生态学 14 景观生态学

PAGEPAGE2山西师范大学教案课程名称：生态学课程类型：□理论课□理论、实践课□实践课学时：33学分：授课教师：张钦弟授课班级：一校09540201、二校0901授课学期：2011至2012学年第1学期教材名称：生态学（杨持，2009）参考资料：1．生态学（李博,2000）2．基础生态学（孙儒泳,2002）3．生态学（常杰，2001）2011

授课题目：景观生态学教学时数：2授课类型：□理论课□实践课教学目的、要求：掌握景观、景观生态学的概念和斑块－廊道－基底模式，理解尺度在景观生态学及生态学领域的重要性，了解岛屿生物学理论和集合种群理论。教学重点：斑块－廊道－基底模式；集合种群理论教学难点：岛屿生物学理论和集合种群理论的关系教学方法和手段：讲授+多媒体展示教学内容及过程旁批教学内容与教学设计：第十四章景观生态学第一节景观和景观生态学一、景观（landscape)1、“景观”的三种理解：视觉美学在欧洲，“景观”一词最早来源于《圣经》中，用来描述耶路撒冷城美丽的景画。与“风景”同意。地理学景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体，类似于生物群落。景观生态学空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。2、景观的概念①A.C.Troll—德国植物学家1939年：景观是一个区域不同地域单元的自然－生物综合体。②Zonneveld—荷兰学者1979年提出：景观是地球表面空间的一部分，由岩石,水,空气,动植物以及人类活动所形成的系统的复合体并通过其外貌构成一个可识别的实体。③Vink—荷兰学者景观是具有特有的地形、土壤、植被的陆地表面的一个区域；是相互有关的几片土地的天然配置。④Forman&Godron—1986所著的景观生态学中提出:景观是以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域。3、景观的范围：狭义：为几至几百公里；处于生态系统之上。广义：从微观至宏观任意；随研究对象和目的而变。4、景观可分为：自然景观：如高山、荒漠、草原、森林、极地等。包括原始景观、半自然景观即受轻度人类干扰。经营景观：如农田、果园、人工林、牧场。人工景观：完全由人类所创建。二、景观生态学景观生态学(Landscapeecology)：研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科。三、景观生态学发展历史概述1、景观生态学的初建（20世纪初）～欧洲为发源地德国地理学家Troll于1939年首次提出景观生态学一词欧洲景观生态学是从地理学中发展起来的～地理学分支2、景观生态学的发展（始于20世纪80）～美国后来居上1980年后景观生态学受到美国生态学家的重视引进：1981年后Forman通过文章介绍了欧洲景观生态学进展。发展：Forman提出了“斑块－廊道－基底”的景观模式；1983年召开美国景观生态学研讨会，成为奠基性会议；1986Forman和Godron出版了第一本景观生态学著作。美国的景观生态学是从生态学中发展起来的～生态学分支3、我国景观生态学的研究起步较晚但已受到广泛关注研究刚起步；人才待培养；相关书籍少；处于理论引进阶段第二节景观生态学中的一般概念和理论一、尺度尺度：是指研究对象的空间范围和时间变化间隔。空间尺度：指研究对象的空间范围大小或面积大小。时间尺度：指研究对象动态变化的时间间隔长度。二、斑块－廊道－基底模式景观要素：是指组成景观的基本空间单元（各生态系统）景观要素分为3种类型：斑块、廊道和基底景观与景观要素的相对性景观和景观要素可以相互转换，取决于观察尺度的变化。景观强调异质性；景观要素强调均质性。斑块：指在外貌上与周围环境明显不同的块状地域单元。如农田围绕的村庄；森林中的采伐迹地；湖中的小岛。廊道：指在外貌上与两侧环境明显不同的线性地域单元。廊道是呈带状的特殊斑块。如河流、道路、铁路、峡谷、防护林带等。基底：指景观中面积最大、连通性最好的均质背景地域。如围绕村庄的农田；广阔的草原、森林、水域等。一个生态系统可视为组成景观的一个斑块、廊道或基底。三、岛屿生物学理论1、物种-面积曲线：S=CAZS-多样性；A-面积；C-比例常数；Z-一般为0.18~0.35岛屿生物学理论广义而言，湖泊受陆地包围，也就是“陆海”中的岛，山的顶部是低纬度的岛屿。成片岩石，一类植物或土壤中的另一类土壤和植被班块，封闭林冠中由于倒木形成的断层都可被为“岛”。研究证明，这类岛的种—面积曲线同样可以用上述方程进行描述。岛屿效应由于岛屿处在隔离状态，其迁入、迁出强度低于周围连续的大陆，所以岛屿面积越大，种类越多。这种现象称为岛屿效应。Lark认为。岛屿效应是生境多样性导致物种多样性的简单反应，岛屿效应说明对形成群落结构过程的重有影响。Macarthur平衡说岛屿上的种数取决于物种迁入与灭亡的平衡，并且这是一种动态平衡，不断地有物种灭亡，也不断地有同种或别种的迁入而替代补偿灭亡的物种，平衡说可以用图表示。关于图的说明：以迁入率曲线为例：当岛上无留居种时，任何迁入个体都是新的，因而迁入率高。随着留居种数的增加，种的迁入率就下降，当种源库（即大陆上的种）所有种在岛屿上都有时，迁入率为零。灭亡率则相反，留居种数越多灭亡率则越高。迁入率多大还取决于岛屿的远近和大小，近而大的岛屿，其迁入率高，远而小的岛屿，迁入率低。同样灭亡率也受岛的大小的影响。将迁入率与灭亡率曲线叠在一起，其交点上的种数，即为该岛上预测的物种数。因此，根据平衡说，可预测以下4点岛屿的物种数不随时间而变化岛屿上的物种数是一种动态平衡，即灭亡种不断地被新迁入的种所代替。大岛屿比小岛屿能供养更多的种。随岛屿距大陆由远及近，平衡点的种数逐渐降低。四、集合种群理论集合种群（metapopulation）（Levins，1969)：一个种群中，存在于隔离的生境斑块、通过个体扩散相互联系着的不同个体群的集合。条件1：适宜的生境以离散斑块形式存在。条件2：即使是最大的局域种群也有灭绝风险。条件3：生境斑块不可过于隔离而阻碍局域种群的重新建立。条件4：各个局域种群的动态不能完全同步。著名的Levins模型：p表示有种群占据的生境缀块的比率(简称缀块占有率),c和e分别表示与所研究物种有关的定居系数和绝灭系数。岛屿和集合种群：1）理论体系的重要区别：岛屿：假定存在一个永远都不会灭绝的“大陆种群”，所有迁移个体都来自于“大陆种群”；集合种群：迁移个体可以来自于现存的任何局部种群，任何一个局部种群都有可能灭绝。2）侧重：岛屿：岛屿的物种丰富度，对物种多样性的保护更有意义；集合种群：种群内不同个体的交流，从种群水平研究物种的消亡规律，侧重于遗传多样性，对有濒危植物的保护是有效的方法路指导。本章小结：景观及景观生态学尺度；斑块－廊道－基底模式；岛屿生物学理论；集合种群理论作业布置：简述景观生态学中的斑块-廊道-基底模型。哪些种群适合采用集中种群理论分析？简述岛屿生物学理论和集合种群理论二者的关系。课后小结