1.2 景观生态学、景观格局、景观结构、过程和尺度

景观结构变化研究，主要研究不同植被覆盖与利用方式下景观类型的数量与质量随时间的演变，以及这种变化对生态环境的影响与反馈。在多数情况下，人类活动对于景观系统变化的影响已经不是一般的干扰因子，而是具有控制作用的主导因子。

在研究方法上景观生态变化研究中广泛使用遥感和地理信息系统技术，重视综合、整体的研究，发展建立各类空间模型；强调尺度、等级、格局过程的思想。

1.2.1 景观生态学

景观生态学（Landscape Ecology），起源于中欧和东欧，其发展历史要追溯到20世纪30年代。德国区域地理学家C. Troll于1939年创造了“景观生态学”一词。而作为一门交叉学科，景观生态学是20世纪60年代在欧洲形成，土地利用规划和评价一直是其主要的研究内容。直到20世纪80年代初景观生态学在北美才受到重视，迅速发展成为一门很有朝气的学科，引起了越来越多学者的重视和参与景观生态学主要研究空间格局及生态过程的相互作用，它综合了地理学和生态学的研究优势，给生态学和地理学带来了新的思想、新的方法，研究尺度为中尺度范围，便于宏观、微观研究相结合。当前地学和生物学三大研究热点（景观结构变化、生物多样性保护、可持续发展）都有景观生态学研究者参与。在景观生态研究中，空间结构和生态过程之间关系密切，所以空间格局一直是景观生态学家所关注的焦点。景观的生物、水分、养分和物质流大多取决于景观格局，即景观异质性的具体表现。美国著名景观生态学家R. T. Forman在其新作中重点讨论了土地镶嵌体的变化，总结了5种空间格局模式和7种土地利用转变过程。

景观格局的研究通常尺度大，通过野外调查获取数据往往耗时多、价格昂贵而遥感数据以其信息量大，获取方便，价格低廉的优势，成为许多生态研究的基础数据源。GIS以其强大的存储、显示和综合分析功能，为遥感数据提供具有空间特征的分析系统，是景观格局动态分析的基础，GPS建立图形图像与实地景观之间的对应与连接关系，与GIS、RS一起形成了3S对地观测系统。定性、定量、定位解决景观生态学的各种问题。

研究大庆景观格局及其尺度，分析它的动态变化，有利于了解景观结构与自然生态过程和社会经济活动之间的关系，将增强人们预测景观动态和制定更加有效的景观管理各种问题的能力。

1.2.2 景观格局

景观格局（Landscape pattern）在景观生态学中通常是指空间格局（Spatial pattern），包括景观组成单元（斑块）的类型、数量以及空间分布与配置，同时空间格局也是生统或系统属性空间变异程度的具体表现，此时它又包括空间异质性、空间相关性和空间规律性等内容。

景观异质性研究一直是景观生态学的基本问题之一，而景观格局是景观异质性的具体表现，通过景观的生物、水分、养分和物质流，大多取决于景观格局。空间要素，尤其是障碍、通道和高异质性区域的组合，决定着物种、能量、物质和干扰在景观中的流动或运动。目前景观格局的分析多局限于二维平面，分析的目的是为了在看似无序的景观中发现潜在的有意义的次序或规律（李哈滨，Franklin, 1988）。

1.2.3 景观结构

景观结构（Landscape structure）即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。指不同生态系统或景观组成单元的空间与时间的组合关系，即景观要素的大小、形状、数量、类型、多样性及其空间配置，生态过渡带、异质性等例如景观中不同生态系统或土地利用类型的面积、形状和丰富度，它们的空间格局以及能量、物质和生物体的空间分布等，均属于景观结构特征。景观单元在大小、形状、数目、类型和结构方面又是反复变化的，决定这些定向分布的是景观结构。景观结构是景观形状最直观的表现方式，而景观格局则是一种整体景观结构。

1.2.4 景观过程

景观过程（Landscape process）即指景观在结构和功能方面随时间的变化。具体地讲，包括景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。与格局不同，景观过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。景观生态学常常涉及到多种生态学过程，如种群动态、群落演替、干扰传播物质循环、能量流动等。

1.2.5 尺度

尺度（scale）是研究物体或过程的空间维和时间维，可用分辨率和范围来描述，同时它又可指某一现象或过程在空间、时间上所涉及的范围和发生的频率。景观生态学的研究基本上是对应着中尺度的范围，即从几平方公里到几百平方公里，从几年到几百年。本书中景观空间格局的空间尺度为大庆市，属于区域尺度。时间尺度为25年。空间尺度与数据分辨率、空间范围、地图比例尺有重要关联。

关于格局与过程的时空尺度变化是当代景观生态学研究的热点之一（肖笃宁，1989）。空间格局可粗略地分为随机型、规则型和聚集型。更详细的景观结构特征及其动态过程通过景观模型和GIS技术，选取一系列景观指数和空间分析方法加以定量化研究。景观变化在许多情况下为土地的转化，这种转化表现为以时间为序的系列空间格局。