景观生态学考试范围

1、景观生态学考试资料整理 建立和谐社会要人之间的和谐，基础是人与自然的和谐。1. 景观 *Forman: 景观是指一组以相似方式重复出现的相互作用的生态系统所组成的异质性地表区域。 景观组分：景观内部的不同生态系统类型被称为景观组分。 *Naveh: 景观是地理圈与生物圈和人类圈综合为一体，是人类生存空间内可见的客体。 *Wiens：从微观到宏观不同尺度上具有异质性或镶嵌性的空间单元。2. 景观生态学 *Forman:景观生态学是以景观结构、功能和动态特征为主要研究对象的一门新兴宏观生态学分支学科。*Naveh:景观生态学是地理学与生态学之间的一门中间学科，是对人类生态系统进行整体论研究的新兴学

2、科。*景观结构：景观组分的数量构成及空间组合与分布特征，其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局*景观功能：景观对自身内部及其他相关生命系统生存和发展所能提供的支撑作用；*景观动态：景观在各种内外部驱动因素作用下其结构和功能的时间变化过程与特征。*景观组分：构成景观的不同生态系统类型被称为景观组分*斑块：一个与周围环境不同的相对均质性非线性区域。*廊道：不同与两侧相邻土地的一种特殊的带状要素类型。*基质：景观镶嵌内的背景生态系统或土地利用类型。*网络：是指一个相互连接的廊道系统。*异质性(heterogeneity)：景观内部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性或非随机性特征。与异质性

3、相反的景观特征被称为均质性（homogeneity）3. 景观生态学的学科特点 1）宏观学科特色 2）异质性 3）强调时空分异 4）注重人为活动 4.景观的界定原则1）景观是一组生态系统的聚合体； 2）各生态系统之间通过相互之间的生态流密切联系在一起（相互影响）；3）具有特定的气候和地貌类型特征； 4）具有特定的干扰和动态驱动机制。*干扰（disturbance）：一种明显改变景观结构、功能和动态变化过程的事件。干扰具有以下特点：1）干扰是一种突发性非连续事件；2）干扰一般对景观格局具有强烈改造作用；3）干扰可能会中断景观中一些甚至全部生态过程；4）干扰具有强烈尺度效应；5）干扰可以是自然的，

4、也可以是人工的。 6. 景观生态学的发展现状1）理论和方法论呈现蓬勃发展态势；2）相关学科的全面介入，为景观生态学拓展了更为广阔的发展空间；3）理论、方法论和应用研究出现了明显的破碎化倾向； *碎裂化;一种生境、生态系统或土地利用类型被分割成更小单元的现象或过程。 IALE第五次年会研讨专题 主题：科学与行动81）碎裂化效应：概念、实验设计及一般结论 2）生态网络和绿色通道：自然与人文规划的新理念 3）不同农业系统的景观效应 4）空间分析的理论与方法 5）流域与河岸过程 6）从人类的综合行为了解景观水平的生态过程 7）景观生态学用于景观规划与设计的障碍、机会、策略及模型 8）空间格局与生态过程

5、9）变化景观政策和规划工具的案例研究 10）生物多样性保护的工具 11）景观保护规划的地区性途径 12）景观生态学用于森林管理的进展与问题13）景观生态学的实验模型系统14）景观异质性：模型及区域化的尺度及层次性问题15）可持续河流管理的恢复与规划16）城市景观与城市梯度17）景观的长时限动力学与历史变化 18）自然干扰效应 19）农业景观问题 20）自然与农业景观中的生物多样性 21）土地利用规划 22）遥感数据应用6.景观研究问题一、斑块的起源干扰斑块（disturbance patch）：源于小面积干扰活动而形成的斑块类型； 残遗斑块（remnant patch）：景观中一个小面积区域逃

6、逸出周围地区干扰而形成的斑块； 环境资源斑块（environmental patch）：由于环境条件的局部差异性而形成的斑块类型； 更新斑块（regenerated patch）：在大面积受干扰地区通过植被恢复而的斑块类型； 引入斑块（introduced patch）：由于人类的种植和建筑活动而形成的斑块类型。 斑块除起源方面表现出显著差异外，其它重要形状特征还包括斑块面积、边界和形状等，这些性状均具有重要的理论和应用价值。 二、 斑块的规模效应大斑块：保护水质、发育河流网络、内部生境、核心生境、种源、小生境、保持自然干扰、缓冲能力强。 小斑块：中继站、边缘生境、降低捕食几率、提供特定小生境

7、、保护小型物种与生境。此外斑块大小还将影响景观中的许多生态过程的空间分异，主要包括： 1）生产率和生物量分布2）侵蚀和营养元素流动3）水分流动和循环等在涉及为了物种生存和自然保护目的而考虑斑块面积的时候，通常需要关注以下几个参数： 1）斑块内的基因流；2）最小生存种群；3）大斑块的安全数量。三、 边界与边缘*边界（boundary）：构成相邻生态系统边界的区域。*边缘（edge）：一个生态系统周边的附近地区，该区域将缓解环境对生态系统内部的影响。景观中的边界具有不同的功能（生态流障碍、管理界限、环境变化的急变区等）人类是边缘种，并且经常通过各种活动创造更多的边界（景观碎裂化）。 边界问题研究通

8、常包括：边界结构、调控机制、边界功能以及边界动态。边界的形成机制：1）自然环境的镶嵌性特增，如土壤类型或地形等；2）自然扰动；3）人为活动。边界突变程度：硬边界：通常指那些直线型具有高对比度的边界软边界：指那些有一定过渡性质并带有一条或两条边缘的边界区域。*边缘效应（edge effect）：通常指与生态系统内部生境相比，边缘地区特有的与众不同的物种组成和丰度边界的尺度差异：精尺度边界：道路和相邻局部生态系统之间的边界；中尺度边界：中尺度地形及长期土地利用方式之间的边界（如流域边界或大面积农田及果园之间的边界）；粗尺度边界：景观、气候区、生物区边界。边缘的结构一般受到四类动力学机制的塑造作用，

9、既小气候、土壤、动物和人类。 边界的功能 1）生境功能；主要影响边缘物种的种类、丰度、密度和生物量。 2）滤网功能：主要影响景观内的各种生态流的流量和流速。以基质和斑块的相互作用为例，可观察到四种显著的生态过程： 1）基质对斑块施加的影响； 2）斑块对外界影响的抵抗； 3）斑块自身的稳定作用； 4）斑块对基质的扩散性影响。2）边界的曲度 边界的曲度何以利用两点之间的实际边界长度与两点之间的直线距离之间的比值来衡量。边界的曲线形状大致有8种类型：浅突起、突起、直线、浅凹型、凹型、夹角型、微波动和大幅度波动。 边界的变化 斑块边界的变化可以通过边界的形状来判断，不同斑块的斑块边界变化情形亦不相同。

10、斑块的形状与功能联系的一般法则： A圆形斑块在自然资源保护方面具有最高的效率； B卷曲形斑块在强化斑块与基质之间的联系上具有最高的效率； C网络性的斑块结构有助于动植物在斑块内的移动。 D斑块形状差异直接影响斑块内外部生境的分割比例。7.景观组分一、廊道的功能 1）保护功能：建造防护林带、各种人工渠道、道路、绿篱和田埂等； 2）传输功能：物质传输、能量传输、物种传输； 3）资源功能：生物能源、食物、其他生物资源（木材）等； 4）美学功能 二、廊道的起源1）干扰廊道：是由各种带状干扰所形成的廊道，例如线性采伐作业、道路的修建以及某些断层区域； 2）残遗廊道：一般是由基质内干扰所形成的带状区域，如

11、森林砍伐后留下的带状林带，穿越农牧交错带大片农田两侧所形成的特殊植被带均是残遗的植被群落； 3）环境资源廊道：是由环境资源的空间线性异质性特征所形成的廊道，如河流廊道或山脊线等； 4）种植廊道：由人类特殊目的的种植活动而形成的廊道，如农田防护林和道路两边的植被带等； 5）再生廊道：是指受到干扰地区再生的植被所形成的廊道，例如沿着一些栅栏或铁丝网形成的特殊廊道类型。四、廊道的结构1）廊道的曲度：就是指廊道在空间的蜿蜒程度。 决定廊道曲度的因素通常有以下几种： A地形地貌的控制作用，对资源廊道的约束作用较强； B区域人文活动特征及空间分布格局，对道路廊道的影响明显； C生态保护和美化方面的考虑；对

12、防护林和城市带状绿地系统的影响比较突出； D经济效益方面的考虑，道路建设成本方面的考虑使道路建设一般遵循最短距离法。 2）廊道的结点：廊道中的局部膨大部分被称为结点。 A廊道中的结点对于内部的生态流而言通常具有中继站的功能； B两条廊道交叉地区通常形成结点； C，河流的突起部分往往因新河滩的不断形成，而形成结点，有时会发育串珠状节点。 3）廊道的间断区：廊道的间断区是指廊道的生物部分在空间的不连续地段。 A廊道间断区形成达原因可以是自然的，也可以是人工的。 B廊道间断区可以利用数量、累积长度、风险权重或连接度等概念进行评价。2. 廊道的内部特征 1）多数廊道都包含一个中心带，两侧各有一条边缘带

13、。 2）廊道的高度与基质高度的差异对于廊道边缘效应的宽度有显著影响。 3）廊道内部的结构差异还可以显著地表现在小气候差异上。 4）由于廊道通常可以在景观内延伸很长一段距离，所以其生物组成沿着廊道的走向会显示出一定的差异来。 五、廊道的类型1. 线状廊道 2. 带状廊道 3. 河流廊道 *河流廊道 河流廊道的主要特点： A河流廊道的跨度大，形状条件复杂，如果一侧的高地有连续的森林分布，则往往形成有效的生物迁移通道； B河流廊道的发育受地形影响较大，因而常形成复杂的侵蚀和沉积格局，对景观内生态流产生不同的影响； C河流廊道通常具有层次性的结构发育，这种层次结构因河流廊道所处的地形条件不同而具有不同

14、的特征（如树枝状水系、扇型水系和平行水系等），对景观内的生态流产生不同影响； D河流廊道与人类的社会生产实践关系密切，人工改造活动（修建渠道、水坝、引水、限制河流泛滥等）通常可以极大地影响河流廊道结构和功能特征，并产生一些潜在的生态问题（不利于生物迁移和养分输送、土壤盐化等）。8.景观基质 景观构建有两种极端情况：1）景观基质广阔而均匀，各种斑块散布其中，形成一种类似疤痕结构；2）景观是由各种不同的斑块组合而成。一、基质的一般特征 基质通常指景观中面积大，连接度好，在景观功能和动态上起着重要作用的组分类型。基质往往呈凹陷型边界将斑块包围起来，当斑块密度比较大时，基质的连接可能是很窄的条带壮区域

15、。二、基质的判定标准1. 相对面积指标景观中基质的面积通常超过现存的任何其它景观要素的总面积。2. 连接度指标当某一种景观要素连接度较其它现存的景观要素类型高，甚至完全连接并环绕其它景观要素类型，那么这种景观要素很可能是基质。*连接度（connectivity)：如果如果某一组分在空间不能分割成两个开放的整体，则此空间是完全连接的。3. 动态控制指标在自然特色比较鲜明的景观中，基质往往具有种源的功能，它可以通过向斑块输送物种而控制整个景观的动态过程。 上述三个指标中，面积指标最好掌握，而动态控制指标则最难评价（有时可能因为时间关系而无法评价，因为生物群落的动态发育周期有时需要以百年来计算），连

16、接度指标界于两者之间。基质对景观动态变化的主导作用不仅仅表现为生物过程上，一些基质类型的主导作用有时会表现成为一种物理作用（如沙漠）。景观多样性 景观多样性：是指景观组分类型和数量构成的复杂性； 景观优势度：是指景观实际的多样性与同样类型组成的景观可能的最大多样性水平之间的差异； 景观均匀度：用于衡量景观中组分的数量分布结构的均匀性情况。 景观多样性分析可以通过其他景观属性特征来进行，最常见的属性特征（具有显著类型和数量结构差异）是边界，因此，有学者提出了一套给予边界特征的景观多样性（复杂性）分析方法。 景观碎裂化 景观碎裂化通常利用单位面积的组分个体数量（斑块）来加以衡量。碎裂化指标可以用来

17、单独衡量某一类景观组分的碎裂化程度，也可以用来衡量整体景观碎裂化水平。 景观碎裂化通常用于研究对斑块面积敏感的问题，如生境功能问题，景观扩张问题等。景观异质性 1）聚集分布：导致景观组分出现的内在驱动因素在空间分布上是不均匀的，某种景观结构特征（或组分类型）只在一些特殊地段出现。 2）随机分布：导致景观组分出现的内在驱动因素在空间分布上是非常均匀的，无显著的空间作用力类型和强度差异。 3）规则分布：意味着景观组分出现的动力学在空间分布遵循一定的规则，最后组分也呈显著的规则分布。 在自然和人文景观中，景观空间结构的异质性水平大致有两种主要的情形，即大异质性和小异质性差异。 1）大异质性：随着分析

18、尺度的增大，景观异质性特征越来越不明显（成因：背景条件差异不明显，或驱动力因素变化复杂）。 2）小异质性：随着分析比例尺的增大，异质性特征越来明显（背景条件差异明显）。常见景观格局 1）规则或均匀分布格局：指某种特定的景观组分类型的距离相对一致（平原村庄、石灰岩孤峰）。 2）聚集型分布格局：指某些景观组分呈团块状聚合在一起（城市建成区）。 3）线状格局：景观组分呈线性排列（道路、河流的附属成分）。 4）平行格局：景观组分呈平行排列（山区）。 5）特定组合和空间连接：指景观内部有两种以上景观组分呈密切相关（可能是正相关或负相关）。 景观对比度 景观对比度反映的是景观内部组分性质的反差的量度，根据

19、对比度水平的差异，可以将景观分成高对比度景观和低对比度景观两种不同的类型。 1）低对比度景观（结构）：景观组分类型简单，不同组分之间的性状差别小，相似形程度高（草原、热带雨林和极端环境条件下形成的景观类型等）。 2）高对比度景观（结构）：组分类型构成复杂，或者不同组分类型之间的性状差别大，相似形程度低（城乡结合部、人文景观、农业景观等）。 景观粒度 粒度是景观组分规模大小的量度，这是一个与尺度密切相关的概念。通常的景观分析中，斑块平均面积小于1ha时一般为细粒度景观；1-100ha之间时为中粒度景观；大于100ha时为粗粒度景观。 特殊结构 一些在景观中偶然出现的组分类型和结构组合往往被称为特

20、殊结构。这些特殊结构可以为景观整体结构分析提供了非常重要的线索。1 景观功能的自然观 ：把景观生态功能归结为各种生态流的实现。 生态流类型：能流、物流、物种流 运动载体：风、水流、飞翔动物、陆地动物、人和机械 2 景观功能的社会人文观C. 生产功能 食物或营养(食用植物和动物) 基因资源 建筑原材料 生物化学机质 能源（燃料、太阳能等） 观赏资源（如黑珊瑚） D. 信息功能 美学信息 A. 调节功能 气候调节 海岸保护与防洪 保持水土、防止侵蚀 固定生物能 人体废物的储存与循环 提供生物控制 移栖生境和动物繁殖场所 生物多样性保护 精神或伦理信息 历史信息 文化或艺术激励 科学或教育信息 B.

21、 载体功能 水产养殖 娱乐与旅游 自然保护 景观生态学的一些本法则1 Risser（1983）1）格局过程关系普适性原理 2）格局尺度共性原理 3）过程尺度差异原理 4）物种尺度差异原理 5）尺度变化原理2 Forman（1986）1）景观结构与功能原理： 2）生物多样性原理 3）物种流动原理 4）养分再分布原理 5）能量流动原理 6）景观变化原理 7）景观稳定性原理：景观斑快的稳定性可能以3种明显不同的方式增加：趋向于物理系统稳定性（以没有生物量为特征）；趋向于干扰后的迅速恢复（存在低生物量）；趋向于对干扰的高度抗性（通常存在高生物量）。3 Forman（1995）1）景观与区域 2）斑快廊

22、道基质3）大型自然植被斑快 4）斑快形状 5）生态系统间的相互作用 6）碎裂种群动态。7）景观抗性 8）粒度大小 9）景观变化：孔隙化、分割、碎裂化、收缩和消失是土地变化的5种基本过程。10）镶嵌序列 11）集中与分散相结合 12）必要格局其中： 1）2）为景观与区域方面的一般法则； 3）6）为斑快与廊道方面的一般法则； 7）10）为斑快方面的一般法则； 11）12）则是景观应用方面的法则。一、岛屿生物地理学理论1 基本原理 岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是岛屿面积与物种数量之间的关系，并由Preston(1962)提出以下关于岛屿种面积关系方程： Ss=cAz logSs=

23、logc+zlogA 其中，S是物种丰富度，A是岛屿面积，c和z是常数。z的理论值为0.263，通常在0.180.35之间。c值的变化反映出地理位置变化对物种丰度的影响。 2岛屿生物地理学平衡理论 1）大岛屿的物种数量要多于小岛屿（面积效应）； 2）靠近大陆岛屿物种数量要高于远离大陆的岛屿（距离效应）； 3）年轻的岛屿物种丰度较小，物种周转率（迁入量/灭绝量）高，以后则不断降低，直到二者相等，物种数量达到动态均衡。 结论：岛屿的面积、孤立程度和年龄依次是控制生物迁植、灭绝和物种数量的关键因子。 岛屿生物地理学关键因子方程：Si=f面积(+), 孤立性(-)二、复合种群理论复合种群（metapo

24、pulation）：是由空间上彼此隔离，功能上又相互联系的两个或两个以上亚种群（subpopulation）或局部种群（local population）组成的种群斑块系统（经典狭义概念，Levins，1970）。 复合种群的两个基本条件 1）频繁的亚种群（或生境斑块）水平的局部性灭绝； 2）亚种群（或生境斑块）间的生物繁殖体或个体的交流（迁移与再定居过程）。复合种群研究涉及的两种尺度 1）亚种群（或斑块）尺度：生物个体通过采食或繁殖活动发生频繁相互作用； 2）复合种群（景观）尺度：不同亚种群之间通过植物种子和其他繁殖体传播或动物运动发生较频繁的交换作用。 几个相关概念 汇种群（sink populatio