景观生态学11——景观生态过程
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景观生态学—格局、过程、尺度与等级邬建国高等教育出版社2000年12月Landscape Ecology Pattern,Process,Scale and Hierarchy,Higher Education Press景观生态学中的基本概念起源与发展起源于中欧和东欧,可追溯到20世纪30年代。
德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词,并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。
Naveh和Lieberman(1984)继承并发展了欧州景观生态学的概念,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科学,是整体人类生态系统科学的一个分支。
”在北美,直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。
如今,等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用,为该科学增添了新内容和新特点。
研究范畴研究对象和内容(1)景观结构:景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。
(2)景观功能:景观结构与生态学过程的相互作用,或景观结构单元之间的相互作用。
主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。
(3)景观动态:景观在结构和功能方面随时间的变化。
也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化,以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。
研究的重点:(1)空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用;(2)格局—过程—尺度之间的相互关系;(3)景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题;(4)人类活动与景观结构、功能的相互关系;(5)景观异质性(或多样性)的维持和管理。
格局、过程、尺度格局(Pattern)是指空间格局,广义地讲,它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。
过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。
尺度(Scale),广义地讲,是指在研究某一物体或现象是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和时间上所涉及到的范围和发生的频率。
景观生态学的基本理论一、耗散结构理论1. 耗散结构理论概述一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统),通过不断地与外界交换物质和能量,在系统内部某个变量的变化达到一定的阈值时,通过涨落,系统可能发生突变,由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。
由于这种在远离平衡的非线性区形成的有序结构,以能量的耗散来维持自身的稳定性,故称为“耗散结构” (dissipative structure) 。
耗散结构:位于远离平衡态的复杂系统,在外界能量流或物质流的维持下,通过自组织形成一种新的有序结构。
2. 耗散结构理论的意义耗散结构理论认为:生态系统属于耗散结构系统,在于:1) . 生态系统是开放系统;2) . 所有生态系统都远离热力学平衡态;3) . 生态系统中普遍存在着非线性动力学过程。
二、等级理论 ( hierarchy theory )等级理论是关于复杂系统结构、功能和动态的系统理论。
通常,等级是一个由若干个单元组成的有序系统,而复杂性常具有等级形式。
一个复杂系统由相互关联的亚系统组成,亚系统又由各自的亚系统组成,往下类推直到最低层次。
所以,等级系统中的每一层次都由不同的亚系统或整体元组成,每一级组成单元相对于低层次表现出整体特性,而对高层次则表现出从属性或制约性。
基于等级理论,复杂系统可视为由具有离散性等级层次组成的等级系统。
解析:高等级层次上的生态过程(如全球植被变化)呈现大尺度、低频率和慢速;而低等级层次的生态过程(如局地植物群落物种组成变化)为小尺度、高频率和快速。
不同等级层次间相互作用,高层次对低层次的制约作用在模型中可表达为常数,而低层次提供机制和功能,其信息常以平均值的形式来表达。
等级系统结构:分垂直和水平两种。
前者指等级系统层次数目、特征及其相互作用关系,后者指同一层次上亚系统的数目、特征和相互作用关系。
层次和整体单元的边界称为界面。
景观生态学景观生态学景观生态学是生物学和地理学两个学科的交叉学科,研究生物体与其生境之间相互关系的过程和机理。
景观生态学通过对地表区域空间格局和结构、生态过程和功能的研究,揭示自然生态系统的复杂性和人类活动对生态系统的影响。
本文将重点介绍景观生态学的概念、原理和应用。
景观生态学的概念和原理:景观是指地表的部分或全部区域范围内的空间格局和结构。
而生态系统是一组生物体和其生存环境的整体。
景观生态学关注的是生物体在其生境中的空间分布,以及生态系统内部和生态系统之间的相互作用。
景观生态学的主要原理有以下几个:1. 空间尺度:景观生态学在地表区域的不同空间尺度上研究生物体和其生境之间的关系。
从点尺度到面尺度,再到区域尺度,不同空间尺度上的研究可以揭示出不同尺度上的生态过程和功能。
2. 边缘效应:边缘效应是指生态系统边缘与内部之间的过渡地带。
边缘效应能够影响生物体的分布、迁移和生态过程。
研究边缘效应对于保护和恢复生态系统具有重要意义。
3. 斑块动态变化:景观生态学研究生态系统内的斑块(即各种生境的区域)之间的尺度、形状和分布的变化过程。
斑块的动态变化可以影响生态系统的稳定性和功能。
景观生态学的应用:景观生态学的研究成果可以为生态系统管理和保护提供科学依据。
以下是景观生态学的几个应用方面:1. 生态恢复和修复:研究景观的结构和功能,可以帮助设计和实施生态恢复和修复计划。
通过改善斑块的连通性和提高边缘生境的质量,可以促进物种迁移和适应。
2. 优化土地利用规划:景观生态学的研究可以为土地利用规划提供科学依据。
合理的土地利用和布局可以最大限度地保护和改善生态系统的功能。
3. 生物多样性保护:通过研究生物体的分布和迁移,可以为保护生物多样性提供指导。
保留和恢复物种的栖息地和移动通道,可以维持生物多样性的稳定。
4. 生态系统服务:景观生态学可以评估和量化生态系统对人类的服务价值,如提供食物和水源、调节气候和洪水、提供休闲和文化价值等。
1、景观的生态功能通过哪些途径来实现的?景观的生态功能主要表现为公益价值,如提供生物进化所需要的丰富物种和遗传资源,太阳能和二氧化碳的固定,区域气候调节,维持水及营养物质的循环,土壤的形成与保护,污染物的吸收与降解,创造物种赖以生存与繁育的条件,维护整个大气化学组分的平衡与稳定,维持生物多样性等。
景观的这些功能虽不能表现为直接的生产和消费价值,但它们是景观中各种直接价值产生和形成的基础。
景观从不同的角度定义是不同的。
想必如若闹市里没有一点森林景观,没有给鸟类提供栖息的地方,它们也绝不会出现在人类的生活当中。
植物是万物生存的最基本物资来源,植物通过光合作用而使整个生态系统进行物资循环与能量传递。
我国南北、东西的气候差异,西部沙漠,东部沿海,高山植被,城市公园、湖泊、河流等各种可形成景观的基底,都使当地的气候环境有所差异。
现在流行的“热岛效应”不会发生在森林聚集的地方,没有树木的地方其水源深度也不相同,水土流失的主要治理方式就是要有植被覆盖土壤等等,这些无形的价值都要有合理的景观建设才能产生更大的生态效益。
随着人类文明的进步、科学文化的发展、各项社会福利的逐步改善,景观对于人们来说是一美的享受,故此景观在人们精神的上也倍加认可。
2、景观异质性与景观多样性是一种怎样的关系?对景观异质性的管理是生物多样性保护的基本思路掌握景观异质性与生物多样性之间的关系,有助于解决生物多样性保护的科学与实践问题。
目前得到认同的基本原理主要有以下几点:①景观异质性导致生物多样性。
首先,景观异质性意味着景观中景观要素类型的多样性,也就意味着生境类型多样性,可以为多种生物提供栖息地,可以维持更高的生物多样性;其次,异质性会增加边缘生境和边缘种的丰富度,增加需要多重景观要素的物种丰富度,增强了物种共存的总体潜力,为多种生物共存提供生境基础;景观异质性大,大规模斑块减少,完整的大面积内部生境面积缩小,稀有内部种的丰富度减少,边缘生境和边缘物种的丰富度增加,要求两个以上景观要素的物种的丰富度增加,同时提高了总的物种共存潜力。
景观生态学一、名词解释:1、景观:是由一组类似方式重复出现的,相互作用的生态系统所组成的异质性陆地区域。
2、景观生态学:是以景观为研究对象,重点研究景观的结构、功能和变化,以及景观的科学规划和有效管理的一门宏观生态学科。
3、斑块:是在外观上不同于周围环境的非线性地表区域,具有相对同质性,是构成景观的基本结构和功能单元。
4、内源比:板块的内部面积和外部面积之比。
5、漏斗效应:斑块的狭长形状外延部分成为半岛,在景观内可起到物种迁移通道的作用,在半岛的前端,动物迁移路径的密度较高,这一现象叫漏斗效应。
6、本底:本底是景观中范围最大,连通性最好,在很大程度上决定着景观的性质,对景观的动态起着主导作用的景观要素。
7、生态交错带:也叫生态过渡带,指生态系统中不同物质能量体系、结构功能之间形成的界面。
8、边际效应:也叫边缘相应。
指景观单元边缘部分由于受外围影响而表现出与中心部分显著不同的生态学特征的现象。
9、景观格局:是景观要素在景观空间内的配置和组合方式,是景观结构与景观生态过程相互作用的结果。
10、景观破碎化:是景观变化的一种重要表现呢形式,更多的用来描述自然植被景观的变化和作为大型生物生境景观的变化。
11、尺度推绎:是指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其它尺度上的特征,也称尺度外推。
12、敏感性:是用来衡量公众对某一风景关注程度的一个概念.13、孔隙率:指单位面积本底中的板块数目,即斑块密度。
二、简答和填空。
1、景观的基本特征:(1)景观是一个生态学系统(2)景观是具有一定自然和文化特征的地域空间实体(3)景观是异质生态系统的镶嵌体(4)景观是人类活动和生存的基本空间。
2、景观生态学的特点:(1)整体观和系统观(2)异质性和尺度性(3)综合性和宏观性(4)目的性和实践性3、景观的形成因素有:地质地貌、气候、土壤、植被、干扰5方面的因素。
4、廊道的起源类型分为4种:干扰型、残留型、环境资源型和人为引入型。
景观生态学—格局、过程、尺度与等级邬建国高等教育2000年12月Landscape Ecology Pattern,Process,Scale and Hierarchy,Higher Education Press 景观生态学中的基本概念起源与发展起源于中欧和东欧,可追溯到20世纪30年代。
德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词,并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。
Naveh和Lieberman(1984)继承并发展了欧州景观生态学的概念,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科学,是整体人类生态系统科学的一个分支。
”在北美,直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。
如今,等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用,为该科学增添了新容和新特点。
研究畴研究对象和容(1)景观结构:景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。
(2)景观功能:景观结构与生态学过程的相互作用,或景观结构单元之间的相互作用。
主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。
(3)景观动态:景观在结构和功能方面随时间的变化。
也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化,以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。
研究的重点:(1)空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用;(2)格局—过程—尺度之间的相互关系;(3)景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题;(4)人类活动与景观结构、功能的相互关系;(5)景观异质性(或多样性)的维持和管理。
格局、过程、尺度格局(Pattern)是指空间格局,广义地讲,它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。
过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。
尺度(Scale),广义地讲,是指在研究某一物体或现象是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和时间上所涉及到的围和发生的频率。
简述景观生态学理论景观生态学(Landscape Ecology)是研究在一个相当大的区域内,由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。
下面由店铺为大家整理的简述景观生态学理论,希望对大家有帮助!简述景观生态学理论许多学者对景观生态学基础理论的探索已经作出了重要贡献,例如Risser等提出的5条原则,Forman等提出的7项规则等等。
但从景观生态学理论研究现状来看,目前用理论这一术语表达景观生态学的基础理论,比用原理、定律、定理等方式更适宜些。
相关学科为景观生态学提供的基础理论,概括起来主要有以下7项。
1.生态进化与生态演替理论达尔文提出了生物进化论,主要强调生物进化;海克尔提出生态学概念,强调生物与环境的相互关系,开始有了生物与环境协调进化的思想萌芽。
应该说,真正的生物与环境共同进化思想属于克里门茨。
他的五段演替理论是大时空尺度的生物群落与生态环境共同进化的生态演替进化论,突出了整体、综合、协调、稳定、保护的大生态学观点。
坦斯里提出生态系统学说以后,生态学研究重点转向对现实系统形态、结构和功能和系统分析,对于系统的起源和未来研究则重视不够。
但就在此时,特罗尔却接受和发展了克里门茨的顶极学说而明确提出景观演替概念。
他认为植被的演替,同时也是土壤、土壤水、土壤气候和小气候的演替,这就意味着各种地理因素之间相互作用的连续顺序,换句话说,也就是景观演替。
毫无疑问,特罗尔的景观演替思想和克里门茨演替理论不但一致,而且综合单顶极和多顶极理论成果发展了生态演替进化理论。
生态演替进化是景观生态学的一个主导性基础理论,现代景观生态学的许多理论原则如景观可变性、景观稳定性与动态平衡性等,其基础思想都起源于生态演替进化理论,如何深化发展这个理论,是景观生态学基础理论研究中的一个重要课题。
2.空间分异性与生物多样性理论空间分异性是一个经典地理学理论,有人称之为地理学第一定律,而生态学也把区域分异作为其三个基本原则之一。