景观生态学的建立源于西欧20世纪30年代,在80年代进一步发展。在我国的发展大体上经历了两个阶段。1981~1988年是引入介绍阶段。1983年林超发表了C. Troll的“景观生态学”和纳夫的“景观生态学发展阶段”两文的译文,在国内是首次介绍景观生态学的代表性文献。1985年陈昌笃发表“评价Z. 纳维等著的景观生态学”,1986年景贵和发表“土地生态评价与土地生态设计”,陈昌笃发表“论地生态学”,对景观生态学和地生态学内涵作了有意义的探讨。1988年李哈滨等发表“景观生态学—生态学领域里新概念构架”,重点介绍美国学派的景观生态学研究进展[60,61]。80年代末,研究工作主要集中于我国景观生态学的发展方向、景观空间结构、景观异质性动态变化、景观生态类型、遥感和地理信息系统应用、生态过渡带研究、以及其他方法研究。90年代,出版了几种景观生态学教材。以后,景观生态学作为一门新兴的交叉学科被国内同行广泛接受。
4 现代自然地理过程研究
早在20世纪50年代黄秉维就提出自然地理学要分别研究地表物理的、化学的和生物的自然过程,然后加以综合。他指出,从更广阔的视野看,3个方向存在着外延部分叠合的关系,可以将不同尺度的研究结合在一个统一的体系之中,并将导致对地理环境中现代过程及其地域分异秩序的全面了解[62]。这样,就突破了描述性的、以要素为主体的传统综合研究模式,为综合自然地理学的深入和自然地理综合研究开创了新路。物理过程包括风力作用、水力作用、地表水分和热量平衡;水力作用研究包括径流的形成过程,侵蚀作用与河床过程,则与坡地利用和坡地持续生产力研究相联系,偏重解决生产实际问题,学科本身的系统研究只是在20世纪末才渐有起色。化学过程原以盐分平衡开端,水盐动态着手,后来转向与人体健康有关的地方病和环境保护研究;生物过程则与农业生产潜力相联系。后来,发展为土壤—植物—大气系统(SPAC)的综合研究。它包括蒸发过程、蒸腾过程、根系吸水过程、土壤水分运动、土壤水与地下水的相互交换过程以及水分在传输过程中各环节和界面上的势能变动和阻力等在内的水分传输和能量传输研究。1956年,黄秉维就提出要发展自然地理定位观测与实验。60年代初相继在石家庄、德州、衡水和延安、武功、民勤等地开展定位试验。又于1979年在山东禹城建立了禹城综合试验站,80年代筹建了北京农业生态系统试验站,对太阳辐射能、光量子能量、农田二氧化碳浓度、土壤水分状况、作物叶面温度、作物气孔阻力等进行了为期数年的测定,还对灌水定额和灌溉制度、耕作和轮作制度等方面的问题开展了研究,完全与农业生态系统研究融为一体。随后几年研究的主要进展是建立了田间试验研究网络。1988年由中国科学院直接主持的田间试验网络包括从中温带至中亚热带,湿润、半湿润、半干旱及干旱地区不同生态类型的8个试验站,在80年代进行了两整年的同步观测、其中作为农业生产潜力研究基本组成部分的太阳辐射分光谱(包括紫外、可见光、红外辐射)观测研究在国内是首次开展;建立了计算农业自然生产潜力的数学模型。这些定位观测试验的部分研究可以认为是黄秉维开创的热水平衡研究和左大康开创的太阳辐射研究的继续。但实验研究和测定技术仍然薄弱。1973年黄秉维首先提出了光合潜力的概念、计算公式及公式中各项系数的数值。认为,光合潜力是在空气中二氧化碳含量正常,其他环境因素都处于最适宜状态时,具备最适宜于接受和分配阳光的群体的,高光合效能作物充分利用阳光所能生产的植物质(包括根、茎、叶和繁殖器官含水15%的干物质)。所采用的光合潜力估算方法是将太阳总辐射〔卡/厘米[2]〕数值乘以0.124(后订正为0.123)便是光合潜力[斤/亩]数值。这个方法很简单,但每项参数的选择都经过比较仔细的考虑,又经过一些验订,总的倾向是偏保守一些。随后又完成了光温潜力、光温水潜力的分析计算方法,并就全国各区域的情况分别予以讨论。此后,农业生产潜力研究被广泛应用到不同自然区域的综合研究工作中。过去几十年,点上的观测试验、方法论研究和过程模拟已经相当深入,还可以继续深入下去,深入是无止境的,但工作内容过细,学科比较单一,已经不像综合自然地理意义上的试验研究。似应建立更加综合的试验基地,开展自然地理、地貌、水文、气候、生态等多学科的综合研究,才是正确的方向。同时,物理过程、化学过程和生物过程的综合显得十分不够,亦需要予以解决[63]。