景观生态学教学内容体系构建的若干思考

　　景观生态学属于一门新兴而蓬勃发展的学科，学科研究报告的数量逐步增加，相关专著、教材不断面世。然而，面对不同的专业，景观生态学的本科教材在内容取舍和深度确定上差异较大。对筛选景观生态学的知识点、组合知识群、构建教学内容体系和实习内容，国内学者进行了可喜的探索。徐化成先生率先编写了我国第一本景观生态学教材，郭晋平教授和周志翔教授于2007年领衔主编了森林资源类本科专业的景观生态学教材。 
　　森林资源类本科专业新版的景观生态学教材体现了学科发展的前沿性、科学性和完整性，进一步提高了景观生态学的教学质量。教材的不断更新是教学过程延续和学科发展的必然结果。笔者结合景观生态学教学过程的体会和经验，围绕森林资源类本科专业景观生态学教学内容和实习内容的取舍，进行了深入的思考和探讨。 
　　 
　　一、景观生态学教学的整体目标 
　　 
　　依据北美学派、欧洲学派和中国大陆学派的基本理论，以及森林资源类本科专业人才培养的特点，景观生态学教学的整体目标是围绕景观空间理论、景观规划理论和景观生态建设理论，组织理论教学和完成实践教学过程。具体而言，就是了解景观空间格局与生态过程之间的关系、有序的人类活动对景观演变的驱动功能与景观管理的关系、景观多重价值的协调表达与景观规划的关系。 
　　 
　　二、景观生态学教学内容体系构建的基本原则 
　　 
　　景观生态学以中尺度的景观为研究对象，其理论体系的建立以普通生态学、地理学和系统科学为基础，属于新兴学科。景观生态学教学内容体系的构建应考虑下列原则：(1)整体观；(2)基础性与前沿性；(3)景观空间构型描述模式与景观功能、动态变化的关系；(4)景观演变驱动力与景观管理的内在联系；(5)理论与实践相结合，特别是要凸显景观多重实践的价值。 
　　 
　　三、景观生态学教学知识点的筛选和学科内容体系的构建 
　　 
　　基于国内外景观生态学教材和相关专著内容的构建体系(徐化成，1996；傅伯杰等，2001；Turneret al.，2001；Gergel&Turner，2002；肖笃宁等，2003；余新晓等，2006；郭晋平和周志翔，2007；邬建国，2007)，以及当今景观生态学主要学派的理论体系和聚焦的学科问题(肖笃宁等，2003；Monica et al.，2006；邬建国，2007)，结合景观生态学学科研究的前沿动态和实施教学的效果，根据景观生态学学科内容的4大模块，即结构、功能、动态和景观管理，遴选景观生态学教学的知识点，提出从教学层次性和教学内容侧重点2个方面对教学内容进行标识，构建较为完整的学科内容体系。 
　　 
　　(一)绪论 
　　掌握景观和景观要素的概念和特征、景观生态学的定义和内涵、景观生态学的研究对象和内容；比较景观生态学中欧洲、北美和中国大陆学派的基本观点；了解景观生态学的发展进程及其研究和学习的方法。 
　　 
　　(二)景观生态学的基本理论框架 
　　掌握等级系统理论、空间格局与景观过程、尺度及其效应、空间镶嵌与边缘特征、景观连接度与渗透理论、岛屿生物地理学与集合种群理论、源—汇系统理论(陈利顶等，2006)；理解景观生态学基本原理，包括景观系统的整体性与异质性、格局过程关系、尺度分析、景观结构镶嵌性、景观生态流与空间再分配、景观演化的人类主导性、景观的多重价值与文化的关联。 
　　 
　　(三)景观格局形成因素的辨识 
　　从一系列尺度辨识非生物的(物理的)和人为的因素对景观格局的影响，从小尺度辨识生物因素(特别是植被)对景观的影响。一般认为，地质地貌和地带气候提供了景观格局形成的物理模板，而人类活动、生物生命过程与土壤相互作用则在此基础上形成各种相适应的景观空间格局(邬建国，2007)。 

　　此外，还应注意景观格局的形成原因、机制随空间尺度而变化的规律。一般认为，景观格局的成因应理解为地质地貌、气候、土壤、植被和干扰等因素的复合作用。所以，应掌握常见干扰的种类、性质和生态效应。 
　　 
　　(四)景观结构与空间格局 
　　景观结构与空间格局是揭示景观生态过程和优化景观功能的基础。景观结构是指景观要素类型、多样性及其空间关系。而景观格局则是指景观要素的空间分布和组合配置。 
　　通常，以斑块一廊道一基质模型作为认识景观结构的基础描述语言；对河流网络、防护林网络和人工景观如公路铁路密集网络的景观结构，主要借助网络一结点模型加以分析；对自然保护区等地区，以生态安全格局模型揭示景观中潜在的由某些关键性的局部、位置和空间联系所构成的必需的生态安全格局(俞孔坚，1999)。据此，教学内容要求包括掌握斑块起源、大小、形状、镶嵌、斑块化与斑块动态，廊道起源、廊道结构特征、廊道分类，基质的判定、孔隙度和边界形状，景观异质性(肖笃宁等，1997)、网络等结构特征及其生态效应，景观构型的确定方法，以及景观结构要素的影响因素。此外，在Forman的斑块—廊道—基质模型和生态网络的基础上，依据宗跃光等提出的“斑块—廊道—网络—基质—景观体”结构语言模型，从斑块、网络、基质和景观体4个层面认识现代城市景观的结构特征。 
　　景观格局是景观异质性的重要表现，同时也是各种生态过程在多种尺度上作用的结果。因此，教学内容要求包括掌握景观格局的5种基本类型(Forman，1990)，并借助定量分析方法，从单一斑块特征、单一景观要素的格局和景观镶嵌体的特征等角度，揭示景观格局形成的原因及其变化的趋势。 
　　 
　　(五)景观过程与景观功能 
　　教学内容要求包括：辨析景观过程与景观生态流的联系和区别；掌握景观过程的基本动力和媒介物、景观生态流的5种基本形式(空气流、水流、养分流、植物流和动物流)和运动格局，以及连接度与连通性的概念及生态学意义；分析景观结构(景观要素类型及其分布格局)对景观生态流、景观要素间相互作用的影响机制和生态效应；认识景观结构对生态过程的影响，以及景观中的文化过程，即人类文化与景观建设、农田景观、城市景观、乡村景观、城乡过渡景观的关系；了解景观要素的相互作用与依存，景观结构与功能的相互影响及其与尺度的联系。 
　　 
　　(六)景观的动态变化
　　教学内容要求包括：掌握景观稳定性的概念和影响因素，斑块动态与景观变化的驱动力，以及景观变化的基本类型、空间过程及其变化模式；了解景观变化的动态模拟方法；认识到景观变化是人类活动和自然过程双重影响的结果，理解景观变化的关键在于认识生态系统的空间构型如何影响转移斑块。 
　　景观碎裂化(亦称破碎化)是景观变化的主要表现形式之一。因此，教学应基于景观组分边界特征(常禹等，2004)，分析景观碎裂化过程的成因和生态效应；应从斑块数量、形状和内部生境理解景观碎裂化过程；还可从景观碎裂化3大过程加以分析(由畅等，2006)，包括(1)景观要素斑块特征的破碎化，即首先改变组分边界特征，进而由边缘效应改变生境特征，最终影响到生物多样性的分布格局；(2)景观异质性碎裂化，即斑块数量显著增加和景观要素类型趋于更加丰富；(3)景观要素空间相互关系碎裂化，即在景观格局中，景观斑块要素彼此被隔离，形成孤立岛屿。同时，在景观碎裂化进程中，景观边界变化是表征景观进一步退化的主要生态过程，认识该生态过程需综合分析景观边界数量、长度、景观要素形状、分维特征、景观多样性和复杂性等指标。 
　　 
　　(七)景观生态分类与评价 
　　景观生态系统分类是研究景观结构和功能的基础，同时也是景观规划与管理的前提(王仰麟，1996)。因此，教学内容要求包括了解景观分类的原则、方法，以及景观生产力、景观生境适宜性、景观生态服务和景观美学评价的要点和一般方法；掌握景观评价的基本内涵、评价内容、指标体系、工作步骤和基本方法等。 
　　 
　　(八)景观生态规划与设计 
　　教学内容要求包括：了解景观生态规划概念、原则、目的和任务；掌握景观生态规划与设计的类型；熟悉景观生态规划与设计的内容、方法和步骤(王军等，1999)；区分景观格局优化(韩文权等，2005)与景观要素规划；掌握景观生态规划的要点，其中斑块规划应考虑其大小、形状、类型、位置、边缘和数量等指标，廊道规划应考虑其数目、构成、宽度和形状等指标；明确景观格局规划应介绍景观基本格局的关键、必需组成要素以及Forman提出的“集中与分散相结合”的最优景观规划格局；熟悉自然保护区、森林公园、林区景观的规划内容和设计方法，了解城市绿地、湿地、乡村景观规划的途径、内容和设计步骤，掌握区域生态旅游开发的基本模式、生态旅游区的景观格局分析内容和旅游区规划设计的途径。 

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　　景观数量分析方法是景观生态学教学的难点之一。为了分散教学难点，建议将景观中单一要素特征、单一景观要素分布和景观镶嵌结构(张金屯等，2000)，如景观的斑块特征、景观异质性、景观格局等内容，放在景观结构与空间格局这部分讲授；将有关景观格局动态变化趋势特征的主要数量分析方法以及景观动态模型的种类和应用实例，放在景观动态变化的章节中讲授。 
　　 
　　四、景观生态学野外景观空间格局考察和实习内容的遴选 
　　 
　　(一)景观空间格局的野外考察 
　　1、实习目的 
　　景观空间格局野外考察的实习目的是：识别景观结构的组成以及不同的景观要素；掌握景观生态学实地调查的方法和景观类型图的编制过程，包括把原始信息如卫星影像、航片、地形图或专业图件等编制成景观图的方法和技术要点；培养森林资源类本科学生的综合分析能力和归纳能力；在此基础上，要求学生能够认识景观的等级结构特征，能够分析人类活动与景观结构、功能的相互关系，并且掌握景观异质性的维持和管理途径。 
　　2、实习原理 
　　景观生态学所有的研究均建立在景观结构研究的基础上，一般都是借助景观要素特征分析景观结构。(1)斑块面积是景观结构最易识别的特征。斑块面积影响斑块内部能量和营养物质的分配、贮存，还影响生物物种的数量。通常，一种结构要素如果其面积稳定且持续增加，其就是稳定的；否则，就是脆弱的。(2)斑块形状亦是重要的结构特征。斑块形状愈复杂，斑块与外界的接触愈多，则内部环境愈小，不利于内部种的保护。(3)生境碎裂化是现实景观的一个重要特征。生境碎裂化与自然变化、人类干扰密切相关。许多濒危物种、营养级位序较高或热带雨林地区的物种，均需大面积的自然生境才能持续生存。而且，景观碎裂化是景观异质性的一个重要组成。所以景观碎裂程度可用斑块的密度、生境碎裂化指数等指标来说明。 
　　对卫星影像和航片来说，可以通过灰度不同的斑块来提取和采集信息；可以通过实地调查来辨识不同斑块所反映的地表特征，如林地、农田、草地、水体和城镇等。因此，根据调查目的，应要求学生在专业图件或地形图上重新勾绘景观要素的边界，然后计算不同景观要素的组成特征，以加深学生对景观生态学课堂讲授理论的理解。 
　　 
　　(二)实习内容的遴选 
　　实习内容主要包括景观结构单元的调查与分析、景观空间格局的辨识、景观功能的测定和景观的分类评价等。要求学生结合实地调查，区分斑块、廊道和基质3种景观要素，并在专业图上加以勾绘，然后计算出主要景观格局的特征指数，如斑块数量、周长、面积、形状指数、分维数、分离度指数、多样性指数、均匀度指数、优势度指数；结合景观要素识别、判断实习地区景观要素的构型，并计算网状景观的连通性；区别不同类型的森林群落，实测景观种子流、热量流、水分和土壤流的强度和方向，说明景观生态流与景观结构间的生态关系；基于地貌类型和植物群落类型或者景观多样性指数和景观优势度指数，采用聚类分析等方法，进行景观分类，综合分析景观的健康状况和功能价值。 
　　此外，针对景观野外调查或实验操作面临的实际困难(沈泽昊，2004)，如实验难以真正地重复、无法控制多个独立变量、中尺度景观导致实验操作困难等，可选择计算机模拟实验，以输出不同条件下的景观变化预测结果。 
　　 
　　(三)基本技能的要求 
　　1、依据斑块、廊道、基质的概念和判别标准，能区分和认识一个区域或景观的景观构成要素，能分析景观空间格局的驱动因素； 
　　2、掌握景观数据的常规采集方法、主要景观要素斑块的特征、单一景观格局和景观异质性、景观动态变化趋势的数量分析法，以及所在地区景观结构与空间格局的野外调查方法和步骤； 
　　3、了解景观生态规划与设计的主要类型及其规划内容和具体步骤。 
　　 
　　五、展望 
　　 
　　景观生态学教学知识点的筛选和学科内容体系的构建，应兼顾林学、森林资源保护与游憩、园林、水土保持与荒漠化防治等专业的不同特点，既要选择森林资源类专业必需的知识点、知识群，还要以小字体印刷方式增加景观生态学的一些研究成果、研究方法和案例分析，以满足不同专业学生学习景观生态学的需求。此外，如何界定清楚本科教育与研究生教育不同层次的景观生态学教学内容，也是一个需要思考的问题。总而言之，从景观尺度培养森林资源类本科学生的生态意识，促使学生自觉地运用景观生态学的理论与方法去分析和处理社会经济发展中所面临的具体问题，是景观生态学教学任重而道远的责任。