景观生态学复习题.doc

配套邬建国景观生态学格局、过程、尺度与等级名词解释 、填空、判断题1. 狭义景观：狭义景观是指在几十千米至几百千米范围内，有不同的生态系统组成的、具有重复性格局的异质性地理单元。（4分）2. 景观功能：即景观结构与生态学过程的相互作用,或景观结构单元之间的相互作用,这些作用主要体现在景观镶嵌体中的运动过程中. （4分）3. 景观结构：景观结构即是景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。例如，景观中不同生态系统地的面积、形状、和丰富度，它们的空间格局以及能量、物质、和生物体的空间分布等。（4分）4. 尺度： 是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时义可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。尺度可分为空间尺度和时间尺度。（4分）5. 临界阈现象： 所谓临界闭现象是指某一事件或过程(因变量)在影响因素或环境条件(自变量)达到一定程度(阈值)时突然地进入另种状态的情形。它往往是一个由量变到质变的过程，一种状态过渡到另一种截然不同状态的过程。（4分）6. 组织尺度：是指在生态学组织层次(种群,群落,生态系统, 景观单元等)组成的等级系统中的相对位置. （4分）7. 尺度推绎： 尺度推绎是指在某一尺度上获得的信息和知识扩展到其他尺度上，或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程。尺度推绎就是跨尺度的信息转换。 （4分）8. 景观多样性: 是景观在结构、功能、动态方面的多样性，反映景观的复杂性9. 景观生态过程: 物质和能量在景观要素内部及其之间的流动称为景观生态过程。10. 景观稳定性: 是指景观保持原有状态及其受干扰后回归该状态的能力。（归结为持久性、恢复力和抵抗力）11. 景观生产力: 景观生产力反映景观生态系统的生产能力，包括土地的生物生产力，土地利用的经济效益和土地生产潜力三方面。12. 空间粒度和时间粒度：空间粒度：指景观中最小可辩识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度：指某一现象或某一干扰事件发生的频率。13. 空间异质性：空间异质性是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性和复杂性，可理解为空间斑块性和梯度的总和。14. 边缘效应：边缘效应是指斑块边缘部分由于受到外围环境的影响而表现出与其中心部分不同的生态学特征。15. 景观连接度：景观连接度是景观空间结构单元之间连通性的生物学度量，包括结构连接度与功能连接度。16. 景观破碎化：指由于自然或人文因素的干扰所导致的景观由简单趋向于复杂的过程，即景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体。实质上包含了穿孔、分割、破碎化、缩小、消失等5种景观变化的空间过程 。17. Levins模型：dp/dt=cp(1-p)-ep 式中p表示有种群占据的生境缀块的比率,c和e分别表示与研究物种有关的定居系数和灭绝系数.18. 生态交错带：相邻生态系统之间的过渡带或称为生态交错带。具有由特点时间、空间尺度以及相邻生态系统相互作用程度所确定的一系列特征。19. 渗透理论： 初始是研究液体通过介质随机传播的方式，在景观生态学中渗透理论作为中性模型出现，描述生物在景观中的栖息和迁移。20. 地理学第一定律：地理学第一定律就是空间自相关性（spatial autocorrelation），在空间上越靠近的事物或现象就越相似，景观特征，或变量在临近范围内的变化往往表现出对空间位置的依赖关系。简答题。1. 简述缀块结构对生态系统的影响（10分） 缀块的结构特征对生态系统的生产力、养分循环和水土流失等过程都有重要影响。例如，景观中不同类型和大小的缀块可导致其生物量在数量和空间分布上的不同。由于边缘效应，生态系统光合作用效率以及养分循环和收支平衡特征都会受到缀块大小及有关结构特征的影响。缀块边缘常常是风蚀或水土流失的引发或程度严重之处。一般而言，缀块越小，越易受到外围环境或基底中各种干扰的影响。而这些影响的大小不仅与缀块的团积有关，同时也与缀块的形状及其边界特征有关。2. 简述大缀块效益原理和小缀块效益原理大缀块效益原理：大回积自然植被缀块可保护水体和溪流网络，维持大多数内部种的存话，为大多数脊椎动物提供核心生境和避难所并允许自然干扰体系正常进行。小缀块效益原理：小缀块可作为物种迁移的踏脚石，并可能拥有大缀块中缺乏或不宜告庆的物种。3. 景观指数及其三个层次 景观指数是指能够向度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。景观格局特征可以在3个层次上分析：（1）单个缀块；（2）缀块类型；（3）整体景观。4. 形状指数及其含义 一般面言，形状指数通常是经过某种数学转化的缀块边长与面积之比。结构最紧凑而又简单的几何形状(如圆或正方形)常用来标淮化边长与面积之比，从而使其具有可比件。具体地讲，缀块形状指数是通过计算某一缀块形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其形状复杂程度的。（圆）【或（方）】式中，P是缀块周长，A是缀块面积。当缀块形状为圆形时，S的取值最小，等于1。【或当缀块形状为正方形时，S的取值最小，等于1。】缀块的形状越复杂或越扁长，形状的值就越大。5. Shannon多样性指数公式及其含义 式中，Pk是缀块类型k在景观中出现的概率(通常以该类型占石的栅格细胞数或像元数占景观栅格细胞总数的比例来估算)，n是景观中缀块类型的总数。 6. 廊道的主要功能（10分）1) 生境(2.5分)2) 传输通道(2.5分)3) 过滤和阻抑作用(2.5分)4) 作为能量,物质和生物的源或汇. (2.5分)7. 物种丰富度与景观特征的一般关系表达式及含义（10分） 答：物种丰富度与景观特征的一般关系可表达为物种丰富度（或种数）=f（+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）。（10分）8. 什么是空间自相关分析（10分） 空间自相关分析的目的是确定某一变量是否在空间上相关，其相关程度如何。空间自相关系数常用来定量地描述事物在空间上的依赖关系（3分）。具体地说，空间白相关系数是用来度量物理或生态学变量在空间上的分布特征及其对其邻域的影响程度。如果某一变量的值随着测定距离的缩小面变得更相似这变量呈空间正相关；若所测值随距离的缩小而更为不同，则称之为空间负相关（4分）；若所测值不表现出任何宁间依赖关系，那么，这一变量表现出空间不相关性或空间随机性。（3分）9. 什么是复合种群，广义的复合种群有几种类型？（10分） 由空间上彼此隔离，功能上互相联系的两个或两个以上的亚种群或局地种群组成的斑块系统。按照种群的空间结构类型的不同，复合种群又可分为经典型、大陆-岛屿型、斑块型、非平衡态型与混合型5类10. 什么情况下可以用细胞自动机模型（10分）一类由许多相同单元组成的,根据一些简单的邻域规则即能在系统水平上产生复杂结构和行为的离散型动态模型1. 栅格网中所有细胞可具有的状态总数是有限的,而且是已知的; （2分）2. 每一栅格细胞的状态是由他与相邻细胞的局部作用而决定的,这些作用关系由一系列转化规则或邻域规则来具体定义; （2分）3. 邻域规则是可以确定的,也可以是随机的; （2分）4. 这些局部性转化规则在整个栅格的任何位置上是一样的; （2分）5. 细胞从一种状态到另一种状态在时间上是离散的. （2分）11. 写出Preston种-面积方程及含义（岛屿理论）（10分）答： S=cAz 或者logS=zlogA=logc（3分） 其中，S是物种丰富度，A是面积，c，z是正常数。Z的理论之为0.263，通常在0.18与0.35之间。C值的变化反应了地理位置的变化对种分幅度的影响。（7分）12. 遥感（RS）在景观生态学中的应用可以归纳为哪些方向？（10分）答：（1）植被和土地利用分类（2分）； （2）生态系统和景观特征的定量化（4分）； 不同尺度上缀块的空间格局；植被的结构特征、生境特征以及生物星；干扰的范围、严重程度及频率；生态系统中生理过程的特征(光合作用、蒸发蒸腾作用、水分含量等)。 （3）景观动态和生态系统管理（4分）。 土地利用在空间和时间上的变化； 植被动态(包括群落演替)；景观对人为干扰和全球气候变化的反应13. 景观生态学研究的对象和内容1. 景观结构:即景观组成单元的类型,多样性及其空间关系. (2.5分)2. 景观功能:即景观结构与生态学过程的相互作用,或景观结构单元之间的相互作用. (2.5分)3. 景观动态:即景观在结构和功能方面随时间的变化.具体得讲, 景观动态包括景观结构单元组成成分,多样性,形状和空间格局的变化,以及由此导致的能量,物质和生物在分布与运动方面的差异. (3分)14. 边缘效应表现特点1. 缀块中心部分在气象条件,物种组成和生物地球化学循环方面,都有可能与其他边缘部分不同. (2分)2. 缀块周围部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力; (2分)3. 缀块总面积,核心面积以及边缘面积之间存在一定的数量关系; (2分)4. 边缘效应是与缀块的大小以及相邻缀块和基底特征相关的. (2分)15. 什么是尺度推绎1. 在某一尺度上获得的信息和知识扩展到其他尺度上,或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程,简言之, 尺度推绎即为跨尺度信息转换; (3分)2. 尺度推绎包括尺度上推和尺度下推,往往需要用数学模型和计算模拟作为其重要工具; (2分)3. 尺度上推的四种基本方法包括:简单聚合法直接外推法期望值外推法显示积分法. (3分)16. 生态系统服务功能1. 生态系统服务功能可以划分为生态系统产品和生命系统支持功能. (2分)2. 生态系统产品是指自然生态系统所产生的,能为人类带来直接利益的因子,它包括食品,医用药品,加工原料,动力工具,欣赏景观,娱乐材料等,他们有的本来就是现实市场交易的对象,其他的则很容易通过市场手段来对应地补偿; (3分)3. 生命系统支持功能主要包括固定二氧化碳,稳定大气,调节气候,对干扰的缓冲,水文调节,水资源供应,水土保持.土壤熟化,营养元素循环,废弃物处理,传授花粉,生物控制,提供生境,食品生产,原材料供应,遗传资源库,休闲娱乐场所以及科研,教育,美学,艺术. (3分)17. 荒漠景观的变化对全球气候变化的影响(1)荒漠景观的增加，使原有景观类型中的大量碳库丧失，并以CO2等形式排放到大气中。（2.5分）(2)荒漠景观的扩展改变了地表反射率，导致大气中能量的重新分配。（2.5分）(3)荒漠化的发展，增强了土壤蒸散作用，从而影响大气含水量和水循环。（2.5分）(4)荒漠化的发展，使大气中尘埃等固体微粒的含量增加，减少了到达地面的太阳辐射。（2.5分）18. 景观生态变化的驱动力有哪些？（1）自然驱动因子（5分）a) 地貌因子b) 气候因子c) 水文、植被因子（2）人文驱动因子（5分）d) 人口压力e) 经济发展，城市扩张f) 市场机制g) 技术进步h) 决策因素19. 试述景观生态分类的一般步骤与方法要点。（1）目标定位与资料收集，首先要根据分类目的要求对研究区进行整体的定位，并收集研究区遥感影像数据、地形图及各种相关资料；（2分）（2）景观特征提取与分析，分类过程中，应利用所收集的地形图和专题图，初步认识和提取研究区的景观特征（包括地形、海拔、坡向、坡形、地表物质、构造基础、土层厚度、pH、气温、径流指数、干燥度、土地利用等），确定景观要素的初步类型和图例，勾绘不同景观要素的范围；（2分）（3）分类等级和主导因子确定；（2分）（4）样点确定与野外调查；（1分）（5）景观生态分类体系的建立；（1分）（6）精度评价与结果校正；（1分）（7）景观生态分类图制作。（1分）分析论述题(本大题共2小题，共50分)1. 如何利用3S分析n年间的城市景观格局变化，写出所需的相关资料、仪器、软件和工作程序。（30分）a.资料：多期城市遥感数据，（土地利用现状图），TM、ETM等分辨率应在30m之内。（5分）b.仪器：GPS、计算机、GIS、景观分析软件（5分）c.程序：（20分）(1) 实地利用GPS或Google Earth对各种地物进行分类、定点；（3分）(2)对遥感数据进行相同地理信息配准；（3分）(3)利用GPS的定点进行当前景观判读，建立判读规则；（3分）(4)对多期遥感数据进行数字化；（3分）(5)利用景观分析软件计算或自己计算各期景观的景观指数；（4分）(6)从缀块、类型、总体三个层次分析分析各期的景观指数并进行分析（4分）20. 3S技术在景观生态研究中的作用和意义？ 3S是指全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS），随着科学技术的发展，3S技术在区域资源环境规划与动态监测等方面起着极其重要的作用。3S技术是景观生态学的重要技术支撑它为景观生态学研究提供了极为有效的一系列工具,成为资料收集、存储、处理和分析所不可缺少的手段。（2分）具体的如下： RS在景观生态学中的应用（8分）l 植被和土地利用分类l 生态系统和景观特征的定量化 不同尺度上斑块的空间格局 植被的结构特征、生境特征以及生物量 干扰的范围、严重程度及频率 生态系统中生理过程的特征（光合作用、蒸发蒸腾作用、水分含量等）l 景观动态以及生态系统的管理 土地利用在空间和时间上的变化 植被动态（包括群落演替） 景观对人为干扰和全球气候变化的反应GIS在景观生态学中的应用（8分）l GIS为研究景观空间结构和动态，尤其是物理、生物和各种人类活动过程相互之间的复杂关系，提供了一个极为有效的工具。l GIS在景观生态学中的应用 分析景观空间格局及其变化 确定不同环境和生物学特征在空间上的相关性 确定斑块大小、形状、毗邻性和连接度 分析景观中能量、物质和生物流的方向和通量 景观变量的图像输出，以及与模拟模型结合在一起的使用GPS在景观生态学研究中的作用（5分）l GPS技术对景观生态学研究有重要推动作用。 监测动物活动行踪 制作生境图、植被图及其他资源图等 航空照片和卫星遥感图像的定位和地面校正 环境监测意义：（7分）a) 3S技术为景观生态学提供了极为有效的一系列研究工具。尤其在流域或区域景观（或更大）的尺度上，3S技术成为资料收集、储存、处理和分析所不可缺少的手段；b) 3S技术（特别是RS和GIS）在很大程度上改变了生态学家做研究的方式，同时也逐渐成为景观生态学的特征之一；c) 实现信息共享，为资源管理和制定环境保护规划与政府综合决策提供科学依据。21. 叙述景观生态学的主要内容及目前的研究重点。主要内容：（10分）（1）景观生态学是研究空间的异质性和格局a) 定量地描述不同尺度下的景观格局形成的物理、生物过程和干扰过程；b) 空间异质性如何影响到个体、种群和群落的空间分布；c) 景观结构和功能随时间变化；d) 人类对景观变化的影响以及如何管理景观。 （2）景观生态学是对空间异质性的研究和管理a) 景观镶嵌体的空间结构和组成；b) 景观要素之间的相互关系（如能流、物流）；c) 景观结构和功能随时间的变化；d) 景观结构和功能的优化和管理。 目前研究的重点：（10分）干扰对景观格局和过程的影响和干扰在景观中的传播和扩散。景观格局与景观过程的关系或景观格局的生态学和环境效应。小尺度实验研究及其尺度外推。景观动态模拟预测模型和景观规划设计辅助决策以及多尺度空间耦合模型。景观格局优化。景观的多重价值和作为社会经济发展规划与决策基础的景观社会经济研究。人类在景观中的作用和景观规划设计。热点地区：流域系统；湿地；文化景观；城乡过渡带；滨海地区；乡村景观22. 举例说明斑块和廊道的功能。斑块的功能：（10分）概念：斑块是一个在外观上与周围