景观生态学复习资料

1第一章1.景观生态学:是研究景观单元的类型组成，空间配置及其与生态学过程相互作用的综合性学科，也就是研究景观的结构，功能和变化的一门综合型学科。2.景观：是一个由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体；它处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度；兼具经济，生态和美学价值。狭义：几十千米至几百千米范围内，由不同类型生态系统所组成的，具有重复性格局的异质性地理单元。广义：包括出现在从微观到宏观不同尺度上的具有异质性或缀块性空间单元。景观的特征有：空间异质性，地域性，辨识性，可重复性和功能一致性等，具有一定的气候和地貌特征，各生态系统之间的物质能量流动和相互影响3.景观要素：景观是由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元称之为景观要素4.景观要素与景观的关系：景观和景观要素的关系也是相对的，景观强调的是异质镶嵌体，景观要素强调的是均质同一的单元。景观和景观要素之间的转换反映了景观问题与时间空间尺度密切相关。5.景观的类型：Forman按结构特征划分出4种景观类型：斑块散步的景观，网络状景观，指状景观，棋盘状景观。斑块散步的景观：以一种生态系统或一种景观要素类型作为优势的本底，而以另一种或多种类型分散在其内。例如：有绿洲的荒漠，热带稀树草原。网状景观：特点：在景观中以相互交叉的廊道的优势。例如：牧场林网，高速公路网。交错景观：占优势的有两种景观要素，彼此犬牙交错，但共有一个边界。例如：山区农田与林地分布。棋盘状景观：由相互交错的棋盘状格子组成。例如：人为管理的伐区。6.景观的结构，功能和变化之间的关系：是相互依赖，相互作用的。（1）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能的影响。（2）景观结构和功能都必然地要随时间发生变化。（3）景观功能的改变可导致其结构的变化。第二章景观生态学的基本概念1.格局：景观生态学中的格局是指空间格局。广义的讲：景观格局包括景观组成单元的类型，数目以及空间分布与配置。空间格局决定着资源地理环境的分布形成和组分，制约着各种生态过程，与干扰能力，恢复能力，系统稳定性和生物多样性有着密切的关系。22.过程：过程强调事件或现象的发生，发展的动态特征。基本生态过程包括：生物生产力，生物地球化学循环，生态控制及生态系统间的相互关系等方面，生态控制包括稳定性和干扰，生态系统间的相互关系包括过程输入和过程输出。影响基本生态过程的空间格局参数斑块大小：影响单位面积的生物量，生产力，养分储存，物种多样性，以及内部种的移动和外来种的数量。大的自然斑块在景观中可以发挥多种生态功能。斑块形状：影响生物种的发育，扩展，收缩和迁移，一个生态上理想的斑块形状通常是具有一个大的核心和某些曲线边界及狭窄的回廊。3.尺度：广义的讲，尺度是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或时间上所涉及到的范围和发生的频率。尺度往往以粒度（grain）和幅度（extent）来表达。1)粒度：.空间粒度：是指景观中最小可辨识单元所代表的特征长度，面积或体积。时间粒度：指某一现象或事件发生的频率或时间间隔。2）幅度：是指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。所研究区域的总面积决定该研究的空间幅度。而研究项目的持续多久，则确定其时间幅度。3）尺度与比例尺：在生态学中，大尺度（或粗尺度，coarsescale）是指大空间范围或时间幅度，对应着小比例尺，低分辨率。小尺度（或细尺度，finescale）则常指小空间范围或短时间，结应于大比例尺，高分辨率4)尺度推绎：是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。简言之，尺度推绎即为跨尺度信息转换。尺度上推：将小尺度上信息推绎到大尺度上的过程。尺度下推：将大尺度上信息推绎到小尺度上的过程。4.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.1)干扰的类型：按干扰产生的来源可分为自然干扰和人为干扰。自然干扰指无人为活动介入的自然环境条件下发生的干扰。如火，风暴，火山爆发，地壳运动，洪水泛滥，病虫害等。人为干扰是在人类有目的的行为指导下，对自然进行的改造或生态建设。如烧荒种地，森林砍伐，依据干扰的功能可以分为内部干扰和外部干扰。内部干扰是在相对静止的长时间内发生的小规模干扰，也可视为自然过程的一部分。外部干扰（如火灾，风暴，砍伐等）是短期内的大规模干扰。打破了自然生态系统的演替过程。依据干扰的机制可以分为物理干扰，化学干扰和生物干扰。物理干扰：如森林退化引起的局部气候变化；土地覆被减少引起的的土壤侵蚀，土地沙漠化等;化学干扰：如土地污染，水体污染以及大气污染引起的酸雨等;生物干扰：病虫害爆发，外来种入侵等引起的生态平衡失调和破坏。根据干扰传播特征，可分为局部干扰和跨边界干扰。局部干扰：仅在同一生态系统内部扩散。（森林砍伐）跨边界干扰：指可以跨越生态系统边界扩散到其他类型的斑块。32)干扰的性质：干扰具有多重性，干扰具有较大的相对性，干扰具有明显的尺度性，干扰可以看做是对生态演替过程的再调节，干扰经常是不协调的，干扰在时空尺度上是具有广泛性5.干扰的生态学意义：干扰的生态影响主要反映在景观中各种自然因素的改变。干扰在物种多样性形成和保护中起着重要作用,适度的干扰不仅对生态系统无害,而且可以促进生态系统的演化和更新,有利于生态系统的持续发展1)干扰与景观异质性景观异质性可以说是不同时空尺度上频繁发生干扰的结果。每一次干扰都会使原来的景观单元发生某种程度的变化，在复杂多样，规模不一的干扰作用下，异质性的景观逐渐形成。干扰增强，景观异质性将增强，但在极强干扰下，将会导致更高或更低的景观异质性。低强度的干扰可以增加景观的异质性，而中高强度的干扰则会降低景观的异质性。对干扰敏感的景观结构，在受到干扰时，受到的影响较大，而对于干扰不敏感的景观结构，可能受到的影响较小。干扰可能导致景观异质性的增加或降低，反过来，景观异质性的变化同样会增加或减弱干扰在空间上的扩散与传播。2)干扰与景观破碎化干扰对景观破碎化的影响比较复杂。主要有两种情况：其一，是一些规模较小的干扰可以导致景观破碎化。其二，是大规模的干扰导致景观均质化。3)干扰与物种多样性干扰对物种的影响有利有弊，在研究干扰对物种多样性影响时，除了考虑干扰本身的性质外，还必须研究不同物种对各种干扰的反应，即物种对干扰的敏感性。同样干扰条件下，反应敏感的物种在较小的干扰时，即会发生明显变化，而反应不敏感的物种可能受到较小影响，只有在较强的干扰下，反应不敏感的生物群落才会受到影响。适度干扰下生态系统具有较高的物种多样性，在较低和较高频率的干扰作用下，生态系统中的物种多样性均趋于下降。在频率较低的干扰条件下，由于生态系统的长期稳定发展，某些优势种会逐渐形成，而导致一些劣势种逐渐淘汰，从而造成物种多样性下降。6.景观元素有三种类型：斑块，廊道，基质第三章景观结构1.斑块:斑块是在外观上不同于周围环境的非线性地表区域。特点：均匀的（取决于观察尺度）非连续性的2.斑块的分类：根据不同的起源和成因，把常见的景观斑块分为4种1）.残留斑块：由于基质受到广泛干扰后残留下来的部分未受干扰的小面积区域，如：火烧后留下的小片植被，免遭蝗虫袭击的小片农田等等；2）.干扰斑块：由于基质内的局部干扰造成的小面积斑块。如：森林中发生火灾时，火灾较小时，出现一小片火烧基迹地，未烧的森林为4基质，火烧迹地为干扰斑块。3）.环境资源斑块：由于环境资源条件（土壤类型，水分，养分以及地形有关的各种因素）在空间分布的不均匀性造成的斑块。这是一种相当稳定且与干扰无关的斑块。如：森林是本底，在本底的背景下，有不少沼泽地分布于其中。沙漠上分布着的农田绿洲。4）.人为引入斑块：由于人们有意或无意地将动植物引入某些地区而形成的局部性生态系统（如植物园，高尔夫球场，居民区等）种植斑块主要是由人类收种植物形成的。如稻田，麦田，苹果园，人工红松林。3.斑块的结构特性1）斑块大小：即斑块的面积。通常以平方米或公顷为单位来量度2）种---面积关系和岛屿生物地理学理论：景观中斑块面积的大小，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。基于岛屿生物地理学理论，物种丰富度与景观特征的一般关系可表达为：物种丰富度（或种数）=f（生境多样性，干扰，斑块面积，演替阶段，基底特征，块隔离程度）3）一般而言，物种多样性随斑块面积的增加而增加。但是，除面积以外的景观特征对物多样性也是很重要的。4）.岛屿生物地理学平衡理论的基本思想是：一个岛屿中种的数目代表了迁入和灭绝之间的一种平衡。a.迁入率主要决定于岛的隔离程度，隔离的越厉害，迁入率越低。b.灭绝率是岛的大小的函数，大岛的种群趋向比小岛高，不容易灭绝。5).岛上种的总数基本上决定于岛的大小和岛的隔离程度。6)岛上种数随岛的面积增大而增加的规律，可用S=CA的平方这个公式来代表。S是种数，A是面积，C和Z是常数。4..斑块形状：斑块的形状对于生物与非生物流动有巨大意义。在自然界可以看到斑块呈规则状或非规则状。斑块形状可以用斑块边界实际长度（L）与同面积（A）圆周的比值来表示：形状指数：S=1时，斑块为圆形，具有最小的周长与面积比值，斑块呈规则形状。S值增大，斑块呈长条状或不规则形状。火山湖，陨石胡一般为规则形状，S值接近于1.5.边缘效应：是指斑块边缘部分由于受外围影响而表现出与斑块中心部分不同的生态学特征的现象。内部种：集中分布在斑块中心部分（核心区）的物种。它们需要较稳定的环境条件。.边缘种：另一些物种适应多变的或阳光充足的环境条件，主要分布在斑块的边缘部分。ALS256.斑块形状生态效应：斑块的形状是多种多样的，一般讲，自然过程造成的斑块常表现出不规则复杂形状。人为斑块（如农田，居民区，城市等）往往表现出较规则的几何形状。⑴如斑块的长度与周界面积比越接近方形或圆形的值，其形状就越“紧密”。根据形状与功能的一般原理，紧密型形状在单位面积中的边缘比例小，有利于保蓄能量、养分和生物；⑵松散型形状（边界弯延多曲折）易于促进斑块内部与外部环境的相互作用，尤其是能量、物质和生物方面的交换。斑块的功能：栖息地，源，汇7.廊道：是指不同于两侧基质的狭长地带。1)类型：根据其结构来分，可以分为线状廊道，带状廊道和河流廊道。1.线状廊道：指全部由边缘物种占优势的狭长条带。如道路、堤坝、灌渠、输电线等。线状廊道主要由边缘种组成2.带状廊道：具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条带。如较宽的山林防火带，东南沿海地区较宽的防护林带。特点：内部物种出现，多样性明显增多。3.河流廊道：指沿河流分布而不同于周围基质的植被带。它包括河道本身，以及河道两侧的河流滩，堤坝和部分高地，宽度随河流大小而变化。河流廊道控制着水和矿质养分的径流可减少洪水泛滥、淤积和土壤肥力损失。2）功能：a.生境（如河边生态系统，植被条带）b.传输通道（如植物传播体、动物以及其他物质随着植被或河流廊道在景观中运动；c.过滤和阻抑作用（如道路的阻截作用）d．作为能量、物质和生物的源和汇；如农田中的森林廊道，一方面具有较高的生物量和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）。8.基质：基质是景观中面积最大，连通性最好，在景观功能（主要指能流，物流，物种流）上起主导作用。1).基质的判别标准：相对面积：当景观的某一要素所占的面积比其他要素大得多时，这种要素就可能是基质。他控制着景观中主要的流。因此，采用相对面积作为定义基质的第一条标准：通常基质的面积超过现存的任何其他景观要素类型的总面积。或者说如果某种景观要素占景观面积的50%以上，那么他就很有可能是基质。（但实际上大多数景观中，并没有一种要素占绝对优势）景观要素的连通性：指某一空间在连续途中未被其它边界所穿插，隔离，并认为该空间是完全连续的。基质的连续度较其他现存景观要高。对景观的动态控制:对景观的动态控制是判定景观基质的第三个标准。当上两