景观生态学的基本理论

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1、第六章景观生态学的基本理论第一节概述每一门学科都有自身的理论体系与方法论景观生态学的基本理论与原则来自于:来自母体学科，特别是生态学与地理学来自相关学科，特别是系统科学与信息科学景观生态学领域具有普遍意义的研究成果的抽象和提高基本理论（一）系统论与景观生态学（二）时空尺度理论（三）岛屿生物地理学理论（四）异质种群（复合种群）（五）景观连接度和渗透理论（六）等级理论和景观复杂性（七）等级斑块动态范式第二节景观生态学中的一些基本理论一、系统论1、系统论：是一门运用逻辑学和数学方法研究一般系统运动规律的理论

2、，从系统的角度揭示了客观事物和现象之间相互联系、相互作用的共同本质和内在规律性。2、系统的主题：阐述对于一切系统普遍有效的原理，不管系统组成元素的性质和关系如何，任何学科的研究对象都可看作一个系统。3、系统论的基本概念：系统、层次、结构、功能、反馈、信息、平衡、涨落、突变和自组织等。4、系统论的原则：整体性、关联性、结构性、开放性、动态性5、景观生态学与系统论的关系A、综合整体性思想B、有机关联性思想C、动态性思想D、有序性思想E、目的性思想综合整体性、有机关联性、动态性、有序性和目的性是一般系统论最

3、基本的出发点，同时也是景观生态系统最重要的5个基本特征，从而使系统论成为研究景观生态系统的强有力工具。二、尺度性原理景观学中的尺度常指研究对象时间和空间的细化水平。尺度(scale)：通常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到的范围。尺度可分为空间尺度和时间尺度。1、尺度的概念尺度往往以粒度(grain)和幅度(extent)来表达。空间粒度：指景观中最小可辩识单元所代表的特征长度、面积或体积。时间粒度：指某一现象或某一干扰事件发生的频率或时间间

4、隔。2、尺度的表达幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。空间幅度：所研究区域的总面积。时间幅度：研究项目持续的时间。空间粒度和空间幅度A、C、D、E具有同样的空间粒度。A、B、E具有同样的空间幅度。一般而言，从个体、种群、群落、生态系统、景观到全球生态学，粒度和幅度呈逐渐增加趋势。大尺度（或粗尺度，coarsescale）:是指大空间范围或时间幅度，往往对应小比例尺、低分辨率（因局部信息被忽略）地理学或地图学中的比例尺（Scale）不同于景观生态学中的尺度的用法，并且表现为相反的含义。大

5、比例尺-分辨率高，如1：10万（大比例尺）分辨率高；1：100万分辨率低景观生态学的研究基本对应着中尺度范围，即从几十公里到几百公里，从几年到几百年。3、景观生态学的尺度研究尺度转换的重要性4、尺度转换(尺度推绎Scaling）生态学中大多数研究是在小范围和短时间内完成的，而且缺乏重复性。然而，大尺度上的现象往往是很重要的。因此，尺度转换在研究景观的格局和过程时非常重要。尺度推绎尺度推绎（scaling）：利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其它尺度上的特征，或者通过在多尺度上的研究探讨生态学结构和

6、功能跨尺度特征的过程。尺度上推（scalingup）和尺度下推（scalingdown）将小尺度上的信息转换到大尺度上的过程。将大尺度上的信息转换到小尺度上的过程。尺度推绎的相关术语粗粒化（coarse-graining）：指当粒度增加时的信息转化过程，属于尺度上推的一种。细粒化（fine-graining）：指当粒度减小时的信息转化过程，属于尺度下推的一种。外推（extrapolation）:将信息从一个小的幅度转化到一个更大的幅度上的过程，属于尺度上推的一种。空间内插值（spatialinterp

7、olation）:当涉及的空间数据不能覆盖整个研究区域时，需要用已测点的信息来估计未测点的数值，这一过程称为空间内插值。5、尺度推绎的途径和方法第一种方法：简单聚合法（lumping）通过同时增加模型的粒度和幅度，利用小尺度上的变量或参数的平均值来推出大尺度上的变量或参数平均特征。粒度不变增加幅度第二种方法：直接外推法(directextrapolation)把局部小尺度模型应用到景观中适合此模型的所有斑块，然后计算各种类型的所有斑块的（面积加权）输出总和，并作为对整个景观的估计。粒度不变增加幅度第三

8、种方法：期望值外推法(extrapolationbyexpectedvalue)先利用小尺度斑块模型对景观中不同类型的斑块进行模拟，然后根据其输出结果计算所研究景观特征的期望值，最后将期望值乘以景观的总面积而获得景观尺度的结果。第四种方法：显示积分法（explicitintergration）通过对小尺度模型在空间上的显示积分来实现。该方法要求小尺度模型是空间显示的数学函数，而且能够积分。三、岛屿生物地理学理论岛屿：是一种假设，被称作重要的自然实验室。如