第2章-景观生态学的理论框架.ppt

* * 尺度分析主要面临两个主要问题：一是尺度如何选择，即选择最佳尺度；二是如何完成尺度间转化和推绎，即把粗尺度研究结果转换为细尺度或者相反。这两方面紧密联系，相辅相成。 1.尺度选择：关系到尺度研究中的试验设计与信息收集，是研究的起点和基础，尺度选择不同，会导致对生态学格局和过程及其相互作用规律的不同认识。 理论上讲应该选取能够将生物、非生物和人类过程关联起来的最佳尺度，但尺度选择常受认知能力或技术、逻辑的限制。 尺度分析受到一些因素限制：研究项目状况、研究对象性质和复杂程度。在充分考虑这些因素下，尺度选择要有层次性，至少包括核心尺度、小尺度组分和大尺度背景三个层次，这样有助于全面把握研究对象特征和规律。 * 2.尺度推绎是指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上的现象。不同尺度系统间存在物质、能量、信息交换与联系，这种联系为尺度转化提供客观依据。相邻尺度推绎针对不同情况有三种基本思路： ①一尺度上模型适合另一尺度，直接改变模型的粒度和幅度； ②模型不适合但机理相似，在模型修正基础上改变粒度、幅度实现； ③模型不适合且难通过修正模型实现，根据研究内容与背景要素关系及不同尺度上背景要素关系推测相邻尺度上研究对象的现象。 尺度推绎的方法主要有图示法、回归分析法、自相关分析法等。 * 四、景观结构镶嵌性原理 自然界普遍存在着镶嵌性，即一个系统的组分在空间结构上相互拼接而成为一个整体，通常可分为生物镶嵌性和非生物镶嵌性，后者即环境镶嵌性。 生物镶嵌性又包括干扰、生物相互作用、植被空间格局、反映扩散过程、疾病等类型。 镶嵌的特征是对象被集聚，形成清楚的边界，连续空间发生中断和突变。土壤镶嵌性是景观和区域生态学的基本特征，Forman提出的斑块—廊道—基质模型即是对此的一种理论表述。 * 景观的斑块是地理、气候、生物和人文因子构成的有机集合体，具有特定的结构形态，表现为物质、能量或信息的输入与输出单位。斑块的大小、形状不同，有规则和不规则之分；廊道曲直、宽窄不同，连接度也有高低之分；而基质更显多样性，从连续状到空隙状，从集聚态到分散态，构成了景观丰富多彩的镶嵌变化格局。 作为镶嵌体的景观按其所含的斑块粒度——用斑块平均直径度量，可区分为粗粒和细粒景观。单纯的粗粒或细粒景观都是单调的，只有含有细粒部分的粗粒景观最有利于大型斑块生态效应的获得。为包括人类在内的多生境物种提供了较广的环境资源和条件。 * 五、景观生态流与空间再分配原理 生物物种与营养物质和其他物质、能量在各个空间组分间的流动称为生态流，是景观生态过程的具体体现。 受景观格局的影响，生态流分别表现为聚集与扩散，属于跨生态系统的流动，以水平流为主。在物质的流动过程中总是伴随着一系列能量转化过程。 * 景观中的能量、养分和物种，都可以从一种景观要素迁移到另一种景观要素，这些运动或流动取决于五种主要媒介物或传输机制：风、水、飞行动物、地面动物和人。 在景观水平上有三种驱动力：首先是扩散，它与景观异质性有密切联系；其次是传输（物质流），即物质沿能量梯度（在空间呈镶嵌分布）流动；最后是运动，即物质通过消耗自身能量从一处向另一处移动。扩散是低能耗过程，仅在小尺度上起作用，而物质流和运动是景观尺度上的主要作用力。扩散作用形成最少的聚集格局，物质流居中，而运动可在景观中形成明显的簇聚格局。 景观的边缘效应对生态流有重要影响，景观要素的边缘可起到半透膜的作用，对通过它的生态流进行过滤。 * 六、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和人为活动影响两个方面，由于今天世界上人类活动影响的普遍性和深刻性，对于作为人类生存环境的各类景观而言，人类活动对于景观演化无疑起到主导作用，通过对变化方向的改变和速率的调控可实现景观的定向演化和可持续发展。 在人类活动对生物圈的持续作用中，景观破碎化与土地形态的改变时其重要表现。景观破碎化包括斑块树木、形状和内部生境的破碎化三个方面，常常会导致生物多样性的降低，而且将影响到景观的稳定性。 * 通常：把人为活动对于自然景观的影响称为干扰；对管理景观的影响，称为改造；对人工景观的影响称为构建。 应用生物控制共生原理进行景观生态建设，是景观演化中人类主导性的积极体现。 景观生态建设是指一定地域、跨生态系统、适用于特定景观类型的生态工程，它以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段，改善受胁迫或受损伤生态系统的功能，提高其基本生产力和稳定性，将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。（小流域综合治理工程） 人类活动强度要在景观生态系统承载力之内。 人类活动打破了自然景观中原有的生态平衡，放大了干扰，改变了景观演化的方向，并创