景观生态学的基本原理

PrinciplesoflandscapeEcologyDr.LiXiaomei主要内容景观生态学的基本概念景观生态过程景观生态学原理在生态规划中的应用1.景观的基本概念-斑块、廊道和基质荷兰阿姆斯特丹市城市景观---城市景观中的斑块、廊道和基质内容荷兰阿姆斯特丹农田景观---农田景观中的斑块、廊道和基质内容斑块大小基本原理斑块大小基本原理景观生态学定义研究空间格局与生态过程相互关系，或不同尺度上空间异质性的原因和后果的生态学分支学科（TURNER,2001)研究和改善空间格局与生态和社会经济过程相互关系的整合性交叉科学（WUANDHOBBS,2006)1.2景观生态学的研究范畴景观结构景观功能景观动态斑块-廊道-基地模式岛屿生物地理学空间异质性和斑块性复合种群理论等级理论格局-过程-尺度斑块动态人类活动和影响临界阈现象和渗透理论景观连接度1.3格局、过程、尺度（Pattern-Process-Scale)格局：景观组成单元的类型、数目和空间分布与配置。景观结构的斑块特征、空间相关程度以及详细格局特征可以通过一系列数量方法进行表征。过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。如种群动态、种子或生物体的传播、捕食者-猎物相互作用、群落演替、干扰传播、物质循环、能量流动等。尺度指某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。尺度有空间尺度、时间尺度和组织尺度。尺度常以粒度（grain)&幅度（extent)来表达。空间粒度指景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积（样方、像元）。时间粒度指某一现象或事件发生的频率或时间间隔。幅度指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。尺度推绎指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。一般尺度转化又包括尺度上推（scalingup)和尺度下推(scalingdown)。尺度上推是由小尺度上生态学规律拓展到大尺度上，即常见的典型采样，即数据聚合过程。数据聚合过程中往往发生以局部信息简单代替区域信息的偏差。尺度下推是由大尺度上的生态学规律扩展到小尺度上，尺度下推需要将粒度细化，大尺度在转化成小尺度的过程中往往由于信息量不足而产生偏差。尺度推绎往往采用数学模型和计算机模拟的算法：面向对象、半方差分析、小波分析、自相关分析、谱分析、空隙度分析、分形、聚类分析等。

自然等级理论与尺度效应等级结构是指对于任何等级的生物系统，都是由低一等级水平上的组分组成。等级结构的重要概念是约束，一个生态系统的约束是低一等级水平上的生物约束和高一等级水平上的环境约束的总和。约束力的范围和边界构成约束体系（constraintenvelope).等级理论最根本的作用在于简化复杂系统，以便对系统结构、功能和行为的理解和预测。系统的可分解性是应用等级理论的前提条件。基于等级理论，研究复杂系统时一般至少需要同时考虑3个相邻层次：核心层、上一层和下一层。尺度效应：是一种客观存在且用尺度表示的限度效应。现代科学研究的一个关键环节就是尺度选择。等级理论认为：任何系统皆属于一定的等级，并具有一定的时间和空间尺度。图等级系统中相邻层次之间的关系图空间异质性、缀块性和空间格局及其对尺度的依赖性2.景观生态过程干扰与景观格局演变景观连接度与连通性景观中的水分和养分运动