景观空间尺度
❶ 地理中什么是大尺度.中尺度.小尺度的区域名称
从物理学观点看地理问题,我们从受“干扰”的可忽视性,可以把地理学的不同尺度划分。王铮在《地理科学导论》中写道:在地理学分析中,尺度选择并非是任意的。我们认为可以分为三级,第一级是球观的,如地球表层系统、地缘问题、全球环境演变等。球观问题是唯一的,一般讲它的时间尺度≥102年,空间尺度≥103公里。球观问题一般只能发展学说,因为没有第二个例证来检验‘模型”或“理论”。第二级是宏观的,如区位现象、景观生态现象,这一级现象是大量的可重复的.因此尽管个体之间有差异,但可以有统计规律,可以忽视细节。它的时间尺度约为10^-1~10^2年,空间尺度为10~10^2公里。地理学的理论,如区位论、景观生态学说主要是针对这一层次的。局地观的时间尺度约为旬到年,空间尺度约为10^1一10^3米,但也不尽然,其主要特征是认为对象既有统计性也有唯一性,如土地问题,景观系统分带现象、河道演变、海岸的年周期性侵蚀进退。它的系统性特别是巨系统性(复杂类型大量单元构成)显著地突出,因此,系统分析最适合于这一层次的现象。微观的地理分析本质上已经不针对或不完全针对地理现象,如大气湍流及其产生的污染扩散、地气系统热交换、人口增长与就业问题,但这类现象又是局地地理现象的基础,同时正确的局地系统模型必须借助微观分析才能科学地建立。因此,地理学家不得不朝前跨出一步,注意纯物理、纯化学、纯生物、纯经济性质的现象。诚然,这种注意更多地是从地理系统性或综合性的角度去抽取特性和动力机理,识别局地观的模式。没有微观的观念,可能给其它层次的地理学分析带来不可越逾的障碍。微观观念带来了地理学理论的开放性,因为微观分析的理论或定则,几乎全部来自其它专门的学科,地理学者仅在应用它们时起到了综合提纯的作用。出书的1993年我还没有认识求出中观问题,另外球观问题认识也不足。希望新版中改进。于球观问题,是科学发展从地理学角度提出的经济学问题和自然科学问题。人类经济发展到了一个新点,就是人类可以干扰世界了,人的经济行为已经改变这地球。在经济学领域,这时人类发现资源的有限性,资源有限性是地理学为经济思想带来的新贡献。有人说,经济学不是已经说资源是“稀缺的”吗?稀缺性不是有限性吗?我说不是的或者准确的讲不完全是。Samuelson的《经济学》(16版)对它的理解是”不能无限量生产出各种物品“使”人们拥有一切想要的东西“,因为这个生产企业要花费成本支付职工的健康保健。用马克思主义经济学的说法,稀缺是有价值的根源,叫”劳动创造价值“。凯恩斯懂不懂稀缺性,当然懂,正是懂他才提倡刺激消费来解决就业问题,刺激经济增长。因为消费就会刺激生产,稀缺性决定生产需要劳动,需要资源,于是就业就解决了,资源开发活动兴起了,经济增长了。可是在全球尺度下,消费越多,资源耗损越多,增长就越接近极限。凯恩斯在宏观经济学学中,没有考虑有限性。可见球观的资源有限性概念没有出现在宏观经济学中。地理学在长期的发展中清晰地认识到了资源的有限性,这就为地理学丰富经济学提供了科学概念。球观问题,不仅在可持续发展问题上表现出来,而且在经济地理中表现出来,就是一个一个国家、一个一个区域的独特性,在经济冲击下各自有自己的响应行为,因为区域的结构不一样,演化的路径依赖不一样。新经济地理学或者地理经济学的做法,想抽象统一模式,象气象学一样,不可能解决全球问题。从地理学分离出去气象学最后从她的母体学科地理学吸收了新概念,发展出了更全面的大气科学或者说地球系统科学,地理学与经济学结合也要发展出一个新的学科,至少在广义的区域科学内部孕育着这样的学科。由于可持续发展问题揭发了资源有限性的作用,经济地理学正在面临着一场创新,自己创新,学科发展,让其他学科创新,自己毁灭。参考网页: http://www.plansky.net/bbs/archiver/?tid-5198.html
❷ 如何理解景观生态学的尺度分析原理
(一)景观结构和功能原理(landscape structure and function principle):在景观尺度上,每一独立的生态系统(或景观生态元素)可看作是一宽广的斑块,狭窄的廊道或基质.生态学对象在景观生态元素间是异质分布的.景观生态元素的大小,形状,数目,类型和结构是反覆变化的,其空间分布由景观结构所决定.
(二)生物多样性原理(biodiversity principle):景观异质性程度高,造成斑块及其内部环境的物种减少,同时也增加了边缘物种的丰度.
(三)物种流动原理(species flow principle):景观结构和物种流动是反馈环中的链环.在自然或人类干扰形成的景观生态元素中,当干扰区有利于外来种传播时,会造成敏感物种分布的的减少.
(四)养分再分配原理(nutrient redistribution principle):矿质养分可以在一个景观中流入和流出,或被风,水及动物从景观的一个生态系统到另一个生态系统重新分配.
(五)能量流动原理(energy flow principle):空间异质性增加,会使各种景观生态元素的边界有更多能量的流动.
(六)景观变化原理(landscape change principle):在景观中,适度的干扰常常可建立更多的嵌块或廊道,增加景观异质性;当无干扰时,景观内部趋于均质性;强烈干扰可增加亦可减少异质性.
(七)景观稳定性原理(landscape stability principle):景观稳定性起因於景观干扰的抗性和干扰后复原的能力.
❸ 如何理解景观生态学中的尺度问题
【摘要】本文通过相关文献的查阅,对景观生态学科中的由来和发展历程进行比较分析,并且阐述尺度在景观生态学中相关的问题。在对景观生态学和尺度概念与内涵分析的同时。认真思考了尺度在景观生态学中的分类、等级和演绎,并通过对尺度问题的研究,发现与景观生态学研究相关的重要意义。
【关键词】景观;景观生态学;尺度
目前,景观生态学是一门很热的学科。不仅地理学研究者和生态学研究者要学习它,对于园林设计的工作者来说,这也同样是一门新起的而且不得不研究的新学科。因为景观生态学的内容十分庞大,这里先探讨一下关于景观生态学的概念及其中有关尺度的相关内容。
1.景观生态学的研究内容
1.1景观生态学的学科概念
景观生态学是地理学与生态学中相互交叉的一门科学 。它集中了地理学的整体论(研究土地格局) 和生态学的系统论(研究生态系统) 的研究。
景观生态学的定义可以表述为:在地理学的景观格局上研究生态过程的一门学科。是对景观某一地域上生物群落与环境间的主要的、综合的、因果关系的研究,这些相互关系可以从明确的分布组合和各种大小不同等级的自然区划表现出来。
1.2景观在不同学科中的概念比较
因为景观多学科渊源,不同地区和背景的学者对景观的理解也不尽相同。景观是一个色彩纷呈的名称,人们对景观的认识也是随着学者的不同背景而变化着。下面将对景观做一个简单的概念比较。
景观这个词的中文理解的是汉字景+观两字的合成。它所指的是有景可观的意思。这也是风景园林学科体系对景观的理解。具体可表述为:一切可以引起视觉感官的空间内容都是景观。如大地景观、小区景观、景观节点、景观设计里所说的景观都是这个含义。然而景观生态学中可不简单指有景可观的意思。它是一个外来词landscape的中文翻译。作为一名景观设计师要清楚的认识在不同领域中景观这个词所表述的不同含义。
1.3景观生态学与麦克哈格
麦克哈格(Ian L. McHarg)(1920-2001)是著名的景观生态学专家,1969 年出版《设计结合自然》,他是景观生态学的先驱,他将多个环境学科的科学家(包括气象学家、地质学家、土壤学家、植物生态学家、野生动物学家)召集到一起,共同组成了一个多学科的教学与研究团队,再加上社会科学家和经济学家,使他们为解决一个共同的问题进行研究。在方法上用“千层饼”模式将这些知识和成果进行综合及筛选来实现问题的解决,而这整个过程正是景观生态规划的核心方法。
同时,如今的计算机模拟技术,资源调查技术已经取得了极大的突破。这使得我们在工作中更轻松,收集资料更全面,但现今的规划思想和原理也还是沿用麦克哈格的生态因子地图叠加法,只是在不同的方面对其方法进行深化。这是他被称为景观生态学的开创者的原因。
1.4景观概念的限定
在通过对几个领域的分析和研究后发现景观在不同领域中所表述的概念意义相差极大。因此要对下文中所讲的景观给一个基本的概念限定,下文所用的景观一词是景观生态学当中的概念,也就是地理空间中的格局也包括格局上承载的整个生态系统的动态过程。
2.景观生态学中的尺度问题
尺度是一个很广泛的概念,目前各行各业都普遍认为尺度是一个参照系和衡量研究对象的标准,它几乎涉及了当今的任何一个学科。因为如果没有了参照很多东西就没法研究。没有了尺度概念就失去了研究界定的范围,从而原本在这个尺度内研究能成立的原理,扩大或缩小它的尺度后便失去了它的正确性。这也正说明尺度对于研究的重要性,以及各专业的学者们研究尺度的意义。
2.1景观生态学中尺度的含义
尺度(scale):通常是指研究对象或现象在空间上或是时间上以及组织上的量度。在景观生态学中, 包含范围( extent)和分辨率(resolution)有时也用粒度( grain) 来表达。
2.2景观生态学中的尺度分类
景观的尺度通常可以分为三类,它们分别是景观的空间尺度、景观的时间尺度和景观的组织尺度。
2.2.1空间尺度
落实到景观生态过程中的各类生态单元。一般是指研究对象的空间规模和空间分辨率,研究对象变化涉及的总体空间范围和该变化能被有效分辨率识别的最小空间范围,一般用面积表述。
2.2.2时间尺度
落实到某一景观生态过程所持续的时间。一般是指研究某一过程和事件的持续时间长短和考虑其过程和变化的时间间隔,及生态过程和现象持续多长时间或在多大的时间间隔上表现出来。
2.2.3组织尺度
落实到景观生态中各类组织层次的单元。是人们将景观生态学中运用生态学组织层次的研究范围和空间分辨率称为组织尺度。
通常对与景观生态学中具体问题都是在三个尺度下进行的,而且这三个尺度形成三个纬度它们互相交融密不可分。如果失去其中一个纬度,其研究的结果就很可能出现极大的偏差。
2.3景观尺度的对应性、相对性和稳定性
尺度的对应性:通常是指研究对象或现象在空间尺度上或时间尺度上以及组织尺度上的相互对应关系。但是在生态学研究中尺度同时也是连续的和动态变化的,上述的三种尺度关系并不是都一一对应的,然而从大多数情况来看三者之间的对应关系也是明显的。也就是说处于较高组织层次上的研究一般具有较大的空间尺度,其时间尺度也较长。例如:红树林的生态演化时间大约是上百年。
了解了景观尺度的对应性、相对性和稳定性后,对于今后的生态景观规划设计工作有了依据,了解了它的基本原理并且学会运用和掌握它,才能做出一个合乎生态标准的景观规划设计。
2.4景观生态学中尺度推绎
尺度推绎:尺度推绎是指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上的特征,也叫尺度外推。包含3个层次的内容:1 尺度的放大或缩小;2 系统要素和结构随尺度变化的重新组合或显现;3 根据某一尺度上的信息,按照一定的规律或方法,推断其他尺度上的问题。
尺度推绎方法通常可分为相邻尺度推绎和跨尺度推绎。相邻尺度推绎是指在相邻尺度上的信息转换。利用生态学模型进行尺度上推的方法主要有简单聚合法、直接外推法、期望值外推法、显式积分法等四种基本方法。
尺度推绎原理在景观生态学的应用领域有重大的意义,景观生态学研究的对象一般多表现为宏观和长期的景观变化规律,但由于条件的限制,大多数研究依然是在小范围和短时间内完成的,而且缺乏可重复性。较小时空尺度上的研究结果很难说明较大尺度上的格局和过程。由于大多数环境和资源管理问题发生在大、中尺度上,而且需要在相应的尺度上解决,所以必须把小尺度上的格局和过程与大尺度上的格局和过程联系起来,以便通过小尺度上的研究,探讨解决大尺度问题的途径,尺度推绎是解决上述问题的有效途径,因此对于条件限制的情况下有积极的意义。
3.小结
综上所述,景观生态学学科所涉及的领域都十分广泛,而且是边缘性极强的学科。它所需要具备的知识十分的宽广。又因为与其它学科的交叉性,使得景观这个多义词不免和其它学科领域有所干扰,而在景观生态学的知识体系中,景观尺度的问题是我们研究的一个重要的参照和标准。景观尺度概念的引入,我们的研究就不会发生偏颇。在这里我们也相信不远的未来景观生态学的理论一定能够更加深入地指导景观规划设计实践,从而为人类创造一个美化式生活家园!
【参考文献】
[1]麦克哈格.设计结合自然[M].天津大学出版社.2006,(10):30.38.
[2]王云才.景观生态学原理[M].中国建筑工业出版社.2008,(06):12.15.
[3]李敏.城市绿地系统规划 [M].中国建筑工业出版社.2008,(01):103.115.
[4]邱扬.异质景观中水土流失的空间变异与尺度变异[J].生态学报.2004,(02):330-337.
[5]况荣平.进化生态学的若干重要问题[J].大自然探索.1994,(03):33-38.
❹ 景观的特征有时间,空间尺度;异质性特征;结构与结局;多样性特征吗
景观生态学研究的重点主要集中在下列几个方面,即;空间异质性内或格局的形成及动态容;空间异质性与生态学过程的相互作用;景观的等级结构特征;格局-过程-尺度之间的相互关系;人类活动与景观结构,功能的反馈关系以及景观异质性(或多样性)的维持和管理。景观生态学的研究对象和内容可概括为三个基本方面: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;③景观动态,即指景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化。
❺ 什么叫尺度空间
http://hi..com/simonyuee/blog/item/b46f5d3ecb0eb53e70cf6ce7.html
❻ 景观空间格局概述
格局包括三种类型: 空间、时间和组成格局( Levin,1992) 。森林景观格局一般指空间格局,是大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合形式( 傅伯杰,2002) 。景观格局是景观异质性的具体表现,也是自然、生物和社会因子驱动的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。森林景观格局取决于森林资源地理的分布和组合,影响着森林景观内能量流、物质流和物种流的变化,制约着多种生态过程,与森林生态系统抗干扰能力、恢复能力、稳定性、生物多样性有着密切的联系。同时,森林景观格局又是在不断发展变化着,目前的格局是在过去景观流( 自然、社会和经济的各种生态过程) 的基础上形成的( 傅伯杰,2002) 。因此,分析森林景观格局随时间的动态过程可以揭示森林景观演替的规律和机制,进而预测森林景观的未来变化趋势,为最终实现森林资源的可持续利用提供理论依据( Guo J P 等,2000; Wang Y,1995; 惠刚盈,2007) 。
森林景观的结构,即组成单元的特征及其空间格局,是研究景观功能和动态的基础。森林景观的结构( 几何、物理、生物学结构) 与其空间、时间四维分布密切相关,这是近年来森林经理学界研究的一个重要问题,具有重要的学术意义。森林的空间结构决定森林的功能,森林经营活动( 如采伐) 影响森林的空间结构,从而影响森林功能的发挥。因此,森林空间结构分析是森林景观规划的基础,对科学经营森林有重要意义( 安惠君,2003 ) 。
森林的空间结构反映了森林群落内物种间的空间关系,即林分中林木的水平分布格局和空间排列方式。按照现代森林经理的观点,林分空间结构主要从以下 3 方面加以描述:①林木个体在林地上的水平分布即林木空间分布格局; ②树种空间隔离程度; ③林木个体大小( 胸径、树高和树冠等) 分化程度。林分空间结构决定了树木之间的竞争优势及其空间生态位,在很大程度上影响着林分生长、发育与稳定性。林分空间结构被认为是决定生境和物种多样性的重要因子( Pretzach,1999) 。目前,林分空间结构分析已成为国际上天然林经营模拟技术的主要研究内容。
空间分析( spatial analysis,SA) 是为解答地理空间问题而进行数据分析与挖掘。空间分析主要通过对空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信息。空间目标是空间分析的具体研究对象,空间目标具有空间位置、分布、形态、空间关系( 距离、方位、拓扑、相关场) 等基本特征( 刘湘南等,2005) 。其中,空间关系是指地理实体之间存在的与空间特性有关的关系,是数据组织、查询、分析和推理的基础。不同类型的空间目标具有不同的形态结构描述,对形态结构的分析称为形态分析。考虑到空间目标兼有几何数据和属性数据的描述,因此必须联合几何数据和属性数据进行分析。空间分析涉及地理空间数据的分析、计算、表达等内容,与一般的数据分析方法不同,它强调事件( 如森林火灾) 或参数( 如地面温度) 的时空变化。空间分析方法从简单的空间距离量算到全球气候变化过程的数值模拟,空间分析一般采用专业分析模型与 GIS 集成方式( Acevedo,1991) 。
空间格局分析方法是指用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。景观格局是在景观水平上的唯一现象,景观格局研究的首要任务是必须提取和分析必要变量,描述并以特定意义的方式度量景观格局,阐明景观格局的特征和规律性。景观格局分析的目的是设法建立景观格局特征与各种生态过程之间的相互关系,以了解景观结构发生和发展的内在机制,更好地解释各种景观现象; 从看似无序的景观斑块镶嵌中,发现潜在有意义的规律。( Fu and Chen,2000) 进而认识这些特殊条件下规律的普遍意义,为优化景观格局及其景观管理提供必要的信息。
当前国外景观格局研究的相关文献以美国居多,主要包括: ①对景观格局的尺度问题的研究,如 Krummel,O'Neill 以及 Tanner 等对生态过程、尺度和景观格局指数的关系进行研究,以确定在不同尺度上如何选取适宜的指数来描述当前景观格局、生态过程和选用适当参数预测景观格局; ②对景观格局理论问题的探讨,如 Naveh 和 Lieberman,Forman 和 Gotdon等为景观格局研究提供了良好的概念基础,等为景观格局研究提供了良好的概念基础,Turner 等对干扰主题进行了研究; ③对建立空间模型方法的研究,如 Rober H. Gardner 和Robert V O'Nei 建立了神经模型来研究景观格局对物种丰富度的影响,其他如地理模型、人口和生态系统动态模型等均是景观格局与生态过程的数量化方法; ④对新的研究手段与技术的应用研究,如应用空间统计学方法研究景观格局与尺度问题,以 Sandra J. Turner 的研究为代表; 对遥感和地理信息系统的研究,如 Iverson,Milne 等以遥感和地理信息系统为工具,对景观格局的变迁过程进行了分析,其中对景观时空变化的研究方法也是景观格局研究的重要方向。
我国对景观生态学的研究起步较晚,但对景观格局、景观动态的研究较多,但方法、手段和研究深度相对落后,比较典型的研究包括: 高琼、李建东利用多样性指数和空间格局指数来解释和预测景观发展动态及其对气候变化响应的可能性,运用空间仿真的方法,对东北松嫩平原碱化草地景观动态变化进行了模拟; 傅伯杰用地理信息系统、分维和统计分析相结合,研究了黄土区农业景观空间格局; 张金屯、邱扬、郑风英提出景观格局的数量研究方法;王宪礼、肖笃宁利用 RS、GIS 手段对辽河三角洲湿地景观的格局与异质性进行了研究; 常学礼、邬建国用修改分维数、分维数和直观多样性指数方法、对科尔沁沙地不同沙澳化土地景观空间。
❼ 景观生态学所定义的景观尺度,其空间尺度范围多少
并无一个准确的范围。主要是看是否包括了不同的群落和生态系统。在生物多样性高、生态系统异质性大的地区,如热带森林,景观的尺度可以局限到几十平米的水平,而在荒漠地区,景观的尺度可能会达到几十公里的水平。