08.第六章 生态学基础(景观生态学基本概念)
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景观生态知识点总结一、景观生态学的基本概念1. 景观生态学的定义景观生态学是研究生物与环境相互作用的一门学科,它关注的是不同尺度上的景观组织形态、结构和功能,以及人类活动对景观的影响。
景观生态学强调了生态学和地理学之间的交叉,它旨在推动人类与自然之间的和谐发展。
2. 景观生态学的原理景观生态学的原理包括景观格局、景观过程和景观功能。
景观格局指的是景观中不同生境类型的空间分布和连接性;景观过程指的是物质和能量在景观中的流动和转化过程;景观功能指的是景观对生态系统的支持和影响。
3. 景观生态学的研究内容景观生态学的研究内容涉及景观生态学原理、景观生态结构、景观生态功能、景观生态过程、景观生态演替和景观生态保护等方面。
景观生态学的研究内容涵盖了从微观到宏观、从实地到理论的多个层次。
二、景观生态设计的原则1. 景观生态设计的目标景观生态设计的目标是通过最小化人类活动对自然环境的负面影响,最大化生物多样性和生态系统的健康状况。
景观生态设计强调了人类与自然之间的和谐共生,旨在创造一个具有生态价值和文化意义的景观。
2. 景观生态设计的原则景观生态设计的原则包括生物多样性原则、生态功能原则、演变原则和文化整合原则。
生物多样性原则强调了景观生态设计应该尊重和保护自然界的生物多样性;生态功能原则强调了景观生态设计应该促进景观中的物质和能量的流动和转化;演变原则强调了景观生态设计应该考虑景观的演替和演变过程;文化整合原则强调了景观生态设计应该充分考虑当地社会文化和历史传统。
三、景观生态规划的方法和工具1.景观生态规划的方法景观生态规划的方法包括遥感技术、地理信息系统(GIS)、景观模拟和多目标优化方法等。
遥感技术可以获取大范围、动态、多尺度的景观信息;GIS可以对景观信息进行存储、管理、分析和表达;景观模拟可以对景观演替和景观规划进行模拟和预测;多目标优化方法可以对不同的景观管理目标进行优化和协调。
2.景观生态规划的工具景观生态规划的工具包括景观格局指数、景观连接度指数、景观优化模型、景观评估方法和景观监测系统等。
目录第一章景观生态学中的基本概念………………………………………………1.1 景观和景观生态学…………………………………………………………1.1.1 景观和景观生态学的定义……………………………………………1.1.2 景观生态学发展历史………………………………………………1.1.3 关于景观生态学中欧洲和北美学派之说……………………………1.2 景观生态学的研究范畴……………………………………………………1.2.1 景观生态学研究的对象和内容………………………………………1.2.2 景观生态学与其他生态学科的关系…………………………………1.3 格局、过程、尺度……………………………………………………………1.4 空间异质性和斑块性………………………………………………………1.5 干扰………………………………………………………………………1.6 斑块-廊道-基底模式……………………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第二章景观格局的形成、结构和功能特征………………………………………2.1 影响景观格局形成的主要因素………………………………………………2.2 斑块的结构和功能特征……………………………………………………2.2.1 斑块的主要类型、成因和机制………………………………………2.2.2 斑块的结构特征和生态学功能………………………………………2.3 廊道、网络与基底的结构和功能特征…………………………………………2.3.1 廊道的结构和功能特征……………………………………………2.3.2 网络与基底的结构和功能特征………………………………………2.4 景观镶嵌体格局和生态学过程………………………………………………2.5 景观镶嵌体格局和种群遗传学过程…………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第三章景观生态学中的一些基本理论和重大论题……………………………3.1 岛屿生物地理学理论………………………………………………………3.1.1 岛屿生物地理学理论的主要内容……………………………………3.1.2 岛屿生物地理学理论的数学模型……………………………………3.1.3 岛屿生物地理学理论的验证与应用…………………………………3.2 复合种群理论………………………………………………………………3.2.1 复合种群的概念……………………………………………………3.2.2 复合种群的类型……………………………………………………3.2.3 复合种群模型………………………………………………………3.3 景观连接度和渗透理论……………………………………………………3.3.1 景观连接度…………………………………………………………3.3.2 临界阈现象和渗透理论……………………………………………3.3.3 景观中性模型………………………………………………………3.4 等级理论和景观复杂性……………………………………………………3.4.1 系统复杂性…………………………………………………………3.4.2 等级理论的主要内容………………………………………………3.4.3 等级理论的热力学基础……………………………………………3.5 景观生态学中的十大核心研究论题…………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第四章等级斑块动态范式………………………………………………………4.1 科学范式及其重要性………………………………………………………4.2 生态学范式及其变迁………………………………………………………4.2.1 平衡范式……………………………………………………………4.2.2 多平衡及非平衡范式………………………………………………4.2.3 种群生态范式与生态系统范式………………………………………4.3 等级斑块动态范式…………………………………………………………4.3.1 斑块动态理论………………………………………………………4.3.2 等级斑块动态………………………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第五章景观格局分析……………………………………………………………5.1 景观格局分析概述…………………………………………………………5.2 景观指数…………………………………………………………………5.2.1 常用的景观指数……………………………………………………5.2.2 景观指数应用举例…………………………………………………5.2.3 景观指数的尺度效应、方向性以及其他行为学特征……………………5.3 空间统计学方法……………………………………………………………5.3.1 空间自相关分析……………………………………………………5.3.2 半方差分析…………………………………………………………5.3.3 其他空间分析方法…………………………………………………5.4 可塑性面积单元问题………………………………………………………5.4.1 什么是可塑性面积单元问题…………………………………………5.4.2 可塑性面积单元问题的研究及生态学意义……………………………5.4.3 如何对待可塑性面积单元问题………………………………………5.5 景观格局分析中的误差问题…………………………………………………5.6 景观格局分析中的一些挑战性问题…………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第六章景观模型与尺度推绎……………………………………………………6.1 生态学模型概述……………………………………………………………6.1.1 什么是模型…………………………………………………………6.1.2 模型的种类…………………………………………………………6.1.3 生态学建模的一般原理和过程………………………………………6.2 景观模型的主要类型及特征…………………………………………………6.3 空间概率模型………………………………………………………………6.4 细胞自动机模型……………………………………………………………6.5 景观机制模型………………………………………………………………6.5.1 空间生态系统模型…………………………………………………6.5.2 空间显式斑块动态模型……………………………………………6.6 空间尺度推绎………………………………………………………………6.6.1 尺度推绎的概念……………………………………………………6.6.2 尺度推绎的必要性…………………………………………………6.6.3 尺度推绎的途径和方法……………………………………………6.6.4 尺度推绎战略指南…………………………………………………6.7 景观实验模型系统…………………………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第七章遥感、地理信息系统和全球定位系统……………………………………7.1 遥感………………………………………………………………………7.2 地理信息系统………………………………………………………………7.3 全球定位系统………………………………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………第八章景观生态学应用…………………………………………………………8.1 景观生态学应用的两种指导思想……………………………………………8.2 景观生态学应用原理………………………………………………………8.3 景观生态学应用的一些重要领域……………………………………………8.3.1 自然保护和恢复生态学……………………………………………8.3.2 生态系统管理………………………………………………………8.3.3 土地利用规划………………………………………………………8.3.4 景观生态学和可持续性科学…………………………………………推荐阅读文献……………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………索引…………………………………………………………………………………北美景观生态学的“纲领性文件”,对后来这一学科发展的方向和进程起到了重要的指导作用。
1景观:指由一组以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,其空间尺度在数千米到数十千米范围。
2景观生态学: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。
其研究内容包括四个方面:(1)、景观功能(2)、景观结构(3)、景观动态(4)、景观规划与管理。
3空间异质性:空间异质性是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性和复杂性。
4景观格局:景观生态学中的格局,一般是指空间格局,它表示景观要素斑块和其它结构成分的类型、数目以及空间分布于配置模式,景观空间格局是景观结构的重要特征之一,是景观异质性的外在表现形式。
5景观生态学尺度:是对研究对象在空间上和时间上的测度,分别为空间尺度和时间尺度。
大尺度常指较大空间范围内的景观特征,对应于较小的比例尺和较低的分辨率。
小尺度常指较小范围内的景观特征,对应于较大的比例尺和较高的分辨率。
6粒度:空间粒度是指景观中较小可辨识的单位所代表的特征长度、面积、体积。
时间粒度是某一现象在时间上发生的频率或时间间隔。
7幅度:指研究对象在空间上涉及的范围,时间上的持续长度。
研究区域的总面积决定该研究空间的幅度,研究项目持续的时间决定其时间的幅度。
8距离效应:距离大陆越远的岛屿物种迁入率越小。
9面积效应:岛屿的面积越小,其灭绝率越大。
(面积大距离近,比面积小距离远的岛屿的平衡物种数目大。
)10设计自然保护区的原则:(1)、保护面积越大越好(2)、单个保护区比面积相同但分隔开的若干个小保护区好。
(3)、若干个分割的小保护区越近越好(4)、若干个小保护区排列越紧凑越好,线性排列最差。
(5)、有走廊连接的更好(6)、圆形比条形好。
11干扰的概念:干扰是阻断原有生物系统生态过程的非连续性事件,它改变或破坏生态系统、群落、种群的组成和结构,改变生物系统地资源基础和环境状况。
12干扰的类型:1自然干扰和人为干扰2、细尺度干扰和粗尺度干扰3、内部干扰和外部干扰4、破坏性干扰和增益性干扰。
景观生态学概念介绍景观生态学是研究景观结构、功能和动态变化对生态系统功能、生物多样性和可持续发展的影响的学科。
通过对不同尺度上的景观格局和过程进行分析,景观生态学可以为自然资源管理、生态环境保护和土地规划提供科学依据。
本文将详细讨论景观生态学的概念、研究方法和应用领域。
概念景观生态学研究的核心是景观结构和功能。
景观结构指的是在一定空间范围内,由不同空间单元(如森林、湖泊、草地等)组成的空间组织方式。
景观功能则关注景观格局与生态过程之间的相互作用,包括物质和能量的流动、物种迁移和群落扩散等。
景观生态学通过研究景观结构和功能的关系,揭示人类活动对生态系统的影响及其环境效应,为解决生态环境问题提供理论支持。
研究方法1.遥感技术:利用遥感数据获取景观特征的优势,如植被覆盖、景观类型、边界和连接性等。
2.地理信息系统(GIS):结合遥感数据和地理空间分析方法,从不同尺度上对景观进行分类、测量和分析。
3.数学模型:通过建立数学模型,模拟和预测景观变化对生态系统的影响。
4.野外调查和实验:通过野外采样和实验,获取景观组成和生态过程的实际数据,验证模型的准确性。
应用领域1.生态系统管理:景观生态学为生态系统管理提供科学依据,可以评估和监测人类活动对生态系统的影响,并制定相应的保护和恢复策略。
2.物种保护:通过研究景观结构和功能与物种迁移、种群扩散和生物多样性保护之间的关系,为物种保护和恢复提供科学依据。
3.土地规划:景观生态学可以指导土地开发和规划,合理划分不同功能区域,实现生态与经济的双赢。
4.自然灾害防治:研究不同类型和尺度的景观及其对自然灾害的响应,可以帮助预测和减轻自然灾害对生态系统和人类社会的危害。
结论景观生态学是一门综合性学科,对于生态系统管理、物种保护、土地规划和自然灾害防治具有重要意义。
通过研究景观结构和功能,我们可以更好地理解人类活动对生态系统的影响,并采取相应的措施保护生态环境。
未来,随着遥感和GIS技术的不断发展,景观生态学将在更多领域发挥重要作用,为可持续发展做出贡献。
第一章景观生态学的概念及发展⏹景观生态学是现代生态学中内容最丰富、发展最快、影响最广泛的学科之一。
⏹“景观生态学”一词早在1939年就曾提出,但直到20世纪80年代初,它才开始发展成为一门相对独立、渐为国际学术界公认的生态学分支学科。
一、基本概念⏹1 生态学⏹2 景观⏹3 景观生态系统⏹4 景观生态学1 景观景观的特征与表象是丰富的,人们对景观的感知和认识也是多样的。
景观(landscape)的定义有多种表述,但大都是反映内陆地形、地貌或景色的(诸如草原、森林、山脉、湖泊等),或是反映某一地理区域的综合地形特征。
(图)1.1 景观(landscape)的定义⏹在生态学中,景观的定义可概括为狭义和广义两种。
⏹狭义景观:是指在几十千米至几百千米范围内,由不同类型生态系统所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元。
⏹区域:反映气候、地理、生物、经济、社会和文化综合特征的景观复合体相应地称为区域。
狭义景观和区域即人们通常所指的宏观景观;⏹广义景观:包括出现在从微观到宏观不同尺度上的,具有异质性或缀块性的空间单元。
广义景观概念强调空间异质性,景观的绝对空间尺度随研究对象、方法和目的而变化。
(图)它体现了生态学系统中多尺度和等级结构的特征。
几种代表性的景观定义⏹Naveh: 景观是自然、生态和地理的综合体,包括所有的自然与人为格局和过程。
⏹Haber:景观是为生物或人类所综合感知的土地,而不考虑其单个成分。
⏹Forman:景观是由相互作用的生态系统镶嵌组成,并以类似形式重复出现,具有高度空间异质性的区域。
⏹景观最新定义: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。
⏹综合起来,对景观可以作如下理解:⏹①景观由不同空间单元镶嵌组成,具有异质性;⏹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。
景观生态学一、概念1938年,德国地理植物学家特罗尔首先提出了景观生态学这一概念。
70年代后,全球性资源、环境、人口、粮食问题日趋严重,加之生态系统思想的广泛传播,使景观生态学得到了很大的发展。
参与景观生态研究的有自然地理学家、生态学家、农学家、规划专家、建筑家、环境保仿护学者以及经常学者等各方面的人士。
景观生态学的目的就是要协调人类与景观的关系,如进行区域开发、城市规划、景观动态变化和演变趋势分析等等。
景观生态学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的空间结构,相互作用,协调功能以及动态变化的一门生态学新分支.景观在自然等级系统中一般认为是属于比生态系统高一级的层次。
景观生态学以整个景观为研究对象,强调空间异质性的维持与发展,生态系统之间的相互作用,大区域生物种群的保护与管理,环境资源的经营管理,以及人类对景观及其组分的影响。
在景观这个层次上,低层次上的生态学研究可以得到必要的综合。
作为一门学科,景观生态学是在60年代在欧洲形成的。
早期欧洲传统的景观生态学主要是区域地理学和植物科学的综合。
土地利用规划和决策一直是景观生态学的重要研究内容。
景观生态学直到80年代初才在北美受到重视,但迅速发展成为一门很有生气的学科。
景观生态学给生态学带来新的思想和新的研究方法。
它已成为当今北美生态学的前沿学科之一。
景观生态学是以整个景观为对象,通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输和交换,通过生物与非生物以及与人类之间的相互作用与转化,运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理、研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护的学科。
是一门新兴的多学科之间交叉学科,主体是生态学和地理学。
如今,景观生态学的研究焦点是在较大的空间和时间尺度上生态系统的空间格局和生态过程。
Risser等(1984)认为景观生态学研究具体包括:景观空间异质性的发展和动态;异质性景观的相互作用和变化;空间异质性对生物和非生物过程的影响;空间异质性的管理。
1.景观的生态学概念:景观是指有一组以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,其空间尺度在数千米到数十千米范围。
2.景观生态学的研究内容:景观结构,景观功能,景观动态,景观规划与管理。
3.空间异质性:生态学中的异质性一般是指空间异质性,空间异质性是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性和复杂性。
4.尺度:尺度的原始含义来自地图学中的图幅和图形分辨率或比例尺,它代表了地图要素的综合水平和详细程度。
5.粒度:空间粒度是指景观中最小可辨识的单位所代表的特征长度、面积或体积,时间粒度是某一现象在时间上发生(或取样)的频率或时间间隔。
6.幅度:是指研究对象在空间上涉及的范围(空间幅度)、时间上持续的长度(时间幅度),具体地说,研究区域的总面积决定该研究的空间幅度,而研究项目持续时间长度,则确定为其时间幅度。
7.“种—面积曲线”:岛屿为自然选择、物种形成与进化、生物地理学和生态学的理论和假设的发展和检验提供了一个重要的自然实验室。
·距离大陆越远的岛屿物种迁入率越小——距离效应·岛屿的面积越小其灭绝率越大——面积效应·面积较大而距离较近的岛屿比面积较小距离较远的岛屿的平衡物种数目要大。
8.设计自然保护区的几点原则:①保护区面积越大越好。
②单个保护区比面积相同但分隔成若干个小保护区好。
③若干个分隔的小保护区越靠近越好。
④若干个分隔的小保护区排列紧凑较好,线性排列最差。
⑤有走廊连接的若干个分隔的小保护区比无走廊连接的好。
⑥圆形保护区比条形保护区好。
9.干扰的定义:干扰是阻断原有生物系统生态过程的非连续性事件,它改变或破坏生态系统、群落、或种群的组成和结构,改变生物系统的资源基础和环境状况。
10.干扰的类型:①自然干扰和人为干扰②细尺度干扰和粗尺度干扰③内部干扰和外部干扰④破坏性干扰和增益性干扰11.干扰与景观异质性:①干扰是景观异质性的重要来源②干扰对景观破碎化的影响比较复杂③景观对干扰的反应存在一个阈值,只有在干扰规模和强度高于这个阈值时,景观格局才会发生质的变化,而在较小干扰作用下,干扰不会对景观稳定性产生影响12.斑块:是在外观不同于周围环境的非线性地表区域,具有相对同质性,是外貌和属性与周围景观要素有明显区别,且空间上可分辨的非线性景观要素13.斑块类型:①环境资源斑块②干扰斑块③残存斑块④引入斑块14.廊道:是不同于两侧本底的狭长地带,可以看做是一个线状或带状斑块。
景观生态学第一章景观:指几十平方千米至几百平方千米范围内,由不同生态系统类型所组成的异质性的地理单元。
还包括,美学概念,地理学概念,生态学概念景观生态学的学科特点:1.强调空间异质性2.注重尺度在研究景观格局和过程中的作用3.整体性和系统性4.综合性和宏观性5.人类主导性景观生态学形成的理论基础:1.整体论与系统论2.等级理论3.岛屿生物地理学理论(是指在研究海洋环境中岛屿上的物种成分、数量及其变化过程时提出来的。
可能考)4.复合种群理论与源—汇模型5.渗透理论与中性模型6.空间镶嵌和斑块动态理论第二章斑块:是外貌和属性与周围景观要素有明显区别,且空间上可分辨的非线性景观要素。
斑块包括:环境资源斑块,干扰斑块。
引入板块,残存斑块。
(图2-1)论述题:应用岛屿生物地理学理论论述斑块面积与物种数量的关系及形成机制。
第三章廊道按结构和性质划分:线状廊道,带状廊道,河流廊道(是指水生、陆生的交界面,指沿河分布在水道两侧不同于周围基质的植被带,包括河床、河漫滩、堤坝及部分岸上的高地,其宽度随河流的大小而变化。
重点)。
城市廊道分为:绿色廊道,蓝色廊道,灰色廊道。
绿色廊道:是以植物绿化为主题的现状要素,如街道绿化带,环城绿化,滨水河岸植被带等蓝色廊道:城市中各种河流,海岸等灰色廊道:指那些人工味十足的街道,公路,铁路等廊道的功能(选择题要了解):资源功能,通道功能,屏障功能,防护功能,美学功能廊道效应:指交通廊道产生的各种自然,经济,社会综合效应,由此决定了影响交通用地价值的类型和强度,而且廊道效益由中心向外逐步衰减,遵循距离衰减率。
廊道效应包括:1.人工廊道和自然廊道2.廊道的宽度效应廊道的连接度包括:功能连接度和结构连接度。
功能连接度:以所研究的生态学对象或过程特征来确定的连通性。
结构连接度:指景观单元在空间上表现出来的表现连通性。
生态廊道设计过程中应该注意的关键性问题:数目,基质,宽度,连接度,构成,关键点。