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1、分类号密级UDC编号中 国 科 学 院硕士学位研究生学位论文黑河流域景观结构与景观变化研究 指导教师：程国栋 研究员 中国科学院院士中国科学院寒区旱区环境与工程研究所申请学位级别理学硕士学科专业名称 自然地理学 （地理信息系统与遥感方向）论文提交日期1999年12月10日论文答辩日期2000年1月 日学位授予单位中国科学院寒区旱区环境与工程研究所答辩委员会主席Analysis on the Landscape Structure and Change of the Heihe River Basin, Northwest ChinaA dissertation submitted to Col
2、d and Arid Regions Environment and Engineering Research Institute (CAREERI)Chinese Academy of Sciences (CAS)For the degree ofMaster of SciencePresented byLu LingAccepted on the recommendation ofProfessor Cheng GuodongCold and Arid Regions Environment and Engineering Research Institute CASJanuary, 20
3、00致 谢光阴似箭，转眼间三年的硕士研究生学习阶段已接近尾声。在这三年中，我最感幸运的是遇着了一位令人敬慕的好导师，他就是程国栋院士。导师知识渊博，目光敏锐，因而能时刻把握学科发展的前沿，不断为我们指点前进的方向；导师治学严谨，一丝不苟，正是他的严格要求才使我们每一位学生都能在各自的研究领域取得不断进步；特别是导师人格高尚，胸怀博大，几十年来扎根西北，将他宝贵的青春和杰出的才华奉献给了这片贫瘠的土地，这些都将是我永远学习的榜样和追求的人生境界。导师工作繁忙，但总不忘挤出时间来与学生们畅谈科学与理想，教导我们做人的道理；他那充满信任与鼓励的目光，是我们每一位学生勤奋学习，勇攀科学高峰的永恒动力，
4、因为这目光会令无所事事或滞步不前的人感到羞愧与汗颜。本篇论文的完成，自始至终都倾注着导师大量的心血。论文的选题，提纲的拟订直到具体的每一章每一节，都是在导师的悉心指导下完成。导师多次对我说，与遥感和地理信息系统相结合的生态学研究在西北干旱区这片广阔的土地上将大有前途。导师的话将激励我在景观生态学与遥感领域更加勇于探索。谨向导师致以崇高的敬意和诚挚的感谢！特别感谢肖洪浪老师、龚家栋老师和安黎哲博士，他们不但慷慨地为我提供论文需要的各种数据和资料，还在具体工作中给予我耐心的指导。可以说，没有他们的热心帮助，我的论文就不可能顺利完成。同时，我还要感谢徐中民、王根绪、郭晓寅等师兄，他们给我提供大量的参
5、考文献，教我研究方法，使我深受启发，获益斐浅。衷心感谢师母张幼芬女士，多年来她给予我在生活和学习上无微不至的关心与照顾。同时，感谢教育处王正文老师三年来对我的研究生学业的关心和帮助，这些都是我能够按时完成各门学习课程并顺利毕业的重要保证。最后，我还要衷心感谢我的每一位家人（包括我可爱的不满四岁的女儿李麓含之），感谢他们三年来对我的学业自始至终的理解、支持和帮助，使我解除了许多后顾之忧，顺利完成了这篇毕业论文。黑河流域景观结构与景观变化研究摘 要水是中国西北干旱区内陆河流域生态环境的主要控制因素，流域内经济需水，生态需水和有限的水量三者之间的相互矛盾，构成了西北地区可持续发展的主要制约因素。因此
6、，以流域为单元开展研究是十分必要的。同时，干旱区的生态环境演变，也很好地反映在景观的变化上。黑河流域是典型的干旱区内陆河流域。流域内包括不同的自然地理单元，山区水源带、绿洲带和戈壁荒漠带既是自成体系的生态系统又互相联系，它们构成了一个完整的水-经济-生态复合系统。本论文选取黑河流域为研究单元，采用景观生态学的理论和方法研究流域的生态环境变化，将能为区域可持续发展提供重要的科学依据。本论文使用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS，以黑河流域90年代后期1：50万土地利用图和黑河流域中游地区80年代前期1：50万土地类型图为基础，进行流域景观制图，划分出六个景观地带；利用FRAGSTAT
7、S在流域尺度上计算了各景观地带的面积、拼块密度和大小、边缘、形状、最近距离、多样性、蔓延度和散布等景观结构指标。同时，在地理信息系统支持下，建立黑河流域中游地区近20年间景观元素转移矩阵并编制拼块类型转换图。分析结果表明：1 流域内景观分异强烈，不同的景观地带都具有独特的景观结构特征：山区的景观结构特征突出表现为连通性强，拼块形状复杂。绿洲荒漠区的景观结构特征表现为，绿洲主要沿河流和渠道分布，是镶嵌在荒漠基质上的景观异质体。绿洲是干旱区景观结构最复杂，类型最丰富，景观多样性最高的地区，但不同地带的绿洲区其景观结构也有显著的差异。在走廊绿洲景观地带，以耕地为主的人工绿洲已成为最主要的景观元素之一
8、；而黑河下游的弱水三角洲景观地带，景观破碎度强，是一个极易受到干扰的地区。荒漠和绿洲的过渡地带的景观类型的共同的结构特征是拼块破碎、呈团聚状分布，它们是荒漠生物多样性的体现，并对阻滞沙漠化和土壤侵蚀有及其重要的作用，应特别注意保护。在极端干旱的北部阿拉善高平原，裸露戈壁是景观模地，占据绝对优势，蔓延度极高，其它类型是面积相对很小的异质镶嵌体。2 黑河流域中游地区的各类景观元素在近20年间尽管发生了十分复杂的结构变化和相互转换，但整体景观仍保持荒漠化景观与绿洲景观强烈分异的鲜明格局。人类有目的性的干扰活动改变了干旱区有限的水资源的分布与分配，导致本地区荒漠化过程和绿洲化过程的矛盾斗争激烈，而绿洲
9、与荒漠的交错地带是这两个过程强弱之势对立发展的最敏感部位。3 黑河流域中游地区是整个流域中受人类活动影响最强烈的地区，走廊绿洲景观地带的香农多样性指数和香农均度指数的下降，充分证明人类对本地区景观的管理和改造程度的不断加强。其结果一方面是显著提高了本地区的社会和经济效益，另一方面也降低了本地区景观异质性以及生物生境的多样性，导致局部地区生态环境效益的下降。文章最后指出，GIS技术和景观结构分析软件相结合是研究景观结构及其变化的有效方法和工具，但需要注意三个问题：即在使用FRAGSTATS的栅格版本时，要特别注意尺度的影响；谨慎解释把流域景观作为一个封闭的系统处理时所带来的误差；对数据源的选择与
10、处理要有统一的标准。Analysis on the Landscape Structure and Change of the Heihe River Basin, Northwest ChinaAbstractWater resource is the main factor to influence the development of ecosystems in the inland river basins of the arid regions, northwest China. The shortage of water resource and the contradiction
11、 of water resource allocation between economy and ecosystem has constituted a severe constraint to the sustainable development of these regions, so it is essential to take the basin scale as the study unit. In the meanwhile, landscape change can significantly reflects the evolution of eco-environmen
12、t in arid regions. Therefore, the author selects the Heihe River Basin, which is a typical inland river basin in the arid region of northwest China and is composed of different ecosystems such as mountain, oasis, desert, and gobi as the case study area, and uses the theory and method of landscape ec
13、ology to study the eco-environmental change in the basin.To study the landscape structure and change in the Heihe River Basin, firstly, GIS and a landscape structure analysis program, FRAGSTATS are combined to compile two landscape maps based on a 1:500,000 land use map of the whole basin in the lat
14、er 90s and a 1:500,000 land type map of the middle part of the basin in the early 80s. Then, a total of six landscape zones are divided and various landscape metrics of each zone including area metrics, patch density and size metrics, edge metrics, shape metrics, nearest-neighbor metrics, diversity
15、metrics, and contagion and interspersion metrics are calculated using FRAGSTATS. Lastly, GIS is used to calculate the transition matrix of landscape elements and a patch type transition map is compiled. The results show that1. The characteristics of landscape structure in the mountainous area of the
16、 Heihe River Basin display a high connectivity and complex patch shapes. The characteristics of landscape structure of the oasis-desert area are that the oases, with the most complex landscape structure, richest patch types, and highest diversity, are distributed along rivers and channels, and are h
17、eterogeneous mosaic of patches embedded in the matrix element, desert. The landscape structures of oases in different zones are varied greatly. In the Hexi Corridor Oasis Zone, the artificial oasis dominated by irrigated farmland are one of the most important landscape elements, whereas in the Ruosh
18、ui River Delta Zone, the patches are fragmented and the landscape is easily to be disturbed. In the transitional area between oasis and desert, the patch types, meadow, salinized meadow, salt desert, and marsh, are fragmented and clustered together. These kinds of patch types reflect the bio-diversi
19、ty in the arid region and play an important role in resisting the desertification in the area, so they must be protected carefully. In the extremely arid area in the Desert Zone of the Northern Alxa High Plain, the bare gobi is matrix with absolute dominance and very high contagion, while other type
20、s in the zone are only heterogeneous mosaics embedded in the matrix with very small percentage.2. During the past 20 years, the landscape in the middle part of the Heihe River Basin has undertook a complex change of landscape structure and a apparent transition of landscape composition, but the land
21、scape in a whole still displays a pattern of sharply contrast between oasis landscape and desert landscape. The human activities have significantly changed the distribution and allocation of the limited water resource in the basin, leading to an acute contradiction between desertification and oasisf
22、ication. Moreover, the transitional area between the farming and grazing zones is very sensitive to these processes.3. The middle part of the Heihe River Basin is influenced by human activities most strongly in the basin. The decrease of Shannons diversity index and evenness index manifests intensiv
23、e management and reconstruction of landscape by human begins. This, on the one hand, improves the socioeconomic benefits of the basin, but on the other hand brings down the landscape heterogeneity and landscape diversity, leading to the decrease of eco-environmental benefits of some areas in the bas
24、in.The paper concludes that the combination of GIS and landscape analysis programs is very effective for studying landscape structure and change. In the meanwhile, some problems should be given special considerations when the raster version of FRAGSTATS is used. One of the problems is scale. If the
25、data scale and resolution is changed, the landscape metrics calculated from FRAGSTATS will change as well because the traditional landscape metrics are very sensitive to scale. Another problem is that a river basin is a close system bordered by drainage divides whereas a landscape is an open system,
26、 so when we calculate the landscape metrics in a basin, we should be very careful in explaining the errors resulted by taking the landscape as a close system. The last problem is the errors resulted from data sources in different standards, therefore, the strictly co-registered remote sensing data c
27、ome from the same sensor, and the same season should be used in future work.ANALYSIS ON THE LANDSCAPE STRUCTURE AND CHANGE OF THE HEIHE RIVER BASIN, NORTHWEST CHINA2第 1 章 绪论1第 1 节 论文选题的重要意义11.1 景观生态学与区域可持续发展11.2 景观结构分析方法及其指标的发展综述21.3 景观结构国内外研究现状5第 2 节 研究思路及论文结构7第 2 章 景观结构指标计算方法8第 1 节 景观结构分析软件FRAGSTA
28、TS8第 2 节 论文使用的指标及其公式和生态意义10拼块类型面积（CA），单位：ha，范围：CA012景观面积（TA），单位：ha，范围：TA012拼块所占景观面积的比例（%LAND），单位：百分比，范围：0%LAND=113最大拼块所占景观面积的比例（LPI），单位：百分比，范围：0LPI013面积加权的平均形状因子（AWMSI），单位：无，范围：AWMSI=114面积加权的平均拼块分形指数（AWMPFD），单位：无，范围：1=AWMPFD015平均邻近指数（MPI），单位：无，范围：MPI=015景观丰度（PR），单位：无，范围：PR=115香农多样性指数（SHDI），单位：无，范围：S
29、HDI=016香农均度指数（SHEI），单位：无，范围：0=SHEI=116散布与并列指数（IJI），单位：百分比，范围：0IJI=10016蔓延度指数（CONTAG），单位：百分比，范围：0CONTAG=10017第 3 章 数据处理18第 1 节 黑河流域自然条件概况18第 2 节 基于GIS技术的数据处理方法21第 3 节 景观制图223.1 地图投影和数据比例尺223.2 黑河流域90年代后期景观图编制233.3 黑河流域中游地区80年代前期景观图编制25第 4 章 黑河流域景观结构分析29第 1 节 黑河流域90年代后期景观结构分析291.1 祁连山森林草地景观地带311.2 走廊绿
30、洲景观地带321.3 走廊西北部沙漠戈壁景观地带321.4 弱水三角洲景观地带331.5 古日乃湖盆沙漠化景观地带341.6 北部阿拉善高平原荒漠戈壁景观地带35第 2 节 黑河流域中游地区80年代前期景观结构分析35第 5 章 黑河流域中游地区近二十年间景观变化38第 1 节 景观结构指标比较391.1 拼块级别上的指标比较391.2 景观级别上的指标比较41第 2 节 景观类型转换比较412.1 建立转移矩阵和制作景观拼块类型转换图412.2 景观类型转换变化分析结果45第 6 章 结论与讨论50第 1 节 结论50第 2 节 方法讨论52 第 1 章 绪论第 1 节 论文选题的重要意义黑
31、河流域是我国西北干旱区第二大内陆河流域，发源于祁连山区，流经青海、甘肃和内蒙古三省区，流域总面积达12.8万平方公里，土地资源丰富，光热能源充足，水资源潜力也相当可观。流域中上游的广大绿洲地区，多年来经人类开垦利用，灌溉农业发展迅速，农产品丰富，已成为我国西北地区重要的商品粮基地。但是，近年来因绿洲农业大量引水，加之乱垦、滥伐、过牧等破坏性行为的积累，流域荒漠化过程加剧，以土地沙漠化为代表的荒漠化景观发展迅速，在黑河流域古日乃湖盆区（与巴丹吉林沙漠毗邻）年平均速度达到2.6%6.8%，成为我国乃至世界上现代沙漠化发展最强烈的地区之一1。特别是位于流域下游的额济纳旗，由于受黑河入境流量锐减的影响
32、，近年来生态环境严重恶化，尾闾湖泊消失，植被成片死亡，草场迅速退化，土地沙漠化趋势加剧，已引起社会各界的广泛关注2。干旱区生态环境脆弱，一旦破坏就难以恢复或不可逆转3，显然我们不能以牺牲生态环境为代价来换取农业经济的一时发达4。因此，如何协调黑河流域生态环境与社会经济发展之间的矛盾，实现黑河流域生态环境与社会经济的可持续发展，已成为急需解决的重要科学问题。1.1 景观生态学与区域可持续发展自本世纪30年代德国生物地理学家Carl Troll首先提出景观生态学（Landscape Ecology）一词以来5，景观生态学以其多学科交叉性、综合整体性、宏观区域性和与人类活动密切相关性的学科特点，在8
33、0年代得以迅猛发展，并逐渐成为世界上资源、环境、生态方面研究的一个热点，其作用被越来越多的研究者所认识和强调6-12。现代生态学奠基人E. P. Odum在他的基础生态学一书13中指出，应把景观生态和土地合理布局利用作为解决经济发展与生态维护间几乎是不可调和的根本性矛盾主要的可能出路。自90年代以来，景观生态学逐渐成为研究区域生态问题的新的有效手段15，并在景观尺度上对生态要素的空间格局与动态变化研究方面，显示出巨大优势。景观生态学是一门研究空间格局对生态过程相互作用的新兴交叉学科，它主要研究景观的结构、功能和变化8，12，14-15。关于景观概念的使用，一般基于人类尺度上的具体地域或作为任意
34、尺度上空间异质性的代表，在宏观尺度上，以空间异质性及空间格局为主要研究内容1，15-16。Turner等认为：为实现区域的可持续发展，景观是最适宜于进行规划和管理的空间尺度，因为景观有比较明显的边界和共同的生态过程17-18。而且，景观生态学的研究从一开始就十分注重人类活动对景观格局及其过程的影响9，15，人类与自然生物共生控制理论是景观生态学重要指导思想；这正与可持续发展的思想是一致的。因而，景观生态学是一门实用性很强的科学，它以研究人类社会同其生存空间的相互关系为主要内容，可以为区域的生态环境与社会经济可持续发展提供有力的科学依据，在研究可持续发展方面显示出重大价值20。干旱区存在的生态环
35、境问题，可以归纳为人类活动强烈干扰自然生态系统的过程中，生态环境体系出现不稳定波动而超出生态安全阈值的显著退化，在区域上出现两种密切相联的不同景观格局变化：以黑河流域为例，一方面在靠近水源和流域中上游地带，农耕发达，一般形成集约化、灌溉系统完善的农田景观；另一方面，在远离水源或流域中下游地带，则随水资源被袭夺程度的不断增加，天然生态体系破坏不断加剧，景观由高度破碎化的天然植被向优势度高的荒漠化景观发展。这种区域上景观类型与格局的变化，是干旱区生态环境演变的具体表现，如何控制这种演变，并使自然生态系统与人类生态系统实现生物共生与可持续协调是干旱区可持续发展研究始终需要解决的问题1。由于干旱区生态
36、环境特征和生态过程与景观生态理论相吻合，而且景观生态学理论体系中的景观动态与演进、景观变化与稳定性、景观多样性、景观规划与建设以及景观生态保护等都是现阶段干旱区生态环境研究中所面临的核心问题7，21，因而景观生态学在研究干旱区生态环境问题及可持续发展对策中有着广阔的应用前景1。1.2 景观结构分析方法及其指标的发展综述景观结构分析是景观生态学基本理论研究的重要组成部分15，也是景观生态评价、规划、管理及建设等应用方向的基础。其中，景观结构是指具体生态系统或存在“元素”的空间关系主要指与生态系统的大小、形状、数量、类型及构型相关的能量、物质和物种的分布19。景观生态系统空间结构在很大程度上控制其
37、功能的特征及其发挥，影响着其中物质、能量和信息各种流的过程及其形式22，23，并对景观的性质、变化方向起着决定性作用。分析景观结构的目的在于从看似无序的景观中发现潜在的有意义的有序或规律，并把景观的空间特征与时间过程联系起来，研究其随时间的变化、演替和外界干扰对景观结构的影响，从而能够更为清楚地研究和把握景观结构与生态过程相互作用的内在规律性，这也是景观生态学与其它生态学科的重要区别之一。景观生态学中的结构分析方法是多种多样的，其中特别重要的是空间格局分析。李哈滨19曾对这些方法有过如下的总结归纳：（1）作图法；（2）概率分布法；（3）指数法；（4）空间相关法；（5）地统计学法；（6）图论。其
38、它方法还有模拟法，渗透理论（Percolation Theory）、波谱分析（Spectral Analysis）、分形分析和半变异矩分析（Semivariogram Analysis）等24-34。最近引入景观生态学的方法还有小波分析和间歇度指数分析，前者用于测定和描述空间格局在多个尺度上的特征，不要求系统平稳假设；后者不受边界的影响，而与网格大小成分指数相关，对判别各种景观格局有显著效果7。当前遥感和地理信息系统（GIS）技术的发展与应用也成为景观结构与动态分析的基本手段，它们与其它方法紧密结合以提供能充分反映景观结构特征和动态变化的空间模型。按Turner17的分类，目前主要有三类模拟景
39、观动态变化的空间模型，即随机模型，过程模型和规则模型。景观结构分析常常需要运用各种定量化的指标来进行景观结构描述与评价，构建有关模型。对景观生态系统空间特征的度量及其指标体系的建立，是空间结构研究的深化方向。景观生态学本身有一套较成熟的景观结构测定、描述和统计的指标体系，从定性分析向定量方法拓展取得了很大进展17，由此也产生了很多的景观结构指标17，19，24，25-36。这些指标在景观生态学中都有明确的定义，被用来指征景观空间结构与生态过程之间的定量关系17，24，36-39。其中，基于信息论的优势度指标（Dominance）和蔓延度指标（Contagion），基于分维几何学的分数维指标（F
40、ractal Dimension）是景观生态学中运用最广泛的三个指标17，24，40-42。实际上，许多景观结构指标之间有高度的相关性39，43。Ritters等人曾对55个景观结构指标做过统计独立性分析，他们认为这55个指标所包含的信息可以集中到6个指标之中。这6个指标是：优势度（Dominance）、蔓延度（Contagion）、基于周长面积比的分数维（Fractal Dimension from Perimeter/Area Ratio），平均拼块周长面积比（Average Patch Perimeter/Area Ratio），经过正交处理的平均拼块周长面积比（Average Patc
41、h Perimeter/Area Ratio Orthogonally Adjusted）和拼块类型数（Number of Classes）。美国环境保护局（EPA）依据许多景观指标的不同作用和地位把它们归类成三类：即用于流域完整性的指标，用于景观稳定性与弹性恢复的指标和用于生物完整性与多样性的指标。其中，蔓延度、优势度和分数维这三个指标在以上的三种分类中排名最高43。近年来，遥感技术迅猛发展，为我们提供了多分辨率、多光谱、多角度、多时象和多平台的各种影象数据来分析、监测和管理环境变化，同时也要求我们从许多新领域和新方法上去改进传统景观结构指标和发展新的景观结构指标。尤其是发展那些随遥感数据特
42、征和空间分辨率变化而具有可预测性，同时对景观结构变化又十分敏感的指标，成为当前景观结构指标研究的活跃领域。Frohn在这方面进行了较为突出的研究工作，并在他所著的Remote Sensing for Landscape Ecology: New Metric Indicators for Monitoring, Modeling, and Assessment of Ecosystems36一书中，发展了两个新指标：PPU（Patch-Per-Unit）和SqP（Square Pixel）。建立一套度量景观结构的动态变化指标体系，是对景观结构度量体系的进一步完善与发展。我国研究人员赵景柱对此进
43、行了有益的探索45，并建立了两种动态指标序列：一种是单向动态指标序列，用Ii(t)(i=1，2，13) 表示，其中包括类斑均度、斑均度、类斑散度、斑散度、斑块贴近度、斑块形状指标、类斑丰度、斑丰度、带丰度、带斑比、边缘强度、景观网络的连通度和环度指标；另一种是总体动态指标序列I(t)，它可以从总体上体现景观空间格局的自然演替规律和人类活动开发规律。另外，EPA（1994）认为景观结构的变化也可以用优势度（Dominance）、蔓延度（Contagion）和分数维（Fractal Dimension）这三个指标来描述，即通过计算三维的欧氏距离公式来分析景观结构变化：Change=(X1-X2)2
44、+(Y1-Y2)2+(Z1-Z2)21/2。其中，X是优势度指标，Y是蔓延度指标，Z是分数维指标36，43。景观结构指标计算方法的新趋势是把传统的计算程序集成于GIS中，以更有效地利用GIS管理和分析空间数据的能力。自ONeill等将许多数量指标引入景观生态学以来，先后产生了几个软件包，如SPANS、LSPA、HE和FRAGSTAS等7。其中，FRAGSTAS软件38以及在它的基础上发展而来的PATCH ANALYST44软件是体现这一趋势的代表性软件，它们可以计算几乎所有类型的景观结构指标，并且与ARC/INFO、ArcView、ERDAS、IDRISI等GIS软件高度集成。1.3 景观结构
45、国内外研究现状在景观结构研究方面，一向以美国流派最为活跃与成熟。以Dansereau、R.T.T.Forman、P.G.Risser、M.Turner等为代表的美国流派，把景观生态学研究建立在现代科学和系统生态学基础上，形成了从景观空间结构分析、景观生态功能研究、景观动态变化分析、一直到景观控制和管理的一整套方法，从而成为当今景观研究的重心与主流8，46。其在研究景观结构与功能方面有不少成功范例，如Forman按景观元素的构型和结构特征划分了四种基本景观类型，它们是散置拼块景观、网络景观、交指状景观和棋盘格子景观，并同时研究了决定这些空间结构特征的因素与参数以及不同景观结构对其生态过程的影响1
46、4，19，47。又如对法国西部乡村树篱网景观结构与其间多种物种分布格局之间的关系研究，深刻反映出网络结构对各种生物流的运动有重要的控制功能19。随着景观结构定量化方法取得新进展，对景观结构的变化研究成为国外学者又一个研究热点。其中E.P.Odum和M.G.Turner 19对美国佐治亚州景观结构变化的研究很有值得借鉴之处。他们利用1935年到1985年共计五十年的该州景观和资源情况的资料，对其景观结构变化的研究涉及土地利用变化、景观空间格局、景观多样性以及模拟景观结构变化四个方面，同时还研究了该州土地利用变化的生态学影响和资源利用趋势，并根据佐州景观结构变化研究结果提出了六点生态环境保护建议。
47、他们对佐州景观结构变化过程及其后果的景观生态学评价研究，可以为发展中国家的生态环境与社会经济协调发展提供经验。近年来，在以GIS和遥感为代表的新技术支撑下，对景观动态变化进行大尺度生态监测和建模研究成为景观生态学的新热点。由于景观变化难以控制和进行实验，在计算机上进行模拟研究成为国外研究者争相采用的方法，如J.Franklin和李哈滨对美国西部森林景观空间格局所进行的计算机模拟研究。建立景观空间动态模型一般有两种思路，即或是把生物反馈引入空间动态模型，或是把空间特征引入生态学模型。除常见的转移概率模型外，渗透模型（Percolation model）也被一些学者引入景观动态研究中，利用二维渗透网络模拟景观结构，可研究火、病虫害和物种的传播，拼块的聚集性状和空间结构，资源在不同尺度上的可利用性等7。我国景观生态学研究从1989年召开的第一届全国景观生态学讨论会之后已有长足进展7，也涌现了一批高水平的论文49。从所发表的研究工作来看，我国目前景观生态研究受北美学派的影响很大，研究主要集中于对景观的结构、功能和动态研究上。以肖笃宁50对沈阳西郊景观结构变化的研究作为典范，我国学者运用北美学派的研究方法开展了内容涉及城市与城郊景
