本书针对全球变化背景下干旱区山地-绿洲-荒漠系统(MODS)格局及其时空特征，在系统介绍景观格局、景观动态及生态过程等研究背景的基础上，应用反馈机制原理、耦合关系原理、耗散机制原理等，重点从景观生态研究方法及景观生态制图、现代绿洲景观格局特征、景观格局与绿洲土壤理化性状空间变异规律、景观格局与绿洲区植被覆盖动态变化特征、景观格局与能值分析、绿洲景观格局的虚拟实现、景观规划及土地整理等方面，揭示了景观格局与生态过程的内在关系及其现实意义。
本书可作为生态学、地理学相关研究领域的科研、教学与工程技术人员的参考书，也可供资源科学、湿地科学、土地科学、遥感与GIS等学科本科生与研究生学习参考。

　　2008年是中国历史上值得永远记忆的一年，中国经历了一系列的重大事件，无论是南方冰雪灾害、5·12汶川大地震、百年奥运梦想、“神舟”七号太空翱翔，还是世界金融危机、改革开放30周年……这一切悲喜交加的事件，使中国人的理想与信念、坚强与执著、团结与奋进、乐观与开拓的精神得到了全方位的展示。2009年，围绕全面建设小康社会、大力推进农村改革与全面贯彻落实科学发展观的新形势，科技工作者又担负着新的历史责任！
土地是人们赖以生存的物质基础，国家保护18亿亩耕地红线的战略决策为国家粮食安全提供了基本保障。遵循国务院2008年10月颁布的关于《全国土地利用总体规划纲要（2006-2020) 》，并按照国家及地方主题功能区规划与生态功能规划的原则，正确认识土地利用面临的形势、保护和合理利用农耕地、节约集约利用建设用地、协调土地利用与生态建设、统筹区域土地利用、科学认识土地的功能，在目前背景下具有重大的现实意义。应用景观生态学的原理与方法，结合土地科学、资源科学、地理科学、气象科学等的原理与方法，探索干旱区绿洲景观的时空特征，掌握景观的动态变化，揭示景观格局与生态过程的相互关系，对于保护耕地资源，提升土地生产力具有重要的启示作用。
随着科学技术的不断发展和学科间的交叉与融合，特别是数字地球战略的进一步实施，RS、GIS、GPS等地球信息科学的理论与方法也逐渐与景观生态学研究的相关领域密切结合起来；通过信息的获取、处理、分析等一系列过程，对景观类型进行划分、对景观格局进行分析、对景观动态变化进行研究，可以为景观生态过程的研究提供重要途径。随着景观生态学研究的不断发展，关于土地镶嵌与景观异质性、尺度制约与景观层序性、景观结构与功能的联系和反馈机制、能量和养分空间流动、物种迁移与生态演替、景观稳定性与景观变化、人类主导性与生物控制共生机制、景观规划与景观管理、景观多样性与生态美学等研究也进一步深入。与此同时，景观生态学的思想及方法也将极大地丰富相关科学领域的研究，并且日益受到重视，成为生态文明建设与生态文化发展的重要理论基础之一。
景观生态学的理论优势在于运用综合整体的思维，实现学科的交叉和创新。不仅是实行生态学和地学的交叉，还应当注意自然科学与社会科学的交叉。中国是一个幅员辽阔的发展中国家，有着几千年的农耕文明，景观变化深深地打上了人类活动的烙印。景观生态研究必须立足国情，突出重点，以人工-自然景观为主要研究对象，以景观和区域尺度上的生态建设为研究重点。干旱区景观生态学研究除了传统的自然保护、土地利用、景观规划等领域外，城市园林、风景旅游、景观建筑等领域也具有重要的拓展空间。
绿洲景观格局及生态过程研究前 言本书承蒙国家林业科技支撑计划“塔克拉玛干沙漠南缘绿洲防风固沙体系构建技术研究与试验示范” (2006BAD26B0902) ，中国科学院知识创新工程重大项目“新疆后备耕地的潜力评价与开发模式”(KSCX-YW-09)，国家重点基础研究发展规划（973项目）“温室气体提高石油采收率的资源化及地下埋存”项目（2006CB705809) “西部地区生物质减排及生物质利用基础研究”课题的资助；同时，得到国家气象局软科学项目“气候变化对我国自然生态系统和经济社会的影响及对策研究” (QR2008-39) 、NUIST科研基金项目“南京城市生态信息表达的理论、方法与模式” (20070105）等项目的资助。本书是相关研究项目的综合集成与创新。
参与研究工作及撰写的人员有南京信息工程大学、中国科学院研究生院暨长安大学教授王让会博士，陕西省气象局黄俊芳博士，中国科学院研究生院林毅硕士，中国科学院新疆生态与地理研究所张慧芝高级工程师、中国农科院黄青博士等，全书由王让会教授策划并统稿。全书共9章，第1章为干旱区景观格局及生态过程研究概况，第2章为景观生态研究方法及景观生态制图，第3章为现代绿洲景观格局特征，第4章为景观格局与绿洲土壤理化性状空间变异规律，第5章为景观格局与绿洲区植被覆盖动态变化特征，第6章为景观格局与能值分析，第7章为绿洲景观格局的虚拟实现，第8章为景观规划及土地整理，第9章为绿洲景观格局与生态过程研究的进展及创新。清华大学出版社柳萍编辑、南京大学冯学智教授、北京林业大学冯仲科教授、中国科学院新疆生态与地理研究所潘伯荣研究员及各位同仁为本书的出版做了大量的工作；国际科联世界数据中心执委兼中国可再生资源与环境学科中心主任、中国工程院院士孙九林先生，著名遥感学家、林学家、景观生态专家游先祥教授等为本书提出了诸多建设性的意见，既是对本团队研究工作的肯定，也是对著者的鼓励！同时，本书借鉴或引用了本领域相关专家的研究成果，对所有专家的工作表示敬意与感谢！
特别感谢新疆生产建设兵团农十师林业局李海存局长在野外考察和收集资料过程中给予的大力支持与无私帮助。感谢农十师188团王建疆团长、赵新辉主任的热心帮助，以及188团易光辉、187团崔敬峰、183团宋健东等专家的大力支持。同时，也对上海宝钢集团新疆钢铁集团公司姜登奎先生等为本书出版所做出的辛勤工作表示感谢。
随着人们对全球变化问题的关注，围绕资源安全、环境安全、生态安全、能源安全等问题的研究也受到世界各国的重视，作为发展潜力巨大的最大发展中国家的中国，有责任为人类社会可持续发展与现代文明进步做出更大贡献，而本书从相关学科领域对干旱区现代绿洲相关问题的探索，仅仅是诸多领域研究的一个方面，如果本书能够对干旱区景观生态学的发展以及土地管理与土地流转问题的研究有所借鉴与帮助，那是著者的共同心愿，衷心希望得到同行的不吝赐教！
谨以此书献给中华人民共和国成立60周年！

王让会2009年9月

绪论 /1

1 干旱区景观格局及生态过程研究概况 /5
1.1 绿洲研究的一般情况 /5
1.2 景观格局与过程研究进展 /7
1.2.1 景观生态格局研究 /9
1.2.2 景观生态过程研究 /9
1.2.3 景观动态变化研究 /11
1.2.4 景观规划管理研究 /12
1.3 生态系统与人类活动互馈作用 /13
1.3.1 生态系统反馈机制 /13
1.3.2 反馈机制的形成原因 /14
1.3.3 反馈研究的主要内容和方法 /15
1.3.4 反馈机制研究的发展趋势 /19
1.4 研究区概况及研究目的和意义 /20
1.4.1 研究区自然地理概况 /20
1.4.2 研究目的及意义 /222 景观生态研究方法及景观生态制图 /24
2.1 研究总体思路与方法 /24
2.1.1 主要关注的科学问题 /24
2.1.2 研究方案及一般途径 /29
2.2 生态景观制图的趋势及特点 /33
2.2.1 生态景观制图的作用与意义 /33
2.2.2 专题制图学的发展趋势 /342.2.3 生态景观制图的主要特点 /35
2.3 生态景观制图的相关问题 /37
2.3.1 专题要素的表现方式与手法 /37
2.3.2 制图过程的数据采集与分析 /38
2.3.3 制图模式的设计与确定 /38
2.3.4 数字化技术的应用 /39
2.3.5 制图数据的分析 /39绿洲景观格局及生态过程研究目 录3 现代绿洲景观格局特征 /40
3.1 现代绿洲与MODS耦合关系 /40
3.1.1 MODS耦合概念的理论价值 /40
3.1.2 MODS界面过程的研究重点 /41
3.1.3 MODS研究的发展趋势 /45
3.2 绿洲景观格局动态变化特征分析 /45
3.2.1 景观格局变化数据获取 /46
3.2.2 景观时空变化特征分析 /47
3.2.3 影响景观格局变化的主要因素 /53
3.2.4 景观格局变化过程的生态响应 /54
3.3 绿洲景观格局生态安全动态变化 /56
3.3.1 景观尺度生态安全研究方法 /57
3.3.2 景观生态安全研究结果分析 /584 景观格局与绿洲土壤理化性状空间变异规律 /61
4.1 北屯绿洲成土过程的地貌背景 /61
4.2 北屯绿洲土壤类型及成土过程 /62
4.2.1 主要成土过程 /62
4.2.2 土壤类型分布 /63
4.2.3 土壤类型转化 /63
4.3 北屯绿洲土壤盐分时空分异特征 /64
4.3.1 盐分的空间分布特征 /64
4.3.2 盐分的时间变化特征 /65
4.3.3 绿洲土壤盐渍化特征 /65
4.4 北屯绿洲土壤养分空间变异规律 /68
4.4.1 土壤养分的总体特征 /68
4.4.2 不同景观斑块类型的土壤养分差异 /695 景观格局与绿洲区植被覆盖动态变化特征 /72
5.1 景观水平植被动态研究方法 /72
5.1.1 遥感数据来源及处理 /72
5.1.2 植被信息识别与提取 /73
5.1.3 植被变化的定量判别 /74
5.2 植被变化的特征分析 /74
5.2.1 植被总体变化趋势 /74
5.2.2 植被变化的空间分布 /75
5.2.3 植被变化趋势的验证 /77
5.3 植被对人类活动的响应 /78
5.3.1 调查方法及数据处理 /79
5.3.2 植被群落要素的变化 /806 景观格局与能值分析 /84
6.1 能量分析和能值分析的区别 /84
6.2 生态系统能值评价指标体系 /86
6.3 绿洲生态系统能值评价结果 /87
6.3.1 绿洲能值变化的一般模式 /87
6.3.2 绿洲能值输入特征 /87
6.3.3 绿洲能值产出状况 /89
6.3.4 绿洲能值总体评价 /92
6.4 北屯绿洲生态系统耗散过程 /95
6.4.1 绿洲演化的非线性机制 /96
6.4.2 能量流动及其耗散特征 /98
6.4.3 生态信息及其耗散特征 /101
6.4.4 绿洲稳定性的反馈策略 /1017 绿洲景观格局的虚拟实现 /103
7.1 3D地形可视化研究的意义 /103
7.2 3D虚拟景观建模技术应用 /104
7.2.1 地形建模的一般途径 /104
7.2.2 源数据的获取及转换 /104
7.2.3 层次细节模型 /105
7.2.4 地形转换算法 /105
7.2.5 纹理贴图应用 /108
7.3 3D地形的数字化实现 /1098 景观规划及土地整理 /111
8.1 景观生态型土地整理的思考 /111
8.1.1 景观规划与土地整理的关系 /111
8.1.2 土地整理研究的国内外进展 /113
8.1.3 绿洲土地整理的目的和意义 /115
8.2 绿洲景观的管理方式 /116
8.2.1 绿洲生态景观管理的客观条件 /117
8.2.2 绿洲景观管理的一般模式 /121
8.3 景观生态型土地整理的案例 /124
8.3.1 项目区景观格局背景 /124
8.3.2 规划原则依据及建设内容 /126
8.4 土地整理的景观生态影响评价 /127
8.4.1 土地整理对景观格局及生态过程的影响 /127
8.4.2 土地整理的效益分析 /1299 绿洲景观格局与生态过程研究的进展及创新 /131
9.1 绿洲景观格局与生态过程研究主要进展 /131
9.1.1 MODS耦合特征与景观分类体系 /131
9.1.2 景观格局动态变化 /132
9.1.3 景观生态安全评估 /132
9.1.4 地貌过程与景观格局 /133
9.1.5 土壤过程与景观格局 /133
9.1.6 植被过程与景观格局 /134
9.1.7 生态系统耗散过程与景观格局 /134
9.1.8 景观格局优化及其途径 /134
9.1.9 人类活动与景观要素关系 /135
9.2 绿洲景观格局与生态过程研究展望 /135
9.2.1 现代绿洲学的研究 /135
9.2.2 景观格局与过程研究 /136
9.2.3 能量变化及碳循环研究 /137参考文献 /138