观生态学格局、过程、功能研究的基础上, 结合综合自然地理区划、生态区划、生态经济区划、农业 区划等相关研究的成果,探讨了景观生态区划应依循的原则、内容及区划等级系统, 指出景观生 态区划不仅强调景观水平方向上的空间异质性, 还必须综合景观单元的过程关联和功能统一性。 同时以生态系统完整性原则为核心制定了开展景观生态区划需遵循的等级性、多尺度性、发生一 致性、格局与功能依存性、功能协调性以及界线完整性等原则。在其指导下, 重点讨论了景观生态 区划过程中涉及的方法论构建、景观生态分析与评价、景观生态区划体系构建等研究内容。最后, 通过比较了景观生态区划与自然区划、生态区划以及经济区划之间的异同,提出了不同尺度下景 观生态区划理论的应用方向。     

景观格局在沙漠化研究中的作用

应用景观生态学中格局分析的一些方法对４种典型沙漠化土地景观进行了分析,研究结果表明：景观和景观中斑块的格局通过影响边界长度和组合状况,进而影响沙漠化过程中的各种生物学和生态学过程。其中,分维数的变化可以反映景观和斑块格局的变化,分维数越大格局越复杂,两者关系呈正相关;修改分维数可以反映景观格局的多样性和景观中斑块之间的相邻性,两者关系也呈正相关;沙漠化土地景观格局的数量化分析和描述,为研究沙漠化过程和景观格局的相互关系奠定了基础。同时还指出了景观格局在沙漠化危害程度判定中有重要作用。     

城市湿地景观格局演变及湿地恢复重建研究

城市湿地景观格局演变的驱动力及生态效应研究具有重要的意义,目前研究主要集中在城市湿地景观格局及其组分的动态变化,在驱动力和恢复重建等方面的研究则是案例较多、归纳总结和机制研究相对薄弱。本文分析了形成当前研究现状的原因并提出了今后研究的方向,包括发展能够反映生态过程的景观格局指数、归纳城市湿地景观演变的驱动机制、总结湿地恢复与重建的目的与目标、建立完善的湿地恢复成效评估标准、加强城市湿地景观规划设计研究及城市湿地景观结构设计机理研究。     

新疆天山自然遗产地景观格局动态演化及其生态健康评价

喀拉峻-库尔德宁区域是新疆天山自然遗产地的重要组成部分,其生态健康状况将影响该自然遗产地的突出普遍价值。目前从景观生态学角度,通过景观格局动态演化过程反映自然遗产地生态健康研究较少。本研究以喀拉峻-库尔德宁区域为例,基于多源遥感影像,提取景观信息进行定性与定量分析,并结合景观格局指数,从景观动态特征、类型水平和景观水平分析景观格局演化特征,评价景观健康状况,形成自然遗产地景观数据的获取方法,探索景观格局与生态过程的关系,为相关研究提供借鉴。结果显示：裸地增加,冰雪、针阔混交林等景观减少;类型水平上,针阔混交林受人为干扰严重,中和低覆盖度草地呈破碎化;景观水平上,景观聚集度、连通性、分形状况稳定,景观多样性提升后维持稳定;总体景观生态健康,突出普遍价值（OUV）维持稳定,但对针阔混交林需要进行重点保护。结果可为研究区综合管理和生态健康分析提供有效数据。     

土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局表征——以广东省惠州市为例

土地利用变化对生物多样性和生态过程有着深刻的影响,与城乡景观格局变化密切相关。尝试将土地利用变化驱动力——土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为城乡空间景观格局空间表征提供新的方法。通过选取表征景观格局指标的破碎化指数、分形维数,利用Envi4.8、Arcmap10.0,Fragstasts4.1等软件,以广东省惠州市为例,在分析土地经济生态位与景观类型、景观指数之间的关系基础上,对土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局进行表征。结果表明：不同景观土地面积数量的增减与该类型土地经济生态位升降具有一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的景观土地面积增大,反之则减小;土地经济生态位越小,表征景观格局的景观破碎化指数、分维数指数越大,破碎化指数与分维数指数的增减与土地经济生态位升降表现出一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的破碎化指数、分维数指数则增大,反之则减小;城乡空间景观格局变化的发生主要出现在土地经济生态位高的区域。土地经济生态位的变化是城乡景观格局变化的重要影响因子,能够很好解释城乡空间景观格局特征。     

景观生态风险评价研究进展与展望

面向全球城市化进程的快速推进与生物圈环境变化的不断增强,生态风险评价能够明晰制约区域生态持续性的主要生态要素与过程,成为当前自然地理学与宏观生态学应对社会—生态系统综合管理的热点研究领域之一。景观生态学高度关注空间异质性及景观格局—过程互馈,景观生态风险评价则为这一领域提供了新的研究视角。本文明确界定了景观生态风险评价的概念内涵,系统梳理了景观生态风险评价与生态风险评价、区域生态风险评价的异同;从评价对象的类型选择、评价单元的景观意义表征、评价方法的范式统一、评价模型的指数化途径和评价指标权重设定等方面,探讨了国内外景观生态风险评价的近今进展;同时,研究还展望了景观生态风险评价的重点发展方向,即基于景观过程的生态内涵明晰、尺度推绎在风险评价中的应用、评价结果的不确定性分析、耦合非线性生态模型的风险阈值判定、生态系统服务及其价值的整合、源汇景观过程识别与模型综合集成。     

土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局表征——以广东省惠州市为例

土地利用变化对生物多样性和生态过程有着深刻的影响,与城乡景观格局变化密切相关。尝试将土地利用变化驱动力——土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为城乡空间景观格局空间表征提供新的方法。通过选取表征景观格局指标的破碎化指数、分形维数,利用Envi4.8、Arcmap10.0,Fragstasts4.1等软件,以广东省惠州市为例,在分析土地经济生态位与景观类型、景观指数之间的关系基础上,对土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局进行表征。结果表明:不同景观土地面积数量的增减与该类型土地经济生态位升降具有一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的景观土地面积增大,反之则减小;土地经济生态位越小,表征景观格局的景观破碎化指数、分维数指数越大,破碎化指数与分维数指数的增减与土地经济生态位升降表现出一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的破碎化指数、分维数指数则增大,反之则减小;城乡空间景观格局变化的发生主要出现在土地经济生态位高的区域。土地经济生态位的变化是城乡景观格局变化的重要影响因子,能够很好解释城乡空间景观格局特征。