景观生态学

题型：名词解释，填空，判断改错，简答，论述，计算景观生态学复习资料第一章绪论1.景观的定义（肖笃宁）景观是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坚持度，兼具经济、生态和文化的多重价值。2.景观特征①间异质性②地域性③辨识性④可重复性和功能一致性等⑤具有一定的气候和地貌特征⑥各生态系统之间的物质能量流动和相互影响3.景观要素的定义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。景观强调的是异质镶嵌体，景观要素强调的是匀质同一的单元。它们的关系是相对的。4.景观和景观要素的相对关系（什么情况下景观可以转变成景观要素，什么时候景观要素）景观河景观要素的关系是相对的；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和时间空间度密切相关例：景观景观要素大尺度南京南林大小尺度南林大教五楼5.景观的分类Forman按照景观塑造过程中的人类影响强度，划分了三种类型（1）自然景观（原始景观，轻度人为活动干扰）（2）经营景观（人工自然景观，人工经营景观）（3）人工景观（城市景观，水利工程，铁路，交通，湿地）6.景观生态学的概念景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其占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、功能和变化多的一门综合性学科。7.景观生态学国内外发展简史、流派（了解）一、国外发展史1.萌芽（19世纪初~20世纪30年代）首先生态学的出现，19世纪中期Haeckel把研究生物和环境关系的科学称之为生态学。其后，从个体生态学发展到群落生态学。1935年，英国生态学家坦斯提出了生态系统的术语。2.巩固（20世纪30年代后期~60年代中期）1939年，德国著名的地植物学家特罗尔，在利用航片中研究东非土地利用问题时提出了景观生态学一词。3.发展（20世纪60年代后期~80年代初，初步发展，20世纪80年代，全面发展）4.提高（20世纪90年代，学科的全面提高时期）二、国内发展史从80年代初开始，1989年10月初在沈阳召开首届景观生态学学术研讨会。1998年在沈阳举行“亚洲及太平洋地区景观生态学国际会议”景观生态学的若干流派：①美国的空间格局和景观行为研究（Forman）②荷兰和德国的土地生态设计③东欧的景观综合研究与景观生态规划④加、澳的土地生态分类⑤前苏联的景观地球化学和地理系统说⑥中国的生态建设和生态工程方向8.景观生态学的研究对象以及三者之间的关系研究对象主要为景观结构、景观功能和景观动态。景观的结构、功能和动态是相互依赖、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。然而，最引人注目的景观动态，往往是像森林砍伐、农田开垦、过度放牧、城市扩展等，以及由此造成的生物多样性减少，植物破坏、水土流失、土地沙化和其他生态景观功能方面的破坏。第二章景观生态学的基本概念1.格局的概念景观生态学中的格局是指空间格局。广义地讲，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。2.（上接第一章5）景观的分类Forman按结构特征划分出4种景观类型特点：1）斑块散布的景观：一一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中。例如有绿洲的荒地，热带稀树草原2）网状景观：在景观中以相互交叉的廊道为优势。例如牧场林间，高速公路网3）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4）棋盘状结构：由相互交错的棋盘状格子组成。例如人为管理的伐区3.尺度的概念尺度是指在研究某一物体或现象时所采用的空间货时间单位。4.尺度的描述指标尺度往往以粒度和幅度来表达。5.粒度粒度包括空间粒度和时间粒度。1)空间粒度是指最小可辨识单位所代表的特征长度、面积或体积。2）时间粒度是指某一现象或时间发生的频率或时间间隔。6.幅度幅度是指研究对象在空间货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，而研究项目的持续持续多久则确定其时间幅度。尺度与研究范围成正比，所用的空间分辨率越来越低，最小空间的面积越来越大。7.尺度与比例尺尺度在景观生态学中定义显然不同于地理学或地图学中的比例尺。在生态学中:1）大尺度（或粗尺度）是指大空间范围或时间幅度，对应着小比例，低分辨率。2）小尺度（或细尺度）是指小空间范围或短时间，对应于大比例尺，高分辨率。8.尺度推绎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的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。尺度推绎分为尺度上推（小→大，将小尺度上的信息推绎到大尺度上的过程），尺度下推（大→小将大尺度上的信息推绎到小尺度上的过程）9.生态学干扰的概念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。10.干扰的类型（分类）（1）按干扰产生的来源可分为自然干扰和人为干扰（2）按干扰的功能可分为内部干扰和外部干扰（3）按干扰的机制可分为无理干扰、化学干扰和生物干扰（4）按干扰的传播特征可分为局部干扰和跨边界干扰1.按来源自然干扰：指无人为活动介入的自然环境条件下发生的干扰。如风暴、火山爆发、地壳运动、洪水泛滥、病虫害等；人为干扰：是人类在有目的的行为指导下，对自然进行的改造或生态建设。如烧荒种田、森林砍伐、放牧、农田施肥、修建大坝、道路、土地利用结构改变等。2.按功能内部干扰：是在相对静止的长时间内发生的小规模干扰，可视为是自然过程的一部分。外部干扰：是短期内的大规模干扰，打破了自然生态系统的演替过程。（火灾、风暴、砍伐等）3.按机制物理干扰：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。4.按传播特征局部干扰：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。小尺度上的扩散干扰区域在大尺度上可能表现为区别于周围的局部干扰。11.干扰的生态学意义（举例说明）1.干扰的生态影响主要反映在景观中各种自然因素的改变。例如火灾、森林砍伐与干扰，导致景观中局部地区光、水、能量、土壤养分的改变，进而导致微生态环境的改变，直接影响到地表植物对土壤中各种养分的吸收和利用，这样在一定时段内将影响到土地覆被的变化。2.干扰的结果还可以影响到土壤中的生物循环，水分循环，养分循环，进而促进景观格局的改变（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。Forman和Gordon认为，干扰增强，景观异质性将增加，但在极强干扰下，将会导致更高或更低的景观异质性。而一般认为，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。例如：山区的小规模森林火灾可以形成一些新的小斑块，增加了山地景观的异质性，弱森林火灾较大时，可能烧掉山林的森林，灌丛和草地，将大片山地变为均质的荒凉景观。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强或减弱干扰在空间上的扩散与传播。徐化成等在研究中国大兴安岭的火干扰时，发现林地中一个微小的溪沟对火灾空间上的扩散均将起到显著地阻滞作用。景观的异质性是否会促进或延缓干扰在空间的扩散，将决定于下列因素：①干扰的类型和尺度；②景观中各种斑块的空间分布格局；③各种景观元素的性质和对干扰的传播能力；④相邻斑块的相似程度。(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。山区森林火灾，强度较小时将在基质中形成小的斑块，导致景观结构的破碎化。当火灾足够强大时，将导致景观的均质化而不是景观的进一步破碎化。原因：在较大干扰条件下，景观中现存的各种异质性斑块将会遭到毁灭，整个区域形成一片荒芜，火灾过后的景观会成为一个较大的均匀基质。（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映，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，即会发生明显的变化，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。许多研究表明，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。如草地上的人畜践踏，就存在这种特征。第三章景观结构1.景观元素的三种类型景观是由景观元素组成，景观元素有三种类型：斑块、廊道、基质2.斑块的四种类型（依据斑块的起源）各斑块概念及举例说明相应斑块类型根据不同的起源和成因，Forman和Godron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。火烧基地为基质，小片植被为残留斑块；还有严冬过后在背风区留下的一些草本群落；免遭蝗虫袭击的小片农田等等；动物群落也有残存斑块，如棉区未打农药的小块棉田里，就可能残存有大量蚜虫或其他害虫。（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：①森林是本底，在本底的背景下，有不少沼泽地分布于其中。沼泽地分布于河谷低地，那水分很多，温度很低，不适合森林植被生长。②团状分布的樟子松林镶嵌于连续的兴安落叶松林中。樟子松分布于山坡顶部，兴安落叶松分布于山坡中下部，兴安落叶松为基质，樟子松为环境资源斑块。③河北坝上草原地区，在丘陵起伏的条件下，低洼背风处多分布着白桦片林，地形平坦和高起处的草原植被，形成明显对比。白桦林为环境资源斑块，草原为基质。④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。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。这是因为斑块中心部分在气象条件（如光，温度，湿度，风速），物种的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。例子：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。生境斑块是否具有较稳定的内部环境，对于许多生境破碎化敏感种来说是很重要的。Temple研究了森林破碎化对鸟类种丰富度的影响。一个39h㎡的森林片段（A）全部为边缘生境，而另一个47h㎡的森林片段（B）则含有20h㎡的内部生境。通过比较，对生境破碎化较敏感的16种鸟在这两个斑块中的繁殖情况发现，有6种鸟可在B生境中繁殖，但没有一种能在A生境中繁殖。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的复杂形状。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。（1）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；（2）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，3.斑块的结构特性：为什么在设计自然保护区时除了需要考虑斑块的面积，还要考虑斑块的形状，形状