農林院校碩士研究生景觀生態學課程教學改革探討

滕明君 王鵬程 徐永榮 周志翔

(華中農業大學園藝林學學院；湖北省林業信息工程技術中心 武漢 430071)

景觀生態學(landscape ecology)是從20世紀70年代末期迅速發展起來的嶄新交叉學科，以研究不同尺度上生態格局與過程空間變異為核心。景觀生態學將生態學理論知識與社會因素相聯系，解決可持續發展問題[1]。起源于生態學與地理學的交叉發展，將地理空間相互作用關系的空間關系與生態系統中物種、能量流動等縱向關系相結合[2]，在解決土地利用規劃、自然資源管理、應對環境變化等應用實踐中迅速發展。目前，景觀生態學已經成為連接自然與社會，解決人類可持續發展中的重大環境、資源問題的有效途徑[3,4]，并在維護生態安全、生物多樣性保護、土地規劃管理、應對氣候變化等領域受到重視。

中國景觀生態學研究與教學從1990年代末期開始[5]，由肖篤寧、傅伯杰等景觀生態學研究者促進，在林學、生態學、地理學等相關專業中首先開展。目前，景觀生態學教學已經成為我國資源環境可持續發展類學科的骨干課程，在眾多高校中開設，尤其是在農林高校相關專業碩士研究生教學培養中受到重視。一些學者對此進行了探索，何東進等[6]介紹了景觀生態學精品課程建設的思路方法，游巍斌等[7]和郭二輝等[8]探索了景觀生態學課程的改革的具體思路，鄭景明等[9]認為應在景觀生態學教學中應引入直觀性教學材料、提高學生對課程參與度、加強相關課程聯系、考核方式多樣化等教學方法。但由于景觀生態學理論與實踐聯系緊密、相關知識體系發展迅速、技術方法更新較快、理論應用廣泛等原因，景觀生態學的教學仍面臨一系列困難，如何有效提升農林院校林學相關領域碩士研究生景觀生態學教學效果仍面臨重要挑戰。本文在總結分析景觀生態學發展及課程特點的基礎上，探討了農林院校碩士研究生景觀生態學教學改革的思路和方式，以期為中國農林院校景觀生態學教學改革提供科學依據。

1 景觀生態學課程的基本特征

1.1 景觀生態學發展與研究內容

景觀生態學起源于1940年代的土地管理，在揭示異質性空間中生物和非生物關系，以及生態后果的需求下，景觀生態學自1980年代開始得到迅速發展[10]。隨著景觀生態學在過去近30年間的快速發展和廣泛應用，相關理論方法不斷完善和拓展，景觀生態學的理論方法已經廣泛應用于生態學的各個分支，極大提升了人類對與空間異質性及尺度變異性及其生態后果的理解，并影響了對自然和人類主導景觀的管理。

中國景觀生態學開始略晚于北美和歐洲地區，但發展迅速。1989年召開了首屆景觀生態學學術研討會，1992年中國生態學會景觀生態專業委員會成立，1996年國際景觀生態學會中國分會成立。趙文武和王亞萍[11]認為中國景觀生態學發展可以分為引進吸收階段(1981～1987)、發展壯大階段(1990～2006)，發展創新階段(2007后)。當前，中國景觀生態學研究已經涵蓋林業、生態、農業、資源環境、地理測繪等專業領域[5]。

景觀生態學繼承了生態學與地理學中重要的研究方法，并形成了獨立的理論方法體系，其極大地催進了生態學和地理學眾多領域發展，為解決人類和生態環境可持續發展中的眾多問題提供了有效途徑。因此，景觀生態學研究領域廣泛，不同學者對此進行了闡述。Forman[1]提出景觀生態學中的一些基本原則和主要研究問題。Wu & Hobbs[12]總結提出了鑲嵌景觀中的生態流、土地利用覆蓋變化的起因過程和后果、景觀復雜性的非線性動態等10個優先科學問題；Turner[13]將景觀生態學核心研究問題歸結為景觀格局形成及變化因素、定量評估景觀格局、景觀異質性與干擾、異質性景觀中的生態系統過程等5個方面。而國際景觀生態學會(IALE)則認為景觀生態學核心概念和理論與人類領域相關的自然科學密切相關，主要涵蓋覆蓋從自然區域到城市等廣闊范圍內景觀空間格局與過程，景觀中格局與過程的關系，人類活動與景觀格局、過程和變化的關系，尺度效應和景觀干擾等4個主要方面。

1.2 景觀生態學課程特點

(1)景觀生態學發展迅速。景觀生態學起源與1940年代，但在1980年代后得到迅速發展，自1980年代早期開始，景觀生態學的相關理論方法不斷完善和豐富，當前已進入前沿理論探索階段。基于Web of Science核心庫的檢索結果表明，以景觀生態學(landscape ecology)為關鍵詞的文獻數量快速增加，尤其是在2008年前后進入了高峰階段(圖1)。隨著景觀生態學在不同領域的應用和拓展，景觀生態學由了解靜態環境特征向解決變化世界中面臨的各類動態問題發展，其理論和方法迅速擴展。

圖1 基于web of science數據庫的景觀生態學文獻數量年度變化

圖2 基于web of science數據庫的景觀生態學文獻數量學科分布

(2)景觀生態學涉及多學科交叉。景觀生態學理論來源主要為生態學和地理學。在基礎理論方面，景觀生態學繼承了生態學一些基本方法和理論，如整體論與系統論、島嶼生物地理學理論、生物多樣性理論等；同時，一些地理學的方法也成為景觀生態學重要力量組成部分，如空間格局、空間過程、空間規劃等理論方法等。景觀生態學發展也與保護生物學、城市生態學、社會學、空間信息科學等學科交叉融合，形成了對不同領域學科支持的深入融合，這使景觀生態學向可持續科學不斷發展?；赪eb of Science核心庫的檢索結果也表明，景觀生態學文獻的學科分布十分廣泛，生態學、環境科學、地理環境學、地理科學、生物多樣性、環境研究等領域文獻數量較豐富，但在其他學科中文獻也有廣泛分布，見圖2。

(3)景觀生態學與現代信息技術密切聯系。景觀生態學關注不同尺度上的空間異質性，特別是宏觀尺度空間異質性的成因、變化、影響。因此，景觀生態學是一門明確的空間相關學科。自景觀生態學出現和發展，其與空間信息技術、計算機技術的發展就十分密切。以遙感、地理信息系統、定位導航系統等為核心的現代信息技術的快速發展推動了人們能夠從更系統的角度，快速了解宏觀區域特征，由此極大推動了景觀生態學從早期關注土地規劃問題迅速擴展，成為了解空間異質性及其影響，解決人類可持續發展問題的學科。遙感技術在景觀要素的識別與分布定量研究、景觀功能遙感評估、景觀動態變化、尺度效應、景觀評價與規劃等方面均發揮了重要作用[14]。特別是，不同分辨率的時序遙感數據為了解區域尺度或者更大尺度生態過程及其變化提供了重要數據支撐[15]。而地理信息系統的發展則為景觀生態學研究和應用提供了重要分析決策工具，實現對空間過程、空間異質性、空間變化的定量分析和預測。因此，現代信息技術已經成為開展景觀生態學研究和應用的重要基礎，成為景觀生態學的關聯課程。

(4)景觀生態學是密切聯系生態環境與社會經濟發展的課程。景觀生態學是一門以應用研究為出發點和落腳點的科學[16]，因此它具有與生俱來的實踐性。當前景觀生態學理論繼承了生態學與地理學的基本思想，并與生態環境問題治理和社會經濟發展協調關系相融合[17]，圍繞森林、濕地、海洋、動植物、人類等生態系統面臨的關鍵可持續發展問題開展研究和實踐，同時這些領域的知識不斷融入景觀生態學理論體系，極大促進了景觀生態學解決實際環境問題和可持續發展文帝的理論基礎。

(5)景觀生態學應用范圍廣泛。景觀生態學起源于對土地的利用規劃研究，但隨著景觀生態學理論與方法的快速發展，其應用范圍迅速擴張，景觀生態學的理論方法已經廣泛應用與不同學科，成為突破原有研究方法限制的重要途徑，如在森林生態系統管理、應對氣候變化、生物多樣性保護、濕地保護與恢復、海洋景觀管理、游憩規劃管理、城市規劃等諸多領域。

2 農林高校研究生景觀生態學課程教學現狀與問題

2.1 知識體系更新迅速

景觀生態學是一門發展迅速的學科，在過去30年內相關理論得到極大豐富和拓展。隨著知識體系的不斷豐富和完善，相關理論和范式快速增加。盡管快速擴張的知識體系和應用實踐有助于學生知識體系的快速更新，但這也增加了理論教學難度，在教學過程中教材及時更新成為重要問題。盡管眾多教學改革中意識到這一問題的存在，但當前這一基礎問題并未得到充分重視而體現在教學體系改革中。

2.2 理論方法抽象

景觀生態學多涉及到宏觀尺度的理論和方法，且相關理論知識跨度較大[8]，例如，景觀過程既包括全球尺度的環境變化問題，也包括微觀層面的景觀遺傳學問題，且諸多涉及到景觀格局與景觀過程、景觀格局與生態系統服務方面的理論可能需要長期數據和實驗驗證，無疑增加了學生對于理論知識理解的困難。

2.3 實踐課程薄弱

盡管景觀生態學是一門源于實踐歸于實踐的學科，但其涉及面較廣，實踐課程安排困難[6]，因此，在當前教學過程中，多數學校難以有效的安排實踐課程，景觀生態學應用仍停留在理論層面，缺乏落地的有效措施。

2.4 不同學科研究生背景參差

目前農林院校景觀生態學研究生課程主要面向林學、生態學、園林、風景園林、旅游管理、地理學、土地資源管理等專業研究生開設[6,8]。例如以華中農業大學林學專業為例，從目前林學專業和相關專業研究生學源背景看，背景學科構成復雜，盡管林學占據了較大份額，但由于院校教育存在較大差異，其基礎理論課程開設情況千差萬別，一部分學生無生態學和地理學知識背景，也對宏觀層面生態環境問題缺乏了解，導致教學難度難以有效把控和設計。

3 研究生景觀生態學課程教學改革的思考

針對以上景觀生態學教學中面臨的問題，筆者認為農林高校林學相關專業研究生景觀生態學教學應注重：合理設置理論課程與實驗課程比例，優化課程教學案例，提升研究生課程知識探索水平，完善實驗課程體系，加強景觀生態學應用實踐指導等系統性改革和創新，并在筆者承擔的華中農業大學林學、園林、風景園林等專業碩士研究生教學中進行了實踐和探索。

3.1 合理設置理論課程與實驗課程比例

當前景觀生態學教學中，理論課占有大多數課時，一般要超過2/3的總課時，理論基礎課程多以相關教材為基礎，這些內容理論性較強，且難以囊括景觀生態學新理論，因此不適宜于面向理論前沿知識獲取和傳遞的研究生教學。建議在合理優化教學大綱的前提下，大幅壓縮課堂教學中理論課教學，而增加實踐課程比例，將課堂理論教學改為課堂引導教學和課下理論自學，課堂實踐驗證。在32學時的教學中，理論課教學不宜超過6學時，且該部分內容的教學宜結合教師知識體系引導、學生自學匯報、教師點評等形式進行。在實際教學過程中，筆者所在教學團隊將理論基礎知識的課堂授課壓縮為“概念與理論基礎專題”和“景觀生態學研究現狀、主要議題與研究方法”等2個專題講座，而要求學生課下自學景觀生態學基礎理論內容。

3.2 優化課程教學教案

根據當前景觀生態學研究和應用發展趨勢，及時調整和優化課程教學大綱，同時適應課堂引導式教學和課下自學轉變，增加對實踐學學內容的重視。在課堂授課中將傳統的章節授課體系轉變為專題講座形式，而基礎理論自學部分的大綱要求則由教師轉向學生，適應對碩士研究生階段注重學生自我學習能力提升的要求，因此，結合當前幕課發展的趨勢，宜適當增加景觀生態學基礎理論知識的幕課教學內容，提升學生課下自學的體系性。

3.3 提升研究生課程理論知識探索水平

可通過最新文獻閱讀和組織小型研討會匯報的形式，促進學生對景觀生態學最新研究和應用研究的掌握，并且以國際重要期刊最新研究文獻閱讀為主，可提升學生文獻查閱與總結的能力，同時了解國際景觀生態學研究領域最新進展，并通過課堂匯報的形式對相關知識進行討論和分享。在實際教學過程中，筆者所在教學團隊明確了閱讀文獻來源的遴選標準，對文獻精讀和關聯性文獻閱讀、匯報內容和實踐等均明確要求，其中文獻遴選要求以Landscape ecology、Landscape and urban planning、Ecography等景觀生態學核心期刊和JCR分區為1區的相關期刊中密切關聯文章為主，且須為近3年發表的研究類論文。文獻閱讀與匯報須將密切關聯文獻作為一個知識點體系進行閱讀和介紹。

圖3 華中農業大學景觀生態學研究生課程學生匯報

3.4 強調探索性實驗課程體系

針對授課對象知識需求及時調整實踐教學知識體系，大幅增加探索性實驗課程。如通過設置生態應用需求，讓學生通過自行查閱文獻和總結理論知識，在此基礎上完成相關探索性實驗。筆者所在的教學團隊在近年來的教學中對實驗課程體系進行了優化，4次實驗課分為基礎方法實踐和探索性實踐兩部分，基礎方法實踐要求學生按照明確的實驗目的、方法和工具，運用給定的方法和步驟，完成當前常用研究方法和技術手段的掌握學習，在實踐中了解景觀生態學基礎原理。而在探索性實踐方面，實驗課不設定固定的實驗步驟，而要求學生在基礎方法實踐的基礎上，通過文獻查閱和技術方法自學等完成設定的實驗目的和要求，以達到學生自我探索學習的目的，例如要求學生結合具體案例，開展景觀生態評價與景觀生態規劃的探索性實驗，在此過程中學生需要完成景觀生態評價與規劃基礎知識體系的學習和理解、相關研究文獻查閱、評價方法和指標體系的構建、數據收集與整理、模型運算、結果分析和解釋等全流程。實踐表明這一改革顯著改變了學生被動接受實驗的窘境，激發了學生自我學習和解決實際生態環境問題的能力，較好的達到了課程目的。

3.5 加強景觀生態學應用實踐指導

將課堂教學延伸，讓學生將景觀生態學理論知識與所研究課題或實踐內容相結合，通過線上線下師生互動加強對景觀生態學應用實踐的指導。在實際教學改革中，可通過微信群、QQ群、微博等形式建立溝通和討論渠道，及時和深入的對景觀生態學學習和實踐內容進行深入互動與探討。

4 結語

研究生景觀生態學教學改革同其他課程的教改類似，是一個系統工程，但也有其自身特點。本文系統分析了農林院校研究生景觀生態學教學的現狀和問題，并針對性的提出了合理設置理論課程與實驗課程比例，優化課程教學教案，提升研究生課程知識探索水平，完善實驗課程體系，加強景觀生態學應用實踐指導等系統性改革和創新等系統性改革思路，并介紹了在華中農業大學林學等相關學科研究生教學實踐中的應用。兩年的教學實踐表明，以此體系為引導的教學能夠顯著提升研究生對于景觀生態學前沿知識的了解和對相關理論實踐技能的掌握能力。