中国景观生态学的研究进展

中国景观生态学的研究进展摘要:景观生态学从其诞生到现在，已经历了70余年。中国景观生态学的发展从其引入，到发展、壮大、逐渐成熟，也经历了30余年。在这个发展过程中，中国景观生态学在跟踪国际前沿研究基础上，结合中国实际情况开展了大量研究，在许多研究领域取得了重要进展。简要回顾了中国景观生态学的发展历史，总结了我国学者在中国景观生态学应用研究方面所取得的成果，分析了中国景观生态学研究存在的主要问题，并提出了未来中国景观生态学的研究重点。关键词：景观生态学；景观动态；景观格局；研究进展景观生态学是一门相对年轻、应用广泛的生态学分支学科。它是传统生态学研究向宏观与空间方向发展的自然延伸，景观的异质性及其与生态过程的相互作用是景观生态学研究的核心问题之一。中国景观生态学较欧美国家起步晚，但近些年发展迅速。该研究总结了中国景观生态学的研究成果和存在问题，并展望其未来发展方向，以期为中国景观生态学的进一步发展提供参考。1发展历程景观生态学研究起源于20世纪50、60年代的欧洲(德国、荷兰、捷克斯洛伐克等)，20世纪80年代，景观生态学在全世界范围内得到迅速发展。1981年在荷兰召开首届国际景观生态学讨论大会，1982年于捷克斯洛伐克成立了国际景观生态学会(InternationalAssociationforLandscapeEcology,IALE)，1987年该学会创办国际性杂志《景观生态学》。其间FormanR和GodronM合著出版的《景观生态学》(1986)标志着景观生态学发展进入了一个崭新的阶段。迄今为止，景观生态学不仅被学术界所普遍接受，而且已逐渐形成自身独立的理论体系，成为生态学研究中的重点发展方向之一。我国于20世纪80年代初开始介绍景观生态学概念、理论与方法。1981年黄锡畴和刘安国在《地理科学》上分别发表了《德意志联邦共和国生态环境现状和保护》和《捷克斯洛伐克的景观生态学研究》，这是我国国内正式刊物上首次介绍景观生态学的文献；而1984年黄锡畴等在《地理学报》上发表的《长白山高山苔原的景观生态学分析》则是国内景观生态学方面的第一篇研究报告[1]。景观生态学传入我国后，立即在国内掀起了研究热潮，1989年10月在沈阳召开的中国首届景观生态学术讨论会是我国景观生态学发展中的一个里程碑；20世纪90年代以后，我国景观生态学研究更加蓬勃发展。1996年和1999年分别在北京、昆明召开了第二三届全国景观生态学会议，并于1998年在沈阳举办了亚洲及太平洋地区景观生态学国际会议。2009年9月第六届全国景观生态学术讨论会在成都召开，这次大会盛况空前，共有来自73个科研院所以及高校的257名专家学者汇聚成都，大会围绕变化环境下的景观生态学与山区发展这一主题，全面总结了我国景观生态学的发展，及其在山区环境与发展领域的重要进展和应用前景。2研究成果2.1基础理论的研究从80年代初开始，我国著名地理学家林超、黄锡畴、董雅文等在有关地理学刊物上发表介绍国外景观生态学概念、原理、研究方法和研究成果的文章和译文，使人们开始看到了一个新的研究领域[2]。景观生态学的基础理论是景观生态学发展的前提和基石，它对人们了解景观生态学的产生背景与发展历程，理解景观生态学中的概念、原理与方法具有重要的指导作用，因此，在景观生态学研究中，基础理论的研究是重中之重。据统计，在我国景观生态学的研究文献中，有关基础理论研究的文章约占40%。其中，如赵玉涛等对景观异质性进行了综合评述，提出了新的观点[3]。俞孔坚(1987)、李哈滨等(1998)、邬建国(2000)对景观及景观生态学概念的剖析，牛文元(1990)、邬建国(1991)、肖笃宋等(1997)、傅伯杰等(1996)、陈利顶等(1996)及邱扬等(2000)对景观生态学基础理论的释义，贺红士等(1990)对景观生态学综合思想的阐述以及陈昌笃(1996)、李晓文等(1999)、古新仁等(2001)对景观生态学与生物多样性保护关系的探讨等研究工作都是我国景观生态学基础理论研究中比较具有代表性的。而肖笃宁等(1988，1997)、郭晋平(2001)则对国内外景观生态学的研究发展概况作了比较全面的论述，由肖笃宁主编的《景观生态学的理论、方法及应用》更是广大景观生态学科研人员的工作结晶。这些研究为景观生态学在我国的发展打下了坚实的基础，同时也激发了一些学者的思想火花，俞孔坚(1999)揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构之间的关系，提出了生物保护的景观生态安全格局(securitypattern)并给出了案例，这些无疑将为我国景观生态学基础理论的拓展和创新提供新的思路。2.2方法研究景观生态学研究方法是促进景观生态学理论发展和保证景观生态学得到有效应用的手段和保障。因此，在景观生态学研究中，方法的研究是一个难度较大同时又是最为活跃的阵地，国内外学者十分重视这一方面的研究。我们国家在这一方面的研究比较薄弱，从总体上看，我国在开展景观生态学研究中，基本上都是采用国外尤其是美国景观生态学的原理、方法；在景观格局研究中，多是采用景观指数或国外开发的计算机软件包，如SPANS、Le、LSPA、FRAGSTAS等，其中以FRAGSTAS功能最强，使用最广。与此同时，我国学者也结合自己的研究专题，提出了一些创新的思路，如肖笃宁等(1990)通过构造城市化指数评价区域的城市化趋势；赵景柱(1990)建立了包括13个指标的景观生态格局动态度量指标体系；曾辉等(1996)提出了人为影响指数；郭晋平等(1999)设计了两种适用于GIS技术进行数据库管理及空间分析的样方取值方法，即基准面积法和样方斑块数法，还提出了景观要素空间关联指数；傅伯杰(1995)实现了景观多样性的空间制图；杨学军等(2001)基于生态系统和物种两个水平的条件性研究，尝试以W和Z两个指标对森林景观的生物多样性进行评价；江源(2001)将测定温度的转化糖方法引入到景观生态学研究中等。尽管这些方法、手段乃至基本思路不是十分完善，但已充分显示了我国学者的探索精神。在景观生态学方法的研究中，最值得一提也是最具发展潜力的是遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)，遥感技术可以为景观生态学提供必需的基础数据资料，如空间位置、植被类型、土地利用状况、土壤类型等特征因子，这是景观生态学研究所必需的基本技术条件；而地理信息系统具有强大的空间数据管理、分析和显示功能，在景观格局分析和景观动态过程和模拟等应用方面具有重要的意义。如果没有遥感技术和地理信息系统的应用与发展，景观生态学将难以有效地对大尺度的景观结构、功能和过程开展研究。值得庆幸的是，我国不少学者不仅已经认识到这个问题，而且已在不断探索RS和GIS在景观生态学中新的应用。如邵国凡(1991，1995)应用GIS对森林景观动态进行了模拟；彭少麟等(2000)、马荣华等(2001)则利用RS和GIS研究广东植被光利用率、海南植被的变化情况；常禹等(2001)在概括了基于个体的空间直观模型的发展历程后，分析了在栅格GIS内部开发基于个体的空间直观模型的过程及其所涉及的几个问题；赵光等(2001)则首次运用RS和GIS研究中国东北一个原始针阔混交林的破碎过程，这些成果充分展示了RS和GIS在景观生态学研究中的发展潜力和光明前景。由于受客观条件的限制，我国的遥感技术和地理信息系统的应用与发展一直处于滞后的地位，从而限制了我国景观生态学研究工作的广度和深度。2．3景观格局研究景观格局分析是景观生态学中的主要研究工具，它有助于理解空间上的生态学过程，同时，也是研究景观格局潜在驱动力或识别景观水平上各种生态环境问题并进行对策设计的基础，研究重点主要集中在城郊景观、农业景观、森林景观、干旱区景观和湿地景观。如曾辉等对城市化过程及其制约因素进行的空间分析[4]；刘海江以内蒙古浑善达克沙地为例，对受损沙地生态系统景观变化的分析[5]；袁力等对扎龙湿地土地利用景观格局演变的研究[6]。2．4景观生态评价与规划设计通过景观生态评价，可以对景观状况、局部景观系统的敏感性、干扰水平及其干扰状况等级、生产力水平格局等有一个全面的认识，使景观生态规划有据可依、有法可循，同时也是景观科学管理的必要基础。我国学者在景观生态评价方面做了大量工作，研究范围也很广阔，有乡村景观、城市景观；也有自然风景、人工风景。景观生态规划主要应用于城市、农村、风景区和森林的景观生态规划。景观生态设计类型包括多层利用的桑基鱼塘系统、和谐共生的农林复合经营、综合利用的农草林立体景观设计、循环利用的庭院景观生态设计。俞孔坚等采用景观生态规划的方法来解决保护与利用石花洞风景名胜区中存在的矛盾和问题，提出“景观网络的构建与组织”的景观生态规划理念，最终将景观生态规划方法获得的成果融入到总体规划中引[7-8]。王炜等进行了焦作市景观生态规划，取得了良好效果[9]。目前，景观生态规划设计的科学基础日益得到重视，开始倡导有效地构建基础研究与规划设计之间的桥梁，使科学研究成果能够更多地应用于实践。同时，景观生态规划设计更多地考虑景观格局与生态过程和景观生态功能的关系。增强了规划设计成果的科学性。2.5生物多样性保护生物多样性是人类生存的基础。景观生态学通过流和过程的研究来保护整个景观中的生物多样性。景观生态学强调以无机环境为基础，以生物为中心，以人类为主导，正确处理天、地、人、文的相互关系。合理调控现有景观生态系统和规划设计与建造的景观生态系统。李晓文等17探讨了景观多样性与遗传、物种、生态系统等各层次生物多样性之间的相互关系及生物多样性保护的景观规划。3.存在的问题20年来，我国的景观生态学研究不仅发展迅速，研究工作也卓有成效，充分展示了景观生态学在我国的发展前景。但是，与国外相比较，我国的景观生态学研究还有着较大的差距，主要存在以下几个方面的问题:①研究基础薄弱，技术手段相对落后。群落和生态系统的研究基础不足以及基础资料积累不够，使得在阐明景观结构与功能之间关系时力不从心，而RS和GIS技术普及的滞后则阻碍了景观生态学研究的深入；②研究方法单调、不完善，尚未建立我国的景观生态学理论体系。研究方法基本上停留在各类景观指数的计算和分析上，方法上没有实现质的创新，尚未形成我国的景观生态学理论体系和景观生态学流派；③研究专题过于集中，缺乏尺度的连续性。目前，我国的景观生态学研究多集中在中、小尺度上，尚缺乏在较大尺度、大尺度以及跨尺度上的系统研究；④研究深度和广度不够。研究多集中在景观结构和格局的研究上，缺乏景观格局与生态过程间相互关系的研究；⑤人才培养力度不够，尚未形成一定规模的景观生态学研究队伍。我国开展景观生态学研究的人员较少，且主要集中在一部分研究机构，尚未在全国范围内建立景观生态学的人才、研究机构的网络。上述问题说明我国的景观生态学还比较年青，许多工作需要共同努力来加以解决和逐步完善，同时也充分说明我国的景观生态学是一个充满希望、富于挑战的研究领域。4.研究展望中国景观生态学应深深扎根于中国这片沃土，建立符合中国国情的、有特色的景观生态学流派。中国景观生态学应以人工一自然景观为主要研究对象，以景观和区域尺度上的景观生态建设为研究重点，坚持景观生态学的开放性，善于从相关学科吸取营养，特别是努力运用RS，GIS和空间模拟模型的新方法和新技术。并加强景观生态学在环境、土地利用的变化与规划、城市化与区域可持续发展、气候变化及其效应、生态系统恢复与生物多样性保护、土地退化过程与治理、人与自然和谐发展等方面的应用。通过中国科学家的不懈努力，社会大众的了解和决策者的支持，中国景观生态学将会实现跨越式发展，接近并赶超国际前沿水平，为国际景观生态学的发展做出贡献。参考文献［1］黄锡畴，李崇稿．长白山高山苔原的景观生态分析．地理学报，1984，39(3):285-297．［2］傅伯杰，陈利顶，王仰麟，马克明．景观生态学原理及应用．北京:科学出版社，2001．［3］赵玉涛，余新晓，关文彬，等．景观异质性研究评述[J]．应用生态学报，2002，13(4)：496-500．［