景觀生態(tài)學 考試范圍

景觀生態(tài)學考試范圍景觀生態(tài)學考試范圍景觀生態(tài)學考試范圍景觀生態(tài)學考試范圍編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:景觀生態(tài)學考試資料整理建立和諧社會要人之間的和諧，基礎是人與自然的和諧。1.景觀*Forman:景觀是指一組以相似方式重復出現(xiàn)的相互作用的生態(tài)系統(tǒng)所組成的異質(zhì)性地表區(qū)域。景觀組分：景觀內(nèi)部的不同生態(tài)系統(tǒng)類型被稱為景觀組分。*Naveh:景觀是地理圈與生物圈和人類圈綜合為一體，是人類生存空間內(nèi)可見的客體。*Wiens：從微觀到宏觀不同尺度上具有異質(zhì)性或鑲嵌性的空間單元。2.景觀生態(tài)學*Forman:景觀生態(tài)學是以景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)特征為主要研究對象的一門新興宏觀生態(tài)學分支學科。*Naveh:景觀生態(tài)學是地理學與生態(tài)學之間的一門中間學科，是對人類生態(tài)系統(tǒng)進行整體論研究的新興學科。*景觀結(jié)構(gòu)：景觀組分的數(shù)量構(gòu)成及空間組合與分布特征，其中景觀組分的空間結(jié)構(gòu)特征又被稱為景觀格局*景觀功能：景觀對自身內(nèi)部及其他相關生命系統(tǒng)生存和發(fā)展所能提供的支撐作用；*景觀動態(tài)：景觀在各種內(nèi)外部驅(qū)動因素作用下其結(jié)構(gòu)和功能的時間變化過程與特征。*景觀組分：構(gòu)成景觀的不同生態(tài)系統(tǒng)類型被稱為景觀組分*斑塊：一個與周圍環(huán)境不同的相對均質(zhì)性非線性區(qū)域。*廊道：不同與兩側(cè)相鄰土地的一種特殊的帶狀要素類型。*基質(zhì)：景觀鑲嵌內(nèi)的背景生態(tài)系統(tǒng)或土地利用類型。*網(wǎng)絡：是指一個相互連接的廊道系統(tǒng)。*異質(zhì)性(heterogeneity)：景觀內(nèi)部事物或者其屬性在時間或空間分布上的不均勻性或非隨機性特征。與異質(zhì)性相反的景觀特征被稱為均質(zhì)性（homogeneity）3.景觀生態(tài)學的學科特點1）宏觀學科特色2）異質(zhì)性3）強調(diào)時空分異4）注重人為活動4.景觀的界定原則1）景觀是一組生態(tài)系統(tǒng)的聚合體；2）各生態(tài)系統(tǒng)之間通過相互之間的生態(tài)流密切聯(lián)系在一起（相互影響）；3）具有特定的氣候和地貌類型特征；4）具有特定的干擾和動態(tài)驅(qū)動機制。*干擾（disturbance）：一種明顯改變景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化過程的事件。干擾具有以下特點：1）干擾是一種突發(fā)性非連續(xù)事件；2）干擾一般對景觀格局具有強烈改造作用；3）干擾可能會中斷景觀中一些甚至全部生態(tài)過程；4）干擾具有強烈尺度效應；5）干擾可以是自然的，也可以是人工的。6.景觀生態(tài)學的發(fā)展現(xiàn)狀1）理論和方法論呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢；2）相關學科的全面介入，為景觀生態(tài)學拓展了更為廣闊的發(fā)展空間；3）理論、方法論和應用研究出現(xiàn)了明顯的破碎化傾向；*碎裂化;一種生境、生態(tài)系統(tǒng)或土地利用類型被分割成更小單元的現(xiàn)象或過程。IALE第五次年會研討專題主題：科學與行動1）碎裂化效應：概念、實驗設計及一般結(jié)論2）生態(tài)網(wǎng)絡和綠色通道：自然與人文規(guī)劃的新理念3）不同農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的景觀效應4）空間分析的理論與方法5）流域與河岸過程6）從人類的綜合行為了解景觀水平的生態(tài)過程7）景觀生態(tài)學用于景觀規(guī)劃與設計的障礙、機會、策略及模型8）空間格局與生態(tài)過程9）變化景觀政策和規(guī)劃工具的案例研究10）生物多樣性保護的工具11）景觀保護規(guī)劃的地區(qū)性途徑12）景觀生態(tài)學用于森林管理的進展與問題13）景觀生態(tài)學的實驗模型系統(tǒng)14）景觀異質(zhì)性：模型及區(qū)域化的尺度及層次性問題15）可持續(xù)河流管理的恢復與規(guī)劃16）城市景觀與城市梯度17）景觀的長時限動力學與歷史變化18）自然干擾效應19）農(nóng)業(yè)景觀問題20）自然與農(nóng)業(yè)景觀中的生物多樣性21）土地利用規(guī)劃22）遙感數(shù)據(jù)應用6.景觀研究問題一、斑塊的起源干擾斑塊（disturbancepatch）：源于小面積干擾活動而形成的斑塊類型；殘遺斑塊（remnantpatch）：景觀中一個小面積區(qū)域逃逸出周圍地區(qū)干擾而形成的斑塊；環(huán)境資源斑塊（environmentalpatch）：由于環(huán)境條件的局部差異性而形成的斑塊類型；更新斑塊（regeneratedpatch）：在大面積受干擾地區(qū)通過植被恢復而的斑塊類型；引入斑塊（introducedpatch）：由于人類的種植和建筑活動而形成的斑塊類型?！锇邏K除起源方面表現(xiàn)出顯著差異外，其它重要形狀特征還包括斑塊面積、邊界和形狀等，這些性狀均具有重要的理論和應用價值。二、斑塊的規(guī)模效應大斑塊：保護水質(zhì)、發(fā)育河流網(wǎng)絡、內(nèi)部生境、核心生境、種源、小生境、保持自然干擾、緩沖能力強。小斑塊：中繼站、邊緣生境、降低捕食幾率、提供特定小生境、保護小型物種與生境。此外斑塊大小還將影響景觀中的許多生態(tài)過程的空間分異，主要包括：1）生產(chǎn)率和生物量分布2）侵蝕和營養(yǎng)元素流動3）水分流動和循環(huán)等★在涉及為了物種生存和自然保護目的而考慮斑塊面積的時候，通常需要關注以下幾個參數(shù)：1）斑塊內(nèi)的基因流；2）最小生存種群；3）大斑塊的安全數(shù)量。三、邊界與邊緣*邊界（boundary）：構(gòu)成相鄰生態(tài)系統(tǒng)邊界的區(qū)域。*邊緣（edge）：一個生態(tài)系統(tǒng)周邊的附近地區(qū)，該區(qū)域?qū)⒕徑猸h(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的影響。景觀中的邊界具有不同的功能（生態(tài)流障礙、管理界限、環(huán)境變化的急變區(qū)等）人類是邊緣種，并且經(jīng)常通過各種活動創(chuàng)造更多的邊界（景觀碎裂化）。邊界問題研究通常包括：邊界結(jié)構(gòu)、調(diào)控機制、邊界功能以及邊界動態(tài)?！镞吔绲男纬蓹C制：1）自然環(huán)境的鑲嵌性特增，如土壤類型或地形等；2）自然擾動；3）人為活動?！镞吔缤蛔兂潭龋河策吔纾和ǔＶ改切┲本€型具有高對比度的邊界軟邊界：指那些有一定過渡性質(zhì)并帶有一條或兩條邊緣的邊界區(qū)域。*邊緣效應（edgeeffect）：通常指與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部生境相比，邊緣地區(qū)特有的與眾不同的物種組成和豐度★邊界的尺度差異：精尺度邊界：道路和相鄰局部生態(tài)系統(tǒng)之間的邊界；中尺度邊界：中尺度地形及長期土地利用方式之間的邊界（如流域邊界或大面積農(nóng)田及果園之間的邊界）；粗尺度邊界：景觀、氣候區(qū)、生物區(qū)邊界。邊緣的結(jié)構(gòu)一般受到四類動力學機制的塑造作用，既小氣候、土壤、動物和人類?！镞吔绲墓δ?）生境功能；主要影響邊緣物種的種類、豐度、密度和生物量。2）濾網(wǎng)功能：主要影響景觀內(nèi)的各種生態(tài)流的流量和流速。以基質(zhì)和斑塊的相互作用為例，可觀察到四種顯著的生態(tài)過程：1）基質(zhì)對斑塊施加的影響；2）斑塊對外界影響的抵抗；3）斑塊自身的穩(wěn)定作用；4）斑塊對基質(zhì)的擴散性影響。2）邊界的曲度邊界的曲度何以利用兩點之間的實際邊界長度與兩點之間的直線距離之間的比值來衡量?！镞吔绲那€形狀大致有8種類型：淺突起、突起、直線、淺凹型、凹型、夾角型、微波動和大幅度波動?！镞吔绲淖兓邏K邊界的變化可以通過邊界的形狀來判斷，不同斑塊的斑塊邊界變化情形亦不相同。★斑塊的形狀與功能聯(lián)系的一般法則：A．圓形斑塊在自然資源保護方面具有最高的效率；B．卷曲形斑塊在強化斑塊與基質(zhì)之間的聯(lián)系上具有最高的效率；C．網(wǎng)絡性的斑塊結(jié)構(gòu)有助于動植物在斑塊內(nèi)的移動。D．斑塊形狀差異直接影響斑塊內(nèi)外部生境的分割比例。7.景觀組分一、廊道的功能1）保護功能：建造防護林帶、各種人工渠道、道路、綠籬和田埂等；2）傳輸功能：物質(zhì)傳輸、能量傳輸、物種傳輸；3）資源功能：生物能源、食物、其他生物資源（木材）等；4）美學功能二、廊道的起源1）干擾廊道：是由各種帶狀干擾所形成的廊道，例如線性采伐作業(yè)、道路的修建以及某些斷層區(qū)域；2）殘遺廊道：一般是由基質(zhì)內(nèi)干擾所形成的帶狀區(qū)域，如森林砍伐后留下的帶狀林帶，穿越農(nóng)牧交錯帶大片農(nóng)田兩側(cè)所形成的特殊植被帶均是殘遺的植被群落；3）環(huán)境資源廊道：是由環(huán)境資源的空間線性異質(zhì)性特征所形成的廊道，如河流廊道或山脊線等；4）種植廊道：由人類特殊目的的種植活動而形成的廊道，如農(nóng)田防護林和道路兩邊的植被帶等；5）再生廊道：是指受到干擾地區(qū)再生的植被所形成的廊道，例如沿著一些柵欄或鐵絲網(wǎng)形成的特殊廊道類型。四、廊道的結(jié)構(gòu)1）廊道的曲度：就是指廊道在空間的蜿蜒程度。決定廊道曲度的因素通常有以下幾種：A．地形地貌的控制作用，對資源廊道的約束作用較強；B．區(qū)域人文活動特征及空間分布格局，對道路廊道的影響明顯；C．生態(tài)保護和美化方面的考慮；對防護林和城市帶狀綠地系統(tǒng)的影響比較突出；D．經(jīng)濟效益方面的考慮，道路建設成本方面的考慮使道路建設一般遵循最短距離法。2）廊道的結(jié)點：廊道中的局部膨大部分被稱為結(jié)點。A．廊道中的結(jié)點對于內(nèi)部的生態(tài)流而言通常具有中繼站的功能；B．兩條廊道交叉地區(qū)通常形成結(jié)點；C，河流的突起部分往往因新河灘的不斷形成，而形成結(jié)點，有時會發(fā)育串珠狀節(jié)點。3）廊道的間斷區(qū)：廊道的間斷區(qū)是指廊道的生物部分在空間的不連續(xù)地段。A．廊道間斷區(qū)形成達原因可以是自然的，也可以是人工的。B．廊道間斷區(qū)可以利用數(shù)量、累積長度、風險權重或連接度等概念進行評價。2.廊道的內(nèi)部特征1）多數(shù)廊道都包含一個中心帶，兩側(cè)各有一條邊緣帶。2）廊道的高度與基質(zhì)高度的差異對于廊道邊緣效應的寬度有顯著影響。3）廊道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)差異還可以顯著地表現(xiàn)在小氣候差異上。4）由于廊道通?？梢栽诰坝^內(nèi)延伸很長一段距離，所以其生物組成沿著廊道的走向會顯示出一定的差異來。五、廊道的類型1.線狀廊道2.帶狀廊道3.河流廊道*河流廊道★河流廊道的主要特點：A．河流廊道的跨度大，形狀條件復雜，如果一側(cè)的高地有連續(xù)的森林分布，則往往形成有效的生物遷移通道；B．河流廊道的發(fā)育受地形影響較大，因而常形成復雜的侵蝕和沉積格局，對景觀內(nèi)生態(tài)流產(chǎn)生不同的影響；C．河流廊道通常具有層次性的結(jié)構(gòu)發(fā)育，這種層次結(jié)構(gòu)因河流廊道所處的地形條件不同而具有不同的特征（如樹枝狀水系、扇型水系和平行水系等），對景觀內(nèi)的生態(tài)流產(chǎn)生不同影響；D．河流廊道與人類的社會生產(chǎn)實踐關系密切，人工改造活動（修建渠道、水壩、引水、限制河流泛濫等）通常可以極大地影響河流廊道結(jié)構(gòu)和功能特征，并產(chǎn)生一些潛在的生態(tài)問題（不利于生物遷移和養(yǎng)分輸送、土壤鹽化等）。8.景觀基質(zhì)景觀構(gòu)建有兩種極端情況：1）景觀基質(zhì)廣闊而均勻，各種斑塊散布其中，形成一種類似疤痕結(jié)構(gòu)；2）景觀是由各種不同的斑塊組合而成。一、基質(zhì)的一般特征基質(zhì)通常指景觀中面積大，連接度好，在景觀功能和動態(tài)上起著重要作用的組分類型?；|(zhì)往往呈凹陷型邊界將斑塊包圍起來，當斑塊密度比較大時，基質(zhì)的連接可能是很窄的條帶壯區(qū)域。二、基質(zhì)的判定標準1.相對面積指標景觀中基質(zhì)的面積通常超過現(xiàn)存的任何其它景觀要素的總面積。2.連接度指標當某一種景觀要素連接度較其它現(xiàn)存的景觀要素類型高，甚至完全連接并環(huán)繞其它景觀要素類型，那么這種景觀要素很可能是基質(zhì)。*連接度（connectivity)：如果如果某一組分在空間不能分割成兩個開放的整體，則此空間是完全連接的。3.動態(tài)控制指標在自然特色比較鮮明的景觀中，基質(zhì)往往具有種源的功能，它可以通過向斑塊輸送物種而控制整個景觀的動態(tài)過程。上述三個指標中，面積指標最好掌握，而動態(tài)控制指標則最難評價（有時可能因為時間關系而無法評價，因為生物群落的動態(tài)發(fā)育周期有時需要以百年來計算），連接度指標界于兩者之間?；|(zhì)對景觀動態(tài)變化的主導作用不僅僅表現(xiàn)為生物過程上，一些基質(zhì)類型的主導作用有時會表現(xiàn)成為一種物理作用（如沙漠）?！锞坝^多樣性景觀多樣性：是指景觀組分類型和數(shù)量構(gòu)成的復雜性；景觀優(yōu)勢度：是指景觀實際的多樣性與同樣類型組成的景觀可能的最大多樣性水平之間的差異；景觀均勻度：用于衡量景觀中組分的數(shù)量分布結(jié)構(gòu)的均勻性情況。景觀多樣性分析可以通過其他景觀屬性特征來進行，最常見的屬性特征（具有顯著類型和數(shù)量結(jié)構(gòu)差異）是邊界，因此，有學者提出了一套給予邊界特征的景觀多樣性（復雜性）分析方法。★景觀碎裂化景觀碎裂化通常利用單位面積的組分個體數(shù)量（斑塊）來加以衡量。碎裂化指標可以用來單獨衡量某一類景觀組分的碎裂化程度，也可以用來衡量整體景觀碎裂化水平。景觀碎裂化通常用于研究對斑塊面積敏感的問題，如生境功能問題，景觀擴張問題等?！锞坝^異質(zhì)性1）聚集分布：導致景觀組分出現(xiàn)的內(nèi)在驅(qū)動因素在空間分布上是不均勻的，某種景觀結(jié)構(gòu)特征（或組分類型）只在一些特殊地段出現(xiàn)。2）隨機分布：導致景觀組分出現(xiàn)的內(nèi)在驅(qū)動因素在空間分布上是非常均勻的，無顯著的空間作用力類型和強度差異。3）規(guī)則分布：意味著景觀組分出現(xiàn)的動力學在空間分布遵循一定的規(guī)則，最后組分也呈顯著的規(guī)則分布。在自然和人文景觀中，景觀空間結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性水平大致有兩種主要的情形，即大異質(zhì)性和小異質(zhì)性差異。1）大異質(zhì)性：隨著分析尺度的增大，景觀異質(zhì)性特征越來越不明顯（成因：背景條件差異不明顯，或驅(qū)動力因素變化復雜）。2）小異質(zhì)性：隨著分析比例尺的增大，異質(zhì)性特征越來明顯（背景條件差異明顯）?！锍Ｒ娋坝^格局1）規(guī)則或均勻分布格局：指某種特定的景觀組分類型的距離相對一致（平原村莊、石灰?guī)r孤峰）。2）聚集型分布格局：指某些景觀組分呈團塊狀聚合在一起（城市建成區(qū)）。3）線狀格局：景觀組分呈線性排列（道路、河流的附屬成分）。4）平行格局：景觀組分呈平行排列（山區(qū)）。5）特定組合和空間連接：指景觀內(nèi)部有兩種以上景觀組分呈密切相關（可能是正相關或負相關）。★景觀對比度景觀對比度反映的是景觀內(nèi)部組分性質(zhì)的反差的量度，根據(jù)對比度水平的差異，可以將景觀分成高對比度景觀和低對比度景觀兩種不同的類型。1）低對比度景觀（結(jié)構(gòu)）：景觀組分類型簡單，不同組分之間的性狀差別小，相似形程度高（草原、熱帶雨林和極端環(huán)境條件下形成的景觀類型等）。2）高對比度景觀（結(jié)構(gòu)）：組分類型構(gòu)成復雜，或者不同組分類型之間的性狀差別大，相似形程度低（城鄉(xiāng)結(jié)合部、人文景觀、農(nóng)業(yè)景觀等）?！锞坝^粒度粒度是景觀組分規(guī)模大小的量度，這是一個與尺度密切相關的概念。通常的景觀分析中，斑塊平均面積小于1ha時一般為細粒度景觀；1-100ha之間時為中粒度景觀；大于100ha時為粗粒度景觀。★特殊結(jié)構(gòu)一些在景觀中偶然出現(xiàn)的組分類型和結(jié)構(gòu)組合往往被稱為特殊結(jié)構(gòu)。這些特殊結(jié)構(gòu)可以為景觀整體結(jié)構(gòu)分析提供了非常重要的線索。1景觀功能的自然觀：把景觀生態(tài)功能歸結(jié)為各種生態(tài)流的實現(xiàn)。生態(tài)流類型：能流、物流、物種流運動載體：風、水流、飛翔動物、陸地動物、人和機械2景觀功能的社會人文觀C.生產(chǎn)功能食物或營養(yǎng)C.生產(chǎn)功能食物或營養(yǎng)(食用植物和動物)基因資源建筑原材料生物化學機質(zhì)能源（燃料、太陽能等）觀賞資源（如黑珊瑚）D.信息功能美學信息氣候調(diào)節(jié)海岸保護與防洪保持水土、防止侵蝕固定生物能 人體廢物的儲存與循環(huán)提供生物控制移棲生境和動物繁殖場所生物多樣性保護精神或倫理信息歷史信息精神或倫理信息歷史信息文化或藝術激勵科學或教育信息水產(chǎn)養(yǎng)殖娛樂與旅游自然保護★景觀生態(tài)學的一些本法則1Risser（1983）1）格局—過程關系普適性原理2）格局—尺度共性原理3）過程—尺度差異原理4）物種—尺度差異原理5）尺度變化原理2Forman（1986）1）景觀結(jié)構(gòu)與功能原理：2）生物多樣性原理3）物種流動原理4）養(yǎng)分再分布原理5）能量流動原理6）景觀變化原理7）景觀穩(wěn)定性原理：景觀斑快的穩(wěn)定性可能以3種明顯不同的方式增加：①趨向于物理系統(tǒng)穩(wěn)定性（以沒有生物量為特征）；②趨向于干擾后的迅速恢復（存在低生物量）；③趨向于對干擾的高度抗性（通常存在高生物量）。3Forman（1995）1）景觀與區(qū)域2）斑快—廊道—基質(zhì)3）大型自然植被斑快4）斑快形狀5）生態(tài)系統(tǒng)間的相互作用6）碎裂種群動態(tài)。7）景觀抗性8）粒度大小9）景觀變化：孔隙化、分割、碎裂化、收縮和消失是土地變化的5種基本過程。10）鑲嵌序列11）集中與分散相結(jié)合12）必要格局其中：1）～2）為景觀與區(qū)域方面的一般法則；3）～6）為斑快與廊道方面的一般法則；7）～10）為斑快方面的一般法則；11）～12）則是景觀應用方面的法則。一、島嶼生物地理學理論1基本原理島嶼作為一種特殊的生境類型，生態(tài)學家們最早關注的是島嶼面積與物種數(shù)量之間的關系，并由Preston(1962)提出以下關于島嶼種—面積關系方程：Ss=cAzlogSs=logc+zlogA其中，S是物種豐富度，A是島嶼面積，c和z是常數(shù)。z的理論值為0.263，通常在0.18～0.35之間。c值的變化反映出地理位置變化對物種豐度的影響。2島嶼生物地理學平衡理論1）大島嶼的物種數(shù)量要多于小島嶼（面積效應）；2）靠近大陸島嶼物種數(shù)量要高于遠離大陸的島嶼（距離效應）；3）年輕的島嶼物種豐度較小，物種周轉(zhuǎn)率（遷入量/滅絕量）高，以后則不斷降低，直到二者相等，物種數(shù)量達到動態(tài)均衡。結(jié)論：島嶼的面積、孤立程度和年齡依次是控制生物遷植、滅絕和物種數(shù)量的關鍵因子。島嶼生物地理學關鍵因子方程：Si=f[面積(+),孤立性(-)]二、復合種群理論復合種群（metapopulation）：是由空間上彼此隔離，功能上又相互聯(lián)系的兩個或兩個以上亞種群（subpopulation）或局部種群（localpopulation）組成的種群斑塊系統(tǒng)（經(jīng)典狹義概念，Levins，1970）?！飶秃戏N群的兩個基本條件1）頻繁的亞種群（或生境斑塊）水平的局部性滅絕；2）亞種群（或生境斑塊）間的生物繁殖體或個體的交流（遷移與再定居過程）?！飶秃戏N群研究涉及的兩種尺度1）亞種群（或斑塊）尺度：生物個體通過采食或繁殖活動發(fā)生頻繁相互作用；2）復合種群（景觀）尺度：不同亞種群之間通過植物種子和其他繁殖體傳播或動物運動發(fā)生較頻繁的交換作用?！飵讉€相關概念匯種群（sink