景观生态复习题

1、名词解释格局： 是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单位的类型、数目以及空间分布与配 置。例如，不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。过程：强调事件或现象的发生、 发展的动态特征。 景观生态学常常涉及多种生态学过程， 其中包括：种群动态、种子或生物体的传播、捕食者 -猎物相互作用、群落演替、干扰传播、 物质循环、质量流动等等。尺度： 是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。 在景观生态学中， 尺度往往以粒度和幅度 来表达。等级： 根据系统发育关系决定的分类单元在分类系统中的位置空间异质性 ：是指某种生态

2、学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。 空间异质性是 空间斑块性和空间梯度的综合反映， 依赖于尺度， 粒度和幅度对空间异质性的测量和理解有 着重要的影响。斑块性 ：强调斑块的种类组成特征及空间分布与配置关系， 比异质性在概念上更为具体 化一些。斑块组成包括斑块类型的数目和比例，而配置则包括斑块的空间排列、斑块形状、 相邻斑块之间对比度、相同类型斑块之间的连接度、各向异性特征即不同方向上的异质。生态学干扰 ：是指发生在一定地理位置上， 对生态系统结构造成直接损害的、 非连续性 的物理作用或事件。 当然， 在对于生态系统结构造成直接破坏的同时， 干扰亦可直接影响生 态系统的功能。斑块 ：泛指与周

3、围环境在外貌或性质上不同， 并具有一定内部均质性的空间单位。 应该 强调的是， 这种所谓的内部均质性， 是相对于周围环境而言的。具体地讲， 板块可以是植物 群落、湖泊、草原、农田或居民区等。廊道 ：是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。 常见的廊道包括农田间的防 风林带、河流、道路、峡谷及输电线路等。基底 ：是指景观中分布最广、连续性最大的背景结构。常见的有森林基底、草原基底、 农田基底和城市用地基底等等。景观格局 ：景观格局通常是指景观的空间结构特征， 而空间斑块性是景观格局组普遍的 形式，它表现在不同尺度上。广义地讲，景观格局包括景观组成单元的多样性和空间配置。边缘效应： 是指斑块

4、边缘部分由于受外围影响而表现出与斑块中心部分不同的生态学 特征的现象。 斑块中心部分在气象条件、 物种的组成以及生物地球化学循环方面， 都可能与 其边缘部分不同。许多研究表明，斑块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。网络： 是指连接的廊道或通过廊道在空间上相连接续起来的斑块构成的网状结构，最 常见的网络是指廊道网络。景观遗传学 ：是指景观生态学和种群遗传学的结合，旨在研究景观环境特征是如何影 响物种微进化过程。 其核心问题是， 景观空间异质性如何影响种群的空间遗传结构以及种群 的命运。距离效应： 由于不同种在传播能力方面的差异和岛屿隔离程度相互作用所引起的现象 称为“距离效应” 。面

5、积效应 ：岛屿面积越小， 种群则越小，由随机因素引起的物种绝灭率将会增加。 该 现象称为“面积效应” 。复合种群： 是由空间上彼此隔离，功能上又相互联系的两个或两个以上亚种群 （ subpopulation ）或局部种群（ local population ）组成的种群斑块系统（狭义） 所有占据空间上非连续生境斑块的种群集合体， 只要斑块之间存在个体 （对动物而 言）或繁殖体（对植物而言） ，不管是否存在局部种群周转现象，均可称为复合种群（广义）景观连接度： 是指景观空间结构单元之间的连续性程度。景观连接度用于研究景观格 局对景观现象或过程在景观中运动或扩散的影响。 针对不同的研究对象， 联结

6、度表现出明显 的尺度效应。临界阈值现象： 某一事件或过程（因变量）在影响因素或环境条件（自变量）达到一 定程度（阈值）时突然进入另外一种状态（发生质的突变）的情形。也就是一个由量变到质 变的过程，从一种状态过渡到另一种截然不同状态的过程。渗透理论： 是研究临界阀现象的。其最突出的要点就是当媒介的密度达到某一临界密 度时，渗透物突然能够从媒介材料的一端到达另一端。连通生境斑块： 特大生境斑块是单个生境细胞（即最小的生境斑块）互相连接而形成 的生境通道， 故称为连通生境斑块， 或连通斑块。 连通斑块的形成标志着景观从高度离散状 态突然转变为高度连续状态。渗透阈值： 在渗透理论中，允许连通斑块出现的

7、最小生境面积百分比称为渗透阀值或 临界密度，或临界概率。中性模型： 不包含任何具体生态学过程和机理的，只产生数学上或统计学上所期望的 时间或空间格局的模型。中性模型的最大作用就是为景观格局和过程的相互作用研究提供一个参照系统。 通过对比随机渗透系统和真实景观的结构与行为特征， 就可以有效地检验有关格局与过程关 系的假设或探讨景观动态过程中的一些机理性规律。最小耗散原理： 在稳定状态下，耗散系统的墒发生率小于任何相邻的非稳定态，即称 为最小耗散原理。这种熵的局部最小化是所有生命有机体存在的重要热力学基础 。范式：是现代科学哲学中的一个极为重要的概念。 范式是一个科学群体所共识并运用的， 由世界观

8、、 置信系统以及一系列概念、方法和原理组成的体系。换言之，一个科学群体是由 享有共同范式的个体组成。范式变迁： 在科学发展史中， 随着人们对研究对象认识的不断深化， 新问题的出现， 旧 范式将必然为新范式所取代， 这一过程即所谓的范式变迁。 范式变迁是科学进步的动力， 也 是其必然产物。平衡： 是指生态学系统中各种过程相互抑制或抵消时所表现出来的均衡状态。稳定性： 是指抗变力和恢复力，稳定性有 4种相互联系但又不同的涵义和用法 : 抗变 力或阻力，即系统阻抑外界干扰的速率 ; 恢复力 , 即系统在受干扰后恢复到先前平衡点的 能力; 持续力， 即在干扰作用下系统行为虽然发生波动， 但这些变化总是

9、在某一限度之内， 从而使系统仍能保持生存的能力；恒定性或变异性，二者从不同角度来度量系统在一定时 空尺度上所表现出的不确定性或变异程度。斑块：指任何与周围环境不同， 而表现出较明显边界的地理单元。 其内容可以是生物的 或者是非生物的斑块动态： 是指斑块个体本身的状态变化和斑块镶嵌体水平上的结构和功能的变化。因此，它至少同时涉及到两个尺度。它强调空间异质性及其生态学成因、机制和作用，不但突出了生态学系统的斑块组分的动态特征， 而且意味着作为斑块镶嵌体的系统整体也必然要经 历变化。兼容： 低层次非平衡过程被整合到高层次稳定过程的现象复合稳定性： 系统的在高层次上表现出的“准”平衡态特性称为复合稳定

10、性。复合稳定性反映了一种“有序来自无序”的情形。等级斑块动态范式： 生态学实体在自然界中形成等级系统， 而个体、 种群、 群落和生态 系统生态学往往只是研究其中某一等级层次上的结构、功能和动态。强调而不是忽视干扰、 异质性和尺度多重性在管理和自然保护中的作用。景观指数： 是指能够高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。常用的景观指数：斑块形状指数、景观丰富度指数、景观多样性指数、景 观优势度指数、景观均匀度指数、景观形状指数、正方像元指数、景观聚集度指数、分维。空间的自相关性： 即在空间上愈靠近的事物或现象就愈相似。 空间自相关性被称为地理 学第一定律，

11、因此时间和空间上的自相关性是自然界存在持续秩序、 格局和多样性的根本原 因之一。结构方差： 结构方差表示由于空间非随机结构造成的变异， 反映了该变量的空间自相关 的变化特征。结构方差与系统总方差（基台值）的比例，即C1/ （C1十CO），是对变量在空间上的可预测性的一个重要度量。 而块金方差占总体方差的比例则可用来估计随机因素在所 研究的空间异质性中的相对重要性。自相关阈值： 表示某一特征在空间上自相关的空间幅度， 在大于阈值的空间尺度上该特 征不再有自相关性。 根据半方差图， 我们可以判断某一景观特征是否具有斑块性， 斑块格局 有何规律性，以及斑块大小和格局的尺度特征。可塑性面积单元问题：

12、在景观生态学研究中， 许多数据 （如遥感数据、 土地利用数据等） 是与面积相联系的， 或称为面积数据。在分析这类数据时，常常出现其结果随面积单元（栅格细胞或粒度）定义的不同而变化的问题，包括两个方面，即尺度效应和划区效应尺度效应： 是指当空间数据经聚合 （ aggregation） 而改变其粒度或栅格细胞大小时， 分 析结果也随之变化的现象；划区效应： 指在同一粒度或聚合水平上由于不同聚合方式 （即划区方向） 而引起的分析 结果的变化。解答、论述1、试述景观生态学的定义、研究对象与范畴答：景观生态学的定义的定义有多种表述， 但大都是反映内陆地形、 地貌或景色的，或是反映某一地理区域的综合地形特

13、征在目前最流行的英文教科书中将景 观生态学的定义为研究空间格局和生态过程相互关系， 或不同尺度上空间异质性 的原因和后果的生态学分支学科； 也有人将景观生态学定义为是研究和改善空间 格局与生态和社会经济过程相互关系的整合性交叉学科。研究对象与研究范畴： 景观生态学的研究对象和内容可概括为 3 个基本方面：（1）景观结构：即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。（2）景观功能：即景观结构与生态学过程的的相互作用，或景观结构单元之间 的相互作用。 这些作用主要体现在能量、 物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运 动过程中。（3）景观动态：即指景观在结构和功能方面随时间的变化。具体地讲，景观动 态包括

14、景观结构单元的组成成分、 多样性、 形状和空间格局的变化， 以及由此导 致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。2、景观格局的成因可能分为哪几种？答：我们将景观格局的成因分为三种：非生物因素、生物因素和人为因素。非生物和 人为因素在一系列尺度上均起作用，而生物因素通常只在较小的尺度上成为格局的成因。 大尺度上的非生物因素为景观格局提供了物理模板， 生物和人为因素通常在此基础上相互 作用。现实中，景观格局往往是许多因素和过程共同作用的结果，故具有多层异质结构.3、简述景观格局形成的原因和机制在不同尺度上的效应。答：景观格局形成的原因和机制在不同尺度上往往是不一样的。反过来说，不同因 素在景观

15、格局形成过程中的重要性随尺度而异。在小尺度上，捕食、竞争、植物 - 土 壤相互作用等生物学过程对于空间格局的形成往往起着重要作用。 概而言之， 气候地 形因素通常决定景观在大范围内的空间异质性， 而生物学过程则对小尺度上的斑块性 有重要影响。4、根据不同的起源和成因，景观板块可分为哪些类型？答：根据起源和成因的不同，Forman和Godron (1981, 1986)将常见的景观斑块分为四类。( 1)残留斑块：由大面积干扰所造成的、局部范围内幸存的自然或半自然生态 系统或其片段；( 2)干扰斑块：由局部干扰造成的小面积斑块；( 3)环境资源斑块：由环境资源条件在空间分布不均匀性而形成的斑块；(

16、 4)人为引入斑块： 由人们有意或无意地将动植物引入某些地区而形成的局部 性生态系统。5、概述等级斑块动态范式的几个重要方面。答：(1)生态学系统是由斑块镶嵌体组成的巢式(或包容型)等级系统。 例如，一片森林是一个由许许多多大小不同、年龄不同的林隙组成的系统。( 2)系统动态是各个尺度上斑块动态的总体反映。 在具有等级结构的生态学系统中， 系统的动态是小尺度斑块和大尺度镶嵌体及其与 环境相互作用的结果。如森林动态可以看做是林隙动态和涉及不同尺度上与土壤和地理格局有关的生物 及非生物过程变化的总体反映。( 3)格局 - 过程- 尺度观点。过程产生格局，格局作用于过程。 若要正确理解格局与过程的关

17、系，就必须认识 到其依赖于尺度的特点。( 4) 非平衡观点。传统平衡范式不同， 等级斑块动态范式把非平衡和随机过程作为生态学系统稳定性 的组成部分。一般来讲，生态学系统中有两类非稳定机制：生物和非生物因素的随机性( 5)兼容机制和复合稳定性概念。 兼容：低层次非平衡过程被整合到高层次稳定过程的现象(图4.6)复合稳定性：系统的在高层次上表现出的“准”平衡态特性称为复合稳定性。 复合稳定性反映了一种“有序来自无序”的情形。6、概述所提到的景观空间分析方法。答：景观生态学中的空间分析方法有多种， 它们分别适应于不同的研究目的和数据类型。 笼 统地讲， 这些方法可分为两大类： 格局指数方法和空间统计

18、学方法。 前者主要用于空间上非 连续的类型变量数据，而后者主要用于空间上连续的数值数据。景观格局分析方法：用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。 它们不仅包括一些传统的统计学方法， 同时也包括一些新的、 专门解决空间问题的格局 分析方法。景观格局分析的基本步骤： 1、以研究目的和方案为指导，收集和处理景观数据；2、将真实的景观系统转换为数字化的景观，选用适当的格局研究方法进行分析；3、最后对分析结果加以解释和综合7、常用的景观指数有哪些？简述概念。( 1 )斑块形状指数通过计算某一斑块形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量起形状复杂程度。( 2)景观丰富度指数景观丰富度指数

19、 R 是指景观中斑块类型的总数，即： R=m(m为景观中斑块类型的数目)( 3)景观多样性指数多样性指数 H 是基于信息论基础之上， 用来度量系统结构组成复杂程度的一些指数。常包括两种：多样性指数多样性指数(4)景观优势度指数优势度指数D是多样性指数的最大值与实际计算值之差。( 5)景观均匀度指数均匀度指数 E 反映景观中各斑块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比来表示。( 6)景观形状指数景观形状指数 LSI 与斑块形状指数相似， 只是将计算尺度从单个斑块上升到整个景观而已。(7) 正方像元指数正方像元指数SQP是周长与斑块面积比的另一种表达方式， 即将其取值标准化为 0

20、 与 1 之间。(8) 景观聚集度指数景观聚集度C反映景观中不同斑块类型的非随机性或聚集程 度。( 9)分维分维或分维数可以直观地理解为不规则几何形状的非整数维数。对于单个斑块而言，其形状的复杂程度可以用分维数来量度。8、结合本章内容，简述生态学建模的四个阶段及其之间的关系。 答：(1)建立概念模型：包括明确定义所研究的问题、确定建模目的、确定系统边界以及建 立因果关系图。( 2)建立定量模型(或概念模型的定量化) ：包括选用适当的数学方法、确定变量间的 函数关系、 估计参数值、 编写计算机程序、 确定模拟的时间步长以及运转模型并获得最初结 果。( 3)模型检验： 模型检验包括模型确认和模型验

21、证。 模型确认是指仔细检查数学公式和 计算机程序以保证没有运算方面技术问题的过程， 目的是保证概念模型的数量化是直接的和 确切的，而且计算机程序中能够影响模型结果的错误已全部排除。 模型确认与模型的真实性、 准确性和合理性并无任何直接关系。 模型验证是指确定模型在其既定的应用范围内运转结果 与其相对应的现实系统行为的吻合程度， 其衡量标准应该与预定的研究目的有密切关系， 常 常涉及到对模型结构和变量间关系合理性的检验、 模型输出结果与实际值的直接比较、 模型 的敏感性分析以及模型的不确定性分析。( 4)模型的应用：包括设计和执行模拟实验，分析、综合和解译模型结果，最后与生态 学同行或应用领域的

22、对象交流模型结果并征求改进意见。 模型交流的一个重要方面是发表论 文和专著。关系：建模的 4 个阶段相互联系、相互促进又相互制约，建模往往是一个循环往复、不 断修正的过程。 无论是种群模型、 生态系统模型还是景观模型， 建模的一般原理和过程是相 似的，但其具体内容是不同的，面且在数学方法和模拟途径方面也各有特点。9、常见的景观空间模型途径有哪三种？分别阐述其概念及要点。答： 3 种常见的景观空间模型途径(1) 空间概率模型是生态学中应用已久的马尔柯夫类模型(尤其是植物群落演替模型)在空间上的扩展。 空间马尔柯夫模型也是景观生态学家用来模拟植被动态和土地利用格局变化 的最早、 最普遍的模型。 空间概率模型是景观生态学中应用最早和最广泛的模型之一。多用来描