景观生态学：修订间差异

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'''景观生态学'''是研究[[景观]]单元的类型组成、[[空间]]配置及其与[[生态学]]过程相互作用的综合性学科。强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心所在。


[[File:NLCD_landcover_MSN_area.png|缩略图|美国威斯康星州[[麦迪逊 (威斯康星州市)|麦迪逊]]市周围的土地覆盖状况。黄色和棕色为田野，蓝色为水面，红色为城市地表。]]
==景观生态学研究的内容==
[[File:NLCD_impervious_MSN_area.png|缩略图|威斯康星州麦迪逊市周围的硬化地表]]
#景观结构 指景观要素的组成、类型、大小、形状、分布、数量、格局及相关的能量与物质的分布，即景观要素间的相互关系。
[[File:NLCD_canopy_MSN_area.png|缩略图|威斯康星州麦迪逊市周围的树冠]]
#景观功能 指景观内生态系统间存在的能流、物流与物种流。
'''景观生态学'''（{{Lang-en|landscape ecology}}）是研究和改善环境中的生态过程与特定[[生态系统]]之间的关系的科学。这是在不同景观尺度、发展空间格局以及研究和政策的组织层次上完成的。<ref>{{Cite journal|title=Landscape ecology, cross-disciplinarity, and sustainability science.|date=January 2006|journal=Landscape Ecology|issue=1|doi=10.1007/s10980-006-7195-2|volume=21|pages=1–4}}</ref><ref name="wu-2007">{{Cite book|date=2007|title=Key Topics in Landscape Ecology.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge}}</ref><ref>{{Cite book|date=2008|title=Encyclopedia of Ecology|publisher=Elsevier|location=Oxford}}</ref>简而言之，景观生态学可以说是景观多样性的科学，而景观多样性是[[生物多樣性]]和{{Link-en|地质多样性|geodiversity}}协同作用的结果。<ref>{{Cite journal|title=Landscape diversity - a holistic approach|last=Leser|first=Hartmut|last2=Nagel|first2=Peter|journal=Biodiversity|publisher=Springer|doi=10.1007/978-3-662-06071-1_9|year=2001|pages=129–143|isbn=978-3-642-08370-9}}</ref>
#景观变化 指景观结构与功能随时间的变化。


作为[[系统科学]]中一个涉及大量交叉学科的领域，景观生态学将[[生物物理学]]和{{Link-en|分析性归纳|analytical induction}}方法与[[自然科学]]和[[社会科学]]中的[[人文主义|人文]]和[[整全觀|整体]]观点相结合。景观是空间上异质的地理区域，其特征是包含相互作用的各种不同斑块或生态系统，其中既有相对自然的陆地和水生系统（例如森林、草原和湖泊），也有人工主导的环境（包括农业和城市环境）。<ref name="wu-2007">{{Cite book|date=2007|title=Key Topics in Landscape Ecology.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge}}</ref><ref name="Turner-2001">{{Cite book|date=2001|title=Landscape Ecology in Theory and Practice.|publisher=Springer-Verlag|location=New York, NY, USA}}</ref><ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>
== 景观生态学中的一些重要理论 ==
* 岛屿生物地理学理论
* 复合种群理论
* 景观连接度和渗透理论
* 等级理论和景观复杂性


景观生态学的最显着特征是重视格局（{{Lang|en|pattern}}）、过程（{{Lang|en|process}}）和尺度（{{Lang|en|scale}}）之间的关系，以及关注广泛的生态和[[环境问题]]。这些都需要将生物物理科学与社会经济科学结合起来。景观生态学的主要研究主题包括景观斑块中的生态流、土地利用和土地覆被的变化、规模化、将景观格局分析与生态过程联系起来，以及景观保护和[[可持續性]]。<ref>Wu & Hobbs 2002</ref>景观生态学还研究了人类对景观多样性的影响在引发[[流行病]]的新型人类病原体的形成和传播中的作用。<ref>{{Cite journal|title=Habitat fragmentation, livelihood behaviors, and contact between people and nonhuman primates in Africa|last=Bloomfield|first=Laura S. P.|last2=McIntosh|first2=Tyler L.|date=2020-04-01|journal=Landscape Ecology|issue=4|doi=10.1007/s10980-020-00995-w|volume=35|pages=985–1000|language=en|issn=1572-9761|last3=Lambin|first3=Eric F.|subscription=free}}</ref><ref>{{Cite journal|title=Outbreak of ebola virus disease in Guinea: where ecology meets economy|date=2014-07-31|journal=PLOS Neglected Tropical Diseases|issue=7|doi=10.1371/journal.pntd.0003056|volume=8|pages=e3056|pmc=4117598|pmid=25079231}}</ref>
== 景观生态学重要的影响人物 ==
* Richard T. T. Forman http://link.springer.com/article/10.1007/BF00133027 {{Wayback|url=http://link.springer.com/article/10.1007/BF00133027 |date=20150509192611 }}
*邬建国 http://link.springer.com/article/10.1023/B:LAND.0000021711.40074.ae {{Wayback|url=http://link.springer.com/article/10.1023/B:LAND.0000021711.40074.ae |date=20150530123314 }}


== 术语 ==
=== 岛屿生物地理学理论 ===
景观生态学的德语词{{Lang|de|Landschaftsökologie}}（对应英语{{Lang|en|landscape ecology}}）由德国[[地理学]]家{{Link-en|卡尔·特罗尔|Carl Troll}}于1939年提出。<ref>{{Cite journal|title=Luftbildplan und ökologische Bodenforschung|date=1939|journal=Zeitschrift der Gesellschaft für Erdkunde|location=Berlin|pages=241–298|language=de|trans-title=Aerial photography and ecological studies of the earth}}</ref>他的早期作品中提出了该术语和许多景观生态学的早期概念，其中包括将航拍照片判读应用于环境与植被之间相互作用的研究。
島嶼生態學的理論有下列幾項特點
# 離大陸越近的島嶼生物多樣性越高：離大陸地形越近的比較容易與大陸的物種交換基因，但又因為地形的隔離造成生物隔離，所以生物多樣性高。
# 島嶼的面積越大生物多樣性就會越高：島嶼面積越大的話所能容納的生物，當然也會比較多一些，所以生物也會發展出不同的性狀，所以多樣性會多一些。
# 島嶼的高度變化越大生物多樣性越高：島嶼的高度變化大，環境變異也會跟著大，生物為了適應環境，所以會發展出不同的性狀，故慢慢的增加了生物多樣性。


== 解释 ==
{{Geography topics}}
异质性是一种衡量景观各部分之间不同程度的度量。景观生态学着眼于这种空间结构如何在景观水平上影响生物丰度以及整个景观的性质和功能。这包括研究格局或景观的内部序列对生物功能的过程或持续运作的影响。<ref>{{Cite journal|title=Landscape ecology: the effect of pattern on process.|date=1989|journal=Annual Review of Ecology and Systematics|doi=10.1146/annurev.es.20.110189.001131|volume=20|pages=171–197}}</ref>景观生态学还包括应用于地形设计和改造的[[地貌学]]，<ref name="Allaby-1998">{{Cite book|date=1998|title=Oxford Dictionary of Ecology.|publisher=Oxford University Press|location=New York, NY}}</ref>也就是对地质构造如何构成景观结构的研究。
{{自然地理學主題}}

{{Template:模型化生态系统}}
== 历史 ==
{{Authority control}}

[[Category:建筑学]]
=== 理论的演变 ===
景观生态学的一个核心理论源于[[罗伯特·麦克阿瑟|麦克阿瑟]]和[[艾德華·威爾森|威尔逊]]的《{{Link-en|岛屿生物地理学理论|The Theory of Island Biogeography}}》。该著作认为，岛屿上的生物多样性是来自大陆的种群的竞争性移殖和随机[[灭绝]]的结果。藉助Levins的{{Link-en|集合种群|metapopulation}}模型，{{Link-en|岛屿生物地理学|Insular biogeography}}这一概念从实体的岛屿推广到了抽象的[[棲息地]]斑块（实践中可应用在农业景观等场景<ref>{{Cite book|date=2000|title=Ecology of Forest Islands|publisher=Bydgoszcz University Press|location=Bydgoszcz, Poland|pages=313}}</ref>）。这一推广为[[保育生物學]]家提供了评估[[生境破碎化]]對种群生存力之影响的新工具，从而推动了景观生态学的发展。景观生态学的新发展很大程度上归功于[[地理信息系统]]（GIS）的发展<ref name="sstein-2009">{{Cite journal|title=Free and open source geographic information tools for landscape ecology.|url=http://sourceforge.net/projects/jump-pilot/files/w_other_freegis_documents/articles/sstein_freegitools_ecoinf2009.pdf|date=September 2009|journal=Ecological Informatics|issue=4|doi=10.1016/j.ecoinf.2009.07.004|volume=4|pages=183–95}}</ref>和大范围栖息地数据（例如[[遥感]]数据集）的获得。

=== 发展成为学科 ===
[[欧洲]]的景观生态学源于历史上人类主导景观的规划。此后，一般生态学理论的概念在[[北美洲|北美]]得到融入。一般生态学理论及其子学科着重研究以层级结构（典型的结构如[[生态系统]]、[[种群]]、[[物种]]和群落）组织的同质、离散群落单元，而相比之下，景观生态学是建立在时空异质性的基础上的。它通常包括人工景观再概念的理论和实践中的变化。<ref name="Sanderson-2000">{{Cite book|date=2000|title=Landscape Ecology: A Top-Down Approach.|publisher=Lewis Publishers|location=Boca Raton, Florida, USA}}</ref>

到1980年，景观生态学已成为一门独立的学科。其标志是[http://www.landscape-ecology.org/ 1982年国际景观生态学协会]（IALE）的组建。一些里程碑意义的书籍也是在同一时期出版的，包括Naveh和Lieberman<ref name="Naveh-1984">{{Cite book|date=1984|title=Landscape ecology: theory and application.|publisher=Springer-Verlag|location=New York, NY, USA}}</ref>以及Forman和Godron<ref name="Forman-1986">{{Cite book|date=1986|title=Landscape Ecology|publisher=John Wiley and Sons, Inc.|location=New York, NY, USA}}</ref><ref name="Ryszkowski-2002">{{Cite book|date=2002|title=Landscape Ecology in Agroecosystems Management.|publisher=CRC Press, Boca Raton|location=Florida, USA}}</ref>的著作，确定了该学科的范围和目标。Forman<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>写道：尽管对“人类尺度的空间构型的生态学”的研究只有不到十年的历史，但其在理论发展和概念框架的应用方面具有巨大的潜力。

如今，景观生态学的理论和应用在受不断变化的景观和环境中对创新应用之需求的驱动而不断发展。景观生态依赖诸如遥感、GIS和[[计算机模拟|模型]]等先进技术，其中也伴随着检验格局与过程间相互作用的定量方法的发展。<ref name="Turner-2001">{{Cite book|date=2001|title=Landscape Ecology in Theory and Practice.|publisher=Springer-Verlag|location=New York, NY, USA}}</ref>例如，根据地形确定[[土壤]]中的碳含量，地形图可能来自地区的GIS地图、[[植被]]种类和[[降雨]]数据。又如，{{Link-en|珍妮特·富兰克林|Janet Franklin}}已将遥感用于将景观生态学应用扩展到预测性植被测绘的领域。

=== 景观生态学的定义 ===
如今，对景观生态学概念的理解至少可分成6类：其中一组倾向于更加学科化的[[生态学]]概念（[[生物学]]的分支学科；见概念2、3和4），另一组的特点是对人类社会及其环境之间的关系进行[[科际整合|跨学科研究]]，倾向于[[环境地理学]]视角（见概念1、5和6）：<ref name="Kirchhoff_2012">{{Cite journal|title=What is landscape ecology? An analysis and evaluation of six different conceptions.|date=February 2013|journal=Landscape Research|issue=1|doi=10.1080/01426397.2011.640751|volume=38|pages=33–51}} All the following quotations and descriptions come from this source.</ref>

# 对主观定义的景观单元进行跨学科分析（例如Neef学派<ref name="Neef_1967">{{Cite book|date=1967|title=Die theoretischen Grundlagen der Landschaftslehre|trans-title=The theoretical basics of landscape science|language=de|location=Gotha|publisher=Haack}}</ref><ref name="Haase_1990">{{Cite journal|title=Approaches to, and methods of landscape diagnosis as a basis of landscape planning and landscape management|date=1990|journal=Ekológia|issue=1|volume=9|pages=31–44}}</ref>）：景观是根据土地使用的均一性来定义的。景观生态学从对人类社会的功能作用的角度探讨景观的自然潜力。要分析这种潜力，就有必要借鉴几种自然科学。
# 景观尺度上的拓扑生态学<ref name="Forman_1981">{{Cite journal|title=Patches and structural components for a landscape ecology.|date=November 1981|journal=BioScience|issue=10|doi=10.2307/1308780|volume=31|pages=733–40|jstor=1308780}}</ref><ref>{{Cite book|date=1986|title=Landscape ecology|publisher=Wiley|location=NY}}</ref>：“景观”定义为由一系列相互作用并以相似形式重复出现的生态系统（树林、草地、沼泽、村庄等）组成的异质陆地区域。该派别明确景观是人类感知、改造等范围达数千米的区域。景观生态学描述并解释景观的生态系统特征格局，并调查其组成成分的生态系统中的能量、矿物养分和物种的流动，为解决土地使用问题提供重要的知识。
# 以生物为中心的多尺度拓扑生态学（例如John A. Wiens<ref name="Wiens_1989">{{Cite journal|title=Scaling of 'landscapes' in landscape ecology, or, landscape ecology from a beetle's perspective.|date=December 1989|journal=Landscape Ecology|issue=2|doi=10.1007/BF00131172|volume=3|pages=87–96}}</ref><ref name="Wiens_1999">{{Cite book|date=1999|title=Landscape ecological analyses: Issues and applications.|publisher=Springer|location=NY|pages=371–383}}</ref>）：明确拒绝Troll、Zonneveld、Naveh、Forman和Godron等人的观点，而认为景观和景观生态的定义独立于人类对自然的认识、利益和改造。无论尺度如何，“景观”都被定义为空间格局影响生态过程的“模板”。构成景观的参考点不是人类，而是所研究的各个物种。
# 生物组织的景观层面上的拓扑生态学（例如Urban等人。<ref>{{Cite journal|title=A hierarchical perspective can help scientists understand spatial patterns.|url=http://www.edc.uri.edu/nrs/classes/nrs534/NRS_534_readings/Urbanetal1987.pdf|date=February 1987|journal=BioScience|issue=2|doi=10.2307/1310366|volume=37|pages=119–27|jstor=1310366}}</ref>）：根据生态阶层理论，假定自然在多个尺度上运作，并且具有不同的组织层次，这些层次是嵌套层级的一部分。具体而言，该定义认为，生态系统水平之上还存在着景观水平，它因生态系统之间的高强度相互作用、特定的相互作用频率并且通常是相应的空间尺度上而形成并被识别。景观生态学定义为关注空间和时间模式对功能上一体的多物种生态系统的组织和相互作用的影响的生态学。
# 利用自然科学和人文社科对社会-生态系统进行分析（例如Leser<ref>{{Cite book|date=1991|title=Landschaftsökologie. Ansatz, Modelle, Methodik, Anwendung.|publisher=Ulmer|location=Stuttgart}}</ref>、Naveh<ref>{{Cite book|date=1984|title=Landscape ecology. Theory and application.|publisher=Springer|location=NY}}</ref><ref>{{Cite journal|title=What is holistic landscape ecology? A conceptual introduction.|date=2000|journal=Landscape and Urban Planning|issue=1–3|doi=10.1016/S0169-2046(00)00077-3|volume=50|pages=7–26}}</ref>、Zonneveld<ref>{{Cite book|date=1995|title=Land ecology: an introduction to landscape ecology as a base for land evaluation, land management and conservation.|publisher=SPB|location=Amsterdam}}</ref>）：景观生态学被定义为一门跨学科的超科学（{{Lang|en|super-science}}），它探索人类社会与其特定环境之间的关系，其工具不仅限于各种自然科学，也包括社会科学和人文科学。这种理解背后的假设是：社会系统与其特定的周围生态系统联系在一起，从而使两个系统形成一个协同进化、自组织的统一体，即“景观”。社会的文化、社会和经济层面是全球生态层次体系的组成部分，而景观则被认为是“{{Link-en|整体人类生态系统|Total human ecosystem}}”的呈现系统，既涵盖了自然（“{{Link-en|陆界|Geosphere}}”）又涵盖了精神（“{{Link-en|智慧圈|noospheric}}”）领域。
# 以生活世界景观的文化意义为指导的生态学（实践中常用<ref>However, not always under the designation 'landscape ecology', but as part of landscape stewardship, landscape architecture and, first and foremost, environmental or urban and landscape planning.</ref>，但未明确定义，案例见Hard<ref>{{Cite book|date=1973|title=Die Geographie. Eine wissenschaftstheoretische Einführung.|publisher=deGruyter|location=Berlin|pages=92–95}}</ref>、Trepl<ref name="Kirchhoff_2012">{{Cite journal|title=What is landscape ecology? An analysis and evaluation of six different conceptions.|date=February 2013|journal=Landscape Research|issue=1|doi=10.1080/01426397.2011.640751|volume=38|pages=33–51}} All the following quotations and descriptions come from this source.</ref>）：景观生态学被定义为由外部目标指导的生态学，即维护和发展{{Link-en|生活世界|Lifeworld}}[[景观]]。它提供了实现这些目标所必需的生态学知识。它研究如何维持和发展那些（i）是生活世界、美学和象征性景观的物质“载体”，且（ii）满足社会功能要求的种群和生态系统，包括供给、调节和支持[[生態系統服務]]。因此，景观生态学主要涉及种群和生态系统，这些种群和生态系统是经历传统的、区域特定的土地利用形式所产生的。

== 与生态学理论的关系 ==
一些景观生态学理论的研究（主要是欧洲传统语境下的研究），可能由于其研究领域广泛、种类繁多而略微超出了“科学学科的经典和首选领域”。但是，一般[[理论生态学|生态学理论]]在许多方面都是景观生态学理论的核心。景观生态学包含四个主要原则：空间异质性的发展和动态、异质景观之间的交互和交换、空间异质性对生物和[[非生物因子|非生物]]过程的影响，以及空间异质性的管理。它与传统的生态学研究（通常假定系统在空间上是同质的）的主要区别在于对{{Link-en|时空模式|Spatiotemporal pattern}}的考虑。<ref name="Turner-1991">{{Cite book|date=1991|title=Quantitative Methods in Landscape Ecology.|publisher=Springer-Verlag|location=New York, NY, USA}}</ref>

== 重要术语 ==
景观生态学不仅创造了新的术语，而且还以将既有的生态学术语“旧词新用”。景观生态学使用的许多术语与学科本身一样和其他领域相互联系、相互交叉。

=== 景观 ===
“景观”是景观生态学的中心概念，但是它有多种完全不同的定义方式。例如：<ref name="Kirchhoff_2012">{{Cite journal|title=What is landscape ecology? An analysis and evaluation of six different conceptions.|date=February 2013|journal=Landscape Research|issue=1|doi=10.1080/01426397.2011.640751|volume=38|pages=33–51}} All the following quotations and descriptions come from this source.</ref>{{Link-en|卡尔·特罗尔|Carl Troll}}认为景观不是一种心理建构，而是一种客观存在的“有机实体”，是一种和谐而不可分的空间。<ref>{{Cite book|date=2007|title=Foundation papers in landscape ecology.|location=New York|publisher=Columbia University Press|pages=71–101}} First published as: {{Cite journal|title=Die geographische Landschaft und ihre Erforschung.|date=1950|journal=Studium Generale|issue=4–5|doi=10.1007/978-3-662-38240-0_20|volume=3|pages=163–181|isbn=978-3-662-37475-7}}</ref>{{Link-en|恩斯特·尼夫|Ernst Neef}}<ref name="Neef_1967">{{Cite book|date=1967|title=Die theoretischen Grundlagen der Landschaftslehre|trans-title=The theoretical basics of landscape science|language=de|location=Gotha|publisher=Haack}}</ref><ref name="Haase_1990">{{Cite journal|title=Approaches to, and methods of landscape diagnosis as a basis of landscape planning and landscape management|date=1990|journal=Ekológia|issue=1|volume=9|pages=31–44}}</ref>将景观定义为全球范围内不间断地相互连接的地理要素之中的片段，这些片段是根据其特定土地用途的一致性来界定的，因此是以[[人類中心主義|人类中心]]和相对的方式进行定义。理查德·福尔曼（Richard Forman）和米歇尔·戈德隆（Michel Godron）则认为，<ref name="Forman_1981">{{Cite journal|title=Patches and structural components for a landscape ecology.|date=November 1981|journal=BioScience|issue=10|doi=10.2307/1308780|volume=31|pages=733–40|jstor=1308780}}</ref>景观是由一系列相互作用的生态系统组成的异质的陆地区域，其中这些生态系统以类似的形式重复出现，例如一个景观中的生态系统可能包含树林、草地、沼泽和村庄，他们也指出，景观是至少方圆几公里的区域。约翰·A·维恩斯（John A. Wiens）<ref name="Wiens_1989">{{Cite journal|title=Scaling of 'landscapes' in landscape ecology, or, landscape ecology from a beetle's perspective.|date=December 1989|journal=Landscape Ecology|issue=2|doi=10.1007/BF00131172|volume=3|pages=87–96}}</ref><ref name="Wiens_1999">{{Cite book|date=1999|title=Landscape ecological analyses: Issues and applications.|publisher=Springer|location=NY|pages=371–383}}</ref>反对卡尔·特罗尔（Carl Troll）、伊萨克·桑内维尔德（Isaak S. Zonneveld）、泽夫·纳夫（Zev Naveh）、理查德·福尔曼/米歇尔·戈德隆等人所阐述的传统观点，即认为景观是人类与之相互作用的方圆数公里的环境；相反，他将“景观”（无论尺度如何）定义为“空间格局影响生态过程的模板”。<ref>{{Cite book|date=2005|title=Issues and perspectives in landscape ecology.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge|pages=365–373}}</ref>还有人将“景观”定义为包含两个或多个紧邻的生态系统的区域。<ref name="Sanderson-2000">{{Cite book|date=2000|title=Landscape Ecology: A Top-Down Approach.|publisher=Lewis Publishers|location=Boca Raton, Florida, USA}}</ref>

=== 尺度和异质性（包括组成、结构和功能） ===
尺度是景观生态学的一个主要概念。尺度关系代表地图上和真实世界的关系，比例尺将地图图像上的距离与地球上相应的实际距离相关联起来。<ref>{{Cite book|date=1999|title=GIS and Multicriteria Decision Analysis.|publisher=John Wiley and Sons, Inc.|location=New York, NY, USA}}</ref>尺度也是对象或过程的空间或时间度量，<ref name="Turner-1991">{{Cite book|date=1991|title=Quantitative Methods in Landscape Ecology.|publisher=Springer-Verlag|location=New York, NY, USA}}</ref>或空间分辨率的大小。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>尺度包括组成（{{Lang|en|composition}}）、结构（{{Lang|en|structure}}）和功能（{{Lang|en|function}}），均为重要的生态学概念。应用于景观生态学时，组成是指景观上显现的斑块类型（见下文）的数量及其相对丰度，例如[[森林]]或[[湿地]]的数量、森林边缘的长度或[[道路]]密度可以是景观组成的方面。结构由景观中不同斑块的组成、配置和比例决定。而功能是指景观中的每个元素如何根据其生命周期活动进行交互。格局（{{Lang|en|pattern}}）是表示土地异质区域的内容和内部序列的术语。<ref name="Forman-1986">{{Cite book|date=1986|title=Landscape Ecology|publisher=John Wiley and Sons, Inc.|location=New York, NY, USA}}</ref>

景观具有结构和格局，意味着它具有空间异质性，或整个景观中的对象分布不均匀。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>异质性是将景观生态学与其他生态学学科区分开来的一个关键要素。景观异质性也可以通过基于主体的方法来量化。<ref>{{Cite journal|title=Measure of Landscape Heterogeneity by Agent-Based Methodology|date=2016-06-07|journal=ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences|doi=10.5194/isprs-annals-iii-8-145-2016|volume=III-8|pages=145–151|language=en|bibcode=2016ISPAnIII8..145W|issn=2194-9042|subscription=free}}</ref>

=== 斑块和镶嵌 ===
斑块（{{Lang|en|patch}}）是景观生态学的一个基本术语，定义为与其周围环境（基质）不同的相对均质的区域。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>斑块是景观变化和波动的基本单位，其变化过程称为{{Link-en|斑块动态|patch dynamics}}。斑块具有确定的形状和空间构型，并且可以用内部变量（例如树的数量、树的种类数、树的高度或其他类似的度量）来组合描述。

基质（{{Lang|en|matrix}}）是景观中具有最高{{Link-en|景观连接度|Landscape connectivity|连接度}}的“背景生态系统”，连接度是衡量廊道、网络或基质的连通性或空间连续性的度量。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>例如，森林景观（基质）中，森林覆盖缺口（空斑块）越少，其连接度越高。廊道（{{Lang|en|corridor}}）具有重要的功能，可以作为一种与两侧的相邻陆地不同的特殊景观带。网络（{{Lang|en|network}}）是廊道相互连接形成的系统。而镶嵌描述的是组成整个景观的斑块、廊道和基质的格局。

=== 边界和边缘 ===
景观斑块之间的边界可能是明确的，也可能是模糊的。<ref name="Sanderson-2000">{{Cite book|date=2000|title=Landscape Ecology: A Top-Down Approach.|publisher=Lewis Publishers|location=Boca Raton, Florida, USA}}</ref>相邻接的生态系统的边缘构成的区域称为边界（{{Lang|en|boundary}}）。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>边缘（{{Lang|en|edge}}）是指生态系统外缘附近的部分，其中相邻斑块的影响可能会导致斑块核心部分与边缘之间的环境差异。这种边缘效应（{{Lang|en|edge effect}}）的影响包括独特的物种组成或丰度。例如，当景观是明显不同类型的镶嵌（例如与[[草原]]相邻的森林）时，边缘即为两种类型邻接处。而在连续的景观中（例如茂密的森林转换为较开阔的树林），边缘位置是模糊的，有时需要用局部梯度的阈值（例如树木覆盖率低于35％的点）来确定。<ref name="Turner-1991">{{Cite book|date=1991|title=Quantitative Methods in Landscape Ecology.|publisher=Springer-Verlag|location=New York, NY, USA}}</ref>

=== 生态过渡带、生态梯度和生态区 ===
生态过渡带（{{Lang|en|ecotone}}，又称群落交错区）是一种边界，是指两个群落之间的过渡带。<ref name="Allaby-1998">{{Cite book|date=1998|title=Oxford Dictionary of Ecology.|publisher=Oxford University Press|location=New York, NY}}</ref>生态过渡带可以自然产生，例如湖岸，也可以是人为产生的，例如在森林中砍伐开辟的农田。过渡带群落拥有各个相邻群的特征，并且通常会存在相邻群落中没有的特有物种。过渡带的典型例子包括篱笆、 森林向沼泽地的过渡、森林向草地的过渡，或陆水界面，如森林中的[[河岸湿地|河岸消落区]]。生态过渡带的特征包括植被遽变、群落外貌变化、空间群落镶嵌的发生、丰富的[[外來物種]]、过渡带物种、空间质量效应，以及高于或低于过渡带任一侧的[[生物多樣性|物种丰富度]]。<ref name="Walker_2003">{{Cite journal|title=Properties of ecotones: evidence from five ecotones objectively determined from a coastal vegetation gradient.|date=August 2003|journal=Journal of Vegetation Science|issue=4|doi=10.1111/j.1654-1103.2003.tb02185.x|volume=14|pages=579–90|subscription=free}}</ref>

生态梯度（{{Lang|en|ecocline}}）是另一种景观边界，但它是生态系统或群落环境条件中逐渐而连续的变化。生态梯度有助于解释景观中生物的分布和多样性，因为一种生物在特定条件下可以更好地生存，生物的分布因而随生态梯度的变化而变化。它们包含的异质群落被认为比过渡带更为环境稳定。<ref name="Attrill-2002">{{Cite journal|title=Ecotone or ecocline: ecological boundaries in estuaries.|date=December 2002|journal=Estuarine, Coastal and Shelf Science|issue=6|doi=10.1006/ecss.2002.1036|volume=55|pages=929–36|bibcode=2002ECSS...55..929A}}</ref>生态区（{{Lang|en|ecotope}}）是一个空间术语，指景观的制图和分类中在生态上相对一致的最小单元。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>它们是相对均匀的，是空间上明确的景观单位，用于将景观分为生态特征不同的层级。它们可用于测量和绘制景观结构、功能和随时间变化的图像，以及检验干扰和破碎化的影响。

=== 干扰和破碎化 ===
干扰（{{Lang|en|disturbance}}）是一种极大改变系统的结构或功能中的变异模式的事件。[[生境破碎化|破碎化]]（{{Lang|en|fragmentation}}）是指栖息地、生态系统或土地利用类型被分解成较小的地块。<ref name="Forman_1995">{{Cite book|date=1995|title=Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions.|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge, UK}}</ref>干扰通常被认为是自然过程。破碎化会导致土地转化，这是景观发生发展时的一种重要过程。

重复、随机的植被清除（无论是由于自然干扰还是人类活动）的一个重要后果是，连续的植被会分解成孤立的斑块。当清除的区域超过临界水平时，这种情况就会发生，这意味着景观呈现出两个相位：连接和分离。<ref name="Green-2006">{{Cite book|date=2006|title=Complexity in Landscape Ecology|publisher=Springer|location=Amsterdam|url=http://www.csse.monash.edu.au/~dgreen/books/springer/|accessdate=2008-03-22|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080619025437/http://www.csse.monash.edu.au/~dgreen/books/springer/|archivedate=2008-06-19}}</ref>

== 参见 ==

* [[生態農業]]
* [[生物地理学]]
* 保护社区
* [[生态学]]
* {{Link-en|生态区|Ecotope}}
* {{Link-en|欧洲景观公约|European Landscape Convention}}
* {{Link-en|历史生态学|Historical ecology}}
* {{Link-en|综合景观管理|Integrated landscape management}}
* {{Link-en|土地利用变化模型|Land change modeling}}
* [[景觀流行病學]]
* {{Link-en|景观湖沼学|Landscape limnology}}
* {{Link-en|景观规划|Landscape planning}}
* [[景觀設計]]
* {{Link-en|景观连接度|Landscape connectivity}}
* {{Link-en|斑块动态|Patch dynamics}}
* {{Link-en|整体人类生态系统|Total human ecosystem}}
* {{Link-en|可持续景观|Sustainable landscaping}}
* {{Link-en|土地开发|Land development}}

== 参考文献 ==
{{Reflist}} 

== 外部链接 ==

* [http://www.complexification.net/gallery/machines/substrate/index.php Computer sumulation "Substrate" launch applet creates fractal iterations that resemble urban streetscape. Algorithm written 2004 by Jared Tarbell]
* [http://www.napolisoundscape.com Napolisoundscape Urban Space Research]
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[[Category:景观]]
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2021年4月10日 (六) 14:59的版本

美国威斯康星州麦迪逊市周围的土地覆盖状况。黄色和棕色为田野，蓝色为水面，红色为城市地表。
威斯康星州麦迪逊市周围的硬化地表
威斯康星州麦迪逊市周围的树冠

景观生态学（英語：landscape ecology）是研究和改善环境中的生态过程与特定生态系统之间的关系的科学。这是在不同景观尺度、发展空间格局以及研究和政策的组织层次上完成的。[1][2][3]简而言之，景观生态学可以说是景观多样性的科学，而景观多样性是生物多樣性和地质多样性（英语：geodiversity）协同作用的结果。[4]

作为系统科学中一个涉及大量交叉学科的领域，景观生态学将生物物理学和分析性归纳（英语：analytical induction）方法与自然科学和社会科学中的人文和整体观点相结合。景观是空间上异质的地理区域，其特征是包含相互作用的各种不同斑块或生态系统，其中既有相对自然的陆地和水生系统（例如森林、草原和湖泊），也有人工主导的环境（包括农业和城市环境）。[2][5][6]

景观生态学的最显着特征是重视格局（pattern）、过程（process）和尺度（scale）之间的关系，以及关注广泛的生态和环境问题。这些都需要将生物物理科学与社会经济科学结合起来。景观生态学的主要研究主题包括景观斑块中的生态流、土地利用和土地覆被的变化、规模化、将景观格局分析与生态过程联系起来，以及景观保护和可持續性。[7]景观生态学还研究了人类对景观多样性的影响在引发流行病的新型人类病原体的形成和传播中的作用。[8][9]

术语

景观生态学的德语词Landschaftsökologie（对应英语landscape ecology）由德国地理学家卡尔·特罗尔（英语：Carl Troll）于1939年提出。[10]他的早期作品中提出了该术语和许多景观生态学的早期概念，其中包括将航拍照片判读应用于环境与植被之间相互作用的研究。

解释

异质性是一种衡量景观各部分之间不同程度的度量。景观生态学着眼于这种空间结构如何在景观水平上影响生物丰度以及整个景观的性质和功能。这包括研究格局或景观的内部序列对生物功能的过程或持续运作的影响。[11]景观生态学还包括应用于地形设计和改造的地貌学，[12]也就是对地质构造如何构成景观结构的研究。

历史

理论的演变

景观生态学的一个核心理论源于麦克阿瑟和威尔逊的《岛屿生物地理学理论（英语：The Theory of Island Biogeography）》。该著作认为，岛屿上的生物多样性是来自大陆的种群的竞争性移殖和随机灭绝的结果。藉助Levins的集合种群模型，岛屿生物地理学这一概念从实体的岛屿推广到了抽象的棲息地斑块（实践中可应用在农业景观等场景[13]）。这一推广为保育生物學家提供了评估生境破碎化對种群生存力之影响的新工具，从而推动了景观生态学的发展。景观生态学的新发展很大程度上归功于地理信息系统（GIS）的发展[14]和大范围栖息地数据（例如遥感数据集）的获得。

发展成为学科

欧洲的景观生态学源于历史上人类主导景观的规划。此后，一般生态学理论的概念在北美得到融入。一般生态学理论及其子学科着重研究以层级结构（典型的结构如生态系统、种群、物种和群落）组织的同质、离散群落单元，而相比之下，景观生态学是建立在时空异质性的基础上的。它通常包括人工景观再概念的理论和实践中的变化。[15]

到1980年，景观生态学已成为一门独立的学科。其标志是1982年国际景观生态学协会（IALE）的组建。一些里程碑意义的书籍也是在同一时期出版的，包括Naveh和Lieberman[16]以及Forman和Godron[17][18]的著作，确定了该学科的范围和目标。Forman[6]写道：尽管对“人类尺度的空间构型的生态学”的研究只有不到十年的历史，但其在理论发展和概念框架的应用方面具有巨大的潜力。

如今，景观生态学的理论和应用在受不断变化的景观和环境中对创新应用之需求的驱动而不断发展。景观生态依赖诸如遥感、GIS和模型等先进技术，其中也伴随着检验格局与过程间相互作用的定量方法的发展。[5]例如，根据地形确定土壤中的碳含量，地形图可能来自地区的GIS地图、植被种类和降雨数据。又如，珍妮特·富兰克林（英语：Janet Franklin）已将遥感用于将景观生态学应用扩展到预测性植被测绘的领域。

景观生态学的定义

如今，对景观生态学概念的理解至少可分成6类：其中一组倾向于更加学科化的生态学概念（生物学的分支学科；见概念2、3和4），另一组的特点是对人类社会及其环境之间的关系进行跨学科研究，倾向于环境地理学视角（见概念1、5和6）：[19]

  1. 对主观定义的景观单元进行跨学科分析（例如Neef学派[20][21]）：景观是根据土地使用的均一性来定义的。景观生态学从对人类社会的功能作用的角度探讨景观的自然潜力。要分析这种潜力，就有必要借鉴几种自然科学。
  2. 景观尺度上的拓扑生态学[22][23]：“景观”定义为由一系列相互作用并以相似形式重复出现的生态系统（树林、草地、沼泽、村庄等）组成的异质陆地区域。该派别明确景观是人类感知、改造等范围达数千米的区域。景观生态学描述并解释景观的生态系统特征格局，并调查其组成成分的生态系统中的能量、矿物养分和物种的流动，为解决土地使用问题提供重要的知识。
  3. 以生物为中心的多尺度拓扑生态学（例如John A. Wiens[24][25]）：明确拒绝Troll、Zonneveld、Naveh、Forman和Godron等人的观点，而认为景观和景观生态的定义独立于人类对自然的认识、利益和改造。无论尺度如何，“景观”都被定义为空间格局影响生态过程的“模板”。构成景观的参考点不是人类，而是所研究的各个物种。
  4. 生物组织的景观层面上的拓扑生态学（例如Urban等人。[26]）：根据生态阶层理论，假定自然在多个尺度上运作，并且具有不同的组织层次，这些层次是嵌套层级的一部分。具体而言，该定义认为，生态系统水平之上还存在着景观水平，它因生态系统之间的高强度相互作用、特定的相互作用频率并且通常是相应的空间尺度上而形成并被识别。景观生态学定义为关注空间和时间模式对功能上一体的多物种生态系统的组织和相互作用的影响的生态学。
  5. 利用自然科学和人文社科对社会-生态系统进行分析（例如Leser[27]、Naveh[28][29]、Zonneveld[30]）：景观生态学被定义为一门跨学科的超科学（super-science），它探索人类社会与其特定环境之间的关系，其工具不仅限于各种自然科学，也包括社会科学和人文科学。这种理解背后的假设是：社会系统与其特定的周围生态系统联系在一起，从而使两个系统形成一个协同进化、自组织的统一体，即“景观”。社会的文化、社会和经济层面是全球生态层次体系的组成部分，而景观则被认为是“整体人类生态系统”的呈现系统，既涵盖了自然（“陆界（英语：Geosphere）”）又涵盖了精神（“智慧圈”）领域。
  6. 以生活世界景观的文化意义为指导的生态学（实践中常用[31]，但未明确定义，案例见Hard[32]、Trepl[19]）：景观生态学被定义为由外部目标指导的生态学，即维护和发展生活世界（英语：Lifeworld）景观。它提供了实现这些目标所必需的生态学知识。它研究如何维持和发展那些（i）是生活世界、美学和象征性景观的物质“载体”，且（ii）满足社会功能要求的种群和生态系统，包括供给、调节和支持生態系統服務。因此，景观生态学主要涉及种群和生态系统，这些种群和生态系统是经历传统的、区域特定的土地利用形式所产生的。

与生态学理论的关系

一些景观生态学理论的研究（主要是欧洲传统语境下的研究），可能由于其研究领域广泛、种类繁多而略微超出了“科学学科的经典和首选领域”。但是，一般生态学理论在许多方面都是景观生态学理论的核心。景观生态学包含四个主要原则：空间异质性的发展和动态、异质景观之间的交互和交换、空间异质性对生物和非生物过程的影响，以及空间异质性的管理。它与传统的生态学研究（通常假定系统在空间上是同质的）的主要区别在于对时空模式（英语：Spatiotemporal pattern）的考虑。[33]

重要术语

景观生态学不仅创造了新的术语，而且还以将既有的生态学术语“旧词新用”。景观生态学使用的许多术语与学科本身一样和其他领域相互联系、相互交叉。

景观

“景观”是景观生态学的中心概念，但是它有多种完全不同的定义方式。例如：[19]卡尔·特罗尔（英语：Carl Troll）认为景观不是一种心理建构，而是一种客观存在的“有机实体”，是一种和谐而不可分的空间。[34]恩斯特·尼夫（英语：Ernst Neef）[20][21]将景观定义为全球范围内不间断地相互连接的地理要素之中的片段，这些片段是根据其特定土地用途的一致性来界定的，因此是以人类中心和相对的方式进行定义。理查德·福尔曼（Richard Forman）和米歇尔·戈德隆（Michel Godron）则认为，[22]景观是由一系列相互作用的生态系统组成的异质的陆地区域，其中这些生态系统以类似的形式重复出现，例如一个景观中的生态系统可能包含树林、草地、沼泽和村庄，他们也指出，景观是至少方圆几公里的区域。约翰·A·维恩斯（John A. Wiens）[24][25]反对卡尔·特罗尔（Carl Troll）、伊萨克·桑内维尔德（Isaak S. Zonneveld）、泽夫·纳夫（Zev Naveh）、理查德·福尔曼/米歇尔·戈德隆等人所阐述的传统观点，即认为景观是人类与之相互作用的方圆数公里的环境；相反，他将“景观”（无论尺度如何）定义为“空间格局影响生态过程的模板”。[35]还有人将“景观”定义为包含两个或多个紧邻的生态系统的区域。[15]

尺度和异质性（包括组成、结构和功能）

尺度是景观生态学的一个主要概念。尺度关系代表地图上和真实世界的关系，比例尺将地图图像上的距离与地球上相应的实际距离相关联起来。[36]尺度也是对象或过程的空间或时间度量，[33]或空间分辨率的大小。[6]尺度包括组成（composition）、结构（structure）和功能（function），均为重要的生态学概念。应用于景观生态学时，组成是指景观上显现的斑块类型（见下文）的数量及其相对丰度，例如森林或湿地的数量、森林边缘的长度或道路密度可以是景观组成的方面。结构由景观中不同斑块的组成、配置和比例决定。而功能是指景观中的每个元素如何根据其生命周期活动进行交互。格局（pattern）是表示土地异质区域的内容和内部序列的术语。[17]

景观具有结构和格局，意味着它具有空间异质性，或整个景观中的对象分布不均匀。[6]异质性是将景观生态学与其他生态学学科区分开来的一个关键要素。景观异质性也可以通过基于主体的方法来量化。[37]

斑块和镶嵌

斑块（patch）是景观生态学的一个基本术语，定义为与其周围环境（基质）不同的相对均质的区域。[6]斑块是景观变化和波动的基本单位，其变化过程称为斑块动态（英语：patch dynamics）。斑块具有确定的形状和空间构型，并且可以用内部变量（例如树的数量、树的种类数、树的高度或其他类似的度量）来组合描述。

基质（matrix）是景观中具有最高连接度的“背景生态系统”，连接度是衡量廊道、网络或基质的连通性或空间连续性的度量。[6]例如，森林景观（基质）中，森林覆盖缺口（空斑块）越少，其连接度越高。廊道（corridor）具有重要的功能，可以作为一种与两侧的相邻陆地不同的特殊景观带。网络（network）是廊道相互连接形成的系统。而镶嵌描述的是组成整个景观的斑块、廊道和基质的格局。

边界和边缘

景观斑块之间的边界可能是明确的，也可能是模糊的。[15]相邻接的生态系统的边缘构成的区域称为边界（boundary）。[6]边缘（edge）是指生态系统外缘附近的部分，其中相邻斑块的影响可能会导致斑块核心部分与边缘之间的环境差异。这种边缘效应（edge effect）的影响包括独特的物种组成或丰度。例如，当景观是明显不同类型的镶嵌（例如与草原相邻的森林）时，边缘即为两种类型邻接处。而在连续的景观中（例如茂密的森林转换为较开阔的树林），边缘位置是模糊的，有时需要用局部梯度的阈值（例如树木覆盖率低于35％的点）来确定。[33]

生态过渡带、生态梯度和生态区

生态过渡带（ecotone，又称群落交错区）是一种边界，是指两个群落之间的过渡带。[12]生态过渡带可以自然产生，例如湖岸，也可以是人为产生的，例如在森林中砍伐开辟的农田。过渡带群落拥有各个相邻群的特征，并且通常会存在相邻群落中没有的特有物种。过渡带的典型例子包括篱笆、 森林向沼泽地的过渡、森林向草地的过渡，或陆水界面，如森林中的河岸消落区。生态过渡带的特征包括植被遽变、群落外貌变化、空间群落镶嵌的发生、丰富的外來物種、过渡带物种、空间质量效应，以及高于或低于过渡带任一侧的物种丰富度。[38]

生态梯度（ecocline）是另一种景观边界，但它是生态系统或群落环境条件中逐渐而连续的变化。生态梯度有助于解释景观中生物的分布和多样性，因为一种生物在特定条件下可以更好地生存，生物的分布因而随生态梯度的变化而变化。它们包含的异质群落被认为比过渡带更为环境稳定。[39]生态区（ecotope）是一个空间术语，指景观的制图和分类中在生态上相对一致的最小单元。[6]它们是相对均匀的，是空间上明确的景观单位，用于将景观分为生态特征不同的层级。它们可用于测量和绘制景观结构、功能和随时间变化的图像，以及检验干扰和破碎化的影响。

干扰和破碎化

干扰（disturbance）是一种极大改变系统的结构或功能中的变异模式的事件。破碎化（fragmentation）是指栖息地、生态系统或土地利用类型被分解成较小的地块。[6]干扰通常被认为是自然过程。破碎化会导致土地转化，这是景观发生发展时的一种重要过程。

重复、随机的植被清除（无论是由于自然干扰还是人类活动）的一个重要后果是，连续的植被会分解成孤立的斑块。当清除的区域超过临界水平时，这种情况就会发生，这意味着景观呈现出两个相位：连接和分离。[40]

参见

参考文献

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外部链接

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