1）景观生态学的内涵
“景观”一词的使用最早见于希伯来文“圣经”《旧约全书》，用于描绘具有所罗门王国教堂、城堡和宫殿的耶路撒冷城美丽的景色。19世纪初，德国地理学家洪堡最早将景观作为科学名词引入地理学，提出了景观作为地理学的中心问题，探索由原始自然景观变成人类文化景观的过程，并从此形成作为“自然地域综合体”代名词的景观涵义。1939年，德国生物地理学家特罗尔（C.Troll）又将景观的概念引入生态学，将其作为生态系统上的一种尺度单元。由此，景观对于生态学研究的作用被愈来愈多的研究者所认识和强调（傅伯杰等，2001）。
有关景观的定义，有多种表述，但一般是指反映内陆地形地貌景色的图像，如草原、森林、山脉、湖泊等；或是某一地理区域的综合地形特征；或者是人们放眼所映获的自然景色。在生态学上，景观的定义可概括为狭义和广义两种。狭义的景观是指几十公里至几百公里范围内，由不同生态系统类型所组成的异质性地理单元（陈昌笃，1986）。而将反映气候、地理、生物、经济、社会和文化综合特征的景观复合体称为区域。狭义的景观和区域可统称为宏观景观。广义的景观是指出现在从微观到宏观不同尺度上的，具有异质性或斑块性的空间单元。显然，广义景观概念强调空间异质性，其空间尺度则随研究对象、方法和目的而变化，而且它突出了生态学系统中多尺度和等级结构的特征。因此，这一概念越来越广泛地为生态学家所关注和采用。
1939年，特罗尔还提出了“景观生态”一词，并提出“将地理学的区域空间的水平分析方法与生态学的结构功能的垂直分析方法之研究相结合”的景观生态学新方向，使景观生态学成为生态学中最年轻的分支科学之一。就景观生态学的本质而言，可称为空间生态学，它是研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科；是地理学思想和生态学思想的结合，以生态学理论框架为依托，在方法、技术上综合其他学科之长，在学科性质上是连接自然科学和相关人文科学的交叉学科，以空间格局与生态过程之间的相互作用关系为主要研究内容。强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心所在。
景观生态学的研究对象和内容可概括为三个方面：一是景观结构，即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系；二是景观功能，即景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用；三是景观动态，指景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化。景观的结构、功能和动态是相互依赖、相互作用的，结构在一定程度上决定功能，而结构的形成和发展又受到功能的影响（图7－2）。
图7－2 景观结构、功能和动态的相互关系以及景观生态学中的基本概念和理论
2）斑块—廊道—基底模式
20世纪80年代以后，景观生态学有了长足的发展，学术上形成了各具特色的以地理生态学为主题的欧洲景观生态学派和以生物生态学为主题的北美景观生态学派，两者之间存在较大差异。目前景观生态学中的主要概念和理论有尺度及其有关概念、格局与过程、空间异质性和斑块性、等级理论、边缘效应、斑块动态理论、斑块—廊道—基底模式、种—面积关系和岛屿生物地理学理论、复合种群理论，以及景观连接度、中性模型和渗透理论。根据园区实践，我们仅分析“斑—廊—基模式”及景观结构的最优模式理论。
美国景观生态学家、哈佛大学教授福尔曼（Forman）和高顿（Godron）把“结构—功能—变化”定义为景观生态学研究的三要素，因为景观空间结构会影响最基本的生态功能和过程。为了使景观生态学与规划学更加紧密地结合，福尔曼（Forman，1995）进一步研究了景观格局的空间结构，定义了三种景观结构单元：斑块、廊道和基底，即著名的“斑—廊—基模式”。俞孔坚等（1997）认为该模式是景观生态学用来解释景观结构的基本模式，普遍适用于各类景观。
斑块是景观结构中最小的单元，泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分。这种所指的内部均质性，是相对于其周围环境而言的。具体地讲，斑块包括植物群落、湖泊、草原、农田、居民区等。因而其大小、类型、形状、边界以及内部均质程度因不同的尺度（如城市、村落、树林、池塘、广场等）而显现出很大的不同。通常大型自然斑块比小型自然斑块内有更多的物种，更有能力维持和保护基因的多样性。但是小斑块占地小，可以分布在人造景观中，提高景观多样性，起到临时栖息地或者“跳板”的作用。因此，小斑块是对大斑块的补充，是整个景观生态结构中不可或缺的组成部分。对于斑块的组合形式，一般相邻或相连的斑块内物种存活的可能性要比一个孤立的斑块大得多，孤立斑块内的物种不易扩散和迁移，进而影响到种群的大小，加速了灭绝的速度；而相邻或相连的斑块之间物种交换频繁，增加了整个生物群体的抗干扰能力。
廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构，其功能在于提供生物空间和传播通道，汇集生物源和能量等。常见的廊道包括农田间的防风林带、河流、道路、峡谷、绿道等。廊道的多样性，导致了其结构和功能方法的多样化。其重要的结构特征包括：宽度、组成内容、内部环境、形状、连续性及与周边斑块或基底的作用关系。廊道常相互交叉形成网络，使廊道与斑块和基底的相互作用复杂化。构成廊道的植被本身应该是乡土植被，它与作为保护对象的残遗斑块相近似。这一点基本是不存在争议的：因为一方面乡土植被种类适应性强，使廊道的连接度增高，利于物种的扩散和迁移；另一方面有利于残遗斑块的扩展。通常认为在可能的范围内生态廊道的数目越多越好，“多一条廊道就相当于为物种空间运动多增加一个可选择的途径，为其安全增加一份保险”。这一原理是以廊道有益于物种空间运动为前提的，对于廊道破碎基质和引入保护物种天敌的负面影响没有考虑。
基底是指景观中分布最广、连续性和关联性最大的背景结构，常见的有农田基底、山林基底、草原基底、城市用地基底等。在许多景观中，其总体动态常常受基底所支配。廊道与基底都可以看成特殊形状的斑块。基底实际上是占主导地位的斑块，对景观生态起支配作用。
基于长期以来许多领域的研究成果，尤其是岛屿生物地理学和群落斑块动态研究，近年来以斑块、廊道和基底为核心的一系列概念、理论和方法逐渐形成了现代景观生态学的一个重要方面。“斑块—廊道—基底模式”为我们提供了一种描述生态学系统的“空间语言”，使其对景观结构、功能和动态的表述更为具体、形象。运用这一“空间语言”，景观生态学可进一步探讨地球表面的景观是怎样由斑块、廊道和基底所构成的。如何来定量、定性地描述这些基本景观元素的形状、大小、数目和空间关系，以及这些空间属性对景观中的运动和生态流有何影响。而且，“斑块—廊道—基底模式”还有利于考虑景观结构与功能之间的相互关系，比较它们在时间上的变化。当然，在实际研究中，要确切地区分斑块、廊道和基底有时是较困难的，也是不必要的。广义而言，把所谓基底看成景观中占绝对主观地位的斑块也未尝不可。因为景观结构单元的划分总是与现实尺度相联系的，所以斑块、廊道和基底的区分往往是相对的。如某一尺度上的斑块可能成为较小尺度上的基底，或许又是较大尺度上的基底，或许又是较大尺度上的廊道的一部分（乌建国，2000）。
3）斑块的设计原则
斑块设计的原则主要有三条：
（1）斑块尺度原则。一般来说，只有大型的自然植被斑块才有可能涵养水源，连接河流水系和维持林中物种的安全和健康，庇护大型动物并使之保持一定的种群数量，并允许自然干扰（如火灾）的交替发生。总体来说，大型斑块可以比小型斑块承载更多的物种，特别是一些特有物种只可能在大型斑块的核心区存在。对某一物种而言，大斑块更有能力持续和保存基因的多样性，不过小斑块也可能成为某些物种逃避天敌的避难所。(www.xing528.com)
（2）斑块数目原则。减少1个自然斑块，就意味着抹去1个栖息地，从而减少景观和物种的多样性和某一物种的种群数量。增加1个自然斑块，则意味着增加1个可替代的避难所，增加1份保险。一般而言，2个大型的自然斑块是保护某一物种所必需的最低斑块数目，4—5个同类型斑块则对维护物种的长期健康与安全较为理想。
（3）斑块形状原则。一个能满足多种生态功能需要的斑块的理想形状应该包含一个较大的核心区和一些有导流作用及能与外界发生相互作用的边缘触须和触角。圆整形的斑块可以最大限度地减少边缘圈的面积，而最大限度地提高核心区的面积比，使外界的干扰达到尽可能地小，有利于林内物种的生存。但圆整形的斑块不利于同外界的交流。
4）廊道的设计原则
廊道是城市景观生态的重要组成部分，其规划设计必须从各个城市的具体情况出发，按照不同的自然地理、社会文化、经济水平和历史发展条件区别对待，但廊道设计应遵循的基本原则是一致的，这些原则是：
（1）文化生态性原则。城市文脉是城市在长期发展过程中，自然要素和历史文化要素相互融合的结果。城市廊道应该成为构筑城市历史文化氛围的桥梁和展示城市文脉的风景线，起到保护城市历史景观地带，构造城市景观特色，营造纪念性场所和体现城市文化氛围和文明程度的作用。
（2）生态性原则。廊道的规划必须在尊重城市自然环境的基础上进行，恢复和重建在过去城市开发建设过程中破坏的自然景观，建立廊道系统以提高城市生物多样性、提高城市自然属性，这是生态性原则的重要体现。另外，在规划设计廊道时还要充分考虑廊道的环保和景观功能。
（3）连续性原则。人类活动使自然景观被分割得四分五裂，景观的功能流受阻，所以加强孤立斑块之间、斑块与种源之间的联系，是现代景观规划的主要任务之一。联系相对孤立的景观元素之间的线性结构的廊道有利于物种的空间运动和本来是孤立的斑块内物种的生存和延续。从这个意义上讲，廊道必须是连续的，将建成区、郊区和农村有机地联系在一起，将城乡自然景观融为一体。
（4）廊道的数目原则。假设廊道是有益于物种空间运动和维持的，则2条廊道比1条要好，多1条廊道就减少一份被截流和分割的风险。
（5）廊道宽度原则。越宽越好是廊道建设的基本原理之一。廊道如果达不到一定的宽度，不但起不到维护保护对象的作用，反而为外来物种的入侵创造条件。
5）景观结构的最优模式
景观结构优化是在对景观结构、功能和过程综合理解的基础上，通过建立优化目标和标准，对各种景观类型在空间和数量上进行优化设计，使其产生最大景观生态效益（生态、经济和社会效益）并实现生态安全。研究的主要内容包括景观结构优化的理论和方法研究、优化标准的研究和景观管理的研究。这些研究内容是在景观生态规划、土地科学和计算机技术的基础上提出来的，是景观生态学研究中的一个难点问题。景观结构的优化不仅要根据生态因子对景观斑块的类型进行调整，而且还要运用景观生态学的理论和方法对景观的管理方法进行优化，其目标是在合理的土地利用和管理措施下，实现区域可持续发展，并维持区域生态安全。
1995年，福尔曼在他的《土地镶嵌体》（Land Mosaics）一书中，针对景观结构的整体优化，系统地总结归纳了景观格局的优化方法，以集中与分散相结合的原则为基础，提出了两个景观整体模式。一是具有高度不可替代性的景观结构布局模式，其设计思想是：景观规划中作为第一优先考虑保护和建设的结构应该是几个大型的自然植被斑块作为物种生存和水源涵养所必需的自然栖息环境，有足够宽和一定数目的廊道用以保护水系和满足物种空间运动的需要；而在开发区或建成区里有一些小的自然斑块（用做临时栖息地或避难所）和廊道，用以保持景观的异质性（图7－3）。这一优先结构在生态功能上具有不可替代性，是所有景观规划的一个基础结构。根据这一基础结构，又发展了最优景观格局。
图7－3 景观生态最优结构模式
最优景观格局，“集聚间有离析”被认为是生态学意义上最优的景观结构模式，这一模式（原理）强调将土地利用分类集聚，并在发展区和建成区内保留小的斑块，同时沿主要的自然边界地带分布一些人类活动的“飞地”。这一模式的景观生态学意义是：保留了生态学上具有不可替代意义的大型自然植被斑块，用以涵养水源，保护稀有生物；景观质地满足大间小的原则；风险分担；维持遗传多样性；形成边界过渡带，减少边界阻力；自然植被廊道则有利于物种的空间运动，在小尺度上形成的道路交通网满足人类活动的需要。
景观结构优化的原则有五条：①整体生态功能优先原则。景观结构优化是使景观结构达到合理，由于景观是由多个相互作用的生态系统组成的，因此，要把多个生态系统作为一个整体来研究，不必苛求每一个生态系统的最优。②多目标原则。景观作为生态、经济和社会功能的载体，其不同结构会产生不同生态、社会和经济效益，因此景观结构优化应将多种功能综合考虑，以达到多目标价值综合最优。③结构优化原则。景观结构是功能的基础，景观斑块的形状、大小、数目和邻接关系直接决定了物质和能量在不同组分之间流动的过程，也就决定了景观功能的发挥，因此要从景观结构对生态流和功能的影响方式、机理分析上进行理解，从而确定能为景观带来正效应的景观组分镶嵌分布形成。④尺度适宜原则。尺度一直是景观生态学的一个核心问题，不同尺度的分析结果可能会产生相当大的差异。因此，对于景观不同组分或不同类型景观要在适宜的尺度上作出分析才会带来正确的结果。⑤平衡原则。景观结构优化通常是一个复杂的系统分析过程，解决这一问题需采用多标准评价，通过多目标分析和优先级确定，在平衡的前提下得出多种备选预案。
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