景观生态学复习题

景观生态学复习题

1，景观的生态学特征

1.一个景观是由若干生态系统所组成的镶嵌体；

2.各生态系统之间的物质和能量的流动及相互影响；

3.具有一定的气候和地貌特征；

4.经历了一系列的干扰事件或过程。

2，景观要素的特征

（1）.从生态学的观点，景观要素也是生态系统（ecosystem）

生态系统的概念包括结构、功能和发育，可应用于从一个兔粪大小到整个地球的任何空间尺度。在景观生态学中生态系统的概念只适用于景观内比较均质的地区。生物地理群落更重要的是说明某一特定均质地区的生态学动态，所以，生物地理群落与某一景观要素中的生态系统是同义的。

（2）景观要素具有异质性（heterogeneity）

任何景观要素都可以看作是异质性的，其中最均质的部分称为景观骰（tessera）。

（3）景观要素的尺度（scales）

即观察和研究的空间分辨力水平。空间尺度和时间尺度是密切相关的。在微观尺度上，自然和人类干扰可影响物种的定殖和演替；在宏观尺度上，区域气候变化可影响诸如物种的迁移和生态系统替代的过程；在全球尺度上，扳块构造、主要种群的进化及全球性植被格局的发展极为迅速。

随尺度变化的空间异质点是景观生态学所感兴超的，因为只有在特定的或各个不同尺度上有明确的镶嵌体，各尺度上的异质性原因才可能搞清楚。所以，具有异质性和成因机制的景观，可能就是一个清晰可辩的空间尺度水平。

（4）景观要素的边界（boundaries）

不同类型之间的过渡带的逐渐变化，是未受人类活动显著影响的自然景观的最大特点。

自然环境在空间上的突然变化或自然干扰频繁，使自然景观具有突变边界。人类活动对景观的影响趋于消除逐渐变化，而产生突变边界。

（5）景观要素的空间关系

景观要素的空间关系包括镶嵌和梯度、连接与隔断、核心与边缘、密度与容量等。可以把所有的景观都视为镶嵌体，由相邻的具体的斑块构成。

3，景观生态学基本理论

可概括为景观结构、景观功能和景观变化三个方面。

景观结构，即景观组成单元（景观要素）的类型，多样性及其空间关系，主要是斑块的大小、形状、类型；生态过渡带：异质性；连接性。

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（景观要素）之间的相互作用，即不同生态系统之间的能流、物质流和物种流。主要指动物移动；水分移动；破碎种群动态；斑块动态。景观动态，指景现在结构和功能方面随时间推移发生的变化。主要指干扰状况；碎片化；气候变化；生物驱动。

景观的结构，功能和动态是相互依赖、相互作用的。这正如其它生态学组织单元（如种群、群落、生态系统）的结构与功能是相辅相成的一样，结构在一定程度上决定功能，而结构的形成和发展又受到功能的影响。景观生态学研究的具体内容很广，而且常常涉及到不同组织层次的格局和过程。比如，景观结构特征与生理生态过程、生物个体行为、种群动态、群落动态以及生态系统在不同时空尺度上的作用都属于景观生态学观察、研究的范畴。

4、景观生态学的特点

整体观和系统观；异制性和尺度性；综合性和宏观性；目的性和实践性

5，景观生态学的一般原理（基本原理）

1）景观结构研究方面：(1)景观结构与功能原理(2)生物多样性原理

2）景观功能研究方面：(1)物种流动原理 (2)营养再分配原理 (3)能量流动原理

3）景观变化研究方面：(1)变化原理 (2)景观稳定性原理

6，景观生态学的核心概念和框架

景观生态学研究的重点主要集中在下列几个方面，即：空间异质性或格局的形成及动态；空间异质性与生态学过程的相互作用；景观的等级结构特征；格局—过程—尺度之间的相互关系；人类活动与景观结构、功能的反馈关系以及景观异质性（或多样性）的维持和管理。

景观生态学是一门横跨自然和社会科学的综合学科，其研究领域十分广阔。许多景观生态学研究不但涉及到其它生态学和生物学分支学科，而且还常常涉及到土壤学、地质学、地理学、水文学、气候和气象学，以及一系列社会、经济学科。然而，景观生态学研究最突出的特点是强调空间异质性、生态学过程和尺度以及它们相互之间的关系。其主要概念和理论(图2)包括：尺度及其有关概念，格局与过程，空间异质性和缀块性，等级理论，边缘效应，缀块动态理论，缀块—廊道—基底模式，种—面积关系和岛屿生物地理学理论，复合种群理论，以及景观连接度、中性模型和渗透理论

7.斑块动态范式的要点有哪些？

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

2.系统动态是各个尺度上斑块动态的总体反映

3.格局-过程-尺度观点

4.非平衡观点

5.兼容机制和复合稳定性概念

8，斑块类型的划分

1.森林景观（forest landscape）

研究原始林的变化，可划分为：原始林斑块、次生林斑块、采伐迹地、火烧迹地等；

研究森林类型之间的影响，可划分为：红松林斑块、蒙古栎林斑块、白桦林斑块、云冷杉林斑块、灌木林斑块等

2.农村景观(rural landscape)

农田斑块、水库斑块、果园斑块、村庄等

3.农林交错景观(rural-forest landscape)

森林、草地、农田、果园、村落等

4.城郊景观(suburban landscape)

城镇、农田、果园、村庄

5.城市景观(urban landscape)

住宅区、商业区、工厂、公园、绿地、广场等

9，大斑块的生态价值？

①水域和湖泊的水质保护；②低级河流网络的连接，为鱼类在陆地上的移动；③维持斑块内部种

种群的生境；④为大居住范围的脊椎动物提供核心生境和活动范围；⑤成为散布通过本底的种源；⑥为多生境种提供近似的微生境；⑦提供一些近似自然的干扰，许多种与干扰相关或需要干扰；⑧在环境改变期间，对种的灭绝起着缓冲的作用。

10.小斑块的生态价值？

①为物种的散布和内部种在本地灭绝后的移植提供生境和阶梯（过渡）环境；②为边缘种提供高种群密度和高种群数量；③加大基质异质性以减少传输距离和侵蚀，为食肉动物提供逃避区；④为只适应小斑块环境而不适应大板块环境的物种提供生境；⑤保护零星分布的小生境和稀有物种。总的说来：大斑块，大收益；小斑块，少补充收益。

11.森林破碎化的生态后果？

森林破碎化造成物种生存环境的危机（内部种）；森林破碎化使树木的死亡率增加（迎风侧、干热风）；大型动物消失；鸟类数量下降；昆虫：蜜蜂下降；蝴蝶增加

12.景观中边界的应用？

①野生动物管理：沿着或穿过边界的动物异常丰富；②在生物多样性和土地破碎化问题中，边缘生境和内部生境的比率有着关键性的意义；③在美学上景色中经常边缘占主导地位；④在林业上，森林的边缘经常出现弯曲的树干和风倒木；⑤在农业上，边缘常是有害动物和害虫的源，也出现控制这类有害生物的食肉动物；⑥在土壤侵蚀控制中，边界导致风速改变和形成湍流；⑦在公园和自然保护区管理中，边界有可能成为人类过渡利用资源的障碍；⑧在监测全球气候变化中，边界经常作为敏感的指示器。

13，边界曲线的8个类型：

cove, concave, straight, convex, lobe, corner, finely wavy, coarsely wavy

14斑块的形状变量和形成原因

*斑块形状变量

1曲线或变形和几何形状（不规则和规则）

2紧凑和长形（长宽比）

3圆形和卷绕（存在的凸角数量）

*.形成原因

自然形成：①无方向的力；②定向力：风、水、冰流等

人工创造：城市、乡村、耕作等①形状：几何、多变；②人类活

17，干扰的生态学意义

随着研究深入，发现干扰在物种多样性形成和保护中起着重要作用，适度的干扰不仅对生态系统无害，而且可以促进生态系统的演化和更新，有利于生态系统的持续发展。在这种意义上，干扰可以看作是生态演变过程中不可缺少的自然现象。干扰的生态影响主要反映在景观中各种自然因素的改变，例如火灾、森林砍伐等干扰，导致景观中局部地区光、水、能量、土壤养分的改变，进而导致微生态环境的变化，直接影响到地表植物对土壤中各种养分的吸收和利用，这样在一定时段内将会影响到土地覆被的变化。其次，干扰的结果还可以影响到土壤中的生物循环、水分循环、养分循环，进而促进景观格局的改变。

18，景观变化的驱动因子

景观变化的驱动因子一般可分为两类，一类是自然驱动因子，一类是人为驱动因子。自然驱动因子常常是在较大的时空尺度上作用于景观，它可以引起大面积的景观发生变化；人文驱动因子包括人口、技术、政经体制、政策和文化等因子，它们对景观的影响十分重要，但还需要进一步研究它们同景观作用的方式、影响景观的程度、以及确定它们和景观之间关系的研究方法。

一、自然驱动因子

景观变化的自然驱动因子主要指在景观发育过程中，对景观形成起作用的自然因素。

（一）地貌的形成

1．主要过程：（1）地壳构造运动（2）风和流水作用（3）重力和冰川作用

2．地形引起的景观变化的描述

（1）开阔度是指人们水平视野受到障碍的程度

（2）深度效应是指目光在垂直方向上的可达距离

（二）气候的影响

1．赤道景观 2.热带气候下的景观 3.荒漠景观 4.温带景观 5.寒冷地区景观

（三）生命的定居

1．动植物是从海洋蔓延开并渐渐征服了陆地

2．在植物进化的过程中，植物群落的演替也不断改变着景观的外貌

3．在植物演替过程中，尤其是植物到达顶级群落后，为动物的定居提供了稳定的环境条件

（四）土壤的发育

1．气候是决定植被的主要因素，而植被可遮蔽土壤，并提供有机质

2．土壤的变化有利于植被的发育，植被变化的结果加快土壤的发育（正反馈）

3．当植被的高度和改度达到最大时，植被和土壤的变化速率减小，负反馈逐渐占优势。趋同作用地带性规律

4．形成同一的气候带存在异质性景观的原因：干扰影响趋同作用；趋同作用的速率印基岩和地貌结构不同而变化较大

（五）自然的干扰

1．人类的影响和自然干扰的相对性

2．火烧干扰与植被共存；火灾影响面积大，发生频率告示最重要的自然干扰；火烧最直接的结果是改变了景观嵌块体的分布格局；火烧也是管理自然生态系统的一种方式。

3．洪水、飓风、龙卷风

4．病虫害：蝗虫的爆发

二、人为驱动因子

（一）人口因素

1．人口的增加导致耕地等农业景观增加，同时是林业等其他资源流失

2．人口的增长导致了生产的密集化，引起景观的更加复杂化，如地下水污染，土壤肥力下降等3．人口的增长可以对区域甚至全球产生影响

4．人口增长意味着对粮食的需求增大。印中，培育新物种，大面积种植，是许多自然物种消失，景观异质性下降

5．人口增长导致景观周围环境的变化，改变了的环境可以影响人口的出生率、死亡率、迁移等等6．环境压力：I=PAT，其中：I表示对环境的压力，P为人口，A是人均消费，T是指科学技术

（二）技术因素

1.科学技术的进步导致了农业用地的巨大变化，提高了生产力，阻止了农业用地的扩张，促进了城市化的发展

2.科学技术进步带来了运输革命，提高了社会劳动力的空间分布，加速了物质的交流和城市人口的密集化

3.新的运输技术缩短了土地之间的距离，世界变得越来越小，系统变得越来越大，导致全球经济一体化，产生世界范围的景观变化

（三）政治和经济体制及决策因素

1．政经体制对景观变化的影响的层次：国际水平；国家水平；区域水平

2．政经体制对土地利用/土地覆被变化的影响十分复杂的，研究也相当困难

3．政策对土地利用有重要影响

（四）文化因素

1．文化对土地利用的直接影响：公众的意见；思想体系；法律；知识。

2．文化对土地利用的间接影响：文化对人口增长和城市化的影响；文化对消费和需求的影响；文化对社会运动的影响。

19，景观变化对生态环境的影响

一、景观变化对区域气候的影响

（一）土地表面性质的变化

地表及其覆盖的植被决定着太阳辐射在地表的分配，这种分配形成了不同尺度上气候系统的边界环境。土地表面性质发生变化时引起能量的重新分配，从而影响气候的变化。

在城市化过程中，几乎所有地表天气环境都发生了变化，如太阳辐射、温度、湿度、能见度、风速、风向及降雨等。

（二）地表反射率的变化

土地利用的变化改变了地表反射率，从而影响温度和适度的变化。

总的来说，给予人类利用方向的土地利用变化倾向于增加发射率，使得更多的能量返回到大气中，使对流层温度增加，大气稳定性增强并减少对流雨。

（三）温室气体和痕量气体的变化

景观变化对气候的影响还在于土地表面是温室气体和痕量气体如CO

2、CH

4

、和N

2

O等的重要来源。

大气中的CO

2

增加量主要来自于土地利用的变化，占25%-35%，主要是森林的退化。

景观变化如农业的扩张（水稻种植）、城市化过程、森林退化、生物量的燃烧登时CH

4

的直接来源。水稻占20%

N

2

O的增加可能是来源于热带大片森林的砍伐和北半球中唯独地区的人类活动的影响。土地利用占80%。

二、景观变化对土壤的影响

（一）景观变化对土壤有关生态过程的影响

1．能量交换

2．水交换

3．侵蚀和堆积

4．生物循环和农作物生产

（二）景观变化对土壤养分流动的影响

1．景观利用方式和景观类型的空间组合影响着土壤养分的流动规律。N循环在河边林地（89%）远远高于耕地中（8%）；P分别为80%和41%

2．土壤营养成分的迁移在很大程度上依赖于景观格局及其变化。未经干扰的森林每公顷通过河水流失的N有4公斤，而森林皆伐的流域N损失高达142公斤

三、景观变化对水环境的影响

（一）景观变化对水量的影响

1．森林变化的影响

森林的砍伐、种植作物、种植牧草影响反射率、树冠的截留、地表粗糙度，这些同水分和能量平衡有重要联系

2．草地变化的影响

不适当的管理和过渡放牧将引起植被的减少和土壤板结，使地下水的供应减少，这会严重影响靠地下水补给的河流水量。

3．耕地的影响（包括灌溉和农业集水区）

大面积的灌溉实践对水分循环有重要的影响。灌溉的结果在一定程度上增加了低水平大气中的水分，提高了湿度，降低了反射率和日温，有助于降雨的形成。

4．聚居地和其他非农用的影响

（1）城市集中了居民、商业区，还伴随由工厂等大量工业设施，需要大量的水分；

（2）城市化过程中树木和植被的减少降低了蒸发和截流，增加了河流的沉积量；

（3）房屋、街道的建设降低了地表的渗透和地下水位，增加了地表径流量和下游潜在洪水的威胁。

（二）景观变化对水质的影响

1．地表景观类型的变化直接影响到水质；

2．景观变化引起的区域或全球气候变化间接影响水质；

3．景观变化引起的气候变化，变化了的气候反过来引起景观变化，进一步影响了水质。

四、景观变化带来的生态环境问题

（一）大气质量下降

O可以破坏臭氧层引起地表辐射增强

1．N

2

氧化形成CO，估计60%的CO来源于景观变化

2．CH

4

3．光化学烟雾通过分散和吸收太阳辐射而改变地表受到的辐射量

4．SO

浓度高的地区可形成酸雨

2

（二）土壤侵蚀和土地沙化

人类不合理的土地利用方式如森林的看法、矿山开采、陡坡开荒、过渡放牧等等是造成土壤侵蚀和土地沙化的主要原因。

（三）湿地减少

1．农业是影响湿地的重要因素，如围海造田、道路和排水设施的修建直接导致湿地数量的减少；大量的农药和杀虫剂造成严重污染；54%

2．城市化过程中的污染物如沉积物、需氧物质、营养物质、重金属、细菌和病毒等通过点源污染或非点源污染途径进入时地，使湿地水质量下降，威胁原有物种的生存。5%

3．水分循环的改变如造林工业发展及人类的特殊活动（如美国的灭蚊运动）都导致湿地的丧失。41%

（四）水资源短缺

进入20世纪，由于农业扩张和工业发展，全世界用水量剧增，其中，农业用水增加了7倍，工业用水增加了20倍。水资源短缺不仅严重影响了居民的日常生活，威胁工农业生产，还造成河水断流、海水入侵等严重生态问题。

（五）非点源污染

非点源污染是景观变化对水质影响的主要方式。所谓非点源污染指溶解的或固体污染物从非特定地点，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程汇入受纳水体（如河流、湖泊、水库、海湾等），引起水体污染。几乎所有非点源污染来源都和景观变化紧密联系。

1．土壤侵蚀是规模最大、危害程度最为严重的一种非点源污染。

2．农业被美国国家环保局列为全美河流污染的第一污染源

3．化肥、农药的使用，农田污水灌溉都是非点源污染的重要来源

4．森林采伐区由于采伐的影响，地表植被遭到破坏，引起森林附近流域河流沉积物增加，破坏了河底水生有机物的生境，影响水生生物的生存。

5．城镇的地表径流，携带氮、磷、有毒物质和杂物进入河流和湖泊，污染地表水和地下水。使美国的河流和湖泊污染的第三大污染源。

20岛屿生物地理学理论的内容

岛屿生物地理学理论认为，任何岛屿上的任一生物种群都面临着两个相反的过程，即新个体的迁入和既有个体的死亡。如果研究岛屿上整体种类的构成，那么这两个过程可以造成新种的迁入和既有种的绝灭。潜入率和绝灭率均随已有种数而变动，迁入定居的种数愈多，新迁入个体从属于新种的机率愈小，因而迁入率下降。另一方面，一个岛上种数愈多，由此而产生的种间相互干扰愈强，而与此有关的平均种群规模愈小，种的灭绝可能性愈大，因而绝灭率必然上升。迁入的来源是附近的另一个岛屿或大陆，距离愈远，迁入愈少；对于灭绝而言，岛屿愈小，灭绝的可能性愈大。根据岛屿生物地理学理论，自然保护区的面积越大越好，一个大的保护区比具有相同总面积的几个小保护区更好。

21、岛屿生物地理学理论的内容？

该学说的产生和发展丰富了生物地理学理论和生态学理论，促进了人们对生物种多样性地理分布于动态格局的认识和理解。尽管该理论在定量方面的应用十分有限，但其在定性方面的合理运用还是很有启发的。例如，该理论对异质环境种理解中种群动态模型（如交应扩散模型）的发展有着明显的促进作用。尤其在20世纪80年代兴起的景观生态学中岛屿生物地理学理论的应用更为引人注意。

作为一个概念框架，岛屿生物地理学理论是景观生态学的重要理论基础之一，其启发和指导作用将会持续下去。

22、复合种群理论的内容？

复合种群理论涉及空间上相互隔离，但又有功能职责（繁殖体或生物个体的交流）的两个或两个以上的亚种群组成的种群斑块系统。两个基本要点：1.是亚种群频繁地从生境斑块种消失。2.是亚种群之间存在生物繁殖体或个体的交流。

（1）复合种群的概念

美国生态学家Richard Levins在1970年创造了复合种群(metapopulation)一词，并将其定义为“由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群”。换言之，复合种群是由空间上相互隔离但又有功能联系(繁殖体或生物个体的交流)的二个或二个以上的亚种群(Subpopulations)组成的种群

缀块系统。亚种群生存在生境缀块中，而复合种群的生存环境则对应于景现镶嵌体。“复合”一词正是强调这种空间复合体特征。关于种群的空间异质性及其遗传学效应，早在40和50年代期间就已有研究。这些早期研究为复合种群理论的发展奠定了重要的基础。然而，需要指出的是所有种群都生存在空间异质性大小程度不同的生境中，但它们不全是复合种群。

23，复合种群理论的意义

复合种群理论，是关于种群在景观缀块复合体中运动和消长的理论，也是关于空间格局和种群生态学过程相互作用的理论。因此，它是等级缀块动态理论在种群生态学中的体现。目前，虽然关于复合种群动态的野外实验研究才刚刚开始。但显而易见，这些研究对于检验、充实和完善复合种群理论是十分必要的。而这一理论对景观生态学和保护生物学均都具有重要的意义

24景观变化动态

（一）景观空间变化和过程变化

景观变化动态是指景观变化的过去、现状和未来的趋势。它需要回答景观是怎样变化的，为什么这样变化以及变化的结果。

1．景观空间动态变化和过程动态变化

根据关注景观变化的侧重点不同，景观变化动态可分为两种，一种是景观空间变化动态，一种是景观过程变化动态。

（1）景观空间变化动态是指景观中：①斑块数量；②斑块大小；③廊道的数量和类型；④影响扩散的障碍类型和数量；⑤景观要素的配置等变化阶情况。

（2）景观过程变化动态是指在外界干扰下，景观中物种的扩散、能量的流动和物质的运移等变化情况。它一般要涉及到：①系统的输入流；②流的传输率和系统的吸收率；③系统的输出流；④能量的分配等。景观空间变化和景观过程变化是同一变化中的两个方面。过程变化是空间变化的原因，比如景观中某物种在当地灭亡的可能性增加，很可能是物种从一个斑块移动到另一个斑块的廊道被切断；空间变化反过来又影响过程变化；如许多鸟类对小的、破碎的斑块的反应十分敏感。尽管森林仍保持整体的面貌，但在斑块的尺度，森林的破碎化越大，斑块的环境越远离森林，鸟类的活动越受影响(Hill，

25，自然保护区设计原则

1.一个大的自然保护区要比小的自然保护区保存的物种多

2.一个单一的大的自然保护区要比总面积与其相等的几个小保护区为好

3.如果必须设计多个小保护区，应使它们尽量靠得近一些，以减少隔离程度

4.使几个保护区成簇状配置，要比线状配置好

5.将几个保护区用走廊连接起来，可便于很多物种的扩散

6.应尽可能使保护区成圆形

在确定自然保护区的面积时还要考虑的问题是：在考虑各种动物的要求时，要把大型哺乳动物和鸟类置于首位，而不能对所有种平等对待。必须使保护区达到一定面积才能使其与干扰状况相适应

26，景观生态规划

概括众多学者对景观生态规划的理解，其内涵包括以下几点：

①它涉及景观生态学、生态经济学、人类生态学、地理学、社会政策法律等相关学科的知识，具有高度的综合性；

②它建立在充分理解景观与自然环境的特性、生态过程及其与人类活动的关系基础之上；

③其目的是协调景观内部结构和生态过程及人与自然的关系，正确处理生产与生态、资源开发与保护、经济发展与环境质量的关系，进而改善景观生态系统的整体功能，达到人与自然的和谐；