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景观生态学|01-1 景观与景观生态学【复旦赵斌教授公开课】

 生态学时空 2021-11-20

同学们好,我们从今天开始,学习景观生态学这门课。第一次课,一般都是从绪论开始,我们当然也是这样。今天要讲的内容是,景观生态学概念与发展。景观生态学是生态学领域中相对比较新的学科,这里所说的发展,就是指景观生态学是如何独立成为一个新学科的。那么同样,也请大家在学习中思考一下

,为什么景观生态学会成为一个独立的学科呢?请大家带着这个问题学习本章的内容。

这一章的内容主要有如下四个方面。首先,我们来学习一下,景观与景观生态学的概念,究竟研究些啥;其次,我们要看看,景观生态学从欧洲起源之后,是如何在美国发展壮大的。然后,我们再看看景观生态学在美国壮大后,又如何走向国际,成为全球生态学家共同认可的新学科门类。最后,通过这些学习,我请大家思考我前面说的那个问题:为什么景观生态学会成为一个独立的学科呢?这个问题同样也是我们下次讨论课需要着重讨论的问题。那么,这就需要大家在课后好好想想,并查阅一些相关的资料,做好准备。

那么,我们现在这门课,既然叫景观生态学,景观在这里是一个形容词,说形容词似乎也不恰当,应该说是限定词,那么我们很容易理解,这门课应该是从生态学中衍生出来的一门学科。所以,如果各位有过学习生态学的背景,那是最好的了。特别是,如果还有一些地理学的背景,那就是更容易理解本课程的一些内容了。但考虑到并非所有的学生都有这样的基础,所以我们在上课的时候会尽量照顾到这一点。不过,也请各位没有相关背景的同学呢,更加把劲,如果发现自己某些知识不是特别熟悉,那就需要课后好好补一补。大家知道,在我们这个时代,最不缺的就是学习的素材,大家完全可以建立自己个性化的学习方案。

我们大家都是有意无意之中会望文生义的,看到景观生态学,大家就会自己解释,研究景观的生态学。那么,什么是景观呢?如果我直接搬用一些教条式的讲解来告诉你,这样不仅乏味,而且还不一定真明白。最后你还会觉得这学科很水,的确有很多人是这样的感觉。从我的经验来看,有许多同学,刚开始接触这门课的时候,觉得很神秘,然后慢慢学着学着就觉得很水,而之后如果不得已,必须做这方面的研究之后,才发现真得挺有用的,至少我自己就是这样感觉。所以,如果你在学习中发现这学科很水的时候,恰好你需要自测一下,是不是自己太low?

说起景观,实际上我们并不陌生。因为我们认识自然就是从景观开始的。我们一般需要了解这个自然区域的形状、大小、颜色、质地、与周边的关系等等。我们在观察一个自然地的时候,有时候会觉得,这个地方我似乎来过,或者说与我看到的哪个地方很相似。

比如,这是具有一颗矮树的草地景观,许多人可能喜欢用这样的图来做自己的电脑桌面,Windows XP的默认界面好像就是这样。这四张照片,我肯定地告诉大家,是在不同地方拍摄的,但我们会觉得很相似,是不是。这里都有树和草,有蓝天白云。我们可以说这个景观是由树、草、蓝天和白云组成的。我们在进行这样区分的时候呀,这里的树、草、蓝天、白云都是独立的元素,是一个我们可以区分的最小单位。这些不同元素之间的差异,就是异质性,是我们进行区分的基础。很明显,元素的异质性空间搭配,才是我们觉得相似的根源。

另外,许多人造景观,就根据类似的原理,组合不同的异质性元素,弄的很相似。这个相似性,如果我们能总结出来某些特点,那就是在分析景观配置,或者说对异质性的度量。有关异质性的话题,我们以后还会展开讨论。

刚才我说到,不同的地方,可能有相似的景观。相反,不同的景观我们又很容易区分,一看就知道二者是不同的。比如这里的这些景观。有高寒草甸、冰雪景观,有原始森林,有农田。一眼望去,很容易区分。在生态学中,我们分别可以加上不同的名字,高寒草甸生态系统、冰雪生态系统,森林生态系统和农田生态系统。

如果我们从飞机上看地面,发现地面是由相互作用的斑块(Patch)构成的,这些斑块就是我们常常称呼的生态系统,它们总是以相似的形式重复出现。那么,斑块这个词,在我们这个课程中会经常提到了。基础生态学中,一般并不会用斑块这个词,而是说生态系统。而景观生态学如果研究这些生态系统的组合和配置,那么研究的空间尺度显然就比生态系统生态学要大,这也的确是景观生态学的一个特点,有较大的空间尺度。

但是,我们目前的景观,大多是人类与自然共同作用下的景观,因为地球上没有人干扰的地方已经很少了。只是有些地方干扰得少,有些地方干扰得多。那么,我们是不是可以尝试进行一下定义——什么是景观?你试一下,就会发现并不容易。而且在美学上,景观的定义,与我们在生态学上的定义还有很大区别。

从美学上来看,景观并没有明确的空间界限,主要突出一种综合的视觉感受,其美学价值由文化所决定。从字面上来看,这个词的英文Landscape,有些麻烦,应该是一个合成词,等于Land+scenery,也就是仅指陆地景色,那么与之相关的词海景,就只好是Seascape。那么是否还有草地景观、荒漠景观、森林景观、湖泊景观呀?的确如此。那么,在生态学上呢,这个词就没有如此多的麻烦了。虽然是 Landscape,但可以指所有的生态系统,其中一个定义就是:相互作用的生态系统的异质性镶嵌,虽然这句话很拗口,但相信大家现在能看懂这句话了而植物学家喜欢这样定义:地貌、植被、土地利用和人类居住格局的特殊结构。搞土地规划的人喜欢这样定义:综合人类活动与土地的区域整体系统。在遥感学家眼里,景观就是遥感图像中像元的排列。

所以,我们景观生态学中的“景观”呀,其实并无公认一致的定义,但有更容易理解的角度。比如美国景观生态学家邬建国2000年撰文,将生态学中的景观区分为狭义景观和广义景观。他认为,狭义景观指几十公里至几百公里范围内,由不同生态系统类型所组成的异质性地理单元,这里面应该是暗含了人类视角,也就是人能感受到的;而广义景观,则是指从微观到宏观不同尺度上的,具有异质性或斑块性的空间单元,这应该是动物视角了,因为动物有大有小,还有会飞的,看得远的。从近几年的一些文献来看,广义景观概念强调空间异质性,被越来越多的生态学家所采用,特别是全球变化问题成为主流之后更是如此。

好,有了对景观的理解,这样我们将景观与生态学二者结合起来,就知道,如何定义景观生态学了。研究景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科。如果我们熟悉生态系统的特征,大致也可以想到景观生态学要研究景观的什么特征了。我们来看一看

一、景观研究的不是单一系统,而是由若干生态系统聚合在一起,构成的复合生态系统。

二、景观中各生态系统之间也存在着物质循环、能量流动及其相互影响,这是肯定的;

三、景观区域范围内具有一定的气候和地貌特征,所以我们说要研究景观生态学,需要一定的自然地理学基础;

最后,景观的组成结构及功能特征与一定的干扰状况的组合是相对应的。干扰在这里一个很广泛的概念,不是我们想象中那种负面的影响,这里是包括所有引起生态系统变化的因子。

在景观生态学研究中,核心内容是探讨尺度、格局与过程及其相互作用。所以,邬建国撰写的《景观生态学》这本专著,就把格局、过程和尺度放在副标题中。我们下面把这个几个概念也给大家简单介绍一下。

对于一个事物,我们要看清楚,我们会走得更近一些。如果想看得更清楚,我们会用放大镜,甚至显微镜。那么,我们为什么不用放大镜和显微镜来看我们的整个世界呢,这样不是看得更清楚吗?这个问题很容易回答,当我们过分关注这些细节的时候,我们就失去了整体上的认识,因为我们的世界,本来就是均匀性与异质性的统一,你们看看,这就是我们前面介绍的内容。所以,我们在景观生态学研究中,考虑均匀性与异质性的关系,就是格局,Pattern。

还有,我们站得高,看得远,但看不清,看不准,这是一个常识。你是否想过:金鱼缸中金鱼的世界和我们有什么不同?蚂蚁知道这个世界上有人类的存在吗?所以呀,不同的眼光,不同的世界,因为我们所处世界的尺度不同,在生态学上也非常重视尺度,scale。

时过境迁,沧海桑田,就是说,大海可以变成农田,农田也可以变成大海,随着时间的流逝,世界变化很大,这就是指的生态学中的过程,process。

那么,在不同的尺度下,我们看待同样一个地方,结果差别很大,对不对?但是,我们要知道,在不同的时空尺度上,限制特定生态过程的生态因子也是不同的,有些生态因子可能只在某些尺度水平上才发生作用;不同的时空尺度,决定了相应的景观要素区分的分辨率,所以,景观要素的甄别不仅要考虑可能性,也要考虑必要性。比如,我们研究荒漠化的时候,并不必要知道每一颗小草的位置。这就是景观生态学中的尺度效应。

最后,我们来看看,生态学家们是如何评论景观生态学的。比如,Risser就这样评论:景观生态学不是一门截然不同的学科,也不是生态学的一个简单分支,而是众多关注景观时空格局的相关学科的综合交叉。Wiens是这样说的,景观生态学作为一门学科的出现,促进了生态学家范式的转变。】资源管理人员和土地利用规划人员,现在已经看到了空间格局和尺度的面貌……我们再也不能回到过去看待事物的方式了。大家看,这些评价高不高?

本小节内容就到这里,请稍作休息,再继续学习后面的内容:景观生态学从欧洲到美国。好,过会儿见!

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