景觀生態(tài)復(fù)習(xí)題

名詞解釋格局：是指空間格局，廣義地講，它涉及景觀構(gòu)成單位的類型、數(shù)目以及空間分布與配備。例如，不同類型的斑塊可在空間上呈隨機型、均勻型或聚集型分布。過程：強調(diào)事件或現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)特性。景觀生態(tài)學(xué)經(jīng)常涉及多個生態(tài)學(xué)過程，其中涉及：種群動態(tài)、種子或生物體的傳輸、捕食者-獵物互相作用、群落演替、干擾傳輸、物質(zhì)循環(huán)、質(zhì)量流動等等。尺度：是指在研究某一物體或現(xiàn)象時所采用的空間或時間單位，同時又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時間上所涉及的范疇和發(fā)生的頻率。在景觀生態(tài)學(xué)中，尺度往往以粒度和幅度來體現(xiàn)。等級：根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系決定的分類單元在分類系統(tǒng)中的位置空間異質(zhì)性：是指某種生態(tài)學(xué)變量在空間分布上的不均勻性及復(fù)雜程度。空間異質(zhì)性是空間斑塊性和空間梯度的綜合反映，依賴于尺度，粒度和幅度對空間異質(zhì)性的測量和理解有著重要的影響。斑塊性：強調(diào)斑塊的種類構(gòu)成特性及空間分布與配備關(guān)系，比異質(zhì)性在概念上更為具體化某些。斑塊構(gòu)成涉及斑塊類型的數(shù)目和比例，而配備則涉及斑塊的空間排列、斑塊形狀、相鄰斑塊之間對比度、相似類型斑塊之間的連接度、各向異性特性即不同方向上的異質(zhì)。生態(tài)學(xué)干擾：是指發(fā)生在一定地理位置上，對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造造成直接損害的、非持續(xù)性的物理作用或事件。固然，在對于生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造造成直接破壞的同時，干擾亦可直接影響生態(tài)系統(tǒng)的功效。斑塊：泛指與周邊環(huán)境在外貌或性質(zhì)上不同，并含有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間單位。應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，這種所謂的內(nèi)部均質(zhì)性，是相對于周邊環(huán)境而言的。具體地講，板塊能夠是植物群落、湖泊、草原、農(nóng)田或居民區(qū)等。廊道：是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線性或帶狀構(gòu)造。常見的廊道涉及農(nóng)田間的防風(fēng)林帶、河流、道路、峽谷及輸電線路等。基底：是指景觀中分布最廣、持續(xù)性最大的背景構(gòu)造。常見的有森林基底、草原基底、農(nóng)田基底和都市用地基底等等。景觀格局：景觀格局普通是指景觀的空間構(gòu)造特性，而空間斑塊性是景觀格局組普遍的形式，它體現(xiàn)在不同尺度上。廣義地講，景觀格局涉及景觀構(gòu)成單元的多樣性和空間配備。邊沿效應(yīng)：是指斑塊邊沿部分由于受外圍影響而體現(xiàn)出與斑塊中心部分不同的生態(tài)學(xué)特性的現(xiàn)象。斑塊中心部分在氣象條件、物種的構(gòu)成以及生物地球化學(xué)循環(huán)方面，都可能與其邊沿部分不同。許多研究表明，斑塊周界部分經(jīng)常含有較高的物種豐富度和初級生產(chǎn)力。網(wǎng)絡(luò)：是指連接的廊道或通過廊道在空間上相連接續(xù)起來的斑塊構(gòu)成的網(wǎng)狀構(gòu)造，最常見的網(wǎng)絡(luò)是指廊道網(wǎng)絡(luò)。景觀遺傳學(xué)：是指景觀生態(tài)學(xué)和種群遺傳學(xué)的結(jié)合，旨在研究景觀環(huán)境特性是如何影響物種微進化過程。其核心問題是，景觀空間異質(zhì)性如何影響種群的空間遺傳構(gòu)造以及種群的命運。距離效應(yīng)：由于不同種在傳輸能力方面的差別和島嶼隔離程度互相作用所引發(fā)的現(xiàn)象稱為“距離效應(yīng)”。面積效應(yīng)：島嶼面積越小，種群則越小，由隨機因素引發(fā)的物種絕滅率將會增加。該現(xiàn)象稱為“面積效應(yīng)”。復(fù)合種群：是由空間上彼此隔離，功效上又互相聯(lián)系的兩個或兩個以上亞種群（subpopulation）或局部種群（localpopulation）構(gòu)成的種群斑塊系統(tǒng)（狹義）全部占據(jù)空間上非持續(xù)生境斑塊的種群集合體，只要斑塊之間存在個體（對動物而言）或繁殖體（對植物而言），不管與否存在局部種群周轉(zhuǎn)現(xiàn)象，均可稱為復(fù)合種群（廣義）景觀連接度：是指景觀空間構(gòu)造單元之間的持續(xù)性程度。景觀連接度用于研究景觀格局對景觀現(xiàn)象或過程在景觀中運動或擴散的影響。針對不同的研究對象，聯(lián)結(jié)度體現(xiàn)出明顯的尺度效應(yīng)。臨界閾值現(xiàn)象：某一事件或過程（因變量）在影響因素或環(huán)境條件（自變量）達成一定程度（閾值）時忽然進入另外一種狀態(tài)（發(fā)生質(zhì)的突變）的情形。也就是一種由量變到質(zhì)變的過程，從一種狀態(tài)過渡到另一種截然不同狀態(tài)的過程。滲入理論：是研究臨界閥現(xiàn)象的。其最突出的要點就是當(dāng)媒介的密度達成某一臨界密度時，滲入物忽然能夠從媒介材料的一端達成另一端。連通生境斑塊：特大生境斑塊是單個生境細胞（即最小的生境斑塊）互相連接而形成的生境通道，故稱為連通生境斑塊，或連通斑塊。連通斑塊的形成標(biāo)志著景觀從高度離散狀態(tài)忽然轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨瘸掷m(xù)狀態(tài)。滲入閾值：在滲入理論中，允許連通斑塊出現(xiàn)的最小生境面積比例稱為滲入閥值或臨界密度，或臨界概率。中性模型：不包含任何具體生態(tài)學(xué)過程和機理的，只產(chǎn)生數(shù)學(xué)上或統(tǒng)計學(xué)上所盼望的時間或空間格局的模型。★中性模型的最大作用就是為景觀格局和過程的互相作用研究提供一種參考系統(tǒng)。通過對比隨機滲入系統(tǒng)和真實景觀的構(gòu)造與行為特性，就能夠有效地檢查有關(guān)格局與過程關(guān)系的假設(shè)或探討景觀動態(tài)過程中的某些機理性規(guī)律。最小耗散原理：在穩(wěn)定狀態(tài)下，耗散系統(tǒng)的墑發(fā)生率不大于任何相鄰的非穩(wěn)定態(tài)，即稱為最小耗散原理。這種熵的局部最小化是全部生命有機體存在的重要熱力學(xué)基礎(chǔ)。范式：是當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)中的一種極為重要的概念。范式是一種科學(xué)群體所共識并運用的，由世界觀、置信系統(tǒng)以及一系列概念、辦法和原理構(gòu)成的體系。換言之，一種科學(xué)群體是由享有共同范式的個體構(gòu)成。范式變遷：在科學(xué)發(fā)展史中，隨著人們對研究對象認(rèn)識的不停深化，新問題的出現(xiàn)，舊范式將必然為新范式所取代，這一過程即所謂的范式變遷。范式變遷是科學(xué)進步的動力，也是其必然產(chǎn)物。平衡：是指生態(tài)學(xué)系統(tǒng)中多個過程互相克制或抵消時所體現(xiàn)出來的均衡狀態(tài)。穩(wěn)定性：是指抗變力和恢復(fù)力，穩(wěn)定性有4種互相聯(lián)系但又不同的涵義和使用方法:①抗變力或阻力，即系統(tǒng)阻抑外界干擾的速率;②恢復(fù)力,即系統(tǒng)在受干擾后恢復(fù)到先前平衡點的能力;③持續(xù)力，即在干擾作用下系統(tǒng)行為即使發(fā)生波動，但這些變化總是在某一程度之內(nèi)，從而使系統(tǒng)仍能保持生存的能力;④恒定性或變異性，兩者從不同角度來度量系統(tǒng)在一定時空尺度上所體現(xiàn)出的不擬定性或變異程度。斑塊：指任何與周邊環(huán)境不同，而體現(xiàn)出較明顯邊界的地理單元。其內(nèi)容能夠是生物的或者是非生物的斑塊動態(tài)：是指斑塊個體本身的狀態(tài)變化和斑塊鑲嵌體水平上的構(gòu)造和功效的變化。因此，它最少同時涉及到兩個尺度。它強調(diào)空間異質(zhì)性及其生態(tài)學(xué)成因、機制和作用，不僅突出了生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的斑塊組分的動態(tài)特性，并且意味著作為斑塊鑲嵌體的系統(tǒng)整體也必然要經(jīng)歷變化。兼容：低層次非平衡過程被整合到高層次穩(wěn)定過程的現(xiàn)象復(fù)合穩(wěn)定性：系統(tǒng)的在高層次上體現(xiàn)出的“準(zhǔn)”平衡態(tài)特性稱為復(fù)合穩(wěn)定性。復(fù)合穩(wěn)定性反映了一種“有序來自無序”的情形。等級斑塊動態(tài)范式：生態(tài)學(xué)實體在自然界中形成等級系統(tǒng)，而個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)往往只是研究其中某一等級層次上的構(gòu)造、功效和動態(tài)。強調(diào)而不是無視干擾、異質(zhì)性和尺度多重性在管理和自然保護中的作用。景觀指數(shù)：是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其構(gòu)造構(gòu)成和空間配備某些方面特性的簡樸定量指標(biāo)。慣用的景觀指數(shù)：斑塊形狀指數(shù)、景觀豐富度指數(shù)、景觀多樣性指數(shù)、景觀優(yōu)勢度指數(shù)、景觀均勻度指數(shù)、景觀形狀指數(shù)、正方像元指數(shù)、景觀聚集度指數(shù)、分維?？臻g的自有關(guān)性：即在空間上愈靠近的事物或現(xiàn)象就愈相似?？臻g自有關(guān)性被稱為地理學(xué)第一定律，因此時間和空間上的自有關(guān)性是自然界存在持續(xù)秩序、格局和多樣性的根本因素之一。構(gòu)造方差：構(gòu)造方差表達由于空間非隨機構(gòu)造造成的變異，反映了該變量的空間自有關(guān)的變化特性。構(gòu)造方差與系統(tǒng)總方差（基臺值）的比例，即C1/(C1十C0)，是對變量在空間上的可預(yù)測性的一種重要度量。而塊金方差占總體方差的比例則可用來預(yù)計隨機因素在所研究的空間異質(zhì)性中的相對重要性。自有關(guān)閾值：表達某一特性在空間上自有關(guān)的空間幅度，在不不大于閾值的空間尺度上該特性不再有自有關(guān)性。根據(jù)半方差圖，我們能夠判斷某一景觀特性與否含有斑塊性，斑塊格局有何規(guī)律性，以及斑塊大小和格局的尺度特性?？伤苄悦娣e單元問題：在景觀生態(tài)學(xué)研究中，許多數(shù)據(jù)（如遙感數(shù)據(jù)、土地運用數(shù)據(jù)等）是與面積相聯(lián)系的，或稱為面積數(shù)據(jù)。在分析這類數(shù)據(jù)時，經(jīng)常出現(xiàn)其成果隨面積單元（柵格細胞或粒度）定義的不同而變化的問題，涉及兩個方面，即尺度效應(yīng)和劃區(qū)效應(yīng)尺度效應(yīng)：是指當(dāng)空間數(shù)據(jù)經(jīng)聚合（aggregation)而變化其粒度或柵格細胞大小時，分析成果也隨之變化的現(xiàn)象；劃區(qū)效應(yīng)：指在同一粒度或聚合水平上由于不同聚合方式（即劃區(qū)方向）而引發(fā)的分析成果的變化。解答、敘述試述景觀生態(tài)學(xué)的定義、研究對象與范疇答：景觀生態(tài)學(xué)的定義的定義有多個表述，但大都是反映內(nèi)陸地形、地貌或景色的，或是反映某一地理區(qū)域的綜合地形特性在現(xiàn)在最流行的英文教科書中將景觀生態(tài)學(xué)的定義為研究空間格局和生態(tài)過程互有關(guān)系，或不同尺度上空間異質(zhì)性的因素和后果的生態(tài)學(xué)分支學(xué)科；也有人將景觀生態(tài)學(xué)定義為是研究和改善空間格局與生態(tài)和社會經(jīng)濟過程互有關(guān)系的整合性交叉學(xué)科。研究對象與研究范疇：景觀生態(tài)學(xué)的研究對象和內(nèi)容可概括為3個基本方面：（1）景觀構(gòu)造：即景觀構(gòu)成單元的類型、多樣性及其空間關(guān)系。（2）景觀功效：即景觀構(gòu)造與生態(tài)學(xué)過程的的互相作用，或景觀構(gòu)造單元之間的互相作用。這些作用重要體現(xiàn)在能量、物質(zhì)和生物有機體在景觀鑲嵌體中的運動過程中。（3）景觀動態(tài)：即指景觀在構(gòu)造和功效方面隨時間的變化。具體地講，景觀動態(tài)涉及景觀構(gòu)造單元的構(gòu)成成分、多樣性、形狀和空間格局的變化，以及由此造成的能量、物質(zhì)和生物在分布與運動方面的差別。景觀格局的成因可能分為哪幾個？答：我們將景觀格局的成因分為三種：非生物因素、生物因素和人為因素。非生物和人為因素在一系列尺度上均起作用，而生物因素普通只在較小的尺度上成為格局的成因。大尺度上的非生物因素為景觀格局提供了物理模板，生物和人為因素普通在此基礎(chǔ)上互相作用?，F(xiàn)實中，景觀格局往往是許多因素和過程共同作用的成果，故含有多層異質(zhì)構(gòu)造.簡述景觀格局形成的因素和機制在不同尺度上的效應(yīng)。答：景觀格局形成的因素和機制在不同尺度上往往是不同的。反過來說，不同因素在景觀格局形成過程中的重要性隨尺度而異。在小尺度上，捕食、競爭、植物-土壤互相作用等生物學(xué)過程對于空間格局的形成往往起著重要作用。概而言之，氣候地形因素普通決定景觀在大范疇內(nèi)的空間異質(zhì)性，而生物學(xué)過程則對小尺度上的斑塊性有重要影響。根據(jù)不同的來源和成因，景觀板塊可分為哪些類型？答:根據(jù)來源和成因的不同，F(xiàn)orman和Godron（1981,1986）將常見的景觀斑塊分為四類。（1）殘留斑塊：由大面積干擾所造成的、局部范疇內(nèi)幸存的自然或半自然生態(tài)系統(tǒng)或其片段；（2）干擾斑塊：由局部干擾造成的小面積斑塊；（3）環(huán)境資源斑塊：由環(huán)境資源條件在空間分布不均勻性而形成的斑塊；（4）人為引入斑塊：由人們故意或無意地將動植物引入某些地區(qū)而形成的局部性生態(tài)系統(tǒng)。5、概述等級斑塊動態(tài)范式的幾個重要方面。答：（1）生態(tài)學(xué)系統(tǒng)是由斑塊鑲嵌體構(gòu)成的巢式（或包容型）等級系統(tǒng)。例如，一片森林是一種由許許多多大小不同、年紀(jì)不同的林隙構(gòu)成的系統(tǒng)。（2）系統(tǒng)動態(tài)是各個尺度上斑塊動態(tài)的總體反映。在含有等級構(gòu)造的生態(tài)學(xué)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的動態(tài)是小尺度斑塊和大尺度鑲嵌體及其與環(huán)境互相作用的成果。如森林動態(tài)能夠看做是林隙動態(tài)和涉及不同尺度上與土壤和地理格局有關(guān)的生物及非生物過程變化的總體反映。（3）格局-過程-尺度觀點。過程產(chǎn)生格局，格局作用于過程。若要對的理解格局與過程的關(guān)系，就必須認(rèn)識到其依賴于尺度的特點。（4）非平衡觀點。傳統(tǒng)平衡范式不同，等級斑塊動態(tài)范式把非平衡和隨機過程作為生態(tài)學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性的構(gòu)成部分。普通來講，生態(tài)學(xué)系統(tǒng)中有兩類非穩(wěn)定機制：生物和非生物因素的隨機性（5）兼容機制和復(fù)合穩(wěn)定性概念。兼容：低層次非平衡過程被整合到高層次穩(wěn)定過程的現(xiàn)象（圖4.6）復(fù)合穩(wěn)定性：系統(tǒng)的在高層次上體現(xiàn)出的“準(zhǔn)”平衡態(tài)特性稱為復(fù)合穩(wěn)定性。復(fù)合穩(wěn)定性反映了一種“有序來自無序”的情形。6、概述所提到的景觀空間分析辦法。答：景觀生態(tài)學(xué)中的空間分析辦法有多個，它們分別適應(yīng)于不同的研究目的和數(shù)據(jù)類型?；\統(tǒng)地講，這些辦法可分為兩大類：格局指數(shù)辦法和空間統(tǒng)計學(xué)辦法。前者重要用于空間上非持續(xù)的類型變量數(shù)據(jù)，而后者重要用于空間上持續(xù)的數(shù)值數(shù)據(jù)。景觀格局分析辦法：用來研究景觀構(gòu)造構(gòu)成特性和空間配備關(guān)系的分析辦法。它們不僅涉及某些傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)辦法，同時也涉及某些新的、專門解決空間問題的格局分析辦法。景觀格局分析的基本環(huán)節(jié)：1、以研究目的和方案為指導(dǎo)，收集和解決景觀數(shù)據(jù)；2、將真實的景觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的景觀，選用適宜的格局研究辦法進行分析；3、最后對分析成果加以解釋和綜合7、慣用的景觀指數(shù)有哪些？簡述概念。（1）斑塊形狀指數(shù)通過計算某一斑塊形狀與相似面積的圓或正方形之間的偏離程度來測量起形狀復(fù)雜程度。（2）景觀豐富度指數(shù)景觀豐富度指數(shù)R是指景觀中斑塊類型的總數(shù)，即：R=m（m為景觀中斑塊類型的數(shù)目）（3）景觀多樣性指數(shù)多樣性指數(shù)H是基于信息論基礎(chǔ)之上，用來度量系統(tǒng)構(gòu)造構(gòu)成復(fù)雜程度的某些指數(shù)。常涉及兩種：①多樣性指數(shù)②多樣性指數(shù)（4）景觀優(yōu)勢度指數(shù)優(yōu)勢度指數(shù)D是多樣性指數(shù)的最大值與實際計算值之差。（5）景觀均勻度指數(shù)均勻度指數(shù)E反映景觀中各斑塊在面積上分布的不均勻程度，普通以多樣性指數(shù)和其最大值的比來表達。（6）景觀形狀指數(shù)景觀形狀指數(shù)LSI與斑塊形狀指數(shù)相似，只是將計算尺度從單個斑塊上升到整個景觀而已。（7）正方像元指數(shù)正方像元指數(shù)SQP是周長與斑塊面積比的另一種體現(xiàn)方式，即將其取值原則化為0與1之間。（8）景觀聚集度指數(shù)景觀聚集度C反映景觀中不同斑塊類型的非隨機性或聚集程度。（9）分維分維或分維數(shù)能夠直觀地理解為不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維數(shù)。對于單個斑塊而言，其形狀的復(fù)雜程度能夠用分維數(shù)來量度。8、結(jié)合本章內(nèi)容，簡述生態(tài)學(xué)建模的四個階段及其之間的關(guān)系。答：（1）建立概念模型：涉及明擬定義所研究的問題、擬定建模目的、擬定系統(tǒng)邊界以及建立因果關(guān)系圖。（2）建立定量模型（或概念模型的定量化）：涉及選用適宜的數(shù)學(xué)辦法、擬定變量間的函數(shù)關(guān)系、預(yù)計參數(shù)值、編寫計算機程序、擬定模擬的時間步長以及運轉(zhuǎn)模型并獲得最初成果。（3）模型檢查：模型檢查涉及模型確認(rèn)和模型驗證。模型確認(rèn)是指認(rèn)真檢查數(shù)學(xué)公式和計算機程序以確保沒有運算方面技術(shù)問題的過程，目的是確保概念模型的數(shù)量化是直接的和確切的，并且計算機程序中能夠影響模型成果的錯誤已全部排除。模型確認(rèn)與模型的真實性、精確性和合理性并無任何直接關(guān)系。模型驗證是指擬定模型在其既定的應(yīng)用范疇內(nèi)運轉(zhuǎn)成果與其相對應(yīng)的現(xiàn)實系統(tǒng)行為的吻合程度，其衡量原則應(yīng)當(dāng)與預(yù)定的研究目的有親密關(guān)系，經(jīng)常涉及到對模型構(gòu)造和變量間關(guān)系合理性的檢查、模型輸出成果與實際值的直接比較、模型的敏感性分析以及模型的不擬定性分析。（4）模型的應(yīng)用：涉及設(shè)計和執(zhí)行模擬實驗，分析、綜合和解譯模型成果，最后與生態(tài)學(xué)同行或應(yīng)用領(lǐng)域的對象交流模型成果并征求改善意見。模型交流的一種重要方面是發(fā)表論文和專著。關(guān)系：建模的4個階段互相聯(lián)系、互相增進又互相制約，建模往往是一種循環(huán)往復(fù)、不停修正的過程。無論是種群模型、生態(tài)系統(tǒng)模型還是景觀模型，建模的普通原理和過程是相似的，但其具體內(nèi)容是不同的，面且在數(shù)學(xué)辦法和模擬途徑方面也各有特點。9、常見的景觀空間模型途徑有哪三種？分別敘述其概念及要點。答：3種常見的景觀空間模型途徑（1）空間概率模型是生態(tài)學(xué)中應(yīng)用已久的馬爾柯夫類模型（特別是植物群落演替模型）在空間上的擴展?？臻g馬爾柯夫模型也是景觀生態(tài)學(xué)家用來模擬植被動態(tài)和土地運用格局變化的最早、最普遍的模型?？臻g概率模型是景觀生態(tài)學(xué)中應(yīng)用最早和最廣泛的模型之一。多用來描述或預(yù)測植被