景观生态分类研究进展

景观生态分类研究进展
ecocity2010 2010-06-29
摘要：景观生态分类是景观生态学研究的一项重要内容，是开展景观评价、规划与管理等工作的基础。本文介绍了基于景观生态学的城市景观分类方法基本概念，运用文献综述法分析了景观分类方法研究现状及其进展，总结目前研究存在的一些问题和不足。并对景观生态分类研究的重点领域和在生态环境规划中的应用前景提出展望。
关键词：景观生态，分类，景观规划，

1.景观生态分类概念
景观是地形、植被覆盖及决定自然和人文过程的土地利用和居住结构的特殊组合体。是人类活动作用于自然环境的主要载体。景观分类是研究景观镶嵌(Mosaic)的相关过程。在土地利用规划和城市规划实践中，多从土地利用角度对城市景观进行分类。然而该分类将非城市建设用地视为“其它”而简单处理，不能如实反映城市景观的实际比例，而且忽视了城市生态系统的完整性。
景观生态分类是土地分类的深化，也是景观生态学研究的重要构成部分。景观生态分类法不仅考虑到景观的自然属性，同时也考虑到景观的空间形态的差异，克服了两者的缺点。景观生态分类思想，已经得到一些学者的认可，并进行了一些探索和研究。景观生态分类思想的实质就是根据景观系统内部水热状况的分布和物质能量交换形式的差异以及人类活动对景观的影响，统一考虑景观的自然属性、生态功能和空间形态特征，按照一定的原则用系列指标反映这些差异，从而可以将各种景观生态类型进行划分和归并，并构筑景观生态分类体系。
景观分类必须明确景观单元的等级，根据不同的空间尺度或图形比例尺的要求来确定分类的基础单元；其次景观分类应体现出景观的空间分异与组合，同时还应反映出控制景观形成过程的主导因子（肖笃宁，2003）。景观要素分类要根据研究工作的需要，结合所收集资料的分辨率，确定分类的详细程度。
2.景观生态分类国外研究进展
国际上许多学者对景观分类做了科学研究，并形成了许多有重要影响的景观分类系统。国外景观生态学研究主要分为两个学派，即欧洲学派(以荷兰和德国等为代表)和北美学派(以美国为代表)。国外最初对土地生态分类的研究较为广泛和深入，其主要是以景观生态学理论为指导思想，考虑土地地理空间联系性和土地的综合性进行划分的土地景观分类途径。1976年，加拿大就召开了第一次生态土地分类的会议，对生态土地的理论和方法进行了详细的探讨，其特别强调土地的生态属性和生态功能，总结认为最有用的分类有赖于选择那些能反映土地重要发生过程和功能的可观测特征，即在分类中应考虑土地的空间、形态、发展和功能4种特征属性，并把生物、土壤、地势起伏等作为首要特征属性。而美国景观学者最初对景观类型的划分涉及较少，它主要侧重于对景观的格局和过程的研究，强调空间异质性的重要性。如Forman直接把土地利用现状等同于景观类型，并划分了城郊、水田、草地、森林、湖沼和工业景观等6种景观类型，但这种划分不能充分反映实际存在的景观类型。后来也逐渐进行了景观生态分类方面的研究欧洲学派对景观生态分类的研究比北美学派要全面、完善，特别是荷兰和德国等国。
随着3S技术发展，景观生态分类研究逐步侧重于与数学方法和3S技术的结合及土地利用和土地被特征的研究，遥感和GPS成为景观生态分类获取数据的主要手段，并且通过GIS来实现景观生态分类的思想。荷兰的Burrough等把模糊k均值法(fussy k．means)应用到地形景观分类研究中，取得了很好的效果。以色列生态学家Naveh在其著作(Landscape Ecology)中提出景观系统的划分应依据景观内部的能量、物质和信息，其更能反映景观分类的实质。
3.景观生态分类国内研究进展
我国景观生态学的研究起步较晚，发展历史还很短暂，对景观格局、景观动态的研究居多，方法和手段相对落后。中国学者在国内积极介绍景观生态学仅始于80年代初，林超、陈昌笃、景贵和等人将景观生态学的一些概念与理论引入国内，1990年以后我国景观生态学研究工作真正开始起步。马世骏、景贵和、王如松、肖笃宁、邬建国、欧阳志云、傅伯杰以及陈昌笃、李哈滨等进行了景观生态学研究。
景观生态遥感信息应用研究即在地理信息系统和全球定位系统技术支持下，利用遥感图像和地理图件、数据等进行包括自然土地景观（如天然湿地、林地、草地等）和人为作用土地景观（如农田、城镇等）景观生态格局及动态研究，研究工作在景观尺度水平上进行。近年来，采用数量化方法研究景观格局的文献日渐增多，但对借助应用遥感、地理信息系统技术对景观分类的研究方面还不够深入。
王仰麟认为应把人文因素切实纳入景观生态分类中，并把其作为分类的一个基本原则。对景观生态分类的理论方法进行了深入的研究。提出景观生态分类宜采用结构性与功能性双系列体系。而肖笃宁等则提出了景观分类的5个原则和方法。上述对景观分类基本原理和原则的探讨为景观分类的理论和实践研究提供了理论指导和依据。
景观分类方法的应用研究目前开展较多，基于不同研究目的，景观分类的差异也较大。我国许多学者也参照了土地类型的划分方法，开展了景观生态分类研究。如徐化成等和阎传海分别在对河北平山卸甲河流域生态土地分类和山东省南部等地区进行景观生态评价时所采用的景观分类法。周华荣对新疆地区沙湾县的景观生态分类的研究很具有代表性。他采用了景观类型、景观系、景观组和景观型四级分类体系。赵羿等对东陵区景观分类和程维明在拟定我国景观生态分类系统(以天山北麓为例)时，也都把人类活动和景观特征结合起来考虑，这种划分体现了影响景观的两种因素，即自然因素和人类因素，更能反映实际存在的各种景观类型。
景观生态分类越来越依靠“3S”技术，遥感影像是景观分类空间信息的主要数据源，对空间数据和属性数据的处理则要依靠GIS，因此“3S”技术是建立区域景观生态分类系统的有力的工具。许多学者在对农业景观格局研究中基本上都是采用土地利用现状分类进行研究。如肖笃宁等，傅伯杰等，曾辉等，岳德鹏等，王仰麟等。国内有些学者在进行景观生态研究时，直接借用我国土地类型分类的方法，把土地类型等同于景观类型，未考虑人为活动所产生的土地利用的变化以及由此引起的社会文化特征的变化。也有些学者把土地利用现状分类与景观的分类混淆，没有考虑到他们之间的差异。
4.展望
景观生态分类是景观生态研究的重要组成部分，景观生态分类理论与方法论的发展，在很大程度上反映了整个学科的发展水平。国外景观生态分类研究对我国开展该项研究具有很好的借鉴意义和参考价值，但我国与国外在社会制度和文化背景等方面有较大差异，体现在土地利用和景观类型上也有所不同。因此在借鉴国外经验的同时，也应该考虑到我国的具体情况。
目前在景观生态分类方法的探讨上仍缺少突破性研究成果，尚需加大在分类方法上的研究力度。以往方法研究中重点关注提高遥感分类与制图的精度等方面，采用的主要手段是多种遥感影像融合，并辅以研究区各种辅助数据资料，如潘辉等分析了湿地遥感分类精度和3S集成技术问题，认为影像源空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率等因素是影响湿地分类精度的主要原因；黎夏等利用神经网络算法对珠江口红树林湿地的SAR与TM融合图像进行分类，进一步提高了分类精度。对景观模型的构建虽已有理论层面的探讨。在研究实践中鲜有应用，针对研究区的微观实验方法也应用较少。对于3S技术、数学定量、实验模拟、景观模型等多种方法手段的综合运用尚为欠缺。
遥感分类虽比传统野外实地调查的效率和精度都有所提升，但由于“同谱异物”、“同物异谱”等相关遥感解译问题的存在，使遥感分类精度还有待进一步提高。目前，国内学者主要通过多时相、多通道遥感影像的融合，采用人工解译、监督分类和非监督分类相结合的方法来提高分类精度和效度，此外，分类树、神经网络等其他分类方法也开始得到应用。当前国内对于3S技术的应用大多还停留于利用遥感技术进行数据采集、利用GIS技术进行数据分析和利用GIS技术进行野外验证数据阶段，真正意义上的数据集成利用能力还有待提高。