第六章景观生态学的基本理论
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景观生态学
1、景观:是一个由不同土地单元镶嵌而成,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、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。
3、景观生态学: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学科。
4、景观生态学的特点:(1)整体性和系统性(2)异质性和尺度性
(3)综合性和宏观性(4)目的性和实践性
5、景观生态学的学科地位:(1)一门横断学科(2)景观水平上的生态学
6、景观生态学发展简史:
(1)萌芽阶段:
是地理学的景观学与生物学的生态学从各自独立发展逐步走向结合的时期。海克尔把研究生物与环境之间的科学定义为生态学;坦斯利进一步提出了生态系统的概念
(2)形成阶段:
随着景观学和生态学的发展,生态学观点在景观研究中越来越受到重视。一大批生态学家、地理学家和林学家,试图借助景观概念的综合特征解决生态学研究中出现的新问题。
(3)发展阶段:1982年在原捷克斯洛伐克召开的第六届景观生态学国际学术研讨会上,国际景观生态学会(IALE)的成立,标志着景观生态学进入新的发展阶段。 (4)提高阶段
7、景观生态学的发展趋势:静态研究、动态研究、应用研究
8、景观生态学研究的热点问题:
(1)干扰对景观格局、过程的影响和干扰在景观中的传播和扩散。
(2)景观格局和景观过程的关系。
(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、景观规划设计辅助决策,以及多尺度空间耦合模型。(5)景观的多重价值评价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。(6)人类在景观中的作用和景观规划设计。
8、景观生态学研究热点地区:
(1)流域系统(2)湿地(3)文化景观
第六讲 景观生态学中的一些重要理论 一 岛屿生物地理学理论
1岛屿生物地理学理论的数学模型
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,其理论被广泛运用到
岛屿状生境的研究中。
对于某一岛屿,MacArthur- Wilson 理论的数学模型,简称M-W模型,
用一阶常微分方程表示
(3.1) S(t) 表示t 时刻的物种丰富度,I是迁入率, E灭绝率。
假定I 和E 具有种间均一性、可加性以及随时间的稳定性,它们随物种
丰富度的增加则呈线形变化。
I (s) = I0 [ Sp – S(t)] (3.2) I0 单位物种迁入率或迁如入系数,E0 单位
灭绝率或灭绝系数
E(s) = E0 S(t) (3.3) Sp 大陆物种库中潜在迁入种的种数
两方程合并(3.3)代入(3.2)
(3.4)
该微分方程表示非平衡状态是物种丰富度随时间的变化率,
积分得:
(3.5)
S(0)是到上初始种丰富度。当迁入率等于灭绝率(I=E)时平衡态的物
种丰富度为:
(3.6) 该式表明,对于某以岛屿,平衡状态物种丰富度取决于单
位种迁入率和灭绝率,以及大陆物种库的大小。为了探讨物种丰富度变
化率及其平衡态值的关系,方程可改写为:
(3.7) 由此可知,种丰富度的变化率与t时刻和平衡态时种数的
差成正比,而当S(t)< Se 种的丰富度增加;S(t)>Se 时,种的丰富度减
小。
如将方程(3.6)代入(3.5)得
(3.8)
该方程反映,种丰富度的非平衡态值与其初始值、平衡态值以及迁
入系数和灭绝系数的关系。
根据方程(3.8) 可以求得岛屿从某一非平衡状态达到或恢复到平
衡状态所需的时间。即, (3.9) R 是 种丰富度相对于平衡值在 t时刻的偏离与其初始偏
离之比
(3.10)
物种的迁入与灭绝于岛屿的面积、大陆物种库大小以及距离岛屿的距离有关
Sp 代表大陆种库的大小,D 代表距离大陆的距离 A 岛屿面积
景观生态学的基本理论在城市生态园林中的应用
摘要 对景观生态学基本原理进行了分析,指出“生态园林”要重视园林的生态效益,利用园林改造改善城市生态系统,造园要以植物为主要材料,模拟再现自然植物群落,提倡自然景观的创造。认为园林和景观生态两门学科互相引进互相借鉴,旨在为城市生态园林的建设提供方法论。
关键词 景观生态学;生态园林;景观设计
“生态园林”强调重视园林的生态效益,利用园林改造改善城市生态系统,造园要以植物为主要材料,模拟再现自然植物群落,提倡自然景观的创造。生态学只是为园林提供了一部分目标及原则,并稍稍涉及到一些原理途径。人类盼望园林和生态两门学科互相引进互相借鉴,在理论和实践上进一步融合以创造更美化、优化、净化的高质量生活环境。景观生态学的兴起提供了这一契机,它提供的概念系统可直接应用于园林,并在一定程度上给予理论原则上的指导,为园林学科的研究与实践直接提供方法论。
1景观生态学的基本原理
1.1关于斑块的基本原理
1.1.1斑块尺度原理。一般来说,只有大型的自然植被斑块才有可能涵养水源,联接河流水系和维持林中物种的安全和健康,庇护大型动物并使之保持一定的种群数量,并允许自然干扰(如火灾)的交替发生。总体来说,大型斑块可以比小型斑块承载更多的物种,特别是一些特有物种只有可能在大型斑块的核心区存在。对某一物种而言,大斑块更有能力持续和保存基因的多样性,不过小斑块也可能成为某些物种逃避天敌的避难所。
1.1.2斑块数目原理。减少1个自然斑块,就意味着抹去1个栖息地,从而减少景观和物种的多样性和某一物种的种群数量。增加1个自然斑块,则意味着增加1个可替代的避难所,增加1份保险。一般而言,2个大型的自然斑块是保护某一物种所必须的最低斑块数目,4~5个同类型斑块则对维护物种的长期健康与安全较为理想。
1.1.3斑块形状原理。一个能满足多种生态功能需要的斑块的理想形状应该包含一个较大的核心区和一些有导流作用及能与外界发生相互作用的边缘触须和触角。圆整形的斑块可以最大限度地减少边缘圈的面积,而最大限度地提高核
景观生态学
1 景观生态学
第一章
一、什么是景观?
狭义的景观是指一般在几平方千米到数百平方千米范围内,由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。
二、景观有哪些基本特征?
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。
如何理解景观要素和景观结构成分?
景观要素:景观是由异质生态系统组成的陆地空间镶嵌体,这些相互作用的、性质不同的生态系统称为景观要素。
景观结构成分:景观结构成分是生态学性质和自然地理学中性质各异,而形态特征和空间分布特征相似的景观要素,是对景观要素从空间结构的角度进行分析和考察时的重新划分。
三、什么是景观生态学?
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。
其主要研究内容有哪几方面?
1、景观结构(即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系);
2、景观功能(即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);
3、景观动态(即景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化);
4、景观规划与管理(即根据景观结构、功能和动态及其相互制约和影响机制,制定景观恢复、保护、建设和管理的计划和规划,确定相应的目标、措施和对策)。
四、景观生态学有哪些特点?
1.整体观和系统观;
2 2.异质性和尺度性;
3.综合性和宏观性;
4.目的性和实践性
第二章
一、景观生态学的基本理论有哪些?
1.耗散结构与自组织理论2.等级系统理论3.空间异质性与景观格局
4.时空尺度5.空间镶嵌与生态交错带6.景观连接度与渗透理论
7.岛屿生物地理学理论8.复合种群理论与源——汇模型
耗散结构与自组织理论的核心思想是什么?
系统内部不断增加的熵达到并维持这种新的远离热力学平衡态,故称这种新的稳定结构为耗散结构,它是系统与环境相互作用达到某一临界值时出现的有序结构,它的形成是一个由量变到质变,由无序到有序的过程,因而被看作是一个自组织过程。