生態(tài)景觀學(xué)第2章匯總

1、第二章 景觀生態(tài)學(xué)的基本原理 內(nèi)容提要 1、景觀結(jié)構(gòu)和功能原理（系統(tǒng)整體性原理或異質(zhì)性原理） 2、生態(tài)流聚集與擴散原理（景觀功能對景觀結(jié)構(gòu)的影響） 3、空間異質(zhì)性與景觀過程原理 4、尺度效應(yīng)與等級結(jié)構(gòu) 5、景觀生物多樣性原理 6、景觀的自然性與文化性 7、景觀變化與景觀穩(wěn)定性原理（景觀動態(tài)原理）目的：明確景觀生態(tài)學(xué)的主要基本原理及其指導(dǎo)作用。 景觀生態(tài)學(xué)的基本原理 景觀生態(tài)學(xué)的概念、理論和方法對解決實際環(huán)境、資源和生態(tài)學(xué)問題有很大的指導(dǎo)價值。不少學(xué)者試圖提出景觀生態(tài)學(xué)一般原理，作為景觀生態(tài)學(xué)研究核心內(nèi)容。例如： 由此可見，景觀生態(tài)學(xué)尚未成熟，其理論和原理還有待于進一步具體化和驗證。在這里，詳述

2、7條基本原理，這些原理基本上貫穿景觀生態(tài)學(xué)的各個發(fā)展方向。1、景觀結(jié)構(gòu)和功能原理（系統(tǒng)整體性原理或異質(zhì)性原理） 這一原理包括結(jié)構(gòu)和功能兩個方面的含義： （1）每個景觀是由若干個不同的生態(tài)系統(tǒng)組成的，因此，每一景觀均是一個異質(zhì)性的地域，即景觀內(nèi)部的性質(zhì)是不均勻的，表現(xiàn)在生物種類、生物量、物質(zhì)、能量的分布等方面（結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性）。一個景觀中不同生態(tài)系統(tǒng)類型越多，其空間異質(zhì)性越高，多樣性也越高。 景觀結(jié)構(gòu)的形成過程是景觀的一種自組織過程，從理論上講，通過自組織過程，景觀最終形成為一種持續(xù)、穩(wěn)定的耗散（開放）結(jié)構(gòu)。 景觀是由許多不同的生態(tài)系統(tǒng)組成的生態(tài)系統(tǒng) （2）景觀中不同生態(tài)系統(tǒng)，由于物種、物質(zhì)和能量

3、分布不均勻，必然導(dǎo)致不同生態(tài)系統(tǒng)之間的不斷地相互交換，相互作用。使得不同生態(tài)系統(tǒng)具有不同的功能以及不同生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用是不同的（功能的異質(zhì)性）。也就是說，構(gòu)成景觀的生態(tài)系統(tǒng)的類型、大小、形狀、數(shù)目和外貌特征等對景觀功能都有直接或間接的影響。（即景觀結(jié)構(gòu)決定功能） 景觀結(jié)構(gòu)與景觀功能相輔相成，實現(xiàn)一定功能需有相應(yīng)的景觀結(jié)構(gòu)來支持，并受景觀結(jié)構(gòu)特征的制約。景觀結(jié)構(gòu)和功能原理揭示了景觀結(jié)構(gòu)和景觀功能直接或間接的相對應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用這一原理，對景觀結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以改變或提高景觀功能是景觀管理的重要內(nèi)容。2、生態(tài)流聚集與擴散原理（景觀功能對景觀結(jié)構(gòu)的影響）: 生態(tài)流是指物質(zhì)、能量、生物有機體、信息、價值

4、等在景觀要素間的交換與流動過程，是各種景觀生態(tài)學(xué)過程的具體體現(xiàn)。不同性質(zhì)的生態(tài)流可能有不同的發(fā)生機制，但經(jīng)常是幾種生態(tài)流可以同時發(fā)生。 營養(yǎng)物質(zhì)、能量再分配營養(yǎng)物質(zhì)、能量再分配生物體、信息、價值生物體、信息、價值再分配再分配生態(tài)流生態(tài)流聚集或擴散聚集或擴散景觀結(jié)構(gòu)變化景觀結(jié)構(gòu)變化調(diào)整景觀結(jié)構(gòu)改變生調(diào)整景觀結(jié)構(gòu)改變生態(tài)流的方向和速度態(tài)流的方向和速度景觀結(jié)構(gòu)與景觀功能的關(guān)系3. 空間異質(zhì)性與景觀過程原理 （1）空間異質(zhì)性（spatial heterogeneity）：是指系統(tǒng)或者系統(tǒng)屬性在空間上的變異程度，具體地說，是景觀生態(tài)學(xué)變量在空間分布上的不均勻性和復(fù)雜性，在直觀上表現(xiàn)了景觀空間格局。 （2

5、）景觀過程：所謂“過程”就是強調(diào)事件或現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的過程和特征。景觀過程常常涉及到許多生態(tài)學(xué)過程，如：種群動態(tài)、種子或生物體的傳播、干擾擴散、物質(zhì)循環(huán)、能量流動、群落演替等。景觀過程既是景觀的形成過程，也是景觀功能的具體體現(xiàn)。 （3）空間異質(zhì)性與景觀過程互為因果關(guān)系 例如：物種在景觀要素之間的傳播過程，明顯地受到景觀異質(zhì)性的控制，同時也會影響景觀異質(zhì)性。農(nóng)田果園森林農(nóng)田森林農(nóng)田果園森林 景觀空間異質(zhì)性的提高，一般會增加景觀中生態(tài)流的發(fā)生。人類改造景觀以提高景觀功能的一個重要途徑就是適當?shù)靥岣呔坝^的空間異質(zhì)性，以獲得更多的生態(tài)流（效益）。這一原理為景觀規(guī)劃與管理提供了理論指導(dǎo)。（請問：對一個景

6、觀的空間異質(zhì)性能否無限地提高？為什么？）4、尺度效應(yīng)與等級結(jié)構(gòu)（1）尺度（scale）的定義 尺度：是指在研究某一物體或現(xiàn)象時所采用的空間單位或時間單位，同時又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時間上所涉及到的范圍和發(fā)生頻率。尺度可分為空間尺度和時間尺度。 在景觀生態(tài)學(xué)中，尺度以粒度和幅度表達： 粒度（grain）：空間粒度是指景觀中最小可辯識的單位所代表的特征長度、面積或體積。時間粒度是某一現(xiàn)象在時間上發(fā)生（或取樣）的頻率或時間間隔。 幅度（extent）：是指研究對象在空間上涉及的范圍（空間幅度）、時間上持續(xù)的長度（時間幅度）。具體地說，研究區(qū)域的總面積決定該研究的空間幅度，而研究項目持續(xù)時間長度

7、，則確定為其時間幅度。BACDA、C、D具有不同的幅度，卻相同的粒度A、B具有相同幅度，不同粒度 可見，在討論尺度問題時，有必要將粒度和幅度加以區(qū)分。一般而言，從個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)景觀全球，粒度和幅度是逐漸增加的趨勢。 在景觀生態(tài)學(xué)中，尺度雖然地理學(xué)或地圖學(xué)中的比例尺不同。但是，一般來說，大尺度是指大范圍或長時間的幅度，往往對應(yīng)小比例尺、低分辨率，小尺度常指小空間范圍或短時間，往往對應(yīng)大比例尺、高分辨率。 景觀具有明顯的尺度效應(yīng)，在景觀生態(tài)學(xué)研究中必須充分考慮空間和時間尺度。原因是： a. 某一個景觀在某一種尺度下可能是十分均質(zhì)的，但在另一種尺度下可能是異質(zhì)性的。例如，研究某省份的景觀，在全

8、國尺度下，省內(nèi)的各個地區(qū)都是同質(zhì)的。但在省級尺度下，省內(nèi)的各地區(qū)之間是異質(zhì)的。這就是尺度等級問題。 b. 某一景觀在某一空間或時間尺度下可能是穩(wěn)定的，而在另一尺度下則是不穩(wěn)定的。例如，對某一景觀，可在不同尺度下進行，一種是研究其季節(jié)性變化即季節(jié)之間的差異，這時我們認為該景觀在同一季節(jié)中是穩(wěn)定不變的。另一種是研究景觀的日變化，這時景觀在一天內(nèi)不同時間都在變化。 c. 在某一尺度下，某一過程和某些參數(shù)可能是十分重要，而在另一尺度下則是不重要的。 因此，景觀具有明顯的尺度效應(yīng)，研究景觀結(jié)構(gòu)、功能及其動態(tài)變化都受到尺度的制約。離開尺度去討論景觀的異質(zhì)性、結(jié)構(gòu)、功能、格局是沒有意義的。 時間尺度與空間尺

9、度的關(guān)系(P164) （2）等級結(jié)構(gòu)（等級系統(tǒng)）理論 等級系統(tǒng)理論（hierarchy theory）是20世紀60年代發(fā)展起來的，是關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)的系統(tǒng)理論。等級系統(tǒng)是一個由若干有秩序的層次所組成的系統(tǒng)，具有垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。其主要內(nèi)容有： 根據(jù)等級理論，復(fù)雜系統(tǒng)具有離散性的等級層次。例如：一個城市景觀，通常由社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和自然系統(tǒng)三個系統(tǒng)組成的。 一般來說，處于等級系統(tǒng)中高層次的行為或動態(tài)常表現(xiàn)出大尺度、低頻率、慢速度的特征，而低層次的行為或動態(tài)則表現(xiàn)出小尺度、高頻率、快速度的特征。 不同等級層次之間還有相互作用的關(guān)系，即高層次對低層次有制約作用，而低層則為高層次提

10、出供機制和功能。等級系統(tǒng)等級系統(tǒng)L+1L0L-1L-2等級是一個由若干層次組成的有序系統(tǒng)，它由相互聯(lián)系的亞系統(tǒng)組成，亞系統(tǒng)又由各自的亞系統(tǒng)組成，以此類推。屬于同一亞系統(tǒng)中的組分之間的相互作用在強度或頻率上要大于亞系統(tǒng)之間的相互作用。圖中所表示的是一個巢式等級系統(tǒng)。 等級系統(tǒng)可分為垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)兩種： 垂直結(jié)構(gòu)又可分為：巢式和非巢式兩種。 巢式：每層次均由其下一層次組成，二者具有完全包含和被包含的對應(yīng)關(guān)系。例如：植物分類系統(tǒng)的界門綱目科屬種亞種；軍隊組成單元系統(tǒng)的軍師旅團營連排班。 非巢式：不同等級層次由不同實體單元組成的，因此上下層之間不具有包含和被包含的關(guān)系。例如：軍隊官銜等級系統(tǒng)司令軍

11、長師長旅長團長營長連長排長班長。 巢式系統(tǒng)中，高層次的特征常?？捎傻蛯哟蔚奶卣鱽硗茰y，非巢等系統(tǒng)中，只在高層次上才表現(xiàn)出整體的特征。 水平結(jié)構(gòu)：每一層次的不同的亞系統(tǒng)之間的關(guān)系表現(xiàn)為等級系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)。 等級理論最根本的作用 根據(jù)等級理論對于復(fù)雜系統(tǒng)的研究，可通過簡化，以便能夠?qū)λ慕Y(jié)構(gòu)、功能和行為進行研究和預(yù)測。許多復(fù)雜系統(tǒng)，包括景觀系統(tǒng)在內(nèi)，大多可看作為等級結(jié)構(gòu)，將其分解成不同層次，分別對不同層次進行分析，再綜合起來反映整個復(fù)雜系統(tǒng)的特征。這一理論為景觀生態(tài)學(xué)研究提供了重要的方法。例如：自然景觀濕地森林草地杉林松林橡樹林松林群落1松林群落2松林群落3植被類型森林類型林地類型5、景觀生物多樣

12、性原理 景觀異質(zhì)性增加使稀有的內(nèi)部種的豐富度下降，使邊緣種和要求兩種以上景觀要素的生物種的豐富度增加，因此，景觀異質(zhì)性可提高物種共存的潛在機會。 根據(jù)生物對環(huán)境變化的適應(yīng)對策，可將生物分為兩種對策: K對策（內(nèi)部種）：適應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境中生存的物種。 R對策（邊緣種或外部種）：適應(yīng)在多變的環(huán)境中生存的物種。 例如，某一景觀中，一個大生態(tài)系統(tǒng)分割成兩個不同的生態(tài)系統(tǒng)時，提高了景觀異質(zhì)性，使稀有的內(nèi)部種的數(shù)量減少，使邊緣種增加。6、景觀的自然性與文化性 景觀并非完全是自然演替過程的產(chǎn)物，每一種景觀都被人類注入了不同的文化色彩。 人類活動和人類文明的發(fā)展，一方面對自然景觀產(chǎn)生了巨大的破壞作用，另一方面

13、人類活動對自然景觀進行有目的改造和修飾，將自然景觀改造為有利人類生存的格局。而且人類活動在景觀演化過程中的主導(dǎo)地位日益突出，通過控制景觀演化的方向和速率來實現(xiàn)景觀的定向演變和發(fā)展。（如人類對城市景觀改造）。 按人類對自然景觀的干擾程度的不同，景觀可分為：自然景觀、管理景觀、人工景觀（農(nóng)田、城郊、城市等），但無論是哪一類景觀中，人類都起著相當重要的作用。 人工景觀（如農(nóng)田、城市、工礦和大型水利工程等）是一種自然界原先不存在的景觀。大量的人工建筑物成為景觀的基底而完全改變了原有的景觀外貌，人類成為景觀中主要的生態(tài)組分。這類景觀多表現(xiàn)為規(guī)則化的空間布局，以高度特化的功能與高強度能流、物流為特征。 人

14、類對景觀的感知、認識和判別直接作用于景觀，文化習(xí)俗強烈地影響著人工景觀和管理景觀的空間格局，景觀的外貌可反映出不同民族、地區(qū)人民的文化價值觀。如：我國東北的北大荒地區(qū)就是漢族移民在黑土漫崗上開發(fā)活動所代創(chuàng)造的粗粒農(nóng)業(yè)景觀，而朝鮮族移民在東部山區(qū)的寬谷盆地中所創(chuàng)造的是水田為主的細粒農(nóng)業(yè)景觀。 由于景觀具有自然性和文化性，因而景觀生態(tài)學(xué)的研究也就涉及到自然科學(xué)和人文科學(xué)的交叉。 7、景觀變化與景觀穩(wěn)定性原理（景觀動態(tài)原理）： （1）景觀變化： 景觀的變化與干擾有關(guān)。 在不受干擾的條件下景觀的異質(zhì)性逐漸下降，趨向同質(zhì)性方向發(fā)展。適度的干擾，可提高景觀的異質(zhì)性。嚴重或過度的干擾，在大多數(shù)情況下，使景觀

15、異質(zhì)性下降（中等干擾假說）。 在干擾的作用下，景觀結(jié)構(gòu)單元的組成成分、多樣性、形狀和空間格局的變化，導(dǎo)致的能量、物質(zhì)和生物有機體在分布和運動方面發(fā)生變化。例如：城鎮(zhèn)用地水域稻田灌草地林地濕地裸地果園198019881994深圳市景觀的變化過程（2）景觀的穩(wěn)定性：景觀穩(wěn)定性主要表現(xiàn)為景觀對干擾的抗性及景觀受干擾后的恢復(fù)能力，從景觀要素來說，可分為三種情況： 巖石、水泥路面，公路等無生物定居景觀要素，其本身生物量為零，不存在生物穩(wěn)定性，只存在物理穩(wěn)定且其物理穩(wěn)定性很差。因此，對這種景觀要素只討論它的物理穩(wěn)定性，不討論它的生物穩(wěn)定性。 當某一景觀要素的生物量小時（如由雜草植物組成的），它的抵抗干擾能

16、力是很小的，但它的恢復(fù)力很強（即愛到干擾后，很容易就恢復(fù)到原有的狀態(tài)）。 當某一景觀要素生物量很大時（如頂極森林群落），它的抵抗干擾能力相對要大，但它的恢復(fù)能力相對弱（即要恢復(fù)到原有的狀態(tài)困難比較大）。 景觀是由景觀要素組成的，當以上三種景觀要素類型在某一景觀中所占的比例大小不同，景觀整體的抵抗能力及其恢復(fù)能力（即景觀的穩(wěn)定性）也就不同。 例如，有三個景觀的面積一樣，且組成的景觀要素類型相同，但各要素所占的面積比例不同，這三種景觀的穩(wěn)定性（抵抗能力和恢復(fù)能力）也就不同。 生物控制論觀點空間異質(zhì)性島嶼生物地理學(xué)理論復(fù)合種群理論格局與過程等級理論滲透理論與閾限現(xiàn)象生態(tài)過渡帶理論景觀連接度景觀功能景觀動態(tài)景觀結(jié)構(gòu)綴塊-廊道-基底綴塊動態(tài)理論尺度1、什么是尺度？什么是景觀幅度？什么是景觀粒度？在景觀生態(tài)學(xué)中尺度有幾種表達方式？研究景觀時為什么要考慮尺度？2、什么是等級系統(tǒng)？等級結(jié)構(gòu)理論主要包括哪些內(nèi)容？在景觀生態(tài)學(xué)中，等級結(jié)構(gòu)理論的根本作用是什么？3、什么是生態(tài)流？各種生態(tài)流流動過程表現(xiàn)為什么方式?4、什么是空間異質(zhì)性？空間異質(zhì)性與景觀過程是一種怎樣的關(guān)