摘要：随着影像技术的发展，GIS技术作为重要的调研资料在景观生态学中广泛应用。本文首先阐述了地理信息系统（GIS）和景观生态学的特征。其次，进一步探讨了GIS在景观生态学中的应用方面。最后，分析了GIS的使用现状和存在的问题，对为了GIS在景观生态学的应用提出了展望。
关键词：GIS；景观生态学；应用
正文：
1 引言
近年来，我国园林景观行业的快速发展，景观环境设计被提升到一个新的高度。以往设计师主观的规划和判断，已经不能满足我们现代的景观设计需要。随着科学技术手段的完善，景观设计也越来越趋于科学合理。在项目评审过程中，一些基于景观生态学的定量化指标数据往往是专家学者关注的重点。因此，设计师有必要在项目前期通过现代化的手段进行大量的调研和分析，为项目的方案提供更加有依据的参考内容。
景观生态学是现代景观设计发展重要的理论依据，它也是以景观结构、功能和动态为主要研究内容的一门新兴宏观生态学分支学科[1]。邬建国认为，在生态学中，景观的定义可分为狭义和广义两种。狭义景观是指在几千米至几百千米范围内，由不同类型生态系统所组成的、具有重复性割据的异质性地理单元。广义景观则包括出现在从微观到宏观不同尺度上的，具有异质性或缀块性的空间单元。因此，景观设计范围广大，广义的景观设计可以达到上百平方公里。
自八十年代初期以来, 遥感技术和地理信息系统迅速成为景观生态学研究的重要技术支撑手段，极大地促进了景观定量研究的发展和景观结构、格局及动态分析的不断深入，为各种景观模型的建立与发展提供了坚实的资料基础[2]。
2 地理信息系统特征
地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS) 是一种用来捕捉、贮存、检查、合成、处理、分析和表示具有地理坐标属性的空间数据的操作系统，它是由计算机硬件系统，计算机软件系统及组织管理系统所组成。地理信息系统是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。它具有以下三个特征[3]：
（1）具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息能力，具有空间性和动态性。
（2）以地学研究和地学决策为目的，以地学模型方法为手段，具有区域空间分析，多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次高质量的派生信息。
（3）由计算机系统支持进行空间数据管理，并由计算机程序模拟常规获的或专门的地学分析方法或模型，作用于空间数据产生有用信息，快速、准确地提供科学决策依据。
3 景观生态学特征
景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其生态学过程相互作用的综合性学科[4]。按照Kuhn的科学哲学思想，科学的发展总是不断地以新的范式替代旧的范式。新范式提出新的理论、新的概念、新的构架、新的思维、新的方法。景观理论是生态系统理论的新发展。它的新颖之处主要在于景观理论强调系统的等级结构、空间异质性、时间和空间尺度效应、干扰作用、人类对景观的影响以及景观管理。景观生态学的生命力也在于它直接涉足于城市景观、农业景观等人类景观课题。
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4 GIS在景观生态学中的应用
4.1景观格局的分析
在景观格局分析中，通常是结合Fragstats软件进行景观格局特征的分析。关于公共绿地景观格局的特征研究，主要涉及景观斑块在空间分布上的尺度和强度情况。一般涉及平均斑块面积（Mean Patch Area，AREA_MN）、平均斑块形状指数（MeanShape Index，SHAPE_MN）、平均斑块分维指数（Mean Patch Fractal Dimension，FRAC_MN）、平均最近邻体距离（Mean Euclidean Nearest Neighbor Distance，ENN_MN）、香农多样性指数（Shannon’s Diversity Index，SHDI）和香农均匀度指数（Shannon’s Evenness Index，SHEI）来进行评价。
Fragstats 功能强大，可以计算50多种景观指标，这些指标可分为三组级别，分别代表了三种不同的应用尺度：1）景观斑块水平，反映景观中单个斑块的结构特征，也是计算其它景观级别指标的基础；2）景观类型水平，反映景观中不同斑块类型各自的结构特征；3）景观水平，反映景观的整体结构特征。
4.2景观格局的动态演替
在GIS中，我们可以清楚地观察到景观格局的变化历程，城市景观类型主要包括农田、水体、居民地、工业、公共设施、交通、林地、绿地、在建用地、养殖场和湿地11种类型。
4.3景观能量分析
景观要素在空间分布的类型、数量、形状、大小和位置等是景观空间格局构成的主要内容，RS 和 GPS 可提供多层次、多时相、及时、准确、可靠的数据。景观的空间异质性和时间异质性受相邻生态系统间能量流、物质流和物种流的影响，景观的空间和时间异质性也影响到系统间的各种流动[5]。
5 结语
地理信息系统(GIS)和遥感技术（RS）的发展为景观生态学提供新的方向。GIS和RS不仅仅是景观生态学调研的手段和方法，它已经成为景观生态学研究的重要的基础理论研究依据。尤其对中尺度和大尺度的景观环境设计，提供了更加科学和理性的基础材料。其操作和分析的准确性和可定量性是过去的方法无法替代的。
但是，GIS技术在现阶段也存在一定的缺陷。由于专业性较强，操作技术复杂，对于普通的景观设计师和未经过培训的技术人员存在一定的难度。其次，虽然GIS提供的各个学科的插件和附件很多，但是每个学科相对独立，未能良好的交叉综合。
GIS的发展无疑对景观生态学起到了极大的推动作用，在不久的将来，GIS的应用会拓展到景观设计研究的方方面面，为人们提供更有价值的调查参考。
参考文献
[1]陈昌笃.景观生态学的理论发展与实际应用[C].北京:中国科学技术出版社.1991.
[2]李书娟，曾辉.遥感技术在景观生态学研究中的应用[J].遥感学报，2002.05（6）:233.
[3]刘一良.GIS在景观生态学中的应用[J].科协论坛，2008.02:52.
[4]邬建国.景观生态学—格局、过程、尺度与等级[M].北京:高等教育出版社,2000:2-5.
[5]刘海燕.GIS在景观生态学研究中的应用[J].地理学报,1995,(50):105～110.
论文作者:李昂1,田辰2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/10/31
标签：景观论文; 生态学论文; 空间论文; 格局论文; 尺度论文; 特征论文; 地学论文; 《基层建设》2017年第21期论文;