Ландшафтный рисунок и связность

Ландшафты представляют собой мозаику участков, коридоров и матрицы, и то, как эти элементы скомпонованы и расположены в пространстве, а также насколько легко организмы перемещаются между ними, формирует экологические процессы.

Definition

Ландшафтный рисунок и связность — это исследование пространственного состава и конфигурации элементов среды обитания в ландшафте, а также степени, в которой это расположение облегчает или затрудняет перемещение организмов и потоки вещества.

Scope

Эта тема охватывает описание и анализ ландшафтной структуры: состава и конфигурации участков среды обитания, коридоров, границ и окружающей матрицы; метрик фрагментации, размера и формы участков; а также структурной и функциональной связности, которая управляет перемещением организмов, генов и материалов. В ней рассматривается, как пространственный рисунок количественно определяется по картам и данным дистанционного зондирования и как этот рисунок влияет на экологические процессы.

Core questions

• Как описывается и измеряется пространственная структура ландшафта?
• Как фрагментация среды обитания изменяет размер, форму и изоляцию участков?
• Что отличает структурную связность от функциональной?
• Как пространственный рисунок влияет на перемещение, поток генов и экологические процессы?

Key theories

Взаимность «рисунок-процесс»

Ландшафтная экология утверждает, что пространственный рисунок и экологический процесс являются взаимно причинными: состав и конфигурация участков формируют потоки организмов и материала, а эти потоки, в свою очередь, переформировывают рисунок.

Структурная против функциональной связности

Связность может быть измерена структурно по физическому расположению среды обитания, но экологически важна функциональная связность, которая зависит от того, как конкретный организм воспринимает ландшафт и перемещается по нему.

Mechanisms

Ландшафтная структура обычно представляется как мозаика «участок-коридор-матрица» и количественно оценивается с помощью метрик состава (количество каждого типа покрова) и конфигурации (размер участка, форма, плотность границ и изоляция). Фрагментация разбивает непрерывную среду обитания на более мелкие, более изолированные участки с пропорционально большим количеством границ, изменяя микроклимат и подверженность хищникам и инвазивным видам. Связность возникает из взаимодействия между этим физическим расположением и видоспецифическими способностями к передвижению, поэтому коридоры и «ступенчатые камни» могут повышать функциональную связность для одних организмов, в то время как та же конфигурация остается непроницаемой для других.

Clinical relevance

Анализ ландшафтного рисунка и связности используется при проектировании заповедников и коридоров, оценке эффектов фрагментации и пространственном планировании для сохранения природы и землепользования. Это образовательный контекст, а не предписание по управлению.

History

Ландшафтная экология сформировалась как отдельная область в Европе и Северной Америке в 1980-х годах, когда Форман и Годрон формализовали модель «участок-коридор-матрица». Синтезы Тёрнера связали рисунок с процессом, а распространение ГИС и дистанционного зондирования в 1990-х годах сделало строгое количественное определение ландшафтной структуры и связности рутинным.

Debates

Количество среды обитания против фрагментации как таковой

Исследователи спорят, обусловлено ли сокращение видов во фрагментированных ландшафтах главным образом общей потерей площади среды обитания или же разрушением самой среды обитания, при этом имеются данные, что количество среды обитания часто доминирует, но эффекты фрагментации остаются контекстно-зависимыми.

Key figures

• Richard Forman
• Monica Turner
• Lenore Fahrig

Seminal works

• turner2015
• forman1995
• taylor1993

Frequently asked questions

Что такое модель «участок-коридор-матрица»?

Это способ описания ландшафта как мозаики участков среды обитания, линейных коридоров, соединяющих их, и фоновой матрицы, используемый для анализа того, как пространственная структура влияет на экологические потоки.

В чем разница между структурной и функциональной связностью?

Структурная связность описывает физическое расположение и непрерывность среды обитания, в то время как функциональная связность описывает, насколько легко конкретный организм фактически перемещается по этому расположению, что может сильно различаться у разных видов.