1、景观生态学复习景观生态学复习景观生态学复习第一章概念:1、景观:地理学中对景观比较一致的理解:景观是各个在生态上合发生上共轭的、有规律的结合在一起的最简单的地域单元所组成的复杂地域系统,并且是各要素相互租用的自然地理过程总体,这种相互作用决定了景观动态。生态学上狭义:不同生态系统组成的异质性的地理单元;广义:从微观到宏观尺度上的,具有异质性的空间单元。(原始)?2、景观生态学:是研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的一门综合性学科。其核心是空间格局、生态过程及其相互作用。是一门新兴的多学科之间交叉的学科,其主体是地理学与生态学之间的交叉;它强调异质性,重视尺度性,高度综合性
2、;具有景观综合、空间结构、宏观动态、区域建设、应用实践等几个主要的特点。是综合研究对支配一个区域的自然-生物体的相互关系的分析。(记,那个?)简答:由高质量和低质量两种生境缀块组成。高质量缀块中亚种群的增长率总是大于零(即不经历灭绝过程),而低质量缀块中亚种群增长率在没有来自高质量缀块的个体流的情况下总是小于零(即趋于局部灭绝),故而有“源缀块”和“汇缀块”之称。在功能与大陆岛屿复合种群很相似。 简答1、复合种群定义和类型一般来说,异质种群概念所描述的是在斑块生境中,空间上具有一定的距离,但彼此间通过扩散个体相互联系在一起的许多小种群或局部种群的集合。概括讲,异质种群理论能够描述种群在景观异质
3、体中的运动和消长以及空间格局和种群生态学过程的相互作用。一般的来说,复合种群分为五种类型:经典型(或Levins复合种群):由许多大小或生态特征相似的生境缀块组成。大陆-岛屿型复合种群(或核心-卫星复合种群):由少数很大的和许多很小的生境缀块所组成。大缀块起到“大陆库”的作用,基本上不经历局部绝灭现象,小缀块种群频繁消失,来自大缀块的个体或繁殖体不断再定居,使其得以持续。此外,由少数质量很好的和许多质量很差的生境缀块组成的复合体或虽然没有特大缀块,但缀块大小的变异程度很大的生境系统。 缀块性种群:指由许多相互之间有频繁个体或繁殖体交流的生境缀块组成的种群系统。非平衡态复合种群:空间结构上非连续
4、,与经典型或缀块性复合种群相似。但是,再定居过程不明显或全然没有,从而使系统处于不稳定状态。 中间型或混合型复合种群:不同空间范围内这些复合种群表现不同结构特征。第三章概念1、边缘效应:指景观要素的边缘地带由于受到外围环境的影响而表现出与其中心部分不同的生态学特征。2、生态交错带:是指相邻生态系统之间的过渡区,其特征是由相邻的生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定,往往也是尺度较大的不同景观类型之间的边界地带。 它是景观格局的特殊组分。简答1、斑块起源和类型:影响斑块起源的主要因素包括环境异质性、自然干扰和人类活动。根据起源可以将其分为以下几类: 环境资源斑块:因环境条件或资源的不同,造
5、成斑块内的生物与周围基质有所不同。原因:由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起。例如:动植物垂直分布、森林中的沼泽。特点:存留时间长、较为稳定,物种周转率低。 干扰斑块:原因:由于局部干扰而产生的。如采伐后的森林,草原烧荒,地表煤矿;干扰是引起生态系统格局显著偏离其常态的事件。举例:风、火、冰雹、山崩、虫害等。特点:具有最高的周转率,是持续时间最短、消失最快的斑块类型。 残存斑块:是由于基质受到广泛干扰后残留下来的部分未受干扰的小面积区域,其成因机制正好与干扰机制相反。原因: 由包围着一小块未受干扰地区的大范围干扰造成的。举例: 寒冷过后阳坡上留下的鸟巢、火灾大火过后残留的一片森林 引进斑块
6、:原因:人类将生物引进一个地区,就产生了引进斑块。(1)种植斑块(planted patch) 原因:由人种植植物而产生。特点:人维护、存留时间长(2)聚居地(homes habitation) 特点:受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。物种:人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地种。举例:村落、城镇。2、廊道起源和类型:廊道(corridor) 是指不同于两侧基质的狭长地带,可以看作是一个线状或带状的斑块)。廊道按起源可分为:干扰廊道(铁路和动力线路)由带状干扰所致。残余(存)廊道(采伐后的林带,货春月农田的铁路两侧的天然草原带)是周围基质受到干扰后的结果环境资源廊道
7、(河流廊道和沿狭窄山脊的动物路径)是由环境资源在空间上的异质性线性分布形成的种植廊道(防护林带、绿篱)都是由于人类种植形成的再生廊道(沿栅栏长成的树篱)是指受干扰区内的再生带状植被另一种分类线状廊道:是指全部边缘物种占优势的狭长条带。廊道是一条很窄的带,植被类型基本上是边缘占优势。一般有7种:道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丛带、树篱带状廊道:是指具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条带,其每个侧面都可能存在边缘效应,如较宽的山林防火带、超高速公路。河流廊道:是指沿河流分布而不同于周围基质的植被带。可包括河流边缘、河漫滩、堤坝和部分高地。第四章概念1、景观连接度(Landscape Co
8、nnectivity)是描述景观中廊道或基质在功能上和生态过程上是如何连接和延续的一种测定指标。景观连通性(Landscape Connectedness)表示景观元素在空间结构上的联系。两者差别:景观连通性是测定景观的结构特征;而景观连接度则是测定景观的功能特征,反映了景观特征的两个不同方面。景观中生物亚群体之间连接的高低取决于景观的结构特征和生物的生态行为。景观连通性可以从景观元素的空间分布得到反映,包括斑块大小、形状、同类斑块间的距离、廊道存在与否、不同类型树篱间相交的频率和由树篱组成的网络单元的大小等;而景观连接度的水平一方面取决于景观元素的空间分布特征,另一方面还取决于生物群体的生态
9、行为或研究的生态过程和研究目的,要通过斑块之间生物种的迁移或其他生态过程进展的顺序程度来反映。2、干扰、改造与构建:干扰指系统中发生的一些不可预知的突发事件,它对生态系统的影响可能是大范围的或局部的,但这种影响均超出了系统正常波动的范围,干扰过后,自身无法恢复到原有的景观面貌,系统的性质将或多或少地发生变化。?简答:1、按不同的分类,干扰有哪些类型?四种分类方法: 1干扰产生的来源:自然干扰:无人为活动介入的在自然环境条件下发生的干扰;如风暴、火、火山爆发、地壳运动、洪湖水泛滥、病虫害等人为干扰:在人类有目的的行为指导下,对自然进行的改造或生态建设。如烧荒种地、森林砍伐、放牧、农田施肥、修建大
10、坝、道路、土地利用结构调整等2干扰的功能:内部干扰:在相对静止的长时间内发生的小规模干扰,对生态系统演替起到重要作用。外部干扰:短期内的大规模干扰,打破了自然生态系统的演替过程。火灾、风暴、砍伐3干扰形成的机制:物理干扰:森林退化引起的局部气候变化;土壤覆被减少引起的土壤侵蚀、土地沙漠化等化学干扰:土地污染、水体污染、大气污染引起的酸雨生物干扰:病虫害爆发、外来物种入侵等引起的生态平衡失调和破坏4干扰的传播特征:局部干扰:干扰仅在同一生态系统内部扩散跨边界干扰:干扰可以跨越生态系统边界扩散到其它类型的斑块 第五章概念:1、持久性、抵抗力及恢复力:持久性(persistence)指一个系统或它一
11、些分量的持续存留时间;抵抗力(resistance) 指一个系统对某种干扰就地抵制的能力;恢复力(resilience)指一个系统在受到干扰破坏后恢复其功能的能力。简答题1、什么是景观稳定性?景观随时间变化参数有哪些?哪种趋势属稳定趋势?Forman & Godron 用3个独立参数表征所有变化曲线(景观随时间的变化): 变化的总趋势(上升、下降和水平趋势); 围绕总趋势的相对波动幅度(大范围和小范围); 波动的韵律(规则和不规则)LT-SRO和LT-LRO型属稳定曲线:生物系统的稳定性(stability)是相对的,景观参数的长期变化成水平状态,并且在其水平线上下波动,波动幅度和周期具有统计
12、特征的,我们认为是稳定的。论述题1、景观变化的驱动因子有哪些?叙述景观变化带来的生态环境问题,结合专业,我们应该采取哪些措施保护我们的生态环境?自然驱动因子:地貌、气候、生命定居、土壤发育、 自然干扰物理力(比如:地震、洪水、台风)生物力(比如:病害、虫害)人为驱动因子:人口、技术、政经体制、文化景观变化不仅改变了景观的空间结构,影响景观中能量分配和物质循环,而且不合理的土地利用造成土地退化、非点源污染、海水入侵等严重的生态环境问题,对社会和经济产生严重影响。IGBP(国际地圈与生物圈计划)、HDP(全球变化人类影响和响应计划)景观变化对区域气候的影响:影响土地表面性质;改变地表的反射率;影响
13、温室气体和痕量气体的排放景观变化对土壤的影响:影响土壤中的有关生态过程(能量交换、水交换、侵蚀和堆积、生物循环和农作物生产);影响土壤养分的流动(最佳土地利用结构,最大限度地减少养分流失;植被过滤带的宽度、长度、组成植被过滤带的植被类型不同,营养元素的截流和土壤侵蚀量不同。)景观变化对水环境的影响:对水量的影响:森林变化的影响;草地变化的影响;耕地的影响;聚居地和其他非农用影响。对水质的影响:地表景观类型的变化(直接);区域或全球气候变化(间接);气候变化。景观变化带来的生态环境问题:大气质量下降:(景观变化可改变大气中气体的组成和含量而影响大气质量。NO2破坏臭氧层地表辐射增强;CH4CO光
14、化学烟雾地表辐射改变;SO2酸雨危害建筑物及植被,污染水体及土壤。)土壤侵蚀和土地沙化:森林砍伐、矿山开采、过度放牧等不合理的土地利用方式造成土壤侵蚀和土地沙化湿地减少:围海造田、道路和排水设施的修建直接导致湿地数量减少;大量杀虫剂和化肥对湿地造成严重污染;城市化产生的污染物通过点源和非点源污染进入湿地,使湿地水质量下降,威胁原有物种生存。水资源短缺:淡水仅占地球水量的1% ,20世纪,农业用水增加7倍,工业用水增加20倍。威胁农业生产,造成河水断流、海水入侵等生态环境问题。如:黄河年年断流。非点源污染:概念:溶解的或固体污染物从非特定的地点,在降水和径流冲刷作用下,通过径流过程而汇入受纳水体
15、,引起的水体污染。是景观变化对水质影响的主要方式。土壤侵蚀是规模最大、危害程度最为严重的以各种非点源污染。(化肥、农药)。美国:环境污染第一因素,60水污染源于此。其他:生物多样性降低,目前3950种濒临灭绝,3647种濒危,7240种成为稀有种。第六章概念1、生态系统服务:由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及所维持的良好生活环境对人类的服务性能。2、景观生态分类体系如何?分类体系的建立采取功能与结构双系列制,包括功能性分类和结构性分类。1)功能性分类功能性分类是据景观生态系统的整体特征,主要是生态功能属性来划分归并单元类群,同时要考虑体现人的主导和应用方向的意义。
16、 包括两方面内容:一是类型单元间的空间关联与耦合机制,组合成更高层次地域综合体的整体性特征;二是系统单元针对人类社会的服务能力。2)结构性分类结构性分类是景观生态分类的主体部分,包括系统单元个体的确定及其类型划分和等级体系的建立,是以景观生态系统的固有结构特征为主要依据。?第七章概念1、景观生态规划:景观生态规划是应用景观生态学原理及其他相关学科的知识,通过研究景观格局与生态过程以及人类活动与景观的相互作用,在景观生态分析、综合及评价的基础上,提出景观最优利用方案和对策及建议。 景观生态设计:是以生态学原理为基础,建立在生物工艺、物理工艺及其他工艺基础上,使人类投入系统内较少的能量与物质,通过
17、系统内部物质循环和能量转换获得较大的生产量、生态效益和社会效益,具有人工特征的景观来改造、治理以及协调生态环境。简答1、举例说明你所知道的景观设计的主要类型多层利用的桑基鱼塘系统:包括陆基和鱼塘两部分,基是作物的基础,塘是土地利用的核心。和谐共生的农林复合经营综合利用的农、草、林立体景观设计:林草植被恢复是景观生态设计的核心,设计上严格遵循景观生态特性,根据适地适树,树种选择与种植方式以垂直地形而异。循环利用的庭院景观生态设计类型:几种常见的模式:立体栽培模式;四位一体温室模式;养牛(家畜) 沼气 果树模式。景观惟美的园林风景设计:自然景观与人文景观的综合体还有补缺利用类型、自净利用类型等第八
18、章概念:1、空间自相关分析:指在空间上越靠近的事物或现象就越相似,即景观特征或变量在邻近范围内的变化往往表现出对空间位置的依赖关系。2、什么是遥感?指不直接接触物体本身。从远处通过仪器(传感器)探测和接受来自目标物体的信息(如电厂、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。包括主动遥感、被动遥感、对地测量等。论述题1、举例说明你了解的景观生态学终稿应用的主要技术手段有哪些?简单加以介绍遥感(remote sensing,RS):指不直接接触物体本身。从远处通过仪器(传感器)探测和接受来自目标物体的信息(如电厂、磁场、电磁波、地震波等信息),
19、经过信息的传输及处理分析,识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。包括主动遥感、被动遥感、对地测量等。遥感可以为景观研究提供植被类型及其分布、土地利用类型及其面积、生物量分布、土壤类型及其水分特征、群落蒸腾量、叶面积指数及叶绿素含量等信息。 在景观生态学中的应用可分为三类: 植被和土地利用分类; 生态系统和景观特征的定量化;景观动态和生态系统管理(土地利用在时空上变化,植被动态、景观对人为干扰和全球气候变化的反应等)。如:广泛应用于土地资源调查、景观动态反应、林地资源调查及城市规划、地理信息系统(geographic information system,GIS):是一系列用来收集、存贮、提取
20、、转换和显示空间数据的计算机工具,有硬件和软件两部分构成。这里的空间数据包括地图、遥感数据和统计数据等多种数据类型,其共同特点是都有确切的空间位置。GIS 在景观格局分析中的应用: 1. 景观单元数量分析 2. 景观空间格局分析 3. 景观规划与应用全球定位系统(global positioning system,GPS):GPS是有一系列专用卫星组成,这些卫星不停地绕地球运转并发回地面他们具体空间位置的信息,根据这些信息和三角测量学原理,就可以算出地表任何一个地点的地理坐标。GPS卫星的主要功能是:(1)接收并存储发自地面监控站的导航信息(2)利用星载高精度原子钟提供精密时间标准(3)通过卫
21、星上的微处理机进行某些必要地数据处理(4)在地面监控站的指令下调整飞行姿态或启用备用卫星。第九章概念1、生物多样性(Biodiversity):生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。广义: 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性。狭义: 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。2、景观多样性(landscape diversity):指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性和变异性简答1、自然保护区的功能区分是如何的?相应的需要区分哪些原则?自然保护区(nature reserve)是保护、发展和研究自然条件、自然资源,拯救
22、某些濒于灭绝的生物种源和有重要科学价值的典型生态系统的重要基地。1971年,联合国教科文组织提出的MBA是一个世界范围内的国际科学合作规划,MBA规划在实施过程总,提出了影响深远的生物圈保护区的思想,据此,一个科学合理的自然保护区应由3个功能区域组成,分别为:核心区:在此区生物群落和生态系统受到绝对的保护,禁止一切人类的干扰活动或有限度地进行以保护核心区质量为目的,或无替代场所的科研活动;缓冲区:围绕核心区,保护与核心区在生物、生态、景观上的异质性,可进行以资源保护为目的的科学或以恢复原始景观为目的的生态工程,可以有限度地进行观赏型旅游和资源采集活动;过渡区:保存与核心区和缓冲区的一致性,在此
23、区允许进行一些科研和人类经济活动以协调当地居民、保护区及研究人员的关系 在具体规划和设计自然保护区的实践中,最重要的是如何合理的规定自然保护区各个功能区的边界问题。现在一般有以下原则:核心区。核心区的面积、形状、边界应满足种群的栖居、饲食和运动高要求;保持天然景观的完整性;确定其内部镶嵌结构,使其具有典型性和广泛的代表性;缓冲区:隔离带,隔离区外人类活动对核心区天然性的干扰;为决定保护物种后备性、补充性或替代性的栖居地;过渡区:按照自愿适度开发原则建立大经营区,使生态景观与和核心区与缓冲区保持一定程度和谐一致,经营活动要与资源承载力相适应。论述题1、自然保护区的选址原则?试论述自然保护区设计中
24、应用了哪些景观生态学原理?典型性或代表性稀有性脆弱性多样性面积因素天然性感染力潜在的保护价值科研潜力第十章概念1、土地持续性利用:就是土地作为生态系统的功能(生物产品的生产、环境保护以及生物和基因资源保护)和人类直接联系的非农利用功能(人类生产与生活空间、生产资料、人类文化遗产、名胜古迹)在生态系统、生态经济系统和区域空间中的协调。简答1、请说明土地持续利用评价的指标体系有哪几个方面?各体系大致包括的内容?土地持续利用受到土地自身的、生态的、经济的、社会的和环境的多方面因素的综合影响。景观的时空结构、功能流以及动态变化等指标是决定土地利用是否持续的重要因子。生态指标体系:气候条件: 太阳辐射、
25、温度、降水量、气候灾害土壤条件: 土壤肥力、土壤结构、土壤污染、土壤侵蚀、土壤退化水资源: 水资源量、水质立地条件: 地貌特征生物资源: 动物、植物、生物组成、生物多样性社会指标体系:主要包括:社会政治环境、社会承受能力、社会保障水平和公众参与程度等。社会接受力:是指不同个人和团体观点的集合,反映了个人和团体对土地利用的态度、知识、信仰和道德规范,通常采用这些观点的强烈程度以及个人或团体的相对权力这两个指标来衡量。经济指标体系经济资源:土地生产所需要的原料,考虑这些资源的变化性、可利用性、经济效果与利用。如土地资源、劳动力资源、智力资源、效率。经济环境:是土地利用的外因。如生产成本、产品价格、
26、市场状况经济态度:是土地使用者做决策时的影响因子,既有社会意义,也有经济效果。综合效益环境效应指标体系:环境效应:系统与外界环境之间的相互关系与相互影响。主动环境效应:指评价区内的土地利用活动所引起的,对评价区以外的环境产生作用。施肥,灌溉和排水 被动环境效应:指由于评价区外的活动或条件的变化,引起评价区内土地利用持续性的改变。建立水坝,采伐森林,城镇和公路建设景观指标体系:包括:结构、功能、变化与稳定性指标四大类。(P292)第十一章概念1、全球环境变化(即全球变化)指由于人类活动直接或间接造成的,出现在全球范围内的,异乎寻常的人类生态环境的变化。广义:指可能改变地球承载生物能力的全球环境变
27、化,包括气候变化、森林减少和退化、荒漠化、水资源减少以及生物多样性丧失等。狭义:指大气中温室气体浓度增加、臭氧层耗损、大气中氧化作用的减弱和全球气候变暖,即我们常说的全球气候变化。论述?1、试论述景观变化与全球变化的关系?全球变化的表现有哪些?(1)森林景观的变化对全球气候变化的影响森林景观的破坏森林植被中的碳直接释放到大气中造成土壤碳库的大量损失而进入大气中引起洪水泛滥,增加湿地景观,从而增加了甲烷的排放源改变全球水循环及地表反射率等,直接引起气候变化森林景观的重建(2)湿地景观的变化对全球气候变化的影响湿地的萎缩,减少了甲烷的排放源。湿地的减少,改变了土壤性质,加速了土壤有机碳的分解,使土
28、壤中的有机碳以二氧化碳的形式大量释放到大气中。(3)农业景观的变化对全球气候变化的影响农业景观的增加,导致原景观中的碳库大量损失,并以CO2、CH4等形式排放到大气中。化肥和有机肥的使用,使大量CO2、CH4、N2O等温室气体排放到大气中。人工湿地的增加,增加了温室气体的排放。种植园、草地和农业撂荒地等景观类型的增加,可减缓CO2等温室气体的排放。农业用水的增加,改变了陆地水循环模式,影响陆地水分的分布状况;地表反射率的改变影响能量的分配。(4)荒漠景观的变化对全球气候变化的影响荒漠景观的增加,使原有景观类型中的大量碳库丧失,并以CO2等形式排放到大气中。荒漠景观的扩展改变了地表反射率,导致大
29、气中能量的重新分配。荒漠化的发展,增强了土壤蒸散作用,从而影响大气含水量和水循环。荒漠化的发展,使大气中尘埃等固体微粒的含量增加,减少了到达地面的太阳辐射。(5)城市景观的发展对全球气候变化的影响城市的发展,使耕地资源不断减少。城市的道路和建筑物,增加了地表反射率,造成局地增温效应(城市热岛效应)。城市中大量化石燃料等能源的使用,释放出大量温室气体和其他大气污染物,对局域和全球气候产生影响。城市景观中输出的固体废弃物不仅直接影响到景观,而且也是大气中CH4的主要来源之一。城市中大量污水的输出对周围景观产生影响,造成土壤退化;而且也向大气中释放出大量的CH4。主要的全球变化有:大气成分变化气温升
30、高:自19世纪后半叶以来,全球地表年均温升高0.3-0.6度。新的分析表明,二十世纪(1900年开始)是过去1000年间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年,1998年是最暖的年份。土地利用和土地覆盖的变化:最重要的土地覆盖变化是森林转变为农田;最显著的土地利用变化是农业对土地的集约管理。森林面积减少使得:森林的各种服务功能大大减低,生态环境恶化、自然灾害频繁发生,森林生态系统中的碳储量快速地释放到大气中,从而引起大气中二氧化碳浓度的增加,导致全球气候变暖。森林破碎化也导致了动植物栖息地的萎缩甚至丧失,从而生物多样性造成严重的威胁。荒漠化:由于不恰当的人为活动,导致的干旱、半干旱和半湿润地带的土
31、地退化现象。土地荒漠化使得:土地资源丧失,土地生产潜力下降,生物多样性减少;改变陆地表面的物理特征,破坏地表辐射的收支平衡,诱发气候和环境的变化。生物多样性减少:森林毁灭、景观破碎化导致生物多样性减少。现在物种灭绝的速度是人类社会出现之前自然速度的100-1000倍以上,并且未来物种灭绝的速度将以目前10倍的速度增加。生物多样性减少使得:人类直接利用的生物资源量加剧减少,破坏了生态系统的完整性,减少了生态系统乃至生物圈的稳定性,消弱了生态系统调节气候、维持水循环和其他物质循环、吸收和净化污染物、生成土壤和防止土壤流失等重要生态服务功能。水资源短缺:目前,全球约有100多个国家缺水,40多个国家严重缺水。预计到2050年,全球水资源将亏缺2.31011m3,2070年亏损量达4.11011m3。水资源短缺使得:对生态环境和气候变化产生深远影响,使人类的生存和发展受到严重的威胁。江河断流、湖泊等湿地萎缩和干涸,导致干旱和荒漠化的进程、生物多样性的
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