景观生态学论文Word版.docx

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景观生态学论文Word版

景观生态学在土地可持续利用上的应用

摘要:

在分析景观、景观生态学与土地的关系基础上,探讨了景观生态学的景观结构与功能理论、生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等对土地可持续利用内涵的诠释。

关键词:

土地可持续利用；景观生态；土地；景观

ResearchonLandscapeEcologyandSustainableLandUse

AbstractSustainablelanduseisalwaystheresearchtopicoflandscienceandrelateddisciplines.Inthispaper,wemakeresearchonsustainablelanduseundertheguideofnewlylandscapeecology.Itisabeneficialattempttoextendtheresearchscopeonsustainablelanduse.Basedontheanalysisoftherelationshipbetweenland,landscapeandlandscapeecology,wemakeanewannotationoftheconnotationofsustainablelanduseaccordingtosuchlandscapeecologytheoriesasstructureandfunction,ecologicalholismandspatialheterogeneity,hierarchyandscale,andlandscapechangeandstability.

Keywordssustainablelanduse;landscapeecology;land;landscape

1引言

土地是人类赖以生存发展的最基本自然资源,自从人类开始种植与定居,便开始了土地利用的历史。

土地利用现状是区域自然、经济、社会和科学技术诸条件的综合表现,其利用方式、状况与管理的优劣等都将影响区域社会经济的发展。

21世纪以来,随着社会的发展,土地面积的有限性和对土地需求增长之间的矛盾日趋明显,因此,人类在利用土地资源时,要从全局出发,合理组织生产。

土地资源的持续利用是社会经济发展的立足之本,是可持续发展战略的核心内容之一,对整个社会经济的发展意义重大。

景观生态学起源于土地研究,研究对象是土地镶嵌体,以土地利用为主。

景观生态学的主要目的之一是理解空间结构影响生态的过程。

土地利用规划（包括景观和城市规划与设计）强调人类与自然的协调性,自然保护思想在这一领域日趋重要。

因此景观生态学可以为土地利用规划提供一个理论基础,并可以帮助评价和预测规划,设计可能带来的生态后果。

景观生态学属于宏观尺度生态空间研究范畴,其理论核心集中表现为空间异质性和生态整体性[1]；

斑块是空间的点状结构或块状结构，与周围环境不同的相对均质的非线性区。

它具有活化空间结构的性质；

廊道是线形的景观单元，它不同于两侧相邻景观，对景观起通道和阻隔的双重作用；

基质是斑块镶嵌内的背景生态系统或土地利用类型，是宏观背景结构，它一般呈面状，对景观功能起着重要作用。

土地作为地表自然综合体,是一种特色鲜明的系统整体,具有突出的空间异质性,而生态整体性正是实现土地持续开发利用的有效途径之一。

因此,土地可持续利用的研究内容涉及到景观生态学的理论核心。

景观生态学与持续发展概念具有高度一致性,对于景观生态学的基本理论,已有学者从不同角度进行过总结,一般可以从以下几个方面来探讨景观生态学基本理论在土地可持续利用研究中的意义。

2景观生态学基本理论与土地可持续利用研究

景观生态学与持续发展概念具有高度一致性,对于景观生态学的基本理论,已有学者从不同角度进行过总结,一般可以从以下几个方面来探讨景观生态学基本理论在土地可持续利用研究中的意义[2]。

2.1景观结构与功能理论

2.1.1景观结构

景观生态学认为,在景观尺度上,每一个独立的生态系统均可看作是一个宽广的斑块、狭窄的廊道或背景基质,能量、物种及营养成分等在景观元素间的流动形成景观功能,景观功能的发挥主要涉及廊道、基质和斑块的功能特征。

景观生态学同时研究生态景观与视觉景观两个方面,注重协调形态与内容、结构与功能的统一,以人类对于景观的感知作为评价的出发点,追求景观多重价值（经济、生态、社会与美学）的实现。

因此,土地利用以持续性作为其功能目标,应该追求生态、经济、社会以及美学等多重价值的优化而不是单一价值的最大化,充分发挥土地自身的生态系统生产功能、空间场所功能和景观功能等三大功能,综合技术、政策和行动来实现土地利用的生产性、安全性、保护性、可行性与接受性。

2.1.2景观功能

景观结构与其生态过程的相互关系是景观生态学理论研究的核心部分。

景观层次上的过程,包括自然和人文两个方面,它们对景观空间结构的形成起重要作用,而景观结构对过程也有基本的控制作用。

因此,格局反衍过程,过程反衍机理,机理揭示规律,一定的景观结构才能实现一定的景观功能[3]。

土地生产力的维持与景观的结构、功能是密切相关的,对土地可持续利用的研究不仅要包括对土地功能的优化,还包括对景观格局（土地利用结构）的评价,同时分析景观结构与生态过程的相互关系。

这种格局与过程的关联分析,正是近年来我国土地利用研究工作中忽视的地方。

2.2生态整体性与空间异质性理论

生态整体性和空间异质性是景观生态学理论核心的集中体现。

2.2.1生态整体性

景观是由景观要素有机联系组成的复杂系统,含有等级结构,具有独立的功能特性和明显的视觉特征。

一个健康的景观生态系统不仅具有结构上的完整性,还必须实现功能上的连续性。

景观不是各景观元素的简单集合,还具有各组成部分所没有的特性。

景观功能的整体大于部分之和,是生态整体性基本思想的直观表述。

按照景观生态学的生态整体性理论,土地就是一个综合的功能整体[4]。

土地可持续利用研究,要综合考虑土地利用的社会、经济和生态等所有要素,土地利用的特征并不能完全由组成要素的简单分析累积而来。

应将土地利用系统放在区域持续发展的背景下,把握系统整体特征,明确土地利用目标,规划土地管理措施。

2.2.2空间异质性

空间异质性是指生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。

景观是一个由异质景观要素所组成的镶嵌体,景观尺度上的空间异质性包括空间组成、空间构型和空间相关三方面的内容[5]。

异质性决定景观格局的多样性与生物多样性,是景观生态学的核心。

一般认为,异质性高,有利于物种共生,而不利于景观内部稀有物种的生存,一定范围内异质性的增高有助于提高景观稳定性,有意识地增加和维持景观异质性是必要的。

在土地利用中,各组分之间具有明显的异质性特征,但又相辅相承、互相依存、相互制约,只有判明这些组分之间的相互关系才能维持、发展适合的空间异质性,实现区域土地利用的生态完整性。

因此,区域土地可持续利用的实质就是生态整体性的动态维持与空间异质性的持续构建[6]。

2.3等级尺度理论

等级理论是景观总体构架的基础,它认为景观同样具有等级特征,不同等级层次上的景观生态系统具有不同的特征,任何景观生态系统单元既是较其层次水平更低的一系列单元功能耦合的结构实体,又是较其层次水平更高系统结构的组成部分[7]。

尺度标志着对所研究对象细节了解的水平,景观尺度理论认为,时间和空间尺度包含于任何景观的生态过程之中

不同等级层次的景观生态系统具有不同的时空尺度。

景观结构、功能和动态变化都受尺度制约,在不同的空间和时间尺度上有不同的表现,产生不同的生态效应,即一定的生态过程、景观结构对应于一定的时间尺度,尺度过大或过小,都难以观察到生态过程的显著变化与特定的景观格局,其作用或重要性也将发生变化,因此格局与过程的时空尺度化也一直是当代景观生态学研究的热点之一。

基于景观生态学的等级尺度理论,土地可持续利用应在多重尺度上开展,探讨不同尺度上持续性的相互关系,确定各尺度下持续性的侧重点[8]。

同时还需要在更小尺度上揭示其成因机制,在更大尺度上综合变化过程,并确定控制途径[9]。

同时,土地利用的持续性应追求土地利用方式、土地利用系统、景观或区域等多重尺度上的同时实现,在出现相互矛盾时,以大尺度的持续性重于小尺度的持续性为标准。

土地可持续利用研究的重点尺度则应该放在人类尺度上,即在可辨识的人类世代及与之相关的空间尺度上来进行,把土地利用、土地覆盖变化置于人类可感受的范围内进行探讨,这尤其有利于了解土地开发和管理对土地生态过程的影响。

2.4景观变化与稳定性理论

2.4.1景观稳定性

景观稳定性指景观对外部干扰的抗性及其受干扰后的恢复能力,包括景观要素的稳定性与各要素构成的异质镶嵌状组合的稳定性两方面[10]。

其中,景观稳定性由景观要素的稳定性综合决定,但由空间关联与过程维持的镶嵌稳定性更具景观生态特色。

通常认为,均质性可以增强干扰及其作用后果,减弱景观稳定性。

景观变化原理则认为,景观是异质的,没有完全均质的景观;在不受干扰的条件下,景观水平结构逐渐向同质性方向发展,中度干扰会迅速增加异质性,而严重干扰则可能增加或减少异质性。

可持续土地利用具有较高的景观稳定性,因此,区域土地可持续利用的实现,必然要求区域景观多样性、物种多样性和遗传多样性的极大丰富,表现在土地利用上就是土地利用目的的多元性、土地利用方式的多样化与土地利用结构的空间镶嵌。

2.4.2景观变化

一般地,干扰可分为自然干扰和人为干扰两类,由于人类活动对景观影响的普遍性与深刻性,对于作为人类生存环境的各类景观而言,人类活动在景观变化中无疑起着主导作用,通过对变化方向的改变和速率的调控可实现景观的定向演变和可持续发展。

干扰对景观镶嵌体的作用,既与干扰自身的强度与大小有关,也相关于其所冲击的对象。

不同结构的景观对干扰有不同的反应,即干扰受景观格局的限制。

土地利用本身就是人类活动的主要方式,因此,土地利用是对土地生态系统的一种人为干扰,人们采取必要的土地管理措施,可以变更土地利用方式与土地利用程度,实现特定的土地利用目的,并长期维持下去。

但土地利用同时还暴露在自然灾害和人类其他社会经济活动的扰动之下,土地利用变化是必然的,土地利用管理必须充分考虑负面的自然干扰与人类活动影响。

同时,与景观生态系统一样,土地利用系统的宏观运动过程是不可逆的,系统通过从外界环境引入负熵而提高其有序性。

因此,土地利用系统的持续性与系统物质流与物种流的开放性密切相关,加强系统与区域环境的物质、能量和信息流通,有助于提高土地利用系统对干扰的抗性,并促进其恢复过程。

3土地利用规划中的尺度效应

3.1时间尺度性

土地利用的持续性存在时间尺度性[10]。

土地持续利用所强调的人类世代更替,一般从几十年到几百年甚至千年,这与景观生态学研究的中等时间尺度一致。

任何一种土地利用方式、土地利用系统和景观或区域具有的持续性,都是针对一定时间尺度而言的。

因此,土地利用持续性的程度不同,在进行土地利用规划时,就应考虑这种土地利用可被接受的年限。

3.2空间尺度性

在不同空间尺度上,土地利用持续性的含义不同,表现为土地利用的单元与空间范围两个方面。

在不同空间尺度上

对土地利用系统的整体持续性起作用的单元是不同的,因而在进行土地利用规划时,需要首先确定土地利用单元,这相当于景观要素的确定[11]。

要规划较长时间的土地持续性利用,必须要着眼于大的空间范围。

按照景观生态学的等级尺度理论,大尺度上的持续性是小尺度上持续性的综合。

因而在大尺度上的规划过程中,应该概括化并具选择性。

总之,在进行土地利用规划时,时间尺度和空间尺度是相辅相成的。

一个土地利用总体规划,就是在时间尺度和空间尺度上大范围的规划,也就是一个长期的、大面积的目标性规划;而土地利用详细规划和土地利用专项规划就是相对近期的、小面积的具体规划[12]。

4结语

综上所述,从景观生态学的研究对象和景观生态学的学科发展两方面,都可以看出景观生态学与土地、土地利用研究联系密切,是实施土地可持续利用的重要理论基础之一。

景观生态学与持续发展概念具有高度的一致性,景观生态学的景观结构与功能理论、生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等基本理论,有助于进一步加深对土地可持续利用内涵的理解。

同时,土地利用的持续性具有明显的时空尺度特征,不同的时间和空间尺度下土地利用的持续性特征大不相同。

离开了特定的时间与空间范畴,将无从谈论土地利用的持续性。

土地可持续利用研究应着重关注区域人类世代尺度下的持续性[13]。

并且,土地利用的持续性,不仅包括时间上土地利用方式的持续沿用,还包括空间上的格局优化。

传统的土地可持续利用的社会、经济和生态研究,在一定程度上都可以认为是在时间尺度上的土地可持续利用分析,缺少土地利用空间格局分析的内容。

在现代地理学与生态学结合下产生的景观生态学,属于宏观尺度研究范畴,既强调空间格局分析,又考虑生态关联,有助于实现区域土地可持续利用时空尺度上的综合分析、评价与管理,为土地可持续利用研究提供了一条新的途径。

因此,土地可持续利用研究应进一步整合景观生态学的思想与理论,深入对土地可持续利用内涵的探讨,重点加强土地可持续利用结构、功能与动态变化等的基础理论研究,尤其需要关注土地利用格局及其变化过程的相关分析。

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