景观生态学
Landscape Ecology
第一章绪论
1、美学上的意义
美学中的景观是人们对各种地表景象的综合直观的视觉感受。这是最朴素最直观的理解；我国东晋以来兴起山水风景画,景观作为风景的同义语成为艺术家和文学家等的描绘对象。
美学上关注的是景观的视觉特性和文化价值。
景观作为审美对象是文学、艺术和风景园林学科的重要问题。
地理学中
景观是地球表面可见景象的综合。（近于地形）
景观是地球表面由地貌、土壤、气候、水文、生物等自然要素以及人文因子组成的地理综合体。
18世纪后景观概念引入地理学,成为地理学中研究的重要问题。关注的是景观要素(地貌/气候/土壤/植被等)特征和景观形成过程；无空间尺度限制；也不强调景观的异质性。
第二节景观生态学
景观生态学发展简史
景观生态学起源于中欧和东欧
200年前，著名德国地理学家von Humboldt提出了科学上的景观概念，定义为“自然地理综合体”, 为景观生态学产生作了准备。
1939年，德国地理学家Carl Troll 首次将景观与生态学联系在一起，提出了景观生态学，标志着景观生态学的诞生。
同时，前苏联生态学家发展了生物地理群落学，其研究内容与欧洲早期的景观生态学相似，对欧洲景观生态学发展产生了重要影响。
荷兰生态学家Zonneveld和以色列生态学家Naveh在上个世纪七十年代发表了一系列的论文论著，将欧洲景观生态学在二战后的发展作了系统性的总结和发展，标志欧洲景观生态学的形成。代表人物还有：Buchwald,
Tuxen, Vink, Ruzika.
N aveh在其很有影响的教科书中提出：“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理学，是整体人类生态系统科学”。欧洲景观生态学强调整体论(holism)的思想，以及人类影响方面(human dimension)。
1982年10月，捷克召开的六届景观生态学国际研讨会上，国际景观生态学会成立（IALE), 景观生态学成为一个国际性的学科。
美国后来逐渐成为景观生态学的主流
1981-1983年间，美国生态学家Forman通过一系列文章介绍了欧洲景观生态学的概念，将景观生态学的思想引进到美国。并提出了“斑块-廊道-本底”模式，为北美景观生态学奠定了基础。
1983年在美国Allerton公园召开的景观生态学讨论是北美景观生态学发展的里程碑。会议参加人都是美国著名生态学家，会议对当时景观生态学发展现状和存在的问题进行了分析，提出强调空间异质性和尺度的重要性。为北美景观生态学发展指明了方向。后来也成为了国际景观生态学的主流。
1986年，Forman出版了非常有影响的“Landscape Ecology”专著，成为景观生态学的经典教科书。
1987年，国际“Landscape Ecology”杂志在美国创刊，成为景观生态学的主要论坛。
之后，北美涌现了一大批著名景观生态学家，在等级理论、尺度观、中性理论、景观格局数量化、景观模型等方面取得了重要成果，使景观生态学成为生态学的新生长点和前沿领域。
第三节景观生态学的产生与发展现状
2、我国的景观生态学研究现状
80年代：起步阶段，侧重于国外文献的介绍
90年代：迅速发展阶段
郭晋平,周志翔.《景观生态学》, 中国林业出版社, 2007
许慧,王家骥.《景观生态学的理论与应用》,1993, 中国环境出版社
董雅文.《城市景观生态》,1993,商务印书馆
徐化成.《景观生态学》教材(1995),中国林业出版社
傅伯杰, 陈利顶, 马克明, 王仰麟等.《景观生态学原理及应用》(2001), 科学出版社
邬建国.《景观生态学——格局、过程、尺度与等级》(2000), 高等教育出版社
赵羿,李月辉.《实用景观生态学》(2001), 科学出版社
肖笃宁,李秀珍,高峻等.《景观生态学》(2003), 科学出版社
主要会议
第四节景观生态学的发展趋势
(1)三个研究方向
?静态研究：着重对特定景观的结构和在一定结构控制下的功能进行研究。
?动态研究：对特定景观的动态变化历史过程、趋势及其控制机制进行研究。
?应用研究：是在静态研究与动态研究的基础上，为人类合理利用、开发、管理与保护和建设景观而制定规划、设计及其实施技术和实践活动。
3、景观生态学的发展趋势
为了保持未来景观生态学的活力，景观生态学需要发展得更全面和更平衡。景观生态学不仅要保持其自然科学的属性，还要加强同经济、社会和政治等其他学科的联系，不断地改造和创新。这样，景观生态学才能拓展成为综合的景观科学。
发展景观科学的三个途径
(1)尺度一致性
即在时间和空间上必须同社会、行政和管理中相关的过程保持尺度一致性。由于景观是处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度，许多土地利用和自然保护问题只有在景观框架下才能有效地解决，全球变化的影响及反应在景观尺度上也变得非常重要，因而不同时间和空间的景观生态过程研究十分重要。
(2) 整体性
即景观科学是①景观生态学；②经济学和心理学/社会学；③包括设计、规划和管理的各学科；④决策学的有机统一。
当前人类对地球和景观的干扰日益严重，产生的问题也日益复杂。这些问题的解决需要经济学、社会学和其他包括公共管理学在内的各学科在景观尺度上同生态学密切合作，迫切需要将传统的景观生态学和其他包括设计、规划、管理以及决策等学科紧密联系起来，也只有这样，才能提高景观生态学科研成果和信息在空间规划、决策和实施中的有效性，同时，反过来，提高景观生态学在评价各种规划和管理政策效果中的作用。
(3) 合作与交流
即决策者、景观研究者和景观使用者之间保持合作和交流。
科学家要善于利用各种方式尽快提出他们的见解，高效生动地传达给公众和决策者。要进行多方面的交流，不仅是景观生态学家之间的交流、景观生态学家与其他学科研究者的交流，还要进行景观生态学与政府、决策者之间的交流，景观生态学家与公众的交流。
本章需要复习的知识点
景观
景观生态学
景观生态学的代表性著作有哪些？
景观生态学的代表性人物有哪些？提出了什么观点？
第二章景观生态学基本理论和原理
景观结构的镶嵌性
一个系统的组分在空间结构上互相拼接而构成整体，这一性质称为镶嵌性。景观和区域的空间异质性表现为梯度和镶嵌，镶嵌的特征是对象被聚集，形成清楚的边界，连续空间发生中断和突变。
景观镶嵌的测定包括多样性、边缘、中心斑块和斑块总体格局测定等方面。其测定指标有多样性、优势度、相对均匀度、边缘数、分维数、斑块隔离度、易达性、斑块分散度、蔓延度等指标。
景观过程强调事件或现象产生、发展的程序和动态特征。
景观过程：
种群动态
种子或生物体的传播
捕食者和猎物的相互作用
群落演替
干扰扩散
养分循环
4.景观要素(landscape elements)
构成景观的不同生态系统类型被称为景观要素
按自然环境或立地条件划分的单元称之为景观成分；
按人类活动的影响（如土地利用方式）划分的单元称之为景观要素
●景观和景观单元或景观要素的关系是相对的。村庄、农田、牧场、森林、道路和城市的异质性地域称之为
景观，它们每一类即为景观要素，
●景观强调的是异质镶嵌体，而景观要素强调的是均质同一的单元。
深圳地区城市化过程示意图
斑块-廊道-基底的联系、区别
●从概念看，斑块、廊道在形状和功能上有所区别，但也有一致的地方，可以说廊道即是带状斑块。
●斑块和廊道是与基底相对应的。也可以说，斑块和廊道都是本地所包围的。
斑块的起源
干扰斑块(disturbance patch)：源于小面积干扰活动而形成的斑块类型；
●残遗斑块(remnant patch)：景观中一个小面积区域逃逸出周围地区干扰而形成的斑块；
●环境资源斑块(environmental patch)：由于环境条件的局部差异性而形成的斑块类型；
●更新斑块(regenerated patch)：在大面积受干扰地区通过植被恢复而的斑块类型；
●引入斑块(introduced patch)：由于人类的种植和建筑活动而形成的斑块类型。
●★斑块除起源方面表现出显著差异外，其它重要形状特征还包括斑块面积、边界和形状等，这些性状均具
有重要的理论和应用价值。
岛上物种数与面积大小的关系的三种解释：
大岛屿物种多——生境具有多样性
●稀有种多——生殖隔离
●小岛近亲繁殖——面积小，近亲繁殖，易遭灭绝
●“物种-面积”关系纯粹是一种经验统计关系，只能说明静态的宏观模式
●斑块面积对能量和养分的影响
一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部。
原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。
动物的分布也会因边缘内部的喜爱程度而有所不同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与食肉动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量也高于内部。
岛屿生物地理学理论
m acarthur和wilson(1963,1967)在研究岛屿物种数量和岛屿面积时证明，岛屿上的物种数量是定居
(colonization)和灭绝的动态平衡。它们还进一步证明，侵移和灭绝的速率是岛屿上现存物种数量的简单函数。新物种迁入岛屿的速率随着岛屿定居(established)物种的数量增加而减少（因为岛屿上的潜在的侵入者越多，岛屿上新的物种组成就越少）。灭绝的速率是随岛屿物种数量的增加而增加，这个关于岛屿物种数量与岛屿关系的意义在于说明：灭绝的速率是岛屿面积大小的函数以及岛屿上物种数量（大岛屿的物种数量少）的函数。
群落发育或生物多样性的增加是其不断的定居与灭绝的函数，而且定居大于灭绝。在一个岛屿上，新种的迁入速率随岛屿上物种数量增加而下降，即在岛屿上我们发现大陆上迁入的物种数量越多，新种迁入岛屿的可能性越小。灭绝速率同样随岛屿物种数量增加而增加。另外，侵入的速率还是岛屿与大陆之间距离的函数，而灭绝的速率是岛屿大小的一个函数。可见一个群落形成后，新物种的侵入和定居必然受到群落自身的选择，受原有物种的控制，而不完全决定于侵入种本身。
由于某一岛屿生物相对数量可以由侵入与灭绝过程之间的平衡来表示，那么，岛屿上的物种数量可以由岛屿面积、距离大陆的远近，以及侵移-灭绝过程产生的不同平衡点所决定
虽然生物群落不是真正的岛屿，由大海包围的岛屿，但从原理上可比喻成岛屿，甚至整个地球上的大陆都可看作是“生态岛”。这个“岛屿”是由一个特定的地理区域和一定的面积所组成，周围由不同类型的介质或不同系统的“大海”所包围。而且，我们还可以进一步定义其面积，距离“大陆”的距离等。这个“岛屿”上的物种“侵移”和“灭绝”速率随“岛屿”面积大小或距“大陆”的距离而变化。同时，生物多样性也可以由这个侵移灭绝过程的相对平衡所决定.
廊道的功能
(1)保护功能：建造防护林带、各种人工渠道、道路、绿篱和田埂等；
(2)传输功能：物质传输、能量传输、物种传输；
(3)资源功能：生物能源、食物、其他生物资源(木材)等；走廊地带野生动物丰富、植物种类较多
(4)美学功能:古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤、长城、高速公路的景观设计
几乎所有景观都为廊道所分割，同时又被廊道联系在一起，这种双重反向作用决定了廊道在景观内的独特功能位臵。双重作用:将景观分离、将景观连接
各种廊道的持久性与其成因有密切关系。环境资源廊道一般具有相对的持久性。干扰廊道和残余廊道变化较快，它要受因干扰所发生的植被演替过程所控制。种植廊道的持久性完全决定于人类的经营管理活动，一旦这种活动停止，种植廊道不可能继续存在。
林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部种都很少，随宽度增加边缘、内部种均增加，但边缘种在宽度略增加时即迅速增加，而内部种则要在宽度达到一定值时才能增加，阈值一般为7-12米。
5.3.1 本底的判定标准
?（1）相对面积
一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。假如一种景观元素类型覆盖50%以上的面积，就可以认为是本底。但相对面积不是唯一标准。
?（2）连通性(连接度指标)
当某一种景观要素连接度较其它现存的景观要素类型高，甚至完全连接并环绕其它景观要素类型，那么这种景观要素很可能是基底。
孔隙度的生态意义
(1)它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。
(2)孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。
●孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。
(3)孔隙度与动物觅食密切相关，适宜的孔隙对觅食及育后复原
城市景观要素特征
(1)斑块
●城市景观中的斑块，主要指各呈连续岛状镶嵌分布的不同功能分区。最明显的斑块如残存的森林植被、公
园等，由于植被覆盖好，外观、结构和功能明显不同于周围建筑物密集的其他区域。学校、机关单位、医院、工厂、农贸市场等，也可视为不同规模的功能斑块体。
(2)廊道
●城市廊道可以分为两大类：人工廊道和自然廊道。前者是以交通为目的的铁路、公路和街道等，后者有以
交通为主的河流以及环境效益为主的城市自然植被带等。
(3)基底(本底)
●城市景观中，占主体的组成部分是建筑群体。城市的本底是由街道和街区构成的。
城市景观异质性(heterogeneity)
异质性是景观的根本属性，任何景观都是异质的。（〃〃〃〃疑问：是否等同事物的特殊性？）
●城市景观的异质性首先表现为二维平面的空间异质性，公园、绿地、水面、建筑物、街道性质各异，功能
各不相同。
●城市景观的异质性同时还表现为垂直的空间异质性。垂直的异质性导致了水平的异质性，如高楼两侧接受
太阳辐射的多少，气温高低不同，植物开花，放叶时间早晚。
●一般而言，异质性是指景观要素的空间分布的不均匀性，而把时间异质性用动态变化来表述，异质性的表
现形式为空间格局。(景观植物的搭配，落叶，常绿，针叶，阔叶)
城市廊道效应
●城市廊道的经济，社会，生态效益结合
●街道(廊道)在城建中不可或缺，须合理规划
●理由：街道主要职能是交通运输。
●城市街道是线形污染源，汽车排放的尾气、噪声、尘埃、垃圾等污染物沿街道分布于扩散，街道的长度、
宽度、方向与污染的扩散有密切关系。
●城市的街道直接起人流导向作用。
●城市的社区组织或居民委员会等城市小区都靠街道分隔划界与彼此联系，有利于城市社区的管理。
城市景观的物流能流(H. T. Odum 蓝盛芳译,1992)
城市景观的演变
(一)、城市自然景观的演变
●自然景观遭受外力干扰失去本身稳定状态的可能性，就是该景观的脆弱性(fragility)。
●对景观的干扰，可导致景观结构与功能的深刻和完全的毁灭。
●城市的建设与发展，就是人类对该地域自然景观的深刻的、强有力的干扰，而使之发生不同程度的变异。
城市景观的演变
二、城市人为景观
●按自然景观的被改造程度可以把景观划分：
(1)轻微改变的景观。如保存下来的自然森林植被以及城市中较大的湖泊等。
(2)较小改变的景观。人类活动触动了一个或几个景观组成要素，但是自然要素之间的基本联系未被破坏，
仍然保留着自然调节能力，景观的变化通常是可逆的。例如污染的过境河流、城市大气、公园中的土壤等。
(3) 强烈改变的景观
●人类活动强烈影响景观的多个组成要素，使其结构与功能发生本质的变化。如，高楼林立，形成局部地区
的小气候；农田坡地变为布有厂房车间的工业区；湖面被改为居住区等。
6.干扰
6.1 干扰(disturbance)的定义：
简单的定义：一种明显改变景观结构、功能和动态变化过程的事件。
较普遍和典型的定义是：群落外部不连续存在、间断发生的因子的突然作用或连续存在因子超“正常”范围的波动，这种作用或波动能引起有机体、种群或群落发生全部或部分明显变化，使其结构和功能受到损害或发生改变。
2013年5月16日读到此
6.1 干扰的特点
干扰具有以下特点：
干扰是一种突发性非连续事件；
干扰一般对景观格局具有强烈改造作用；
干扰可能会中断景观中一些甚至全部生态过程；
干扰具有强烈尺度效应；
干扰可以是自然的，也可以是人工的。
2、干扰的特性
(1)干扰范围
干扰范围是指干扰体作用的空间范围的分布特点。
(2)频率和周期
干扰频率和周期是指同一空间范围或同一组织水平内，单位时间某一干扰发生的次数。其倒数称为干扰周期，即某一干扰两次发生的的时间间隔。
(3)干扰强度
干扰强度是指干扰发生时，干扰因素所表达出的能力值。如草原火烧强度是指单位时间每增大1m火烧所释放出的能量。在实际研究工作中，常把干扰强度分为轻度干扰、中度干扰和重度干扰。
(4)时间尺度
时间尺度是指干扰发生的具体时刻及其持续的时间跨度
干扰的类型
(1)按干扰动因划分为自然干扰和人为干扰
自然干扰是指来自不可抗拒的自然力的干扰作用，包括大气干扰、地质干扰和生物干扰等等。如火灾、冰雹、洪水冲积、雪压、异常的霜冻、酸雨、地震、泥石流、滑坡、病虫害侵袭和干旱等等。
人为干扰是区别自然干扰的另一种主要干扰方式，是指由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。
从某种角度看，人类对生态系统干扰的作用力和影响范围，远远超过了自然干扰。
如农业生产为主的区域，主要人为干扰是对森林植被的开垦和对土壤微生物区系的影响；草原区则是超载放牧和由此造成的“三化”使生态环境出现恶性循环；林区是过量采伐及对生物多样性的破坏；水域是过度捕捞及对水生生物资源的危害
在这两种类型的干扰中，人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面，都常常高于自然干扰。
因此，研究人类对生态系统干扰作用的方式、机理和变化规律等，意义重大，且具有很强的现实性和紧迫性。
(2) 按干扰来源划分为内源干扰和外源干扰
内源干扰是指由内源因子对系统发生的作用。如森林生态系统中，内源干扰主要包括树木的倾倒、机械摩擦、种间竞争和生物相克作用等。
外源干扰的动因源于系统外部。强烈的火灾、风暴、沙暴、霜冰、洪水、雪压、干旱和人为砍伐、放牧等等都属于生态系统的外源干扰。
（3）按干扰性质划分为破坏性干扰和增益性干扰
多数自然干扰和人为干扰会导致生态系统正常结构的破坏、生态平衡的失调和生态功能的退化，有时候甚至是毁灭性的，如各种地质、气候灾害、森林的采伐和长期的过度放牧等掠夺式经营。
干扰并不总是对生态系统的一种破坏行为。
例如对森林生态系统来说，人类经营利用森林，如合理采伐、修枝、人工更新和低产、低效林份改造等一些人为干扰，就可以促进森林的发育和繁衍、提高森林生态系统服务功能的效率。适度的干扰可以增加生态系统的生物多样性，而生物多样性的增加往往又有益于生态系统稳定性的提高。
人为干扰的主要形式
人类对生态系统的干扰主要有以下几种方式：
1、对森林和对草原植被的砍伐与开垦
人类的这种干扰并对自然环境构成危害，始于大约10000多年前的早期农业并持续到现在。这种干扰导致一系列生态环境问题的发生，如森林大量被砍伐后，不仅导致森林植被的退化，加剧水土流失，区域环境的变化，而且还会因造成许多生物生境的破坏，生物多样性的丧失等。
2、污染
人类向自然环境排放了大量的生活垃圾、工业垃圾、农药以及各种对环境有毒害性的污染物。工业废水直接排放使许多水域被污染，水质下降甚至丧失饮用水的价值；大量化石燃料的使用以及向大气排放的各种污染物，不仅使空气受到污染，而且进入大气的硫氧化物、氮氧化物，与水蒸气结合后形成极易电离的硫酸和硝酸，导致大气酸度增加，许多地区甚至酸雨成灾，对生态系统和土壤等带来了灾难性的影响。
3、采集
全球80%的人口口于传统医药，传统医药的85%与野生动植物有关。一些经济、药用及珍稀野生物资源自古以来就被人们大肆掠夺式的采集，甚至造成一些物种的灭绝。
4、采樵
在这种干扰中，人们的重要目的是为满足对能源的需求，对生态系统造成的影响则是破坏了物质循环的正常进行。如对林下枯落物的利用，不单单意味着生态系统能量和养分的减少，而且还破坏了地被层及其土壤动物的生存环境。
5.狩猎和捕捞
狩猎是一种特殊的干扰方式
人类以经济和食用为目的的非计划性狩猎，尤其是对种群数量很少的濒危动物的捕杀，将会严重破坏动物种群的生殖和繁衍，甚至造成物种的灭绝；
人类对水生生物资源的适度捕捞，可保持水产品的持续利用。但是，在种群繁殖前的大量捕捞，则会使种群生殖年龄提前，个体小型化，种群数量急剧下降等。
人类对生态系统的直接干扰还会产生许多间接地影响，如森林的砍伐不仅使本区域的生态环境发生变化，而且还对河流整个流域的径流造成影响，使河流的水文特征改变；采樵不仅直接对草原植被的再生造成危害，同时还因植被状况的改变而间接影响着土壤盐分和地下水资源分布的变化；水域的污染不仅直接危害了水生生物的生存安全，而且还能通过生物对有害物质的富集而对人们的身休健康构成威胁。所以，人为干扰具有广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积和放大性等特征和性质。
干扰的生态学意义
从积极的角度看，干扰的生态学意义主要有以下三点：
1、干扰有利于促进系统的演化。
2、干扰是维持生态系统平衡和稳定的因子。一般来说，经常处于变化环境中物种要比稳定环境中生存的物
种更可能忍受环境压力。
3、干扰能调节生态关系。
7.尺度(scale)
尺度：研究对象或现象在空间和时间上的量度或者分辨率(resolution)
在景观生态学中尺度的概念一般用粒度(grain)和幅度(extent)表示
粒度是景观组分规模大小的量度，这是一个与尺度密切相关的概念。通常的景观分析中，斑块平均面积小于1ha时一般为细粒度景观；1-100ha之间时为中粒度景观；大于100ha时为粗粒度景观。
粒度
空间粒度：最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；
时间粒度：某一现象或事件发生的频率或时间间隔。
幅度
?空间幅度：研究区域的总面积
?时间幅度：研究项目持续的时间
尺度蕴含了对细节的了解水平。时间和空间尺度包含于任何景观的生态过程中。在景观生态过程中，小尺度表示较小的面积或较短的时间间隔，因而有较高的分辨率，但概括能力低，而大尺度研究较大的面积或较大的时间间隔，分辨率较低，但概括能力高。
尺度（scale）
尺度与地理学中的比例尺不同
大尺度(或粗尺度,coarse scale)
较大空间范围内的景观特征；大尺度往往对应于小比例尺和低分辨率；
小尺度(或细尺度,fine scale)
较小空间范围内的景观特征，往往对应于大比例尺和高分辨率
尺度scale
任何自然现象和生态过程均具有明显的时空特征尺度。
确定合适的研究尺度以及相适应的研究方法，是取得合理研究成果的必要保证。
R S和GIS为尺度效应分析提供了技术基础。
尺度效应（scale effect）
不同尺度的研究，揭示不同的内在规律。长期的生态研究，尺度往往是数年、数十年或一个世纪，短期的研究不足以揭示其变化发展的规律。
尺度效应(scale effect)：优势景观现象或过程特征随尺度变化而变化的现象。
而生态系统的时间延滞效应非常明显，许多生态过程需要长期的观测研究才可以完成。
空间异质性表现出对尺度的依懒性
生态系统的时间延滞也主要由以下几个主要原因造成:
1、某些生物和物理过程需要时间，如生物量的积累等。
2、环境虽然改变，但仍有生态和生物量等的残余。
3、物质、能量及有机体在不同景观单元之间的转移需要时间。
4、引发一个生态过程的几个必要条件很少同时发生。
5、一系列因果关系的事件也增加了延迟时间。
6、空间上景观尺度的扩展也会造成时间延迟。
尺度推绎（scaling）
由于景观生态系统的复杂性，在景观生态水平上的长期生态研究，尺度的扩展十分必要，需要利用某一尺度上所获得的知识或信息来推断其他尺度上的特征。这种方法称为尺度推绎(scaling)，包括尺度上推(scaling up)和尺度下推(scaling down)。
景观生态系统的复杂性，尺度推绎十分困难，往往以计算机模拟和数学模型为工具。所以，尺度推绎是景观生态学中最具挑战的研究领域。
不同等级系统的时空尺度
景观生态学中的组织尺度
自然等级系统的层次与尺度的关系
空间异质性(spatial heterogeneity)
指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。与异质性相反的景观特征被称为均质性(homogeneity)
空间异质性一般可以理解为空间缀块性(patchness)
?缀块性主要强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配臵关系，比异质性在概念上更为具体化
?空间格局、异质性和缀块性在概念上和实际应用中略有区别又相互联系，最主要的共同点在于它们都强调非匀质性以及对尺度的依赖性
区域中，景观要素类型、组合及属性在空间或时间上的变异程度。
源于环境变异、植被内源演替和干扰。
时空异质性交互作用导致了景观的演化和发展，景观格局和功能过程取决于其时空异质性。
空间异质性、缀块性和空间格局及其对尺度的依赖性
本章需要回顾的概念
1.景观结构
2.景观功能
3.景观格局及常见的格局有哪些？
4.景观动态
5.斑块-廊道-基底模式及其生态意义
6.如何理解景观和景观单元或景观要素的关系是相对的？
7.常见的斑块有哪些类型？是如何形成的？
8.什么是尺度，什么是尺度效应？
9. 干扰及其生态意义分别是什么？
10.你是如何理解城市街道（廊道）的经济效益和环境与生态效益的？
第二节景观生态学基本理论
岛屿生物地理学理论
“缀块-廊道-基底”模式
边缘效应理论
Meta-种群理论
景观链接度
渗透理论和中性模型
等级理论
缀块动态理论
一、岛屿生物地理学理论
岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是岛屿面积与物种数量之间的关系，并由Preston(1962)提出以下关于岛屿种—面积关系方程：
种—面积关系
S=cA z
式中：S—物种数量；A—岛屿面积；C、z—常数；
?应用该式有两个重要前提
?物种迁移与绝灭之间达到了生态平衡；
?物种的数量只与面积有关，其他因素相对稳定。
一、岛屿生物地理学理论
M cArthur和Wilson：岛屿生物地理学理论
该理论将缀块的空间特征与物种数量综合在一起考虑
数学表达式：
?I—表示迁居速率，即种源与缀块间距离的函数；
?E—表示绝灭速率，它又是面积A的函数。
一、岛屿生物地理学理论
1.大岛屿的物种数量要多于小岛屿（面积效应）；
2.靠近大陆岛屿物种数量要高于远离大陆的岛屿（距离效应）；
3.年轻的岛屿物种丰度较小，物种周转率(迁入量/灭绝量)高，以后则不断降低，直到二者相等，物种数量
达到动态均衡。
结论：岛屿的面积、孤立程度和年龄依次是控制生物迁植、灭绝和物种数量的关键因子。
岛屿生物地理学理论的意义
岛屿生物地理学理论将生境斑块的面积和隔离程度与物种多样性巧妙地用一个公式联系在一起，对斑块动态理论及景观生态学发展起了重要的启发作用。
岛屿生物地理学的平衡模型
二、缀块-廊道-基底模式
缀块(patche)定义
与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间；如植物群落，湖泊，草原等；
廊道(corridor)
景观中与两边相邻环境不同的线性或带状结构。如河流，道路等；
基底(matrix)
景观中分布最广、连续性最大的背景结构。如森林基底、农田基底、城市用地基底等。
二、缀块-廊道-基底模式
缀块-廊道-基底模式(patch-corridor-matrix model)
景观是由缀块、廊道、基底三种结构单元组成；
划分是相对的，例如，大尺度上的缀块可以是小尺度上的基底。这种模式有利于分别研究，综合分析。
三、边缘效应(edge effect)
1.定义
缀块边缘部分受外围影响表现出与缀块中心部分不同生态学特征的现象；缀块边缘部分往往具有更高的物种丰度和初级生产力；
缀块中心部分气象条件（如光、温度、湿度、风速）、物种组成以及生物地球化学循环方面都与其边缘部分不同
美国野生动物学家、野生动物管理创始人Leopold首次提出
三、边缘效应
2.边缘效应的大小与与缀块大小及相邻缀块的功能与结构有关；
缀块越大，边缘效应越小；
缀块越小，边缘效应越大：容易受到外界环境的影响；
边缘效应也受缀块形状和边界特征的影响
形状：长宽比小，为紧密型，有利于生境的稳定；反之不稳定；
边界特征：包括边界的形状，宽度和可透性等，影响复杂；
边缘效应是景观生态学研究的重点和难点之一。
3. 派生概念
内部种(interior species)：
需要比较稳定的生境条件，往往集中分布于缀块中心部分；
外部种(edge species):
适应多变的环境条件，主要分布在缀块的边缘部分。当缀块的面积很小时，内部-边缘环境差异不复存在，因此整个缀块便会全部为边缘种或对生境变化不敏感的物种占据
4. 生态交错带(ecotone)
群落交错区、生态交错区或生态过度带
20世纪初，美国的Clements首先提出生态交错带
4.1定义：是相邻生态系统之间的过渡带，其特征是由相邻生态系统相互作用的时空尺度及强度所决定。 森林-草地
森林-牧场
森林-农田
海洋-陆地（湿地）
生态交错带的环境条件比较复杂，能为不同生态类型的植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢和隐蔽条件。故在生态交错带往往包含两个群落中所有的一些种以及交错带特有的种，交错带内有较高的生物多样性。
4.2 生态交错带的基本属性
高物种多样性
生态交错带的植物种类异常丰富，如我国大兴安岭森林边缘，具有呈狭带状分布的林缘草甸，每平方米的植物种数达到30种以上，明显高于其内侧的森林群落和外侧的草原群落
鸟类在林缘的富集程度最为显著。如美国伊利诺斯州森林边缘登记的鸟有72种，而森林内部仅有14种。 鸟巢数的增加与距林缘的距离负相关
4.2 生态交错带的基本属性
丰富的特有种
大量外来物种
频繁的物质流动：主要无机元素C、N、P和S在生态交错带的运移、转化和输入输出过程。
敏感的时空特性
结构的异质性和脆弱性
普氏原羚(Procapra przewalskii)
分类地位：偶蹄目，牛科，羚羊亚科，原羚属
特有种（濒危物种）：一级保护动物
致危因素：栖息地破坏，种间竞争，种群隔离，过度捕猎
生态环境：草原与荒漠的交错带
现存数量：目前总数量恐不足200-350头，中国特
有的哺育动物中种群数量最
少的物种。
4.3 生态交错带的特点
具有竞争程度高
可恢复机率小
抗干扰能力弱等特征。
4.4 生态交错带的功能
生态交错带可作为生态流的
通道(Conduit)
过滤器(Filter)
障碍(Barrier)
源(Source)
库(Pool)
4.5 生态交错带的研究意义
生态交错带是一个温度敏感地带,气候变暖对其植被变化有显著影响,这一现象在很多森林草原交错带尤为明显,即森林向草地的侵入。
如中国长白山落叶松、白桦沼泽生态交错带的沼泽群落可能在50-60a的时间内演替为地带性森林群落。这种侵入演替可通过首先侵入森林边缘或种子雨区域或两者并行等多种方式进行。
人类活动强烈地改变了自然景观格局，引起生态交错带的变化和生物多样性降低。加强生态交错带的管理
和生物多样性保护非常重要。
农业生产把异质的自然景观，变成大范围同质的人为景观，缩短了自然生态交错带，扩展了人为生态交错带，改变了原有的优势物种，破坏了生态关系，引起农田害虫大发生。
人类砍伐森林，导致森林景观的破碎，其大部分面积变成生态交错带或边缘，此过程对森林鸟类和哺乳动物影响很大。
如北美东部落叶林的破碎，使得与森林内部有关的动物减少，相反那些林缘栖息的种类其多度增加。究其原因是：森林的破碎，使得森林内部的动物赖以生存的环境丧失，这些动物将被林缘或开阔地的种类代替。 目前，人类活动正在大范围地改变着自然环境，形成许多交错带，如城市的发展、工矿的建设、土地的开
发均使原有景观的界面发生变化。这些新的交错带可看做半渗透界面，它可以控制不同系统之间能量、物质与信息的流通。
因此，有人提出要重点研究生态系统边界对生物多样性、能流、物质流及信息流的影响，生态交错带对全球性气候、土地利用、污染物的反应及敏感性，以及在变化的环境中怎样对生态交错带加以管理。联合国环境问题科学委员会(SCOPE)甚至制订了一项专门研究生态交错带的研究计划。
四、Meta-种群理论
Meta-种群(Meta-population)的定义
美国生态学家R. Levins在1970年首次采用了“Meta-种群”一词，并将其定义为：
由空间上彼此隔离，功能上又相互联系的两个或两个以上亚种群(subpopulation)或局部种群(local population)组成的种群斑块系统。
由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群。(或是在空间上隔离，但具有功能联系的二个或以上的亚种群组成的种群缀块系统)。
种群的特征
1.出生率和死亡率
出生率：种群中单位时间内每1000个个体的出生数
死亡率：种群中单位时间内每1000个个体的死亡数
出生率和死亡率是影响种群增长的重要因素。
2.性比率
指雌雄两性个体数量在种群中所占的比率。是与种群动态有关的重要结构特征之一。
3.密度
指单位面积上个体的数量，是最重要的种群参数之一。它的变动范围很大，因物种与环境条件不同而异。
存活曲线
种群的特征
4.性比率
指雌雄两性个体数量在种群中所占的比率。是与种群动态有关的重要结构特征之一。
5.密度
指单位面积上个体的数量，是最重要的种群参数之一。它的变动范围很大，因物种与环境条件不同而异。
种群的特征
2.年龄结构
任何种群都是由老、中、青、少不同年龄个体组成的，这就形成了特定的年龄结构。
种群年龄结构的三种类型：
(A)增长型：表示种群中有大量幼体和极少数的老年个体，其出生率大于死亡率，是一个迅速增长的种群。
(B)稳定型：出生率与死亡率基本持平，是一个数量稳定的种群
(B)衰退型：出生率小于死亡率，是一个数量下降的种群
研究种群的年龄结构，对于了解种群的密度、预测未来发展趋势和采取相应管理措施等具有很重要的意义。
4. 种群分布型
一般把种群个体的水平分布归纳为三种基本类型：随机分布(a)、群聚分布(b)和均匀分布(c)。
在自然界，个体均匀分布的现象是极少见的，只有在农田或人工林中出现这种分布格局。
成群分布的形式较为普遍，如森林中各个树种或林下植物多呈小簇丛或团片状分布。
影响个体水平分布形式的因素是很多的，主要决定于物种的生态-生物学特性和环境条件的状况。
Meta-种群动态模型
Meta-种群理论的意义
生境片断化之后，形成隔离的生境斑块，种群个体在不同的斑块之间扩散，个体在亚种群之间的迁移影响持久和稳定。因此，该理论对保护生物学研究具十分重要的意义。主要涉及到环境破碎化的种群动态和遗传进化的结局，以及自然保护区的设计原理。
Meta-种群理论的应用
许多以前是连续分布的种，由于生境的破碎化而转变为meta-种群。对于这样的种群动态的研究是为了提出一些适当的管理方法去保证这样的种不会灭绝。
五、景观连接度
景观连接度（landscape connectivity）
?定义：景观空间结构单元相互之间连续性的度量。
?结构连接度（structural connectivity）
?空间上直接表现出来的连续性，可通过卫片、航片或视觉器官观察等手段来确定；
?功能连接度（functional connectivity）
?所研究的生态学对象或过程的特征尺度，如种子传播距离、动物取食和繁殖活动的范围等
临界阈限特征
景观连接度的临界阈限特征（critical threshold characteristics）
某一事件或过程（因变量）在影响因素或环境条件（自变量）达到一定程度（阈值）时突然进入另外一种状态（发生质的突变）的情形。
?如目力所及，种子传播距离等。
六、渗透理论和中性模型
渗透理论（percolation theory）
?要点：媒介的密度达到一临界值时，渗透物能够突然从媒介的一端到达另一端；
?景观连接度临界值（临界阈限）
某一因素的影响能否产生突变作用？如植被覆盖率达到多少时流动沙丘则可以得到固定？生境面积占有整个景观面积的多少才能幸免于生境破碎化作用而长期生存？
生态学中的临界阈限现象
流行病的爆发
大火蔓延与森林中燃烧物质积累量的关系
生物多样性的减少与生境破碎化
害虫种群爆发
外来种侵入
六、渗透理论和中性模型
中性模型（neutral models）
?渗透理论是基于简单的随机过程并有可预测的阈限特征，能够成为理想的中性模型。
?定义：
?不包含地形变化、空间聚集性、干扰历史和其它生态学过程及其影响的模型。
?作用：
?为研究景观格局和过程的相互作用提供一个参照系。
七.等级理论(hierarchy theory)
是一种关于复杂系统的结构、功能和动态的理论，以用于简化复杂系统，并对其进行理解和预测。
根据等级理论
?复杂系统均具有离散性等级层次；
?高层次的行为或动态具有小尺度，低频率和慢速度的特征，并对低层次有制约作用，且制约作用接近常数；
?低层次的行为或动态具有大尺度，高频率和快速度的特征，并为高层次提供机制和功能，且可以平均值的形式表达
等级系统的结构
垂直结构：有巢式等级和非巢式等级
巢式等级：层次之间有完全包含和被包含的关系，所以高层次的特征可以由低层次的特征进行推测；
非巢式等级：层次之间没有包含和被包含的关系；所以高层次的特征可以反映出整体特征或超特征
等级系统的结构
水平结构
?每个层次由不同的亚系统或整体元组成，且整体元具有两面性和双向性，即对低层次表现出整体特性，对高层次表现出从属特性。
复杂系统的结构要求
?至少应同时考虑3个相邻层次。不能过于简化。
等级系统中相邻层次之间的关系
八、缀块动态理论
缀块动态理论
认为生态学系统是缀块镶嵌体，缀块的个体行为和镶嵌体综合特性决定生态系统的结构和功能。
等级缀块动态范式（paradigm）
生态学系统是由缀块镶嵌体组织的等级系统；
生态学系统的动态是缀块个体行为和相互作用的总体反映；
过程产生格局，格局作用于过程，二者关系均依赖于尺度（格局—过程—尺度观点）；
非平衡现象在生态学系统中普遍存在(非平衡观点)；
系统具有兼容机制和复合稳定性，即小尺度的非平衡过程能够被整合到大尺度上的稳定过程。
八、缀块动态理论
等级缀块动态范式理论的特点
?将空间缀块性和等级理论的有机结合；
?将格局、过程、尺度的辨证统一。
遥感(Remote Sensing , RS)
遥感是在与目标不直接接触的情况下，利用电磁波等判定、量测并分析目标的技术。
包括地面遥感、航空遥感和航天遥感
遥感构成：遥感对象；传感器；电磁波；遥感平台；信息处理与分析系统。
卫星遥感已经产生了地球表面每平方米的细致图像，这些图像给生态学家，尤其是景观和地理生态学家们提供了极其有价值的信息。
生态学家通过使用“绿色”作为指标，用遥感监测植被生物量、植被覆盖率等。
遥感的工作流程
遥感图像
地理信息系统(Geographic Information System,GIS)，
是为某种目标而建立，在计算机硬软件设备支持下，对有关空间数据按地理坐标或空间位臵进行预处理、输入、存贮、查询检索、运算、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。
地理信息系统的构成：地理要素的编码输入；数据的管理和检索；数据处理分析；数据的传输和显示。 全球定位系统(Global Positioning System,GPS)，泛指利用卫星技术，实施提供全球性定位服务的技术。GPS
可以提供全天候、连续、实时、高精度的三维位臵、三维速度以及时间数据。现在定位精度可以达到米级
GPS的工作原理
GPS的定位原理
全球定位系统(Global Positioning System,GPS)
GPS设备
GPS的运用
第二章第二节需要回顾的原理
岛屿生物地理学理论及其意义
“缀块-廊道-基底”模式及其意义
边缘效应理论及其意义
Meta-种群理论及其意义
什么是景观链接度？
什么是渗透理论和中性模型？
什么是等级理论？
什么是缀块动态理论？
第三章景观形成因素
教学目的和要求
掌握影响和控制景观形成和变化的基本因素以及这些因素的作用。
教学重点和难点
掌握景观的自然地理特征、地域文化特征及它们之间的联系。
第一节地质地貌因素
主要掌握
地质地貌的概念
地质地貌的作用
一、地质地貌概念
1. 概念：地球表面内、外力地质作用对地壳综合作用后所形成的多种多样的外貌和形态。
?地貌是自然地理环境中的一项基本要素。它与气候、水文、土壤、植被等有着密切的联系。地貌与岩石性质和地质构造的关系尤为密切。
2.地质地貌形成的动力
2.1 内(营)力地质作用
?地球内能产生的作用力，主要包括地壳运动、岩浆活动及地震等
?造成了地表的起伏，控制了海陆分布的轮廊及山地、高原、盆地和平原的地域配臵，决定了地貌的构造(原始地貌)。
?内(营)力能量巨大，对地貌的影响最为深刻。
2.地质地貌形成的动力
2.2 外(营)力
流水、风力、冰川、太阳辐射能、波浪、大气和生物的生长和活动地质作用
通过多种方式，对地壳表层物质不断进行风化、剥蚀、搬运和堆积，从而形成了现代地面的各种形态。 内营力规定了地貌的基本结构，外营力则在内(营)力形成的地貌基础上，不断对它们进行雕塑，形成后续地貌。
3.地貌类型
大陆地貌
山地33%
高原26%
盆地19%
平原12%
丘陵10%
中国地形地貌概况
中国地势西高东低呈阶梯状逐级下降。
最高一级阶梯为青藏高原，平均海拔4000米以上，号称“世界屋脊”。
第二级阶梯由内蒙古高原、黄土高原、云贵高原和塔里木盆地、准葛尔盆地、四川盆地构成，平均海拔1000米至2000米。
中国地形地貌概况
从大兴安岭、太行山、巫山和雪峰山麓向东到海岸线，地势下降到海拔500至1000米为第三级阶梯。
第四级阶梯为中国大陆架浅海区，水深平均不到200米。
什么是喀斯特地貌
水对可溶性岩石的溶蚀、冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程，统称为喀斯特作用，这种作用形成的地形地貌统称为喀斯特地貌。
中国喀斯特地貌的分布
中国喀斯特地貌主要分布在西部地区的碳酸盐岩裸露地区，面积为91-130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的喀斯特区之一；西藏和北方一些地区也有分布。广西境内主要是热带和亚热带喀斯特，贵州、云南、西藏多为高原喀斯特，高山喀斯特多分布在四川、云南和西藏等高海拔地区。
喀斯特是发育在以石灰岩和白云岩为主的碳酸盐岩上的地貌。中国喀斯特有面积大、地貌多样典型、生物生态丰富等特点。
“中国喀斯特”由云南石林的剑状、柱状和塔状喀斯特、贵州荔波的锥状喀斯特（峰林）、重庆武隆的以天生桥、地缝、天坑群等为代表的立体喀斯特共同组成，形成于距今50万年至3亿年间，总面积达1460平方公里。
2007年6月，由云南石林、贵州兴义、荔波、重庆武隆共同组成的“中国南方喀斯特”申报世界自然遗产，在第31届世界遗产大会上获得全票通过，成功跻身世界自然遗产大家庭。
同年，广东开平碉楼与村落成为中国第35处世界遗产。开平碉楼现存1833座，是上世纪开平华侨与村民把外国建筑文化与当地建筑文化相结合的结晶。
贵州荔波喀斯特森林
贵州荔波是布依族、水族、苗族和瑶族等少数民族聚集处，曾入选“中国最美的地方”、“中国最美十大森林”。
重庆武隆天坑
重庆武隆芙蓉洞中一景
无与伦比的奇观-云南石林
云南石林素以“雄、奇、险、秀、幽、奥、旷”著称，被称为“天下第一奇观”、“世界喀斯特的精华”
喀斯特地貌欣赏
丹霞地貌
丹霞地貌是著名地质学家、中科院院士冯景兰和陈国达20世纪三十年代以广东韶关的丹霞山命名的地貌学名词
丹霞地貌特征：由陡峭的悬崖、红色的山块、密集的峡谷、壮观的瀑布及碧绿的河溪构成的景观系统
丹霞地貌
形成丹霞地貌的岩层是一种在内陆盆地沉积的红色屑岩，后来地壳抬升，岩石被流水切割侵蚀，山坡以崩塌过程为主而后退，保留下来的岩层就构成了红色山块
2010年8月1日“中国丹霞”在巴西利亚举行的第34届世界遗产大会上，经联合国教科文组织世界遗产委员会批准，被正式列入《世界遗产名录》。中国第八项世界自然遗产。至此，中国的世界遗产地数量已增加到40个。
“中国丹霞”项目是中国把全面展示丹霞地貌形成演化过程的6个丹霞地貌风景区(福建泰宁、湖南莨山、广东丹霞山、江西龙虎山(包括龟峰)、浙江江郎山、贵州赤水)“捆绑”申报自然遗产。
2010年7月31日中国登封“天地之中”少林寺历史建筑群在巴西利亚举行的第34届世界遗产大会上，经联合国教科文组织世界遗产委员会批准，被正式列入《世界遗产名录》。
这是继2009年中国山西五台山之后被列入该名录的又一中国佛教寺庙建筑群，成为我国第39处世界遗产。
也成为河南省继龙门石窟、安阳殷墟之后的第三处世界文化遗产。
“天地之中”历史建筑群
“天地之中”历史建筑群主要是8处11项，中岳庙、太室阙、启母阙、少室阙、会善寺、嵩阳书院、嵩岳寺塔、少林寺常住院、塔林、初祖庵等。
历经汉、魏、唐、宋、元、明、清，构成了一部中国中原地区上下2000年形象直观的建筑史，是中国时代跨度最长、建筑种类最多、文化内涵最丰富的古代建筑群，是中国先民独特宇宙观和审美观的真实体现。山地地貌
（1）山坡地貌
山坡部位
坡积物：在坡面流水作用下，在坡地平缓处或坡麓地带常堆积着由坡上面流来的沉积物，称之为坡积物。
特点：
?纵剖面为下凹曲线，坡度为7-10度
?坡积裙上部覆盖在坡上，下部堆积在山麓或盆地边缘或河谷底部。
?组成碎屑决定于基岩。
?由上到下，颗粒由粗变细。
坡度
坡度决定土地利用种类；
坡度大小决定于土壤机械组成、土壤侵蚀强度、植被类型和盖度。
坡度的等级：
平坦地（5°以下）
缓坡（6°-15°）
斜坡（16°-25°）
陡坡（26°-35°)
急坡（36°-45°）
险坡（45°以上）
山坡方向和位臵
（2）河谷地貌
河谷-谷底（河床、河漫滩）、谷坡
河漫滩
河漫滩：
洪水期间被河水淹没的河床以外的谷底部分
形成原因：
与河床的侧方移动和枯水期和洪水期水位变化相关。
结构：
上层由细沙和粘土组成，称为河漫滩冲积物；下层有粗沙和砾石组成，称为河床冲积物。
洪积扇
洪积扇：
河流出口处堆积的扇形堆积体。
形成原因：
暂时性的河流洪水从出口流出后，由于地形变缓，水流速度变慢，水流分散并不断下渗，因而带来的大量碎屑物质在出口处堆积，形成一个扇形堆积体。
结构：
上部沙砾孔隙大，透水性强，下部粘土孔隙小，透水性差。
河流阶地
河流下切侵蚀，原先的河谷底部超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡上，这种地形称之为河流阶地。
形成原因：
河流下切侵蚀的原因，主要的有构造运动和气候变化等。构造运动主要指地壳升降运动，当地壳上升时，原先河床纵剖面的位臵相对提高，水流严重切割河床，靠近两侧谷坡的谷底部分就形成阶地。
根据形态结构特征和形成特点可分为侵蚀阶地（基岩阶地）和堆积阶地。
4 黄土地貌
4.1黄土地貌的概念
黄土堆积层见过流水侵蚀作用形成的地貌。以我国黄土高原地区最为典型。
4.2 主要外营力为：风
4.3 黄土地貌的分布：位于北纬34°-45°之间的北方干旱和半干旱区，即陕西北部、甘肃中部和东部、宁夏南
部和山西西部。
4 黄土地貌
4.3 黄土地貌的特点
黄土质地疏松，多孔隙，垂直节理发育，极易渗水，很容易被流水侵蚀形成沟谷，易沉陷和崩塌。
(2)黄土沟谷地貌
根据发生部位、发育阶段和形态特征，可将黄土沟谷分成纹沟、细沟、切沟和冲沟。
纹沟：
形成：片状水流侵蚀形成
特点：经耕作后消失
细沟:
形成：片流汇集成股流侵蚀
特点：沟底纵剖面与斜坡形成一致，横剖面呈“V”字形，沟坡没有明显的转折。宽0.5m，深0.1-0.4m，长几十米。
切沟：
形成：细沟下切加深超过耕作层
特点：纵剖面与斜坡坡面不一致，沟床多陡坎，横剖面有明显谷缘。宽、深1-2m，长几十米。
冲沟：
形成：切沟进一步下切侵蚀
特点：纵剖面呈一下凹曲线，沟头、沟壁都陡，规模较大，长数公里，深数十米到几百米。冲沟进一步发展，河床剖面逐渐变缓，沟底平坦，称坳沟。
(3)黄土沟间地貌
黄土塬
黄土堆积的高原面，塬的中心地势平坦，坡度不到1度，边缘的坡度可达5度，有些黄土塬面积可达
2000-3000km2
黄土墚
长条状的高原面，按形态可分为平顶墚和斜顶墚。
黄土峁
一种孤立的黄土丘，平面呈圆形或椭圆形。
第二节气候因素
一、气候的定义
某一地区在多年内的大气平均状况或统计状态。平均状态是用气温、降水等要素的平均值或统计量表现的。 不同的地区，气温、降水的状况不同，气候的特点也就不同。
对气候起决定作用的是
太阳辐射、地面状况、大气环流、人类活动
第二节气候因素
二、气候的意义
它影响到有机体的生命过程
影响土壤过程
控制地形、地貌的形成过程
三、几个相关概念
1.年均温
2.月均温
3.生长季长度
4.绝对低温
5.年较差：1月和7月平均温度的差值。它随纬度而加大，陆地一般比同纬度海洋大。
气温的分布用年均温的等温线图表示，一个地区的气温决定于：纬度、陆地-海洋对比和海拔高度
几个相关的概念
6.积温：大于一定温度的一定时期的日平均温度的累加之和。
苏铁(Cycas revoluta)
由于苏铁的老家是热带，生长环境
的温度高，开花积温也非常高。因
此，即使在北方多年栽培，也难以
达到开花的积温。所以很难开花。
几个相关的概念
6.积温：大于一定温度的一定时期的日平均温度的累加之和。
积温的作用：
研究热量条件的地理分布规律
研究各种植物对热量要求的差别
用积温预报作物的发育时期
温暖期：春季0℃到秋季0℃之间的时期，其余时期为霜冻期。
几个相关的概念
7.物候：自然界的生物和非生物受外界环境因素综合影响而表现出来的季节性现象。比如：植物的萌芽、开花、
结实，动物的冬眠、复苏、换毛、迁徙等。
物候的意义：
?说明一定地区的气候和土壤状况
?了解气候变化规律，进行超长气象预报
?指导农时
?制定农业区划
我国物候规律
(1)南北差异：春季始花期，由南向北渐迟，纬度差1℃，延迟5－3天，夏季，开花期，向北差1 ℃，延迟1－2
天。春季推迟的日数向北逐渐减少；夏季则相反，推迟的日数向北逐渐增多。
我国物候规律
(2)东西差异：春季开花期，内陆早，近海迟，由西向东延迟的日期，自春到夏差异减少
(3)垂直差异：春季开花期，每上升100米延迟4天，夏季延迟1－2天，由春到夏差异减少。
降水量和干燥度
我国降水量分布规律：自东南沿海向西北内陆而逐渐递减。
四、气候与景观特征
2.温带气候区景观
2.1 温带海洋性气候的特征：
2.1.1冬暖夏凉，年温差小
海洋性气候区内愈靠近大洋，气候的海洋性愈明显。特别是在冬季，因沿岸有暖流经过，西风从暖流海面吹来，气流温暖潮湿，因此冬季气温比同纬度的大陆中心和大陆东岸暖得多。最冷月均温均在0℃以上。夏季时暖流水温仍较大陆温度低，海上要比陆上凉得多。由於冬暖夏凉，年温差要比同纬度其它地区小得多。
2.1.2全年有雨，冬雨较多
此区正当温带气旋活动的路径上，气旋雨量丰沛，特别是冬季时温带气旋更为活跃，雨日很多，但降水犟度并不大。冬季降水量在全年所占比例稍大，全年没有干季。
2.2 温带大陆性气候
此类气候区距海遥远，深入内陆，四周又有山地、高原阻挡，湿润的海洋气流难以到达，终年盛行温带大陆气团，于是形成了冬冷夏热、干燥少雨的温带大陆性干旱与半干旱气候。
3.寒带气候区景观
主要包括北半球50’N以北的亚寒带和北极圈内的陆地寒带，以及南半球的南极大陆地区。
气温低。
主要气候类型为亚寒带大陆性气候、极地长寒气候和极地冰原气候
五、全球气候变化与景观变化
全球气候变暖的特征：
●近百年来，全球气温呈上升趋势，平均升温为0.6℃。全球气温的变化不呈直进式，而是呈现冷暖交替的波
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
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
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
景观生态学整理
第五章： 填空选择： 1、景观的阻抗：a穿越边界的频率b边界的不连续性c适宜性d每一个景观元素的总长度 3、网络的连通性：系统中所有结点被廊道连接的程度 4、源：某一斑块物种，随着种群数量增大，呈现“源”的特征，生物流向外扩散 汇：景观中的生物流向适宜的生境 5、斑块功能：栖息地，源，汇；廊道功能：边缘物种的栖息地，源与汇，屏障(Barrier)或过滤效应。基质的功能：连通性，狭窄地带（狭管效应）；网络的功能：结点的功能，廊道的交结地区，运动物体的源和江。 6、（选择题）孔隙率及斑块间的相互关系:a、高孔隙率对物体通过基质造成很大影响 b、影响的大小取决于流的性质 7、斑块的形状与物种流的空间取向的关系影响流的速度 简答题: 1、景观的生产功能
答：景观的生产功能指景观的物质生产能力，为生物生存提供最基本的物质保证，其中包括：A、自然景观的生产功能：自然植被的净第一性生产力，指绿色植物在单位时间和单位面积上所能累积的有机干物质 B、农业景观的生产功能：具有自然景观与人为景观的双重特征，生产功能主要体现在农业土地利用的产出上。①正向物质生产功能：通过生产潜力（光合潜力、光温潜力、气候潜力和土地潜力）来表征②负向物质生产：人类过度使用化肥、农药及农业废弃物的农业生产，造成对周围生态环境的污染 C、城市景观的生产功能：典型的人工景观，生产各类物质性及精神性产品 ①生物生产：生物初级生产（绿色植物的生产）；绿色植物生产粮食、蔬菜、水果及其它农副产品；不占主导地位，主要是维持城市生态环境质量；生物次级生产（城市中的消费者对初级生产的再生产过程） ②非生物生产：1、物质生产：正向物质生产：各类有形产品及服务，负向物质生产：城市景观的“三废”物质2、非物质生产（精神方面）：
景观生态学试题
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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。
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
景观生态学 学院：XXX 专业：XXX 学号：XXXXX 姓名：XX 指数含义与生态学意义： 一、景观水平（Land Metrics） 1景观面积： 1.1定义 景观面积为一个景观的总面积除以10000后转化为公顷（ha）。 1.2生态意义 其决定了景观的范围以及研究和分析的最大尺度，也是计算其它指标的基础。在自然保护区设计和景观生态建设中，对于维护高数量的物种，维持稀有种、濒危种以及生态系统的稳定，保护区或景观的面积是最重要的因素。 2 Patch Richness Density(斑块丰富度密度) 2.1定义 PR等于景观中所有拼块类型的总数。 2.2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。 3香农多样性指数： 3.1定义： 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。 3.2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。 4 Shannon’s Evenness Index(香农均度指数) 4.1定义 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。 4.2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。 5 破碎度指数 5.1定义 表征景观被分割的破碎程度，反映景观空间结构的复杂性，在一定程度上反映了人类对景观的干扰程度。 5.2生态学意义 它是由于自然或人为干扰所导致的景观由单一、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，景观破碎化是生物多样性丧失的重要原因之一，它与自然资源保护密切相关。公式如下： C i = N i / A i
景观生态学Landscape ecology 二、景观生态学的研究内容与基本原理 （一）研究内容 景观生态学是研究景观的结构功能和变化及景观的规划管理。 景观结构： 指的是不同景观要素之间的空间关系（各种生态系统的性状、大小、数目、种类和构图与能量、物质和物种分配的关系） 景观功能： 指的是多种景观要素之间的相互作用，即不同生态系统之间的能流、物质流和物种流。 景观变化： 指的是景观在结构和功能上随时间的变化。 景观管理： 是将景观生态学的基本理论，应用于生产实践。主要内容是通过综合分析景观特征，提出景观利用管理最优化方案。包括下述内容： ①景观生态分类；②景观生态评价；③景观生态规划设计；④景观生态规划设计的实施。 （二）景观生态学的理论基础与基本原理 景观生态学的理论基础是整体论（holism）和系统理论（system theory）。 整体论是1926年由Smuts提出的哲学思想，这一思想说明，客观现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，每一整体都是一个系统，即处于一个相对稳定态中的相互关系集合。稳定态的维持机制称之为内稳定性，它是靠一系列正反馈和负反馈因素使系统处于两种动态平衡之中。
所以从根本上说，景观生态学研究的就是内稳态的机制，也就是研究地表所有作用因素之间的相互关系如何，它们又是如何造成水平和垂直的异质性的。 关于垂直异质性问题，由于欧洲学者对景观和景观生态学的理解，与R．Forman和M．Godron的定义有所区别，比如荷兰学者I.S.Zonneveld指出，应将景观视为一个生态系统，而又认为生态系统的概念不包括范围大小。景观是在地球表面由所有作用因素形成的开放系统。这些因素组成三维现象。水平方面表现在互相联系的要素的水平格局上，垂直方面表现在存在着相互作用的很多“层”上。景观的每一层成为一门科学的研究对象（如地质学、土壤学、植被学等），而独有景观生态学则将全部土地属性形成的垂直异质性作为一个整体来研究。这是景观生态学最基本的特点。可见，整体范围内的垂直和水平异质性是景观生态学的研究对象。 Forman & Godron (1986)提出下列七个景观生态学原理: (一)景观结构和功能原理(landscapestructureand functionprinciple)： 在景观尺度上，每一独立的生态系统(或景观生态元素)可看作是一宽广的斑块，狭窄的廊道或基质。生态学对象在景观生态元素间是异质分布的。景观生态元素的大小，形状，数目，类型和结构是反覆变化的，其空间分布由景观结构所决定。 (二)生物多样性原理(biodiversity principle)： 景观异质性程度高，造成斑块及其内部环境的物种减少，同时也增加了边缘物种的丰度。 (三)物种流动原理(speciesflowprinciple)： 景观结构和物种流动是反馈环中的链环。在自然或人类干扰形成的景观生态元素中，当干扰区有利于外来种传播时，会造成敏感物种分布的的减少。 (四)养分再分配原理(nutrientredistributionprinciple)：
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
景观生态学重点总结： 景观的定义：在几十千米到几百千米范围内由不同生态系统组成的异质性地理单元。是土地的一部分，强调其美学价值，生态价值和社会效益。（景观与土地，环境的区别和联系？）景观：土地的具体一部分，是土地的外延从属，更代表了一种较为精细的尺度涵义；强调美学价值、生态价值和社会效益；具有异质性；存在形式为实体。概括其特点可为以下七性：空间异质性、地域性、可辩识性、可重复性、功能一致性、尺度性和多功能性。 土地：侧重于社会经济属性，主要关注土地的肥力、产权关系、经济价值；均质性地块单元。 环境：环绕于人类周围的客观事物的整体，包括自然因素和社会因素；存在形式有实体和非实体形式。 两大学派：美国学派：来源于生态学。侧重对景观生态系统研究，把研究建立在现代科学和系统生态学基础上，侧重对景观的异质性，多样性，稳定性的研究。形成从空间格局分析，景观功能研究，动态监测等一系列方法。 欧洲学派：来源于地理学。主要应用景观生态学方法进行土地评价，利用和规划，形成了一套景观生态规划的理论和方法。 景观生态学：研究景观结构，功能，动态变化的学科。 第二章 斑块，廊道，基底模式（patch-corridor-matrix）：是用来描述景观空间格局的基本模式。斑块：景观最小异质性单元。廊道：不同于两侧基质的狭长地带。基底：景观中范围最广，相对均质和连通性最强的部分。 景观结构（landscape structure）：景观的组分构成和空间分布方式。 异质性（difference）：在一个景观区域中，景观元素类型，组合及属性在空间和时间上的变异程度。包括时间异质性和空间异质性。 尺度：研究对象时间和空间上的细化水平。 岛屿生物地理学理论：明确岛屿的概念：与外界有相对明显的界限；不受外界干扰；内部相对均质；与外界差异显著。阐述了岛屿上物种丰富度与面积的关系，遵循那个公式。物种丰富度取决于两个过程：1.物种迁入 2.物种绝灭，迁入率和灭绝率与岛屿面积，隔离程度和年龄有关。 距离效应：由于不同种物种在传播能力上和岛屿隔离程度上的差异相互作用所产生的现象。 面积效应：岛屿面积越小，种群则越小，种群灭亡的概率也就越大。 异质种群（mata-population）：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。 经典型大陆岛屿形缀块型非平衡态中间型或复合型种群 经典型：由很多生境和大小，形态相近的缀块组成。灭绝概率相同 大陆岛屿形：由少数很大的斑块和许多面积很小的斑块组成。大陆斑块经常起到库的作用。
1．景观、景观生态学的定义 景观的定义：①景观由不同空间单位镶嵌组成，具有异制性②景观是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其结构与功能具有相关性和地域性③景观既是生物的栖息地，更是人类的生存环境④景观是处于生态系统之上，区域之下的中间尺度，具有尺度性⑤景观具有经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性。 景观生态学：研究相关景观系统的相互作用，空间组织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态系统组成的异质性地表的结构、功能和动态。 2．景观与土地、环境的区别与联系。 景观指土地的具体一部分，与土地不仅有外延上的从属关系，而且景观更代表了一种较为精细的尺度涵义；土地概念侧重于社会经济属性，主要关注的是土地的肥力，土地的产权关系、土地的经济价值等，景观概念则更强调景观供人类观赏的美学价值和景观做为复杂生命组织整体的生态价值及其带给人类的长期效益，景观具有更大的内涵。 环境指的是环绕于人类周围的客观事物的整体，包括自然因素和社会因素，它们既可以实体形式存在，也可以非实体形式存在。景观则是指构成我们周围环境的实体部分，二者不可混淆。 3．景观生态学与生态系统生态学之间的差异 ①景观是作为一个异质性系统来定义并进行研究的，空间异质性的发展和维持是景观生态学的研究重点之一；生态系统生态学是将生态系统作为一个相对同质性系统来定义并加以研究的。 ②景观生态学研究的主要兴趣是在与景观镶嵌体的空间格局，而生态系统研究则强调垂直格局，即能量、水分、养分在生态系统垂直断面上的运动与分配。 ③景观生态学考虑整个景观中的所有生态系统以及它们之间的相互作用。如能量和物种在景观斑块见的交换。 ④景观生态学除了研究自然系统外，还更多的考虑经营管理状态下的系统，人类活动对景观的影响是其重要的研究课题。 ⑤只有在景观生态学中，一些活动范围大的动物种群才能得到合理的研究。 ⑥景观生态学重视地貌过程、干扰以及生态系统间的相互关系，着重研究地貌过程和干扰对景观空间格局的形成和发展起的作用。 4．异质性的定义 是景观生态学的重要概念，指在一个景观区域中，景观元素类型、组合及属性在空间或时间上的变异程度，是景观区别于其他生命层次的最显著特征。 5．系统方法论的基本步骤 系统地提出问题；明确系统要素之间的相互关系；构建逻辑和数学模型；根据问题的性质和研究目标，分析系统的特点和研究采用的具体方法；根据要求选择最佳方案；确立系统结构的组成和相互关系。 6．岛屿生物地理学理论 岛屿面积越大，生物多样性越大，物种灭绝率越小。因此物种丰富度亦越大；隔离程度越高，物种迁入率越低，物种丰富度越低；面积大而隔离度又低的岛屿具有较高的平衡物种丰富度的功能；面积小或隔离度低的生物具有较高的周转率。 7．景观结构基本组成要素 包括斑块、廊道和基质，它们的时空配置形成的镶嵌格局即为景观结构。 8．人类活动从哪几方面影响景观结构 改变了景观中植物的优势度和多样性，特别是森林优势树种；扩大或缩小了一些动植物物种的分布区；人类活动对景观结构改变的同时，也为杂草入侵提供了机会；改变了土壤的
1、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。 2、景观生态特征：空间异质性、地域性、辨识性、可重复性和功能一致性，具有一定的气候和地貌特征，各生态系统之间的物质能量和相互影响。 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。景观强调的是异质镶嵌体，景观要素强调的是均质统一的单元，之间的转换反映了景观问题与时间空间尺度密切相关。 4、景观的分类：自然景观：原始、轻度人为活动干扰景观；经营景观：人工自然、人工经营景观；人工景观。 5、景观生态学：研究景观功能、结构和变化，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。 6、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。类型：聚集、共轭、平行、线状格局。 7、Forman:斑块散布的景观，网格状、指状、棋盘状。以一种生态系统或景观要素占绝对的优势，而另一种或多种分散在其外（绿洲、稀树草原）；在景观中以相互交叉的廊道的优势（牧场林网，高速公路网）。 8、尺度：研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，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频率。以粒度和幅
度（研究对象在空间或空间上持续的范围或长度）表达。总面积决定空间幅度。 9、空间粒度：景观中最小可辨单元，所代表的特征长度、面积或体积。时间粒度：某一现象或事件发生的频率或时间间隔。 10、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。 11、尺度上推：将小尺度上的信息转换到大尺度上的过程。尺度下推：将大尺度上的信息转换到小尺度上的过程。 12、大尺度：大空间范围或时间幅度，小比例尺，低分辨率。1:100万。小尺度：高分辨率，大比例尺，1:1万。 13、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。 14、干扰与胁迫的差异：干扰直接改变生态系统结构，胁迫改变其功能。 15、干扰的类型：来源分自然、人为；功能分内部、外部；形成机制分物理、化学、生物；局部、跨边界干扰。 16、干扰的特性：多重性，尺度性，对生态演替过程的再调节，不协调，尺度上的广泛性。 17、扰动：正常范围内的波动。干扰：系统中一些发生的不可预知的突发事件，自身无法复原到原有的面貌。
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
GIS在景观生态学中的应用 摘要：本文简要介绍了，地理信息系统的概念、特点，景观生态学的概念。详细介绍了GIS技术并在景观数据的来源、景观空间格局分析、景观生态监测、评价与管理、景观空间模拟、景观生态规划等研究中的作用。随着GIS 技术的不断发展, GIS技术在很大程度改变了生态学家开展研究的方式，同时也逐渐成为景观生态学的特征之一。 关键词：地理信息系统；景观生态学；GIS 1.引言 地理信息系统（Geographical information system，简称GIS）自上世纪60年代由加拿大的Roger F．Tomlinson创立以来，经过多年的发展，现已成为一项比较完善、实用并已涉入商业领域的应用性技术。在最近30多年内取得了惊人的进展，功能不断扩展完善，越来越显示出强大的生命力以及非常广阔的应用前景，目前已被广泛应用于城市规划、交通运输、农业生产、自然资源调查、生态环境评估、公共设施管理等多个领域。 我国地理信息系统的应用始于年代, 在陈述彭院士的积极倡导下发展较快。地理信息系统的研究深入到科研和教学诸多领域, 开发出了一些适合中国国情的软件系统, 其中一些较为完善的软件已开始步入商业化阶段。随着社会主义市场经济的建立和完善, 地理信息系统作为一种技术将给诸多学科带来新的发展契机,尤其对于处在生态学与地理学之间的边缘交叉学科—景观生态学的发展意义更为深远。 2.地理信息系统与景观生态学 地理信息系统(Geographic Information System ．简称为GIS)是对与地理环境有关的问题进行分析和研究的一门学科。它利用计算机建立地理数据库，将地理环境的各种要素及其地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数字存储，建立有效的数据管理系统．通过对各种要素的综舍分析，方便快速地获得信息，并以图形和数字方式表示结果，满足应用或研究的需要。 GIS具有如下3个特征：(1)具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力；(2)以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析和动态预测的能力；(3)在计算机系统的支持下，完成空间地理数据管理、分析和决策。计算机支持是地理信息系统的重要特征，使地理信息系统能够快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和动态分析过程。 3.地理信息系统在景观生态学中的应用 地理信息系统、遥感、全球定位系统等计算机与空间技术的发展与应用为景观生态学研究提供了重要的手段与数据来源, 并在景观生态系统结构与功能分
斑块： 思考题： 1、什么是斑块？斑块的特征？斑块的起源有哪些？斑块有哪些类型？各类型有什么特点？ 1）定义：依赖于尺度的、与周围环境（基质）在性质上或者外观上不同，表现出较明显边界，并具有一定内部均质性的空间实体。该定义强调了斑块的尺度性、空间非连续性和内部均质性。 广义上，斑块可以是有生命的，也可以是无生命的；而狭义上，斑块仅指动植物群落。 2）特征：版块的大小，形状 3）起源：一场大火后的早晨，我们迫不及待地去考察漆黑一片的景观。这是一个可怕的景象！但最令人感兴趣的是景观上零星分布的许多种斑块，两处孤立的火已燃起。附近一处小斑块已化为灰烬，而且大火已向远处蔓延。经对其考察，发现几个虽有火焰跃过但依然保留有植被的斑块。我们返回未燃烧的地方时，要穿过一小片沼泽。这个斑块由于土壤过湿，具有完全不同的动植物。随后，来到一片开垦地，并眺望一块微风吹拂的谷物斑块。 在这次考察中，至少发现了几种起源基本不同的斑块类型。这些斑块的主要成因机制或起源包括干扰、环境异质性和人类种植。若干年后，如果再观察这些斑块，其物种动态的差异会变得更加明显。 Forman和Godron（1981，1986）根据斑块的起源或成因机制将常见的景观斑块类型分为4种：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块
和引进斑块。 干扰斑块（disturbance patch） 概念：由基质或者先前的斑块中局部性干扰造成的小面积斑块称为干扰斑块。 起源：自然干扰和人类干扰。一般由短期局部性干扰形成；也可由长期持续干扰形成，主要是由人类干扰引起的；有时，长期自然干扰也能够形成干扰斑块。 特点： 基质未受干扰，而斑块受到干扰。 种群大小、迁入率和灭绝率等在初始剧烈变化，随后进入平稳演替阶段；当基质和斑块融为一体时，干扰斑块消失（图） 具有最高的周转率，持续时间最短，通常是恢复最快的斑块 类型。但长期持续干扰斑块也能保持稳定，持续时间较长 残存斑块（remnant patch） 概念：景观中由于大面积干扰所造成的、在局部范围内幸存的自然或半自然生态系统或者某一自然生态系统的片断。 起源：基质受到大面积自然干扰和人类干扰的影响，在其局部范围内幸存的自然或半自然生态系统或其片断，其成因机制与干扰斑块相反。 特点： 基质受干扰，而斑块未受到干扰。 种群大小、迁入率和灭绝率等在初始剧烈变化，随后进入平稳演替阶段；当干扰消失后，在自然界同化作用下能很快地融合在基质内，残存斑块消失。斑块具有较高的周转率（图）。 与干扰斑块在外部形式上似乎有一种正反对应关系。 环境资源斑块（environmental resource patch） 概念：由于环境资源条件（土壤类型、水分、养分及地形有关的各种
景观生态学复习重点 第一章绪论 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。 第二章景观生态学的理论基础 1.等级理论 任何系统都属于一定的等级，并具有一定的时间和空间尺度。等级结构是一个由若干单元组成的有序系统，对于任何等级的生物系统，它们都是由低一等级水平上的组分（亚系统）组成。同时本身又是高一等级水平上的组成成分。 2.岛屿生物地理学理论：（“物种-面积”关系、均衡理论、聚合种群理论） （1）“物种—面积”关系：S = CAz （S：物种丰富度；A：物种存在的空间面积；C：物种的分布密度；z：一个统计指数，理论值为0.263，通常为0.18-0.35） （2）均衡理论：岛屿物种数目的多少，应当由“新物种”向区域中的迁入和“老物种” 的消亡或迁出之间的动态变化所决定，它们遵循着一种动态均衡的规律。当迁入率和灭绝率相等时，岛屿物种数达到动态的平衡状态，即物种的数目相对稳定。 （3）聚合种群理论：指在斑块生境中，空间上具有一定的距离，但彼此间通过扩散个体相互联系在一起的许多小种群或局部种群的集合，一般也称为一个种群的种群。 3.复合种群持续生存的必要条件 ①离散的局部繁殖种群。 ②所有的亚种群均有绝灭的风险。即使是最大的亚种群也有绝灭的可能。 ③亚种群有重建的可能。重建率随斑块间距离的增大而锐减，也与物种的迁移能力有关。 ④局域动态的非同步性。 4.渗透理论（临界阈现象，渗透阈值0.5928） （1）临界阈现象：某一事件或过程在影响因子或环境条件到达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另一种截然不同状态的过程。 （2）渗透阈值0.5928 5.源－汇系统理论（“源”种群与“汇”种群，源斑块与汇斑块） （1）所谓“源”种群是那些在条件较好的斑块生境中生存并具有较高增长率的局部种群。（2）所谓“汇”种群是指那些在条件较差的斑块生境中生存并具有负的种群增长率的局部种群。 （3）包含源种群的生境视为源斑块，而将汇种群所占据的生境作为汇斑块。物种总是从源斑块向汇斑块迁移。 6.尺度的定义和表达 （1）定义：指在所研究的生态系统的面积大小（空间尺度），或者指所研究的生态系统动态的时间间隔（即时间尺度）。 （2）表达：粒度和幅度 第三章景观结构 1.斑块（概念，起源）