景观生态系统

第七章景观生态系统

李洪远南开大学环境科学与工程学院1景观生态学南开大学示范精品课程课件《生态学基础》2010景观生态系统景观要素2景观和景观生态学

31景观生态学的应用6景观结构

33景观变化

4景观生态学的研究方法

352景观生态学美学上的意义：视觉美学上的概念，与“风景”同意。例“黄山”、“泰山”、“苏州园林”。在欧洲，“景观”一词最早来源于《圣经》中，用来描述耶路撒冷城美丽的景画。景观作为审美对象，是风景诗、风景画及风景园林学科的对象。地理学上的理解：将景观作为地球表面气候、土壤、生物各种成分的综合体，是指反映地形地貌景色的图像，诸如草原、森林、山脉、湖泊等。生态学上的理解：空间上不同生态系统的聚合镶嵌体，通过一定地貌表现出来。景观作为人类生活的栖息地，这时的景观与人类是合为一体的；景观作为系统，成为我们科学研究的对象。景观是审美的、是体验的、是科学的、是有含义的。关于景观:英文Landscape在中文中的解释南开大学示范精品课程课件《生态学基础》20103景观生态学A.桂林山水景观B.美国亚利桑那洲大峡谷景观C.美国威斯康星大学Curtis草地景观D.内蒙古草原景观E.北美的Sonoran荒漠景观F.亚洲温带荒漠景观一角4景观生态学5景观生态学6景观生态学7景观生态学8景观生态学9景观生态学10景观生态学1、景观的定义和特征景观：是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。（1986，Forman&Godron)例：“秦岭”Troll(德国1983)：景观是控制某一地区不同空间单元的自然与生物的关系。Zonneveld（荷兰）：景观是地球表面空间的一部分，是由岩石、水、空气、植物、动物以及人类活动所形成的系统的复合体，并通过其外貌构成一个可识别的实体。Vink（荷兰）：景观是连同其所有现象（地形、土壤、植被、人为影响）的陆地表面；是具有特有的地形、土壤、植被的陆地表面的一个区域；是相互有关的几片土地的天然配置。南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201011景观生态学将景观作为生态系统来讨论，它是一个有机的系统，是一个自然生态系统和人类生态系统相叠加的复合生态系统景观生态系统

图6.1景观：自然与人工叠加的复合生态系统南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201012景观生态学生态学中，景观的定义分为狭义和广义两种。狭义景观：是指几十km2至几百km2范围内，由不同生态系统类型组成的异质性地理单元。而反映气候、地理、生物、经济、社会和文化综合特征的景观复合体称为区域。狭义景观和区域可统称为宏观景观。广义景观：则指出现在从微观到宏观不同尺度上的，具有异质性或缀块性的空间单元。狭义景观与广义景观南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201013景观生态学景观由不同空间单元镶嵌组成，具有异质性；景观是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其结构与功能具有相关性和地域性；景观既是生物的栖息地，更是人类的生存环境；景观是处于生态系统之上，全球环境之下的中间尺度，具有尺度性；景观具有经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性。

景观的特征南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201014景观生态学15景观生态学16景观生态学17景观生态学18景观生态学19景观生态学20景观生态学21景观生态学22景观生态学1939年德国著名生物地理学家C.Troll最早提出“景观生态学”（landscapeecology）的概念。C.Troll将景观生态学定义为：研究某一地区不同空间单元的自然与生物关系的学科。过去的生态学侧重研究“垂直关系”，即在一个相对一致均质性的空间内研究植物、动物、大气、水和土壤之间的关系；而景观生态学的特殊性在于它侧重研究“水平关系”，即空间单元之间的关系。（2）景观生态学南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201023景观生态学DiagramT.M.Burgess和D.M.Sharpe《人类主导的景观中的森林岛动态》美国生态学家R.Forman

patch-corridor-matrix)模式I.Zonneveld、Z..NavehC.Troll首次采用“景观生态学”198180年代初70年代1939年景观生态学的发展简史南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201024景观生态学1939年德国区域地理学家C.Troll于1939年首次采用了“景观生态学”一词（德文）。基于欧洲区域地理学和植被科学研究的传统，Troll将景观生态学定义为研究某一景观中生物群落与主要生物群落之间错综复杂的因果反馈关系的学科。为此，Troll特别强调景观生态学是将航空摄影测量学、地理学和植被生态学结合在一起的综合性研究。与此同时，前苏联生态学家发展了生物地理群落学（bio-geocoenology），其内容与早期欧洲的景观生态学相似。南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201025景观生态学1970年代荷兰生态学家I.Zonneveld和以色列生态学家Z..Naveh自70年代以来发表了一系列文章和著作，将欧洲景观生态学的起源、背景、历史及其主要论点作了系统的总结和发展。在第一部较为有影响的景观生态学英文教科书中Naveh和D.Lieberman(1984)继承并进一步发展了欧洲景观生态学的概念，提出了“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支”。欧洲景观生态学的一个重要特点是强调整体论（holism）和生物控制论（biocybemetics）观点，并以人类活动频繁的景观系统为主要研究对象。因此，景观生态学在欧洲一直与土地和景观的规划管理、保护和恢复密切相联系。南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201026景观生态学1980年代北美，景观生态学直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。美国生态学家R.Forman通过一系列文章介绍了欧洲景观生态学的一些概念，并强调景观生态学是不同于其他生态学科的、着重于研究较大尺度上不同生态系统的空间格局和相互关系的学科，提出了“缀块—廊道—基底”(patch-corridor-matrix)模式。同时，T.M.Burgess和D.M.Sharpe（1981）合编的《人类主导的景观中的森林岛动态》（ForestIslandDynamicsinMan-DominatedLandscapes）一书，突出了岛屿生物地理学理论在研究景观镶嵌体中的作用，堪称为北美最早的景观生态学专著之一。南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201027景观生态学80年代后进入景观生态学研究热潮1981年，在荷兰召开“第一届景观生态学大会”。1982年，国际景观生态学协会成立（IALE）1984年，Narch.Z和Lieberman（美国）出版《景观生态学的理论和应用》，第一本景观生态学专著。1986年，Forman.R&Godron出版《景观生态学》教材，标志景观生态学发展进入了一个全新阶段。1987年，国际性杂志《景观生态学》出版。南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201028景观生态学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相互作用或景观结构单元之间的相互作用；③景观动态：即指景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化。景观生态学的研究内容南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201029景观生态学空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用格局—过程—尺度之间的相互作用景观的等级结果和功能特征以及尺度推绎问题人类活动与景观结构、功能的相互关系景观异质性（或多样性）的维持和管理景观生态学研究的重点南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201030景观生态学空间异质性景观结构景观动态景观功能岛屿生物地理学理论生物控制论观点景观生态学景观连接度生态过渡带理论渗透理论与阈限现象尺度等级理论格局与过程斑块－廊道－基底模式斑块动态理论图6.2景观结构、功能和动态的相互关系以及景观生态学中的基本概念和理论南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201031景观生态学景观生态学与其他生态学科的区别与其他生态学学科相比，景观生态学明确强调空间异质性、等级结构（hierarchicalstructure）和尺度（scale）在研究生态学格局和过程中的重要性。而人类活动对生态学系统的影响，也往往是在较大尺度上景观生态学研究的一个重要性方面。虽然其他生态学科的研究内容也可笼统地说成是相应的生态学组织单元的结构、功能和动态，但景观生态学尤其突出空间结构和生态过程在多个尺度上的相互作用（图6.3）。因此，无论是从时间和空间上，还是从组织水平上而言，景观生态学研究所涉及到的尺度都比其他学科更广。（2）景观生态学南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201032景观生态学图6.3景观生态学与其他生态学学科的关系以及一些突出特点（邬建国，1996）南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201033景观生态学①斑块－廊道－基底模式（patch－corridor－matrix）斑块：在景观的空间比例尺上所能见到的最小异质性单元，即一个具体的生态系统；廊道：指不同于两侧基底的狭长地带，可以看作是一个线状或带状斑块。连接度、结点及中断等是反映廊道结构特征的重要指标；基底：是景观中范围广阔、相对同质且连通性最强的背景地域，是一种重要的景观元素。它在很大程度上决定着景观的性质，对景观的动态起着主导作用。几个重要的概念南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201034景观生态学②景观结构与格局

景观结构：是指景观的组分构成及其空间分布形式。景观结构包括景观的空间特征（如景观元素的大小、形状及空间组合等）和非空间特征（如景观元素的类型、面积比率等）两部分内容。景观格局：一般是指景观组分的空间分布和组合特征。

（2）景观生态学南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201035景观生态学③异质性（heterogeneity）异质性是景观生态学的重要概念，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。景观异质性包括时间异质性和空间异质性，更确切地说，是时空耦合异质性；空间异质性反映一定空间层次景观的多样性信息，而时间异质性则反映不同时间尺度景观空间异质性的差异。

（2）景观生态学南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201036景观生态学空间异质性是指生态过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。空间异质性一般可理解为空间斑块性和梯度的总和。空间异质性表现对尺度的依懒性。图6.4空间异质性南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201037景观生态学不同尺度上的森林格局-中国森林分布南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201038景观生态学不同尺度上的森林格局-安徽森林分布南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201039景观生态学不同尺度上的森林格局-合肥市森林分布南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201040景观生态学美国生态学家R.Forman和法国生态学家M.Godron（1986）认为，组成景观的结构单元不外有3种：缀块（patche）、廊道（corridor）和基底（matrix）。（1）缀块：又称斑块，泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分。这种所谓的内部均质性，是相对于其周围环境而言的。具体地讲，缀块包括植物群落、湖泊、草原、农田、居民区等。2景观要素南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201041景观生态学42景观生态学斑块的特点：A.可感知性斑块的可感知性特征包括大小、形状、内容、持续时间以及结构和边界特征。B.等级性斑块具有明显的时空等级性，大尺度上的斑块是小尺度的镶嵌体（mosaic）。

（1）斑块南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201043景观生态学C.相对均质性当研究大尺度现象时，往往把小尺度斑块看作是相对均质的，简化研究对象的复杂性。D.动态性虽然可以通过描述和分析斑块的静态特征来说明某些生态学现象，但随时间不断变化是斑块和斑块性的最基本特征之一。E.尺度依赖性和生物依赖性斑块的特征依赖于观察尺度以及所研究的生物。大尺度观察会忽视小尺度上的斑块性，而小尺度观察则不易获得大尺度上的斑块性。不同的生物对斑块性可能有全然不同的反应。（1）斑块南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201044景观生态学干扰斑块：基底内的局部干扰形成的。例如在一片森林里，发生火灾，形成一个或多个火烧迹地就是干扰斑块。残存斑块：是由于它周围的土地受到干扰而形成的，它内嵌在受干扰基底内，成因与干扰斑块相同，只是地位不同。环境资源斑块：起源于环境的异质性。如林区内，在河谷低地的沼泽；草原植被上的片林；聚集在沙漠绿洲周围的两栖动物和爬行动物等斑块。引入斑块：把生物引进到一块地区，就形成引入斑块。引入植物就形成种植斑块（plantedpatch），如农田、人工林等。

斑块类型南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201045景观生态学图6.5不同起源斑块的物种迁入与灭绝（Formanetal.，1986）正方形表示含有椭圆形斑块的基底，阴影表示受干扰区，实线箭头表示物种迁入，虚线箭头表示物种消失，箭头粗细表示物种迁入或灭绝速率的相对大小。南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201046景观生态学廊道：又称走廊，是指景观中与相邻的两边环境不同的线性或带状结构。廊道重要结构特征包括：宽度、组成内容、内部环境、形状、连续性以及与周围缀块或基底的作用关系。廊道常常相互交叉形成网络（network），使廊道与缀块和基底的相互作用复杂化。（2）廊道南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201047景观生态学A.廊道（corridor）按起源分为干扰廊道:由带状干扰所致，如道路；残存廊道:由周围基底的干扰所引起，如森林采伐留存的带状林地、为动物迁徙保留的植被带；环境资源廊道:由环境资源在空间上的异质性线性分布形成，如河流、山脊线、谷底动物路径等。种植廊道、再生廊道等等。B.根据结构特点廊道分为线状廊道（linecorridor）：线状廊道狭窄，以边缘种（edgespecies）占优势；带状廊道（stripcorridor）：带状廊道较宽，除边缘种外，还有内部种（interiorspecies）。廊道的类型南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201048景观生态学廊道的5种功能

图6.6廊道的功能（Forman，1995）南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201049景观生态学A.绿色道路廊道a.城市道路绿化城市道路绿化断面形式城市道路绿化树种b.高速公路绿化c.铁路绿化B.农田防护廊道C.河流廊道廊道的典型类型南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201050景观生态学51景观生态学基底（matrix）是景观中面积最大、连通性最好、在景观中起控制作用的景观要素。控制景观动态是基底的最根本特征。基底在景观功能上起着重要的作用，能影响能流、物流、信息流和物种流，如广阔的草原、沙漠，连片分布的森林、农田等。（3）基底南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201052景观生态学53景观生态学相对面积连通性动态控制（最难）基底的判定标准（3）基底南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201054景观生态学图6.7基底的孔隙度与连接度（Formanetal.，1986）M为基底，P为斑块；（a）孔隙度为0；（b）孔隙度为1；（c）孔隙度为2；（d）孔隙度为3；（e）孔隙度为11；（f）孔隙度为2，连接完全；（g）孔隙度为2，连接不完全；（h）孔隙度为2，连接完全（3）基底景观基底的孔隙度南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201055景观生态学（1）景观结构类型3景观结构

图6.8景观结构四种类型（Forman，1991）每种中仅包含两种要素，以黑和白表示，枝状例子中包含了网状和分散斑块两种特征：A.分散斑块景观

B.网状景观

C.交错景观

D.棋盘状景观南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201056景观生态学A.分散的斑快景观在这种景观中，以一种生态系统或一种景观要素作为优势的基底，而以另外一种或多种类型斑块分散在其内。具有绿洲的荒漠、具有片林的农区或牧场可作为这种类型的实例。关键特征：a基底的相对面积；b斑块大小；c斑块间的距离；d斑块分散性（集聚、规则或随机）。B.网状景观特点:在景观中相互交叉的廊道占优势。关键的空间特征：a廊道宽度；b连通性；c网的回路；d网格大小；e节点大小；f节点分布。（1）景观结构类型南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201057景观生态学C.交错景观

空间特征：每一要素类型的相对面积；半岛的多度和方向；半岛的长度和方向。D.棋盘状结构

显著特征：景观粒度的大小（可直接按照组成斑块的平均面积或平均直径的测定）；棋盘格子的规整性；总的边界长度（或边缘数量）。（1）景观结构类型南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201058景观生态学（2）景观格局

景观空间格局（landscapepattern）一般指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置。

景观格局是景观异质性的具体体现，同时又是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。

3景观结构南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201059景观生态学A.Forman和Godron（1986）将景观格局分为：均匀分布格局：某一特定类型景观要素间的距离相对一致。聚集型分布格局：例如在许多热带农业区，农田多聚集在村庄附近或道路的一端。在丘陵地区，农田往往成片分布，村庄聚集在较大的山谷内。线状格局:例如房屋沿公路零散分布或耕地沿河分布的格局形式。平行格局:如侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以及山地景观中沿山脊分布的森林带。特定组合或空间连接:大多分布在不同类型要素之间。例如稻田和酸果蔓沼泽总是与河流或渠道并存；道路和高尔夫球场往往与城市或乡村呈正相关空间连接。（2）景观格局南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201060景观生态学B.景观对比度指邻近景观单元之间的相异程度。如果相邻景观要素间差异甚大，过渡带窄而清晰，就可认为是高对比度的景观，反之，则为低对比度景观。C.景观粒度景观尺度上有粗粒和细粒景观之分。粗粒和细粒是相对而言的，依据观察尺度的不同，对粗粒和细粒景观也就有不同的定义。

（2）景观格局南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201061景观生态学（3）景观要素间的联系景观之间的空间联系分为两种方式：网络结构：包括由廊道相互连接形成的廊道网络，和由同质性和（或）异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成的斑块网络；生态交错带：由异质性斑块空间邻接形成，它的显著特点是具有边缘效应。3景观结构南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201062景观生态学（4）景观格局和景观生态过程的关系A.干扰与景观格局演变

干扰的生态学意义干扰与景观异质性：景观异质性可说是不同时空尺度上频繁发生干扰的结果：每一次干扰都会使原来的景观单元发生某种程度的变化，在复杂多样、规模不一的干扰作用下，异质性的景观逐渐形成。低强度的干扰可以增加景观的异质性，而中高强度的干扰则会降低景观的异质性。

干扰与景观破碎化：两种情况：一些规模较小的干扰可以导致景观破碎化；较大干扰，景观中现存的各种异质性斑块逐渐会遭到毁灭。干扰与景观稳定性：景观对干扰的反应存在一个阈值，只有在干扰的规模和强度高于这个阈值时，景观格局才会发生质的变化，而在较小的干扰作用下，干扰不会对景观的稳定性产生影响。干扰与物种多样性：中度干扰假说3景观结构南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201063景观生态学

图6.9物种多样性与干扰强度的相互关系（PickettandWhite，1985）干扰的生态学意义南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201064景观生态学B.景观连通性和连接度

景观连通性是指景观元素在空间结构上的联系，而景观连接度是景观中各元素在功能上和生态过程上的联系。景观连通性可从下述几个方面得到反映：斑块的大小、形状、同类型斑块之间的距离、廊道存在与否、不同类型树篱之间相交的频率和由树篱组成的网络单元的大小。（4）景观格局和景观生态过程的关系南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201065景观生态学景观连接度(landscapeconnectivity)：对景观空间结构单元相互之间连续性的量度。包括：结构连接度（structuralconnectivity）：指景观在空间上直接表现出的连续性，可通过卫片、航片或视觉器官观察来确定。功能连接度(functionalconnectivity)：是以所研究的生态学对象或过程的特征尺度(characteristicscale)来确定的景观连续性。例如，火、种子传播距离、动物取食和繁殖活动的范围以及养分循环的空间幅度等，都与景观结构边疆性相互作用，并一起来确定景观的功能连接度。景观连接密切地依赖于观察尺度的所研究对象的特征尺度，即某现象集中出现的尺度。不考虑生态学过程，单纯考虑景观的结构连接度是没有什么意义。（4）景观格局和景观生态过程的关系南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201066景观生态学（1）景观变化曲线和景观稳定性

4景观变化图6.10景观变化曲线（Formanetal.，1986）南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201067景观生态学（2）干扰与景观变化干扰与景观关系的变化如图6-11所示。4景观变化图6.11干扰与景观变化的关系（Formanetal.，1986）a.波动：围绕平衡的中心位置上下波动；b.恢复：超出平衡的波动，但可恢复到原来的状态；c.新平衡：景观建立一种波动平衡；d.替代：原景观消失，为新景观替代南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201068景观生态学（3）景观变化梯度图6.12斑块的梯度变化特征（Formanetal.，1986）根据人类对于景观的影响程度，可将景观划分为1—自然景观2—管理景观3—耕作景观4—城郊景观5—城市景观4景观变化南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201069景观生态学（1）3S技术在景观生态学中的应用①遥感（RS）指通过任何不接触被观测物体的手段来获取信息的过程和方法，包括航空照片、卫星影像、热红外图像(thermalimagery)等。近年来，卫星和飞机遥感技术的迅速发展和广泛应用在很大程度上促进了景观生态学的兴起和成熟。没有遥感技术，很难想象如何才能有效地研究大尺度和跨尺度上的景观现象。

5景观生态学的研究方法南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201070景观生态学遥感可以为景观生态学提供的信息包括：植被类型及其分布，植被类型内部缀块（包括个体植物）的空间分布，土地利用类型及其面积，生物量分布、土壤类型及其土壤特征，群落蒸发蒸腾，叶面积指数以及叶绿素含量等等。例如，最常用的卫星遥感资料来源之一，美国1972年发射的陆地卫星的TM(lansatthematicmapper)影像，包括7个波段，每个波段的信息反映了不同的生态学特点。不同波段的信息还可以以某种形式组合起来，更好地反映某些地面生态学特征。例如，最常见的植被（绿度）指数之一，NDVI，是红光和近红外两个波段所测值之间的差再被其和“标准化”：①遥感（RS）南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201071景观生态学式中：NDVI——标准化植被差异指数；

λIR——地面表层在近红外的反射量。（对于TM来说，λIR和λIR分别对应于第4和第3波谱段）。近些年来，多种植被指数已广泛地应用在生物量估测，资源调查，植被动态监测，景观结构和功能以及全球变化的研究中。遥感资料在景观生态学中的应用可以归纳为3类：A.植被和土地利用分类；B.生态系统和景观特征的定量化（如植被的结构特征、生境特征以及生物量，或干扰的范围、严重程度及频率）；C.景观动态以及生态系统管理方面的研究（如，土地利用在空间和时间上的变化，植被动态等）。

①遥感（RS）南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201072景观生态学地理信息系统（GIS）是一系列用来收集、存贮、提取、转换和展示空间数据的计算机工具。GIS为研究景观空间结构和动态，尤其是物理、生物和各种人类活动过程相互之间的复杂关系，提供了一个极为有效的工具。GIS在景观生态学中的应用大致包括以下几个方面：分析景观空间变化；确定不同环境和生物学特征相关性；确定缀块大小、形状、毗邻性和连接度；分析景观中能量、物质和生物流的方向和通量；景观变量的图像输出；以及与模拟模型结构在一起的使用。②地理信息系统南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201073景观生态学GIS促进了景观生态学理论和应用研究A.将零散的数据和图像资料（如各类图表、记录）加以综合并存贮在一起，便于长期地、更好地利用；B.将各类地图（空间资料）和有关图中内容的文字和数字记录（特征资料）通过计算机高效率地联系起来，从而使这两种形式的资料完善地融为一体；C.为经常不断地、长期地储存和更新空间资料及其相关信息提供了一个极为有效的工具；D.为空间格局分析和空间模型提供了一个强有力又较容易操作的技术构架，从而有利于生态学家采用一些数学上和计算机方法上非常复杂的研究途径；E.提高了某些景观资料的质量，大大增加了对资料的存取速度和分析能力，从而促进了景观生态学原理和方法在环境规划和资源管理诸方面的实际应用。

②地理信息系统南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201074景观生态学

地理位置或地理坐标（经纬度）常常是空间资料中必须有的重要信息。在大尺度上，全球定位系统可确定景观单元的具体地理坐标。③全球定位系统(GPS)★GPSGPSGPSGPGPSSGPSGPS卫星4卫星1卫星2卫星321,000km图6.13利用GPS确定景观单元的具体地理坐标（周立志，2004）南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201075景观生态学①景观空间格局指数包括两个部分：A.景观单元特征指数：指用于描述斑块面积、斑块周长和斑块数等特征的指标；B.景观异质性指数：包括多样性指数、镶嵌度指数、距离指数和景观破碎化指数等四类。

（2）数量方法在景观生态学上的应用南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201076景观生态学A.景观单元特征指数a.斑块面积b.斑块周长B.景观异质性指数

可用来描述斑块镶嵌体或整个景观的结构特征。包括相对丰富度指数(relativerichnessindex)，多样性指数(diversityindex)、优势度指数(dominanceindex)、均匀度指数(evennessindex)、聚集度指数(contagionindex)和空间自相关指数(spatialautocorrelationindex)。①景观空间格局指数南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201077景观生态学B.景观异质性指数a.景观相对丰富度指数式中：N——景观中斑块类型数目；Nmax——景观中可能出现的斑块类型总数的最大值。①景观空间格局指数南开大学示范精品课程课件《生态学基础》201078景观生态学特征描述斑块大小分布(patchsizedistribution)某种斑块类型的大小分布特征（如对数正态分布，均匀分布等）边界形态(boundaryform)边界的宽度、长度、连续性和曲折性（如分维数）周长与面积比(Perimeter:arearatio)斑块的边界长度与其面积的比值；反映斑块的形状斑块的取向(patchorientation)斑块相对于具有方向性的过程（如流水、生物运动等）的空间位置基底(matrix或context)与斑块直接联系在一起的下垫面或景观中的主要组成类型对比度(contrast)通过某一边界时相邻斑块之间的差别程度连接度(connectivity)斑块间通过廊道网络而连结在一起的程度丰富度(richness)某一地区内斑块类型的数目均匀度(evenness)景观镶嵌体中不同斑块类型在其数