研究空间格局与过程
景观生态学,英文为 landscape ecology,亦称地景生态学,核心是研究空间差异与生态过程之间的相互关系。它不仅询问一片区域有哪些生境,还考察这些生境如何排列,以及这样的排列会怎样改变种群延续、水和养分输送、火灾蔓延等过程。空间格局既是研究原因,也可能是生态过程留下的结果。
这一领域在欧洲与土地规划密切联系,20世纪80年代在北美迅速发展。理查德·福尔曼与米歇尔·戈德龙的研究及1986年的著作,为描述空间格局提供了重要框架。景观生态学不限定在某种固定面积,也不限于陆地;研究尺度取决于所考察的生物和过程,水域同样能够呈现有意义的空间异质性。
参考:[1]
斑块、廊道和基质
斑块是相对于周围环境较为独立、内部条件相对一致的空间单元,例如林间采伐迹地。廊道具有狭长形态,可能是河岸植被带、林带或道路。基质则是景观中分布较广、连接较强、对整体过程有重要作用的背景类型。成熟森林中可以嵌入空地斑块;把观察范围扩大到农业地区,整片森林又可能成为农田基质中的斑块。
这套划分不是自然界唯一的地图。林业管理划定的一片林分,未必就是某种动物感知的生境单元;环境也可能连续变化,而非由清楚的边界分隔。研究需要交代最小识别单元和总体观察范围。改变分辨率、范围或分类标准,都可能改变斑块数量和边界,因此不同地图上的指标不能未经检验就直接相比。
参考:[2]
连通性不只是接壤
1993年,菲利普·泰勒等研究者强调,景观连通性应体现景观促进或阻碍生物在资源斑块间移动的程度。距离相同的两片生境,如果中间分别是易穿越的植被和难穿越的障碍,其实际联系可能完全不同。是否连通还取决于动物的移动能力、行为及路线条件,不能只看地图色块是否相接。
这也解释了为什么廊道并不天然具有保护收益。一条线性地带可以为某些生物提供栖息地或通路,却同时阻碍另一些生物横向通过。评估廊道应检查移动或到达目标斑块的机会是否改变,而不是仅凭形状命名;一个地点的资源丰富程度,也须结合生物能否到达那里来理解。
从道路网络到机制检验
福尔曼与劳伦·亚历山大1998年的道路生态研究综述展示了这种思路。道路影响不止于占用地表和车辆撞击,还包括交通干扰引起的回避、对种群移动的阻隔,以及径流、泥沙和化学物质的转移。生态影响可能沿水系传到远处,因此只统计路面面积会漏掉许多过程。
遥感和地理信息系统能够描绘土地覆盖、计算斑块面积与道路密度,却不能单凭分类结果说明因果。景观研究还需要野外观测、比较研究、实验、长期监测或空间模型,把格局指标同实际生态响应联系起来。尺度合适、过程明确的研究,才可能区分生境数量减少与空间配置改变的影响,并为土地管理提供有条件的判断。