表4.3-6 沁河流域不同水平年景观指数（Landscape）计算结果
景观中模地（Matrix）或优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。
拼块个数（NP），单位：无，范围：NP>=1
公式描述：NP在类型级别上等于景观中某一拼块类型的拼块总个数；在景观级别上等于景观中所有的拼块总数。
生态意义：NP反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低。NP对许多生态过程都有影响，如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征；改变物种间相互作用和协同共生的稳定性。而且，NP对景观中各种干扰的蔓延程度有重要的影响，如某类拼块数目多且比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用。
最大拼块所占景观面积的比例（LPI），单位：百分比，范围：0 公式描述：LPI等于某一拼块类型中的最大拼块占据整个景观面积的比例。 生态意义：有助于确定景观的模地或优势类型等。其值的大小决定着景观中的优势种、内部种的丰度等生态特征；其值的变化可以改变干扰的强度和频率，反映人类活动的方向和强弱。 拼块平均大小（MPS），单位：ha，范围：MPS>0 公式描述：MPS在拼块级别上等于某一拼块类型的总面积除以该类型的拼块数目；在景观级别上等于景观总面积除以各个类型的拼块总数。 生态意义：MPS代表一种平均状况，在景观结构分析中反映两方面的意义：景观中MPS值的分布区间对图像或地图的范围以及对景观中最小拼块粒径的选取有制约作用；另一方面MPS可以指征景观的破碎程度，如我们认为在景观级别上一个具有较小MPS值的景观比一个具有较大MPS值的景观更破碎，同样在拼块级别上，一个具有较小MPS值的拼块类型比一个具有较大MPS值的拼块类型更破碎。研究发现MPS值的变化能反馈更丰富的景观生态信息，它是反映景观异质性的关键。 面积加权的平均形状因子（AWMSI）， 公式描述：AWMSI在拼块级别上等于某拼块类型中各个拼块的周长与面积比乘以各自的面积权重之后的和；在景观级别上等于各拼块类型的平均形状因子乘以类型拼块面积占景观面积的权重之后的和。其中系数0.25是由栅格的基本形状为正方形的定义确定的。公式表明面积大的拼块比面积小的拼块具有更大的权重。当AWMSI=1时说明所有的拼块形状为最简单的方形（采用矢量版本的公式时为圆形）；当AWMSI值增大时说明拼块形状变得更复杂，更不规则。 生态意义：AWMSI是度量景观空间格局复杂性的重要指标之一，并对许多生态过程都有影响。如拼块的形状影响动物的迁移、觅食等活动[14，64]，影响植物的种植与生产效率；对于自然拼块或自然景观的形状分析还有另一个很显著的生态意义，即常说的边缘效应。 面积加权的平均拼块分形指数（AWMPFD），单位：无，范围：1<=AWMPFD<=2 公式描述：AWMPFD的公式形式与AWMSI相似，不同的是其运用了分维理论来测量拼块和景观的空间形状复杂性。AWMPFD=1代表形状最简单的正方形或圆形，AWMPFD=2代表周长最复杂的拼块类型，通常其值的可能上限为1.5。 生态意义：AWMPFD是反映景观格局总体特征的重要指标，它在一定程度上也反映了人类活动对景观格局的影响。一般来说，受人类活动干扰小的自然景观的分数维值高，而受人类活动影响大的人为景观的分数维值低。应该指出的是，尽管分数维指标被越来越多地运用于景观生态学的研究，但由于该指标的计算结果严重依赖于空间尺度和格网分辨率[67]，因而我们在利用AWMPFD指标来分析景观结构及其功能时要更为审慎。 平均最近距离（MNN），单位：m，范围：MNN>0 公式描述：MNN在拼块级别上等于从拼块ij到同类型的拼块的最近距离之和除以具有最近距离的拼块总数；MNN在景观级别上等于所有类型在拼块级别上的MNN之和除以景观中具有最近距离的拼块总数。 生态意义：MNN度量景观的空间格局。一般来说MNN值大，反映出同类型拼块间相隔距离远，分布较离散；反之，说明同类型拼块间相距近，呈团聚分布。另外，拼块间距离的远近对干扰很有影响，如距离近，相互间容易发生干扰；而距离远，相互干扰就少。但景观级别上的MNN在拼块类型较少时应慎用。 平均邻近指数（MPI），单位：无，范围：MPI>=0 公式描述：给定搜索半径后，MPI在拼块级别上等于拼块ijs的面积除以其到同类型拼块的最近距离的平方之和除以此类型的拼块总数；MPI在景观级别上等于所有拼块的平均邻近指数。MPI=0时说明在给定搜索半径内没有相同类型的两个拼块出现。MPI的上限是由搜索半径和拼块间最小距离决定的。 生态意义：MPI能够度量同类型拼块间的邻近程度以及景观的破碎度，如MPI值小，表明同类型拼块间离散程度高或景观破碎程度高；MPI值大，表明同类型拼块间邻近度高，景观连接性好。研究证明MPI对拼块间生物种迁徙或其它生态过程进展的顺利程度都有十分重要的影响[68]。 景观丰度（PR），单位：无，范围：PR>=1 公式描述：PR等于景观中所有拼块类型的总数。 生态意义：PR是反映景观组分以及空间异质性的关键指标之一，并对许多生态过程产生影响。研究发现景观丰度与物种丰度之间存在很好的正相关，特别是对于那些生存需要多种生境条件的生物来说PR就显得尤其重要。 香农多样性指数（SHDI），单位：无，范围：SHDI>=0 公式描述：SHDI在景观级别上等于各拼块类型的面积比乘以其值的自然对数之后的和的负值。SHDI=0表明整个景观仅由一个拼块组成；SHDI增大，说明拼块类型增加或各拼块类型在景观中呈均衡化趋势分布。 生态意义：SHDI是一种基于信息理论的测量指数，在生态学中应用很广泛。该指标能反映景观异质性，特别对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感，即强调稀有拼块类型对信息的贡献，这也是与其它多样性指数不同之处。在比较和分析不同景观或同一景观不同时期的多样性与异质性变化时，SHDI也是一个敏感指标。如在一个景观系统中，土地利用越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI值也就越高。景观生态学中的多样性与生态学中的物种多样性有紧密的联系，但并不是简单的正比关系，研究发现在一景观中二者的关系一般呈正态分布。 香农均度指数（SHEI），单位：无，范围：0<=SHEI<=1 公式描述：SHEI等于香农多样性指数除以给定景观丰度下的最大可能多样性（各拼块类型均等分布）。SHEI=0表明景观仅由一种拼块组成，无多样性；SHEI=1表明各拼块类型均匀分布，有最大多样性。 生态意义：SHEI与SHDI指数一样也是我们比较不同景观或同一景观不同时期多样性变化的一个有力手段。而且，SHEI与优势度指标（Dominance）之间可以相互转换（即evenness=1-dominance）,即SHEI值较小时优势度一般较高，可以反映出景观受到一种或少数几种优势拼块类型所支配；SHEI趋近1时优势度低，说明景观中没有明显的优势类型且各拼块类型在景观中均匀分布。 散布与并列指数（IJI），单位：百分比，范围：0 公式描述：IJI在拼块类型级别上等于与某拼块类型i相邻的各拼块类型的邻接边长除以拼块i的总边长再乘以该值的自然对数之后的和的负值，除以拼块类型数减1的自然对数，最后乘以100是为了转化为百分比的形式；IJI在景观级别上计算各个拼块类型间的总体散布与并列状况。IJI取值小时表明拼块类型i仅与少数几种其它类型相邻接；IJI=100表明各拼块间比邻的边长是均等的，即各拼块间的比邻概率是均等的。 生态意义：IJI是描述景观空间格局最重要的指标之一。IJI对那些受到某种自然条件严重制约的生态系统的分布特征反映显著，如山区的各种生态系统严重受到垂直地带性的作用，其分布多呈环状，IJI值一般较低；而干旱区中的许多过渡植被类型受制于水的分布与多寡，彼此邻近，IJI值一般较高。 蔓延度指数（CONTAG），单位：百分比，范围：0 公式描述：CONTAG等于景观中各拼块类型所占景观面积乘以各拼块类型之间相邻的格网单元数目占总相邻的格网单元数目的比例，乘以该值的自然对数之后的各拼块类型之和，除以2倍的拼块类型总数的自然对数，其值加1后再转化为百分比的形式。理论上，CONTAG 值较小时表明景观中存在许多小拼块；趋于100时表明景观中有连通度极高的优势拼块类型存在。应该指出的是，该指标只能运行在FRAGSTATS软件的栅格版本中。 生态意义：CONTAG指标描述的是景观里不同拼块类型的团聚程度或延展趋势。由于该指标包含空间信息，是描述景观格局的最重要的指数之一。一般来说，高蔓延度值说明景观中的某种优势拼块类型形成了良好的连接性；反之则表明景观是具有多种要素的密集格局，景观的破碎化程度较高。而且研究发现蔓延度和优势度这两个指标的最大值出现在同一个景观样区。该指标在景观生态学和生态学中运用十分广泛，如Graham等曾用蔓延度指标进行生态风险评估；Musick和Grover 用它来量测图像的纹理等。 景观指数 （1）斑块类型指数 ①斑块所占景观面积的比例（PLAND ） ()1001A a P PLAND n j ij i ∑=== 式中：ij a ——斑块ij 的面积；A ——所有景观的总面积。 PLAND 度量的是景观的组分。它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例；是帮助确定景观中优势景观元素的依据之一。其值趋于0时,说明景观中此斑块类型变得十分稀少，其值等于100时，说明整个景观只由一类斑块组成。 ②斑块密度（PD ） ()()10010000A n PN i = 式中：i n ——第i 类景观要素的总面积；A ——所有景观的总面积。 斑块密度是景观格局分析的基本的指数，其单位为斑块数/100公顷，它表达的是单位面积上的斑块数，有利于不同大小景观间的比较。 ③周长面积分维数（PAFRAC ） ()2112111ln ln ln ln 2 ???? ??-???? ????? ????????? ?????? ??-??????-= ∑∑∑∑∑=====n j ij n j ij i n j ij n j ij n j ij ij ij p p n a p a p n PAFRAC 式中：ij a ——斑块ij 的面积；ij p ——斑块ij 的周长；i n ——斑块数目。 PAFRAC 反映了不同空间尺度的性状的复杂性。分维数取值范围一般应在1—2之间，其值越接近1，则斑块的形状就越有规律，或者说斑块就越简单，表明受人为干扰的程度越大；反之，其值越接近2，斑块形状就越复杂，受人为干扰程度就越小。 ④斑块聚合度（AI ） )100(max ??????→=ii ii g g AI 式中：ii g ——相应景观类型的相似邻接斑块数量 AI 基于同类型斑块像元间公共边界长度来计算。当某类型中所有像元间不存在公共边界时，该类型的聚合程度最低；而当类型中所有像元间存在的公共边界达到最大值时，具有最大的聚合指数。 景观生态学 一. 名词解释 1.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、生态和文化的多重价值。 2.斑块：是外观上不同于周围环境的相对均质的非线性地表区域。 3.斑块化：是指斑块空间格局及其变异，通常表现在斑块大小，内容，密度，多样性，排列 状况，结构，和边界特征等方面。 4.廊道：是指不同于两侧基质的狭长地带，可以看作是线状或带状的斑块。 5.基质：景观中面积最大、连通性最好的景观要素类型，如广阔的草原、沙漠等 6.景观异质性：景观要素及其属性在空间上的变异性，或者说景观异质性是景观要素及其属 性在空间分布上的不均匀性和复杂性。 7.景观空间格局：一般指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置 8.景观多样性：指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构和功能方面的多 样性和变异性，反映的是景观的复杂程度。 9.内缘比；斑块内部与外侧边缘带的面积之比 10..网络：网络通常由结点和连接廊道构成分布在基质上 11.干扰：系统中一个偶然发生的不可预知的事件，是在不同时空尺度上发生的现象（不 用背） 12.景观破碎化：是指由于自然或人为因素的干扰所导致的景观由简单趋于复杂的过程，即景 观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程 13.景观连接度：是描述景观中廊道或基质在空间上如何连接和延续的一种测定指标。 14.生态流：景观中物质、能量和物种在景观要素之间的流动 15.meta种群：同种的局域种群在不同斑块上分布的总和 16.景观生态分类：根据生态系统内部水热状况的分异物质能与能量交换形式的差异以及反映 到自然要素和人类活动的差异，按照一定的原则、依据、指标，把一系列相互区别、各具特色的景观生态类型进行个体划分和类型归并，揭示景观的内部格局、分布规律、演替方向。（未知） 17.景观生态规划：指运用景观生态学原理，一区域景观生态系统整体优化为目标，在景观生 态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。 18.最佳的景观结构：含有细粒区域的粗粒景观最有利于获得大型斑块带来的生态效应，也有 利于包括人类在内的多生境物种生存，并能提供比较全面的环境资源和条件，具备了粗粒和细粒的有点 二. 填空 19.景观要素的三种类型：斑块、廊道、基质 20.斑块的分类：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块、引进斑块 21.廊道的类型：A）按起源可分为：环境资源廊道、干扰廊道、残存廊道、引进廊 道 B ）按宽度分：线状廊道、带状廊道 C ）按构成分：绿道、蓝道、灰道、暗道、明道、（必考） 22.廊道的功能：生境、通道、过滤、源和汇 23.基质的判断依据（标准）：相对面积、连接度、动态控制 24.基质的特征：连接度、狭窄地带、孔隙度 景观生态学是本世纪70年代以后蓬勃发展起来的一门新兴的交叉学科。它以生态学理论框架为依托，吸收现代地理学和系统科学之所长，研究景观和区域尺度的资源、环境经营与管理问题，具有综合整体性和宏观区域性特色，并以中尺度的景观结构和生态过程关系研究见长（肖笃宁等，1997)。自80年代后期以来，逐渐成为世界上资源、环境、生态方面研究的一个热点。现在普遍的看法是，这门新兴学科是地理学与生态学相互结合的产物。要想能够对其来龙去脉有更全面的了解，这就必然要涉及以上两门学科中的一些相关思想的发展。地理学中，由于其学科跨度很大，并不是每一分支都与现代景观生态学有着直接的必然联系。对景观生态学的发生、发展意义重大的仅是其中的综合自然地理学，其中与景观学的关系更为直接和密切。 1 景观学的发展历史地理学中的景观学产生于德国，19世纪末叶，由近代地理学的创始人之一、德国的洪堡（Alexander Von Humboldt）将景观的概念引入地理学中，他认为景观的地理学含义是“一个地理区域的总体特征”。作为一门研究景观形成、演变和特征学科的景观学产生于19世纪后期至20世纪初期。德国地理学家Seigfried Passarge 于1919―1920年出版了三卷本《景观学基础》之后，又于1921―1930年出版了四卷本的《比较景观学》。在这两部著作中，他认为景观是相关要素的复合体，并系统地提出了全球范围内景观分类、分级的原理；并认为划分景观的最好标志是植被，同时，他还提出了城市景观的概念。作为景观学说的提出者之一的德国人文地理学家Otto Schluter 于本世纪初发表了《人类地理学的目的》一书，在该书中他提出了文化景观形态学和景观研究是地理学的主题的观点。在1952-1958年间先后完成的三卷本《早期中欧聚落区域》一书中，他提出了自然景观与人文景观的区别，并最早把人类创造景观的活动提到了方法论原理上来。其实有关人文景观的思想，早在1925年即在美国人文地理学家Carl Sauer的《景观的形态》一书中得到了反映，在该书中，Sauer 提出应重视不同文化对景观的影响，认为解释文化景观是人文地理学研究的核心（中国大百科全书地理卷，1990）。自本世纪30年代以后，又出现了一个景观学研究的中心，这就是前苏联的景观学研究。其代表人物为贝尔格。他于1913年即提出，景观是地形形态的一定的、有规律地重复的综合体或群体这一概念。1931年，贝尔格的巨著《苏联景观地理地带》一书出版，该书是苏联系统阐述景观学原理的第一次尝试。在该书中他进一步明确和补充了1913年所下的景观定义，提出了景观的例子，研究了景观与其组成成份之间的相互作用，谈到了景观的发展与起源问题。由于贝尔格等最初的景观研究者们，没有赋于景观任何分级的意义，而把它看成是任何的地理单元，即把它用作是“地理综合体”的同义词，因此，在以后的研究当中，出现了一些自相矛盾或不好理解的东西，为此，许多后继的研究者们，针对这些缺陷做了许多研究工作，以致于形成了苏联景观研究的两大学派：类型学派和区域学派。类型学派的代表人物主要有M.A.别尔乌辛等，而区域学派的代表人物主要有拉孟斯基、C.D.卡列斯尼克、H.A.宋采夫、伊萨钦科等，而尤以区域学派的影响为甚。H.A.宋采夫1947年在全苏第二次地理学代表大会上关于景观问题的报告，被认为是继拉孟斯基、卡列斯尼克、苏卡乔夫等人之后，对景观学说的第一个巨大贡献。在这一报告及其以后的著作中他给了景观一个新的、更为确切的定义：景观是具有同类地质基础和相同的一般气候的、发生上一致的地域，这是由几个或许多部分―限区―组成，后者在景观范围内形成有规律的结合。之后，又有许多地理学家在相当多的著作中对景观学说进行阐述。尤其值得一提的是波雷诺夫和彼列尔曼的工作。他们奠定了景观地球化学的基础，他们主要研究景观中化学元素的迁移，形成了苏联又一个景观学研究方向―景观地球化学研究方向（伊萨钦科等，1962；贝尔格等，1964）。现代景观学研究向两个方向发展，一个方向是强调分析研究和综合研究相结合，分析研究通过对景观各个组成成分及其相互关系的研究去解释景观的特征，综合研究则强调研究景观的整体特征，这一方向的景观学相当于综合自然地理；另一个方向是研究景观内部的土地结构，探讨如何合理开发利用、治理和保护景观。这一研究在苏联发展为景观形态学，在我国则称为土地类型学（中国大百科全书－地理 第三章生态系统基本理论 ［教学目标］了解生态学的概念，掌握生态系统的结构和功能，理解生态平衡的重要性。 ［教学重点］生态系统 ［教学难点］生态平衡与生态破坏 ［教学时数］4 本章重点 1.生态学概念 2.生态系统的组分 3.生态系统分类 4.食物网 5.生态危机 第一节生态系统的基本概念 一、生态学概念 1.生态学的概念 生态学(ecology) 一词源于希腊文“oikos”，表示住所和栖息地,原意是研究生物栖息环境的学科。 1866年，德国的动物学家黑格尔（haeckel）首次为生态学下了定义：生态学是研究有机体与其周围环境——包括非生物环境和生物环境相互关系(interaction)的科学。后来，一些著名生态学家也对生态学进行了定义。1966年，smith认认为生态学是研究有机体与生活之地相互关系的科学，所以又可把生态学称为环境生物学(evironmental biology)。著名美国生态学家E·odum(1956)提出的定义是：生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。我国著名生态学家马世骏先生认为，生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学。 生态学的不同定义代表了生态学的不同发展阶段，强调了不同的基础生态学分支和领域。生态学原是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的重要分科之一。初期主要研究植物，后来逐渐涉及动物和人类。随着现代科学技术的发展并向生态学的不断渗透，赋予它新的内容和动力，使其成为多学科、较活跃的科学领域之一。目前，生态学家普遍认为，生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。 2.生态学基本原理---生态学三定律 美国环境学家小米勒(G．T．Miller，Jr．)提出的生态学三定律是： 生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数效应，其中许多效应是不可逆的。该定律为哈定（g·hardin）所提出，可称为多效应原理。 生态学第二定律：每一种事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律可称为相互联系定律。 生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律或可称之为勿干扰原理。 3.生态学的研究对象 生物学科的两大发展方向：微观——分子生物学；宏观——生态学。 生态学是研究生物与环境、生物和生物之间相互关系的一门生物学基础分支学科。生态学的研究是活的生物在自然界中与环境的相互作用和生物之间的相互作用。 20世纪50年代以后，欧洲工业化大生产迅速发展，带来了一系列严重后果：环境污染（三废）、自然资源的破坏、能源危机、人口膨胀带来的粮食不足等问题。——全球性的事态激化，称为“全球性生态灾难”——才重视生态学。 目前，生物多样性保护，可持续发展和全球气候变化已成为全球关注的三大生态学问题。1992年6月，世界环境与发展大会在巴西里约热内卢召开，178个国家，包括118位国家首脑参加，讨论人类生存环境与社会发展有关的一系列重大生态学战略性问题，生态学的作用已不言而喻。这次大会推动了全球生态学的进一步发展。 二、生态系统 1.生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和称为生物种群。 生物群落（Community）：在一定自然区域的环境条件下，许多不同种的生物相互依存，构成了有着密切关系的群体，称为生物群落。 随着环境条件的千差万别，地球上出现了各种各样的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又维持了相应的环境条件。一旦生物群落发生变化，也会影响到环境条件的变化。因此，人们把生物群落与其周围非生物环境的综合体，称为生态系统（Ecosystem），也即生命系统和环境系统在特定空间的组合。 生态系统（Ecosystem）：指一定范围内，各生物成分和非生物成分之间，通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个统一整体。或是一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。 现在景观格局研究普遍采用Fragstats 3.3软件计算格局指数，我在写文章的过程中也使用了这一软件，期间也遇到不少问题，幸得高人指点和自己不断摸索（当时网上鲜有使用方法），终于把数据算出来了，现在把使用过程中遇到的一些问题与方法写出来，希望对后来者有些帮助，在写这个的过程中，参考了一些朋友的意见。 Fragstats 33软件的安装 如果你装了arcgis软件，那么Fragstats 3.3可以直接使用。下载下来的文件解压缩后，双击便可以使用，注意，要保证你的ArcGIS 是运行的状态。 环境变量的设置 打开软件后，看你的是“ARCGRID disabled”还是“ARCGRID enabled”，如果是后则，可以直接使用，如果是前者，学要设置环境变量。步骤：我的电脑->属性->高级->环境变量，在系统变量那里，新建，变量名为path，变量值为X:\ESRI\AV_GIS30\ARCVIEW\BIN32，X为Arcview 安装所在的盘符。 或者是C:\Program Files\ArcGIS\Bin，C为Arcview安装所在的盘符，一般默认安装在C盘上。这样你的软件就能用了。 数据准备 因为这个软件支持的是grid格式的数据，所以需要将手上的coverage、shape文件转换为grid格式的文件，用来运算。转换可以在Arcview里面进行，或者Arcmap都可以。以Arcmap为例： A、调出 B、转换为grid：feature to raster 如果想要grid按照你所设定的形状进行计算，可以进行裁剪。且可以保证背景的完整性。以Arcview为例： ert to Grid来生成。加载空间分析模块的方法：File->Extensions，选择Spatial Analyst，ok。 景观生态学 一.名词解释 1.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、生态和文化的多重价值。 2.斑块：是外观上不同于周围环境的相对均质的非线性地表区域。 3.斑块化：是指斑块空间格局及其变异，通常表现在斑块大小，内容，密度，多样性，排 列状况，结构，和边界特征等方面。 4.廊道：是指不同于两侧基质的狭长地带，可以看作是线状或带状的斑块。 5.基质：景观中面积最大、连通性最好的景观要素类型，如广阔的草原、沙漠等 6.景观异质性：景观要素及其属性在空间上的变异性，或者说景观异质性是景观要素及其 属性在空间分布上的不均匀性和复杂性。 7.景观空间格局：一般指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置 8.景观多样性：指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构和功能方面的 多样性和变异性，反映的是景观的复杂程度。 9.内缘比; 斑块内部与外侧边缘带的面积之比 10..网络：网络通常由结点和连接廊道构成分布在基质上 11.干扰：系统中一个偶然发生的不可预知的事件，是在不同时空尺度上发生的现象（不 用背） 12.景观破碎化: 是指由于自然或人为因素的干扰所导致的景观由简单趋于复杂的过程，即 景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程 13.景观连接度：是描述景观中廊道或基质在空间上如何连接和延续的一种测定指标。 14.生态流：景观中物质、能量和物种在景观要素之间的流动 15.meta种群：同种的局域种群在不同斑块上分布的总和 16.景观生态分类：根据生态系统内部水热状况的分异物质能与能量交换形式的差异以及反 映到自然要素和人类活动的差异，按照一定的原则、依据、指标，把一系列相互区别、各具特色的景观生态类型进行个体划分和类型归并，揭示景观的内部格局、分布规律、演替方向。（未知） 17.景观生态规划：指运用景观生态学原理，一区域景观生态系统整体优化为目标，在景观 生态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。 18.最佳的景观结构：含有细粒区域的粗粒景观最有利于获得大型斑块带来的生态效应，也 有利于包括人类在内的多生境物种生存，并能提供比较全面的环境资源和条件，具备了粗粒和细粒的有点 二.填空 19.景观要素的三种类型：斑块、廊道、基质 20.斑块的分类：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块、引进斑块 21.廊道的类型：A）按起源可分为：环境资源廊道、干扰廊道、残存廊道、引进廊道 B）按宽度分：线状廊道、带状廊道 C）按构成分：绿道、蓝道、灰道、暗道、明道、（必考） 22.廊道的功能：生境、通道、过滤、源和汇 23.基质的判断依据（标准）：相对面积、连接度、动态控制 24.基质的特征: 连接度、狭窄地带、孔隙度 25.景观异质性形成原因：环境资源的异质性、干扰、生态演替 26.Forman景观格局的分类：均匀分配格局、聚集型分布格局、线状分布格局、 平行格局、特定组合或空间联结 1.叙述景观生态学的主要内容及目前的研究重点。 主要内容： （1）景观生态学是研究空间的异质性和格局 a)定量地描述不同尺度下的景观格局形成的物理、生物过程和干扰过程； b)空间异质性如何影响到个体、种群和群落的空间分布； c)景观结构和功能随时间变化； d)人类对景观变化的影响以及如何管理景观。 （2）景观生态学是对空间异质性的研究和管理 a)景观镶嵌体的空间结构和组成； b)景观要素之间的相互关系（如能流、物流）； c)景观结构和功能随时间的变化； d)景观结构和功能的优化和管理。 目前研究的重点： ①干扰对景观格局和过程的影响和干扰在景观中的传播和扩散。 ②景观格局与景观过程的关系或景观格局的生态学和环境效应。 ③小尺度实验研究及其尺度外推。 ④景观动态模拟预测模型和景观规划设计辅助决策以及多尺度空间耦合模型。 ⑤景观格局优化。 ⑥景观的多重价值和作为社会经济发展规划与决策基础的景观社会经济研究。 ⑦人类在景观中的作用和景观规划设计。 热点地区：①流域系统；②湿地；③文化景观；④城乡过渡带；⑤滨海地区；⑥乡村景观 2.试比较美国景观生态学派与西欧景观生态学派的特点。（必考） 欧洲和北美在起源和发展上均有着显著的不同。一般而言，欧洲学派更具人文性和整体论的特点；北美学派更注重于以生物为中心的生态学内容和还原论为基础的方法论。 具体的主要体现于两个方面： 首先，景观生态学在欧洲学派中是一门应用性很强的学科，它与规划、管理和政府有着密切的和明确的关系；北美学派虽也有应用的方面，但它更大的兴趣在于景观格局和功能等基本问题上，并不是都结合到任何具体的应用方面。 其次，欧洲学派主要侧重于人类占优势的景观；而北美学派同时对研究原始状态的景观也有着浓厚的兴趣。 当然除此之外，他们之间也存在一些共同点，如北美景观生态学派同样意识到了人类对景观的作用和影响；欧洲学派也没有放弃对空间格局的重视。 3.为什么要研究景观格局？研究景观格局的主要方法有哪些？ 景观格局一般指景观的空间格局（Spatial pattern），是大小、形状、属性不一的景观空间单元（斑块）在空间上的分布与组合规律。 研究意义： a)从看似无序的景观斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性，最终目的是为了确定产生和控制景观格局的因子和机制， 探讨格局效应。 b)确定产生和控制空间格局的因子及其作用机制； c)比较不同景观镶嵌体的特征和它们的变化； d)探讨空间格局的尺度性质； e)确定景观格局和功能过程的相互关系； f)为景观的合理管理提供有价值的资料。 研究方法： a)用于景观要素特征分析的景观空间格局指数 0 绪论 1、说明生态学定义 生态学是研究有机体与环境相互关系的科学，环境包括非生物环境和生物环境。生物环境分为种内的和种间的，或种内相互作用和种间相互作用。 2、试举例说明生态学是研究什么问题的，采用什么样的方法？ 生态学的研究对象很广，从个体的分子到生物圈，但主要研究4个层次：个体、种群、群落和生态系统。在个体层次上，主要研究的问题是有机体对于环境的反应；在种群层次上，多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、增长率、年龄结构和性比等等；在群落层次上，多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程；生态系统是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。生态学研究方法可以分为野外的、实验的和理论的三大类。 1 生物与环境 1、概念与术语 环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素 生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分等 生态幅是指每一种生物对每一种生态因子，在最高点和最低点之间的范围 大环境指的是地区环境、地球环境和宇宙环境。影响生物的生存和分布 小环境指的是对生物有直接影响的邻接环境，即小范围内的特定栖息地。直接影响生物的生活 大环境中的气候称为大气候是指离地面1.5m以上的气候，由大范围因素决定 小环境中的气候称为小气候是指近地面大气层中1.5m以内的气候 所有生态因子构成生物的生态环境，特定的生物体或群体的栖息地生态环境称为生境 密度制约因子对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节种群数量的生态因子（食物、天敌等生物因子） 非密度制约因子可调节种群数量，但其影响强度不随种群密度而变化的生态因子（温度、降水等气候因子）生物对每一种环境因素都有一个耐受范围，只有在耐受范围内，生物才能存活。任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子 广温性是指生物对环境中的温度因子的适应范围较宽，这种生物对温度耐受限度较广的特点。具有这种特点的动物叫做广温性动物 狭温性是指生物对环境中的温度因子的适应范围较窄，这种生物对温度耐受限度较窄的特点。具有这种特点的动物叫做狭温性动物 2、什么是最小因子定律？什么是耐受性定律？ 利比希在1840年提出“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素”。其基本内容是：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存与分布的根本因素，这就是利比希最小因子定律Shelford于1913年提出了耐受性定律任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存 景观生态学试题 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 名词解释 景观：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。 生态学干扰：发生在一定地理位置，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理事件。 斑块及斑块动态 斑块是在外貌上与周围环境或基质有所不同的一块非线形地表区域. 景观多样性 斑块性质的多样化， 景观异质性 斑块空间镶嵌的复杂性，或景观结构空间布局的非随机性和非均匀性。 景观结构 是不同层次水平或者相同层次水平景观生态系统在空间上的依次更替和组合，直观的显示景观生态系统纵向横向的镶嵌组合规律。包括景观的空间特征和非空间特征两部分内容。 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。 景观变化 也称景观动态。是指景观的结构和功能随时间而发生的变化。 景观指数 能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。 1.内缘比：指斑块内部与外侧边缘带的面积之比 2.景观格局：指某特定尺度上景观的空间结构特征，是大小和形状各异的景观要素在空间 上的排列形式，或景观要素的类型、数目以及空间分布与配置等。 3.景观异质性：指景观系统特征在空间和时间上的不均匀性及复杂程度 4.复合种群：是由空间上彼此隔离，而在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。 5.生态流：观中的能量、养分和多数物种，都可以从一种景观要素迁移到另一种景观要素，表现为物质、能量、信息、物种等的流动过程。 HAIH I)-Company One 1 Fragstats 3. 3 使用 方法及景观指数生态学 含义 现在景观格局研究普適采用Fragstats 软件计算格局指数，我在写文章的过程中也使用了这一软件，期间也遇到不少问题，幸得高人指点和自己不断摸索（当时网上鲜有使用方法），终于把数据算岀来了，现在把使用过程中遇到的一些问题与方法写出来，希望对后来者有些帮助，在写这个的过程中，参考了一些朋友的意见。 Fragstats 33软件的安装 如果你装了arcgis软件，那么Fragstats可以直接使用。下载下来的文件解压缩后，双击便可以使用，注意，要保证你的ArcGIS是运行的状态。 环境变量的设置 打开软件后，看你的是"ARCGRID disabled"还是"ARCGRID enabled",如果是后则，可以直接使用，如果是前者，学要设置环境变量。步骤： 我的电脑-＞属性-＞高级-＞环境变量，在系统变量那里，新建，变量需为path,变量值为X:\ESRI\AV_GIS30\ARCVIEW\BIN32, X 为Arcview 安装所在的盘符。 或者是C:\Program Files\ArcGIS\Bin, C为Arcview安装所在的盘符，一般默认安装在C 盘上。这样你的软件就能用了。 数据准备 因为这个软件支持的是grid格式的数据，所以需要将手上的coverage, shape文件转换为grid 格式的文件，用来运算。转换可以在Arcview里而进行，或者Arcmap都可以。以Arcmap 为 例:A、调岀B、转换为grid： feature to raster 如果想要grid按照你所设左的形状进行计算，可以进行裁剪。且可以保证背景的完整性。以Arcview为例：ert to Grid来生成。加载空间分析模块的方法：File-＞Extensions,选择Spatial Analyst, ok o 属性文件的制定 新建txt文件，格式如下： ClassID , ClassName , Status, isBackground 1, shrubs , true , false 2, conifers, true , false 3, deciduous , true , false 4z other, false , true 注意：每个之间用空格键和逗号隔开。1-3是你所分的地类所代表的属性，有多少个地类就列多少行。4是文件最后所必需的一列。最后保存为*.fdc格式。 参数设定 找到图标或者是fragstats'set run parameters 打开Run parameters 对话框。 Grid name：选择grid 文件。 Output File:随便命个需字，存在你能找到的地方。 Is properties file找到步骤五所保存好的*.fdc文件。 Output Statistics:选择你要计算的指数，有斑块级别的、地类级别的、景观级别的，自己可以任意选择。 景观生态学的发展及前景 作者： 指导老师： 专业： 年月日 摘要 景观生态学是生态学中一门年轻的分支学科，它的理论与方法和传统生态学有着本质的区别，它注重人类活动对景观格局与过程的影响。最近几年，园林生态学受到人们的关注。它是一项全新的生态学内容。它不但分析体系本身的发展和变化特征，分析了今后的发展方向。景观生态学为综合解决资源与环境问题提供了新的理论和方法，因而近年来受到高度重视。从景现生态学的理论框架、一般原理、研究方法和实际应用四个方面进行论述。景观生态学研究的焦点问题是景观结构、景观动态与景观功能。综述了景观格局、景观动态、景观异质性、景观尺度与景观功能的研究现状，并探讨了景观生态学理论的最新应用领域，展望了景观生态学的研究。 关键词：景观生态学；理论框架；应用；发展趋势 Abstract Landscape ecology is a young discipline, its theory and method and the traditional ecology are essentially different, it pays attention to the impact of human activities on landscape pattern and process. In recent years, landscape ecology concern. It is a new ecology. It not only analysis of the development and changes of the system itself, analyzes the development direction in the future. Landscape ecology provides a new theory and method for solving the problems of environment and resources, in recent years, attention. From the four aspects of theory, landscape ecology principles, research methods and practical application. Are a research focus in landscape ecology landscape structure, landscape and landscape function. Study on the current situation of landscape pattern, landscape dynamics, landscape diversity, landscape scale and landscape function were reviewed, and discusses the theory of landscape ecology in the new application field, the prospect of the landscape ecology. Keywords: landscape ecology; theory; application; development trend 表4.3-6 沁河流域不同水平年景观指数（Landscape）计算结果 景观中模地（Matrix）或优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。 拼块个数（NP），单位：无，范围：NP>=1 公式描述：NP在类型级别上等于景观中某一拼块类型的拼块总个数；在景观级别上等于景观中所有的拼块总数。 生态意义：NP反映景观的空间格局，经常被用来描述整个景观的异质性，其值的大小与景观的破碎度也有很好的正相关性，一般规律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低。NP对许多生态过程都有影响，如可以决定景观中各种物种及其次生种的空间分布特征；改变物种间相互作用和协同共生的稳定性。而且，NP对景观中各种干扰的蔓延程度有重要的影响，如某类拼块数目多且比较分散时，则对某些干扰的蔓延（虫灾、火灾等）有抑制作用。 最大拼块所占景观面积的比例（LPI），单位：百分比，范围：0 景观生态学概念与理论 邬建国 (美国亚利桑那州立大学生命科学系) Landscape Ecology - Concepts and Theories. Wu Jianguo ( Department of L if e Sciences , A rizona S tate University West , PO Box 37100 , Phoenix , A Z 85069 - 7100) . Chinese Journal of Ecolo2 gy ,2000 ,19 (1) :42 - 52. Landscape ecology is an interdisciplinary field that has been rapidly developing in the past few decades. New ideas and perspectives that emphasize spatial heterogeneity , hierarchical linkages , and interactions between pattern , process , and scale have given the field an unique and significant identity. This paper is intended to review and synthesize the recent advances in landscape ecology , presenting a set of core concepts and theories , which include scale , pattern - process , spatial het2 erogeneity , edge effect , hierarchy theory , patch dynamics , patch - corridor - matrix model , island biogeographic theory , metapopulation theory , landscape connectivity , neutral models , and percola2 tion theory. Key words : landscape ecology , scale , pattern and process , spatial heterogeneity , hierarchy theory , edge effect , patch dynamics , metapopulation theory , landscape connectivity. 作者简介:邬建国,博士。美国亚利桑那州立大学生 命科学系教授。 现代景观生态学是一门新兴的、正在 深入开拓和迅速发展的学科。因此,不但 欧洲和北美的景观生态学有显著不同,就 是在北美景观生态学短暂的发展进程中也 逐渐形成了不同的观点和论说。概括地 说,景观生态学研究的重点主要集中在下 列几个方面,即:空间异质性或格局的形成 及动态;空间异质性与生态学过程的相互 作用;景观的等级结构特征;格局- 过程- 尺度之间的相互关系;人类活动与景观结 构,功能的反馈关系以及景观异质性(或多 样性) 的维持和管理[1～6 ] 。反映这些研究 重点的主要景观生态学概念和理论是什么 呢? 本文拟在总结该学科最近20 多年来 的发展的基础上,概括地阐述其中的一些 主要概念和理论(图2) 。 1 景观和景观生态学 有关景观的定义,有多种表述,但一般 讲是指反映内陆地形地貌景色的图象,诸 如草原、森林、山脉、湖泊等;或是某一地理 区域的综合地形特征;或者是人们放眼所 映获的自然景色。而生态学中,景观的定 义可概括为狭义和广义两种。狭义景观是 指几十公里至几百公里范围内,由不同生 概念 1.生态学是研究生物与其周围环境之间相互关系的科学。其中环境包括非生物环境与生 物环境，研究对象随研究层次水平而变化。 2.系统：系统论创始人贝塔朗菲：相互联系的诸要素的联合体。钱学森：由相互作用和 相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。系统是指在一定边界范围内，由两个或者两个以上相互联系和相互作用的组分构成的、具有某种特定功能并朝着某个特定目标运动发展的有机整体。 3.生态系统：生物与生物之间以及生物与生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质 交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。在一定空间内的生物与非生物环境相互作用形成的系统（简单定义）。 4.农业生态系统：人们在一定的时间和空间范围内，利用农业生物与非生物环境之间， 以及生物种群之间的相互作用建立起来，并在人为和自然共同支配下进行农副产品生产的综合体。农业生态系统受自然规律和社会经济规律共同制约。 5.1866年德国学者H.Haeckel（海克尔）提出生态学一词，并定义为：“研究有机体与环 境条件相互关系的科学”。 6.1935年英植物生态学家坦斯尼（Tansley）第一次提出生态系统概念。 7.美国生态学家林德曼在20世纪40年代对生态系统营养结构即食物链和能量流动的研 究工作，初步奠定了生态系统的理论基础。 8.20世纪50年代，美国生态学家奥德姆建立了比较完善的生态系统概念与体系。 9.农业生态学（agroecology）是运用生态学和系统论的原理与方法，把农业生物与其自 然和社会环境作为一个整体，研究其中的相互关系、协同演变、调节控制和持续发展规律的科学。 10.生态学研究对象随研究层次水平而变化。 11.农业生态学的研究对象主要是农业生态系统（agroecosystem）。 12.生态学原理是农业生态学研究的理论基础，系统论是其方法基础。 13.生态因子：指自然环境中对生物生存起作用的各种因子，如光照、温度、水分、CO2、 O2 、土壤PH值、土壤酸碱度等。生态因子分类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。 14.Liebig最小因子定律(Law of minimum)：植物的生长取决于数量最不足的那一种营养 （注：每个景观指数包含的信息依次为英文缩写——英文全称——指标名称——应用尺度——单位） 一、面积指标 1.Area/Perimeter ①AREA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Area——斑块面积（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——ha(ha、%) ≥0 2.Isolation/Proximity ①LSIM——Landscape Similarity Index——斑块相似系数——斑块——% 3.Area/Density/Edge ①CA——Total Class Area——斑块类型面积——类型——ha＞0 ②PLAND(%LAND)——Percentage of Landscape——斑块所占景观面积比例——类型——% [0,100] ③TA——Total Landscape Area——景观面积——景观——ha＞0 ④LPI——Largest Patch Index——最大斑块占景观面积比例——类型/景观——% 二、密度大小及差异 1.Area/Density/Edge ①NP——Number of Patches——斑块数量——类型/景观——n ≥1 ②PD——Patch Density——斑块密度——类型/景观——n/100ha ③AREA(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MPS、PSSD、PSCV)——Patch Area（Mean、Standard Deviation、Coefficient of Variation）——斑块大小（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（斑块平均大小、斑块面积方差、斑块面积均方差）——类型/景观——ha(ha，%，%)④GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——类型/景观——m 三、边缘指标 1.Area/Perimeter ①PERIM(CSD、CPS/LSD、LPS)——Patch Perimeter——斑块周长（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——m ≥0 ②GYRA(同上)——Radius of Gyration——回转半径——斑块——m 2.Contrast ①EDCON(同上)——Edge Contrast Index——边缘对比度——斑块——% 3.Area/Density/Edge ①TE——Total Edge——总边缘长度——类型/景观——m ②ED——Edge Density——边缘密度——类型/景观——m/ha 4.Contrast ①CWED——Contrast-Weighted Edge Density——对比度加权边缘密度——类型/景观——m/ha ②TECI——Total Edge Contrast Index——总边缘对比度——类型/景观——% ③ECI(MN、AM、MD、RA、SD、CV)(MECI、AWMECI)——Edge Contrast Index（Mean Edge Contrast Index、Area-Weighted Mean Contrast Index）——边缘对比度（平均、面积加权平均、中值、变化范围、方差、均方差）（平均边缘对比度、面积加权平均边缘对比度）——类型/景观——%（%，%） 四、形状指标 1.Shape ①PARA(CSD、CPS/LSD、LPS)——Perimeter Area Ratio——边缘面积比（类型水平方差、百分比/景观水平方差、百分比）——斑块——无 ②SHAPE(同上)——Shape Index——形状指标——斑块——无较全的景观指数公式
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