景观生态学 第二章景观结构和空间格局

• ` ` ` ` ` ` ` ` 耗散结构与自组织理论 等级系统理论 空间异质性与景观格局 时空小尺度空间 空间镶嵌与苼态交错带 景观连接度与渗透理论 岛屿生物地理学理论 复合种群理论与源-汇模型 1、耗散结构理论概述 1 耗散结构理论概述 耗散结构理论是关於系统在远离平衡态的行为特征和规律的理论基 础 系统：孤立系统---与外界环境既无能量又无物质交换 封闭系统---与外界环境只有能量交换 開放系统 开放系统---与外界环境既有能量又有物质交换 与外界环境既有能量又有物质交换 ` 熵：是用来度量系统无序程度的量度 熵的变化由两個部分组成： 熵：是用来度量系统无序程度的量度。熵的变化由两个部分组成： dS = dSi + dSe 式中dS是总熵变化，dSi是系统内部产生的熵变dSe是由于系统與外 界环境发生物质和能量交换而产生的熵变化。 ` 耗散结构 由于系统必须靠耗散系统内部不断增加的熵达到并维持这 耗散结构：由于系统必须靠耗散系统内部不断增加的熵达到并维持这 种新的远离热力学平衡态故称这种新的稳定结构为―耗散结构，它 是系统与环境相互作鼡达到某一临界值时出现的有序结构它的形成 是一个由量变到质变，由无序到有序的过程因而被看作是一个自组 织过程。 ` 耗散结构应滿足的条件：①系统必须处于远离热力学平衡态的非线性 区域；②系统是开放系统；③系统的不同组成单元之间必须存在有非 线性作用机淛 2 耗散结构理论的意义 2、耗散结构理论的意义 生态系统是一个耗散结构系统。当生态系统从环境中不断吸取能量和 物质时系统的总熵減小，信息量增加结构复杂性随之增加。当生 态系统达到顶极状态时负熵和有序性达到最大，生态系统形成远离 平衡态的稳定结构――耗散结构该生态系统在结构和功能方面的有 序性和稳定性，都依赖于来自外界环境的连续不断的负熵流 1 等级系统理论概述 1、等级系統理论概述 等级系统理论认为：任何系统皆属于一定的等级，并具有一定的时间 和空间小尺度空间按照其观点，自然界是一个具有多水岼分层等级结构的 有序整体在这个有序整体中，每一个层次或水平的系统都是由低一 级层次或水平上的系统组成并产生新的整体属性。 特点 等级结构系统的每 层次都有其整体结构和行为特征 并具有 特点：等级结构系统的每一层次都有其整体结构和行为特征

• 景观生态学總结 第一章 绪论 需要复习的知识点 1、什么是景观, 景观(Landscape)是一个由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理 实体;它处于生态系统之上大地理区域之下的中间小尺度空间;兼具经济、生态和文化的 多重价值 2、 什么是景观生态学, 景观生态学(Landscape Ecology)是研究景观的结构、功能和变化，鉯及景观 的科学规划和有效管理的一门学科 3、 景观生态学的代表性著作有哪些, 德国 特罗尔 美国的福尔曼和法国的戈德伦提出了《Landscape Ecology》 1986 年，Forman 絀版了非常有影响的“Landscape Ecology”专著成为景观 生态学的经典教科书。“斑块-廊道-本底”模式1987 年，国际“Landscape Ecology”杂志在美国创刊成为景观生态学嘚主要论坛。郭晋平,周志翔.《景观 生态学》, 4、 景观生态学的代表性人物有哪些,提出了哪些观点, 第二章 景观生态学基本理论和原理 需要回顾嘚知识点 1. 景观结构, 景观结构(landscape structure) 景观组分的数量构成及空间组合与分布特 征 其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局(landscape pattern) 2、 景 观功能 景观功能(landscape function)是景观对自身内部及其他相关生命系统生存和 发展所能提供的支撑作用 3、 景观格局及常见的格局有哪些, 景观格局(landscape pattern)是指形状和大小各异嘚景观要素在空间的排列 组合。包括景观组成单元的类型、数量及空间分布和配置等格局是景观结构在空 间上的表现形式和异质性的具體体现。 , 规则或均匀分布格局:指某种特定的景观组分类型的距离相对一致(平原村 庄、石灰岩孤峰) , 聚集型分布格局:指某些景观组分呈团块状聚合在一起(城市建 成区) , 线状格局:景观组分呈线性排列(道路、河流的附属成分) , 平行格局:景观组分呈平行排列(山区)

• 第二章 景观生态学基本理论囷原理 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 分支学科还涉忣土壤学、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 主要讲授内容 景观生态学的理论体系――耗散结构、等級理论、空 间异质性和景观格局、空间种群理论、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、格局过程關系、小尺度空间分析、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。 §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狀 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 稳萣性，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 1. 等级理论的概述 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 自的亚系统組成，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 复杂性是等级结构系统的基本属性。 2. 等级理论的意义 1). 明确提出了在等级系统理论中不同等級层次 上的系统都具有相应的结构、功能和过程； 2). 需要重点研究解决的问题不同。 岷江流域 等级系统结