有一些基本的景观改变和管理措施被认为是有利于生物保护的，包括核心栖息地的保护、缓冲区、廊道的建立和栖息地的恢复等。问题是如何定义缓冲区，如何设廊道或在何处引入栖息地斑块，才能最有效地影响生态过程，实现生物保护的目的。这些问题对自然保护区的管理和规划以及更大范围内的景观区域生态规划都具有战略意义，而在国际上引起重视。

    比较而言，有两类生态过程，垂直生态过程和水平生态过程。前者发生在某一地域单元之内，过程之状态直接反应其所依赖的资源的分布，如发生在某一地域单元内的地质，水文，植被和动物群落之间的生态过程。在处理这种垂直生态过程时，景观规划专业已发展了一整套的生态规划方法，集中体现为适宜性和可行性分析模型，它最早可以追溯到生态学先驱和规划家PatrickGeddes或更早。这一模式到I.McHarg发展到了高峰，并被称为“千层饼”模式。对垂直生态过程的控制可以直接通过资源本身的改变来完成。水平生态过程则是发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空间运动，干扰和灾害的空间扩散。他们的空间动态很难通过“千层饼”模式来表达。

    生态学家和地理学家发展了众多的模型来描述水平生态过程，如引力模型(gravitymodel)和潜在模型(potentialmodel)。更具体的模型诸如树木种子的扩散模型，虫害扩散和火灾漫延模型。这些模型都可以形象地用潜在表面(potentialsurface)或趋势表面(trendsurface)]通过等值线来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面(surfaceofaccessibility)。所以，要改变景观以控制水平生态过程，一条可能的途径是通过潜在表面判别和设计某种高效的景观格局。

    在19世纪Reech等人工作的基础之上，理论地理学家Warntz对流动表面进行了较全面的研究。他将表面用4种点的特征：峰(peak)、陷(pit)、关(pass)和鞍(pale)；两种线的特征：谷线(coures)和脊线(ridge)；以及3种面的特征：即丘(hill)、洼(dale)和域(territory)来描述。这一点、线、面模型是基于流动过程来建立的，反映流的聚合、离散关系，因而在景观生态分析和景观改变中有可能具有重要意义。

    尽管景观生态学以研究景观格局与水平生态流之间的关系为目的，但正如有学者所批评的，关于景观生态的研究或多或少地只研究生物与已存在于景观中的某一元素(如斑块、廊道等)之间的关系]，或只记载已存在的景观元素和格局。少数例外之一是Knaapen等人的研究，他们提出了用最小累计阻力(minimumcumulativeresistance,MCR)来作为景观改变的依据。采用这一技术，研究人员建议将新引入的斑块设计在低阻力区域，以便能更有效地实现生态保护的功能。这项研究的贡献在于其认识到生物空间运动的潜在趋势与景观格局改变之间的关系。但更系统的研究还待进一步开展。

    系统地研究(流动)表面特征与生态改变格局之间的关系将是非常有意义的。这种系统研究可能会回答篇首所提出的问题，即：如何在景观中划分生物保护缓冲区，如何建立廊道，如何建立保护斑块等。因而在生物保护，景观和区域生态管理和规划等诸方面都具有重大的理论和实践意义。

    本研究假设：景观中存在着某种潜在的空间格局，它们由一些关键性的局部、点及位置关系所构成。这种格局对维护和控制某种生态过程有着关键性的作用，这种格局被称为安全格局(securitypatterns，简称SP)。本文进一步设想：通过对生态过程潜在表面的空间分析，可以判别和设计景观生态安全格局，从而实现对生态过程的有效控制。本文将以广东丹霞山风景区内的生物保护规划为例，探讨生态安全格局的理论与方法。案例本身只作为说明用，用于实际保护工作前还需作进一步实地观察。

    1 方法

    1.1景观安全格局概念

    不论景观是均相的还是异相的，景观中的各点对某种生态的重要性都不是一样的。其中有一些局部，点和空间关系对控制景观水平生态过程起着关键性的作用。如上所述，这些景观局部，点及空间联系构成景观生态安全格局。它们是现有的或是潜在的生态基础设施(ecologicalinfrastructure)。在一个明显的异质性景观中，SP组分是可以凭经验判别到的，如一个盆地的水口，廊道的断裂处或瓶颈，河流交汇处的分水岭。但是在许多情况下，SP组分并不能直接凭经验识别到。在这种情况下，对景观战略性组分的识别必须通过对生态过程动态和趋势的模拟来实现。SP组分对控制生态过程的战略意义可以体现在以下3个方面：

    (1)主动优势(initiative)：SP组分一旦被某种生态过程占领后就有先入为主的优势，有利于过程对全局或局部的景观控制。

    (2)空间联系优势(co-ordination)：SP组分一旦被某种生态过程占领后有利于在孤立的景观元素之间建立空间联系。

    (3)高效优势(efficiency)：某SP组分一旦被某生态过程占领后，就使生态过程控制在全局或局部景观时，在物质、能量上达到高效和经济。从某种意义上讲，高效优势是SP的总体特征，它也包含在主动优势和空间联系优势之中[27]。以生物保护为例，一个典型的安全格局包含以下几个景观组分[25～27]：

    1源(source)：现存的乡土物种栖息地，他们是物种扩散和维持的元点。

    2缓冲区(bufferzone)：环绕源的周边地区，是物种扩散的低阻力区。

    3源间联接(inter-sourcelinkage)：相邻两源之间最易联系的低阻力通道。

    4辐射道(radiatingroutes)：由源向外围景观辐射的低阻力通道。

    5战略点(strategicpoint)：对沟通相邻源之间联系有关键意义的“跳板”(steppingstone)。除了辐射道和战略点以外，SP的其它景观组分在景观生态学及生物保护学中多有论及。本论文的讨论重点是如何根据生态过程动态表面的空间特征来判别这些潜在的战略性景观组分，以指导景观生态设计和景观改变。

    1.2景观生态安全格局识别步骤

    1.2.1第一步源的确定在大多数情况下，景观生态规划的保护对象是多个物种和群体，而且它们应具有广泛的代表性，能充分反映保护地的多种生境特点。在区系成分调查的基础上，可以确定作为主要保护对象的物种和相应的栖息地(源)。

    1.2.2第二步建立阻力面物种对景观的利用被看作是对空间的竞争性控制和覆盖过程。而这种控制和覆盖必须通过克服阻力来实现。所以，阻力面反映了物种空间运动的趋势。如前所述，有多种模型可能用于阻力面(趋势面)的建立。本文的案例研究中以最小累积阻力模型(minimumcumulativeresistance，简称MCR）来建立阻力面。该模型考虑3个方面的因素，即源、距离和景观介面特征。基本公式如下：

    MCR=fmin∑

    i=m

    j=n

    (Dij×Ri)

    这一公式根据Knaapen等人[24]的模型和地理信息系统中常用的费用距离(costdistance)[32]修改而来。

    其中f是一个未知的正函数，反映空间中任一点的最小阻力与其到所有源的距离和景观基面特征的正相关关系。Dij是物种从源j到空间某一点所穿越的某景观的基面i空间距离；Ri是景观i对某物种运动的阻力。尽管函数f通常是未知的，但(Dij×Ri)之累积值可以被认为是物种从源到空间某一点的某一路径的相对易达性的衡量。其中从所有源到该点阻力的最小值被用来衡量该点的易达性。因此，阻力面反映了物种运动的潜在可能性及趋势。

    1.2.3根据阻力面来判别安全格局阻力面是反映物种运动的时空连续体，类似地形表面。阻力面可以用等阻力线表示为一种矢量图(图1)。用理论地理学家Warntz的术语，这一阻力表面在源处下陷(dip)，在最不易达到的地区阻力面呈峰(peak)突起，而两陷之间有低阻力的谷线(course)相联，两峰之间有高阻力的脊线(ridge)相连。每一谷线和脊线上都各有一鞍(在这里不仿把pass和pale两者都称为鞍)，他们是谷线或脊线上的极值(最大或最小)。根据阻力面，进行空间分析可以判别缓冲区、源间联接、辐射道和战略点。

    1.2.3.1缓冲区的判别到目前为止、对缓冲区的划分，国际上没有一个科学的方法，本研究则为解决此问题提供了一条新的途径。在MCR阻力面基础上，可以作两种曲线，一种曲线是从某一源到最远离源的某一点作一条垂直于阻力线的剖面曲线，得到的是MCR与离源距离的关系曲线。另一条曲线是MCR值与面积的关系曲线。在一般情况下，可以假设这两种曲线都有某些阶段性门槛(threshold)的存在(见案例研究)。也就是说，随着缓冲区边界向外围的扩展，景观对物种的阻力随之增加，但这种增加并不是均匀的，有时是平缓而有时则非常陡峻(图1)。对应于空间格局，缓冲区的有效边界就可以根据这些门槛值来确定。这可以实现缓冲区划分的有效性。