1、摘要： 自上世紀80 代景觀生態學被引入中國以來，針對景觀格局的研究發展迅猛，尤其是進入21 世紀后，相關的理論與應用研究文獻數量直線上升，取得了可觀的研究成果。本文從景觀格局的含義內涵入手，對近20 年來國內外對于景觀格局指數空間分析和景觀格局動態演變上的研究做了較為簡要的綜述，并對景觀格局理論的研究進展及其在不同領域的應用進行了分析和論述，提出了研究的熱點和發展趨勢，為今后應用于實際的研究提供參考。關鍵字：景觀生態學景觀格局分析景觀指數動態Domestic and foreign landscape pattern analysis and landscapepattern evoluti

2、on research progressAbstract:Since the 1980s and landscape ecology since being introduced to China, aiming at the rapid development of the landscape pattern research, especially in the 21st century, the related theoretical research and practical application document number upwards, gained considerab

3、le research achievements.This article from the landscape pattern, the meaning of connotation of both at home and abroad in recent 20 years for landscape pattern index spatial analysis and landscape pattern on the dynamic evolution research done in a more briefly summarized, and the theory of landsca

4、pe patterns research progress and application in different fields is analyzed and discussed, puts forward research hot spot and the development trend in future application in practical research to provide the reference. Keywords： Landscape ecology, landscape pattern analysis, landscape index, dynami

5、c前言：景觀生態學是一門相對年輕、應用廣泛的生態學分支學科。它是傳統生態學研究向宏觀與空間方向發展的自然延伸，景觀的異質性及其與生態過程的相互作用是景觀生態學研究的核心問題之一。我國景觀生態學雖然起步比較晚，尤其是在二十世紀八十年代之后才發展迅速，但是現在這個學科已成為現代生態學中重要的綜合學科之一1 。景觀是一個區域，里面有許多斑塊組成，這就是說景觀涉及到了一個很大的概念包括地形，結構、空間功能等多學科生態系統綜合體。2 在研究方面上來講，景觀結構、景觀變化， 景觀功能則是三個最基本的研究點。從研究內容來說，則是這三者包括景觀的結構（ 空間格局 ） 、功能 （ 生態學過程） 、變化 （ 空間

6、動態 ） 與生物活動（ 特別是指人類活動） 之間的相互作用。景觀格局的特征以及格局的形成原因，甚至是與各生態發展過程之間的關系則是景觀生態學的研究核心之一3 。景觀格局的含義與度量我國最早的景觀格局文獻大多是關于國外理論的介紹。20 世紀 80 年代初期，景觀生態學被林超、黃錫疇、陳昌篤等介紹到中國之后，一系列文獻介紹了國外景觀生態學概念和方法，景觀格局作為其基礎內容同時在中國引起廣泛關注， 這一階段可以說是我國景觀格局研究的起步階段，主要以國外研究成果的介紹為主 7 。 肖篤寧等多次將國際景觀生態學研究進展與前沿問題介紹給國內學者4-6 ，隨著對景觀格局、功能和過程研究的不斷深入，研究者對景

7、觀格局及動態的研究、 景觀格局的優化、景觀格局與生態過程的耦合途徑和相互關系、景觀格局演變分析方法和其驅動力機制的研究等熱點和難點問題分別進行了總結，并預測未來的研究趨勢7 。如以郭晉平等人為代表的課題組開展的森林景觀動態及其群落生態效應的研究 首次對森林景觀生態進行了比較全面、系統和深入的研究，為后人的進一步研究提供了基礎8 。于興修等以浙江省西菩溪為例，對在不同年份間的土地利用變化所引起的景觀結構和景觀異質性變化以及該過程所產生的生境質量下降、邊緣效應增強和土地退化等景觀生態效應進行了分析，并在此基礎上提出了調整9土地利用方式的方案，使生態建設以及水土資源利用實現可持續發展1.1 景觀格局

8、的內涵與意義不同生態系統反映在空間上即不同類型的土地利用單元，它們以各種形狀和大小鑲嵌組合，構成斑塊、廊道、 基質等景觀要素。景觀格局 ( Landscape pattern ) TOC o 1-5 h z 即指景觀的空間結構特征，是景觀組成單元的類型、數目及空間分布與配置，是景觀異質性在空間上的綜合表現10。在對景觀進行生態學研究時，結構、功能和變化是景觀的三大基本特征。格局可以影響景觀中資源和物理環境的分布形式和組合、物種的分布和豐度等多種過程或功能；反之生態過程也會引起景觀結構的變化11-12 。景觀格局還有的最大特征就是空間自相關性(spatial autocorrelation) 。

9、空間自相關性是指在空間上越靠近的事物或現象就越相似。景觀格局在多尺度上表現的空間異質性與生態系統變化過程相互作用，是景觀生態學研究的核心內容之一， 也一直是景觀生態學研究的重點與難點13 。 空間自相關性現象是可以隨處可見的，也是非常奇妙的，如果不存在景觀格局的自相關，景觀格局的分析、生態過程的研究和尺度轉化規律這些都不可能進行。1.2 景觀格局的度量景觀生態學有別于傳統生態學的重要標志就是它對空間數據的依賴和分析上。 首先要有大量和較大范圍的空間地學數據，然后對其進行分析和處理，由此而言， 采取數量研究方法是必不可少的。有人甚至以為景觀生態學的發展在很大程度上取決于它定量研究方法的發展，這樣

10、說當然有些失之偏頗，但它也從一個側面說明了在現今景觀生態學的研究中，定量化研究確實起著很大作用。斑塊 - 廊道 - 基底模式是現為大多數學者多接受的景觀格局模式，斑塊是景觀中相對零碎的、均質的塊狀單兒，如植物、湖泊、民居等; 廊道是指景觀中與相鄰環境不同的線性或者帶狀結構，包括河流廊道、道路廊道等; 基質是在空間上分布最廣、連接度最高且在景觀功能上起優勢作用的景觀要素。景觀格局的定量研究，就是對組成景觀格局的斑塊、廊道、基底進行定量的統計和分析，以獲取景觀的空間結構特征。利用景觀生態學的數量方法，研究景觀結構的動態變化過程，能很好地反映人類活動及自然環境變化對景觀要素的影響，從而為合理地進行景

11、觀規劃、管理和維護生態系統提供依據。景觀格局分析及其方法景觀空間格局的形成和變化受到自然環境和人類活動的共同作用，它不僅體現自然、 生物和社會的各種生態過程在不同空間尺度上相互作用的結果，還決定各種自然環境因子在景觀空間的分布和組合，從而制約生態過程。分析景觀格局的目的是了解產生和控制景觀空間結構的因子和機制，比較不同的景觀格局及其生態效應，最終為景觀的合理利用與規劃提供依據14 。對規劃師來說，理解、規劃和管理景觀變化最有效的方法是了解結構和功能之間相互作用的驅動力，識別景觀的主要結構組分及其主要的景觀過程，建立格局和過程之間的關系，使得預期空間規劃方案的生態后果成為可能。現在景觀生態學的定

12、量方法主要分兩部分: 景觀指數方法和景觀格局空間分析、數學模型模擬方法。景觀指數景觀指數分析法作為景觀格局分析的常用方法之一，在過去二十年的時間里得到迅速發展，它不僅可以定量化研究景觀格局，最重要的一點就是景觀格局指數可以直觀清楚地反映一些格局特點15。而結合多尺度概念共同分析景觀格局，也就是說對于同一景觀采用不同粒度或是幅度分析有著重要的意義16 。 通過對景觀指數的定量計算，可以了解景觀格局的基本空間結構特征，如景觀組成單元的數量、大小、形狀、景觀多樣性、優勢度、均勻度等，并為進一步的景觀格局空間統計學分析提供基礎和參考數據。景觀格局指數通常采用Fragstats 、 Apack和Pach

13、 Analyst 三種常用軟件計算獲得。 目前反映景觀格局變化的特征指數已有200 個左右， 但這些指數中有些具有相同的生態學意義, 有些不具有明確的生態學意義，甚至有些指數之間相互矛盾 17-18 ，因此根據研究內容的需要應對指數進行篩選。例如對于濕地景觀而言，通常根據濕地的特性選用一些最能反映濕地景觀格局變化特征的指數，如景觀多樣性指數、破碎度、優勢度、分維數等指標來分析濕地景觀格局，根據景觀格局指數在不同時段內的動態變化來反映景觀格局空間結構特征的變化。國內對濕地景觀格局變化的研究始于20 世紀 90 年代 , 主要采用景觀格局空間分布特征指數（景觀多樣性指數、優勢度指數、均勻度指數及斑

14、塊分維數）和景觀異質性指數（聚集度以及破碎化指數景觀破碎化指數、廊道密度指數、斑塊密度指數、景觀斑塊破碎化指數、景觀斑塊形狀破碎化指數）等10 余種指標來研究濕地景觀格局的變化19 。陳康娟等20 選用景觀格局空間分布特征指數以及空間構型指數（景觀破碎化指數和聚集度）分析了人類活動影響下的四湖地區濕地的景觀格局, 指出人類干擾程度的增加導致濕地景觀多樣性下降 , 優勢度和景觀破碎化程度增強。王憲禮等 21 選用斑塊密度指數、廊道密度指數、 景觀破碎化指數等6 個指標定量分析了遼河三角洲的濕地景觀格局, 結果表明景觀破碎化與人類活動密切相關, 而且廊道的發展是景觀破碎化的前提與動因。空間統計學方

15、法由于景觀指數分析是建立在同一景觀內部是完全均質和不同景觀要素之間是截然分明之上，而實際的景觀格局在鄰近范圍內的變化往往是連續的，并依賴于相鄰的空間位置，即表現為空間自相關性現象（在空間上越靠近的事物或現象就越相似），因此針對實際景觀采用景觀指數分析方法，研究結果往往趨于理論化， 與事實產生較大的誤差。從另一方面而言，了解空間異質性在景觀中是如何連續變化的，即是否具有某種趨勢或統計學規律，是理解景觀格局本身及其與生態學過程相互作用的重要環節。空間統計學正是通過分析空間異質性在景觀中的連續變化情況，揭示景觀格局本身及其與生態學過程之間的相互作用，以確定空間自相關關系是否對景觀格局有重要影響。空間

16、統計學的主要方法有空間自相關分析、趨勢面分析、半方差分析等等。另外， 遙感與地理信息系統技術的結合，成為探討景觀格局演變、揭示其空間變化規律、建立其變化驅動力模型的有力分析手段22 。地理信息系統使快速、準確地處理大規模空間數據成為可能，它與遙感技術相結合大大拓寬了人類的視覺范圍， 為區域景觀水平上的監測與評價提供了有效的手段。遙感、 地理信息系統與景觀生態學理論共同形成了對大尺度生態系統空間格局進行研究的獨具特色的研究模式。景觀格局動態研究GIS 技術的引入，景觀格局的動態演變即時間異質性問題成為重點。時間異質性的研究主要集中在景觀動態變化分析、模擬和景觀動態驅動因子分析等方面，這有助于對人

17、地關系的深刻理解，有利于對生物多樣性、自然資源的有效保護，因而成為當前眾多研究案例的熱點。景觀格局動態景觀格局動態研究是基于時間變化，通過分析景觀組成部分的空間的相互作用、 空間結構及其空間各功能的發展變化，預測景觀生態系統的變化趨勢23 。 同時這些異質性的斑塊也制約著各種生態過程，因為它們決定著自然地理環境的分布特點、形成原因、和組成分配，進而與生態系統的干擾能力、系統穩定性、系統恢復能力和生物多樣性有著不可分割的關系。具體地講，景觀格局動態變化包括景觀結構單元的組成成分（包括景觀斑塊的類型、數目、面積）、多樣性、形狀和空間格局等方面的變化，以及由此導致的能量、 物質和生物在分布與運動上的

18、差異24 。 景觀格局的變化具有3 種典型類型：1）景觀、基質更替：是指景觀格局中原來的基質被其他某一種新的景觀元素所取代；2）景觀面積比例變化：是指幾種景觀元素的面積比例大小發生了變化；3）景觀元素的變遷：是指在景觀系統內一種新型的景觀元素的出現或者是一種原有的景觀元素的消失。而在景觀動態模擬模型方面，以細胞自動機模型和馬爾柯夫模型應用研究最多。景觀中基質、斑塊與廊道之間的相互轉化，可以采用生態學中的馬爾科夫（ Markov） 轉移矩陣模型來確定其變化的方向和速度。而細胞自動機模型的最大優點就在于可以把局部小尺度上觀測的數據結合到鄰域轉化規則中，然后通過計算機模擬研究大尺度上系統的動態特征。

19、如王學雷等25 利用 1990 和 1996 年 2個時期的衛星影像對四湖地區濕地景觀格局的動態變化進行了動態模擬和趨勢預測， 指出只有通過控制圍墾和實施退田還湖措施才能實現湖泊面積增加的預測結果。 Morot 等 26驗證了氣候-地形指數模型在預測歐洲濕地景觀沿氣候梯度分布狀況的可行性和穩定性, 結果表明該指數在不進行區域校正的條件下能夠預測下滲能力較弱的濕地結構和增長程度，但對于濕地的實際位置預測結果較差，且該指數目前還受DTM精度的限制。景觀格局變化的驅動機制（自然&人文）景觀格局變化主要是指由于土地利用/ 土地覆被變化（LUCC）所導致的景觀格局和景觀類型的時空變化27 。 景觀格局動

20、態變化可分為空間變化和過程變化，二者是同一變化中的兩個方面。過程變化是空間變化的原因，而空間變化又影響過程變化 28 。研究表明，景觀變化的驅動因子可以簡單地概括為兩類：人為驅動因子和自然驅動因子23 。 但是在較短的時間尺度上，自然驅動力相對較為穩定，具有累積性效應，而人為驅動力則相對較活躍。人為驅動力包括人口變化、經濟增長、貧富狀況、科學技術進步、產業變遷、制度變革、政治經濟結構以及價值觀念等方面的內容。同時， 景觀格局演變的驅動力系統還存在著主導驅動力與非主導驅動力的區別，對其進行判別也是總結景觀格局演變驅動力機制的基礎。肖篤寧等 29 對遼東濱海濕地土地資源景觀格局變化的驅動機制分析表

21、明，遼東灣海濱濕地演變過程中同時受到自然與人為兩種不同性質驅動力的影響。河口泥沙沉積使自然濕地向海淤張，帶動整個濕地景觀向海推演以及海退導致濕地環境因子的變化，這種強烈的海陸作用在較大的時空尺度下構成區域地質歷史背景， 作為區域環境演變的內在驅動力，控制著整個遼河三角洲的形成及演變。另一方面， 在較小的時空背景下，近現代人類的經濟活動及區域開發歷史作為人類外在的脅迫因子疊加與自然因子之上，加快了濕地環境演變的過程。王憲禮等 30對該地景觀變化的研究也認為，該區域的景觀變化是自然人為兩種作用力相互作用的結果。參考文獻：1Fu BJ， Lu YH The Progress and perspect

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