中国林科院07-09年景观生态学试题及个人所做答案

1、精选优质文档-倾情为你奉上景观生态学2007年试题一 名词概念解释(20分，每个2分)1 景观机制模型：也称景观过程模型，是从机制出发来模拟生态学过程的空间动态。2 生态系统健康：生态系统具有弹性，保持着内稳定性，有能力供养并维持一个平衡、完整、适应的生物群落，为人类提供需求的同时，维持着系统本身的多样性特征。3 八邻域规则：eight neighbor rule，与中心斑块直接相连的上、下、左、右以及两个对角线上的8个斑块都为其相邻斑块，因此整个邻域由9个斑块组成，生物个体可以穿过这9个相邻斑块而运动。4 半方差分析5 高光谱遥感：在紫外到中红外波段范围内，划分成许多非常窄且光谱连续的波段来

2、进行探测的遥感系统。与多波段遥感相比，其光谱分辨率较高。6生态学干扰：是指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。7斑块及斑块动态：指与周围环境在外貌或性质上不同，并具有一定内部均质性的空间单元。8景观多样性：景观多样性是指不同类型的景观在空间结构,功能机制和时间动态方面的多样化和变异性。9尺度推绎：把某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上，或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程；简言之，尺度推绎即为跨尺度信息转换。10 MODIS：中等分辨率成像光谱仪，搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观

3、测数据通过x波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器。二 简答题（30分，每个15分）1、景观生态学中景观格局的分析方法景观格局定量分析方法主要有三大类：景观空间格局指数分析法、景观格局分析模型分析法和景观模拟模型分析法。2 遥感在景观生态学中的应用(1) 植被和土地利用分类(2) 生态系统和景观特征的定量化a 不同尺度上缀块的空间格局b 植被的结构特征、生境特征以及生物量c 干扰的范围、严重程度及频率；d 生态系统中生理过程的特征。(3)景观动态以及生态系统管理方面的研究a 土地利用在空间和时间上的变化；b 植被动态(包括群落演替)；c 景观对人为干扰和全球气候变化的反应

4、。三 综合讨论（50分，每个25分）1全球变化对森林景观的影响及其响应全球气候变化将导致森林景观格局的改变，森林带将向极地及高海拔方向扩展和全球森林面积的减少（1） 全球气候变化对森林生产力的影响大气中CO2浓度升高及由此引起的气候变化将改变森林的生产力。大气中CO2浓度升高将使植物叶片和冠层的温度增加以及气孔传导率下降，从而使植物受到热量的胁迫，使其生长被抑制。其次，温度的升高将增加土壤水分蒸发量，导致土壤水分下降，从而引起植物的“生理干旱”，限制植物的光合作用和生长速度；此外温度的升高还会增加土壤微生物的活性，加速有机质的分解速率和其它物质循环，改变土壤中碳氮比，使植物生长收到氮素缺乏的制

5、约。因此，要准确评估CO2浓度升高对森林生产力和生物量的影响还存在很大的困难，这不仅要综合考虑各个影响因素，而且也要求我们进行长期的野外观测。（2） 气候变化对森林生态系统结构和物种组成的影响气候变化对森林生态系统结构和物种组成的影响是各个因素综合作用的结果。它将使一些物种退出原有的森林生态系统，而一些新物种则入侵到原有的系统中，从而改变了原有森林生态系统的结构和物种组成。这些影响对于那些及其活跃的不同森林生态系统之间的过渡区域可能更为严重。（3） 全球气候变化对森林分布的影响 随着全球气候的变暖，热带雨林的更新将加快。总体上，热带雨林将侵入到目前的亚热带或温带地区，雨林面积将有所增加。 现存

6、的温带森林几乎都成片断化分布，其面积的扩张或缩小主要取决于其侵入到北方森林的所得和转化为热带或亚热带森林及草原的所失。(4)极端灾害对森林景观的影响 气候变化可能使极端灾害天气的发生频率和强度增加。这将对森林景观造成严重威胁。2 景观生态学原理在流域管理中的应用把流域作为一个景观来对待，流域中的林地、农田、草地、河流、水库、集中居民区、道路等都被作为斑块、廊道,它们是景观的基本要素。流域管理的目的是保护异质景观中的物种和自然生态系统，维持正常的生态学和进化过程，合理利用流域内的自然资源，从而保证生态系统的永续性。应用景观生态学原理进行流域管理,就是把流域生态系统作为一个整体去研究其结构、功能及

7、动态变化。（1）生物多样性保护基于流域景观中存在着多种组分(农田斑块、建筑斑块和自然植被斑块等),通过人为干扰的扩散和能量的转移,使得各类斑块大集中,小分散,从而实现生物多样性的保持和高度的视觉多样性。通过生态空间的镶嵌稳定性来寻求持续发展中的稳定性,建立生态持续景观,实现可持续发展的目标。（2）景观异质性不同的土地利用方式表征为景观的异质性。应用景观生态学原理进行流域管理时强调的不仅是土地的合理使用问题,而且考虑到各种土地类型之间的结构和功能的关系。如应用景观异质性对干扰的风险扩散作用,规划中调整不同作物在空间上镶嵌搭配,能极大地减少病虫害的发生,从而避免大面积的同质农田(同一种作物)造成病

8、虫害的蔓延。（3）景观连接度景观连接度对于破碎景观(如人类活动强烈的农业景观地区)中动物栖息地和物种保护具有重要意义。在流域规划中,为防止生物多样性和景观多样性的降低,对农田林网的景观布局、复合农林系统的设计以及干旱区河流廊道的维护等都必须研究景观各元素之间的景观连接度水平,在影响生物群体的重要地段和关键点,保留生物的生境或不同生境地之间合理的廊道。应用景观生态学原理进行流域规划将有利于生物多样性保护,保持生态平衡,实现自然资源的可持续开发与利用。2008年景观试题一 英汉互译及名词解释（30分，每个5分）1 复合种群：metapopulation，是由空间上彼此隔离，功能上又相互联系的两个或

9、两个以上的亚种群或局部种群组成的种群缀块系统。广义：所有占据空间上非连续生境缀块的种群集合体，只要缀块之间存在个体或繁殖体，不管是否存在局部种群周转现象，都可成为复合种群2 Scale Domain: 尺度域，指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。3 景观连接度：landscape connectivity ，就是指景观空间结构单元之间的连续性程度。可从结构连接度和功能连接度来考虑，前者指景观在空间上表现出来的表观连续性，后者是以所研究的生态学对象或过程的特征来确定的景观连续性。4 Hierarchical Theor

10、y：等级理论，是20世纪60年代以来逐渐发展形成的，关于复杂系统结构、功能和动态的理论。5 NDVI： Normalized Difference Vegetation Index归一化植被指数，检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等6 MODIS二 简答题（45分，每个15分）1 举例说明廊道的功能廊道功能分为4类：生境，如河边生态系统、植被条带；传输通道，如植物传播体、动物以及其他物质随植被或河流廊道在景观中运动；过滤和阻抑作用，如道路、防风林道及其他植被廊道对能量、物质和生物（个体）流在穿越时的阻截作用；作为能量、物质和生物的源或汇，如农田中的森林廊道，一方面具有较高的生物量和

11、若干野生动植物种群，为景观中其他组分起到源的作用，而另一方面也可阻截和吸收来自周围农田水土流失的养分与其他物质，从而起到汇的作用。2绘出典型半方差分析图，并对主要参数进行解释半方差图中包含3个重要参数：半方差基台值、块金方差和自相关阈值。当数据中存在空间依赖时，半方差值一般随抽样间距的增加而增加，并逐渐达到一个最大值，即基台值。基台值表示某变量在研究系统或地区中总的变异程度，包括块金方差和结构方差。块金方差是小于最小抽样距离时的空间异质性和测量及分析误差的综合反映。结构方差表示由于空间非随机结构造成的变异，反映了该变量的自相关的变化特征。自相关阈值表示某一特征在空间上自相关的空间幅度，在大于阈

12、值的空间尺度上该特征不再有自相关性。3 简要论述shifting mosaic and steady state平衡观的基本思想三 综合讨论（25分）列举你认为的景观生态学的五个重要研究方向，并结合你的研究对其中的一个问题进行深入讨论。1 空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用；2 格局-过程-尺度之间的相互关系；3 景观的等级结构和功能特征以及尺度推绎问题；4 人类活动与景观结构、功能的相互关系；5 景观异质性（或多样性）的维持和管理。2009年景观试题一 英汉互译及名词解释（30分，每个5分）1 空间异质性：spatial heterogeneity，是指某种生态学变量在空

13、间分布上的不均匀性及复杂程度。2 板块形状指数：patch shape index，经过某种数学转化的斑块边长与面积之比。3 景观中性模型：landscape neutral model，不包含任何具体生态学过程或机理的，只产生数学上或统计学上所期望的时间或空间格局的模型。4 Remnant patch：残留缀块，由大面积干扰所造成的、局部范围内幸存的自然或半自然生态系统或其片断。5 Landscape Connectivity6 Disturbance Regime：干扰机制二 简答题（40分，每个10分）1 举例说明景观结构和功能的关系 结构在一定程度上决定功能，而结构的形成和发展又受到功

14、能的影响。比如，一个由不同森林生态系统和湿地系统所组成的景观，在物种组成、生产力以及物质循环诸方面都会显著不同于另一个以草原群落和农田为主体的景观。即使是组成景观的生态系统类型相同，数量也相当，它们在空间分布上的差别亦会对能量流动、养分循环、种群动态等景观功能产生明显的影响。同时，景观功能的改变可导致其结构的变化。如优势植物种群灭绝对生境结构会造成影响，养分循环过程受干扰后会导致生态系统结构方面的改变。2 简述复合种群的概念及类型metapopulation，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的亚种群或局部种群组成的种群缀块系统。广义：所有占据空间上非连续生境缀块的种群集合体

15、，只要缀块之间存在个体或繁殖体，不管是否存在局部种群周转现象，都可成为复合种群。基于广义复合种群的概念，将复合种群分为5种类型：经典型或Levins复合种群、大陆-岛屿复合种群或核心-卫星复合种群、缀块性种群、非平衡态复合种群、中间型或混合型复合种群。3 景观缀块的结构特征及其生态学效应（1）种面积关系和岛屿生物地理学理论。景观中缀块面积的大小、形状以及数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。（2）边缘效应。缀块中心部分在气象条件、物种组成以及生物地球化学循环方面，都可能与其边缘部分不同。（3）缀块结构与生态系统过程。缀块结构特征对生态系统的生产力、养分循环和水土流失等过程都有重要影响。而

16、这些影响的大小不仅与缀块的面积有关，同时也与缀块的形状及其边界特征有关。4 生态交错带的特征及其功能效应生态交错带是指相邻两种或多种介质之间具有一定宽度的过渡带，是一个具有不同时空尺度的由边界部分地调节的相互作用的斑块系统。（1）生态交错带是一个生态应力带；（2）生态交错带具有边缘效应；（3）生态交错带阻碍物种分布。生态交错带的功能作用主要体现在对生态系统间流的影响，这种影响不是被动的，而是对流速和流向施加控制。（1）生态交错带具有较高的生物多样性（2）生态交错带对相邻斑块起着重要的控制作用，景观各组分之间或两个生态系统之间的相互作用，积极地发生在边界，具体表现在物质交换和能量流动。（3）生态

17、交错带是比较敏感地区，很容易受到干扰的影响和破坏（4）生态交错带往往是风险较大的地区。三 综合讨论（30分）论述生态学中尺度问题的研究进展，并结合研究经历就其中一个方面进行讨论尺度作为生态学的重要范式,已经引起了广泛重视,但对尺度问题的研究还不够成熟。尺度具有多维性特点,即功能尺度、空间尺度、时间尺度等,但生态学研究的重点是空间和时间尺度。并且时空尺度还具有复杂性、变异性特征。尺度研究的根本目的在于通过适宜的空间和时间尺度来揭示和把握复杂的生态学规律。为此,科学有效的尺度选择和尺度转换方法不可或缺。常见的尺度转换方法有图示法、回归分析、变异函数、自相关分析、谱分析、分形和小波变换,同时遥感和地

18、理信息系统技术在尺度研究中也发挥着重要作用。尺度选择讨论尺度选择关系到尺度研究中的试验设计和信息收集,是研究的起点和基础。尺度选择的不同,可能会导致对生态学格局和过程及其相互作用规律不同程度的把握,最终会影响到研究成果的科学性和实用性。因此,生态学家一向重视尺度选择。理论上讲,应该选取能够将生物、非生物和人类过程关联起来的最佳尺度,但是尺度选择却经常按照感知能力或技术的、逻辑的限制来完成。在研究景观格局时,尺度的选择对于减少误差是非常重要的。因此,O' Neill等人认为粒度应该比研究的空间范围小25倍,而在应用优势度(Dominance)、形状Shape)、聚集度(Contagion

19、)等景观结构指标时为避免偏差,取样面积必须比斑块大25倍。实际上,尺度的选择受到一系列因素的影响和制约。首先是研究项目的状况,例如项目的规模、资助强度、目标、任务和时限等;其次是研究对象的性质和复杂程度。在充分考虑这些因素的情况下,尺度选择应该具有层次性,即至少要包括核心尺度,小尺度组分和大尺度背景三个层次。这样有助于全面把握研究对象的特征与规律。景观变化：由于在自然和人类的干扰下，组成景观的各个要素，在一定的时间和空间尺度内发生变化，从而引起景观的空间结构和功能发生改变。森林是地球上功能最完善、生物生产量最大的陆地生态系统，也是维持生态平衡的主要力量，全球变化将导致森林景观大面积消失，森林的

20、各种生态服务功能大大降低。只要森林景观发生变化，就会改变它的源汇功能，从而引起大气中二氧化碳浓度发生改变，导致全球气候变化。森林景观遭到破坏，转变为永久性的农业景观、草地景观、种植园景观和休闲地景观等；此外，人们通过植树造林或森林再恢复和重建森林景观。森林景观的这种变化极大地改变了其景观内部的碳储量和碳循环模式，导致释放或吸收CO2，从而改变大气中CO2浓度，引起全球气候发生变化。首先，森林景观的破坏将导致森林植被中的碳直接释放。其次森林景观的破坏加快了土壤有机碳的分解速率，同时使土壤碳库失去了补充，引起土壤碳库的大量损失。第三，森林景观的破坏，可能引起洪水的泛滥，导致湿地景观面积的增加，从而

21、增加甲烷的排放源。第四，森林景观的破坏还有可能改变全球水循环以及地表发射率等，从而引起气候变化。森林景观的重建可以减缓大气中CO2浓度的增加。此外，森林对水循环及地表反射率的改变，也可以影响到局地乃至全球气候。3S技术在景观生态中的应用3S 技术在很大程度上改变了生态学家开展研究的方式，同时也逐渐成为景观生态学的特征之一8，并在景观数据获取、景观格局分析、景观生态监测、景观生态规划等研究中起着重要的作用。1 景观数据获取RS、GPS的获取大量空间数据的功能以及GIS的采集、存储与管理空间数据功能，使得越来越多的生态学家将3S技术作为景观生态学研究中基础数据获得的重要手段。与传统生态学数据采集方

22、法相比较，RS 技术增大了观测范围，缩短了观测周期，成为生态学家获取大尺度、多时段景观数据的主要手段；GPS 可以获取实时准确的三维数据；GIS 具有采集、存贮管理空间数据功能。DEM 数据、各种地图以及GPS 和RS 获取的数据都能够成为GIS 数据源进行管理、分析和辅助决策的依据。目前，很多生态学者利用3S 技术来获取景观数据。3S技术的发展为景观生态学的研究提供了大量的基础资料。2 景观格局分析目前，对景观结构和空间格局的研究大都采用3S 技术，应用RS 技术和GPS 技术采集景观原始数据，再利用GIS 的栅格化数据或矢量化数据表达景观数据，在此基础上，用GIS 与景观研究方法（景观指数

23、分析法和空间分析方法）进行分析，最后对分析结果进行解释与分析。3 景观生态监测景观生态监测是对人类活动影响下的自然环境变化的监测，并查明人类活动队自然环境的影响，了解区域生态环境的变化过程和趋势，探询其驱动力机制，进而对其未来可能变化进行模拟和预测。随着3S技术的发展，为景观检测获得大量实时的数据资料提供了技术支撑。4 景观空间模拟在景观生态学研究中，景观变量的空间分布、一致性或邻近度等可以作为输入参数通过GIS 进入空间预测模型；反过来，预测模型的结果也可由独立的数据检验或重新输入地理信息系统进行空间分析、显示或查询。5 景观生态规划景观生态规划常常是为了某一特定的目的，对区域的土地利用方式

24、进行一次合理的调整。然而同一土地类型往往具有多重景观功能，如何进行合理的景观布局，使得整个景观的生态功能达到最强，常常是景观生态学中遇到的难题。目前，已有许多学者将景观生态学结合3S 技术应用到景观生态规划中。53什么是缀块廊道基底模式？如何区分这三类景观结构单元？答：景观生态学家认为，景观由三种结构单元组成，即缀块、廊道、基底，并由此发展出一系列的理论和方法，这种观点被称之为缀块廊道基底模式。缀块泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分。廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。基底是指景观中分布最广、连结性也最大的背景结构。必须指出的是，缀块、廊道、基底的区分往往是相对的。 54什么是景观的结构、功能和动态？它们之间的关系是什么？答：景观的结构、功能和动态是景观生态学的研究对象和内容，景观结构是指景观组成单元的类型，多样性及其空间关系；景观功能是指景观结构与生态迷过程的相互作用或景观结构单元之间的相互作用；景观动态是指景观结构和景观功能随时间推移发生变化。      它们之间的关系是相辅相成的，结构一定程度上决定功能，结构