景观生态学的研究方法

　　1 3S技术 

　　3S技术即遥感（RS）技术、地理信息系统（GIS）技术和全球定位系统（GPS）技术。遥感是一种以物理手段、数学方法和地学分析为基础的综合性应用技术，具有宏观、综合、动态和快速的特点。在景观生态研究中，遥感提供了最重要的信息数据。遥感对土地覆盖、土地利用的研究已达到很精细的程度，对植被变化和作物估产的研究也趋于成熟。通过植物光谱响应特征的季节变化规律可了解植物干物质的积累及生物量的多寡。地理信息系统是一种管理与分析空间数据的计算机系统，其基本功能包括图形数字输入，查找和更新数据，分析地理数据以及输出可读数据。其中分析功能是核心，它包括叠加处理、邻区比较、网络分析和测量统计。根据不同需求建立应用分析模型更是GIS应用研究的热点。GPS主要用于某个点的空间定位（包括纬度、经度和海拔高度）。

　　2 景观分析

　　景观分析即定量地描述景观结构，建立景观结构与功能过程间的相互关系，进而从景观结构上的变化来推断其功能和过程可能发生的变化，它是景观生态学的基本研究方法。景观分析有多种方法，大都可用来确定格局变化的尺度。空间自相关分析常用于检验变量在空间点上的取值是否与直接相邻点取值相关，变异矩、相关矩和空间局部插值是地统计学的几种方法，地统计学以区域化随机变量理论为基础，研究自然现象的空间相关性和依赖性，用以设计抽样方法，进行空间数据插值和估计，建立预测性模型等。它在生态学研究中刚被应用即显示出巨大潜力。空间局部插值法常用于估计在未抽样点上的变量取值，它是一种局部加权平均，可给出最优无偏估计及估计值的误差和精度。波谱分析研究系列数据的周期性，是提示空间格局周期性规律的有效方法，聚快样方方差分析通过对不同大小的样方进行方差分析，以确定斑快大小和空间格局的等级结构，简明实用，趋势面分析实质上是通过拟合空间数据而建立的统计模型，常用于确定大尺度上的空间格局，有助于排除局部干扰，把握总体趋势。分维分析是一项发展迅速的数学分支，景观生态学把分维数作为一种指数率来描述景观的复杂性程度。分维变量的自相似性质使我们可以选择最易观察的尺度来研究某个生态过程，并推断该过程在其他尺度上的变化规律。
　　
　　3 模型和模拟 

　　模型和模拟方法是生态学研究的基本方法之一，但对于宏观生态学研究而言，它的意义更为重大，相当于在计算机上做实验。不同学科的各有其特征和优、缺点，分别针对不同的研究对象而设计出典型变量和界面范围。表7列举了7类有关模型的特征。景观模型包括空间模型和非空间模型，前者需考虑变量的空间位置，通常包括零假设模型（中性模型）、景观空间动态模型、景观个体行为模型和景观过程模型。景观的非空间模型多是强调生物反应的模型，有模拟物种迁移的廊道和非廊道模型，库模型和序列生境模型等。

　　4 古生态信息的获取 

　　景观生态学很注意长时间尺度的地学、生物学信息的获取，它包括古气候学、古地理学、第四纪地质学、古生物学、古人类学等方面的有关成果，如大气甲烷浓度、湖泊沉积学档案、古植物、古植物、古土壤和环境重建、古人类化石、海相沉积物和海平面变化、古季风等等。这些地圈、生物圈的第四纪历史记录反映了全球环境变化的规模、尺度及其与生物演化和人类文明发展的联系，是景观生态学研究的宝贵材料。表8列举了一些古生态信息记录体的特点。
　　为了研究全球变化中的区域性响应，有必要参考我国学者已建立的近2万年中国气候事件变化框架（表9）。

　　5 定位观测试验的网络研究 

　　生态学研究由定性走向定量，由表态走向动态，由微观走向宏观，一条必由之路就是建立观测定位站并将其组成网络，形成综合整体研究。景观生态学上的网络研究有三个含义：一是多个研究站点的连接，没有足够数量的和有代表性的站点也就构不成网络。二是观测试验手段和方法的规范化。缺少标准化的人仪器设备，没有统一的观测方法，所得资料无可比性，不能叫做网络研究。三是应有共同感兴趣的研究项目，围绕共同的项目进行长期连续的观测，实现数据共享与成果组装，以提供生态环境状态变迁和生态系统演替进程的信息，建立全局性的评估与预测模型。