第二章 景观生态学基本理论和原理

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第二章 景观生态学基本理论和原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。 景观生态学涉及生态学和生物学的其它 分支学科，还涉及土壤学、地质学、地理学、 水文学、气候和气象学，及一系列社会、经 济学科。

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主要讲授内容景观生态学的理论体系——耗散结构、等级理论、空

间异质性和景观格局、空间种群理论、渗透理论和源-汇系统理论； 景观生态学的基本原理——景观系统的整体性与异质 性、格局过程关系、尺度分析、景观结构镶嵌、景观生态

流与空间再分配、景观演化的人类主导性、景观多重价值与文化价值。

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§1

景观生态学的基本理论

一. 耗散结构理论1. 耗散结构理论概述一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管 是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的 系统),通过不断地与外界交换物质和能量，在系 统内部某个变量的变化达到一定的阈值时，通过 涨落，系统可能发生突变，由原来的混沌无序状 态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序 状态。

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由于这种在远离平衡的非线性区形成 的有序结构，以能量的耗散来维持自身的 稳定性，故称为“耗散结构” (dissipative structure) 。 耗散结构:位于远离平衡态的复杂系 统，在外界能量流或物质流的维持下，通 过自组织形成一种新的有序结构。

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2. 耗散结构理论的意义耗散结构理论认为：生态系统属于耗散结构系 统，在于：

1). 生态系统是开放系统；2). 所有生态系统都远离热力学平衡态； 3). 生态系统中普遍存在着非线性动力学过程。

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二. 等级理论(hierarchy

theory)

等级理论是关于复杂系统结构、功能 和动态的系统理论。 通常，等级是一个由若干个单元组成 的有序系统，而复杂性常具有等级形式。 一个复杂系统由相互关联的亚系统组成， 亚系统又由各自的亚系统组成，往下类推 直到最低层次。

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所以，等级系统中的每一层次都由不 同的亚系统或整体元组成，每一级组成单 元相对于低层次表现出整体特性，而对高 层次则表现出从属性或制约性。

基于等级理论，复杂系统可视为由具 有离散性等级层次组成的等级系统。

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解析：高等级层次上的生态过程(如全球 植被变化)呈现大尺度、低频率和慢速； 而低等级层次的生态过程(如局地植物群 落物种组成变化)为小尺度、高频率和快 速。 不同等级层次间相互作用，高层次对 低层次的制约作用在模型中可表达为常 数，而低层次提供机制和功能，其信息常 以平均值的形式来表达。

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等级系统结构：分垂直和水平两种。前者指等级系统层次数目、特征及其相

互作用 关系，后者指同一层次上亚系统的数目、 特征和相互作用关系。层次和整体单元的边界称为界面。界面对能 流、物流和信息流具过滤功能。界面是系统组成 成分相互作用差异最大的地方。

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三. 空间异质性与景观格局异质性——用来描述系统和系统属性 在时空属性的动态变化。其中，系统和系 统属性在时间维变化即为动态变化，而生 态学的异质性通常是指空间异质性。空间异质性(spatial heterogeneity): 指生态学过程和格局在空间上分布上的不 均匀性和复杂性。

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1. 景观异质性的意义 景观异质性是景观尺度上景观要 素组成和空间结构上的变异性和复杂 性。 意义 决定景观的整体生产力、承载力、 抗干扰能力、恢复力和景观生物多样 性。

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2. 景观稳定性景观是由异质的景观要素以一定方式组合 构成的系统，景观要素间通过物流、能流、 信息流和交换保持着密切的联系，影响景 观要素的相互作用，制约着景观的整体功 能。

景观的空间异质性可提高景观对干扰的扩 散阻力，缓解某些灾害性干扰对景观稳定 性的威胁。

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3.

景观格局

景观空间格局系指景观要素斑块 和其他结构成分的类型、数目以及 空间分布与配置模式，属于景观异 质性的外在表现形式。

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四. 时空尺度尺度(scale):地图学中的图幅和图形分辨率 或比例尺。

景观生态学尺度：对研究对象在空间上或时间上 的测度，分别称之为空间尺度和时间尺度——涉 及范围和分辨率。范围：研究对象在时间或空间上的持续；分辨率： 研究对象时间和空间特征的最小单元。

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1. 空间尺度(spatial scale):研究对象的空间规模和 空间分辨率。一般用面积单位表示。 2. 时间尺度(temporal scale):生态过程和现象持续时 间。 3. 组织尺度：生态学组织层次定义的研究范围和空间分 辨率。如个体、种群、群落、生态系统、景观组成的生物 组织等级结构系统，不同的组织层次对应不同的空间尺度。

4. 尺度效应：生态学系统的结构、功能及其动态变化在 不同时空尺 …… 此处隐藏：80字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……