第六章-景观生态学的基本理论PPT课件

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3、系统论的基本概念：系统、层次、结构、 功能、反馈、信息、平衡、涨落、突变和 自组织等。
4 、系统论的原则：整体性、关联性、结构 性、开放性、动态性
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5 、景观生态学与系统论的关系
A 、综合整体性思想 B 、有机关联性思想 C 、动态性思想 D 、有序性思想 E、目的性思想
尺度上推（scaling up）和尺度下推（scaling down）
将小尺度上的信息转换到 大尺度上的过程。
将大尺度上的信息转换到 小尺度上的过程。
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尺度推绎的相关术语
粗粒化（coarse-graining）：指当粒度增加时的信息转 化过程，属于尺度上推的一种。
细粒化（fine-graining）：指当粒度减小时的信息转化过 程，属于尺度下推的一种。
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第二节 景观生态学中的一些基本理论
一、系统论
1、系统论：是一门运用逻辑学和数学方法研究一 般系统运动规律的理论，从系统的角度揭示了客 观事物和现象之间相互联系、相互作用的共同本 质和内在规律性。
2、系统的主题：阐述对于一切系统普遍有效的原 理，不管系统组成元素的性质和关系如何，任何 学科的研究对象都可看作一个系统。
地理学或地图学中的比例尺（Scale）不同于景观 生态学中的尺度的用法，并且表现为相反的含义。
大比例尺-分辨率高，如1：10万（大比例尺）分辨率高； 1：100万分辨率低
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3、景观生态学的尺度研究
景观生态学的研究基本对应着中 尺度范围，即从几十公里到几百公 里，从几年到几百年。
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4、尺度转换(尺度推绎Scaling）
✓ 尺度转换的重要性
生态学中大多数研究是在小范围和短时间 内完成的，而且缺乏重复性。
然而，大尺度wk.baidu.com的现象往往是很 重要的。
因此，尺度转换在研究景观的格 局和过程时非常重要。
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尺度推绎
尺度推绎（scaling） ：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，或者通过在多尺 度上的研究探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程。
S = CAZ (1)
式中, S 代表物种丰富度,A 代表岛屿面积, C 为与生物地 理区域有关的拟合参数, Z 为与到达岛屿难易程度有关的 拟合参数。
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岛屿生物地理学理论
物种丰富与面积、隔离程度的关系： 岛屿上物种的丰富度取决于两个过程：
物种迁入和物种绝灭
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岛屿生物地理学理论
距离效应：由于不同种在传播能力方面的 差异和岛屿隔离程度相互作用所引起的现 象称为“距离效应” 。
面积效应 ：岛屿面积越小，种群则越小， 由随机因素引起的物种绝灭率将会增加。 该现象称为“面积效应”。
综合整体性、有机关联性、动态性、有序性
和目的性是一般系统论最基本的出发点，同时也
是景观生态系统最重要的5个基本特征，从而使
系统论成为研究景观生态系统的强有力工具。
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二、尺度性原理
景观学中的尺度常指研究对象时间和空间 的细化水平。
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1、尺度的概念
尺度(scale)：通常指在研究某一物体 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和 时间上所涉及到的范围。
第一种方法：简单聚合法（lumping）
通过同时增加模型的粒度和幅度，利用小尺度 上的变量或参数的平均值来推出大尺度上的变 量或参数平均特征。
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粒度不变增加幅度
第二种方法：直接外推法(direct extrapolation)
把局部小尺度模型应用到景观中适合此模型的 所有斑块，然后计算各种类型的所有斑块的 （面积加权）输出总和，并作为对整个景观的 估计。
第六章 景观生态学的基本理论
第一节 概述
每一门学科都有自身的理论体系与方法论 景观生态学的基本理论与原则来自于:
✓ 来自母体学科，特别是生态学与地理学 ✓ 来自相关学科，特别是系统科学与信息科学 ✓ 景观生态学领域具有普遍意义的研究成果的抽
象和提高
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基本理论
（一）系统论与景观生态学 （二）时空尺度理论 （三）岛屿生物地理学理论 （四）异质种群（复合种群） （五）景观连接度和渗透理论 （六）等级理论和景观复杂性 （七）等级斑块动态范式
外推（extrapolation）:将信息从一个小的幅度转化到一 个更大的幅度上的过程，属于尺度上推 的一种。
空间内插值（spatial interpolation）: 当涉及的空间数据 不能覆盖整个研究区域时，需要用已测点的信息来估计未 测点的数值，这一过程称为空间内插值。
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5、尺度推绎的途径和方法
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A、C、D、 E具有同样的 空间粒度。
A、B、E具 有同样的空 间幅度。
• 空间粒度和空间幅度
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一般而言，从个体、种群、群落、生态系统、景观 到全球生态学，粒度和幅度呈逐渐增加趋势。
大尺度（或粗尺度，coarse scale）: 是指大空间范围 或时间幅度，往往对应小比例尺、低分辨率（因局部信息 被忽略）
通过对小尺度模型在空间上的显示积分来实现。 该方法要求小尺度模型是空间显示的数学函数， 而且能够积分。
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三、岛屿生物地理学理论
岛 屿：是一种假设，被称作重要的自然实验室。
如沙漠中的绿洲、陆地中的水体、开阔地包围的林地 和自然保护区等.
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岛屿生物地理学理论
岛屿生物地理学理论定量阐述了岛屿上物 种的丰富度与面积的关系, 其关系式如下:
尺度可分为空间尺度和时间尺度。
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2、尺度的表达
•尺度往往以粒度(grain)和幅度(extent) 来表达。
➢空间粒度：指景观中最小可辩识单 元所代表的特征长度、面积或体积。
➢时间粒度：指某一现象或某一干扰 事件发生的频率或时间间隔。
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➢幅度是指研究对象在空间或时间上 的持续范围或长度。
空间幅度：所研究区域的总面积。 时间幅度：研究项目持续的时间。
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粒度不变增加幅度
第三种方法：期望值外推法(extrapolation by expected value)
先利用小尺度斑块模型对景观中不同类型的斑 块进行模拟，然后根据其输出结果计算所研究 景观特征的期望值，最后将期望值乘以景观的 总面积而获得景观尺度的结果。
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第四种方法：显示积分法（explicit intergration）