景觀生態(tài)學的基本原理2011-11-18

1、Principles of landscape EcologyPrinciples of landscape EcologyDr. Li XiaomeiDr. Li Xiaomei主要內容主要內容 景觀生態(tài)學的基本概念 景觀生態(tài)過程 景觀生態(tài)學原理在生態(tài)規(guī)劃中的應用1. 景觀的基本概念-斑塊、廊道和基質荷蘭阿姆斯特丹市城市景觀-城市景觀中的斑塊、廊道和基質內容荷蘭阿姆斯特丹農(nóng)田景觀荷蘭阿姆斯特丹農(nóng)田景觀-農(nóng)田景觀中的斑塊、廊道和基質內容農(nóng)田景觀中的斑塊、廊道和基質內容斑塊大小基本原理斑塊大小基本原理 景觀生態(tài)學定義研究空間格局與生態(tài)過程相互關系，或不同尺度上空間異質性的原因和后果的生態(tài)學分支學

2、科（TURNER,2001)研究和改善空間格局與生態(tài)和社會經(jīng)濟過程相互關系的整合性交叉科學（WU AND HOBBS,2006)1.2景觀生態(tài)學的研究范疇景觀生態(tài)學的研究范疇景觀結構景觀功能景觀動態(tài)斑塊斑塊-廊道廊道-基地模式基地模式島嶼生物地理學空間異質性和斑塊性復合種群理論等級理論格局-過程-尺度斑塊動態(tài)人類活動和影響臨界閾現(xiàn)象和滲透理論景觀連接度1.3 1.3 格局、過程、尺度（格局、過程、尺度（Pattern-Process-Pattern-Process-Scale)Scale)格局：景觀組成單元的類型、數(shù)目和空間分布與配置。景觀結構的斑塊特征、空間相關程度以及詳細格局特征可以通過一

3、系列數(shù)量方法進行表征。過程強調事件或現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)特征發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)特征。如種群動態(tài)、種子或生物體的傳播、捕食者-獵物相互作用、群落演替、干擾傳播、物質循環(huán)、能量流動等。尺度指某一現(xiàn)象或過程在空間和時間上所涉及的范圍和發(fā)生的頻率。 尺度有空間尺度、時間尺度和組織尺度。 尺度常以粒度（grain)&幅度（extent)來表達。空間粒度指景觀中最小可辨識單元所代表的特征長度、面積或體積（樣方、像元）。時間粒度指某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的頻率或時間間隔。幅度指研究對象在空間或時間上的持續(xù)范圍或長度。尺度推繹尺度推繹指把某一尺度上所獲得的信息和知識擴展到其他尺度上某一尺度上所獲得的信息和知

4、識擴展到其他尺度上，或者通過多尺度上的研究而探討生態(tài)學結構和功能跨尺度特征生態(tài)學結構和功能跨尺度特征的過程。一般尺度轉化又包括尺度上推（scaling up)和尺度下推(scaling down)。尺度上推是由小尺度上生態(tài)學規(guī)律拓展到大尺度上，即常見的典型采樣，即數(shù)據(jù)聚合過程。數(shù)據(jù)聚合過程中往往發(fā)生以局部信息簡單代替區(qū)域信息的偏差。 尺度下推是由大尺度上的生態(tài)學規(guī)律擴展到小尺度上，尺度下推需要將粒度細化，大尺度在轉化成小尺度的過程中往往由于信息量不足而產(chǎn)生偏差。 尺度推繹往往采用數(shù)學模型和計算機模擬的算法： 面向對象、半方差分析、小波分析、自相關分析、譜分析、空隙度分析、分形、聚類分析等。 自

5、然等級理論與尺度效應自然等級理論與尺度效應等級結構是指對于任何等級的生物系統(tǒng)，都是由低一等級水平上的組分組成。等級結構的重要概念是約束，一個生態(tài)系統(tǒng)的約束是低一等級水平上的生物約束和高一等級水平上的環(huán)境約束的總和。約束力的范圍和邊界構成約束體系（constraint envelope).等級理論最根本的作用在于簡化復雜系統(tǒng)，以便對系統(tǒng)結構、功能和行為的理解和預測。系統(tǒng)的可分解性是應用等級理論的前提條件。基于等級理論，研究復雜系統(tǒng)時一般至少需要同時考慮3個相鄰層次：核心層、上一層和下一層。尺度效應：是一種客觀存在且用尺度表示的限度效應?，F(xiàn)代科學研究的一個關鍵環(huán)節(jié)就是尺度選擇。等級理論認為：任何系統(tǒng)皆屬于一定的等級，并具有一定的時間和空間尺度。圖 等級系統(tǒng)中相鄰層次之間的關系圖 空間異質性、綴塊性和空間格局及其對尺度的依賴性2. 景觀生態(tài)過程景觀生態(tài)過程干擾與景觀格局演變景觀連接度與連通性景觀中的水分和養(yǎng)分運動景觀中的人文與文化過程干擾與景觀格局演變景觀連接度與連通性景