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第十一章 大尺度生态学 §1 景观生态学 §2 全球生态学 第一节景观生态学 景观和景观生态学 景观生态学的一般概念和理论 景观生态学的研究对象 一、景观和景观生态学 景观(Landscape) : 由若干生态系统组成的异质区域，这些生态系统构成景观中明显的斑块， 这些斑块称景观要素。 景观生态学(Landscape ecology)： 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综合性学科。其研究对象和内容可概括为3个方面，即景观结构、景观功能和景观动态。 二、景观生态学的一般概念和理论 景观生态学的一般概念 景观生态学的一些理论 （一）景观生态学的一般概念 斑块(patch)、廊道(corridor)和模地(matrix) 格局与过程 尺度及其有关的概念 斑块(patch)、廊道(corridor)和模地(matrix) 斑块(patch)：泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分。 廊道(corridor)：廊道指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。 模地(matrix)：基底指景观中分布最广、连续性最大的背景结构。 格局：往往指空间格局，即斑块和其他组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等。 过程：过程则强调事件或现象发生、发展的程序和动态特征。景观生态学常常涉及到的生态过程包括种群动态、种子或生物体的传播、猎物和捕食者的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分循环等。 尺度及其有关的概念 尺度(scale)：指对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度，分别称为空间尺度和时间尺度。 尺度和比例尺：大尺度指较大空间范围内的景观特征，往往对应于小比例尺、低分辩率；小尺度指较小空间范围内的景观特征，往往对应于大比例尺、高分辩率。 （二）景观生态学的一些理论 种－面积关系和岛屿生物地理学理论 景观中斑块面积的大小、形状以及数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。 一般来说，斑块数量的增加常伴随着物种的增加。 岛屿生物地理学理论将生境斑块的面积和隔离程度与物种多样性联系在一起。 岛屿生物地理学理论的一般数学表达式为： dS/dt=I－E 其中：S＝物种数 I＝迁居速率（是种源与斑块间距离D的函数） E＝绝灭速率（是斑块面积A的函数） 岛屿生物地理学的平衡模型 斑块－廊道－基底模式 斑块、廊道、基底的划分是相对，与观察的尺度相联系，实际划分是十分困难的。 近年来，斑块、廊道、基底为核心的一系列概念、理论和方法已逐渐形成了现代景观生态学的一个重要方面。 R.Forman（1995）称之为斑块－廊道－基底模式。 边缘效应理论 边缘效应：斑块边缘部分由于受外围影响而表现出与斑块中心部分不同的生态学特征的现象，斑块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。 有些物种需要较稳定的生物条件，往往集中分布在斑块的中心部分，称内部种；而另一些物种适应多变的环境条件，主要分布在斑块边缘部分，则称为边缘种。 斑块的形状多种多样，其特点可用周边长与斑块等面积的圆周长之比来描述： S＝P／2(?A) -1/2 , 其中：S＝斑块形状 P＝斑块周边长 A＝斑块面积 Meta-种群理论 Meta-种群(集合种群/异质种群)(metapopulation) ：由经常局部绝灭，但又定居而再生的种群所组成的种群。换言之，它是由空间上相互隔离，但又有功能联系的二个或二个以上的亚种群组成的种群斑块系统。 Meta-种群理论的2个基本要点：亚种群频繁地从生境斑块中消失（斑块水平的局部性灭绝）；亚种群之间存在生物个体的交流（斑块间和区域性定居过程），从而使Meta-种群在景观水平上表现复合稳定性。 Meta-种群动态模型（ Levins模型）： dP/dt=cP(1－P)－eP 其中：P＝ 斑块中有种群定居的比例； c＝侵占速率； e＝灭绝速率。 集合种群理论的意义：生境片断化之后，形成隔离的生境斑块，种群个体在不同的斑块之间扩散，个体在亚种群之间的迁移影响持久和稳定。在保护生物学上具十分重要的意义。 三、景观生态学的研究对象 景观结构(landscape structure) ：景观组成元素/单元的类型、多样性及其空间结构。 景观功能(landscape function)：景观结构与生态过程的相互作用以及景观元素之间的相互作用。 景观动态(landscape dynamics)：景观结构与