景观生态学的理论基础
景观生态学的基本理论和原理
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。
⏹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”(dissipativestructure) 。
⏹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。
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。
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。
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。
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。
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。
景观生态学的基本理论和原理
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
简述景观生态学理论
简述景观生态学理论许多学者对景观生态学基础理论的探索己经作出了重要贡献，例如Risser等提出的5 条原则，Forman等提出的7项规则等等。
但从景观生态学理论研究现状來看，目前用理论这一术语表达景观生态学的基础理论，比用原理、定律、定理等方式更适宜些。
相关学科为景观生态学提供的基础理论，槪括起來主要有以下7项。
1•生态进化与生态演替理论达尔文提出了生物进化论，主要强调生物进化;海克尔提出生态学概念，强调生物与环境的相互关系，开始有了生物与环境协调进化的思想萌芽。
应该说，真正的生物与环境共同进化思想属于克里门茨。
他的五段演替理论是大时空尺度的生物群落与生态环境共同进化的生态演替进化论，突出了整体、综合、协调、稳定、保护的大生态学观点。
坦斯里提出生态系统学说以后，生态学研处重点转向对现实系统形态、结构和功能和系统分析，对系统的起源和未來研究则重视不够。
但就在此时，特罗尔却接受和发展了克里门茨的顶极学说而明确提出景观演替概念。
他认为植被的演替，同时也是土壤、土壤水、土壤气候和小气候的演替，这就意味着各种地理因素之间相互作用的连续顺序，换句话说，也就是景观演替。
亳无疑问，特罗尔的景观演替思想和克里门茨演替理论不但一致，而1L综合单顶极和多顶极理论成果发展了生态演替进化理论。
生态演替进化是景观生态学的一个主导性基础理论，现代景观生态学的许多理论原则如景观可变性、景观稳定性与动态平衡性等，其基础思想都起源于生态演替进化理论，如何深化发展这个理论，是景观生态学基础理论研究中的一个重要课题。
2.空间分异性与生物多样性理论空间分异性是一个经典地理学理论，有人称之为地理学第一定律，而生态学也把区域分异作为其三个基本原则之一。
生物多样性理论不但是生物进化论概念，而II也是一个生物分布多样化的生物地理学概念。
二者不但是相关的，而11有综合发展为一条景观生态学理论原则的趋势。
地理空间分异实质是一个表述分异运动的概念。
首先是圈层分异；其次是海陆分异;再次是大陆与大洋的地域分异等。
景观生态学-研究内容与基本原理
景观生态学Landscape ecology二、景观生态学的研究内容与基本原理（一）研究内容景观生态学是研究景观的结构功能和变化及景观的规划管理。
景观结构：指的是不同景观要素之间的空间关系（各种生态系统的性状、大小、数目、种类和构图与能量、物质和物种分配的关系）景观功能：指的是多种景观要素之间的相互作用，即不同生态系统之间的能流、物质流和物种流。
景观变化：指的是景观在结构和功能上随时间的变化。
景观管理：是将景观生态学的基本理论，应用于生产实践。
主要内容是通过综合分析景观特征，提出景观利用管理最优化方案。
包括下述内容：①景观生态分类；②景观生态评价；③景观生态规划设计；④景观生态规划设计的实施。
（二）景观生态学的理论基础与基本原理景观生态学的理论基础是整体论（holism）和系统理论（system theory）。
整体论是1926年由Smuts提出的哲学思想，这一思想说明，客观现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，每一整体都是一个系统，即处于一个相对稳定态中的相互关系集合。
稳定态的维持机制称之为内稳定性，它是靠一系列正反馈和负反馈因素使系统处于两种动态平衡之中。
所以从根本上说，景观生态学研究的就是内稳态的机制，也就是研究地表所有作用因素之间的相互关系如何，它们又是如何造成水平和垂直的异质性的。
关于垂直异质性问题，由于欧洲学者对景观和景观生态学的理解，与R．Forman和M．Godron的定义有所区别，比如荷兰学者I.S.Zonneveld指出，应将景观视为一个生态系统，而又认为生态系统的概念不包括范围大小。
景观是在地球表面由所有作用因素形成的开放系统。
这些因素组成三维现象。
水平方面表现在互相联系的要素的水平格局上，垂直方面表现在存在着相互作用的很多“层”上。
景观的每一层成为一门科学的研究对象（如地质学、土壤学、植被学等），而独有景观生态学则将全部土地属性形成的垂直异质性作为一个整体来研究。
第二章 景观生态学的理论基础.
第四节 源－汇系统理论
在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中，有 的系统单元是作为物质迁出源，而另一些系统组 成单元则是作为接纳迁移物质的聚集场所，被称 为汇。
流域水文状况，地貌过程中的侵蚀－沉积，土壤 －植物系统的生物地球化学循环，养分元素和污 染物质在土壤圈、水圈和生物圈中的运移、物种 迁移等存在源汇问题。
பைடு நூலகம்
2.3尺度对生态学格局和过程的影响
• 景观格局和生态过程在不同尺度上会表现出不同的 特征。当尺度发生改变时，景观格局和生态过程都 随之变化。
• 尺度对空间异质性的影响：
–假设幅度一定，粒度增大通常会降低空间的差异。假设 粒度一定，幅度增大将会包含更多的空间异质性，体现 多样化的景观类型或研究区域内更多的景观要素。
2.2 异质种群持续生存的必要条件
离散的局部繁殖种群。 所有的亚种群均有绝灭的风险。即使是最大
的亚种群也有绝灭的可能。 亚种群有重建的可能。重建率随斑块间距离
的增大而锐减，也与物种的迁移能力有关。 局域动态的非同步性。（P31）
第三节 渗透理论
• 临界阈现象：某一事件或过程在影响因子或环境 条件到达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另 一种截然不同状态的过程。
最根本的作用在于简化复杂系统，以便对其结 构、功能和动态进行理解和预测。
2.尺度效应
2.1尺度定义
–指在所研究的生态系统的面积大小（空间尺度）， 或者指所研究的生态系统动态的时间间隔（即时 间尺度）。
–小尺度表示较小的研究面积，或较短的时间间隔。 大尺度则用于表示较大的研究面积和较长的时间 间隔。
2.（复合）异质种群理论
1.岛屿生物地理学理论
岛屿生物地理学理论的研究对象：岛屿。也被 广泛地应用于所有岛状生境的研究中。
园林技术专业中的景观生态学理论与应用
园林技术专业中的景观生态学理论与应用一、引言园林技术作为一门综合性的学科，涉及到植物学、生态学、设计学等多个学科的知识，其中景观生态学作为园林技术中的重要组成部分，对于园林景观的规划、设计和管理起着至关重要的作用。
本文将探讨景观生态学的理论基础以及其在园林技术中的应用。
二、景观生态学的理论基础1. 生态系统理论景观生态学的理论基础之一是生态系统理论。
生态系统是由生物群落和其所处的非生物环境组成的一个相互作用的整体。
景观生态学通过研究生态系统的结构、功能和演替过程，揭示了景观中不同生物群落之间的相互关系，为园林景观的规划和设计提供了科学依据。
2. 植物群落生态学植物群落生态学是景观生态学的另一个重要理论基础。
植物群落是由多种植物种群组成的一个相互作用的整体。
植物群落生态学研究了植物种群之间的竞争、共生和演替关系，以及它们对环境的适应性和响应能力。
在园林技术中，通过研究植物群落的组成和结构，可以选择合适的植物种类，提高景观的生态效益。
3. 景观格局与过程景观格局与过程是景观生态学的核心概念之一。
景观格局是指景观中各个生境类型的分布、形状和相互关系，而景观过程则是指景观中物质和能量的流动、生物迁移和演替等动态过程。
通过研究景观格局与过程，可以评估景观的连通性、稳定性和适宜性，为园林景观的规划和管理提供科学依据。
三、景观生态学在园林技术中的应用1. 园林景观规划景观生态学在园林景观规划中起到了至关重要的作用。
通过研究景观格局与过程，可以确定园林景观的空间布局和结构，合理划分功能区域，提高景观的生态效益。
同时，景观生态学还可以评估景观的可持续性，为园林景观的长期发展提供科学指导。
2. 植物选择与配置景观生态学在植物选择与配置方面也有着重要的应用价值。
通过研究植物群落的生态特征和适应性，可以选择适合当地环境的植物种类，提高景观的生态适应性。
同时，通过合理配置不同植物种类，可以提高景观的多样性和美观度，增加人们对园林景观的亲近感。
景观生态学的理论基础
距离效应
面积效应 Elarge
迁 入 率 或 灭 绝 率
R’（小岛） R（大岛）
S’e Se
S’e Se
离大陆越远的岛屿上的物种迁入率越小（距离效应）；岛屿的面积越小其绝灭率越大（面积效应）。
M-W模型
对于某一岛屿，MacArthur- Wilson 理论的数学模型，简称M-W模型，用一 阶常微分方程表示：
关于“种—面积”关系的三种假说：生境多样性假说；被动样本假说；动态平衡假说
南太平洋群岛面积与生物多样性间的关系
Fiji islands,裴济群岛 18500Km2 476(被子植物)，54（鸟类）
New Caledonia，新喀里多尼亚岛 22000Km2 655(被子植物)，64（鸟类）
Solomon Islands，索罗门群岛 40000Km2 654(被子植物)，124（鸟类）
小到森林中的林窗甚至植物的叶片
都可以看成是大小形状隔离程度不同的岛屿。
有些陆地生境
也可以看成是岛屿，例如林中的沼泽、被沙漠围绕的高山、被农田包围的林地等
【狭义岛屿】 海洋中与大陆完全隔离的，由岩石和土壤构成的露出水面的部分。 海洋岛 陆桥岛
【广义岛屿】 孤立的岛屿状生境
2.1.2 ―种—面积”曲线 岛屿为自然选择、物种形成与进化，生物地理学和生态学的理论和假设的发展和检验提
2.2.2 复合种群的类型
基于广义的概念，Harrison and Taylor 1997 划分为5 种类型
A 经典型或Levins复合种群 B大陆—岛屿型复合种群 C 缀块性种群 D 非平衡态下降复合种群 E混合型 种群
不同种群空间结构类型之间的相互关系
2.2.3 复合种群模型
Levins 1969 发展空间隐式模式，即著名的Levins模型
景观生态学 第二章 基本理论与原理
1.3 等级系统理论
等级系统理论是由H.H.Pattee和H.A.Simon等在20世 纪60-70年代提出的关于复杂系统结构、功能和动 态的系统理论，即自然界是个具有多水平分层等 级结构的有序整体，在这个有序整体中，每个层 次或水平上的系统都是由低一层次或水平的系统 组成，并产生新的整体属性。
1.2 耗散结构与自组织理论
耗散结构理论是比利时物理学家普利高津（1967） 提出的，在1977年荣获了诺贝尔奖。
该理论指出：“一个远离平衡态的复杂系统，各 元素的作用具有非线性的特点，正是这种非线性 的相关机制，导致了大量离子的协同作用，突变 而产生有序结构。”
普利高津把远离平衡的非线性区形成的新的稳定 的有序结构，称为耗散结构。
信息是指不确定性的量度，系统的组织程度和有序程度，物质能 量时空不均匀性的表现；
平衡是指在一定条件下，系统所处的相对稳定的状态；
涨落是对系统稳定平衡状态的偏离，有称干扰和嗓声；
突变是指外部条件连续变化时系统发生在跃迁临界点上的不连续 性；
自组织是系统自发走向有序结构的性质和能力。
系统论的意义在于体现了整体的基本原则。
远离平衡态的区域不再局限于要素间单一的线性组合， 这是因为在系统内各要素之间存在着复杂的联系与作 用，生态系统有可能发生突变，由原来的状态转到一 个新状态。
（3）要素之间存在着非线性联系
非线性是一个数学名词，是指两个量之间没有像正比 例那样的直线关系。
生态系统的各要素之间存在着复杂的非线性关系。
景观异质性的意义表现在3个方面：
（1）景观异质性是景观尺度上景观要素组成和空间 结上的变异性和复杂性。由于景观生态学特别强 调空间异质性在景观结构、功能及其动态变化过 程中的作用，许多人甚至认为景观生态学的实质 就是对景观异质性的产生、变化、维持和调控进 行研究和实践的科学。因此，景观异质性概念与 其相关的异质共生理论、异质性—稳定性理论等 一起成为景观生态学的基本理论。
第六章景观生态学的基本理论
尺度上推（scaling up）和尺度下推（scaling down）
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。
2.渗透理论（percolation theory）
渗透理论最初是用以描述胶体和玻璃类物 质的物理特性，并逐渐成为研究流体在介 质中运动的理论基础，一直用于研究流体 在介质中的扩散行为。其中的临界阈值现 象也常常可以在景观生态过程中被发现， 例如，种群动态、水土流失过程、干扰蔓 延、动物的运动和传播等
空间内插值（spatial interpolation）: 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。
渗透阈值：在渗透理论中，允许连通斑块出现的 最小生境面积百分比称为渗透阀值或临界密度， 或临界概率。
对于二维栅格景观，渗透阈值（Pc）的四邻 规则为0.5928，八邻规则为0.4072。
渗透阈值（Pc）的影响因素
大陆---岛屿型复合种群
由少数很大的和许多很小的生境缀 块所组成。
或由少数质量很好的和许多质量很 差的生境缀块组成的复合体或虽然 没有特大缀块，但缀块大小的变异 程度很大的生境系统。
主要特点：
特征为“源---汇”动态种群系统。 大缀块起到“大陆库”的作用，基 本上不经历局部绝灭现象，小缀块 种群频繁消失，来自大缀块的个体 或繁殖体不断再定居，使其得以持 续。
第四讲 景观生态学基本原理
第三讲景观生态学的重要理论一、岛屿生物地理学理论1、岛屿生物地理学主要内容景观中缀块面积的大小、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。
例如,物种数量(Ｓ)与生境面积(Ａ)之间的关系常表达为:Ｓ=CＡZ式中ｃ和ｚ为常数，Z：0.18~0.35，平均值为0.263。
应用上述关系式时,须注意二个重要前提：①所研究生境中物种迁移与绝灭过程之间达到生态平衡态；②除面积之外,所研究生境的其它环境因素都相似。
（1）生境多样性假说（2）被动取样假说；（3）岛屿生物地理学动态平衡理论2、岛屿生物地理学理论数学模型ｄＳ/ｄｔ=I-E式中的Ｓ为物种数,ｔ为时间,Ｉ为迁居速率(是种源与缀块间距离Ｄ的函数),Ｅ为绝灭速率(是缀块面积Ａ的函数)。
模型成立的前提：I0、E0具有均一性、稳定性、可加性；I、E相互独立（援救效应、目标效应）（1）物种形成和演化过程暂时性的非相互作用平衡→相互作用平衡→选择平衡→演化平衡3、岛屿生物地理学的验证与应用考虑到景观缀块的不同特征,种与面积的一般关系可表达为:物种丰富度(或种数)= (生境多样性、干扰、缀块面积、演替阶段、基底特征缀块隔离程度)岛屿生物地理学理论的最大贡献之一,就是把缀块的空间特征与物种数量巧妙地用一个理论公式联系在一起,这为此后的许多生态学概念和理论奠定了基础。
二、复合种群理论1、复合种群的概念（metapopulation）(1)狭义概念美国生态学家Richard Levins在1970年创造了复合种群一词,并将其定义为“由经常局部性绝灭,但又重新定居而再生的种群所组成的种群”。
换言之,复合种群是由空间上相互隔离但又有功能联系(繁殖体或生物个体的交流)的二个或二个以上的亚种群(Subpopulation)组成的种群缀块系统。
亚种群生存在生境缀块中,而复合种群的生存环境则对应于景观镶嵌体。
①亚种群尺度或缀块尺度。
在这一尺度上,生物个体通过日常采食和繁殖活动发生非常频繁的相互作用，从而形成局部范围内的亚种群单元。
景观生态学第二章
渗透理论中的一些概念
生境损失效应（effect of habitat loss） 生境隔离效应（effect of habitat isolation）
LANDSCAPE ECOLOGY
渗透阈值（Pc）的影响因素
• 栅格细胞的几何形状 例如，三角形细胞组成的栅格景观的大值为0.50，而六边形细胞组成的栅格景观的 例如，三角形细胞组成的栅格景观的大值为 ， Pc则为 则为0.70。 则为 。 • 生境班块在景观中的空间分布特征 渗透理论假定生境细胞在空间上呈随机分布 但当其分布呈非随机型 随机分布;但当其分布呈非随机型时 渗透理论假定生境细胞在空间上呈随机分布 但当其分布呈非随机型时，生境细胞的 聚集程度会显著地影响渗透阈值（ 聚集程度会显著地影响渗透阈值（见Gardner和O‘Neill,1991)。 和 。 例如，若景观中存在有促进物种迁移的廊道，渗透阈值会大大降低。 例如，若景观中存在有促进物种迁移的廊道，渗透阈值会大大降低。 •空间尺度和时间尺度 空间尺度和时间尺度 包括栅格景观的幅度（即栅格总面积）和粒度(即栅格细胞的大小 亦会影响Pc的 即栅格细胞的大小） 包括栅格景观的幅度（即栅格总面积）和粒度 即栅格细胞的大小）亦会影响 的 数值。由于景观中生境细胞的空间分布可能随时间而发生变化，同一生态学过程在 数值。由于景观中生境细胞的空间分布可能随时间而发生变化， 同一景观中的渗透阈值还可能受到时间尺度（幅度和粒度）的影响。 同一景观中的渗透阈值还可能受到时间尺度（幅度和粒度）的影响。 •物种的行为特征 物种的行为特征 如甲虫在人为设计的随机分布的草地斑块中的运动临界值为20%. 如甲虫在人为设计的随机分布的草地斑块中的运动临界值为
【狭义岛屿】 海洋中与大陆完全隔离的，由岩石和土壤构成的露出水面的部分。 海洋岛 陆桥岛
景观生态学的原理及应用
景观生态学的原理及应用1.景观生态学的原理：(1)景观结构原理：景观生态学关注的是不同景观元素、植被类型和土地利用类型之间的相互关系。
通过分析和量化景观结构，可以了解各个元素在空间分布上的异质性和连通性，从而评估景观的功能和稳定性。
(2)功能与过程原理：景观生态学研究景观中的生物和非生物过程，并探索它们如何相互作用。
例如，通过研究食物链和能量流动，可以了解生物多样性维持和物质循环等关键生态功能。
(3)行动与管理原理：景观生态学强调人类活动对景观的影响，并提供实用的管理策略来促进可持续的土地利用。
通过制定合适的保护区域和恢复计划，可以实现景观生态学的目标。
2.景观生态学的应用：(1)保护和恢复生物多样性：景观生态学为保护和恢复生物多样性提供了重要理论和方法。
例如，通过建立连通性生态廊道，可以提供适宜的栖息地和动植物迁徙通道，促进物种多样性的维持和增加。
(2)水资源管理：景观生态学在水资源管理中具有重要的应用价值。
通过研究土地利用类型和植被覆盖对降雨径流和水质的影响，可以制定水土保持方案和水资源优化利用策略。
(3)自然灾害管理：景观生态学可以帮助预测和减轻自然灾害对景观的影响。
例如，通过研究土壤保持和植被覆盖对土地侵蚀和洪水的抑制作用，可以制定防洪和防灾的策略。
(4)城市规划与设计：景观生态学在城市规划和设计中起到重要的指导作用。
通过提供景观生态学原则和方法，可以实现城市绿化、生态廊道和可持续交通网络等可持续发展目标。
(5)森林经营和保护：景观生态学对森林经营和保护也具有重要意义。
通过研究森林结构、物种组成和生态过程，可以制定合适的林业管理计划，实现经济效益和生态效益的双赢。
在实际应用中，景观生态学通常采用地理信息系统（GIS）、遥感技术和数学模型等工具，以定量方法研究和评估景观的特征和功能。
通过与生态学、地理学、城市规划和环境管理等学科的交叉和融合，可以形成全面的景观生态学研究和管理体系，以实现可持续土地利用和生态系统保护的目标。
景观生态学
景观生态学第一章景观：狭义的景欢是指几十平方千米至几百平方千米范围内，由不同生态系统类型所组成的异质性的地理单元。
广义的景欢是指从微欢到宏欢不同尺度上的、具有异质性或斑块的空间单元。
景观生态学的学科特点：1.强调空间异质性2.注重尺度在研究景观格局和过程中的作用3.整体性和系统性4.综合性和宏观性5.人类主导性景观生态学形成的理论基础：1.整体论与系统论：整体论是1926年由斯穆茨提出的哲学思想。
这一思想表明：客欢现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，如原子、分子、有机体、人类社会、地球、宇宙等。
每一个整体都是一个系统，即处于一个相对稳定状态中的相互关系集合。
系统论是由美藉奥地利生物学家贝塔朗菲在第二次世界大战前后提出来的。
系统论认为；系统的性质和规律存在于全部要素的相互联系和相互作用之中，各组分孤立的特征和活动的简单加和不能反映系统的整体面貌。
2.等级理论：等级理论是20世纪60年代以来逐渐发展形成的、关于复杂系统的结构、功能和动态的系统理论。
其最根本的作用在于简化复杂系统，以便达到对其结构、功能和行为的理解和预测。
3.岛屿生物地理学理论：岛屿生物地理学理论是在研究海洋环境中岛屿上的物种成分、数量及其变化过程时提出来的。
它把物种或种群定居和灭绝作为基本过程来研究，认为海岛上的物种数目（多样性、丰富度）与岛屿的面积、孤立程度、年龄有关，并且受迁入和灭绝两个过程的控制。
以MacArthur和Wilson于1967年提出的“均衡理论”为标志，岛屿生物地理学理论已成为成熟的理论。
该理论认为，岛屿上的物种数决定于物种迁入和死亡的平衡，迁入率曲线与死亡率曲线交点上的种数，即为该岛上预测的物种数。
4.复合种群理论与源—汇模型5.渗透理论与中性模型6.空间镶嵌和斑块动态理论第二章斑块：是外貌和属性与周围景观要素有明显区别，且空间上可分辨的非线性景观要素。
斑块包括：环境资源斑块，干扰斑块。
引入板块，残存斑块。
景观生态学
景观生态学第一章景观：指几十平方千米至几百平方千米范围内，由不同生态系统类型所组成的异质性的地理单元。
还包括，美学概念，地理学概念，生态学概念景观生态学的学科特点：1.强调空间异质性2.注重尺度在研究景观格局和过程中的作用3.整体性和系统性4.综合性和宏观性5.人类主导性景观生态学形成的理论基础：1.整体论与系统论2.等级理论3.岛屿生物地理学理论（是指在研究海洋环境中岛屿上的物种成分、数量及其变化过程时提出来的。
可能考）4.复合种群理论与源—汇模型5.渗透理论与中性模型6.空间镶嵌和斑块动态理论第二章斑块：是外貌和属性与周围景观要素有明显区别，且空间上可分辨的非线性景观要素。
斑块包括：环境资源斑块，干扰斑块。
引入板块，残存斑块。
（图2-1）论述题：应用岛屿生物地理学理论论述斑块面积与物种数量的关系及形成机制。
第三章廊道按结构和性质划分：线状廊道，带状廊道，河流廊道（是指水生、陆生的交界面，指沿河分布在水道两侧不同于周围基质的植被带，包括河床、河漫滩、堤坝及部分岸上的高地，其宽度随河流的大小而变化。
重点）。
城市廊道分为：绿色廊道，蓝色廊道，灰色廊道。
绿色廊道：是以植物绿化为主题的现状要素，如街道绿化带,环城绿化，滨水河岸植被带等蓝色廊道：城市中各种河流，海岸等灰色廊道：指那些人工味十足的街道，公路，铁路等廊道的功能（选择题要了解）：资源功能，通道功能，屏障功能，防护功能，美学功能廊道效应：指交通廊道产生的各种自然，经济，社会综合效应，由此决定了影响交通用地价值的类型和强度，而且廊道效益由中心向外逐步衰减，遵循距离衰减率。
廊道效应包括：1.人工廊道和自然廊道2.廊道的宽度效应廊道的连接度包括：功能连接度和结构连接度。
功能连接度：以所研究的生态学对象或过程特征来确定的连通性。
结构连接度：指景观单元在空间上表现出来的表现连通性。
生态廊道设计过程中应该注意的关键性问题：数目，基质，宽度，连接度，构成，关键点。
第二章 景观生态学基础理论
第二章（II）景观生态学理论基础一、整体论和系统论客观现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，每个整体都是一个系统，即处于一个相对稳定状态中的相互关系集合中。
与整体论相反的是还原论。
还原论：所谓还原，是一种把复杂的系统（或者现象、过程）层层分解为其组成部分的过程。
还原论认为，复杂系统可以通过它各个组成部分的行为及其相互作用来加以解释。
例如，为了考察生命，我们首先考察神经系统、消化系统、免疫系统等各个部分的功能和作用，在考察这些系统的时候我们又要了解组成它们的各个器官，要了解器官又必须考察组织，直到最后是对细胞、蛋白质、遗传物质、分子、原子等的考察。
现代科学的高度发达表明，还原论是比较合理的研究方法，寻找并研究物质的最基本构件的做法当然是有价值的。
与还原论相反的是整体论，比如考察一台复杂的机器，还原论者可能会立即拿起螺丝刀和扳手将机器拆散成几千、几万个零部件，并分别进行考察，这显然耗时费力，效果还不一定很理想。
整体论者不这么干，他们采取比较简单一些的办法，不拆散机器，而是试图启动运行这台机器，输入一些指令性的操作，观察机器的反应，从而建立起输入──输出之间的联系，这样就能了解整台机器的功能。
整体论基本上是功能主义者，他们试图了解的主要是系统的整体功能，但对系统如何实现这些功能并不过分操心。
这样做可以将问题简化。
景观生态学强调研究对象的整体特征和系统属性，从整体和系统的角度揭示景观以及景观要素之间相互联系、相互作用的共同本质和内在规律性，从而避免单纯的使用还原论的研究方法将景观分解为不同的组成部分，然后通过研究其组成部分的性质和特点去推断整体的属性。
整体论的景观生态学把构成景观整体的所有元素都作为研究的变量和目标，通过合理的设计，将各组成分有机结合，使得“整体大于部分之和”，最终是景观系统结构和功能达到整体最优。
事实上整体论总是只能进行一些初步的研究，一旦深入下去就必须使用还原论的方法。
因此，对待自然界，我们总是首先了解其大致的、整体的规律，这是整体论的方法，接着一定要再对它层层进行还原分解，以此考察和研究它的深层次本质规律。
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复合种群模型的普遍缺陷是，把景观简化 为生境（斑块）和非生境（背景）的组合， 忽略了景观结构的其他特征，因为同时受 到基底的异质性、廊道以及景观镶嵌的空 间格局的影响。
Hanski 等指出，复合种群概念似乎只适合 于低盖度景观的情况，必须将传统的复合 种群模型与其他景观模型途径相结合。
2.3 景观连接度和渗透理论
狭义的定义
广义的定义
即Levins的经典定义，强调复合种群必 须表现出明显的局部种群周转，即局部 生境斑块中生物个体全部消失，后又重 新定居。
所有占据空间上非连续性生境斑块的 种群集合体，只要斑块之间存在个体 （动物）或繁殖体（植物），不管是 否存在局部种群周转现象，都可称为 复合种群。
2.2.2 复合种群的类型
主要岛屿的种—面积关系
群岛
所罗门群 岛
面积 平方 被子
公里
植物
属
40000
654
鸟属 126
新喀里多 22000 尼亚
裴济群岛 18500
655 64 476 54
新赫布里 1500 底斯群岛
396 59
2.1.3 动态平衡理论
岛屿生物地理学动态平衡理论—MacArchur和Wilson(1967)
基于广义的概念，Harrison and Taylor 1997 划分为5种 类型
A 经典型或Levins复合种群 B大陆—岛屿型复合种群 C 缀块性种群 D 非平衡态下降复合种群 E混合型 种群
不同种群空间结构类型之间的相互关系
2.2.3 复合种群模型
Levins 1969 发展空间隐式模式，即著名的Levins模型
2.3.1 景观连接度
景观的连接度（landscape connectivity） 即指景观空间结构单元之间的连续性程度。
结构连接度（structural connectivity） 空间结构上表现出来的表观连续性。
功能连接度（functional connectivity） 指所研究的生态学对象或过程的特征来确定的景观连续性。
岛屿生物地理学动态模型
A
B
Inear
E
迁
入
率
或
灭 绝
Ifar
率
距离效应
I
Esmall
迁
入
绝 率
（近岛）R （远岛）R’
R’（小岛） R（大岛）
S’e Se
S’e Se
离大陆越远的岛屿上的物种迁入率越小（距离效应）；岛屿的面积越小其绝灭率越大（面积效应）。
M-W模型
对于某一岛屿，MacArthur- Wilson 理论的数学模型，简称M-W模型，用一阶 常微分方程表示：
dp cp(1 p) ep dt
p 为有种群占据的生境斑块的比率（斑块占有率） e c 分别为与所研究物种有关的定居系数和灭绝系数
当系统处于平衡时 dp/dt=0, 复合种群的斑块占有率
p* 1 e c
该式表明，生境斑块的占有率随灭绝系数与定居系数之比的减小而增加， 只要 e/c<1 复合种群就能生存 （P*>1）
Diamond (1975)依据岛屿生物地理学的理论，总结了设计自然保护区的几点原 则：
• 保护区面积越大越好。 • 单个保护区比面积相同、但分隔成若干个小保护区好。(SLOSS争论) • 若干个分隔的小保护区越靠近越好。 • 若干个分隔的小保护区排列紧凑较好，线性排列最差。 • 有走廊连接的若干小保护区比无走廊连接的好 • 圆形保护区比条形保护区好。
S (t )
Io
Io Eo
Sp
Io
Io Eo
Sp
S(0) exp (Io
Eo)t
Se Io Sp Io Eo
dS(t) (Io Eo)[Se S(t)] dt
2.1.4岛屿生物地理理论的应用—自然保护区
20世纪80年代兴起的景观生态学中，岛屿生物地理学的理论应用引人注目。 如 Forman 1986试图将景观斑块的物种多样性与斑块结构特征及其他因素联系起来， 即 S= f( 生境多样性， 干扰， 面积， 年龄，基底异质性， 隔离程度，边界特征)
2.2 复合种群理论
2.2.1 复合种群（metapopulation）的概念
Levins 1970年提出复合种群的概念 metapopulation 来表示“由经常局部性灭绝，但又 重新定居而再生的种群所组成的种群”。即由空间上彼此隔离，而在功能上又相互联 系的两个或两个以上的亚种群（subpopulation）或局部种群（local population）组成的 种群缀块系统。 亚种群之间的功能联系主要指生境缀块间的繁殖体或生物个体的交流。
【狭义岛屿】 海洋中与大陆完全隔离的，由岩石和土壤构成的露出水面的部分。
海洋岛 陆桥岛
【广义岛屿】 自然界中任何独立存在的生态类型
2.1.2 “种—面积”曲线
岛屿为自然选择、物种形成与进化，生物地理学和生态学的理论和假设的发展和检验提
供了一个重要的自然实验室，其理论被广泛运用到岛屿状生境的研究中。
dS(t) I (S) E(s) dt
S(t) 表示t 时刻的物种丰富度，I是迁入率， E灭绝率。
I (s) = I0 [ Sp – S(t)] I0 单位物种迁入率或迁如入系数，E0 单位灭绝率或灭绝系数 E(s) = E0 S(t) Sp 大陆物种库中潜在迁入种的种数
dS(t) IoSp (Io Eo)S(t) dt
“种—面积方程” Preston(1962)
S=CAz S－生物种的数目 A－面积 C－生物种的密度（单位面积内的
种数） Z－适当的参数（统计指数），取
值可以从0.05---0.37。大小与岛屿的隔 离程度和海拔高度有关。就全球陆生 植物而言Z值约为0.22
关于“种—面积”关系的三种假说：生境多样性假说；被动样本假说；动态平衡假说
景观生态学的理论基础
内容
2.1 岛屿生物地理学理论 2.2 复合种群理论 2.3 景观连接度和渗透理论 2.4 等级理论和景观复杂性 2.5 景观生态学的基本原理
22..11.岛1岛屿生屿物地理学理论 岛屿性(Insularity) 是生物地理所具备的普遍特征 许多生物赖以生存的生境大至海洋中的群岛、高山、自 然保护区 小到森林中的林窗甚至植物的叶片 都可以看成是大小形状隔离程度不同的岛屿。 有些陆地生境 也可以看成是岛屿，例如林中的沼泽、被沙漠围绕的高 山、被农田包围的林地等