第18章 景觀生態學2(1 / 3)

1.景觀生態學的研究對象與內容是什麼?其相互關係?

景觀生態學是研究景觀單元的類型組成、空間格局及其與生態學過程相互作用的綜合性學科。強調空間格局、生態學過程與尺度之間的相互作用是景觀生態學研究的核心所在。

(1)景觀生態學的研究對象和內容可概括為3個基本方麵:

①景觀結構:即景觀組成單元的類型,多樣性及其空間關係。如景觀中不同生態係統的麵積、形狀和豐富度,它們的空間格局以及能量、物質生物體的空間分布等。

②景觀功能:即景觀結構與生態學過程的相互作用或景觀結構單元之間的相互作用。這些作用主要體現在能量、物質和生物有機體在景觀鑲嵌體中的運動過程中。

③景觀動態:即景觀在結構和功能方麵隨時間推移發生的變化。具體講,景觀動態包括景觀結構單元的組成成分、多樣性、形狀和空間格局的變化,以及由此導致的能量、物質和生物在分布與運動方麵的差異。

(2)三者相互關係

①景觀的結構、功能和動態是相互依賴、相互作用的。結構在一定程度上決定功能,而結構的形成和發展又受到功能的影響。一個由不同森林生態係統和濕地係統所組成的景觀,在物種組成、生產力以及物質循環諸方麵都會顯著不同於另一個以草原群落和農田為主體的景觀。即使是組成景觀的生態係統類型相同,數量也相當,它們在空間分布上的差別也會對能量流動、養分循環、種群動態等景觀

功能產生明顯的影響。

②景觀結構和功能都必然地要隨時間發生變化,而景觀動態反映了多種自然的和人為的、生物的和非生物的因素及其作用的綜合影響。然而最引人注目的景觀動態,往往是像森林砍伐、農田開墾、過度放牧、城市擴展等,以及由此造成的生物多樣性減少、植被破壞、水土流失、土地沙化和其他生態景觀功能方麵的破壞。

③同時,景觀功能的改變會導致其結構的改變,如優勢植物種群滅絕會對生境結構造成影響,養分循環過程受幹擾後會導致生態係統結構方麵的改變。

2.島嶼生物地理學理論

島嶼生物地理學理論將生境綴塊的麵積和隔離程度與物種多樣性聯係在一起,成為許多早期北美景觀生態學研究的理論基礎。島嶼生物地理學理論的一般數學表達式為:

島嶼生物地理學理論的最大貢獻之一,就是把綴塊的空間特征與物種數量巧妙地用一個理論公式聯係在一起,這位此後的許多生態學概念和理論奠定了基礎。

3.綴塊-廊道-基底模式

景觀生態學家認為,組成景觀的結構單元不外有3種,綴塊、廊道和基底。

(1)綴塊:泛指與周圍環境在外貌或性質上不同,但又具有一定內部均質性的空間部分。這種所謂的內部均質性是相對於其周圍環境而言的。具體講,綴塊包括植物群落、湖泊、草原、農田、居民區等。

(2)廊道:指景觀中與相鄰兩邊環境不同的線性或帶狀結構。常見的廊道包括農田間的防風林帶、河流、峽穀與輸電線路等。廊道類型的多樣性,導致了其結構與功能的多樣化。

(3)基底:指景觀中分布最廣、連續性也最大的背景結構,常見的有森林基底、草原基底、農田基底等等。在許多景觀中,其總體動態常常受基底所支配。

這一模式提供了一種描述生態學係統的“空間語言”,使得對景觀結構、功能和動態的表述更為具體形象。也有利於考慮景觀結構與功能之間的相互關係,比較它們在時間上的變化。另外,由於景觀結構單元的劃分總是與觀察尺度相聯係,所以綴塊、廊道和基底的區分往往是相對的。

4.邊緣效應

邊緣效應指綴塊邊緣部分由於受外圍影響而表現出與綴塊中心部分不同的生態學特征的現象。綴塊中心部分在氣象條件、物種組成以及生物地球化學循環方麵都可能與其邊緣部分不同。

(1)邊緣效應是與綴塊大小以及相鄰綴塊和基底特征密切相關的。在綴塊麵積很小時,內部—邊緣環境分異不複存在,整個綴塊便會全部為邊緣種或對生境不敏感的物種占據。

(2)綴塊的結構特征對生態係統的生產力、養分循環和水土流失等過程都有重要影響。由於邊緣效應,生態係統的光合作用效率以及養分循環和收支平衡特點,都會受到綴塊大小及有關結構特征的影響。綴塊邊緣往往是風蝕或水土流失的起始或程度嚴重之處。

(3)綴塊的形狀是多種多樣的。綴塊的形狀與邊界特征對生態學過程的影響是多樣多樣,極為複雜的。