景观生态学

《景观生态学》复习重点

一、景观生态基本概念：

景观：美国景观生态学家Forman认为：以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域就叫景观。

景观生态学：是研究相关景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和动态。

尺度效应：是一种客观存在而用尺度表示的限度效应，只讲逻辑而不管尺度无条件推理和无限度外延。实质是不同的的尺度水平具有不同的约束体系，属于某一尺度的景观

生态过程和性质受制于该尺度特殊的约束体系。（不确定）

景观多样性：通常是指景观单元结构和功能方面的多样性，反映景观的复杂程度。包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性。

景观异质性：指在一个景观区域中，景观元素类型、组合及属性在空间或时间上的变异程度，是景观区别于其他生命层次的最显著特征。

景观格局：一般是指景观组分的空间分布和组合特征。

斑块：(patch)是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。

基质：（matrix）也称本底。是指范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型，是景观中的背景地域。

景观网络：1由廊道相互连接形成的网状结构

2包含斑块面积极度扩大，高度孔隙化的形状特化了的本底。（与本底一样具有高度连

接度）

景观结构：是不同层次水平或者相同层次水平景观生态系统在空间上的依次更替和组合，直观的显示景观生态系统纵向横向的镶嵌组合规律。包括景观的空间特征和非空间特征两部

分内容。

景观单元：也称景观元素，是地面上相对均质的生态要素或单元。

景观类型：

景观变化：也称景观动态。是指景观的结构和功能随时间而发生的变化。

景观稳定性：是景观的各种参数的长期变化呈现水平状态，或是在水平线上下摆动的幅度和周期性具有统计特征。

景观指数：是指能够高浓度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。

景观规划与设计：景观生态规划是应用景观生态学原理及其他相关学科的知识，通过研究景观格局与生态过程以及人类活动与景观的相互作用，在景观生态分析、综合及评价

的基础上，提出景观最优利用方案和对策及建议。

景观功能：景观功能是指景观元素之间的相互作用，即能量流、养分流和物种流从一种景观元素迁移到另外一个景观元素。通过大量的“流”，一种景观元素可以对另外一种景观元

素施加控制作用。

二、简单答

①斑块类型及特点

干扰斑块(disturbance patch)：具有最高的周转率、持续时间最短、消失最快的斑块类型。

残存斑块(remnant patch)：与干扰斑块类似，具有较高的周转率，消失较快

环境资源斑块(environmental patch)：存留时间长、周转率低

引进斑块(introduced patch)：分为：种植斑块：人维护、存留时间长。

聚居地：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一

②景观多样性生态意义及指标

意义：1、只有多种生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性。

2、只有多种生态系统的共存，并与异质的立地条件相适应，才能使景观的总体生产力

达到一定水平。

3、只有多种生态系统共存，才能保证景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一

定水平。

指标：1、丰富度：指的是一个景观中生态系统类别数，以绝对值表示。

相对丰富度是指一定景观内出现的生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系

统类别数的百分比。

2、Simpson 多样性指数：

D-Simpson 多样性指数，S-生态系统总数，Pi-每一生态系统所占面积百分比。

3、均匀性：E=H’/H’(max)

E-均匀性， H’-现实景观多样性，H’(max)-完全均匀情况下的景观多样性

4、优势度：优势度=1-均匀度。说明一个景观中某一生态系统占优势的程度

5、相对分块性：

P-分块性，N-相邻生态系统边界数，Di-相邻生态系统相异性指数

③斑块面积及形状生态学意义（网上搜的）

1 面积：斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平，而且影响能量和养分的分布。一

般来讲，斑块中能量和矿质养分的总量与其面积成正比，物种的多样性和生产力水平

也随面积的增加而增加。由于物种多样性与斑块面积显著相关，在自然保护区设计时，

对保护稀有种和濒危种以及维持稳定的生态系统，保护区面积是主要因素，而斑块的

隔离程度、年龄和形状等其它因素则是次要因素

∑=-=s i i P D 12)(1

2 形状：1斑块的形状对生物的扩散和动物的觅食以及物质和能量的迁移具有重要的影响。2不

同的斑块形状对径流的过程和营养物质的截留都有不同的影响。3斑块形状的最重要生

态学特征是边缘效应。

调查斑块的内部面积与边缘面积的比率对了解物种多样性有重要意义

④斑块构型主要指标

斑块构型是指斑块在景观中的空间排布情况，它们的空间分布对能量、物种的流动有重要影响。它的指标包括相关性指标和破碎化指标。其中相关性的指标包括：隔离度、可及度、相互作用、总隔离度。破碎化指标包括：斑块密度、边缘密度、加权形状指数、内部面积破碎化指标。

⑤廊道作用

廊道是指不同于两侧本底的狭长地带，可以看作是一个线状或带状的斑块。

作用：具有将景观分离、将景观连接的双重作用。具体表现在：

1.运输：如：公路、铁路、运河、输电线等

2.保护：如：长城、围墙、林带等

3.资源：如：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多

4.观赏：如：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤

⑥两种廊道主要特点

廊道有三种基本类型：线状廊道、带状廊道和河流廊道。（任选2个）

线状廊道：很窄，主要由边缘种组成。一般有7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱

带状廊道：比较宽，其宽度是可以造成一个内部环境，其中心地带有比较丰富的内部种，每个侧面都存在边缘效应。

河流廊道：沿河流分布，与周围本底不同的植被带，可以调节水和物质从周围土地向河流的运输。

⑦基质主要特征

基质是范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型，是景观中的背景地域。

特征：1 面积大，一般采用相对面积作为定义基质的第一条标准：通常基质的面积超过现存的任何其他景观要素类型的总面积。相对面积是指本底面积占景观总面积的比例。相对

面积大小决定本底对整个景观的控制程度。

2 连通性高，连通性是指单位面积景观被分割的块数，是确认基质的第二个标准。决定

本底中物种迁移受其它景观要素的影响程度。间接影响本底对景观的控制程度。

3 对景观动态的控制程度较其他景观要素类型大。

⑧景观整体结构

景观的总体结构包括：

1景观多样性和异质性：研究生态系统类型的异质性

2景观的结构类型：研究景观要素的构成状态

3空间格局：一个景观中各种景观要素的分布规律及彼此间的空间关系。

⑨简述影响景观功能三种流主要特征（特征找不到，呵呵，不好意思哈）

景观功能中的三种流指的是:能量流、养分流、物种流

能量流：如热能、生物能

养分流：如无机物质、有机物质、水

物种流：如各种类型的动植物以及遗传基因。

10、景观变化及研究意义

景观变化也称景观动态。是指景观的结构和功能随时间而发生的变化。

研究意义：1只有了解过去才能规划未来。

2对一个地区的景观结构和功能的变化规律作出分析，研究其发展趋势以及多生

产力和环境效益的影响，并在此基础上探索出更能符合人类长远利益要求的发

展道路。

11、景观变化主要作用力

1 人力，比如：采伐、造林、灌溉等

2自然力：包括物理力（比如：地震、洪水、台风）和生物力（比如：病害、虫害）

3力按照作用的强度分为四级：极度、强度、中度和弱度。依次可以产生景观替代、建立新平衡、恢复和波动四种结果。

12、人类对景观主要影响及结果

表现在以下几个方面：

1、人类活动造成了许多环境问题：如全球气候变暖、大气污染、森林和其它天然植被减少、

土地退化、水资源短缺、水污染生物多样性降低。同时破坏了许多自然景观。

2、人类活动对不同地区景观的干扰程度不一样，按照人为干扰状况将景观分为五种类型：

天然景观、管理景观、农田景观、城郊景观、城市景观

3、对景观类型的影响主要体现在对斑块结构的影响：

（1）斑块类型：干扰斑块类型相对块数变化的趋势是：环境资源斑块和干扰斑块逐步让位于引入斑块和残余斑块。

（2）斑块的大小：随人类干扰程度加大，平均斑块大小和方差均趋于降低。

（3）斑块形状：在自然景观中，以环境资源斑块和干扰斑块为主，其形状多不规则，在农田与城市景观中，多为人为控制，以引入和残余斑块为主，形状规则。

（4）斑块密度：在自然景观中，斑块密度中等，随着农业化与城市化，斑块密度加大。13、景观生态规划步骤

1确定规划范围与规则目标2景观生态调查3景观空间格局与生态过程分析4景观生态分类和制图5景观生态适宜性分析6景观功能区划分7景观生态规划方案评价及实施

三、论述题

14、叙述景观生态学的主要内容及目前的研究重点。

15、试比较美国景观生态学派与西欧景观生态学派的工作特点。

16、为什么要研究景观格局？研究景观格局的主要方法有哪些？

17、3S技术在景观生态研究中的作用和意义？

18、以你所掌握知识，举例说明区域生态环境基本问题，对其进行景观生态学研究的内容和方法。

1、叙述景观生态学的主要内容及目前的研究重点。

● 景观生态学的主要内容：

1) 景观生态系统要素分析，是对景观生态系统组成要素特征及其在系统形成中作用的研究，包括气候、地貌、土壤、植被、水文及人类构筑物等。

2) 景观生态分类，是景观调查综合方向，是根据区域内景观生态系统的整体特征，主要是生态功能对个体单元空间范围的界定及群体单元的类型归并。

3) 景观空间结构研究，既是对个体单元空间形态及内部异质性的分析，也包括对群体单元空间组合形式的研究。

4) 景观生态过程研究，是研究景观空间结构和生态过程的相互作用，它是景观生态评价和规划的基础。

5) 景观生态规划与设计及景观生态管理，是学科应用研究的中心。近年来，景观生态学的应用领域主要包括生物多样性保护、土地持续利用、资源管理和全球变化。

● 景观生态学中的十大研究论题：

1) 异质景观中的能量、物质和生物流过程

2) 土地利用和覆盖变化的起因、过程和效应

3) 非线性科学和复杂性科学在景观生态学中的应用

4) 尺度推绎

5) 景观生态学方法论的创新

6) 将景观指数与生态过程相结合，并发展能反映生态和社会经济过程的综合景观指数格局指数已在景观生态学中广泛应用，但它们本身对不同景观特征和分析尺度的反应及其生态学意义尚不是很清楚

7) 把人类和人类活动整合到景观生态学中

8) 景观格局的优化

9) 景观水平的生物多样性保护和可持续性发展

10) 景观数据的获得和准确度评价

3、为什么要研究景观格局？研究景观格局的主要方法有哪些？

景观格局多指空间格局，即大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合。它是景观异质性的具体体现。格局与过程相互关系是景观生态学理论研究的核心内容。景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度的关系。

● 景观格局分析方法

1）、遥感与地理信息系统应用

2）、景观指标（格局指数）方法

3）、空间统计学方法

4）、景观模型

4、举例说明斑块和廊道的功能。

● 斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。包括：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块、引进斑块。

1）生态学意义：形状分析可了解物种动态（物种分布是稳定、扩展、收缩、还是迁移甚至以了解迁移路线）；斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用；斑块的形状与环境变化及更新过程有关；园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术效果。

2）边缘与边缘效应：斑块形状影响边缘与内部环境的比例，从而影响物质、能量和物种分布。斑块在景观中的空间排布情况，它们的空间分布对能量、物种的流动有重要影响。

3）目前对斑块空间格局与干扰传播的研究较多：

假设1：如果，一个斑块是火灾或者病虫害爆发的干扰源，当斑块被隔离时，能阻止干扰扩散。

假设2：不同类型的斑块镶嵌在一起，能够形成有效的屏障，阻碍干扰传播。反例：草地、灌丛、针叶林镶嵌加强干扰传播混合林虫害较少可能主要由于鸟类的捕食作用，而非直接的阻碍作用。

廊道：不同于两侧本底的狭长地带，可以看作是一个线状或带状的斑块。

廊道的作用：双重作用:将景观分离或将景观连接

1) 运输：公路、铁路、运河、输电线等

2) 保护：长城、围墙、林带等

3) 资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多

4) 观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤

以河流廊道为例，其功能主要有：（ 1）它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流动；（ 2）它影响河流本身的运输；（ 3）侵蚀、养分流、地表径流、洪水、沉积作用、水的质量都与廊道的宽度有关；（ 4）它为物种的迁移和栖息提供了条件；（ 5）为人类运输航道、物质资源、保护作用。

5、景观生态变化的驱动力有哪些？

1）作用力的种类

人力，比如：采伐、造林、灌溉等

自然力，物理力（比如：地震、洪水、台风）和生物力（比如：病害、虫害）

2）按照作用的强度分为四级：

a 极度：产生新景观。比如：地震。

b 强度：使景观产生新的平衡。比如：耕作

c 中度：使景观发生很大变化，可产生超过平衡的波动，但是一旦停止干扰仍可使景观恢复到原有

的平衡状态。比如：连续几年干旱，河流干涸；气候正常，恢复原有景观。

d 弱度：使景观产生围绕中心点的波动。比如：小的森林火灾。

6、 3S技术在景观生态研究中的作用和意义？

概念： 3S就是指利用全球定位系统（ GPS）、地理信息系统（ GIS）、遥感技术（ RS）及3S集成、以及其他相关技术对资源环境进行规划设计和远距离动态监测。

3S技术在景观生态上的应用：以区域资源环境规划与动态监测为主要应用对象。包括土地利用、旅游资源开发、环境监测、各种灾害监测、精密农耕等方面。

（ 1）在景观生态分类和规划中应用：由于遥感资料具有覆盖范围广，资料更新速度快的特点，在景观生态分类、景观格局、景观动态变化和规划生态规划研究中起到了重要的作用，表现在利用遥感图像进行区域景观生态分类；利用地理信息系统的操作运算的一个特殊功能对景观格局进行分析；利用地理信息系统高强的空间分析功能进行景观生态规划。（ 2）在景观生态设计中应用：景观生态设计是在小尺度上对景观生态规划中划分的功能区域特定功能的实现过程，一般都与具体的工程相联系，以具体的生态技术应用为特征。它与景观生态规划一起构成景观生态学应用领域不可缺少的一部分。景观生态设计是以生态学原理为基础，设计具有人工特征的景观来改造、治理以及协调生态环境。常用的制图软件包括：① COREL DRAW11 ②PHOTOSHOP7.0 ③ 3D STUDIO MAX6.0④ AUTO CAD2002；

（ 3）在景观生态变化动态监测中应用：景观变化动态监测是通过对不同时段遥感影像图的比较，可以研究景观空间格局的动态变化过程，这已经成为景观生态学研究中比较有效的实用工具；

（ 4）环境变化监测：景观变化驱动因子包括气候变化、土壤变化、水文变化、地形变化、水土流失、以及人类干扰造成的土地利用环境变化等。通过“ 3S”技术能够监测这些因子变化；

（ 5）灾害监测和评估：①利用“ 3S”技术监测生态灾害，如洪水灾害城市“热岛效应”、台风、寒流、火灾、沙尘暴等。②进行灾害预警，以减少灾害带来的损失。

3S 技术是景观生态学研究中的重要技术工具，尤其是在大的空问尺度上，研究数据的获得多是通过遥感技术来获取的。地理信息系统主要用来收集、存贮、提取、分析、显示空间信息，应用于景观格局分

析和过程模拟全球定位系统解决了景观单元具体坐标这一难题。3s技术为景观生态学研究提供了极为有效的一系列研究工具，逐步成为资料收集、储存、处理和分析所不可缺少的手段。3S 技术在很大程度上改变了景观生态学研究方式，同时也逐步成为景观生态学的重要特征。

7、景观生态规划及设计有何关系？举例说明它们在应用方面意义。

景观生态规划与景观生态设计的关系：景观生态规划、景观生态设计和景观生态管理构成了景观生态建设，属于景观生态学的应用研究。从国内外景观生态规划与设计的实践来看，内容不尽相同。景观生态设计更多地从具体的工程或具体的生态技术配置景观生态系统，着眼的范围较小，往往是一个居住小区、一个流域、各类公园和休闲地等的设计；而景观生态规划则从较大尺度上对原有景观要素的优化组合以及重新配置或引入新的成分，调整或构建新的景观格局及功能区域，使整体功能最优。景观生态规划强调从空间上对景观结构的规划，具有地理科学中区划研究的性质，通过景观结构的区别，构建不同的功能区域，而景观生态设计强调对功能区域的具体设计，由生态性质入手，选择其理想的利用方式和方向。景观生态规划与景观生态设计是从结构到具体单元，从整体到部分逐步具体化的过程。

举例：最近几十年，集约化经营方式已经导致了传统农业景观中生物栖地多样性的降低和自然景观的破碎化，土地利用和土地覆盖方式的变化使得农业景观的美学和生态效益遭受严重损害。化肥，农药，除草剂及现代农业工程设施的使用，使土地生产率提高，农业景观异质性，土地利用向多样化，均匀化方向发展，同时又通过土壤流失，有机质减少，土地板结及盐碱化对农业景观变化产生影响。农村各产业蓬勃兴起，在有限的自然资源和经济资源的条件下，各产业相互竞争，物质，能量，信息在各景观要素间流动和传递，不断改变区域内农业景观格局，农业资源和环境问题日益突触。时空格局的改变使得小尺度农业生态系统研究已经不能满足农业持续发展的需要，因此运用景观生态学原理，对农业景观资源进行合理的规划、设计，促进农业作用的合理利用及农业的出现发展，具有重要的现实意义。

8.景观生态研究的基本步骤是什么？

1）确定规划范围与规划目标。规划目标可分为3类：一类是为保护生物多样性而进行的自然保护区规划与设计，第二类是为自然资源的合理开发而进行的规划，第三类是为当前不合理的景观格局而进行的

景观结构调整。

2）景观生态调查。主要目标是收集区域的资料与数据。获取资料的手段：历史资料、实地调查、社会调查和遥感及计算机数据库。

包括：

● 自然地理因素：地质、水文、气候、生物

● 地形地貌因素：土地构造、自然特征、人为特征

● 文化因素：社会影响、政治和法律约束、经济因素

3）景观空间格局与生态过程分析。景观格局与过程分析对景观生态规划有重要的意义，成功的规划与设计在于我们对规划区景观的理解程度，因为景观生态规划的中心任务是通过组合或引入新的景观要素而调整或构建新的景观结构，以增加景观异质性和稳定性，而对景观格局和生态过程的分析有助于我们做到这一点。

4）景观生态分类和制图。是景观生态规划及管理的基础。根据景观生态分类的结果，客观而概括地反映规划区景观生态类型的空间分布模式和面积比例关系，就是景观生态图。可作为景观生态规划的基础图件。

5）景观生态适宜性分析。是景观生态规划的核心，其目标以景观生态类型为评价单元，根据区域景观资源与环境特征、发展需求与资源利用要求，选择有代表性的生态特性，从景观的独特性，景观的多样性，景观的功效性，景观的宜人性或景观的美学价值入手，分析某一景观类型内在的资源质量以及与相邻景观类型的关系，确定景观类型对某一用途的适宜性和限制性，划分景观类型的适宜性等级。适宜性分析的方法有整体法、因子叠合法、数学组合法、因子分析法和逻辑组合法五类。

6）景观功能区划分。从景观空间结构产生，以满足景观生态系统的环境服务、生物生产及文化支持三大基础功能为目的，并与周围地区景观的空间格局相联系，形成规划区合理的景观空间格局，实现生态环境条件的改善、社会经济的发展以及规划区可持续能力的增强。

7）景观生态规划方案评价及实施。成本效益分析和对区域持续发展能力的分析__

12、举例说明如何利用景观生态原理和方法促进生物多样性保护和自然资源管理。

景观生态原理：

1）景观系统的整体性与异质性原理：景观系统是共同的，存在着整体的关系。景观是由异质要素组成的，即景观异质性。

2）格局过程关系原理：景观格局多指空间格局，即大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合，是景观异质性的具体体现。过程一般指生态过程，包括种群动态、种子或生物体的传播、群落演替、物质和能量循环等。格局与过程相互关系是景观生态学理论研究的核心内容。

3）尺度分析原理：尺度分析是指将小尺度的斑块格局经过重新组合而在较大尺度上形成的空间格局的过程，此过程伴随着斑块形状由不规则趋向规则以及景观类型的减少。

4）景观结构镶嵌性原理：镶嵌性指系统的组分在空间结构上互相拼接而成为一个整体，通常分为生物镶嵌性和环境镶嵌性。景观结构的镶嵌性指斑块—廊道—基质的组合在空间上的镶嵌现象。如土地镶嵌性等等。

5）景观生态流与空间再分配原理：生物物种和营养物质以及其它物质、能量在各个空间组分间的流动被称为生态流，是景观生态过程的具体体现。这些流表现为聚集与扩散，属于跨生态系统间的流动，以水平流为主。景观中的能量，养分和物种从一种景观要素迁移到另一种景观要素，为空间再分配。

6）景观演化的人类主导性原理：景观演化的动力机制有自然干扰与人为活动影响两方面。在今天世界由于人类活动的普遍性与深刻性，对与作为人类生存环境的各类景观而言，人类活动对景观演化无疑起主导作用。

7）景观多重价值与文化关联性原理：具有经济、生态和美学价值。这种判定是景观规划和管理的基础。

保护生物学是一门既针对目前危机又着眼长远生态前景的，以研究生物多样性为主题的综合学科。生物多样性不只是物种多样性、基因多样性或生态系统多样性，也不是它们的简单相加而得的总和，生物多样性保护的理论和实践都要明确地认识到，生物多样性是一个具有等级、时空尺度和格局特征的复杂系统概念。景观生态学和保护生物学互为补充，在研究内容上有许多相似和重叠的地方，例如生物多样性、

生境破碎化、缀块动态以及复合种群动态在两个领域的研究中都占有很重要的地位，景观生态学的发展为保护生物学提供了新的理论基础，而保护生物学为检验景观生态学理论和方法提供了场所，而且为其发展不断提出新的目标。近年来，景观生态学原理和方法在自然保护的研究和实践中应用广泛，对自然保护中从“物种范式”向“景观范式”的转变起到了积极推动作用，需要强调的是，保护的景观途径并不是指把整个景观作为保护区，而是强调应用景观生态学的理论和原理设计自然保护方案，当然这一途径必然要涉及到多尺度和大尺度。

13、结合你的研究方向，谈谈景观生态学如何在你研究方向中应用问题。

自然保护和恢复生态学：景观生态学的发展为保护生物学和恢复生态学提供了新的理论基础，而保护生物学和恢复生态学为检验景观生态学的理论和方法提供了场所，而且为其发展不断提出新的目标。

生态系统管理：（目的：保护异质景观中的物种和自然生态系统，维持正常的生态学和进化过程，合理利用自然资源，从而保证生态系统的永续性。）区域景观尺度是考虑自然资源的宏观永续利用和对付全球气候变化带来的生态学后果的最合理尺度：区域景观是能够翻译自然生态系统和人类活动的种类、变异和空间格局特征的最小空间单位。

土地利用规划：土地利用规划（包括景观和城市规划与设计）强调人类与自然的协调性，自然保护思想在该领域日趋重要。景观生态学可以为土地利用规划提供一个理论基础，并可以帮助评价和预测规划和设计可能带来的生态学后果。景观规划和设计的实践可以检验景观生态学中的理论和假说。