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1、景觀生態(tài)學(xué)—格局、過程、尺度與等級(jí)鄔建國高等教育出版社2000年12月LandscapeEcologyPattern,Process,ScaleandHierarchy,HigherEducationPress景觀生態(tài)學(xué)中的基本概念起源與發(fā)展起源于中歐和東歐,可追溯到20世紀(jì)30年代。德國區(qū)域地理學(xué)家Troll于1939年創(chuàng)造了“景觀生態(tài)學(xué)”一詞,并將其定義為研究某一景觀中生物群落只見錯(cuò)綜復(fù)雜的因果反饋關(guān)系的科學(xué)。Naveh和Lieberman(1984)繼承并發(fā)展了歐州景觀生態(tài)學(xué)的概念,提出“景觀生態(tài)學(xué)是基于系統(tǒng)論、控制論和生態(tài)系統(tǒng)學(xué)之上的跨學(xué)科的生態(tài)地理科學(xué),是整體人類生態(tài)系統(tǒng)
2、科學(xué)的一個(gè)分支。”在北美,直到20世紀(jì)80年代初才開始逐漸興起。如今,等級(jí)理論、分形理論、滲透理論、尺度觀點(diǎn)以及一系列空間格局分析方法和動(dòng)態(tài)模擬途徑在景觀生態(tài)系中的廣泛應(yīng)用,為該科學(xué)增添了新內(nèi)容和新特點(diǎn)。研究范疇研究對(duì)象和內(nèi)容(1)景觀結(jié)構(gòu):景觀組成單元的類型、多樣性及其空間關(guān)系。(2)景觀功能:景觀結(jié)構(gòu)與生態(tài)學(xué)過程的相互作用,或景觀結(jié)構(gòu)單元之間的相互作用。主要體現(xiàn)在能量、物質(zhì)和生物有機(jī)體在景觀鑲嵌體中的運(yùn)動(dòng)過程。(3)景觀動(dòng)態(tài):景觀在結(jié)構(gòu)和功能方面隨時(shí)間的變化。也就是景觀結(jié)構(gòu)單元的組成成分、多樣性、形狀和空間格局的變化,以及由此導(dǎo)致的能量、物質(zhì)和生物在分布與運(yùn)動(dòng)方面的差異。研究的
3、重點(diǎn):(1)空間異質(zhì)性或格局的形成和動(dòng)態(tài)及其與生態(tài)學(xué)過程的相互作用;(2)格局—過程—尺度之間的相互關(guān)系;(3)景觀的等級(jí)結(jié)構(gòu)和功能特征以及尺度演繹問題;(4)人類活動(dòng)與景觀結(jié)構(gòu)、功能的相互關(guān)系;(5)景觀異質(zhì)性(或多樣性)的維持和管理。格局、過程、尺度格局(Pattern)是指空間格局,廣義地講,它包括景觀組成單元的類型、數(shù)目以及空間分布與配置。過程強(qiáng)調(diào)事件或現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展的動(dòng)態(tài)特征。尺度(Scale),廣義地講,是指在研究某一物體或現(xiàn)象是所采用的空間或時(shí)間單位,同時(shí)又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時(shí)間上所涉及到的范圍和發(fā)生的頻率。在景觀生態(tài)學(xué)中,尺度往往以粒度(Grain)和幅度
4、(Extent)來表達(dá)??臻g粒度之景觀中最小可辨識(shí)單元所代表的特征長度、面積或體積;時(shí)間粒度指某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的(或取樣的)頻率或時(shí)間間隔。幅度指研究對(duì)象在空間或時(shí)間上的持續(xù)范圍或長度??臻g異質(zhì)性和綴塊性空間異質(zhì)性(SpatialHeterogeneity)是指某種生態(tài)變量在空間分布上的不均勻性及其復(fù)雜程度。是空間綴塊性(Patchness)和空間梯度(Gradient)的綜合反映。綴塊性強(qiáng)調(diào)綴塊的種類組成特征及其空間分布與配置關(guān)系,比異質(zhì)性在概念上更為具體化一些。而梯度則指沿某一方向景觀特征有規(guī)律地逐漸變化的空間特征。生態(tài)學(xué)干擾指發(fā)生在一定地理位置上,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成直接損傷
5、的、非連續(xù)性的物理作用或事件。它有三個(gè)方面構(gòu)成:系統(tǒng)、事件和尺度域。系統(tǒng)具有一定的尺度域,而干擾事件來自于系統(tǒng)外部,并發(fā)生在一定尺度上。綴塊—廊道—基底模式Forman和Godron(1981,1986)在觀察和比較各種不同景觀的基礎(chǔ)上,認(rèn)為景觀的結(jié)構(gòu)單元不外乎三種:綴塊(Patch)、廊道(Corridor)和基底(Matrix)。綴塊泛指與周圍環(huán)境在外貌或性質(zhì)上不同,并具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間單元。廊道是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線性或帶狀結(jié)構(gòu)。基底則是指景觀中分布最廣、連續(xù)性最大的背景結(jié)構(gòu)。綴塊—廊道—基底模式是基于島嶼生物地理學(xué)和群落綴塊動(dòng)態(tài)研究之上形成發(fā)展起來的。為具體
6、描述景觀結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)提供了一種“空間語言”。景觀格局的形成、結(jié)構(gòu)和功能景觀格局通常是指景觀的空間結(jié)構(gòu)特征,而空間綴塊性是景觀格局最普遍的形式,它表現(xiàn)在不同的尺度上。影響景觀格局形成的主要因素主要有非生物、生物和人為三方面成因。現(xiàn)實(shí)中,景觀格局往往是許多因素和過程共同作用的結(jié)果,故具有多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)。綴塊的結(jié)構(gòu)和功能特征綴塊的主要類型、成因和機(jī)制Forman和Godron(1981,1986)根據(jù)不同的起源和成因,將常見的綴塊分為以下四種類型:(1)殘留綴塊(RemnantPatch):由大面積干擾(森林大火、城市化等)所造成的、局部范圍內(nèi)幸存的自然或半自然生態(tài)系統(tǒng)或其片段。(2)
7、干擾綴塊(DisturbancePatch):由局部性干擾(樹木死亡、小范圍火災(zāi)等)造成的小面積斑塊。(3)環(huán)境資源綴塊(EnvironmentalResourcePatch):由于環(huán)境資源條件在空間分布的不均勻性造成的綴塊。(4)人為引入綴塊(IntroducedPatch):由于人們有意或無意地將動(dòng)植物引入某些地區(qū)形成而形成的局部性生態(tài)系統(tǒng)(如種植園、居民區(qū)等)。綴塊的結(jié)構(gòu)特征和生態(tài)學(xué)功能(1)種—面積關(guān)系和島嶼生物地理學(xué)理論:景觀中的綴塊大小、形狀以及數(shù)目對(duì)生物