Some theoretical considerations: From landscape ecology to waterscape ecology

Being inspired in the process of teaching and studying on tourism geography and heritage landscapes, the author attempts to broaden the scope of traditional studies in landscape ecology. Upon reviewing the progress, limitations and boundaries of landscape ecology, he criticizes the negligence of waterscapes by academics. The author further examines some waterscape conservation policy programs practiced by different nations. These include 10 National Seashores, 4 National Lakeshores, 4 National Rivers, 13 National Marine Sanctuaries and 1 Marine National Monument in USA, 13 Marine National Parks, 11 Marine Sanctuaries and 4 multiple use Marine Reserves in the State of Victoria, Australia, 3 Marine Nature Reserves and 43 Heritage Coasts in UK, and 272 National Water Parks in China. Based on these explorations, the author proposes a few hypotheses on waterscape ecology. Finally, he concludes that as one among many sub-disciplines of applied ecology, waterscape ecology can only achieve its full-fledged growth through concerted efforts among academics, and the supports from both governments and non-government organizations. Meanwhile, the site-specific policy practices with the rapid increasing social needs will likely facilitate the development of this infant school. Hopefully, the birth and development of waterscape ecology will contribute to the prosperity of global academics and the maintenance of earth level environmental health.     

景观生态学:海洋生态系统研究的一个新视角

全球海洋生态系统作为异质性的复杂巨系统是一类景观生态系统 ,具有明显的等级结构 ,因此 ,景观生态学的原理和方法完全可以应用到海洋生态学的研究中来。生态系统的尺度限制了海洋生态学向更加宏观的方向进一步发展 ,在景观的水平上 ,运用景观生态学的理论和方法可以更好地在多个尺度上开展深入广泛的研究。本文不仅讨论了海洋景观的空间异质性 ,而且就海洋景观生态学的若干研究方向进行了探讨。     

国际景观生态学研究新进展

20世纪90年代中期以来,国际景观生态学发展迅速.景观生态学研究最为活跃的地区集中在北美、欧洲、大洋洲(澳大利亚)、东亚(中国),表明景观生态学理论、方法和应用的广泛性和越来越高的认知度.从研究内容上看,景观生态评价、规划和模拟一直占居主导地位,其次是景观生态保护与生态恢复、景观生态学的理论探讨.随着景观生态学研究的深入,以科学和实践问题为导向的学科交叉与融合不断加强,促进了景观生态学新的学科生长点的形成和发展,主要包括水域景观生态学、景观遗传学、多功能景观研究、景观综合模拟、景观生态与可持续性科学.在全球化背景下,中国的景观生态学研究也已经取得了长足进展,国际同行开始关注并在重要学术刊物上评介中国的景观生态学研究,标志着中国景观生态学已逐步走上国际舞台.然而,中国景观生态学进一步发展的挑战和机遇并存.中国科学家需要抓住人类对可持续发展和可持续性科学的共同夙求,放眼国际前沿、服务本土需求,从中国自身的特色出发,关注受人类干扰的和以人为主导的景观,以景观格局与生态过程的多尺度、多维度耦合研究为核心,区域综合与区内分异并重,推动综合整体性景观生态学的建立和完善.     

景观生态学在大气污染研究中的应用

快速城市化和工业化进程造成了一系列大气污染问题，亟需在宏观尺度上解析大气污染时空分布规律。景观生态学关注格局与过程耦合，景观"源汇"理论可对应解析大气污染物的源与汇效应，将景观生态学的理论与方法引入大气污染研究中已成为解决当前区域发展与大气污染权衡的有效途径。从景观生态学视角辨识了景观与大气污染物的源汇关系，系统梳理了景观格局与大气污染的定量关系，指出当前景观格局指标仍需进一步完善以表征大气污染时空分布特征，而高质量大气污染物时空数据的缺乏是限制景观格局与大气污染过程耦合分析的重要因素，拓展应用景观"源汇"理论，定量解析景观格局对大气污染的源汇效应，同时进一步研发遥感反演技术，实现大气污染物分布格局的精细刻画，将为区域景观规划提供重要支撑。强化大气污染研究中的景观生态学分析途径，将有助于深化景观生态学格局与过程耦合研究体系，也将为景观可持续管理提供有力的科学支撑。     

Landscape ecology as a bridge from ecosystems to human ecology

Landscape as a subject of (terrestrial) ecology can be interpreted: first, as a piece of land composed of different ecosystems; and second, as a holistic entity of aesthetic perception derived from landscape paintings and parks of the 18th and 19th century. Such entities display a characteristic arrangement of landscape elements regarded as a whole and taking them apart for specific investigation will break up and virtually destroy it (e.g. a symphony dissociated into single notes). Landscape as a holistic entity satisfies emotional human needs like identification with regions, and explains the attraction of tourists. Entity features are land-use and land cover combined with openness and a certain naturalness. A key question is whether you call a piece of the earths surface just land or landscape– and why. Such questions touch the interface between landscape ecology and human ecology. But human ecology must not dismiss landscape functions. The most beautiful landscape will be reduced to a mere picture if it does not also provide basic life-support. Therefore, energy and matter flows and transformations between the ecosystems of a landscape have to be determined along with its climate, geomorphology (relief), soils, hydrology, species and ecosystem diversity. These different approaches, however, may never be combined into a unified whole. There is no superscience, and incidentally, its complexity would by far exceed human brain capacity. What we can achieve is bridge-building by approximation of selected facts. A conscious spatial arrangement of diversified land-use units (ecotopes) will promote (bio)diversity and may be perceived as an integral landscape pattern. A spatially and temporally differentiated energy input into land-use units will result in a gradient of utilization intensity and allow more species to thrive, again enhancing both diversity and landscape beauty. Modern humans have deliberately chosen artificial surroundings to achieve complete environmental control, even in rural lifestyles. But as far as emotional needs are concerned, this artificiality seems to be neither human nor ecological. Something natural is lacking, and landscape in its holistic sense can provide it – be it a landscaped open space in a city, a rural scene, a seashore or a mountain range. Maintaining and managing such naturalness requires sound ecological knowledge – not as an aim in itself, but to provide a bridge for humans.     

景观生态学的学科前沿与发展战略

根据美国景观生态学2001年年会关于景观生态学的关键议题和研究领域特别专题的讨论,综合16位国际知名专家所发表的关于深化理论、整合协调和方法改进等方面的意见,深入论述了景观生态学的6项关键议题和10个优先研究领域。包括通过景观镶嵌体的生态流,土地利用和土地覆被变化的过程、机制,非线性动态和景观复杂性,尺度转换方法论的发展,景观指标与生态过程,人类活动与景观生态,景观格局的优化,景观保育与可持续性,资料获取与准确性评价。并对构建中国景观生态学的理论框架提出了初步的想法,即发展以格局——过程关系为中心的生态空间理论,以人类活动有序化为中心的景观生态建设理论,以发挥景观多重价值为中心的景观规划理论。     

森林景观生态研究现状与展望

综述了国内外森林景观及其动态研究的4个领域：森林景观管理与景观质量控制、森林景观格局与功能相互关系、森林景观生态过程模拟模型和决策模型、河岸景观生态的研究。并进一步指出了我国在森林景观生态研究领域中存在的问题：森林景观的研究基础不足,研究手段、方法相对落后,研究案例和成果有限。同时,还提出了森林景观生态研究的发展方向。     

红壤生态学

红壤是一种重要类型的土壤,面积大、分布广,条件优越,开发利用潜力巨大。当前,红壤退化严重、生态环境问题突出,亟待研究治理。建立红壤生态学,将红壤生态学的理论与技术运用到红壤的生态治理、环境改善及其合理开发利用中,既是现实需要又是形势所迫,势在必行。红壤生态学是由土壤学与生态学交叉、复合而形成的一门新兴、边缘农业应用科学,是土壤生态学的一个分支学科。红壤生态学以红壤为研究对象,探索红壤生态系统中生物与生物、生物与环境、环境因子与环境因子之间的相互关系及其作用机理,深入揭示红壤生态系统的结构、功能、演变规律及调控措施,最终目标是要实现红壤资源的可持续利用和红壤生态系统的可持续发展。红壤生态学着重研究以下7个方面的内容:(1)红壤生态系统的结构;(2)红壤生态系统的功能;(3)红壤生态系统的演变;(4)红壤生态系统的退化;(5)红壤生态系统的平衡;(6)红壤生态系统的调控;(7)红壤资源的开发利用。红壤生态学具有以下几个明显的特征:交叉性与边缘性、复合性与综合性、实践性与应用性、理论性与学术性、多样性与复杂性、层次性与系统性,以及长期性与战略性。今后,红壤生态学将向着规范化、数字化、高效化、国际化方向发展。为促进红壤生态学的又好又快发展,应采取以下战略对策:一是培养专门人才;二是增加物质投入;三是建设研发平台;四是加强交流合作;五是勇于开拓创新。     

中国景观生态学发展历程与未来研究重点

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。简述了国际景观生态学会成立与发展过程,通过系统综述中国景观生态学文献,重点分析了中国景观生态学的发展历程;根据中国景观生态学研究特点,将中国景观生态学发展划分为五个阶段:摸索与酝酿阶段(20世纪80年代以前)、吸收与消化阶段(1980—1988年)、实践与迅速发展阶段(1989—2000)、发展与思索阶段(2001—2010)、思考与创新阶段(2011—?)。在此基础上,重点从土地利用格局与生态过程及尺度效应、城市生态用地与景观安全格局构建、景观生态规划与自然保护区网络优化、森林景观动态模拟与生态系统管理、绿洲景观演变与生态水文过程、景观破碎化与遗传多样性保护、多水塘系统与湿地景观格局设计、稻-鸭/鱼农田景观与生态系统健康、梯田文化景观与多功能维持、源汇景观格局分析与水土流失危险评价等方面系统分析了中国景观生态学研究的特点。最后从学科发展与理论研究、重点研究地区和应用实践三个方面分析了中国景观生态学未来发展的重点方向。     

高速发展的景观生态学

景观生态学是生态学中一门年轻的分支学科,它的理论与方法和传统生态学有着本质的区别,它注重人类活动对景观格局与过程的影响.景观生态学为综合解决资源与环境问题提供了新的理论和方法,因而近年来受到高度重视.从景观生态学的理论框架、一般原理、研究方法和实际应用四个方面进行论述.     

山水林田湖草沙一体化保护和修复工程与景观生态学

我国山水林田湖草沙生命共同体及其保护和修复工程的理论研究和实践正逐渐开展,需要系统的学科理论支撑,景观生态学作为地理学和生态学的交叉科学,能够以其宏观空间理论和技术体系满足这一需求。本文将景观生态学作为山水林田湖草沙一体化保护和修复工程的支撑学科,首先,明确了山水林田湖草沙生命共同体是镶嵌的异质景观、具有景观的所有特征并遵循景观生态学原理;其次,阐述了景观生态建设理论如何应用于山水林田湖草沙一体化保护和修复工程的规划和评价;最后,总结景观生态建设研究的新趋势,提出待解决的理论和实践问题,并论述山水林田湖草沙一体化保护和修复工程如何为解决这些问题提供广阔的研究空间。景观生态学和山水林田湖草沙一体化保护和修复工程实践相结合,将为实现我国乃至全球生态、经济、社会可持续发展提供极为有效的途径。     

道路生态学中的景观生态问题

道路具有重要的景观生态影响,是道路生态学研究的热点问题之一。本文综述了道路生态学的研究历程和概况,从基础理论研究、道路对生物和理化环境的影响、道路与景观格局以及道路与土地利用/覆盖变化4个方面论述了目前道路生态学中景观生态问题的主要研究内容,并根据现有的研究成果概括了该领域的主要研究方法,即生物调查、道路缓冲区/影响区分析、叠图分析和综合分析。提出中国道路生态学中景观生态问题研究存在的主要问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。     

广东省古兜山自然保护区生态旅游开发的多尺度影响

从微观和中观尺度探讨了广东省古兜山自然保护区生态旅游开发对区内植物生态和景观生态的影响问题。结果表明:(1)10个样地的植物生态影响度指数有3个为一般级,5个为较严重级,1个为严重级,1个属极严重级。全区平均植物生态影响度指数呈较严重级。这表明旅游开发已给保护区的植物带来了较大的负面影响;(2)旅游开发与活动对植物生态的影响在游径两侧和景点、服务点周围2~4m范围内较显著,4~6m范围有一定程度影响,但6m以外的区域影响较小。处于多条通道交叉处的三角区,近通道的植物生态影响度指数值较中央区的影响值大,影响曲线呈双峰型;(3)不同景观类型的植物受旅游影响的强度和范围不一样。影响强度的变化总趋势为:山地草甸>山地灌丛>森林景观,常绿针阔叶混交林>常绿阔叶林>沟谷雨林,人工林>天然林;(4)植物生态影响指标间的相关分析表明从旅游活动对保护区植物的负面影响来看,阴生种数量、乔灌幼苗量、凋落层厚度、物种多样性指数4个指标具有较好的表征作用,草本层盖度表征作用不太好;(5)景观生态指标值和影响度指数显示旅游工程建设和森林工程对景观破坏影响较大,主要表现在林木间伐、修路及建筑选址、配色、数量控制等方面;(6)从景观生态影响水平看,常绿针阔叶混交林和季风常绿阔叶林受到的影响较大;就景观生态受影响难易程度而言,服务区南侧、喃呒山等地是区内景观生态敏感地带,服务区、喃呒庙、瓶身阁等旅游景点或设施具有较强的景观醒目度;(7)多指标定量化评价指数具有较好的环境预警作用,能为保护区生态旅游管理者提供有用的环境生态信息,以便及时做出科学决策。     

景观生态学在近海资源环境中的应用——论海洋景观生态学的发展

长期以来,景观生态学研究主要集中于陆地景观生态研究,并在土地利用、植被退化等方面取得了长足的进展,而在海洋领域涉足颇少.论述了景观生态学在海洋赤潮景观、海洋溢油景观、海域使用景观、滨海湿地景观、海岛景观和海洋环境污染景观等方面的应用前景,并就海洋景观生态学发展几点认识进行了深入探讨,如海洋景观的均质性与异质性、海洋景观格局与生态过程的关系、边缘效应与海岸带、海洋景观评价与评估、海洋景观模型等,目的是为景观生态学在海洋资源环境中的应用、海洋景观生态学的发展探索新的方向.     

景观生态学与退化生态系统恢复

退化生态系统的恢复是一项艰巨任务,它需要考虑到所要恢复的退化生态系统的结构,多样性和其动态的整体性和长期性。现在对于退化生态系统恢复研究已经要使生态学家们关注受损生态系统的理论和实际问题。退化生态系统恢复所面临的挑战是理解和利用生态演替理论来完成并加速恢复进程。恢复的主要目标是建立一个自维持的,由不同的群落或生态系统组成的能够满足不同需要如生物保护和粮食生产需要的景观。景观生态学关注于大的空间尺度的生态学问题。景观生态学研究方法可以为退化生态系统恢复实践提供指导。在解决退化生态系统的恢复问题时,景观生态学的方法在理论和实践上是有效的。景观生态学中的核心概念和其一般原理斑块形状、生态系统间相互作用、镶嵌系列等都同退化生态系统的恢复有着密切的关系。如恢复地点的选择和适当的恢复要素的空间配置。在评价退化生态系统的恢复是否取得成功,利用景观生态学也具有重要的意义。景观生态学理论如景观格局与景观异质性理论,干扰理论和尺度理论都能够指导退化生态系统的恢复实践。同样地,退化生态系统的恢复可以为景观生态学的研究提供非常恰当的实验场。寓景观生态学思想于退化生态系统恢复过程是一种新的有效途径。     

中国园林生态学发展综述

运用文献计量等方法对已有科研成果进行统计分析,结果表明:中国近50年园林生态学科领域科研发展经过了起步探索(1962-1981)、缓慢发展(1982-2001)、快速发展(2002-2011)3个时期,园林生态学作为生态学一个新的分支学科,于20世纪90年代末初见端倪,作为一门新兴独立的应用生态学分支学科于21世纪初已基本形成.中国园林生态学领域的研究包括园林生态系统中生物与环境相互作用关系问题、人与环境相互作用关系问题以及园林生态系统与其他生态系统之间相互作用关系问题.当代园林生态研究主要有生态效益研究、生物与环境研究、人的需求与行为研究、生态规划与生态管理研究4个方面,目前园林生态学研究主要侧重生物与环境研究和生态效益研究,两方面的研究成果占总体研究成果的76.3％.不同研究方面也有各自的侧重点,如生物与环境研究侧重对植物的研究,生态效益研究侧重净化环境、水土保持和防灾减灾,生态规划与生态管理研究则侧重生态规划与设计.对四个研究方面的论文主题词检索和高频主题关键词的分布进行统计,结果显示,研究的热点有多样性、群落、水土保持、防灾避险、净化环境、生态规划与设计等.对CNKI中4个研究方面成果中获基金资助项目论文进行统计(不排重),总体成果中基金项目论文所占比重为10.8％,国家和地方基金是园林生态学科研基金资助的主要来源,基金论文比例之和达到85.4％,且国家和地方基金资助论文较多的是“生态与环境研究”和“生态效益研究”,合计占基金论文79.1％.SCI-E中收录的文献基金论文率为47.1％,是CNKI数据库收录的文献基金论文率的4.3倍,且国际基金是基金论文的主要资助来源之一,说明中国园林生态学领域部分科研成果得到国际学界关注.基于CNKI相关主题词统计,“园林生态学”的研究成果只有“景观生态学”的1％,“城市生态学”的8.3％,“园林生态学”学科系统理论研究在相关生态学科研究中所占比重很低,其理论和方法研究还较薄弱.今后在进一步完善学科理论体系、持续开展生态效益和园林植物研究的同时,为更好地研究和解决人-自然复合生态系统问题,提供更多的科学理论支撑,还需拓展交叉生态心理学或环境心理学等其他相关理论,更多地关注人与环境互相作用关系以及生态规划与生态管理等方面的研究,既使环境更好地满足人的行为需求,也使人认识到改变一些行为能更好地保护环境.     

区域生态学的特点、学科定位及其与相邻学科的关系

区域生态学作为生态学的一门重要分支学科,起源于20世纪70年代的区域综合科学考察和环境污染调查,旨在研究区域生态环境问题形成背景和驱动因子,探讨区域生态环境问题解决的思路和方法。基于前人研究成果和文献综述,系统分析了区域生态学研究的特点,剖析了区域生态学的性质和学科定位。在此基础上进一步比较了区域生态学与景观生态学、生态系统生态学、区域自然地理学和宏观生态学的共性与差异。认为:(1)区域生态学研究对象是具有特定生态环境属性的区域生态综合体,既具有特定要素主导下的空间均质性,也具有多种要素耦合作用下的空间异质性特征,是一门问题导向的应用性基础学科;(2)区域生态学研究需要具有多元综合、问题导向和系统集成的思维,从多层次、多视角探讨区域生态环境问题的解决方案;(3)区域生态学属于宏观生态学研究的范畴,处于分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学这个生态学学科体系的较高层次。     

道路生态学研究进展

“道路生态学”是当代景观生态学的最新研究领域。重点探讨道路生态学和生态道路网的研究进展。从景观生态学的点效应、廊道效应和边际效应出发 ,引入景观生态网络的概念 ,即由点、线、网按照一定等级结构、功能分工和空间秩序组合成的生态网络体系 ,其中道路网和水网是最主要的表现形态。根据网络理论构造网络结构影响度模型 ,在 GIS和 RS的支持下 ,通过对北京局部地区道路网动态模拟的分析表明 ,道路网对其他景观的影响是通过点效应、廊道效应、点 -廊道 -网络叠加效应共同作用的结果 ,这种影响与道路网络密度和道路影响带的范围成正比。因此 ,为了最大限度减少道路网对自然生态系统的干扰与破环 ,提出生态道路网络建设的 8点建议     

景观生态学在海岸带地区的研究进展

海岸带是景观生态学研究的重要领域,并且取得了长足的发展。系统剖析景观生态学在海岸带陆地土地利用变化的景观格局分析与优化、滨海湿地景观格局破碎化及其生态效应、海岛开发和保护的景观规划与设计、近岸海域空间开发的景观格局分析与评价、海洋环境过程与空间格局的相互作用关系等领域研究取得的成绩及其存在的主要问题。在此基础上,结合我国生态文明建设要求,探讨了景观生态学在海洋生态文明建设中的研究尺度匹配、格局-过程耦合理论引导、景观格局指数量化考核方面的学科优势。景观生态学可以在围填海平面设计与规划研究、海岸带生态修复与景观建设、海洋保护区选划与管理、海岛开发与保护、海陆统筹下的海岸带综合管理等方面开拓应用发展领域,助力海洋生态文明建设,承担建设海洋强国、美丽海洋的新使命。同时也为景观生态学在近岸海洋资源环境中的应用、近岸海洋景观生态学的发展梳理框架与思路。     

Riverine landscapes: taking landscape ecology into the water

1. Landscape ecology deals with the influence of spatial pattern on ecological processes. It considers the ecological consequences of where things are located in space, where they are relative to other things, and how these relationships and their consequences are contingent on the characteristics of the surrounding landscape mosaic at multiple scales in time and space. Traditionally, landscape ecologists have focused their attention on terrestrial ecosystems, and rivers and streams have been considered either as elements of landscape mosaics or as units that are linked to the terrestrial landscape by flows across boundaries or ecotones. Less often, the heterogeneity that exists within a river or stream has been viewed as a `riverscape' in its own right.
2. Landscape ecology can be unified about six central themes: (1) patches differ in quality (2) patch boundaries affect flows, (3) patch context matters, (4) connectivity is critical, (5) organisms are important, and (6) the importance of scale. Although riverine systems differ from terrestrial systems by virtue of the strong physical force of hydrology and the inherent connectivity provided by water flow, all of these themes apply equally to aquatic and terrestrial ecosystems, and to the linkages between the two.
3. Landscape ecology therefore has important insights to offer to the study of riverine ecosystems, but these systems may also provide excellent opportunities for developing and testing landscape ecological theory. The principles and approaches of landscape ecology should be extended to include freshwater systems; it is time to take the `land' out of landscape ecology.