景观模型,作为对真实景观系统或现象关键组成单元及其相互关系的抽象简化,在景观研究领域占据着举足轻重的地位。由于景观研究常涉及大时空尺度,实地实验与观测困难重重,景观模型便成为了破解难题的有力工具。
景观模型分类方式多样。依据时间和空间连续性,可分为连续型与离散型;以数学方法区分,有微分方程和差分方程模型;按变量特性,能分成随机型和确定型;从数学表达形式来看,包含矩阵模型和动态系统模型;考虑计算机作用,可分为解析模型和模拟模型;依据生态学过程机制的多寡,又有经验模型、机制模型和过程模型之分;按照景观变化集合程度,有整体变化、分布变化和空间变化模型;根据空间异质性处理方式,可划分为点模型、准空间模型和空间显式模型,其中空间显式模型因明确考量对象和过程的空间位置及相互作用,成为景观模型的典型代表。
经典景观模型主要有中性景观模型、景观格局与动态模型、景观过程模型。中性景观模型不涉及具体生态学过程,产生的格局用于代表无特定过程时的期望格局,常作为零假设检验实际格局。景观格局与动态模型中的空间概率模型,将概率分布与空间信息相连,模拟景观斑块类型转变规律;元胞自动机模型则基于元胞空间,按邻域转换规则,在离散时间维上演化出复杂结构。景观过程模型从机制出发,模拟生态学过程在景观空间的动态,如基于栅格的森林景观动态模型、土壤侵蚀模型,以及基于斑块的扩散 - 反应模型等。
景观模型应用广泛,涵盖单物种问题、干扰模型、植被动态模型、管理问题模型,以及生物地球化学循环和水文模型等。它为研究大时空尺度生态学系统格局与过程的相互作用提供了重要途径,助力我们理解并预测景观的复杂动态,在景观研究和规划领域发挥着不可替代的作用。