第14章景观生态学.ppt
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1、第十四章 景观生态学,Page1/45,第十四章 景观生态学,第一节 景观和景观生态学 第二节 景观生态学中的一般概念和理论 第三节 景观生态学的研究方法 第四节 景观生态学的应用,第十四章 景观生态学,Page2/45,一般意义上的“景观 即陆地景色,包含着画面和美的含义。 常用的词汇如:草地景观、荒漠景观、森林景观等。 与之相关的词 Seascape 海景也有类似的含义。,第一节 景观和景观生态学,第十四章 景观生态学,Page3/45,第十四章 景观生态学,Page4/45,科学意义上的景观 科学中的术语需要严格定义其内涵和外延。 但景观生态学的核心概念“景观”还没有一致公认的定义。这反
2、映出作为一门新兴学科,它还处于发展时期,各种学术思想并存,定义也随着研究内容的演变而演变。 Von Humboldt(19世纪初)首先把“景观”一词引入地理植被科学中,定义为“自然地理综合体” 贝尔格(1931):一定区域上物体和现象的组合,是地形、气候、水文、土壤、植物、动物、人类活动的统一的、协调的整体,典型地重复在一定地域内。,第十四章 景观生态学,Page5/45,Zonneveld(1979): 地球表面的一部分,由空气、水、植物、动物和人组成的系统的复合体,并可通过外貌特征进行辨识。 Naveh(1984): 自然、生态、地理之综合体 Haber(1990): 生物或者人类综合感知
3、的土地。 Forman(1986):以类似方式重复出现的相互作用的若干生态系统簇构成的异质性土地地域。并建议将其空间范围限定在几公里到几百公里。 Forman (1995):空间上镶嵌出现的紧密联系的生态系统组合。它具有可辨识性、空间重复性和异质性。,第十四章 景观生态学,Page6/45,邬建国(2000):狭义景观和广义景观 狭义景观:将空间范围限定在几公里到几百公里的景观。 广义景观:没有空间范围限制的,只强调空间异质性的景观。 从近几年的文献看,景观生态学突破了空间范围的限制,广义景观为多数生态学家所接受。,第十四章 景观生态学,Page7/45,景观与景观生态学定义 景观: 由若干生
4、态系统组成的异质区域(或由不同生态系统所组成的异质性地理单元)。 这些生态系统构成景观中明显的斑块, 这些斑块称景观要素。 景观生态学: 研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科。,第十四章 景观生态学,Page8/45,景观生态学研究对象和内容可概括为3个方面,即景观结构、景观功能和景观动态。 景观结构:景观组成单元的类型、多样性及其空间关系; 景观功能: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; 景观动态:景观结构和功能方面随时间推移发生的变化。,第十四章 景观生态学,Page9/45,景观生态学的基本概念和理论,空间异质性,景观结构,景观动态
5、,景观功能,岛屿生物地理学理论,生物控制论观点,景观生态学,景观连接度,生态过渡带理论,渗透理论与阈限现象,尺度,等级理论,格局与过程,斑块廊道基底模式,斑块动态理论,复合种群理论,第十四章 景观生态学,Page10/45,景观生态学发展简史,景观生态学起源于中欧和东欧 200年前,著名德国地理学家von Humboldt提出了科学上的景观概念,为景观生态学产生作了准备。 1939年,德国地理学家Carl Troll 首次将景观与生态学联系在一起,提出了景观生态学,标志着景观生态学的诞生。 同时,前苏联生态学家发展了生物地理群落学,其研究内容与欧洲早期的景观生态学相似,对欧洲景观生态学发展产生
6、了重要影响。,第十四章 景观生态学,Page11/45,荷兰生态学家Zonneveld和以色列生态学家Naveh在上个世纪七十年代发表了一系列的论文论著,将欧洲景观生态学在二战后的发展作了系统性的总结和发展,标志欧洲景观生态学的形成。代表人物还有:Buchwald, Tuxen, Vink, Ruzika. Naveh在其很有影响的教科书中提出:“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理学,是整体人类生态系统科学”。 欧洲景观生态学强调整体论的思想,以及人类影响方面。,第十四章 景观生态学,Page12/45,1982年10月,捷克召开的六届景观生态学国际研讨会上,国际
7、景观生态学会成立(IALE), 景观生态学成为一个国际性的学科。 美国后来逐渐成为景观生态学的主流 1981-1983年间,美国生态学家Forman通过一系列文章介绍了欧洲景观生态学的概念,将景观生态学的思想引进到美国。并提出了“斑块-廊道-本底”模式,为北美景观生态学奠定了基础。,第十四章 景观生态学,Page13/45,1983年在美国Allerton公园召开的景观生态学讨论是北美景观生态学发展的里程碑。会议参加人都是美国著名生态学家,会议对当时景观生态学发展现状和存在的问题进行了分析,提出强调空间异质性和尺度的重要性。为北美景观生态学发展指明了方向。后来也成为了国际景观生态学的主流。 1
8、986年,Forman出版了非常有影响的“景观生态学”专著,成为景观生态学的经典教科书。,第十四章 景观生态学,Page14/45,1987年,国际“景观生态学”杂志在美国创刊,成为景观生态学的主要论坛。 之后,北美涌现了一大批著名景观生态学家,在等级理论、尺度观、中性理论、景观格局数量化、景观模型等方面取得了重要成果,使景观生态学成为生态学的新生长点和前沿领域。,第十四章 景观生态学,Page15/45,尺度及其有关的概念 格局与过程 空间异质性和斑块性 种面积关系和岛屿生物地理学理论 斑块廊道基底模式 边缘效应 Meta-种群理论 景观连接度、渗透理论和中性模型 等级理论 斑块动态理论,第
9、二节 景观生态学的一般概念和理论,第十四章 景观生态学,Page16/45,一、尺度及其有关的概念,尺度:一般指对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度,分别称为空间尺度和时间尺度。 粒度和幅度:尺度往往以粒度和幅度来表达。 空间粒度指景观中最小可辨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。 幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围,研究区域的总面积决定该研究的空间幅度;研究项目持续多久则确定其时间幅度。 尺度和比例尺:大尺度指较大空间范围内的景观特征,往往对应于小比例尺、低分辩率;小尺度指较小空间范围内的景观特征,往往对应于大比例尺、高分辩率。,第十四章
10、 景观生态学,Page17/45,二、格局与过程,格局:往往指空间格局,即斑块和其他组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等。 过程:过程则强调事件或现象发生、发展的程序和动态特征。 景观生态学常常涉及到的生态过程包括种群动态、种子或生物体的传播、捕物和捕食者的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分循环等。,第十四章 景观生态学,Page18/45,三、空间异质性和斑块性,空间异质性一般可理解为空间斑块性和梯度的总和。 空间异质性表现对尺度的依懒性。,空间异质性是指生态过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。,第十四章 景观生态学,Page19/45,四、种面积关系和岛屿生物地理学理论,景观中
11、斑块面积的大小、形状以及数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。 考虑景观斑块的不同特征,种-面积关系一般为: 物种丰富度f(生境多样性、干扰、斑块面积、演替阶段、基底特征、斑块隔离程度) 一般来说,斑块数量的增加常伴随着物种的增加。,第十四章 景观生态学,Page20/45,岛屿生物地理学理论将生境斑块的面积和隔离程度与物种多样性联系在一起,对斑块动态理论及景观生态学发展起了重要的启发作用。 岛屿生物地理学理论的一般数学表达式为: dS/dt=I-E S为物种数,t为时间,I迁居速率(是种源与斑块间距离D的函数),E绝灭速率(是斑块面积A的函数),第十四章 景观生态学,Page21/45
12、,五、斑块廊道基底模式,美国生态家R.Forman和法国生态学家M.Godron (1986) 认为,组成景观的结构单元不外有三种:斑块、廊道和基底。 斑块泛指与周围环境在外貌或性质上不同,但又具有一定内部均质性的空间部分,具体包括植物群落、湖泊、草原、农田、居民区等。 廊道指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构,如农田间的防风林、河流、道路、峡谷等。,第十四章 景观生态学,Page22/45,基底指景观中分布最广、连续性最大的背景结构,常见的有森林基底、草原基底、农田基底、城市用地基底等等。 斑块、廊道、基底的划分是相对,与观察的尺度相联系,实际划分是十分困难的。 近年来,斑块、廊道、基
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