生态分类法
A. 植物分类方法大致几种
一、植物分类的方法
一人为分类方法 是人们按照自己的方便或按植物的用途,选择植物一个或几个特征作为标准进行分类,然后按照人为标准顺序排成分类系统。
二自然分类方法 以植物的亲疏程度作为分类的标准。按照生物进化的观点,植物由于来自共同祖先而具有相似的遗传性,表现出形态、结构、习性等方面的相似。因此,根据植物相同点的多少就可判断它们之间亲缘上亲疏程度。这种根据亲缘关系进行分类的方法是自然分类方法。
被子植物的分类主要依据各种器官的形态特征,尤其是生殖器官的形态特征,因为花果的形态比较稳定,不易因环境的改变而产生变异。
二、植物的分类单位
依范围大小和等级高低,植物分类的各级单位依次是界、门、纲、目、科、属、种。每个等级内如果种繁多还可细分一个或二个次等级,如亚门、亚纲、亚目、亚科等。种以下可有亚种、变种和变型。
种是分类学上的基本单位,同种植物的个体起源于共同的祖先,具有相似的形态特征,能自然交配产生遗传性相似的后代,要求相同的生态环境条件,有一定的自然分布区。品种不是分类单位,不存在于野生植物中,是栽培学上的用法,相当于变种或变型。
在分类上,亲缘相近的种归类为属,相近的属归类为科,相近的科归类为目,以此上推直至把所有植物归类为植物界。
现在从双子叶植物和单子叶植物中各选一例,说明它们在分类上所属的各级单位。
芍 药
界:植物界
门:被子植物门
纲:双子叶植物纲
目:毛茛目
科:毛茛科
属:芍药属
种:芍药
百 合
界:植物界
门:被子植物门
纲:单子叶植物纲
目:百合目
科:百合科
属:百合属
种:百合
另:现在一般将植物分为,藻类植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物。
B. 生物的分类方法
生物分类学的概念
生物种类十分丰富,据估计,目前人们已命名的约有200万种,其中动物约有150万种,植物约有50万种。据科学家估计,世界上约有2 000万~5 000万种生物还有待发现和命名。为了研究、保护和利用如此丰富多彩的生物世界,科学家对它们进行比较和梳理,分门别类,逐步建立了生物分类学。
生物分类学是研究生物分类理论和方法的学科。它包括分类、命名和鉴定三个领域。分类是根据生物的相似性和亲缘关系,将生物归入不同的类群(分类单元);命名是根据国际生物命名法给生物分类单元以科学的名称;鉴定则是确定一种生物属于已经命名的分类单元的过程。因此,概括来说,生物分类学是对各类生物进行鉴定、分群归类,按分类学准则排列成分类系统,并对已确定的分类单元进行科学命名的学科。其目的是探索生物的系统发育及其进化历史,揭示生物的多样性及其亲缘关系,并以此为基础建立多层次的、能反映生物界亲缘关系和进化发展的“自然分类系统”。这样就有利于人们认识生物,了解各个生物类群之间的亲缘关系,从而掌握生物的生存和发展规律,为更广泛、更有效地保护和利用自然界丰富的生物资源提供方便。
生物分类的方法
人们在不同的历史时期,都对生物进行过分类。从历史发展上看,在分类方法上有人为分类法和自然分类法两种,这两种方法也代表了分类工作发展的两个阶段。
人为分类法 主要是凭借对生物的某些形态结构、功能、习性、生态或经济用途的认识将生物进行分类,而不考虑生物亲缘关系的远近和演化发展的本质联系,因此所建立的分类体系大都属于人为分类体系。例如,将生物分为陆生生物、水生生物;草本植物、木本植物;粮食作物、油料作物等。另外,18世纪瑞典植物学家林奈(1707—1778)以生物能否运动为标准,将生物划分为动物界和植物界的两界系统。他还根据雄蕊的有无、数目,把植物界分为一雄蕊纲、二雄蕊纲等24个纲。16世纪我国李时珍(1518—1593)在他的《本草纲目》一书中将植物分为五部,即草部、谷部、菜部、果部和木部;将动物也分为五部,即虫部、鳞部、介部、禽部和兽部;人另属一部,即人部。又如,亚里士多德根据血液的有无,把动物区分为有血液的动物和无血液的动物两大类,等等。
自然分类法 1859年达尔文出版了《物种起源》一书,进化论的确立及生物科学的发展,使人们逐渐认识到现存的生物种类和类群的多样性乃是由古代的生物经过几十亿年的长期进化而形成的,各种生物之间存在着不同程度的亲缘关系。分类学应该反映这种亲缘关系,反映生物进化的脉络。
现代生物分类学研究生物的系统发育,特别强调分类和系统发育的关系。在研究分类的过程中,分类学家追求的是划分的分类单元应是“自然”的类群,提出的分类系统力求反映客观实际,也就是说要符合系统发育的原则。因为系统发育的亲缘关系是生物进化过程的实际反映。因此,研究各生物类群的分类学家,都把组建该类群的系统发育作为主要目标,以便在此基础上按照生物系统发育的历史,编制生物的多层次分类系统,即自然分类系统。
植物的自然分类法是以植物的形态结构作为分类依据,以植物之间的亲缘关系作为分类标准的分类方法。从生物进化的理论得知,种类繁多的植物,实际上是大致同源的。物种之间相似程度的差别,能够显示出它们之间亲缘关系上的远近。判断植物之间的亲缘关系的方法,是根据植物之间相同点的多少。例如,菊花和向日葵在形态结构等方面有许多相同点,如它们都具有头状花序,花序下有总苞,雄蕊5枚,花药合生。于是就认为它们的亲缘关系比较接近;而菊花与大豆相同的地方就比较少,如大豆花是大小和形状都不相同的蝶形花瓣,二体雄蕊(花丝9枚合生,一枚离生),于是就认为它们的亲缘关系比较疏远。
近年来,随着科学的发展,植物的分类已经不仅以形态结构为依据,而且得到了生理学、生物化学、遗传学和古植物学等学科的密切配合。各国植物学家正在这方面继续展开深入的研究,以便使植物分类的方法更加完善。
动物的自然分类方法更加复杂,主要是根据同源性进行分类。分类学家必须考虑多种多样的特征,这些特征包括:结构、功能、生物化学、行为、营养、胚胎发育、遗传、细胞和分子组成、进化历史及生态上的相互作用。特征越稳定,在确定分类时就越有价值。
生物分类的依据
目前生物分类已从形态学、比较胚胎学、比较解剖学和古生物学等方面的研究扩展到多个学科。近几十年来,特别是分子生物学的发展,现代分类学家在分类的过程中,广泛采用了生理、生化、免疫学、生态分布、遗传学及分子生物学的技术进行分类学研究,以便获得更为可靠、更为全面的分类学依据,来确定生物间的亲缘关系,使“自然分类”更符合自然的本来面貌。例如,以染色体的形态和数目、减数分裂时染色体的行为方式可获得细胞学依据;以一些代谢的小分子化合物,如植物碱、酚、糖、糖苷等和一些大分子化合物,如DNA、RNA和蛋白质等,通过血清、电泳等方法获得的生化指标可获得生物化学依据;以一些较稳定的同源生物大分子,如血红蛋白、细胞色素等的氨基酸序列、相对应的核苷酸序列在结构上的差异程度可获得分子生物学依据(表2)。这些都可作为分类依据来确定生物类群之间的亲缘关系和演化规律。
以上数据可以作为说明这些生物的同源性及亲缘关系远近的依据,如人和黑猩猩的亲缘关系最近,和猕猴的亲缘关系稍远一点,和酵母菌等的亲缘关系更远。
总之,一切具有种间差异的特征均可作为分类的依据。随着各学科的发展,对生物的认识越来越全面,生物学各学科的发展为生物分类的逐步完善提供了条件,人们才有可能综合各方面的资料,最终建立起一个反映亲缘关系的自然分类系统。
现在生物分类主要是按照瑞典科学家林奈的分类法,
生物定义有七种,是界,门,纲,目,科,属,种。
分类原理
16世纪德国神学家和植物学家O.布龙费尔斯、德国植物学家H.T.博克及L.福克斯等对植物分类都作出了贡献。他们对植物进行了观察和生动逼真的描述并试图编写地方植物志,由此在中欧发现了许多植物的新种。O.布龙费尔斯描述了 260种植物。H.T.博克和L.福克斯描述了 500多种植物。但他们缺少比较一致的分类系统,而且不甚关注属以上的较高分类阶元。O.布龙费尔斯关于属的顺序是随意的,L.福克斯主要按字母排列,只有H.T.博克按植物营养部分的特征及其相互关系,提出了比较符合自然的系统。
意大利植物学家A.切萨皮诺首先在其巨著《植物十六卷》(1583)一书内应用了一致的植物分类法。他为提出一个易于鉴定的系统,借用了亚里士多德通过逻辑区 分的向下分类法。这种方法的特点是两分法,适合于构 想鉴定的关键特征,但易于导致人为分类。A.切萨皮诺 认识到应用逻辑区分最重要的是选择区分特征,并首先 重视了果实的分类价值。由于他在实际分类时先把植物 分成自然类群,然后再寻找适用的关键特征,所以他划 分的32类植物从整体上看是符合自然分类的。尽管他的 分类系统有明显缺点,但对以后200年的植物学,包括对 瑞典的 C.von林奈都很有影响。以后荷兰植物学家M.德 尔奥贝尔进一步探寻植物的自然相似性,并以叶的形态为分类特征。
瑞士植物学家G.博安追随M.德尔奥贝尔的 思路按自然相似性对植物进行从简到繁的排列,同时考 虑了大量不同的特征。有意识地划分了种、属之间的区别,还指出了同种异名现象,但并未描述属的特征。他 描述的植物约有6000种,对每种植物都在属名后面接以 “种加词”。例如在区别两种相似的牧草时就分别给予共同的属名和不同的“种加词”,成为最早的双名法。G.博安的主要目的是想提供一份使用方便的植物名录, 故未提出更高的分类阶元名称。
法国植物学家J.P.de图 内福尔把重点放在“属”上,把相似的植物放在一起,并 用单个名词来代替属名。他划分并描述的 698个属大多 数为以后 C.von林奈所采用。他首先提出属以上的正式分类阶元。但他划分的22个纲和122个组,大多是人为的。
当植物分类不断取得进展时,动物分类却一直停滞 不前。16世纪有几位博物学家描述了鸟、鱼的种类,瑞 士博物学家C.格斯纳编撰了《动物志》,按字母顺序编 排了文献上所有的动物。英国博物学家J.雷首先根据分 类原理进行植物与动物的分类。他比前人更透彻地讨论 了种的概念,这种概念在其后150年内仍被广泛采用。他 对动物分类既采用了亚里士多德的传统分类原理,也采 用新的以解剖学和生理学知识为基础的分类标准。他对 两栖类、爬行类、昆虫的分类,做了许多工作,较前人 更重视以结构(如齿、趾的排列)为依据,而较少采用颜色、大小、习性等。因此他提出的动植物界的某些大类,是较为符合自然分类的。
瑞典植物学家 C.von林奈以雄蕊和雄蕊作为系统分类的基础,根据它们的数目与排列,把植物分成24个纲。1735年,他出版了《自然系统》一书,把自然物分为植物、动物、矿物3大界;把动、植物各分成纲、目、属、种4个阶元,首先实现了植物和动物分类范畴的统一,增强了生物科学的整体性。 C.von林奈对动植物命名时采用由属名和“种加词”组成的双名名称,完善和推广了“双名法”。他起初用单个词代表属名,用几个词简述种的特征。以后改用两个词命名每种植物,并将此种方法扩展到动物方面。他统一采用拉丁文命名。属名采用大写的名词,种名采用小写的形容词。林奈认为种和属都是从一开始就被创造出来的,但他更重视属的作用。他以属作为分类基础,把向下分类法严格限制在属的水平。他强调的是“发现”属而不是“设置”属。林奈在确定属时,首先根据植物的外形,随后再详述其本质。因此,他划分的许多属符合自然分类。但他出于应用方便而划分的“纲”和“目”,则多是人为的。林奈是自A.切萨皮诺以来的动、植物分类知识的集大成者。他对双名法的发展与完善,对分类系统及其方法的建立,使他被公认为近代植物和动物分类学的奠基人。
林奈及其先驱大都认为自然界的多样性反映了某种深刻的顺序或和谐,但却归之为造物主的设计,这种人为 的分类方法使分类系统因人而异,造成许多混乱。从17 世纪末到19世纪,由于向下分类法在实际工作中遇到了 困难,逐渐兴起一种完全不同的方法,即向上分类法或 综合分类法。这种方法把各个种归纳为相似的类群,再 把相似的类群结合成更高的分类阶元。这在原则上是严 格的经验方法,标志着一种全面的方法学上的革命。这 种方法不仅方向相反,而且从依靠单一特征转向利用并 同时考虑多种特征。
法国是欧洲受“本质论”哲学思想影响最少的国家,因而首先发展了这种新的分类方法。法国植物学家P.马尼奥尔在分类时不仅采用果实的特征,而且利用植物各部分的特征,并强调“整体途径”即通过观察归类的重要性。法国博物学家 G.-L.de布丰也强调把相似种归类,把相异种分开,并考虑全部特征的分类方法。法国博物学家M.阿当松首先对逻辑区分的有效性提出了疑问,建议代之以经验的归纳法。法国生物学家 J.-B.de拉马克也主张用归类而不是逻辑区分进行分类。法国动物学家、古生物学家G.居维叶关于各种器官的形态结构与功能之间的相关理论,更促进了分类阶元多特征概念的发展。这样,对特征的评价是根据其是否有助于形成“自然”类群而定的,而且特征的分类价值也随分类阶元的不同而改变。随着新种的不断增加,属的变动也较大,因此,分类的重点也从 C.von林奈的属转到较高的等级——科(family),成为最稳定的分类阶元。
但是经验分类学家根据“相似性”进行归类,并无因果性的关系。直到C.R.达尔文运用进化论明确指出同一分类阶元内各成员间的相似性来自它们共同的祖先,才为进化分类学奠定了基础。
C. 请问:在数量生态学分类方法中,用等级分划(组分析法)计算大量数据时,有没有计算快捷的软件
综合自然地理学(Integrated physical geography)是在部门自然地理学的基础上对自然
地理环境整体进行系统的综合研究。早在20世纪50年代末期,前苏联A.R.伊萨钦科
来中国讲学,系统介绍了有关地理壳、自然区划和景观学的进展。这个讲学的进修班在
林超教授领导下经集体讨论,确定了“综合自然地理学”的学科名称,并发展为自然地
理学的一门独立分科。综合自然地理学是中国学者创立和命名的学科,这与中国传统文
化的影响有关,也与老一辈地理学家的长期努力有关。在此之前,林超、黄秉维等就已
从事自然地理的综合研究工作,如黄秉维在20世纪30年代编撰了《自然地理原理》和
《中国地理》等,周廷儒在30-40年代开创对历史时期环境变化的综合研究。我国综合自
然地理学实际上既经历了20世纪初的西方近代地理学的传入,又继承了中国古代地理学
的传统,还受到原苏联地理学思想的深刻影响,并且与国家的经济建设密切结合,形成
和发展成为具有中国特色的综合自然地理学。
20世纪80年代,钱学森提出要发展地球表层学,本来即以地球表层为研究对象,
并在全球自然地域分异规律方面有所建树的综合自然地理学正好与之契合。面对地球表
层这一复杂巨系统,综合自然地理学在研究中采用了系统科学的理论和方法。90年代针
对西方提出的地球系统科学和可持续发展,黄秉维提出建立“陆地系统科学”[6]的理论体
系。他指出,区域持续发展研究的理论基础是对地球表层(主要陆地表层)自然与人文
各种要素的综合规律的揭示,即陆地系统科学。地球系统科学中大气基本是气体,海洋
基本是液体,陆地由固体、液体、气体组成,生物界亦最复杂,受到人类活动的影响最
深,与人类生存和发展关系又最密切[6]。建议以研究中国区域可持续发展为任务带动陆地
系统科学的发展[7]。陆地系统科学的提出进一步体现了综合性地理研究的思想,促进了综
合自然地理学的理论建设。进入21世纪,综合的理论和方法在与国际重大研究计划结合
中进一步得到发展。
综合自然地理学还大量展开了综合研究实践,如综合自然区划、资源综合开发、国
土整治、区域规划、环境保护等工作,以自然地理学为基础,结合相邻学科的理论方法,
去解决那些具有综合性特点的复杂问题,这使它的发展能够适应时代发展的需要。
有老一辈综合自然地理学家如林超、黄秉维、周廷儒、赵松桥、陈传康等奠定的基
础,也有许多中、青年综合自然地理工作者的不懈努力,目前的综合自然地理学已经有
了长足的发展。50多年来,中国的综合自然地理学研究在古地理学、现代自然地理过程、
土地科学、综合自然区划与区域可持续发展等领域的发展均取得了显著进展[3]。综合自然
地理学理论和应用的深化对整个地理学综合研究的深入发展起到了促进作用。
1.2综合自然地理视角的景观生态学
景观生态学(Landscape ecology)是研究和改善空间格局与生态和社会经济过程相互
关系的整合性交叉学科。其核心内容包括景观结构、景观功能和景观动态等,研究重点
集中在景观格局与生态过程相互关系及其尺度效应、人类活动对于景观结构、过程和功
能的影响,及其景观异质性的持续性利用与管理等[8]。
景观生态学既有地理学派也有生态学派,目前在地理科学领域中与综合自然地理学
难分伯仲,许多景观生态学家也是综合自然地理学家。这要从它的渊源说起。
景观生态学起源于欧洲,一般认为其创始人是德国地理学家特罗尔(Carl Troll,
1899-1975),他于1939年正式提出“景观生态学”一词[9],并在1968年将其定义为:
“研究一个给定景观区段中生物群落和其环境间的主要的、综合、因果关系的科学。这些
关系在区域分布上具有一定的空间结构(景观镶嵌体与组合),在自然地理分布上具有等
级结构”。欧洲的景观生态学不论从诞生的学科背景还是其完善过程和学科贡献,以及应
用指向,都带有浓重的综合自然地理学色彩。其关注的重点从土地利用评价与规划逐渐
扩展到资源开发与管理、生物多样性保护等领域,在理论上强调景观的多功能性、综合
整体性、景观与文化的协同,并提出了整体性景观生态学的概念框架。北美的景观生态
学是在欧洲影响下,从20世纪80年代初开始发展,并逐渐形成了自己的特色,以景观
生态过程、数量化和模拟研究以及自然景观研究见长。欧洲和北美的景观生态学研究基
本上引领了国际景观生态学发展的主要方向,二者也在不断地相互影响、相互渗透,推
动着景观生态学学科体系的不断发展和完善[10]。
中国的景观生态学从介绍国外先进国家的同类研究工作开始。早期翻译欧洲景观生
态学文章的有刘安国、林超、陈昌笃等,而李哈滨则是较为系统地介绍了北美学派的景
观生态学。1990年,肖笃宁主持翻译了R.T.T.Forman和M.Godron的《景观生态学》一
书[11],标志着景观生态学的概念、理论和方法已基本被我国学界所接受。此后,我国景观
生态学工作者相继开展了实质性的研究工作[12]。经过20余年的努力,在景观格局与生态
过程、土地利用与动态、景观规划与设计、环境影响评价与自然保护等方面的研究与应
用中取得了重要进展[13]。从整体上看,尽管我国的景观生态学发端于对欧洲景观生态学理
论、方法和技术的引进,但研究范式接近于北美地区,即更多的带有生态学方法论色彩。
2.1基础研究与理论进展
2.1.1陆地表层系统自然地理过程陆地表层系统自然地理过程研究与近年来国际上非
常活跃的地球系统科学、全球环境变化研究相呼应,结合“全球变化与区域响应”、“人
类活动对地球系统的影响机制”等科学命题[14,15],自然地理过程研究从自然过程研究转向
自然过程与人文过程的综合研究,从无机过程研究转向无机—有机的综合研究,从单一
要素研究转向多要素综合研究,从宏观研究转向宏观与微观的结合研究。研究强调人为
因素在各种过程中的作用,强调人为因素作用下的地理过程对自然资源和环境的影响,
强调地理过程与全球变化之间的耦合作用以及可能引发的后果,强调地理过程在土地退
化过程中的关键作用。研究内容从地域系统的结构与功能向动态拓展。理论研究从系统
变化的驱动力与过程向机制研究深化,并从简单综合向系统综合与集成转变[16]。进而开展
了自然和社会经济驱动、时空变化过程以及资源、环境、生态和灾害效应等地表环境变
化的驱动力、过程和效应的研究。综合自然地理学在陆地表层系统、环境系统、人地系
统方面的理论建设更加系统化;通过要素综合、过程综合与区域综合,综合性不断得到
加强;通过自然与人文的交叉、科学与技术的交叉、多学科交叉研究,交叉性更加明显。
在理论上,发展了综合的格局—过程、驱动力—过程—效应的研究[17]。从近3年国家自然
科学基金资助的综合自然地理(D010106)项目看,与上述命题相关的研究2006年占
63.0%,2007年占56.1%,2008年占67.9%,3年平均占61.5%,足见陆地表层系统自然
地理过程研究在综合自然地理学中的基础研究地位和重视程度。
2.1.2土地科学
土地科学的研究重点结合国际地圈生物圈计划(IGBP)与国际全球环
境变化人文因素计划(IHDP)的联合核心项目“土地利用/覆被变化(LUCC)”及新阶段
的“全球土地计划(GLP)”取得进展。近年来所发表的论文可以归为土地利用分类系统
与分区、土地利用现状分析、LUCC及其驱动力、土地可持续利用和土地利用规划等5
个研究主题。据张镱锂等对土地利用文献的统计,我国在2002-2007年发表的论文占
1978年以来文献总量的65.0%,2007年一年的论文数量达到796篇。这表明我国土地利
用研究的领域不断扩展,从事土地利用研究的科技队伍不断加强的同时,国家有关部门
对该领域研究的支持力度持续加强,项目资助数和经费额度均明显提高[16]。随着国际上将
LUCC这一研究主题上升为“土地变化科学”的学科范畴[18],随着土地利用问题在国际科
学研究与区域可持续发展领域研究的不断深化,更加重视基础理论探讨[19]。土地资源学的
学科基础理论问题主要围绕土地资源的可持续利用展开,包括土地资源的伦理观问题、
土地资源的系统理论问题、土地资源的过程理论问题、土地资源价值论问题、土地资源
产权理论等诸多问题[20]。土地保护学所涉及的基础理论问题主要是围绕土壤学、生态学以
及经济学的基础理论问题展开的[21],作为土地退化及其防护的重要研究内容—水土保持及
荒漠化防治仍旧属于土地保护学研究领域关注的主要对象。土地生态学的基本理论问题
则主要是基于系统理论和生态学理论提出的,主要包括土地的生物生产力、土地的生物
栖息和承载功能、土地的能量平衡和水循环功能、土地的环境功能、土地生态过程、土
地生态变化规律以及土地生态的分异理论问题等[22]。土地利用与规划基础理论问题研究主
要包括地租和地价理论、土地区位理论、土地可持续利用理论、生态经济理论、人地协
调理论以及系统工程理论等[19,23,24]。
2.1.3自然区划
上一世纪,以林超、罗开富、黄秉维、任美锷、侯学煜、赵松乔和席
承藩等为代表的科学家为中国综合自然区划工作做出了卓越贡献[25-32],奠定了我国这一领
域在国际上的领先地位。郑度等的“中国生态地理区域系统”[33]是近年自然区划的代表性
研究,在分析前人区划研究工作与成果的基础上,探讨了自然地理区划方法论及其体系。自然地理区划既是区域划分的结果,也是区域划分的方法与过程,同时还是认识地理特
征和发现地理规律的一种科学方法。郑度提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系
统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式,并通过区划模型,实现区划原则、指
标体系和单位等级系统的综合[34]。另一个基础性研究是“中国主体功能区划”,樊杰阐述
了主体功能区划的科学基础,提出了区域发展的空间均衡模型。并探讨了地域功能演替
对空间均衡过程的影响,提出了区划方案效益最大化是同区域如何划分和对地域功能随
时间变化的正确把握程度相关的[35]。自然区划已向带有自然区域划分性质的综合区划发
展,在《中国地理多样性与可持续发展》一书中,蔡运龙阐述了三大地带和七大地区及
其内部的地理多样性,可视为综合区划性质的著作[36]。自然区划的趋势还表现为区划方案
多样、应用领域广泛、影响决策显著等。在中国期刊网上检索到2007-2008年发表的自然
区划及其相关研究文章约有696篇。
2.1.4景观生态学近年来中国的景观生态学研究发展迅速,人才培养成果显著,研究
队伍不断扩大。在中国期刊网上,以“景观生态”作为主题词检索到的博士和硕士论文
呈现快速增长的态势。由2000年的3篇,增加到2007年的127篇;与此同时,以景观
生态为主题的学术论文发表数量也急剧增加,由2000年的86篇,增加到2007年的504
篇。据傅伯杰等的检索统计,从1996到2007年,在以“景观生态学”为主题词检索到
的3164篇SCI论文中,有96篇来自中国,约占总数的3.03%,位列全球第七。景观
生态学研究在深度和广度上得到加强,促进了新的学科生长点的产生和发展。广度上,
开始注重自然与社会经济、人文因子的综合,以解析景观的复杂性;深度上,注重宏观
格局与微观过程的耦合,深入的微观观测和实验为宏观格局表征和管理策略的制定提供
可靠依据;宏观格局的规划和管理反过来强化了微观研究的实践意义。并进一步加强了
格局-过程和尺度效应研究[10]。随着景观生态学研究范式从平衡范式向远离平衡范式、线
性范式向非线性范式、平稳范式向非平稳范式,以及简单性范式向复杂性范式转换,一
些新的理论成为景观生态学继续发展的重要科学支撑。近年一些复杂性科学的概念和方
法在景观生态学中得到广泛应用,如分形理论、元胞自动机、自组织临界理论、复杂适
应系统理论等等[8]。建立了空间分析法(如分形分析法和小波分析法)、基于相似性的尺度
上推方法、基于局域动态模型的尺度上推方法、随机(模型)法的尺度推绎途径[37],正在
试图将这些途径和转换方法构建成统一的尺度推绎理论框架。一些新的理论如空间自相
关理论、空间非平稳理论和地统计理论等被应用到景观生态学研究的采样技术体系上。
吕一河等则提出了一个景观格局与生态过程耦合研究的基本框架[38]。
2.2方法和技术进展
面对复杂的研究对象,利用现代手段进行定量化研究和过程模拟以及建立模型仍然
是综合自然地理学与景观生态学特别是地理—生态过程研究的趋势。通过借鉴和集成其
他众多学科的研究方法,特别是非线性科学和复杂性科学在研究中的应用,定位试验、
模拟实验和遥感技术的应用,多源数据复合分析和信息挖掘,地理—生态过程模型的发
展、有效性检验与验证等,促进了综合自然地理与景观生态学的研究并使之提高到新的
水平。
2.2.1数据采集方法技术在实验数据采集方面,从监测、分析、模拟三个方面,加强
了数据的科学性和可验证性。利用化学分析技术,加强物质迁移转化过程和机理的研究;
应用物理实验,了解地表物质的物理结构及物质运动的动力学特征;利用遥感对地观测
系统和典型地理单元长期定位、半定位观测网络,加强典型地区地理要素、地理格局和
过程的变化研究;利用室内外模拟实验,简化地理环境的复杂性,加强不同要素作用方式
和过程的识别研究[39]。
在区域与全球尺度上,卫星遥感已成为自然地理和景观生态学研究中最主要的信息来源之一。遥感数据在分辨率、高光谱方面更加多样化。并发展了利用夜间灯光影像为
数据源,用来研究城市土地扩展和蔓延。地理信息系统与遥感、全球定位系统与计算机
相结合,具有对时空信息的综合处理能力、对现实世界的模拟能力,并能产生和发现新
的信息,为综合自然地理和景观生态学的区域研究提供了强有力的支持。近年来,对地
观测系统的建立与全球准同步动态监测已成为现实,使人类有能力对全球性问题进行系
统研究和综合集成[17]。
在微观尺度上,定位试验观测、实验模拟与分析方法得到进一步发展,野外观测台
站建设在科技部的推动下已经实现网络化体系;实验室数量、仪器设备、试验方法不断
完善。
通过对历史文献记载的深入挖掘和利用树轮、冰芯、湖芯、石笋等自然证据,过去
300年全国和区域性的土地利用/覆盖变化数据集已经形成。过去2000年的气候与环境
变化重建等方面也取得了很大进展。
2.2.2模型与数学方法在计算机网络和数字技术的支撑下,系统模型模拟技术也在不
断强化过程中。已经涌现出大量的环境变化和LUCC模型。部分影响较大的模型包括:
Ehrlich的“I=PAT”公式[40]、国际应用系统分析研究所(IIASA)建立的世界粮食与农业
系统全球模型[41]、LMAGE2.0(Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect)模型[42]。
特别是CLUE(The Conversion of Land Use and its Effects)[43,44]、元胞自动机模型(Cellular
Automata,CA)[45]等以GIS技术为支撑进行空间格局模拟的模型得到广泛应用。
包含生态学过程与机理的景观机制模型被越来越多地应用到景观生态学的模拟中,
特别是这类模型与元胞自动机相结合,极大地增强了对于景观形成和演变机制模拟的能
力。目前基于智能体的个体模型成为景观生态学模拟的热点途径之一,已经应用到土地
利用/土地覆被以及城市景观的形成演化上。空间显式斑块动态模型是另一类景观机制模
型,常常用于格局和过程作用频繁、斑块周转率快的景观系统[8]。
各种数学方法被用于地理评价和规划,如模糊逻辑、人工神经网络、小波分析、遗
传算法、多目标线性规划、主成分分析法、灰色评价、聚类分析等。另外,分形原理、
三维景观模型、Google Earth技术、DEM分析技术、生态足迹法、能值法等等也得到广
泛应用。研究者以定量的精确判断、抽象的数学模型及合理的趋势推导,使研究结果更
科学、更准确,推进了综合自然地理学研究方法的创新[16]。目前正朝着以地球系统科学为
指导、以并行计算、网络计算等信息科学新技术为依托的学科体系稳步发展[17]。
2.3成果应用
2.3.1土地科学的成果应用针对我国粮食安全、城市化占用耕地、土地退化等问题,
近几年来在土地利用和土地覆被变化研究领域开展了大量的研究工作,主要工作包括:
土地利用和土地覆被的状况及其历史变迁,土地利用和土地覆被变化的驱动因子分析,
土地利用/土地覆被变化的环境与生态效应,土地利用和土地覆被变化与全球气候变化的
相互作用,土地利用和土地覆被变化与耕地、粮食、土地退化等可持续发展重点问题的
相互关系,现有土地利用方式的可持续性及其调控途径等。这些研究为解决国家战略需
求、区域社会经济发展与环境方面的问题做出了贡献。
2.3.2自然地域系统和格局、过程的成果应用在多年综合自然区划和土地类型研究基
础上,进一步将区域单元作为资源与环境的整体来认识,针对我国水土资源短缺与生态
退化等区域问题,研究了不同地区的土地人口承载力、水资源承载力、自然生产潜力、
生态承载力,并探讨了环境影响评价、环境变化方向等一系列问题。自然地域系统研究
也由初期的感性认识、单项自然区划、综合自然区划,发展到近几年的生态地理区域系
统研究[46]。近年来,区划的应用范围也进一步扩大,尤其在制定全球变化区域响应对策、
灾害预防、重大基础设施建设带来的生态环境效应评估等方面发挥着重要作用。
选择青藏高原、海岸地带、半干旱农牧交错地带、黄淮海平原、长江三角洲等敏感
地域,开展了环境演变的综合研究。针对我国水土流失、水资源短缺、土地退化、自然
灾害等主要资源与环境问题,中国自然地理学界开展了坡地侵蚀发育过程与坡地的改良
利用、水文循环过程与水量转化、土地退化过程及其逆转机制、土壤—植物—大气系统、
多界面过程的复杂耦合理论与模型等方面的大量研究工作。
2.3.2景观生态学的应用研究景观生态学的理论和方法在自然保护区规划设计中如功
能区划定、廊道设计以及整个保护区的空间布局上发挥了重要作用。另外,景观生态学
的原理促进了自然保护理念的更新,自然保护正从物种保护向景观保护乃至流域保护方
向转变。景观生态学中的格局分析、格局—生态过程关系分析,以及空间模拟技术为土
地利用规划设计的科学性提供了保证[47];其模拟预测技术,为土地利用规划环评提供较好
的技术支持;利用景观生态学及其他学科理论评价区域生态风险和构建区域生态安全格
局[48,49]。
2.3.4生态建设与生态评估综合自然地理学研究成果在我国的生态恢复重建中得到广
泛应用,包括以生态农业为主要建设内容的示范区建设,以工业污染防治与乡镇企业合
理规划布局为主要内容的示范区建设,以生态旅游为主要建设内容的示范区建设,生态
城市、城郊型的示范区建设,农工贸一体化型的示范区建设,以矿区生态破坏恢复治理
为主要内容的示范区建设,湿地资源合理开发利用与保护的示范区建设,土壤退化综合
整治的示范区建设,以重要生态功能区环境保护为主要内容的示范区建设,农村环境综
合整治的示范区建设。
为配合联合国千年生态系统评估计划(MA)的实施,我国启动了中国西部生态系统
综合评估项目,研究成果为西部大开发中的生态系统保护、管理与生态建设提供了科学
依据。通过较多学者的努力,在生态系统服务领域的多方面都有所进展,对国家的生态
政策产生了重大影响[17]。
2.3.5对重大工程、环境治理和决策的贡献综合自然地理研究成果为大型工程提供可
行性论证,为工程建设及运行中的各种可能灾害提供预防措施,为环境治理提供理论和
技术以及为国家重大决策提供指导性意见。例如,在青藏铁路工程建设中,从选线、施
工场地选址、施工时段安排等方面提出方案,最大限度地减少了工程建设对自然保护的
冲击。综合自然地理工作者在铁路修建过程中和建成后一直进行环境的监测、脆弱性和
生态安全的评估以及环境效应的追踪研究。在南水北调工程对沿线生态与环境的影响、
塔里木沙漠公路防护林生态工程、西气东输工程沿线地区不同类型区生态恢复中都有综
合自然地理学的贡献。
在西部大开发过程中,综合自然地理学的工作聚焦在生态与环境的研究与保护方面,
主要研究了西部生态与环境的演化过程、水土资源的持续利用、生态与环境现状评价及
未来50年变化趋势预测等,为科学认知我国西部地区生态与环境变化规律,促进西部地
区水土资源可持续利用等提供科学依据和技术支撑[50]。在东北地区水土资源配置、生态与
环境保护和可持续发展,黄土高原水土流失治理,长江中下游湖泊富营养化治理,“三
农”问题,生态系统碳收支问题等方面都发挥了很大作用[17]。
开拓者走的是弯弯曲曲的路,而他留下的却是又直又宽的足迹。
D. 以生物特点来分类的分类方法叫什么
自然分类法抄. --------人为分类法是凭借对生物的某些形态结构、功能、习性、生态或经济用途的认识将生物进行分类,而不考虑生物亲缘关系的远近和演化发展的本质联系。如将生物分为陆生生物、水生生物;草本生物、木本生物;粮食作物、油料作物等。自然分类法是分类学家根据自然界中生物的自然类群进行分类。达尔文进化论的确立,使人们逐渐认识到现存生物种类和类群的多样性是古代生物经过漫长的年代进化来的,各种生物之间存在着不同程度的亲缘关系。分类学应该反映这种亲缘关系,反映生物进化的脉络。植物的自然分类方法是以植物的营养器官和生殖器官的形态结构作为分类依据,以植物之间的亲缘关系作为分类标准的方法,但主要以花、果实和种子作为主要依据。动物的自然分类方法更加复杂,主要是根据同源性进行分类。依据的特征是结构、功能、生物化学、行为、营养、胚胎发育、遗传、细胞和分子组成、进化历史以及生态上的相互作用。
E. 1,。试比较一年生花卉与二年生花卉栽培的异同点 2.依生态学分类法花卉分为哪些类型,各有何特点 3,。
1、五一花卉:三色堇、雏菊、矮牵牛、紫罗兰、虞美人、瓜叶菊、金盏菊、万寿菊、一串红、四季秋海棠、非洲菊、醉蝶、白晶菊。 2、蓝色系:八仙花、紫玉兰 、木槿、 紫藤、大叶醉鱼草。(夏季开花) 3、种子质量:在我国只是种子的纯度、净度、水分、发芽率四项指标。 4、四大切花:月季、菊花、康乃馨(香石竹)、唐菖蒲。 5、十一花卉:蜀葵、大丽花 、一串红、早菊、雁来红、美人蕉、 秋菊。 这些是自己写的 下面的简答题是复制的~ 1.一年生花卉大多为秋天播种,温度控制在15-20度。生长发育温度为20-25度。二年生花卉为春天播种。温度要求大于20度。生长发育温度要求30-35度。(不明白说的异同点是什么意思,所以只写了不同的地方) 2.分为露地花卉。温室花卉。露地花卉是说在完全自然的情况下,完成所有的生长过程。温室花卉是需要经过人工培育原产于热带,亚热带,温带温暖地区的花卉。具体划分露天花卉一年生草本。2年生草本。多年生草本。园林树木,水生花卉。草坪。温室花卉具体分为,宿根花卉,木本花卉,棕榈科,兰科,蕨科。多肉多浆植物。球根植物。水生植物。 3.根据植物的生物学特性确定适宜的播期。播种时期主要有如下几种(1) 春播:是种苗生产应用最广泛的季节,一般在3~4月份。一年生草本花卉、沙藏的木本花卉均可在春季播种。 (2) 秋播:多数二年生、多年生植物和园林树种都可在秋季播种,一些球根花卉也可在秋季播种,一般在9~10月份。适宜的秋播植物有:①休眠期长的植物,如红松、水曲柳、白蜡、椴树等;②种皮坚硬或大粒种子,如栎类、核桃楸、板栗、文冠果、山桃、山杏、榆叶梅等;③二年生草本花卉和球根花卉,如郁金香、三色堇等。(3) 夏播:在夏秋成熟而又不耐贮藏的种子,如杨柳、桑桦等,要随采随播。最好在雨后播种或播前浇透水,利于发芽,播后要保持土壤湿润,降低地表温度。夏播尽量提早,以使苗木在冬前充分木质化,以利安全越冬。 4) 冬播:冬播实际上是春播的提早、秋播的延续。在温室内一年四季都可播种。
F. 生态学按研究方法分类应该怎么分谢谢~
研究问题:生态环境,生物与环境亲和互作
宏观研究:实地调查,控制实验和计算机模拟。
G. 生态农业有哪些分类模式
生态农业模式是一种在农业生产实践中形成的兼顾农业的经济效益、社会效益和生态效益,结构和功能优化了的农业生态系统。根据生态学的组织层次,生态农业的模式可以分为三个层次,即区域与景观布局模式、生态系统循环模式和生物多样性利用模式。在一个农业的区域和景观区中,最重要的就是平衡农业生产、生活、生态功能的整体布局。在一个通过能量和物质流动串联起来的农业生态系统中,最重要的就是保证能流、物流的畅通和物质的循环利用。
生态农业都有哪些模式:
1、北方“四位一体”生态模式及配套技术;
2、南方“猪--沼--果”生态模式及配套技术;
3、平原农林牧复合生态模式及配套技术;
4、草地生态恢复与持续利用生态模式及配套技术;
5、生态种植模式及配套技术;
6、生态畜牧业生产模式及配套技术;
7、生态渔业模式及配套技术;
8、丘陵山区小流域综合治理模式及配套技术;
9、设施生态农业模式及配套技术;
10、观光生态农业模式及配套技术。
H. 生物分类的方法有哪些
人们在不同的历史时期,都对生物进行过分类。从历史发展上看,在分类方法回上有人为分类法和自答然分类法两种,这两种方法也代表了分类工作发展的两个阶段。
1、人为分类法
主要是凭借对生物的某些形态结构、功能、习性、生态或经济用途的认识将生物进行分类,而不考虑生物亲缘关系的远近和演化发展的本质联系,因此所建立的分类体系大都属于人为分类体系。
2、自然分类法
各种生物之间存在着不同程度的亲缘关系。分类学应该反映这种亲缘关系,反映生物进化的脉络。
(8)生态分类法扩展阅读
分类系统是阶元系统,通常包括七个主要级别:界、门、纲、目、科、属、种 。种(物种)是基本单元,近缘的种归合为属,近缘的属归合为科,科隶于目,目隶于纲,纲隶于门,门隶于界。
随着研究的进展,分类层次不断增加,单元上下可以附加次生单元,如总纲(超纲)、亚纲、次纲、总目(超目)、亚目、次目、总科(超科)、亚科等等。
此外,还可增设新的单元,如股、群、族、组等等,其中最常设的是族,介于亚科和属之间。
I. 生态因子有哪些分类各种分类方法有什么优缺点
(一)生态因子的概念
生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。例如,温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件,有时又称为生物的生存条件。所有生态因子构成生物的生态环境。具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境,其中包括生物本身对环境的影响。生态因子和环境因子是两个既有联系,又有区别的概念。
生态因子的作用是多方面的。生态因子影响着生物的生长、发育、生殖和行为,改变生物的繁殖力和死亡率,并且引起生物产生迁移,最终导致种群的数量发生改变。当环境中的一些生态因子对某一种生物不适合时,这种生物就很少甚至不可能分布在该区域,因此,生态因子还能够限制生物物种的分布区域。但是,生物对自然环境的反应并不是消极被动的,生物能够对自然环境产生适应。由此可见,生物和环境之间的相互关系是相互的和辩证的。
(二)生态因子的分类
在任何一种生物的生存环境中都存在着很多生态因子,这些生态因子在其性质、特性和强度方面各不相同,它们彼此之间相互制约,相互组合,构成了多种多样的生存环境,为各类极不相同生物的生存进化创造了不计其数的生境类型。按照传统的做法,可以把生态因子广义的分成两类,六个基本类型。
1.非生物因子
(1)气候因子——光,温度,降水,
(2)土壤因子——土壤的物理性质,
(3)地形因子——海拔高度,坡度,坡向等。
(4)水生植物——溶氧量,光谱
(5)陆生植物——温度,阳光
2.生物因子。
(1)植物因子——植物之间共生、寄生、附生等关系。
(2)动物因子——摄食、传粉、践踏等。
(3)人为因子——垦殖、放牧、采伐等。
(三)生态因子的作用特点
1、综合性 每一个生态因子都是在与其他因子的相互影响、相互制约中起作用的,任何一个因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。
2、非等价性 对生物起作用的诸多因子是非等价的,其中必有1~2个是起主要作用的主导因子。
3、不可替代性和互补性 生态因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能有另一个因子来代替。
4、限定性 生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。因此某一生态因子的有益作用往往只限于生物生长发育的某一特定阶段。