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)
? 植被和土地利用分类
? 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)
? 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)
? 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。
? 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)
? 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)
①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。 ②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。 ③小尺度实验研究及其尺度外推。
④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。 ⑤景观格局优化。
⑥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。 ⑦人类在景观中的作用和景观规划设计。
热点地区:①流域系统;②湿地;③文化景观;④城乡过渡带;⑤滨海地区;⑥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环境明显不同的非线性地表区域。常见的斑块分为残留斑块、干扰斑块、环境资源斑块、人为引入斑块等。斑块的功能组要同其自身的结构及面积大
小密切相关:
a) 斑块形状接近圆形或方形,在单位面积中其边缘比例较小,有利于保蓄能量和养分和生
物;
b) 松散型斑块有利于其与外部环境相互作用,尤其是物质、能量和生物等的交换; c) 一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富(但也有不同的情况比如,一个小
斑块(麦田)从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部。原因:充分利用光、温度、水,且竞争少。);
d) 大斑块比小斑块有更高的营养级的动物,并且食物链也更长。 廊道的功能:(10分) 概念:不同于两侧本底的狭长地带,可以看作是一个线状或带状的斑块。一般可分为干扰型、残留型、环境资源型、再生型和人为引入型。 a) 生境:某些物种的栖息地,如:边缘种
b) 传输通道:物体运动的通道,如:河水沿河道流动,车辆,行人沿公路运动
c) 过滤和阻抑作用:院墙保护农院,树篱保护田地,河流廊道的树木对水分,养分有重要
的过滤作用 d) 作为能量、物质和生物的源和汇:廊道还是一个对周围本底产生环境和生物方面影响的
源,如一条公路穿过原野,成为排放尘土、污染物、热能的源。
计算题
1. 现有六种植被类型,计算1)六种植被类型均匀分布;2)一种类型占六分之三,另一
种植被占六分之二,其余植被占六分之一;3)一种类型占六分之五,,其余植被占六分之一。这三种情况的香农多样性指数、优势度指数。
2. 现有一个1000m*1000m的均匀斑块,计算当内部有一个50m*50m,2个,3个,10个,
50个,100个异质斑块时的形状指数和分维数数的变化情况。
分析题:根据所学的知识对具体情况进行分析