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Landscape Ecology

Landscape Ecology. 地景生態學. 地景生態學:研究地景結構及其演變過程的科學. 在 16 、 17 世紀,景觀這個字英文的意思是自然的大地風景畫, 有別於一般的海洋風景畫和肖像畫 。在 18 世紀,景觀的意思擴展 到「鄉村的景象」特別是指「內陸景色或視野,例如可以瀏覽的觀 景點」。到了 19 世紀則意味著「景色或地表獨特的大片土地,特別 是指那些經過塑造或改變的產物」。. Landscape ( 地景 ). 由數個生態系組成的異質區。 地景中的各生態系往往形成視覺上明顯可辨別的鑲嵌區塊 (patch) 。

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Presentation Transcript


  1. Landscape Ecology 地景生態學

  2. 地景生態學:研究地景結構及其演變過程的科學地景生態學:研究地景結構及其演變過程的科學 在16 、17 世紀,景觀這個字英文的意思是自然的大地風景畫, 有別於一般的海洋風景畫和肖像畫。在18 世紀,景觀的意思擴展 到「鄉村的景象」特別是指「內陸景色或視野,例如可以瀏覽的觀 景點」。到了19世紀則意味著「景色或地表獨特的大片土地,特別 是指那些經過塑造或改變的產物」。

  3. Landscape (地景) • 由數個生態系組成的異質區。 • 地景中的各生態系往往形成視覺上明顯可辨別的鑲嵌區塊 (patch)。 • Landscape element:地景要素 • Landscape structure:地景結構 (由一地景內各生態系的面積、形狀、組成、數量及地理位置所構成)

  4. 天然的森林地景與人類形成的農業人工地景對比極大天然的森林地景與人類形成的農業人工地景對比極大

  5. 美國Virginia顯現的相嵌式地景

  6. 1.2 Environmental Progresses Create a Variety of Patches in the Landscape 環境的發展過程製造各種的地景區塊 依據不同的觀點來使用景觀這個字。 可以確認的觀點有四:景觀就是風景;景觀指某特定場所;景觀是某 種文化的表達; 以及景觀是整體的本質

  7. 景觀指「某特定場所」是地理的問題。Landschaft 事實上和歐洲 的Landschaftsgeographie 學校有闕,一個世紀之前源自德圈。該校首 次定義「景觀科學」( landscape science) ( Johnston 等人, 1986) , 主要定義在實質的和地理的層面,例如某區域景觀的形式。所以景觀 在此被視為是「地理的場所」。此外,對某一墓地實質過程的理解與 美的鑑賞也有閱(Ruskin , 1988) 。[美]事實上在哲學領域中曾經 被廣泛的討論過,而討論的結果也構成了景觀美學的基礎。除了美學 的詮釋之外,景觀也可以被視為景觀、場所、文化和社會之間的關係。 因此,景觀不單純只是美學的特徵'而是「陳述和決定文化態度與活 動條件的背景。這項定義勾畫出景觀中的「場所感」也暗示著重大的 景觀改變也會造成社會觀點的改變。

  8. 「人們的場所」 景觀也被考慮為是某種「文化的表達」。事實上,景觀也意味著 人類如何將自然的環境改變成人造的狀態。就區域的尺度而言,景觀 可以被定義為「由相關的獨特形式,在實質的和文化的層面構成的地 區」(Sauer, 1963 )。於是為了表達「人們的場所」(環境和地 區)最近取代了景觀這個字。景觀於是也被考慮為「人類居住的場所 和構成機能形式與場所的系統。Jackson ( 1986) 更擴大範團主張「景 觀不是環境的自然特色,而是綜合性的場所,非依據自然法則作用逐 漸形成的人造系統,是有益於社會大眾的人造系統」。

  9. 景觀視為是整體自然環境的研究,包含所有 牽涉在自然科學、土地使用、都市化和社會的因子(cf.1. 7 )。尤其 是Thomas,他已經觀察到景觀似乎可以用來結合不同的領域,雖然 彼此間不同的層面(例如科學的與生態的、社會的與文化的)有脫離 的傾向,以及彼此問研究議題的定義也非常不一樣。但是很清楚地, 所有實質上土地使用所產生的文化意義都與「景觀」有閱( Cosgrove, 1984 )。因此,景觀是一種暗示某種看待土地方式的概念,同時,景 觀也能符合經濟和社會演進的歷史。

  10. 我們所見到的景觀 在古代傳統的鄉村裡,土地的塑造來自自然和人類的作用,而產 生的結果稱之為文化景觀。如同Selman (1994) 所指出的,長 久以來文化景觀已經養成獨特的價值和特質,保持需要當地 複雜環境平衡的維持。文化景觀不僅和自然科學有關,同時也陳 述土地使用對人類產生影響的社會-文化科學有關( Langer, 1973 )。 因此文化景觀在此被定義為長期以來自然與人類影響土地塑造的產物

  11. 19.10 The Landscape Represents a Shifting Mosaic of Changing Communities 地景是改變中群聚的相嵌變動

  12. 地理學可以再細分為自然環境與人文是眾所週知的事。地理學可以再細分為自然環境與人文是眾所週知的事。 自然地理學涉及地球空間中自然現象的特色、過程和分佈的研究,而人文地理學則是關於地球空間中直接與人類活動或組織相關的研究( Clark,1985)。 自然地理學已被認知與景觀和環境有關。這個學科被視為是自然景觀中旅行者所見的,或者因著人類的福利著想所做的環境改變以及所涉及的可視外觀的研究(Goudie, 1991)。這樣的理解在某種程度上彌補了自然和人類地理學之間的差距。 較接近自然地理學的自然景觀和較接近人類地理學的文化景觀。前者具有英國地理學的特色,偏向以地形學為實質的基礎( Johnston 等人, 1986) 。後者比較受美國學校的歡迎,尤其受到Sauer 在柏克萊大學開授的歷史地理學的推崇

  13. 生態學的範圍:經歷過相當大的轉變:促成自然保存、激發環境運動和持續發展成科學學門。生態科學,即生態學與景觀生態學,有它歷史性的發展路線。生態學也被視為是現代科學「主要在於直接研究一些人類與自然的古老問題」。和景觀一樣,就其本身而論,生態學可以因為使用的角度和目的不同,有提供不同詮釋的可能性和不同的作用。生態學的範圍:經歷過相當大的轉變:促成自然保存、激發環境運動和持續發展成科學學門。生態科學,即生態學與景觀生態學,有它歷史性的發展路線。生態學也被視為是現代科學「主要在於直接研究一些人類與自然的古老問題」。和景觀一樣,就其本身而論,生態學可以因為使用的角度和目的不同,有提供不同詮釋的可能性和不同的作用。 生態學因而變得多層面「科學」 生態學被認為是科學之前的發展,加上本世紀隨後發生的事件, 已經使得生態學的觀點成為證明「推論的彈性讓世界建構的方式多樣化」。 生態學的第二層面是「自然J 暗示著自然是人類存在和人類文 化限制的物質因素和物質基礎。,結合自然的神靈觀點和地球生態的覺悟產生自然是生物圈的觀點,例如Lovelock ( 1979) 的蓋亞假說( Gaiahypothesis)

  14. 生態學的第3層面是「思想」 包括人類存在的既定觀點。生態學經常與現代人對道德崇敬的渴望和尋求現代更寬廣的世界次序有關。根據Orr (1992) 的看法,這樣的關聯並非意外,而是「宗教」和「生態學」感覺的反映。深奧的生態學起源自Arne Naess (1973)定義人類與自然界間新的倫理關係。 生態學的第四層面是「運動」意味著企圖改變社會去同意生態觀點的政治活動。1960 年代和1970 年代的環境運動便是首次利用生態科學造成社會、經濟和政治事件

  15. 生態學發展史 Ernst Haeckle 的<生態學>視<生態學>為研究有機體和外部世界與其棲息地問關係的科學。Haeckel 認為地球上的有機體構成單一的經濟體系象徵著住家或家庭單位,彼此間密切地相衝突、相互的協助。而轉形成作用科學。 植物地理學家Eugenius Warming ( 1909 )提出的概念, 他看見自然最終的目標是提供多樣化的、安定的、平衡的、和可永遠繼續的社會來滿足不同生物的需求,他把它稱為「社區」的概念影響到當時的生物學家,產生未受干擾的自然就是「好的」和「自然平衡」的維持是必要的觀念。

  16. Frederic Clements ( 1904) 和Henry Cow les ( 1909) 的發展。雖然各自發展,他們的貢獻後來成為眾所週知的「動態生態學」動態生態學最初是關於植物社區中「繼承發展的」現象研究。 ,這種改變在目前的基地和氣候條件下最後會到達最高潮,呈穩定和自我供養的狀態(Miles , 1979) 。後來美國生態學家Odum (1969)發展了生態繼承法,被視為是生態系統發展的策略。新生態學產生了某種以熱電學和現代經濟學為基礎的環境模式。這項成就來自三位生態學家努力的結果 Charles Elton ( 1930) ,他所著重的功能分析完全取代的世紀的進化史的重要性。Elton 的生態系統組織原則,例如食物鏈、食物大小和食物鏈結構上物種數量效應和合適性,到現在仍然是重要的。

  17. 第二位貢獻者是Tansley (1935) ,他提議新的組織模式,也就是包含有機一複合體的生態系統,實質的元素組成了它們的環境,而彼此之間的相互作用組成了系統這個生態系統的概念 將自然的一切帶入一個有次序的物質資源,以及宣示了附屬於自然科學領域的生態學時代的來臨。第三位貢獻者是Raymond Lindman (1942) ,他部分合併了Elton 和Tansley 的想法成為完整的以能源為基礎的自然經濟學。Lindman 的主要目的是量化食物鏈組成闊的能量損耗。 環境的能量一經濟模式開始於1920 年代,差不多完成於1940 年代中葉,在今天的生態學仍然是支配性的模式。從Elton 、Tansley和Lindman 拓荒式的成就至今,新一代數學性的生態學家將這個主題往前推向「艱深的科學J 領域。他們的努力受到了「系統分析J 快速成長的支持,以作為表達像生物、電和機器問相互作用的方法(Aber and MeliHo, 1991)

  18. 生態系統正好是生態學定義的例子,因為它涉及有機體及其環境關係的研究。生態系統這個「生物組織的單元」是「由某特定地區(例如社區)裡所有的生物和自然環境的相互作用構成,如此一來,某種能量潮會在這個系統中產生特定的營養結構和物質循環 (Odum,1969) 。生態系統功能和生態系統結構的互補概念與生態系統的定義有密切的關係,藉此,結構是生物社區、無生命物質的數量與分佈和 存在條件的範圍與成分所組成的。另一方面,功能包含生物能量潮在生態系統中的比例、物質或營養循環的比率、以及環境和有機體的生物或生態的相互調整。這個系統關係的強調在於區分生態學和其他處理自然現象的學科,例如生物學和地理學。

  19. 景觀生態學的整體研究法 接下來20 世紀生態學的領域越來越狹窄,已經無法呈現其處理自然界特有的全部觀點。生態學的領域縮小為生態系統能量學和環境的營養動力分析之後,已經失去了早先發展的感情與道德動力( Worster, 1992 )。 景觀生態學是現代生態學的分支,在於處理人類與其開放和人造景觀間的關係。景觀生態學的主題是景觀,包括它的形式、功能和起源( Zonneveld and Forman, 1990) 。景觀生態學以整合的方式探討與人類相關的、社會一經濟的和生態的過程導致更實際更複雜的研究方式

  20. 景觀生態學不同於傳統生態學的地方何在? 景觀生態學專注在土地或景觀,利用空間和生態系統在一定的範圍內達成某種美學效果。再者,景觀生態學是在完整的架構內操作,並且在不需要完全知道外在的細部之下理解整體或所有的系統。這種整體和跨領域的研究方式克服了傳統上郊區和都市景觀的差異性,並且提供了一個相互關聯的整體o 最後,景觀生態學確認人類是景觀構成中的主要動力。依此,它反映了以前景觀的整合概念,也就是展現當地郊區社會的特色。 德國地理學家Alexander von Humboldt 是首位將景觀視為「整體區域特色」的人。這種綜合式的景觀生態學因而在1930 年晚期被Carl Troll (1971) 提出。Troll 深知生態系統是擴散在空間中的無形概念,因此不適用於大尺度的景觀。二者擇一地,他視景觀為實質的有形體,這使得他為景觀下了一個定義: 「所有自然與人類生活的空間」。 Troll 的目的是主張景觀生態學應該整合地理學家對空間的「水平」研究和對功能上的「垂直」研究,景觀生態學家主要從三方面關心景觀:首先,景觀的視覺和美學方面;其次,生物地理學方面,也就是土地或地圖分佈的構成一這是地理、地形、土壤和植物科學的研究;再其次,視景觀為生態系統。

  21. 景觀生態學的等級分類系統? 等級分類是景觀生態學的基本方法,有助於不同空悶和時間尺度上分佈與過程的探討(Forman , 1998) 。這樣的分級方式是以三個不同的尺度組成三種分類。首先是生物園( biosphere) ,被視為是有機體所佔據最大的自然或接近自然的系統o 生物圈依次組成生物系統( biosystems ) ,它可以是自然或半自然的景觀。群落區(biotope)是最小的生物系統。 第二類是生態層( ecosphere) ,象徵著全球的系統,包含所有的生命及其支持系統。生態層是由生態系統( ecosystems )組成,象徵著某一特定棲息地有機體的相互作用。最小的系統是群落區(ecotope) ,在景觀生態學中被用來表示某一土地中最小的族群,該土地地形、土壤或植物至少有一項是同質的,即使在視覺的結構上植物有些異質性(Naveh and Lieberman, 1990; Zonneveld, 1989;Zonneveld and Forman, 1990) 。

  22. 所以在空閉上可以以群落作為生態定義的單元,而它的構成可以自當地無生命的、有生命的和人類的狀況來決定。所以在空閉上可以以群落作為生態定義的單元,而它的構成可以自當地無生命的、有生命的和人類的狀況來決定。 第三類包括科技層(techno-sphere) ,人類所創造的科技系統(technosystem)

  23. 地區性的地質差異、地形差異、土壤差異、氣候差異、生物作用差異等因素會造成不同形態的地景區塊地區性的地質差異、地形差異、土壤差異、氣候差異、生物作用差異等因素會造成不同形態的地景區塊

  24. 1.2 Transition Zones Offer Diverse Conditions and Habitats 生態系過渡帶提供各種不同的環境條件與棲地

  25. 各種類型的邊界(border)

  26. 名詞解釋 • Border: The place where the edge of one patch meets the edge of another. • Ecotone: Wide borders form a transition zone often called an ecotone between the adjoining patches. (兩個結構不同群聚之間的過渡帶,相鄰兩patches間形成的寬闊邊界。)

  27. 溫度、光線與濕度在橡樹林與草地及叢林過渡帶的變化溫度、光線與濕度在橡樹林與草地及叢林過渡帶的變化

  28. Edge species: 只棲息在edge environment的物種

  29. Edge effect(邊緣效應) • The diverse conditions enable boundaries to support plant and animal species from adjacent patches, as well as those species adapted to the edge environment. As a result, borders are often populated by a rich diversity of life. • 生態過渡帶(因具有兩相連生態系物種及邊緣物種)具有的高生物多樣性情形。

  30. 兩個不同生態系邊界隨時間變化的情形

  31. 19.3 Patch Size and Shape Are Crucial to Species Diversity 區塊的大小與形狀對物種多樣性高低的影響很大

  32. 棲地面積對發現不同類型物種的影響

  33. 棲地面積大小與鳥類總物種數目之關係(a)樹林(b)草地棲地面積大小與鳥類總物種數目之關係(a)樹林(b)草地

  34. 棲地區塊大小與形狀對核心面積(interior)與邊緣地區(棲地區塊大小與形狀對核心面積(interior)與邊緣地區( Edge)面積的影響

  35. 19.4 The Theory of Island Biogeography Applies to Landscape Patches 島嶼生物地理學理論 應用在地景補片上

  36. 生物地理學 Biogeography

  37. http://www.ndpteachers.org/perit/Wallace,%20Alfred%20Russel.gifhttp://www.ndpteachers.org/perit/Wallace,%20Alfred%20Russel.gif

  38. 東南亞地區(http://www.geographicguide.net/asia/maps/southeast-asia.jpg)東南亞地區(http://www.geographicguide.net/asia/maps/southeast-asia.jpg)

  39. 東南亞地區(http://www.geographicguide.net/asia/maps/southeast-asia.jpg)東南亞地區(http://www.geographicguide.net/asia/maps/southeast-asia.jpg)

  40. The Theory of Island Biogeography Robert H. MacArthur Edward O. Wilson (1967)

  41. http://jchemed.chem.wisc.edu/jcewww/features/halspicks/HalspicksCovers/naturalist.jpghttp://jchemed.chem.wisc.edu/jcewww/features/halspicks/HalspicksCovers/naturalist.jpg

  42. Robert H. MacArthur http://uts.cc.utexas.edu/~varanus/MacA.jpg

  43. 東南亞地區(http://www.geographicguide.net/asia/maps/southeast-asia.jpg)東南亞地區(http://www.geographicguide.net/asia/maps/southeast-asia.jpg)

  44. East Indies 地區島嶼面積與鳥類種類數目的關係

  45. Krakatau (http://www.swisseduc.ch/stromboli/perm/krakatau/icons-towards/krakatau-mf8621.jpg)

  46. Krakatau火山之地理位置 http://www.crisp.nus.edu.sg/coverages/Anak_Krakatau/images/map.jpg

  47. http://www.bom.gov.au/info/vaac/eruptions/Krakatau/krakatau270699.jpghttp://www.bom.gov.au/info/vaac/eruptions/Krakatau/krakatau270699.jpg

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