02 景观生态学的理论基础(4)

的综合分析、表达、解释、预测的能力。 从景观生态系统各组分的有机结合、系统的复杂性以及不同层次的稳定性，
表明景观生态系统是以“整体”的形式出现，应该作为一个整体来考虑。
5.2景观生态学的有机关联性思想
景观生态系统是一个符合有机关联原则的开放系统，除了各要 素间的有机联系外，还与周围环境有物质、信息、能量进 行交换，有相应的输入和输入以及量的增加和减少。
3）等级理论认为，任何系统皆属于一定的等级，并具有一 定的时间和空间尺度。
1、自然等级理论-生态系统的等级
1）生态系统具有等级结构的性质，Overton(1972)将等级理论引入生态学， 专著《生态系统的等级概念》（O’Neill等，1986）。
2）整个生物圈是一个多重等级层次系统的有序整体，每一高级层次系统 都是由具有自己特征的低级层次系统组成。
各处可测的宏观物理性质均匀(从而系统内部没有宏观不可 逆过程)的状态，它遵守热力学第一定律，即系统内能的增 量等于系统所吸收的热量减去系统对外所做的功；热力学 第二定律，即系统的自发运动总是向着熵增加的方向。
（2）突变：外部条件连续变化时系统发生在跃迁临界点上的
不连续性，即在临界点附近控制参数的微小改变导致系统 状态明显的大幅度变化的现象。
5.3景观生态系统的动态性
景观生态系统的有机关联是与时间相关的，这种关联是随时间 的演替呈动态性变化的。景观生态系统内部的结构、各要 素的分布位置、数量不是固定不变的，而是随时间而变化 的，同时系统与外界有物质、能量和信息的联系与交换。 动态性保证了这种物质能量、信息交换的存在，在系统中 可以表现为相对稳态，这种稳态是系统动态性的一种表现。
由于研究对象的复杂性，景观生态学必须采用综合分析的方法 来进行研究。
景观生态综合分析（方法）包含三个层次：
第一个层次：由数学、系统生态学和经济学等基础科学系统方法构成。 第二个层次：由与组成景观生态系统相关的地貌学、土壤学、水文学、气
象学、植物学、动物学和经济学等传统学科的方法构成。
第三个层次：是景观生态学自身发展中形成的技术和方法体系，具有较强
综合整体性、有机关联性、动态性、有序性和目的性是一般 系统论最基础的出发点，也是景观生态学的五个最重要的 基本特征。
二、自然等级理论与尺度效用
1、自然等级理论-概述
1）等级理论（Hierarchy theory）是20世纪60年代以来逐渐 发展形成的，关于复杂系统结构、功能和动态的理论。
2）等级是一个有若干层次组成的有序系统，它由相互联系 的亚系统组成，亚系统又由各自的亚系统组成，以次类推。 属于同一亚系统中的组分之间的相互作用在强度或频率上 要大于亚系统之间的相互作用。
（1）维系生物圈等级组织的是组合能，切低级组织的结合能强，高级 组织的结合能弱；
（2）对生物圈等级组织的每一个等级的局部干扰，会影响整体，局部 控制也可以调节整体（全球变暖效应）。
3）景观是生态系统的空间镶嵌体，在空间和时间上都表现 出高度复杂性，具有等级特征和等级结构，且景观的性质 随着所属等级不同而异。
Байду номын сангаас
5.4景观生态系统的有序性
景观生态系统的发展是由无序向有序的成长(熵减的过程)，伴 随着系统组织性的增长，景观生态系统中的生物、非生物 成分的物质、能量等组成了一个有序的动态序列。人类在 有序结构中占核心地位。
5.5景观生态系统的目的性
景观生态系统的目的是达到整个系统的持续性。在偶然因素的 作用下，其异质性会增大，适度的异质性增大将有利于系 统向较好的方向发展，过度的异质性会破坏一个原本稳定 的景观生态系统。
耗散结构理论的创始人是伊里亚·普里高津(Ilya Prigogine) 教授，由于对非平衡热力学尤其是建立耗散结构理论方面的贡 献，他荣获了1977年诺贝尔化学奖，该理论在自然科学和社会 科学的很多领域，如物理学、天文学、生物学、经济学、哲学 等都产生了巨大影响 。
5 景观生态学与系统论的关系
5.1景观生态学的综合整体性思想
（1）等级结构：任何等级的生物系统，均是由低一等级 水平上的组分组成，每一组分同样由更低一等级水平的组 分组成。等级结构系统的每一层次都有其整体结构和行为 特征，并有自我调节和控制机制。
（2）约束（contraint）:制约景观组分、格局、过程等发 生变化的现象，来自于低一等级水平组分行为约束（生物 约束），也有高一等级环境约束，约束力的范围和边界构 成约束体系。
4）生态系统具有亚稳态性，即在一定的时间和空间上能保
持相对稳定性，受到干扰后，具有恢复的能力（在一定的 阈值范围内）。
（3）自组织：系统自发走向有序结构的性质和能力，水体的
自净。
（4）整体性：正确处理局部与整体的关系，不能够孤立从单
个的个体方面来思考和解决问题。
（5）耗散结构理论
一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化 学的、生物的乃至社会的、经济的系统)通过不断地与外界交 换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时， 通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无 序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这 种在远离平衡的非线性区形成新的稳定宏观有序结构，由于需 要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称之为“耗散结 构”(dissipative structure)。
2系统的主题：阐述对于一切系统普遍有效的原理，不管系统
组成元素的性质和关系如何，任何学科的研究对象都可 看作一个系统。
3系统论的基本概念：系统、层次、结构、功能、反馈、信
息、平衡、涨落、突变和自组织以及耗散结构理论等。
4 系统论的原则：整体性、关联性、结构性、开放性、动态
性
（1）平衡：一定条件下，系统所处的相对稳定的状态。系统
第二章 景观生态学的理论基础
（一）系统论与景观生态学 （二）自然等级理论与尺度效用 （三）岛屿生物地理学理论和异质种群 （四）渗透理论 （五）地域分异规律
一、系统论与景观生态学
1 系统论：是一门运用逻辑学和数学方法研究一般系统运动规
律的理论，从系统的角度揭示了客观事物和现象之间相 互联系、相互作用的共同本质和内在规律性，由生物学 家贝塔朗菲提出。