等级结构和尺度理论

如题所述

按照等级系统理论的观点,自然界是一个具有多水平分层等级结构的有序整体,在这个有序整体中,每一个层次或水平上的系统都是由低一级层次或水平上的系统组成,并产生新的整体属性。而景观生态学尺度是对研究对象在空间上或时间上的测度,分别称为空间尺度和时间尺度。生态学系统的结构、功能及其动态变化在不同的空间和时间尺度上有不同的表现,也会产生不同的生态效应。

对于土壤侵蚀研究来说,坡面尺度、流域尺度、区域尺度是研究的3个主要等级。在坡面尺度上,对土壤侵蚀的研究主要集中在降雨因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子、作物经营管理因子和土壤侵蚀控制措施因子。而在流域尺度,主要的研究集中在植被覆盖度因子和土地利用因子,但是大多是统计和规律分析,对于它们的影响机制涉及的比较少。从流域角度看,土地利用是一个很好的研究对象。因为它包含坡面尺度上作物经营管理和土壤侵蚀控制措施因子,而且它由于受人为因素影响严重,因此给土壤侵蚀赋予了人类影响的因素,符合目前人为加剧侵蚀的现状。

某一尺度上发现的问题往往需要在更小尺度上去揭示其形成的原因和制约机制,在更大尺度上寻找综合的解决问题的途径。而利用某一尺度上所获得的信息或知识来推断其他尺度的特征,被称为尺度外推。例如用某一坡面尺度上的土壤侵蚀机制来推断同一流域内其他形似坡面的土壤侵蚀机制,从而获得该流域的整体的土壤侵蚀机制。而这一尺度转换过程是十分复杂的,当尺度扩大时,土壤侵蚀的影响因素势必也随之增多。以往我们仅是将从流域的入口断面和出口断面处获取的监测数据作为研究流域土壤侵蚀机制的基础数据,把其看作是一个黑箱模型来进行探讨,这显然不利于我们对于流域内不同尺度土壤侵蚀机制转换的深入研究,而这也将是今后研究的热点和难点领域。

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