序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇生態系統的穩定性的概念范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞 抵抗力穩定性 恢復力穩定性 外界干擾 生態系統

中圖分類號 Q-49 文獻標識碼 E

生態系統的穩定性表現在兩個方面：一方面是生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構和功能保持原狀（不受損害）的能力，叫做抵抗力穩定性。另一方面是生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力，叫做恢復力穩定性?，F在許多教輔資料上還在說生態系統抵抗力穩定性和恢復力穩定性是相反的關系，也常見到圖1。

筆者認為這種分析是不合適的。雖然在人教版2001年的版本生物第二冊書中確實有這樣的原話：“對一個生態系統來說，抵抗力穩定性與恢復力穩定性之間往往存在著相反的關系。抵抗力穩定性較高的生態系統，恢復力穩定性就較低，反之亦然。例如，森林生態系統的抵抗力穩定性比草原生態系統的高，但是，它的恢復力穩定性要比草原生態系統低得多。熱帶雨林一旦遭到嚴重破壞（如亂砍濫伐），要想再恢復原狀就非常困難了。”但這是以前的觀點。

現在再來看這個觀點，顯然是不準確的。首先人教版2007年的版本生物第三冊書中已沒有上述一段話，其次在人教版2007年的版本生物必修三教師參考書中還明確指出：

生態系統的穩定性不僅與生態系統的結構、功能和進化特征有關，而且與外界干擾的強度和特征有關，是一個比較復雜的概念。生態系統的穩定性是指生態系統保持正常動態的能力，主要包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性。

以往認為，抵抗力穩定性與恢復力穩定性是相關的，抵抗力穩定性高的生態系統，其恢復力穩定性低。也就是說，抵抗力穩定性與恢復力穩定性一般呈相反的關系。但是，這一看法并不完全合理。例如，熱帶雨林大都具有很強的抵抗力穩定性，因為它們的物種組成十分豐富，結構比較復雜；然而，在熱帶雨林受到一定強度的破壞后，也能較快地恢復。相反，對于極地苔原（凍原），由于其物種組分單一、結構簡單，它的抵抗力穩定性很低，在遭到過度放牧、火災等干擾后，恢復的時間也十分漫長。因此，直接將抵抗力穩定性與恢復力穩定性比較，可能這種分析本身就不合適。如果要對一個生態系統的兩個方面進行說明，則必須強調它們所處的環境條件。環境條件好，生態系統的恢復力穩定性較高，反之亦然?！?/p>

對比可知，人教版2007年的版本生物第三冊的說法顯然更科學，也更嚴謹。而教輔資料上所說生態系統抵抗力穩定性和恢復力穩定性是相反的關系，是沿用人教版2001年的版本生物第二冊中的說法。雖然實際中也有它適應的情況。這種說法是片面的、是不嚴謹的。

筆者認為只要對生態系統穩定性的示意圖進行深入理解，就能對生態系統抵抗力穩定性和恢復力穩定性進行準確辨析。生態系統穩定性的示意圖如圖2所示，圖中兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍。T表示一個外來干擾使之偏離正常范圍的大?。浩x大小可以作為抵抗力穩定性的定量指標，偏離大說明抵抗力穩定性弱；反之，則強。S表示恢復到原狀所需的時間：S越長，恢復力越弱；反之，越強。TS表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩定的定量指標：T與S越大，即這一面積越大，則總穩性越低；反之，TS越小，則總穩定性越強。

人教版2007年的版本生物必修三教師參考書教學策略中談到：“請學生比較草原、北極苔原、森林生態系統，抵抗力穩定性誰強誰弱？恢復力穩定誰高誰低？引導學生認識：一方面，不同的生態系統表現出的穩定性是不一樣的；另一方面，生態系統的穩定性也取決于外界因素的影響程度?！痹诮虒W中，基于對生態系統穩定性概念的理解，加之對生態系統穩定性示意圖的準確把握，筆者引導學生將森林生態系統與草原生態系統穩定性的比較分兩種情況進行討論。

一種是同等強度干擾（圖3）：在外界干擾之前，森林生態系統和草原生態系統均維持在相對穩定的狀態（曲線重合部分）。在同等強度的干擾下，森林生態系統（實線）偏離正常值較小，即T較小，恢復較快，即S較短；而草原生態系統（虛線）偏離正常值較多，即T較大，恢復較慢，即S較長。這些說明森林生態系統抵抗力穩定性強，恢復力穩定性也強；草原生態系統抵抗力穩定力弱，恢復力穩定性也弱，即森林生態系統的總穩定性比草原生態系統的總穩定性強。

另一種情況是森林生態系統和草原生態系統都破壞到3/4的程度（圖4）：在外界干擾之前，森林生態系統和草原生態系統均維持在相對穩定的狀態（曲線重合部分），在不同強度的干擾下，兩種生態系統偏離正常值的幅度相似，都破壞到3/4的程度。在這種情況下，因為草原生態系統（虛線）在相同時間內偏離正常值較大，即T較大，恢復到原狀所需時間較短，即s較短，說明草原生態系統抵抗力穩定性弱，恢復力穩定性強；森林生態系統（實線）在相同時間內偏離正常值較小，即T較小，恢復到原狀所需時間較長，即s較長，說明森林生態系統抵抗力穩定性強，恢復力穩定性弱。由此可見在這種情況下，抵抗力穩定性與恢復力穩定性之間存在相反的關系。

由此不難看出，人教版2001年的版本中“對一個生態系統來說，抵抗力穩定性與恢復力穩定性之間往往存在著相反的關系。抵抗力穩定性較高的生態系統，恢復力穩定性就較低，反之亦然?！彼硎镜膽撌堑诙N情況，即在不同強度的干擾下，兩種生態系統偏離正常值的幅度相似時的情況。

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關鍵詞：數學建模；概念教學；自主探究

1數學模型建構教學的理論依據

模型建構教學活動以學生為主體，以建構模型為主線，讓學生在探究過程中交流、學習。它重視學習過程的主動性和建構性，強調學生以個體的學習經驗建構對新事物的理解，從而形成新的概念，掌握解決問題的方法和技能。教師在教學過程中用好模型建構，對提高學生生物科學素養有很大幫助。數學建模是指通過數據解釋實際問題，并接受實際的檢驗。生物學教學建模時，教師引導學生利用生物學基本概念和原理，理解用數學符號和語言表述的生物學現象、本質特征和量變關系。生物學數學建模一般包括5個基本環節：模型準備、模型假設、模型建構、模型再建構和模型應用。

2數學模型建構教學在初中生物課堂教學中的實踐

以“生態系統的穩定性”為例，闡述初中生物數學模型建構的教學實踐與思考。

2.1模型準備

建構數學模型，首先要了解問題的背景，明確建模的目的，收集必要的各種資料和信息，弄清對象的特征?！吧鷳B系統的穩定性”這節課選自北師大版八年級下冊第二十三章第四節，可分為生態系統穩定性的概念、穩定性形成的原因以及穩定性的破壞三個部分。第三節中的生態系統的食物鏈和食物網以及生態系統的物質循環、能量流動為本節學習基礎。生態系統的穩定性形成的原因既是本節課的教學重點，也是教學難點。通過數學建模的方法，可以把生物之間通過捕食形成的數量變化關系，更加直觀、有效地呈現出來，有利于學生對生態系統自我調節能力的理解和掌握。

2.2模型假設

合理提出假設是數學建模的前提條件。在本節教學內容中，教師引導學生嘗試建立生態系統中各生物之間通過捕食關系所形成的數量變化曲線圖模型，引導學生提出合理的假設。

2.3模型建構

根據所作的假設，教師分析學生的學情，創設問題情境，引導學生逐步建構出數學模型。八年級的學生已經具有利用曲線統計圖統計、描述、分析數據的能力，具備建模的知識基礎。教師在教學中通過創設由易到難、層層深入的問題情境，引導學生提出問題、分析問題。學生在教師的引導下，逐步建構數學模型。教師利用導學案，引導學生分析凱巴森林中鹿與狼的數量變化，并啟發學生思考：不同生物之間通過捕食關系如何相互影響？分析二者數量峰值不同步的原因是什么？分析當狼的數量上升時，鹿的數量會發生怎樣的變化？如果鹿的數量變化了，又對狼產生怎樣的影響？繼而，學生進一步分析：狼的數量下降的話，鹿的數量會發生怎樣的變化？引起該變化的原因是什么？教師引導學生分析得出：生物之間通過捕食關系相互影響和相互制約。這樣引導學生歸納生態系統穩定性形成的原因，逐步建構數學模型。

2.4模型再建構

個人或小組最初建構的模型是否科學、合理，必須經過模型檢測。教師可以引導學生分析其他生態系統生物之間的數量關系，進一步驗證模型是否科學合理。課堂上師生之間通過相互交流和評價，完成模型的再建構。課堂上學生代表展示自己建構出的數學模型，并進行合作交流。

2.5模型應用

模型應用是運用建構的數學模型解決生產實際、生活實踐中生物學的疑難問題。教師啟發學生圍繞凱巴森林應用模型解決生活中的實際問題，并要求學生思考：生態平衡受到嚴重破壞的凱巴森林，要恢復到1906年以前的狀態，可采取哪些措施？學生在對問題的思考中，進一步深化概念理解，并應用自主建構的數學模型，分析解決實際問題，感悟數學模型建構方法在研究生物學問題上的重要價值。

3數學建模教學的教學收獲

3.1數學建模教學培養學生的動手動腦能力

數學建模是一個創造性的活動過程，要經過不斷的分析、討論和修改。應用數學建模的方法進行教學，不是教師硬性灌輸知識，而是學生在教師的引導下，動腦動手建構數學模型。

3.2數學建模教學實現學生學習方式的蛻變和提升

新課程改革的重要突破口之一就是轉變學生的學習方式，由過去的被動學習轉變為主動學習，完成由以教師、知識為中心，向以學生發展為中心的轉變。教師在課堂上給學生充分的自主學習的時間和空間，并通過一系列的問題引導學生逐步建構出數學模型，促進學生的主體性發展。教師在放手讓學生獨立思考、自主建構的基礎上，組織學生開展合作交流。通過合作交流使學生從不同角度思考問題，對自己和他人的成果進行反思，在合作交流中相互啟發、共同發展，培養合作精神和參與意識。

3.3數學建模教學引導學生更加直觀、科學、有效地建構新的知識體系

數學建模教學的目的是讓學生在建構模型的過程中，理解生物學核心知識，提升自己的生物素養。數學模型本身又給學生一個直觀、生動的印象，使靜止的文字變得活躍、生動。例如：生物之間通過捕食關系形成的動態的數量變化，是一個奇妙而抽象的復雜現象，通過數學模型可以更加直觀、簡單地呈現這一現象。數學楗模教學也能夠用于指導解決生活、生產中的實際問題。

3.4數學建模教學有利于提高學生學習生物的興趣

學生在建構模型的過程中學習生物知識，同時體驗到模型建構成功后的喜悅感、自豪感。

3.5數學建模教學有利于提高教師的教學素養

數學建模教學需要教師通過理論學習和實踐，提高數學知識的儲備，指導學生解決生物學問題。教師應認真研究教材，篩選出適合實施數學建模教學的典型知識，并在教學實踐中積累經驗，逐步形成一些典型的課例和教學設計，同時在每一次教學過程中不斷完善。

參考文獻：

［1］李希明.建構生物模型，突破教學難點［J］.中學生物教學,2011（7）:10－12.

［2］葉建偉.建模教學在高中生物課堂教學中的實踐與體會［J］.教學月刊.中學版，2011（12）:21－23.

［3］肖安慶,李通風.淺談高中生物建模的教學價值和培養策略［J］.中學生物學,2011（7）:10－12.

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關鍵詞：新疆綠洲農業穩定性

一、引言

如何使農業發展進入一個良性循環的軌道，對其穩定可持續發展進行定量評價一直是農業生態系統研究的前沿和熱點問題之一。穩定性是農業長期發展和演替而達到一個相對平衡的結果。在農業這個系統中，由于人類管理和其他社會經濟活動的干預，系統變得復雜起來，影響其穩定性的因素也變得更加錯綜復雜，探究其成因至關重要。從系統本身的特性來看，人類需要建立一個長期穩定的最大化生產力生態系統（曹文志，1998）。所以，建立一個可持續發展的農業，實質是建立一個生產力較高、長期處于相對穩定的農業生態系統。

本文從發展動態的角度出發，以可持續發展理論作為實證的理論指導，對新疆綠洲農業發展的穩定性進行了評價，進而結合實證分析結果提出一些對策建議。

二、指標體系的建立

本文借鑒評價指標體系的前提下，緊密結合新疆綠洲農業發展的實際特點，從經濟、社會、生態三個方面考慮，建立了綠洲農業發展穩定性評價指標體系。其指標如下：1.反映經濟系統的指標：人均農業GDPX1，農業勞動生產率（X2），土地生產率（X3），林草業與農業比率（X4），耕地平均農業機械總動力（X5），人均財政收入（X6），支農支出占財政支出比重（X7）；2.反映社會系統的指標：人口密度（X8），人口自然增長率（X9），社會公平度（X10），農村居民人均純收入（X11），每萬人農業勞動力擁有的農業科技人員（X12），農民恩格爾系數（X13），高等學校學校在校學生人數（X14），墾殖指數（X15）；3.反映生態系統指標：農業抗災指數（X16），灌溉有效率（X17），人均水資源量（X18），森林覆蓋率（X19），化肥使用強度（X20），鹽漬化程度（X21），農民人均耕地面積（X22），當年的造林面積（X23），干燥度（X24）。

三、新疆綠洲農業發展穩定性評價實證分析

（一）方法和模型的選擇

文中采用了模糊數學評價法。其基本思想：1.首先確定模糊子集合，即一個模糊性概念就是一個模糊子集，如U={極差、差、中等、好、很好}是一個模糊集合，其子集（模糊性概念）稱為模糊子集合，模糊子集取值自0至1中間任一數值（包括兩端的0與1），分別對應極差、差、中等、好、很好。2.隸屬度，描述元素屬于這個模糊性概念的程度。完全符合該模糊性函數是隸屬度為1，不完全符對合時隸屬度為0，介于二者之間取0到1的中間值。3.確定隸屬函數。運用模糊數學方法時，最為關鍵的一步就是隸屬函數的確定，隸屬函數確定的好壞直接關系著評價結果的正確性。

本文將根據專家經驗法，即專家根據實際經驗給出的相應權數數值來確定隸屬函數。 我們在大多數情況下，首先大致確定粗略的隸屬函數，然后歸納結果反饋給專家，再次給出他們自己的意見，反復多次后，使得隸屬函數逐步修改和完善。

（二）基于AHP層次分析法確定各指標權重

層次分析法（AHP）的基本思想是把研究的對象看成一個系統，對系統內多個指標進行分析，弄清各個指標在系統中的地位和相互關系，給出各指標有關聯的有序層次，然后由專家對每個層次的各指標進行客觀比較，定量地給出每個指標的相對重要性，并計算出每一層次所有指標的相對權重。

根據新疆綠洲農業的基本特征，在參考了大量關于綠洲農業的文獻資料，結合新疆的特點之后，本文運用層次分析法求出了指標層的權重并進行了一致性檢驗。檢驗結果看出，評價體系總體上具有較好的一致性，且全面地包括綠洲農業穩定性的指標，保持了指標的相對獨立和完整性?？梢?，利用該指標體系來衡量新疆綠洲農業發展穩定性是可行的。

（三）隸屬函數的確定

文中選取1985-2008年作為評價新疆綠洲農業發展穩定性的時間段，根據模糊數學的理論，將選取的評價指標和綠洲農業發展穩定的關系分為直線型函數、對數型函數、指數型函數、戒上型函數、戒下型函數和峰值型函數6種類型的隸屬函數。對于這6種類型我們采用特爾斐法對各個指標的實際值給出相應的一組隸屬度，此隸屬度由專家給出，然后根據這兩組數據來擬合隸屬函數。根據新疆綠洲農業實際情況和對綠洲農業穩定性的影響，確定各指標的函數類型。

（四）新疆綠洲農業發展穩定總體評價結果

我們使用加權線性方法來完成各個指標的合成，根據本文的數據，將構成24×24矩陣，經過隸屬函數變換后得到隸屬度，矩陣的行列數不變，因此綠洲農業系統發展穩定性評價結果用Aj表示，其模型為：。

其中Aj為第j年綠洲農業發展穩定性總得分，Dij為第 j年第i個指標經過隸屬函數變換后所對應的隸屬度，即單個指標因子對農業發展穩定性的貢獻，Wi 為第i指標的權重。

由SAS9.1軟件進行矩陣運算，新疆綠洲農業1985-2008年發展穩定性總得分見表1。

綠洲農業發展穩定性的評價結果主要根據文中選取指標的數據來確定。為了判斷綠洲農業發展穩定性的程度，本文參考了界定可持續發展狀態的標準，在此基礎上，綠洲農業發展穩定性的標準見表2。

表2綠洲農業發展穩定性具體標準度量

從表2可以看出，近20幾年來，新疆綠洲農業發展穩定性結果在0.3092―0.5464之間。穩定性處于較差的年份是1985年、1986年、1987年、1988年、1989年、1990年、1991年、1992年、1993年和1997年。處于中等偏下的年份是1998年、1999年、2000年、2001年、2002年、2003年和2006年，處于中等偏上的年份是2004年、2005年、2007年和2008年，由此說明，新疆綠洲農業總體的發展穩定性趨勢是由較差程度逐步向著好的方向變化。 2008年農業發展穩定達到0.5464，處于中等偏上的程度，其評價結果較為準確地反映了新疆綠洲農業在時間尺度上發展穩定性的狀況。為此，我們可以得出新疆綠洲農業在上世紀80年代到90年代中期是穩定較弱的階段，農業發展能力有所欠缺；90年代中期到現今，農業是處于一個中等發展穩定階段，其穩定性程度有待提高，農業發展能力需要進一步提高。

四、政策建議

（一）轉變思想，加強可持續發展意識

傳統農業一般表現為自給自足的特點，具有一定的封閉性，不利于區域農業之間資源的合理配置。為此，各級政府需要培養和樹立協調發展的新觀念，合理調節人口、資源、環境與經濟、社會之間的協調度。這對于地處干旱區的新疆綠洲農業的穩定發展顯得至關重要。

（二）調整農業結構，加快推進農業產業化

要有效推動結構升級，除繼續發展種植業外，還應大力發展畜牧業和特色林果業。把畜牧業作為重中之重，使其成為新疆農業經濟的一個增長點。林果業方面要借助獨特的資源優勢，大力發展質量優異、特色鮮明、市場需求大的名牌產品。在此基礎上形成一條良性循環的產業鏈條，進一步拓展農產品加工層次和深度，使農產品加工業逐步成為農村經濟發展的主導產業，改善農村經濟的區域差異。

（三）合理利用水資源，發展節水農業

在地下水越來越深的嚴峻現實面前，合理利用水資源和節水技術顯得尤其重要。自治區政府和各級政府要制定節水灌溉的整體規劃，新疆的南疆地區水資源極缺，從全局出發，合理規劃耕地面積和耗水作物的規模，劃定出節水灌溉的重點區域，并在此基礎上大力推廣先進的節水技術。

（四）防沙化、鹽堿化，優化土壤質量

合理規劃綠洲的土地開墾規模，有步驟地做好天然林保護和耕地治理工程，做好土壤培肥養地，有條件的全部使用生物肥，采取增施有機肥、秸稈還田、翻壓綠肥等措施，改善土壤的可耕性。

（五）大力發展農村教育，特別是南疆農村教育

少數民族地區要確保九年義務教育的普及，要適當增加落后地區的教育投入，撥?？钣糜诨A設施建設，改善教學條件和提高教師待遇。同時，還要結合當地實際采取多種形式、多種途徑發展農村職業教育。

參考文獻：

[1]丁建麗.干旱區綠洲穩定性評價體系構建及應用分析[J].干旱區資源與環境, 2008(2).

[2]溫曉南.半干旱區地區農業可持續發展的制約因素與對策[J].經濟縱橫，2008(5).

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[4]張金萍等.灰色關聯分析在綠洲生態穩定性評價中的應用[J].資源科學，2006(7).

[5]袁杰等.基于最小二乘法擬合的模糊隸屬函數構建方法[J].控制決策，2008(11).

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關鍵詞：景觀生態學；景觀異質性；景觀規劃設計

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Abstract: Since the birth of the landscape ecology， heterogeneity，an important part of landscape planning and design，has been the focus of landscape ecologists' research. This paper expounds on the concept， causes， and spacetime features of heterogeneity. The relations between heterogeneity and landscape stability and persity are studied. Finally， it analyzes the functions and significance of heterogeneity in landscape planning and design， in particular， the building of scenic and historical resorts with unique features.

Key words: landscape ecology; landscape heterogeneity; landscape planning and design

景觀（landscape）一詞，在不同的學科范圍內有著不同的定義。地理學家把景觀作為一個科學名詞，定義為一種地表景象或綜合自然地理區，或為一種類型單位的通稱，如城市景觀、森林景觀等；藝術界和設計師把景觀作為表現與再現的對象，類似于風景；生態學家把景觀定義為生態系統或生態系統的系統。［1］

隨著人類社會的快速發展，生態環境日益惡化，人們開始重建對自然界的新觀念和價值理想，并倚重生態科學來使人與自然回歸和諧。［2］作為景觀規劃設計的一個重要內容，如何將景觀生態學及景觀美學的理論運用于實踐，使規劃更趨于合理，以求得人類與自然的長期和諧共存，是景觀設計師們迫切需要解決的問題。異質性是景觀生態學的重點內容之一，是景觀穩定的源泉，也是提高景觀美感的重要途徑。

一、景觀異質性的概念與產生機理

景觀異質性是指在一個區域里（景觀或生態系統）對一個生物種類或更高級的生物組織的存在起決定作用的資源或某種性狀在空間或時間上的變異程度或強度。其理論內涵是景觀組分或要素如基質﹑廊道﹑動物﹑植物﹑生物量﹑熱能﹑水分﹑空間礦質養分等在空間中的不均勻分布。當代人類活動對生態環境的影響日益擴大，對于某些地區景觀的變化更是起到了控制性的作用，對生物多樣性產生了很大的影響，現在景觀規劃設計在生物多樣性保護中的意義已引起生物學家的高度重視，用Wilson的話說：“作為一個發展中的專業，景觀設計(Landscape Design)將在(生物多樣性)保護中起著決定性的作用，在環境日益人工化的情況下，仍然可以通過林地、綠帶、水系、水庫和人工池塘及湖泊的巧妙布置來使生物多樣性保持在很高的程度?？傮w規劃不但考慮經濟效益和美，同時考慮生物種類的保護?！保?］

景觀異質性可降低稀有內部物種的豐度，增加需要兩個或兩個以上景觀要素及邊緣物種和動物的豐度，因此可增強總體物種共存的潛在能力。對景觀視覺吸收來說，景觀的實質承載力提供了發展及維持其原有視覺特性，視覺穿透力和景觀的復雜性程度影響這種承載力。有兩種景觀的吸收能力的主要因素分別為視覺穿透力之程度和景觀的復雜性。視覺穿透力（即你可于一處觀看景觀中的遠景）受植被和地形影響。穿透力越高，景觀之視覺吸收發展力及維持其原有視覺特性之能力越低。同樣，景觀中視覺復雜性越高，視覺吸收力越大。視覺品質即視覺的重要性，給予景觀一個以文化價值與景觀本體物質性的判決。當許多因子貢獻于一個視覺品質時，可以將之整合成三個標題——生動性、完整性和統一性。［4］

近年來，景觀生態學家在探討景觀異質性的發生、發展、維持機理以及溫度方法上做了大量的工作，取得了大量的研究成果；但是，由于景觀異質性研究本身所具有的復雜性、不確定性等特點，使得當前景觀異質性研究中仍然存在著很多問題，需對此做進一步研究。

二、景觀異質性的特點

景觀異質性是景觀生態學的重要屬性。人類和動物均需要兩種以上景觀要素的事實也證明了異質性存在的重要性。因此，有必要對景觀異質性的特點進行系統分析。

（一）景觀異質性的時空特點

目前，景觀生態學研究對于異質性的關注主要集中在景觀及景觀要素的空間結構上，如對于空間組成（生態系統類型﹑數量及面積比例）的統計；空間型（各生態系統的空間分布﹑斑塊大小﹑景觀對比度）及空間相關性（各生態系統的空間關聯程度﹑整體或參數的關聯程度﹑空間梯度和趨勢度）的計算和分析等。然而，景觀異質性不僅體現在景觀及其組分的空間結構變化上，而且還體現在它們的時空動態上，即空間異質性（在空間中的不均勻分布）和時間異質性（時間分布的不均勻性）。對于空間異質性而言，多數指二維平面空間異質性，如城市中的建筑物﹑河流﹑湖面﹑街道綠地的平面分布。其實，在垂直方向上也存在著空間異質性，例如，建筑物在垂直方向上的參差不齊，城市大氣中的塵埃﹑二氧化碳﹑有害金屬離子含量隨高度的變化，植物的高低層次等。以上二者相結合，就形成了三維立體空間異質性。同時，由于時間與空間的耦合作用而產生了時空耦合異質性。［3］在景觀規劃設計中，僅僅考慮二維平面上的異質性是不夠的，目前，許多景觀設計人員還存在著過于注重平面形式的錯誤觀念，對于景觀素材尤其是植物在時間與空間上的差異及動態變化的考慮和運用還不夠充分。

（二）景觀異質性的尺度效應

空間尺度通常是指觀察或研究的物體或過程的空間的分辨度。從生態學角度來看，空間尺度指的是作為研究對象的生態系統的面積大小。尺度越大，分辨率越低，反之亦然。異質性與尺度是緊密相關的，尺度越大，景觀的細節分辨率就降低，看起來就越模糊，景觀就越趨于同質，也就是說，對于一異質的景觀或景觀要素，如在更大一級的尺度上去觀察，它就成為同質的；相反，對某一尺度下的同質的景觀或景觀要素，如在更小一級的尺度上去觀察，則為異質的。因此，異質性取決于尺度大小，也就是說異質性是絕對的，同質性是相對的。例如在對城市綠地的研究中，如果從大尺度的角度來講，各類綠地可看作是同質的，各類綠地以不同的大小、形狀分布于城市的每個角落，但是，如果從小一級的尺度來分析，作為綠地的斑塊，由于種植布局的不同，它們所形成的景觀是有差異的，也就是有異質性的存在，比如疏林﹑密林和草坪，或是由于植物種類不同，它們在形態和功能及美學特征上也都是存在著差異的。

景觀規劃設計的范圍有大有小，導致在研究的尺度上存在著差異。這種差異也就決定了在規劃和設計時所要考慮問題的側重點是不同的（表1）。

三、景觀異質性與景觀幾種特性的關系

景觀本質上就是—個異質系統，正是因為異質性才形成了景觀內部的物質流、能量流、信息流和價值流，才導致了景觀的演化、發展與動態平衡。因此，了解景觀異質性與景觀其他特性之間的關系是十分必要的。筆者認為，景觀異質性對景觀美感的塑造、景觀穩定性的增強及景觀多樣性的維護均有著重要的意義。

（一）景觀異質性與景觀美感

對于“景觀”一詞的意義，主要可以從三個方面來理解：第一種是美學上的概念，與“風景”同義；第二種是地理學上的理解，將景觀作為地球表面氣候﹑土壤﹑地貌﹑生物等各種成分的綜合體，這樣理解時，景觀的概念就很接近于生態系統或生物地理群落這些術語；第三種是景觀生態學中對景觀的理解，景觀在這里是指空間上不同生態系統的聚合。從“景觀”的三方面含義來看，景觀美感是景觀不可缺少的特性，也就是說，提高景觀的美學價值，是景觀規劃設計的重要目的之一。從美學角度來看，美的形式有其一定的法則：如對稱與均衡﹑比例與勻稱﹑節奏與韻律等；然而，美的最高法則則是多樣統一（又稱“和諧”）。“多樣”是指構成整體的各部分形成一致的差異性，“統一”是指這種差異性的彼此協調，其中包括各部分之間的對稱﹑均衡﹑比例﹑均勻﹑節奏等，“多樣統一”體現了自然界和社會生活中對立統一的規律。［5］從景觀生態學的角度來看，景觀的異質性越高，其內部生境的多樣化程度越高，必然帶來生物的豐富多樣，從而形成景觀的多樣性，也使景觀更趨于穩定；穩定也就是秩序，通過秩序，景觀也就達到了自身的和諧?？梢?，異質性與景觀美感的形成有著最直接的聯系。

（二）景觀異質性與景觀穩定性

景觀穩定性是一種有規律地繞中心波動的過程，反映了一個景觀抵抗和適應干擾的能力。景觀異質性與景觀穩定性之間也是一種相互依存、相互影響的關系。生物正負反饋不穩定性可導致種群區域隔離，增加景觀異質性，從而減少干擾的傳播；反過來則有利于景觀的穩定。另外，資源斑塊的內在異質性有利于吸收環境的干擾，提供一種抗干擾的可塑性，而均質性一般可促進干擾的蔓延，不利于景觀的穩定，促使景觀發生變化。另外，景觀異質性是保證景觀穩定的源泉。實際觀察和模擬研究均顯示：景觀異質性有利于景觀的穩定。盡管表面看來異質使景觀顯得好像是雜亂無章，但這種狀態和交替恰好抹去了景觀中的劇烈性變化，而使之趨向一種動態穩定的狀態。［6］

（三）景觀異質性與景觀多樣性

生物多樣性是現代生態學研究的三大熱點之一，它反映在景觀生態學中即是景觀多樣性。景觀多樣性和景觀異質性之間既存在著緊密的聯系，又是兩個不同的概念。二者均是自然干擾、人類活動和植被內源演替的結果，對物質、能量、物種和信息在景觀中的流動均有重要的影響。但景觀多樣性描述的是景觀結構、功能、動態的多樣性和復雜性，而景觀異質性是指景觀類型的差異，類似于景觀類型的多樣性，代表的是景觀鑲嵌的空間復雜性，是土地鑲嵌固有的特征，存在于任何尺度上，可以被認為是生物多樣性發展的結構基質。

景觀異質性的存在決定了景觀空間格局的多樣性和斑塊多樣性。異質性創造了邊界和邊緣，因此可以增加邊緣種，但卻相對減少了內部種，而且還直接影響著動物的遷移、植物種子的傳播等過程，進而影響著生物多樣性。一般來說，景觀異質化程度愈高，愈有利于保持景觀中的生物多樣性。維持良好的景觀異質性，能夠提高景觀的多樣性與復雜性，有利于景觀的持續發展，反過來講，景觀多樣性的保存也有利于景觀異質性的維持，由于多樣性造成的不同斑塊間的差別創造了新的生態過程，影響到物質、能量和信息的流動，物質、能量和信息流動進而又會對異質性產生促進或抑制。

四、景觀異質性在風景名勝區特色構建中的重要性體現

景觀異質性研究是景觀類型劃分的基礎，也是自然保護區區劃的基本原則之一。景觀生態學研究的最終目的就是在對景觀的異質性有了足夠了解的基礎上，對景觀要素的數量、比例及時空配置進行有效的規劃、調整和管理，使景觀中資源組合在結構和功能上接近或達到優化；而且景觀異質性是形成不同景觀結構和功能的基礎，直接影響到資源的分配、干擾的傳播以及景觀的穩定性和多樣性，對景觀整體功能及生態過程有著重要的控制作用。所以景觀設計、規劃和管理應是為發展和維持優化的景觀異質的，即景觀異質性的發展、維持和管理應該是景觀設計、規劃與管理的基礎和前提，也是其考慮的重要原則之一。

風景名勝區是風景名勝資源集中，自然環境優美，具有一定規模和游覽條件，可供人游覽、觀賞、休息和進行科學文化活動的地域。一些大型的風景名勝區由于幅員遼闊，所占地域包含了多個相鄰城鎮，因而在歷史演化進程中，依托各城鎮自身特點逐步發展形成了地緣相近鄰、景觀風貌相類似、地域文脈相關聯而又相互獨立的子一級風景名勝區。在該類風景名勝區的規劃、保護和建設過程中，準確把握其發展定位，突出風景名勝區的特色，對于區域風景資源開發和整合、區域經濟實力提升及各風景名勝區的可持續發展都具有舉足輕重的意義和作用。

對于地緣相鄰的風景名勝區而言，為突顯風景區資源優勢，構建風景區自身特色，“同中求異”是關鍵所在。因此，必須對風景區內各類景觀資源要素進行異質性對比分析，即通過對風景區內不同類型景觀資源分布及分級對比分析，挖掘地緣相鄰風景區之間的本質區別特征，從而科學提取風景區典型景觀風貌特征，為風景區特色定位的確立提供有利的依據。［7］

五、小結

景觀生態學發展到現在，雖然在廣度和深度上均取得了大量的研究成果，但仍存在許多尚未解決的問題。筆者通過對景觀異質性的基本屬性的分析，探討了它與景觀的幾種特性的關系，結合風景名勝區特色構建，深入地分析了景觀異質性在實踐中的應用及對規劃的影響。景觀異質性的發展是在生態理論研究的初期，它還不夠成熟，不能被廣泛地接受和使用，因此還有待于我們去進一步的發展和完善。

參考文獻：

［1］俞孔堅.景觀的含義［J］.時代建筑，2002（1）：1417.

［2］姜艷，陳超.景觀設計的“四維”價值體系探討［J］.南京林業大學學報:人文社會科學版，2006(2):8791.

［3］肖篤寧，布仁倉，李秀珍.生態空間理論與景觀異質性［J］.生態學報，1997（5）：453461.

［4］李團勝.城市景觀異質性及其維持［J］.生態學雜志，1998（1）：7072.

［5］司有侖.新編美學教程［M］.北京：中國人民大學出版社，1993:181182.

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關鍵詞：人工濕地；植物選擇；研究

1 引言

水體富營養化又稱作優氧化,是指湖泊、河流、水庫等水體中氮磷等植物營養物質含量過多所引起的水質污染現象。由于水體中氮磷營養物質的富集,引起藻類及其他浮游生物的迅速繁殖,使水體溶解氧含量下降,造成藻類、浮游生物、植物、水生物和魚類衰亡甚至絕跡的污染現象。

人工濕地就是由人工建造和監督控制,充分利用濕地系統凈化污水能力的特點,利用生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化，是在自然或半自然凈化系統的基礎上發展起來的污水處理技術。

人工濕地是一種人為地將石、砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質按一定比例構成的基質,并有選擇性地植入植物的污水處理生態系統。介質、植物和微生物是其基本構成。

2 藻類對環境的影響

藻類植物是植物界中最原始的一個群體,藻類植物的結構非常簡單,有單細胞的,有多細胞的,沒有根、莖、葉等器官的分化。常見的藻類植物有水綿、衣藻、海帶、紫菜。

藻類的基本構造和功能與高等植物有本質的區別，因而決定了它的生態功能的單一。

2.1 生長空間和養分

茂密的藻類植物與水中大量魚類爭奪有限的空間和氧份,從而損害浮游植物、浮游動物、魚類食物鏈,使水體生態系統平衡受到破壞。

2.2 阻擋陽光

藻類生長非常迅速,隨著水面被大面積藻類遮蓋,陽光難以進入,藻類只在水體表層能接受陽光的范圍內生長,并排出氧氣,在深層的水中就無法進行光合作用而出現耗氧,嚴重抑制了深層水體的光合作用。

2.3 造成有機物積累,增加耗氧量

當水體中光合作用生成有機物的速度與呼吸消耗有機物的速度基本相等時,藻類在水體中有機物的生長遠大于其消耗,使有機物積蓄起來,從而造成大量細菌的繁殖,增加耗氧量。

（1）促進細菌類微生物的繁殖,一系列異養生物的食物鏈都會有所發展,水體中耗氧量將大大增加。

（2）藻類的死亡和沉淀都把有機物轉入深層或底層水中,那里將聚集大量待分解的有機物,但卻沒有足夠的溶解氧供應,則變為厭氧分解狀態,使大量的厭氧細菌繁殖起來。

（3）無機氮的富集,開始使消化細菌繁殖,大量消耗溶解氧,在缺氧狀態下,又會轉為反消化過程。這樣在底層將出現呼吸消耗有機物速度遠遠快于光合作用生成有機物速度的腐化污染狀態,并逐步向表層發展,嚴重時可使一部分水體完全變為腐化區［1~2］。

3 人工濕地植物的凈化機制和特點

水生高等植物是水生生態系統保持良性運行的關鍵類群,也是整個水生植群落多樣性的基礎。水生高等植物可劃分為沉水植物、漂浮植物、浮葉植物和挺水植物等類型。不同類型水生植物有著不同的凈化功能。挺水植物通過阻止水流和減小風浪使懸移質沉降,主要吸取深部底泥中的營養鹽,所以挺水植物有把下層底泥中的營養轉移到表層的作用,不利于直接凈化水質;浮葉植物容易種植和收獲,有一定的經濟和觀賞價值,在一定的季節可以作為重要的支撐系統,在一般淺水水體中有良好的凈化功能。大型飄浮植物在光照和營養鹽競爭上比浮游植物有優勢,耐污性很強。

3.1 水生高等植物的凈化機制

水生高等植物通過促進湖水含磷物質的沉降和抑制表層沉積物的再懸浮而起到促進磷沉積,從而降低了水體磷含量,水生植物將湖水中的氮傳輸到底泥中,促其進入地球化學循環的功能,這對于降低湖水中的氮含量,防止湖泊富營養化有積極意義。水生高等植物還可以和浮游植物竟爭營養物質和光能,前者個體大、生長周期長,吸取和儲存營養物質的能力強,它的存在可抑制浮游植物的生長。水生高等植物的恢復增加了系統的生物多樣性,提高了系統對外界干擾的緩沖能力,使水生生態系統結構更加穩定。所以,水生高等植物不僅是湖泊重要初級生產者,而且對水生態系統的結構和功能具有決定性的影響。

3.2 水生生態系統的穩定性

水生生態系統十分復雜,在人為強烈干擾下,如果植物選擇不當,將造成系統不穩定,比如鳳眼蓮、蓮子草、慈姑、茭白、水花生、菱角等植物,在減少藻類的同時,本身也會排泄相當量的營養物,這意味著同時有較大比例的營養物進入礦化循環而沒有真正被去除。

4 結語

人工濕地的植物選擇并非任意而為,單一的植物種類不能達到凈化效果,只有形成完善的植物群落,才具備良好的生態效益;植物的選擇應當周密考慮其對生態穩定性的影響,尤其對不屬于當地自然種群的引進生物應更加謹慎,必須仔細考慮有可能帶來的不利生態后果。

參考文獻：

［1］ 于旭青.富營養化水體中藻類突發性增長生長特性的研究［D］.成都:西南交通大學,2009.

［2］ 柳瑞翠.富營養化藻類及其控制方法的探討［J］.青海環境,2004(2):267~268.

篇(6)

1景觀生態質量的衡量標準

景觀生態質量(LsEQ,LandscapeEcologicalQuality)是指景觀生態系統維持自身結構與功能穩定性的能力,其衡量標準就是景觀生態系統的穩定性。景觀生態系統的穩定性取決于景觀生態系統穩定程度和系統干擾程度兩大方面。若干擾程度大于穩定程度,景觀生態系統趨于非穩定態,景觀生態質量較低;若干擾程度小于穩定程度,景觀生態系統趨于穩定態,景觀生態質量較高。生態學干擾是土地利用活動對景觀生態系統的破壞程度(圖1),這些干擾都是人為的,主要有土地利用活動導致的土地破碎化、城鎮與農村居民點以及交通線建設活動對土地生態系統的干擾、土地利用過于單一化等。景觀生態系統穩定程度是指景觀生態系統自身的一些自然生態特征所決定的系統穩定性?？傮w來說,這些特征適宜于生態學過程的進行,對景觀生態系統的持續發展演化起到積極作用,主要有土地的植被覆蓋度、自然景觀面積大小和形狀、土地利用形成的有利于生態學過程的土地結構、河流廊道等。

2景觀生態系統的干擾程度和穩定程度

2.1景觀生態系統的干擾程度下列有關景觀格局事件對景觀生態系統造成明顯干擾,可做景觀生態系統受干擾程度的表征。1)景觀破碎化:人們對土地的利用使得土地形成形狀不同、大小各異的斑塊。景觀破碎化主要表現為斑塊數量增加而面積縮小,斑塊形狀趨于不規則,內部生境面積縮小,廊道被截斷以及斑塊彼此隔離[11]。景觀破碎化對一些物種帶來一系列的影響,如影響種群的大小和滅絕速率、擴散和遷入、種群遺傳和變異、種群存活力等;改變生態系統中的一系列重要關系,捕食者-食物、寄生物-寄主、傳粉者-植物以及共生關系等[12,13],對土地生態系統中的生物流產生阻礙作用。因此,景觀破碎化是生物多樣性喪失的重要原因之一[14~17]。但也有人認為,中等程度的干擾水平能維持較高的多樣性,并不是完全不受干擾的景觀具有最大的生物多樣性。2)建設用地干擾度:人類對土地的建設活動包括城鎮建設、農村居民點建設和交通用地建設等,它們是外部的人類活動對景觀生態系統的干擾,阻隔了生物的遷移和物質能量的移動,影響了景觀生態系統的自然純度。從空間尺度來說,當干擾面積與景觀總面積之比較小時,景觀一般表現出穩定態;當干擾面積與景觀總面積之比增大時,景觀穩定性趨于下降;從時間尺度來說,景觀穩定性也表現出相似的趨勢[18,19]。交通線路主要是公路和鐵路,公路包括農村道路、一般公路和高級公路三個不同的等級;鐵路可分為單軌鐵路與雙軌鐵路。交通線對景觀的影響有:(1)公路的存在方便于人類活動對田塊的干擾(田塊),所以可用行政村公路密度表示人類活動的干擾度,如公路上行駛汽車尾氣的排放、噪聲的污染、飛揚塵土的污染以及公路上雜物沖刷到兩側農田中等等。(2)交通線成為兩側斑塊生態學過程的障礙,阻隔了物種交流和物質循環等。所以,交通線密度越大,其影響越大,景觀生態質量穩定性越差。3)單一化土地利用度:在景觀生態系統中,土地利用過于單一化,景觀生態質量將降低。因為單一化的土地利用會導致生物多樣性減少,既包括生境多樣性降低,也包括物種多樣性的下降。這一點在Odum的生態系統發展戰略中早已論述過[20],關鍵在于確定單一土地利用面積的適度大小問題,論文采用Haber測算的結果。在分異土地利用戰略中[21],單一的土地利用類型不能超過8~10hm2[22],特別強調在人口密集地區。

2.2景觀生態系統的穩定程度1)土地利用結構:土地利用結構是指一定景觀單元中各土地利用類型及其面積的對比關系。不同土地利用類型對景觀生態質量的作用是不同的,其中,林地最好、草地和園地其次、耕地與水域再次、建設用地最差。同時,土地利用結構也包含景觀連接度,在景觀單元中,動植物生境彼此連通,將促進動植物遷移或運動,增加景觀單元中的生物多樣性。如果主要土地利用類型的面積超過一定的比例,構成景觀中相互連通的景觀斑塊(連通斑塊),則使景觀破碎化對種群動態的影響大大降低。所以,景觀連接度與生物多樣性呈正相關關系[23]。本文取值為60%[24],即景觀基質面積達到60%,就構成連通斑塊。2)自然景觀多度:自然景觀多度代表了野生動植物與人類和諧相處的程度,自然景觀面積越大分布越均勻,則野生動植物與人相處的和諧程度越好。自然景觀主要是指自然植被覆蓋的土地或受保護的土地,如林地、草地、葦地和灘涂等用地。3)農業土地利用多樣性:農業土地利用多樣性表示景觀中生產系統的多樣化程度,包括畜牧業和農區林地系統等。多樣性化的農業用地有利于生物的遷移,而且農業土地利用多樣化通常是農民抵抗風險的管理策略的一部分(防止作物欠收和經濟崩潰),但它也是衡量區域農業系統靈活性和恢復力以及農業系統抵抗波動和抓住機遇的能力的有用指標[25]。在具體研究中,農業土地利用類型主要包括耕地、園地、林地、牧草地和其它農用地。4)河流密度:單位面積河流長度越長,對耕作業和其它行業所釋放的污染物的吸納能力和稀釋能力將增大,而且有利于水生生物生長發育繁衍和生物擴散,滿足動植物對水的需求,提高了生物多樣性,保護了生態環境。5)植被覆蓋度:植被覆蓋度的提高,有利于生物的遷移和生存環境的改善,也有利于防止水土流失。所以,植被覆蓋度是影響景觀生態系統穩定程度的重要因素之一。

3景觀生態質量評價

3.1評價單元景觀生態質量評價考慮的是景觀的生態學特征,而生態土地分類是一個描述和劃分地球表面具有不同生態學特征區域的過程[26],所以景觀生態質量評價單元的確定應從生態土地分類的角度來確定。參照加拿大和美國的生態土地分類分級方法,選取生態組(生態土地類型集)作為景觀生態質量評價單元。為資料收集方便,評價單元采用與生態組相對應的村級行政單位。

3.2評價指標

3.2.1指標選取原則(1)系統性原則。選取的指標應反映景觀生態質量的主要內涵,既包括生態學干擾方面的指標,也包括穩定程度方面指標;(2)主導因素原則。選取影響景觀生態質量的主導因素,這既可減少評價的工作量,同時也可保證評價精度;(3)差異性原則。景觀生態質量的每一方面都可以用多個指標衡量,但這些指標往往相互重復,且有些指標在評價區域變化不大。因此,指標選取時應選擇那些在評價區域有明顯變化且能代表景觀生態質量變化的指標;(4)可量度原則。有些指標可能對景觀生態質量影響比較大,但無法獲取準確的數據,在評價中很難發揮其作用,且容易受到主觀影響,因此在具體評價中應盡量避免選取這些指標。#p#分頁標題#e#

3.2.2景觀生態質量的評價指標關于景觀生態質量的評價指標研究較少,中國部分學者做出了積極的探索[27,32]。作者依據影響景觀生態系統受干擾程度和穩定程度的相關因素,選取了下列指標(表1)。

3.3評價方法

3.3.1單項指標評價方法(1)景觀破碎度指數:x1=(Np-1)/Nc式中,x1為景觀破碎度指數,Nc為景觀單元的數據矩陣方格網中格子總數,Np是景觀單元各類斑塊總數。為方便起見,用研究區最小的斑塊面積去除總面積的值代替Nc。(2)建設用地干擾度:x2=β2/A式中,x2為建設用地干擾度,βi為景觀單元中建設用地總面積(km),A為景觀評價單元總面積(km)(下同)。(3)單一化土地利用優勢度指數:x3=δi/A式中,x3為單一土地利用優勢度,δi為景觀單元中≥10hm2的土地利用斑塊總面積(除去水域、林地和草地類型)。(4)交通線密度:x4=φi/A式中,x4為交通線密度,φi為交通線長度(km)。在特定研究區,以農村道路為基準,一般公路(如鄉道、縣道)對景觀生態干擾能力是農村道路的3倍,高級公路(省道、國道、高速公路等)是農村道路的5倍,單軌鐵路是農村道路的2倍,雙軌鐵路是農村道路的4倍。(5)土地利用結構指數:先根據對景觀生態質量貢獻程度,把土地利用類型定性指標定量化:林地取值為3、草地和園地取值為2、耕地和水域取值為1、建設用地取值為0。然后,各土地利用類型得分為其面積比例與景觀生態質量貢獻標準的乘積。如,林地在景觀單元中面積比例20%,貢獻標準為3,則林地得分為20%乘以3,即0.6。如果景觀基質(一定是面積最大的土地利用類型)面積比例≥60%,則土地利用類型得分為100%與貢獻標準的乘積。最后,選取前4位主要土地利用類型,采用加權求和法計算土地利用類型指數:z1=∑4i=1xi•wi=0.4x1+0.3x2+0.2x3+0.1x4式中,z1為土地利用結構指數,xi代表各土地利用類型得分,wi為1~4位土地利用類型權重(∑wi=1),為4種主要土地利用類型。(6)自然景觀多度:采用兩方面的數據,一是自然景觀面積占景觀總面積的比例;二是各自然景觀斑塊分布在景觀單元中的均勻度,本文采用觀察估計并劃分成5個級別:1緊密、2較緊密、3稍均勻、4較均勻、5均勻。計算公式為z2=E(xi/A),式中,z2為自然景觀度,E為自然景觀斑塊在景觀單元中分布均勻度,xi為自然景觀斑塊總面積。(7)農業土地利用多樣性:z3=-∑nk=1pkln(pk)式中,z3為農業土地利用多樣性指數,Pk=ni/N,其中,ni為景觀單元中各農業土地利用類型的面積,N為景觀單元中農業土地利用類型的總面積。(8)植被覆蓋度:z4=xi/A式中,z4為植被覆蓋度,xi為景觀單元中被植被覆蓋的面積。(9)河流密度:z5=xi/A式中,z5為河流密度,xi為景觀單元中河流的長度。

3.3.2單項指標的標準化由于指標都有具體的計算值,所以借鑒模糊數學的思想,在上述指標等級劃分的基礎上,引入評價因子對景觀生態質量的隸屬度概念,用(0,3]上的數Y來表示單因子質量指數的大小[33]。

3.3.3綜合評價方法

4實證研究

4.1吳江市概況吳江市(原吳江縣)地處120°21′4″~120°53′59″E和30°45′36″~31°13′41″N之間,地處中國經濟最發達的長江三角洲地區中心位置,交通便利,受上海和蘇州經濟輻射,社會經濟基礎較好,是江蘇乃至全國經濟發展最有活力地區之一(圖2)。吳江市全境無山,地勢低平,自東北向西南緩慢傾斜,南北高差2.0m左右。屬亞熱帶北緣季風區,年總輻射量為480406.9J/cm2,年平均溫度15.7℃,年平均降水量1015.6mm,平均無霜期226天。境內河流縱橫,湖蕩棋布,大運河貫穿南北,太浦河橫貫東西,小河小渠縱橫交錯。經解放后大力興修水利,形成典型的江南魚米之鄉。

4.2景觀生態質量評價數據及景觀評價單元確定吳江市有10個鎮和1個農場,共有584個行政村,吳江市景觀生態質量評價單元共584個。吳江市國土資源局提供的吳江市土地利用現狀圖及屬性數據庫(2004)是本次評價主要數據來源。

4.3景觀生態質量評價結果1)總體情況。根據第3節的評價方法,計算吳江市584個行政村的景觀生態質量指數,劃分為4個等級(圖2)。結果表明:YLsEQ變化在0.0973~10.7267之間,其中有300個行政村YLsEQ<1,表明景觀呈現不穩定態,景觀生態質量較低,大部分布在吳江市的東北;其余284個行政村YLsEQ>1,表明景觀呈現出穩定態,景觀生態質量較高,大部分布在吳江市的西南。2)鄉鎮差異。統計各鎮不同級別景觀生態質量行政村數與全鎮總行政村數的比值,并加以合并(表2)。結果表明,吳江市各鎮景觀生態質量差別較大,5個鎮(黎里鎮、蘆墟鎮、盛澤鎮、松陵鎮和平望鎮)的大部分行政村YLsEQ<1;而其它6個鎮(軍墾農場、桃源鎮、震澤鎮、橫扇鎮、七都鎮和同里鎮)的大部分行政村YLsEQ>1。3)典型評價單元景觀生態質量的特征。選取不同等級景觀生態質量的典型評價單元(表3),對比發現,在等級較高的單元,干擾程度一般較低(建設用地和公路較少、地塊面積較小和景觀破碎程度不大等),穩定程度較大(農業土地利用多樣性較大、自然景觀面積較多、林地和園地等有利于生物流的土地利用類型較多等)。等級較低的單元,景觀生態質量表現出相反的特征。

篇(7)

關鍵詞：撫育間伐；杉木生長；穩定性

中圖分類號： S753.75 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2013）-10-57-2

0 引言

杉木是我國速產林中主要的種植品種之一，其具有多種經濟價值。大力發展杉木種植林有利于實現林業經濟穩定增長。而撫育間伐作為重要的杉木林育林手段，通過各種方法可以對不同時期的杉木林進行調整，作用于杉木的生產和發育環節，影響整個杉木林區實現優產豐產。故而，撫育間伐的合理與否對杉木林意義重大。如何更加科學化、高效化地進行間伐是值得仔細研究的一項課題。

1 杉木與撫育間伐

1.1 杉木簡介

杉木是我國特有的裸子植物，同時也是我國商品速生材樹種。其以生長快、強度適中、材質輕韌、易加工和質量系數高等諸多優點被廣泛應用于建筑、輕紡、化工、化妝品制藥等各個行業。杉木是可高達40m的常綠喬木，具有干直冠大的特點。在我國淮河以南地區均可栽植，但由于地理差異，不同其垂直分布上限亦不同。杉木喜陽、溫暖及濕潤氣候，耐寒性差，耐最低溫為-15℃；抗旱性不高，其生長所需雨水量為600mm～1800mm；喜肥喜酸性排水良好土壤。杉木的壽命可達500年以上，這源自它強大的根系和萌蘗能力。我國對于杉木的栽培歷史可以追溯到宋朝時期。

1.2 杉木撫育間伐的概念

杉木的撫育間伐是指從杉木的幼林郁閉直至主伐前的齡級期間內，以更快更好地培育杉林，實現最大經濟效益為目的。在杉木林中定期重復地伐除一定數量的杉木，以留存那些具有較高經濟價值、生長優勢以及滿足經營目的和要求的杉木的活動。撫育間伐作為杉林經營的重要措施，既為林木創造良好的生長環境，同時也確保了杉木生長的穩定性。通常情況下，撫育間伐有除伐、疏伐、解放伐和衛生伐四種形式。

1.2.1除伐 常用來調整混交幼林的林分組成，如除伐天然林中夾雜的大型灌木、草木及非目的樹種。其中，當勞力相對不足且目標樹種分布均勻時普遍采用帶狀撫育法。此外，還有團狀撫育法和全面撫育法。除伐在幼林郁閉前后進行，常規下一次即可，如有需要可進行二次除伐。除伐多于夏季進行。

1.2.2解放伐 它是通過調節老樹對幼樹的透光性來創造更利于幼林生長發育環境的一種間伐方式。其適用于林冠下需要更新的幼林及天然混交林。

1.2.3疏伐 疏伐在除伐后進行，它主要通過調整單位面積的立木密度（株數）解決目的樹種間的矛盾，從而優化杉木生長空間，實現優產豐產。疏伐是在杉林的壯齡期進行，它是撫育中耗時最長且最重要的間伐措施。疏伐一般采用上層撫育、下層撫育、機械撫育和綜合撫育四種方法。

1.2.4衛生伐 是以改善林分衛生環境為目的的輔間伐，它通常伴隨其他撫育間伐形式完成。但當林分因不了抗拒力（如冰雪、風、火和病蟲害等）遭受侵害時，此種形式可單獨進行。

2 撫育間伐對杉木生長的影響

杉木單株的生長發育需要盡可能多地營養和生長空間，但事實上卻常常受制于林分有限的局域內。撫育間伐可以通過調節和分配林木實現有利于杉木生長發育的空間。從這個角度上講，撫育間伐對杉木林內各因子以及其生長發育影響重大。撫育間伐在林分的生長發育期間起到了擴充杉木生長空間導致林分增長的作用和伐除局部林木產生的林分除去效應。因此，間伐效果的優劣就取決于兩種作用效果的相對比重是否恰當，而這種合理性又受多種因素影響。對于杉木林來說，不管是天然的還是人工培育的，撫育間伐對樹徑生長都有較為顯著的影響。盡管林分直徑生長的快慢同時受林齡、立地條件等因素影響。但在這些條件無顯著差異的情況下，單株杉木林分直徑的生長與間伐強度成正比例，與未間伐的林分相比，間伐一段時間后的林分平均直徑遠大于未間伐。一定間伐強度內，間伐強度越大，直徑增長量、蓄積生長與間伐強度成正比，即間伐強度增加，直徑增長量增多，蓄積生長明顯提高。但間伐強度高低對樹高無顯著影響。撫育間伐后的林分營養空間及生態環境都發生了較大改變，這導致杉木針葉、枝條、枝干、根、皮以及果等各器官的養分含量均發生變化。根據張開悅在《杉木中幼林撫育間伐試驗調查分析》中的研究表明，在經營中小徑杉木林時，對杉木幼林采取10%～30%左右中等強度的撫育間伐可以有效提高杉木的林分，且20%強度時的林分效益最佳。間伐強度與徑階立木株數成正比例，而與期末總收獲量成反比。間伐可以提高杉木木材的均質性，伐后年輪段基本密度的變異系數比明顯小于伐前。

3 撫育間伐對杉木生長穩定性的影響

對杉木穩定性的評價可以采用大多數學者認為的多樣性來測評。多數學者認為穩定性來源于多樣性。如，奧達姆提出，豐富的多樣性意味著系統擁有較長的食物鏈、存在更多共生關系和可能實現對負反饋控制更大，從而減少波動，提高了穩定性；瓦特在其諸環境科學原則中提到：按自然法規穩定的環境提供生物積累多樣性，進而增進種群穩定；戈婁卡等的研究表明，生態系統的穩定性與物種的多樣性之間存在正相關。而界定穩定性的衡量標準就是杉木生態系統對于外界干擾的抵抗力和恢復力。李川、呼海濤等的研究表明：中、高強度的撫育間伐有利于杉木林間植被及動物物種多樣性的增加，同時也可以在一定程度上降低病害發生幾率以及蟲口密度，從而優化杉木生長環境，提高杉木生長發育的穩定性。撫育間伐的穩定性主要體現在對病蟲害的抵抗力以及對極端氣象災害的恢復能力兩個方面。

3.1 提高對病蟲害的抵抗能力

撫育間伐可以改善杉木的生存環境，這對減少病蟲害的發病率具有正向作用。僅從蟲害方面加以說明。間伐可改善杉林間的光照、水分等林地生態條件，從而加速杉木生長，促使其形成較多大冠、大徑階的個體。這恰恰提供給啄木鳥及松鼠等更加舒適的環境。同時，溫濕的改變可豐富林下植被更利于動植物繁衍。本德等指出，適當撫育間伐可提高物種及種群量，令生態系統環境更加復雜。這為昆蟲的天敵提供了良好棲息地，并可達到持續控制蟲害的目的；相似的觀點唐啟糧在對松林密度的研究也指出，調整松林密度能降低蟲口密度，有效地控制松突圓蚧的危害。

3.2 增加對極端氣象災害的恢復能力

近年來全球的極端氣象災害頻發，像雷暴、冰雹、雨雪、大風等，已嚴重危害到杉木種植戶的經濟利益。這里僅以冰雪災害發生后如何進行撫育間伐為例加以說明。對于冰雪后期的撫育間伐應根據不同時期的杉林做相應的間伐處理。

3.2.1 新造林及幼齡林的間伐護理 由于這兩種林正處于枝繁葉茂的生長旺盛期，其承受冰凍及雪壓的載荷強度較大因此成為受災程度最重的林分之一。對于傾斜、倒伏的杉木應及時采用固定、夯實的辦法進行扶正處理。斷枝梢的杉木的處理。樹梢被冰雪折斷的杉木，其新萌發的枝條會因嚴重影響主干形態而破壞培養價值，降低經濟價值，所以適宜截干處理，貼齊地面進行，令其不定芽由樹干基部萌發，然后留低萌發位的健壯萌條1支進行培養。枝被冰雪壓斷的杉木應及時修剪。輕微斷枝可輕度修剪，嚴重斷枝應齊干基修剪，剪口盡量保持平滑，這樣利于創面組織愈合。截干、修枝的廢棄枝條應及時清出林地，以防止林間病蟲害的滋生蔓延，減少林火的發生機率。

3.2.2 中齡和接近成熟期的杉林災后間伐 根據受災程度不同應采取相應措施：

（1）杉木受冰雪壓害倒伏

（2）杉木受災倒伏介于30%～60%的林分。大面積砍伐并清理受災杉木，將其可用部分進行保留做培育母本。砍伐后形成林窗的杉地應實行局部杉林的更新造林。

（3）杉木受壓倒伏>60%的林分。受災超過六成則基本已失去再培育的價值，其會發展為低產林。將剩余正常杉木留存后宜進行全面的跡地更新。對于人工純杉木林，提高其抗冰雪壓能力，一方面可采取增加林間撫育間伐的強度，擴大單株林木的營養空間，使杉木主干粗壯，生長健壯；另一方面，可積極發展混交林，利用針葉、闊葉林（盡量選擇如南酸棗、擬赤楠、荷木等等）的混交組成來分散樹冠積雪重力，降低冰雪危害，從而提高杉木林分及抗災害恢復能力。

參考文獻

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