景觀生態(tài)學(xué)-知識(shí)點(diǎn)梳理(共35頁(yè))_第1頁(yè)
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1、斑塊:思考題: 1、什么是斑塊?斑塊的特征?斑塊的起源有哪些?斑塊有哪些類型?各類型有 什么特點(diǎn)?1)定義:依賴于尺度的、與周圍 環(huán)境(基質(zhì))在性質(zhì)上或者外觀上不同,表現(xiàn)出較明顯邊界, 并具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間實(shí)體。該定義強(qiáng)調(diào)了斑塊的尺 度性、空間非連續(xù)性和內(nèi)部均質(zhì)性。廣義上,斑塊可以是有生命的,也可以是無(wú)生命的;而狹義 上,斑塊僅指動(dòng)植物群落。2)特征:版塊的大小,形狀 3)起源: 一場(chǎng)大火后的早晨,我們迫不及待地去考察漆黑一片的景觀。這是一個(gè)可 怕的景象!但最令人感興趣的是景觀上零星分布的許多種斑塊,兩處孤立 的火已燃起。附近一處小斑塊已化為灰燼,而且大火已向遠(yuǎn)處蔓延。經(jīng)對(duì) 其考察,發(fā)現(xiàn)

2、幾個(gè)雖有火焰躍過但依然保留有植被的斑塊。我們返回未燃 燒的地方時(shí),要穿過一小片沼澤。這個(gè)斑塊由于土壤過濕,具有完全不同 的動(dòng)植物。隨后,來到一片開墾地,并眺望一塊微風(fēng)吹拂的谷物斑塊。u 在這次考察中,至少發(fā)現(xiàn)了幾種起源基本不同的斑塊類型。這些斑塊的主 要成因機(jī)制或起源包括干擾、環(huán)境異質(zhì)性和人類種植。 若干年后,如果再 觀察這些斑塊,其物種動(dòng)態(tài)的差異會(huì)變得更加明顯。 u Forman和Godron(1981,1986)根據(jù)斑塊的起源或成因機(jī)制將常見的景觀 斑塊類型分為4種:干擾斑塊、殘存斑塊、環(huán)境資源斑塊和引進(jìn)斑塊。干擾斑塊(disturbance patch) l概念:由基質(zhì)或者先前的斑塊中局

3、部性干擾造成的小面積斑塊 稱為干擾斑塊。 l 起源:自然干擾和人類干擾。一般由短期局部性干擾形成;也 可由長(zhǎng)期持續(xù)干擾形成,主要是由人類干擾引起的;有時(shí),長(zhǎng) 期自然干擾也能夠形成干擾斑塊。 l 特點(diǎn): p 基質(zhì)未受干擾,而斑塊受到干擾。 p 種群大小、遷入率和滅絕率等在初始劇烈變化,隨后進(jìn)入平 穩(wěn)演替階段;當(dāng)基質(zhì)和斑塊融為一體時(shí),干擾斑塊消失(圖) p 具有最高的周轉(zhuǎn)率,持續(xù)時(shí)間最短,通常是恢復(fù)最快的斑塊 p 類型。但長(zhǎng)期持續(xù)干擾斑塊也能保持穩(wěn)定,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)殘存斑塊(remnant patch)概念:景觀中由于大面積干擾所造成的、在局部范圍內(nèi)幸存的自 然或半自然生態(tài)系統(tǒng)或者某一自然生態(tài)系統(tǒng)的

4、片斷。 l 起源:基質(zhì)受到大面積自然干擾和人類干擾的影響,在其局部范 圍內(nèi)幸存的自然或半自然生態(tài)系統(tǒng)或其片斷,其成因機(jī)制與干擾 斑塊相反。 l 特點(diǎn): l 基質(zhì)受干擾,而斑塊未受到干擾。 l 種群大小、遷入率和滅絕率等在初始劇烈變化,隨后進(jìn)入平穩(wěn)演 替階段;當(dāng)干擾消失后,在自然界同化作用下能很快地融合在基 質(zhì)內(nèi),殘存斑塊消失。斑塊具有較高的周轉(zhuǎn)率(圖)。 l 與干擾斑塊在外部形式上似乎有一種正反對(duì)應(yīng)關(guān)系。環(huán)境資源斑塊(environmental resource patch)概念:由于環(huán)境資源條件(土壤類型、水分、養(yǎng)分及地形有關(guān)的各種因 素)在空間分布的不均勻性造成的斑塊。如森林中的沼澤地、沙

5、漠中的 綠洲等。起源:根本原因是景觀內(nèi)環(huán)境資源分布的空間異質(zhì)性。由于斑塊的環(huán)境條件或資源不同,斑塊內(nèi)的生物與周圍基質(zhì)的生物也不同。特點(diǎn): 由于環(huán)境資源的分布邊界往往不太明顯,所以斑塊和基質(zhì)隔開的群落 交錯(cuò)區(qū)極其寬廣,并形成一個(gè)逐漸變化的梯度。由于資源的分布相對(duì)持久,所以斑塊也相對(duì)持久而穩(wěn)定,抗干擾能力 強(qiáng),而且斑塊的周轉(zhuǎn)率相當(dāng)?shù)停荛L(zhǎng)期地存在于與基質(zhì)相異的環(huán)境中。引進(jìn)(入)斑塊(introduced patch)概念:由于人們有意或無(wú)意的將動(dòng)植物引入某些地區(qū)而形成的局 部性斑塊。 l 種植斑塊 p 起源:人們有意或無(wú)意地將動(dòng)植物引入某些地區(qū)而形成的局部 生態(tài)系統(tǒng)。 特點(diǎn):在斑塊內(nèi),物種動(dòng)態(tài)和斑

6、塊周轉(zhuǎn)速率主要取決于人類的 管理活動(dòng)。如果不進(jìn)行管理,那么基質(zhì)的物種就會(huì)侵入斑塊, 并發(fā)生演替,最終斑塊消失。但引進(jìn)斑塊中的物種可能長(zhǎng)期占 優(yōu)勢(shì),從而延緩了演替過程再生斑塊 指在先前遭干擾破壞的地段上再次出現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)。 l 在大面積干擾的情況下,再生斑塊具有殘存斑塊的外貌, 但其演替中物種動(dòng)態(tài)的格局卻與干擾斑塊相似。短生斑塊 指由于生物相互作用或環(huán)境因素正常而短暫的波動(dòng)而引 起的、持續(xù)期很短的斑塊。也就是說,短生斑塊中生物 相互作用和非生物環(huán)境變化是經(jīng)常性的,而且其變化強(qiáng) 度較小,以致一些物種逐步適應(yīng)了這種變化。 2、如何理解斑塊大小對(duì)能量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配的影響? 斑塊大小對(duì)物質(zhì)和能量的影響一

7、般地說,斑塊內(nèi)的能量或養(yǎng)分總量與斑塊的面積成正比,大斑塊的能量和養(yǎng)分含量較小斑塊多得多。(1.然而,斑塊內(nèi)的能量和養(yǎng)分含量不 僅與斑塊的大小有關(guān),還與斑塊內(nèi)部和邊緣帶的比例(內(nèi)緣比)有關(guān) (圖)。2.斑塊與基質(zhì)之間、斑塊與斑塊之間存在著過渡帶,即所謂的生態(tài)交錯(cuò) 區(qū)(也稱為邊緣)。3.生態(tài)交錯(cuò)區(qū)(邊緣)是相鄰兩種景觀要素直接相互作用的 場(chǎng)所,這部分的物質(zhì)、能量密度及物種組成特征也與兩側(cè) 的景觀要素的內(nèi)部有較大的差異。生態(tài)交錯(cuò)區(qū)對(duì)能量、營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)、物種分布的影響稱為邊緣效應(yīng)。4.斑塊內(nèi)部面積與邊緣面積之比可稱為內(nèi)/緣比,即D=A內(nèi)/A外對(duì)于形狀一樣,大小不同的斑塊來說,它們的內(nèi)/緣比 是不同的。如

8、果各斑塊的邊緣寬度相對(duì)一致,斑塊的內(nèi)/ 緣比與斑塊面積成正比,即斑塊面積越大,斑塊的內(nèi)/緣 比越大。5.當(dāng)邊緣效應(yīng)為聚集效應(yīng)時(shí),有:大斑塊,內(nèi)緣比大,能量、物質(zhì)在邊緣的比例也就小。相反, 小斑塊,內(nèi)緣比小,能量、物種在邊緣的比例就大。 在斑塊的邊緣部位,無(wú)論是植物還是動(dòng)物的產(chǎn)量、數(shù)量明顯高 于或多于斑塊內(nèi)部。例如森林中邊緣的林木生長(zhǎng)旺盛,下層的灌 木、草本也多,甚至各層中花果產(chǎn)量也明顯比內(nèi)部高。 由于以上兩方面的原因,使得小斑塊單位面積上的能量和營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)含量明顯高于大斑塊。 相反,如果邊緣效應(yīng)為負(fù)效應(yīng)時(shí),則小斑塊的能量與營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)的含量要小一些。因此,斑塊的大小對(duì)能量、營(yíng)養(yǎng)在斑塊中的 分配有

9、明顯的影響。 值得注意的是,就單個(gè)斑塊而言,大斑塊的能量、物質(zhì)總量 大于小斑塊,對(duì)于主要生活在單個(gè)斑塊的物種而言,大斑塊能提 供更充分的能量和物質(zhì)。)斑塊大小對(duì)物質(zhì)和能量的影響 小結(jié): 斑塊大小及與其密切相關(guān)的內(nèi)緣比對(duì)斑塊內(nèi)能量和養(yǎng)分含量的影響非常復(fù)雜:1)邊緣帶和內(nèi)部的能量和養(yǎng)分含量關(guān)系本身很復(fù)雜。2)大斑塊單位面積和總面積上的能量和養(yǎng)分含量既有可能 高于小斑塊,也有可能低于小斑塊。3)一些物種對(duì)斑塊大小十分敏感,在大斑塊上分布得較多。4)根據(jù)能量和養(yǎng)分特性對(duì)不同大小的斑塊進(jìn)行對(duì)比研究還不多, 還有很多研究課題尚待探索。3.斑塊大小的測(cè)度指標(biāo)有哪些(如何描述景觀中斑塊的大小)? 如何理解斑塊

10、大小與物種數(shù)量的關(guān)系?斑塊的大小通過什么方式影響斑塊中的物種數(shù)量? 1)指標(biāo):斑塊大小的表達(dá) l 斑塊大小用斑塊面積表示。傳統(tǒng)的測(cè)度方法有方格法和求積 儀法,現(xiàn)代測(cè)度方法主要采用GIS軟件。斑塊面積的測(cè)度指標(biāo)有:斑塊平均面積、最大斑塊面積、最 小斑塊面積、斑塊面積標(biāo)準(zhǔn)差和變動(dòng)(異)系數(shù)、斑塊內(nèi)部 生境面積、斑塊粒級(jí)結(jié)構(gòu)等。 l 斑塊粒級(jí)結(jié)構(gòu):對(duì)長(zhǎng)沙市天心區(qū)綠地景觀格局進(jìn)行研究時(shí), 劃分綠地斑塊面積等級(jí)所用的標(biāo)準(zhǔn),即500m2時(shí)為小型綠地 斑塊,500-3000m2為中型綠地斑塊,3000-10000m2時(shí)為大中型 綠地斑塊,10000m2為大型綠地斑塊2) 島嶼斑塊: 一般地說,物種多樣性隨著

11、島嶼面積的增加而增加 陸地斑塊:一般地說,陸地物種多樣性隨著斑塊面積的增加而增加。 (陸地景觀與島嶼有所不同,斑塊的邊界并不明確,并且隔離程度的重要性降低)3) 斑塊與自然保護(hù)區(qū)(大、小保護(hù)區(qū)的爭(zhēng)論,烏建國(guó)p32)自然保護(hù)區(qū)是目前物種多樣性保護(hù)最重要的途經(jīng),對(duì)整個(gè)生態(tài)系 統(tǒng)及地球環(huán)境亦有重要的意義。一般而言,保護(hù)區(qū)面積越大,能夠保 護(hù)與維持的物種也越多,但客觀條件限制了保護(hù)區(qū)的面積,所以在設(shè) 計(jì)保護(hù)區(qū)時(shí),從斑塊大小的生態(tài)學(xué)意義分析,應(yīng)該遵循一定的原則: 一個(gè)大的自然保護(hù)區(qū)要比小的自然保護(hù)區(qū)保存物種多; 一個(gè)單一的大自然保護(hù)區(qū)要比總面積與其相當(dāng)?shù)膸讉€(gè)小自然保 護(hù)區(qū)為好; 若設(shè)計(jì)多個(gè)小自然保護(hù)區(qū),

12、應(yīng)使它們盡量靠得近一些,以減少 隔離程度; 使幾個(gè)保護(hù)區(qū)呈簇狀配置,要比線狀配置為好; 將幾個(gè)保護(hù)區(qū)用廊道連接起來,可便于很多物種擴(kuò)散; 應(yīng)盡可能使保護(hù)區(qū)成圓形。大斑塊的生態(tài)學(xué)價(jià)值:1.有利于生境敏感物種的生存;2.為大型脊椎動(dòng)物提供核心生境和躲避所;3.為景觀中其它組成部分提供種源; p 能維持更近乎自然的生態(tài)干擾體系;4.在環(huán)境變化的情況下,對(duì)物種絕滅過程有緩沖作用。 l小斑塊的生態(tài)學(xué)價(jià)值:作為物種傳播的生境以及物種局部絕滅后重新定居的生境和 “踏腳石”(stepping-stone),從而增加了景觀的連接度; 為許多邊緣種、小型生物類群以及一些稀有種提供生境4.如何計(jì)算斑塊的形狀系數(shù)?從

13、斑塊形狀的生態(tài)學(xué)意義來理解, 在景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中,為什么要求配置多種形狀的斑塊?答:1)斑塊形狀系數(shù):斑塊的形狀對(duì)生物與非生物流動(dòng)有較大影響,在面積相等的情況下,規(guī)則形狀的斑快邊界的有效性較大,這對(duì)生物的擴(kuò)散和遷移有重要的作用。斑塊形狀系數(shù)為斑塊周長(zhǎng)L與具有該斑塊同等面積A的圓周長(zhǎng)之比;或?yàn)榘邏K 周長(zhǎng)L與具有該斑塊同等面積A的正方形面積開方根之比的四分之一。通常有 以下兩種計(jì)算方法: (1)以圓作為參考幾何形狀時(shí):式中:D為斑塊的形狀指數(shù),L為斑塊的周邊長(zhǎng)度(邊緣長(zhǎng)度),A為斑塊的面積。 D值說明某一斑塊周邊長(zhǎng)度與面積同該斑塊相等的圓的圓周長(zhǎng)之比。 當(dāng)D=1時(shí),說明該斑塊為圓形,具有最小的周長(zhǎng)與

14、面積比值,D值增大,斑塊 逐漸呈長(zhǎng)條狀或不規(guī)則狀(2)以正方形作為參考幾何形狀時(shí):同樣,D=1時(shí),斑塊逐漸接近正方形,D值增加,斑塊逐漸 呈長(zhǎng)條形狀或不規(guī)則的形狀。斑塊的形狀對(duì)生物的擴(kuò)散和尋找食物也有重大的影響,當(dāng)斑塊面積相等,周邊長(zhǎng)的斑塊則有利于生物與外界環(huán)境的接觸和尋找食物,相反,則不利于生物的擴(kuò)散和尋找食物。2) 生態(tài)學(xué)意義:a.對(duì)形狀的分析能夠深入揭示物種動(dòng)態(tài)(物種分布是穩(wěn)定、 擴(kuò)展、收縮、還是遷移甚至以了解遷移路線);b.斑塊形狀對(duì)有機(jī)物的傳播和覓食很重要;c.物種遷移的路徑或路線也可以根據(jù)形狀來分析;d.在采樣理論中,樣區(qū)形狀也是重要的內(nèi)容;e.斑塊的形狀與環(huán)境變化及更新過程有關(guān);

15、f.園林設(shè)計(jì),采取不同斑塊形狀,收到不同的藝術(shù)效果5. 邊緣與邊緣效應(yīng)定義:1)邊緣是指兩個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)相交而形成的狹窄地區(qū)。2)斑塊的邊緣部分有不同于內(nèi)部的物種組成和過渡,這就 是通常所說的邊緣效應(yīng)。3)特點(diǎn):由一種環(huán)境條件組合、過渡為另一種環(huán)境條件組合,由一類動(dòng)植物組合過渡為另一類動(dòng)植物組合,不僅包括兩 個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的成分并且有其特有的成分。4) 邊緣的類型:(1)固有邊緣(inherent edge): 環(huán)境資源上的差異造成的邊緣。 特點(diǎn):過渡緩慢、連續(xù)性強(qiáng)、變化很小。 舉例:森林和沼澤之間的邊緣 p (2)誘導(dǎo)邊緣(induced edge): 天然或人為干擾造成的邊緣。 特點(diǎn):過

16、渡顯著、存在時(shí)間短。 舉例:森林與火燒跡地之間的邊緣5) 影響邊緣寬度范圍的主要因子:a太陽(yáng)輻射角,面向赤道方向超過面向兩極方向的寬度;b.溫帶地區(qū)的邊緣帶通常比熱帶地區(qū)寬;c.在活躍期或生長(zhǎng)季節(jié),盛行風(fēng)向所形成的邊緣帶通常要比 其他側(cè)寬得多;d.斑塊和基質(zhì)在垂直結(jié)構(gòu)上差異越大,則邊緣寬度越大;e.干擾邊界隨群落的發(fā)展會(huì)逐漸消失。6) 根據(jù)對(duì)邊緣或內(nèi)部的反應(yīng),將生物分為:邊緣種(edge species) 和內(nèi)部種(interior species)7) 邊緣種和內(nèi)部種將生物分成三類: a 對(duì)兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)均有要求 b 對(duì)邊緣的特殊生境有特殊的要求 c 主要與一種生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)系,但可擴(kuò)展到邊緣6

17、.內(nèi)緣比率:由于不同形狀的斑塊具有不同的內(nèi)緣比率,而斑塊內(nèi)部和邊緣帶的動(dòng)植物群落和種群特征不同,由此可估計(jì)出景觀內(nèi)斑塊形 狀的重要性。因此,內(nèi)緣比率似乎可以作為斑塊某些生態(tài)條件的有用指標(biāo)。較高的內(nèi)緣比率可促進(jìn)某些生態(tài)過程,而較低的內(nèi)緣比率可增強(qiáng)其它一些重要過程(圖)。7、舉例說明斑塊大小和形狀各有什么意義?答:大斑塊的生態(tài)學(xué)價(jià)值:1.有利于生境敏感物種的生存;2.為大型脊椎動(dòng)物提供核心生境和躲避所;3.為景觀中其它組成部分提供種源; p 能維持更近乎自然的生態(tài)干擾體系;4.在環(huán)境變化的情況下,對(duì)物種絕滅過程有緩沖作用。 l小斑塊的生態(tài)學(xué)價(jià)值:作為物種傳播的生境以及物種局部絕滅后重新定居的生境和

18、 “踏腳石”(stepping-stone),從而增加了景觀的連接度; 為許多邊緣種、小型生物類群以及一些稀有種提供生境斑塊形狀的生態(tài)學(xué)效應(yīng)(小結(jié))1)斑塊長(zhǎng)寬比或周界面積比越接近方形或圓形的值,其形狀就越 “緊密”。緊密型形狀的斑塊有利于保蓄能量、養(yǎng)分和生物;而松散型形狀的斑塊易于促進(jìn)斑塊內(nèi)部與外圍環(huán)境的相互作用,對(duì)能量和物質(zhì)的交換、植物的擴(kuò)散和動(dòng)物的遷移有重要作用。2)另外,斑塊形狀的功能效應(yīng)還取決于景觀內(nèi)斑塊長(zhǎng)軸的走向, 因?yàn)樗碇承┚坝^流的走向,而且斑塊的形狀和走向?qū)ι锏臄U(kuò)散和覓食具有重要作用。8.幾個(gè)典型的斑塊形狀的類型:環(huán)狀斑塊形狀很特殊的斑塊特點(diǎn):內(nèi)部/邊緣低,內(nèi)部種少舉例

19、:環(huán)繞北極地區(qū)分布格局、高山環(huán)繞山體、繞湖周圍9. 半島(peninsula)1)景觀中呈狹長(zhǎng)狀或凸?fàn)钔庋拥陌邏K。在半島的頂端,動(dòng)物路徑密度較大,顯示出漏斗效應(yīng);半島對(duì)其兩側(cè)斑塊 也起到一種屏障。2)半島上的物種多樣性往往低于大陸,而且一般地說,從 半島基部到頂端,物種多樣性是逐漸降低的。這種格局 形成的原因目前尚不清楚。幾種假說或模型:侵入-滅絕 假說、內(nèi)緣比率假說和環(huán)境異質(zhì)性假說(圖)10.如何表示景觀中的斑塊數(shù)量結(jié)構(gòu)?描述斑塊相關(guān)性(斑塊空間 構(gòu)型)的指標(biāo)有哪些?答:斑塊數(shù)量的表示方法:在研究某一景觀時(shí),可以用下面的方法來表示斑塊的數(shù)量結(jié)構(gòu): 群落類型或生態(tài)系統(tǒng)類型(群落類型數(shù)目); 景

20、觀中各個(gè)斑塊的起源類型(成因類型數(shù)目); 各斑塊面積的大小等級(jí)及相應(yīng)數(shù)量(斑塊大小類型數(shù) 目); 景觀中各斑塊的形狀類別(斑塊形狀數(shù)目)。斑塊數(shù)量的指標(biāo):斑塊相關(guān)性指標(biāo) (1)單個(gè)斑塊的隔離度(isolation) 式中ri是斑塊i的隔離度;n是所研究的鄰近斑塊數(shù)目;dij是斑塊i與任意相 鄰斑塊j間的距離。(2) 斑塊間的易達(dá)性(accessibility)式中ai是斑塊i的易達(dá)性指標(biāo);dij是斑塊i和n個(gè)相鄰斑塊中任一斑塊j之間沿 連線如廊道的距離。(3) 斑塊間的相互作用(interaction)式中Ii是斑塊i與相鄰n個(gè)斑塊間的作用度;Aj是任一相鄰斑塊j的面積;dij是斑塊i與任一

21、斑塊j邊緣間的距離。 (4)斑塊總隔離度:式中2x,2y分別為x、y坐標(biāo)的方差。 5) 多個(gè)斑塊的分散度(dispersion)式中Rc是分散度指標(biāo);dc從一個(gè)斑塊中心到其最近的斑塊間的平均距離;是斑塊平均 密度。當(dāng)Rc=1時(shí),斑塊隨機(jī)分布;Rc<1時(shí),斑塊呈聚集性分布;Rc>1時(shí),斑塊呈均勻 分布。斑塊數(shù)量的指標(biāo):斑塊破碎化指標(biāo)(斑塊密度、邊緣密度) 景觀內(nèi)單位面積中的斑塊數(shù)量稱為斑塊密度(patch density,PD)。 斑塊總數(shù)和類斑塊數(shù) (1)斑塊總密度的表達(dá)式為 :式中PD為斑塊總密度,表示景觀整體的破碎化程度;ni為第i類斑塊 的數(shù)量;A為景觀總面積;m為景觀要素類

22、型數(shù)。(2)類斑塊密度的表達(dá)式為:式中,PDi為第i類斑塊密度指數(shù),表示第i類斑塊的破碎化程度;ni為 第i類斑塊的數(shù)量;A為景觀總面積。 u斑塊密度的生態(tài)意義:a.它反映了景觀的空間異質(zhì)性,斑塊密度大的景觀孔隙性高;b.可以反映景觀的破碎化程度,可能影響一系列的生態(tài)過程。如決定一個(gè)空間上散布的種群的亞種群數(shù)目,而亞種群數(shù)目會(huì)影響整個(gè)種群的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)定,并可能影響物種間交流的穩(wěn)定性。11.斑塊的大小(面積)、形狀、數(shù)量和空間組合關(guān)系是斑塊的主 要特征,這些斑塊特征對(duì)景觀結(jié)構(gòu)、景觀格局、景觀多樣性、 景觀異質(zhì)性以及生態(tài)流、生物多樣性等各種生態(tài)過程和現(xiàn)象 具有深刻的影響,斑塊面積和隔離度還影響物種滅

23、絕和定居, 生境的破碎化限制了小斑塊中物種數(shù)量的增加。廊道: 一、名詞解釋 1、 廊道:是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線性或帶狀結(jié)構(gòu)。(1.它既可以呈隔離的條狀,如公路、河道; 也可以是與周圍基質(zhì)呈過渡性連續(xù)分布,如某些更新過 程中的帶狀采伐跡地。2.廊道兩端通常與大型斑塊相 連,如公路、鐵路兩端的城 (鎮(zhèn)),樹籬兩端的大型自然 植被斑塊等等。廊道的起源 與斑塊的起源相似。 ) 2、 廊道效應(yīng):指廊道產(chǎn)生的各種自然、經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)綜合效應(yīng)。3、 自然廊道效應(yīng) :自然廊道的存在有 利于吸收、排放、降低和緩解城市污染,減少中心市區(qū)人口 密度和交通流量,促使土地利用集約化、高效化。4、 補(bǔ):人工廊道效

24、應(yīng):從單純經(jīng)濟(jì)角度出 發(fā),城市景觀結(jié)構(gòu)是在市中心與交通干線形成的多邊形實(shí)際 梯度場(chǎng)向同心圓理想梯度場(chǎng)趨同的動(dòng)態(tài)過程中形成的。 5、 廊道密度: 廊道密度指數(shù):是指景觀中單位面積內(nèi)廊道的長(zhǎng)度。主要用表示 廊道的疏密程度。(用公式表示為: D=廊道的長(zhǎng)度(l)/景觀的面積(km2) l 1)景觀內(nèi)各類廊道的長(zhǎng)度總和與景觀總面積的比值2)某一類廊道的長(zhǎng)度與景觀總面積的比值 3)景觀破碎化程度 4)單位面積中廊道愈長(zhǎng),景觀破碎化程度愈高 5)彌補(bǔ)斑塊密度計(jì)算中同一種景觀類型破碎化程度被忽視的一面6、 景觀連接度:指廊道在空間上如何連接或如何連續(xù)的量度。(可簡(jiǎn) 單地用單位長(zhǎng)度上間斷點(diǎn)或斷開區(qū)(gaps)

25、的數(shù)量來表示。)7、 斷點(diǎn) 2、 簡(jiǎn)答題 按廊道的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可將廊道分為哪些類型? 答:按寬度:線狀廊道與帶狀廊道。 u按組成廊道的內(nèi)容或生態(tài)系統(tǒng)類型:植被廊道(包括防護(hù)林帶、樹籬、綠化帶等)、河流廊道和道路廊道。 u 按形態(tài):直線性廊道(網(wǎng)格狀分布的道路)、樹枝狀廊道(具有多級(jí)支流的流域系統(tǒng))。 u 按廊道的功能:輸水廊道(溝渠)、物流廊道(道路)、防御廊道(城墻)、信息廊道(電話線)、能流廊道(輸電線路)、河流廊道。 u 按廊道的生態(tài)功能:綠色廊道(街道綠化帶)、藍(lán)色廊道 (河流)、灰色廊道(街道、公路)按起源:環(huán)境資源廊道:由環(huán)境資源在空間上的異質(zhì)性線性分布形成。 干擾廊道:由帶狀干擾所

26、致。 u 殘存廊道:是周圍基質(zhì)受到干擾后的結(jié)果。 u 種植廊道:由于人類種植形成。 u 再生廊道:受干擾區(qū)內(nèi)的再生帶狀植被(廊道本身的持續(xù)性或穩(wěn)定性以及廊道內(nèi)的物種動(dòng)態(tài)直接產(chǎn)生于廊 道的起源或成因機(jī)制。除環(huán)境資源廊道外,多數(shù)廊道的持續(xù)存在 主要取決于人類長(zhǎng)期輸入的能量,特別是化石燃料。這些輸入既 可以在廊道區(qū)域內(nèi),也可以在其毗鄰的區(qū)域內(nèi)。)廊道有哪些重要生態(tài)功能? 答;(廊道除了與斑塊一樣具有棲息地(habitat)、源(source)和匯(sink) 的功能之外,另外重要的功能是作為通道(conduit)、屏障 (barrier)和過濾器(filter)。) u廊道的生態(tài)功能:資源功能(源、

27、匯、生境)、通道功能(物質(zhì)、信息、能量、物種流動(dòng)和交換)屏障功能(雙重性質(zhì):分離和連接;屏障和過濾器)防護(hù)功能(抵御和防護(hù))美學(xué)功能(歷史與文化)簡(jiǎn)述廊道的特征及其生態(tài)學(xué)意義。 3、 論述題 試述如何利用廊道效應(yīng)使城市空間擴(kuò)展趨向合理。 試述廊道的寬度效應(yīng)。答:廊道為線性結(jié)構(gòu),生境的質(zhì)量和物種的數(shù)量都受到廊道寬度的影響;當(dāng)寬度較小時(shí),廊道寬度對(duì)物種數(shù)量影響較小,甚至可以 說沒有影響。達(dá)到一定寬度閾值后,寬度效應(yīng)才會(huì)明顯地 表現(xiàn)出來。 產(chǎn)生邊緣效應(yīng)(edge effect)的地區(qū) 補(bǔ)充:1.線狀廊道 是指全部由邊緣物種占優(yōu)勢(shì)的狹 長(zhǎng)條帶(寬常為12m以下)。如 道路、堤壩、灌渠、輸電線、樹 籬、

28、排水溝等。 l在城市景觀中 , 綠道 (greenway)的生態(tài)效應(yīng)已引 起廣泛關(guān)注(肖篤寧和李秀 珍,1995)。 l 在農(nóng)業(yè)景觀中,道路則往往因就地取土而與溝渠伴 堤壩(如沿河流走向的堤壩和沿海岸線修筑的堤壩),沿河流走 向的堤壩因束縛了水的自然漫溢;而沿海岸線修筑的堤壩(如遼河 三角洲地區(qū))則會(huì)因阻斷了潮汐通道而破壞了原有的生態(tài)洄游路線, 以致造成嚴(yán)重的生態(tài)后果。特點(diǎn):1)狹長(zhǎng)條帶;以邊緣環(huán)境為主,內(nèi)部環(huán)境很少;由邊緣物種占 優(yōu)勢(shì)。2)沒有一個(gè)物種是完全局限于線狀廊道的,相鄰基質(zhì)或斑塊的 環(huán)境條件、人類活動(dòng)、物種和土壤對(duì)線狀廊道的內(nèi)部環(huán)境和 物種影響較大。3)對(duì)于除樹籬以外的其它幾種線性

29、廊道,由于長(zhǎng)期干擾的結(jié)果, 大多有一個(gè)動(dòng)植物相對(duì)缺乏的中心地帶,其維持需要投入大 量的人力和物力。2.帶狀廊道 :是指含豐富內(nèi)部物種的內(nèi)部 環(huán)境的較寬條帶。我國(guó)北方 地區(qū)沿鐵路或高速公路栽植 的白楊林帶,以及東南沿海 地區(qū)較寬的防護(hù)林帶。特點(diǎn):較寬條帶;每邊都有 邊緣效應(yīng),足可包含一個(gè)內(nèi) 部環(huán)境;除有邊緣種外,內(nèi) 環(huán)境中還可能含有較豐富的內(nèi)部種。3.河流廊道:是指沿河流分布而不 同于周圍基質(zhì)的植被 帶。它包括河道邊緣、 河漫灘、堤壩和部分 高地,其寬度隨河流大小而變化。河流到 高地的環(huán)境梯度比較明顯。功能:a.河流廊道具有控制水流和礦質(zhì)養(yǎng)分流動(dòng)的作用;b.河流廊道植被對(duì)水生生物也有直接影響;c

30、.河流廊道作為陸地動(dòng)植物在景觀中的遷移路徑。這一 作用目前尚知之甚少。4.廊道的典型類型1)、綠色道路廊道 (2)高速公路綠化 應(yīng)注意如下問題: 用較寬的綠帶將道路隔開,綠帶上種植矮小的灌木和花 卉,不可種植喬木,綠帶寬度最少4米; 干道兩側(cè)要各留出2030米的安全防護(hù)帶,依次種植草 坪或宿根花卉、灌木、喬木,由低至高,既起防護(hù)作用,又不 妨礙行車視線。( 3)鐵路綠化 應(yīng)注意如下問題: 兩側(cè)種植喬木時(shí),要離開鐵路外軌至少10米,種植灌木時(shí), 至少6米; 邊坡不能種植喬木,可采用草本或矮小灌木護(hù)坡,以防水土沖 刷,保證行駛安全; 通過市區(qū)或居民區(qū)時(shí),在可能的條件下應(yīng)留出較寬地帶種植喬 灌木,以

31、減少噪聲對(duì)居民的影響; 公路與鐵路平交時(shí),應(yīng)留出50米的安全視距,距公路中心400 米以內(nèi),不可種植遮擋視線的喬灌木; 鐵路轉(zhuǎn)彎處內(nèi)徑小于150米,轉(zhuǎn)彎處不得種植喬木,可種植小 灌木和草本。2)、農(nóng)田防護(hù)廊道 農(nóng)田防護(hù)林是防護(hù)林體系的主要林種之一,是指將一定寬度、結(jié) 構(gòu)、走向、間距的林帶栽植在農(nóng)田田塊四周,通過林帶對(duì)氣流、溫度、 水分、土壤等環(huán)境因子的影響,來改善農(nóng)田小氣候,減輕和防御各種 農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害,創(chuàng)造有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境,以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn),并能對(duì)人民生活提供多種效益的一種人工林。 大量實(shí)踐和研究證明,農(nóng)田防護(hù)林對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)效果明顯。3)、河流廊道:河岸帶植被具有重要的

32、功能。 (1) 物種源和棲息地 (2)調(diào)節(jié)氣候 (3)養(yǎng)分能量源 (4)凈化水質(zhì) (5)農(nóng)、林、牧業(yè)基地5.廊道的效應(yīng)u人工廊道與自然廊道效應(yīng) uV-人工廊道梯度場(chǎng)效益(經(jīng)濟(jì) 效應(yīng)) uE-自然廊道梯度場(chǎng)效益(環(huán)境 效益) uD-距人工廊道距離 uF-效益分界點(diǎn) uD1-兩種廊道的效益最佳分界 點(diǎn)距離6.廊道面積與數(shù)目:廊道面積與長(zhǎng)度(帶狀廊道、河流廊道) l a. 長(zhǎng)度與寬度可以表述廊道的線性特征:長(zhǎng)度可以確定廊道同基質(zhì)接觸的程度,寬度可以確定廊道對(duì)基質(zhì)的干擾和對(duì)動(dòng)植物阻 隔的程度。 b.廊道的周長(zhǎng)面積比:廊道的周長(zhǎng)面積比是判斷廊道結(jié)構(gòu)的主要 指標(biāo)??捎美鹊赖拈L(zhǎng)度與該廊道的面積之比來描述。

33、l c.廊道數(shù)目:有利于物種空間運(yùn)動(dòng)和維持、兩條廊道比一條要好 p 多少?zèng)]有明確規(guī)定、生態(tài)廊道的數(shù)目通常被認(rèn)為越多越7.連接度: 廊道的一個(gè)重要特點(diǎn)是其連接度或間斷點(diǎn)的存在。 l 廊道連接度指廊道在空間上如何連接或如何連續(xù)的量度??珊?jiǎn)單地用單位長(zhǎng)度上間斷點(diǎn)或斷開區(qū)(gaps)的數(shù)量來表示。 l 結(jié)點(diǎn):廊道交叉處尤為常見,可以提供許多物種源。 l 間斷區(qū):在很大程度上是人類活動(dòng)所致。 l 功能連接度:所研究的生態(tài)學(xué)對(duì)象或過程特征來確定的連通性 l 結(jié)構(gòu)連接度指景觀單元在空間上表現(xiàn)出來的表觀連通性。 l 結(jié)構(gòu)連接度是反映景觀連接度的基本指標(biāo),以網(wǎng)絡(luò)連接度的 指數(shù)來描述,即網(wǎng)絡(luò)的連接線數(shù)與最大可能連

34、接線數(shù)之比。基質(zhì):一、名詞解釋基質(zhì):景觀中面積 最大、連通性最高并且在景觀功 能上起著優(yōu)勢(shì)作用的景觀要素類 型。如廣闊的草原、沙漠、連片 分布的森林等等。 孔隙度::景觀基質(zhì)中所含閉合斑塊密度的量度,【即單位面積基質(zhì)內(nèi)的邊界閉合 (不接 觸所研究空間或景觀的周界)的 斑塊數(shù)目,與研究對(duì)象的尺度 和分辨率有關(guān),與斑塊大小無(wú)關(guān)?!?邊界密度: 生態(tài)交錯(cuò)帶:是相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶,具有由特定時(shí)間、空間尺度 以及相鄰生態(tài)系統(tǒng)相互作用程度所確定的特征?!旧鷳B(tài)交錯(cuò)帶概念的創(chuàng)新 之處主要就在于它強(qiáng)調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用和相互聯(lián)系?!烤坝^邊界(也稱為生態(tài)交錯(cuò)區(qū)):在特定時(shí)空尺度下,相 對(duì)均質(zhì)的景觀之間

35、所存在的異質(zhì)性過渡區(qū)域?!炯聪噜徤鷳B(tài) 系統(tǒng)之間的過渡區(qū),往往也是尺度較大的不同景觀類型之 間的邊界地帶,如沙漠邊緣,海陸交錯(cuò)帶,山地與平原的 交錯(cuò)地帶等等?!?區(qū)分: 生態(tài)過渡帶和景觀邊界在實(shí)際含義上沒有嚴(yán)格的區(qū)別,在 特征上都要受到時(shí)間和空間尺度,以及相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間 作用強(qiáng)度的影響。因此在景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域里已基本通用二、簡(jiǎn)答題基質(zhì)具有哪些生態(tài)學(xué)意義?如何判斷景觀中的基質(zhì)?答:1.相對(duì)面積,面積是基質(zhì)在景觀中作用大小的一項(xiàng)重要指標(biāo),因此常采 用相對(duì)面積(relative area)作為定義基質(zhì)的第一條標(biāo)準(zhǔn),如 果某種景觀要素占景觀面積的50以上,那么它就很可能是 基質(zhì)。 但是,景觀要素的面積不

36、是判定基底的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在異質(zhì) 性很強(qiáng)的鑲嵌景觀中,可能任何一種景觀要素的面積都不會(huì)超過50。這時(shí)候就需要用其他標(biāo)準(zhǔn)來判定了2.連通性(結(jié)構(gòu)上連通) 如果景觀中某一要素連接得較為完好,并環(huán)繞所有其他景觀要素 時(shí),可以認(rèn)為是基底,如具有一定規(guī)模農(nóng)田的林網(wǎng)、樹籬等?!具@類基 質(zhì)通過連接不同的景觀要素,把整個(gè)景觀聯(lián)系在一起。 連通性(connectivity)高的景觀要素具有三個(gè)方面的作用:該 要素可起一種分隔其他景觀要素的物理屏障的作用;當(dāng)以細(xì)長(zhǎng)條帶 相交形式連接時(shí),景觀要素可起一組廊道的作用,便于物種遷移和基 因交換;該要素可環(huán)繞其他景觀要素而使其形成孤立的“生物島 嶼”?!?.動(dòng)態(tài)控制 如果景觀

37、中的某一要素對(duì)景觀動(dòng)態(tài)控制(dynamic control) 程度較其他要素類型大,也可以認(rèn)為是基質(zhì)。【要了解各個(gè)景觀要素類型對(duì)景觀的動(dòng)態(tài)影響,人們需要進(jìn)行 野外調(diào)查或查閱有關(guān)資料,研究各種生物種類的生物學(xué)特性 和生態(tài)學(xué)特性,才能確定各個(gè)景觀要素對(duì)景觀的影響作用。 l 面積最大、連接度最好的景觀要素類型往往也控制景觀中的 流?;|(zhì)中的優(yōu)勢(shì)種也是景觀中的主要種。 l 基質(zhì)主要是通過產(chǎn)生未來景觀來控制景觀動(dòng)態(tài)。 l 例一:采伐跡地針葉林景觀 l 例二:草原-沙地景觀】簡(jiǎn)述孔隙度的生態(tài)學(xué)意義 。答:孔隙度可指示現(xiàn)有景觀中物種的隔離程度和潛在基因變異的可能性, 也是景觀邊緣效應(yīng)總量的一個(gè)指標(biāo),對(duì)野生動(dòng)

38、物管理有重要的指導(dǎo)意義, 對(duì)物流、能流和物種流也有重要影響。 【例如,在針葉林景觀中,田鼠經(jīng)常出沒在濕草地斑塊上。在某些季節(jié),田鼠會(huì)進(jìn)入森林基質(zhì),啃食更新幼苗。當(dāng)草地斑塊的孔隙度較低時(shí),田鼠對(duì)森林的影響很小,當(dāng)孔隙度高時(shí),田鼠危害則很大。在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中,孔隙度的研究也有重要意義。在城鎮(zhèn)人工建筑 景觀中,綠地斑塊有重要的作用。綠地的大小、距離直接影響居民的生 活質(zhì)量、城市美化與功能的發(fā)揮。在森林采伐中,采伐斑塊的大小與距離直接影響采運(yùn)木材。因此,孔隙度已作為采運(yùn)木材的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)因素來考慮?!咳?、論述題試述景觀邊界的特征及主要功能。答:特征:a.異質(zhì)性:相互滲透、連接、區(qū)分;邊緣種 b.動(dòng)態(tài)性

39、:時(shí)空、種間競(jìng)爭(zhēng)、干擾(突變-非線性;漸變-線 性,生態(tài)梯度) c.宏觀性:景觀功能單元 d.尺度性:尺度敏感;斑塊水平、類型水平、景觀水平功能: a.通道或廊道(conduit or corridor):各種流 b.過濾器或屏障(filter or barrier):半透膜 l c.源(source):邊界兩邊物質(zhì)能量差異,邊緣種流動(dòng) ld. 匯(sink):聚集生態(tài)流(農(nóng)田與人工林景觀、海陸交替 的大陸架) l e.生境(habitat):各種環(huán)境特征,多物種的棲息地試述生態(tài)交錯(cuò)帶在景觀中的作用答:1.穩(wěn)定性:生態(tài)交錯(cuò)帶的抗干擾能力 p 2.波動(dòng):生態(tài)交錯(cuò)帶干擾后的恢復(fù)能力 。3.能量:生

40、態(tài)交錯(cuò)帶的生產(chǎn)力,與鄰接生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量交換 。4.功能差異:生態(tài)交錯(cuò)帶與鄰接生態(tài)系統(tǒng)功能差異的程度 。5.通透性:生態(tài)交錯(cuò)帶對(duì)流的通透能力。6.對(duì)比度:相鄰生態(tài)系統(tǒng)間差異與突發(fā)性變化程度。7.功能通道作用:生態(tài)交錯(cuò)帶起著生態(tài)流流通渠道的作用。8.過濾器或屏障作用:生態(tài)交錯(cuò)帶在生態(tài)系統(tǒng)間起著半透膜的作用。9.源和匯:生態(tài)交錯(cuò)帶既向相鄰生態(tài)系統(tǒng)輸送生態(tài)流,同時(shí)又接納累積相鄰生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)流。p9.棲息地:生態(tài)交錯(cuò)帶是邊緣種的棲息地【補(bǔ)】:1.基質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè):相對(duì)面積上的優(yōu)勢(shì) 、空間上的連接度 、對(duì)景觀總體動(dòng)態(tài)的控制程度2.孔隙度的確定:具有閉合邊界的斑塊數(shù)量越多,基質(zhì)的孔隙度越高。3.

41、 景觀邊界(landscape boundary) u邊界的形狀: 邊界的形狀是各式各樣的,可起過濾或半透膜的作用,所以對(duì)基質(zhì)與斑塊間的相互作用至關(guān)重要,可推論區(qū)分出三種形狀: (1)擴(kuò)展形:沿凸面邊界向周圍擴(kuò)展 (2)殘遺形:處于縮減狀態(tài),有凹面邊界 (3)穩(wěn)定形:相對(duì)平緩波浪邊界4.景觀邊界的確定方法(定性與定量):由于景觀邊界是兩個(gè)或多個(gè)相鄰景觀的交錯(cuò)地帶,它兼有相 鄰景觀的特征,如森林一草原交錯(cuò)帶具有森林和草原的生物 學(xué)和環(huán)境特征,因此可以根據(jù)景觀邊界的這一特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行定性判定。最簡(jiǎn)便的方法是利用地形圖和土地利用圖,或植被圖等專業(yè) 圖,結(jié)合實(shí)地踏查勾繪出各景觀單元的邊界。(定性)多元排

42、序法、聚類分析法、判別分析法、主成分分析法、空 間統(tǒng)計(jì)法、地理邊界法、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)人為切割法。(定量)5. 生態(tài)交錯(cuò)帶 u1)類型:(尺度效應(yīng)) a.按時(shí)間尺度分:短暫或日計(jì)尺度,季節(jié)尺度,永久尺度 b.按空間尺度分:微型交錯(cuò)帶,中型交錯(cuò)帶,大型,矩型 c.從生態(tài)環(huán)境脆弱性:水陸交界帶,干濕交替帶,農(nóng)牧交錯(cuò) 帶,森林邊緣帶,沙漠邊緣帶,城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶,梯度聯(lián)合帶2) 特征: a生態(tài)交錯(cuò)帶具有邊緣效應(yīng) b生態(tài)交錯(cuò)帶是一個(gè)生態(tài)應(yīng)力帶(tension zone) c生態(tài)交錯(cuò)帶對(duì)景觀生態(tài)流的控制作用 d生態(tài)交錯(cuò)帶的敏感性(強(qiáng)調(diào)適應(yīng)性反應(yīng),易變性) e生態(tài)交錯(cuò)帶的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(強(qiáng)調(diào)結(jié)果,脆弱性) f生態(tài)交錯(cuò)帶阻礙物

43、種分布3) 描述: 結(jié)構(gòu)方面: a大?。荷鷳B(tài)交錯(cuò)帶的面積或體積 b寬度:景觀要素的邊緣部分 c形狀:線形、圓形或其它形狀 d生物結(jié)構(gòu):物種多樣性和生物量的分布等 e限制因素:生態(tài)交錯(cuò)帶上生物結(jié)構(gòu)與鄰接生態(tài)系統(tǒng)差異的原因 f內(nèi)部異質(zhì)性:生態(tài)交錯(cuò)帶內(nèi)部的空間異質(zhì)性 g密度:?jiǎn)挝话邏K生態(tài)交錯(cuò)帶的長(zhǎng)度 h分形維數(shù):生態(tài)交錯(cuò)帶形狀的復(fù)雜程度 i垂直性:生態(tài)交錯(cuò)帶內(nèi)結(jié)構(gòu)單元的總高度和層次性 j外形或長(zhǎng)度:生態(tài)交錯(cuò)帶線性軸線的曲線分布格式 k曲合度:直線長(zhǎng)度除以總長(zhǎng)度4) 生態(tài)交錯(cuò)帶的劃分方法計(jì)算步驟(圖):a 首先選取城區(qū)的中心為原點(diǎn)(O)。b 從原點(diǎn)引出6條輻射線,盡可能穿越 不同的景觀要素類型 c.在

44、 輻 射 線 上 每 200m 取 一條 線 段, 分別計(jì)算人工建筑景觀要素和農(nóng)業(yè) 景觀要素的線段數(shù)。d.分別計(jì)算各線段的信息量?!井?dāng)剖面線穿越不同類型的景觀要素邊界 時(shí),分成的兩段將會(huì)有最大的信息量差異, 據(jù)此可以劃定城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶?!孔ⅲ焊骶€段的信息量計(jì)算公式 :a為剖面線上某線段景觀要素的信息量,實(shí)際上不是該線段本身 的信息量,而是以該線段為界的某景觀要素分布的信息量。 b.P為概率,即以該線段為界的某景觀要素的異質(zhì)性分布形式的概 率,即以該線段為界的某景觀要素的組合形式的概率。c Il為該線段左側(cè)某景觀要素的組合形式數(shù);Ir為該線段右側(cè)某景 觀要素的組合形式數(shù);It為某景觀要素在剖面線上總

45、的組合形式 數(shù)。dHt為某景觀要素在剖面線上總的信息量;Hl為某景觀要素在給定 段左側(cè)的信息量;Hr為某景觀要素在給定段右側(cè)的信息量。 e.S為剖面線上被分割的線段數(shù);F為該景觀要素所占有的線段數(shù)6.生態(tài)交錯(cuò)帶的經(jīng)營(yíng)與管理:a.目前生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)在景觀水平上的策略,正由傳統(tǒng)“盡量創(chuàng)造景觀 中林緣的比例”的觀點(diǎn)向“盡量減少林緣比例”的方向轉(zhuǎn)變。b.這是因?yàn)樯⒉际讲煞碓S多不良后果,隨著景觀破碎化程度的提 高,森林斑塊在景觀中的比例線性遞減。同時(shí),景觀中產(chǎn)生了大量 對(duì)比度很高的林緣并影響景觀中很大區(qū)域,使森林內(nèi)環(huán)境急劇變化, 危及林內(nèi)物種,沿林緣林木的死亡率提高。c.因此,目前所采用的方法主要是通

46、過修正采伐方式,模擬森林早期 人為干擾較小,而以風(fēng)、火等自然干擾為主的景觀結(jié)構(gòu)。其中建議 包括設(shè)立較大面積(2萬(wàn)-5萬(wàn)hm2)的無(wú)采伐保護(hù)區(qū),延長(zhǎng)輪伐期至 100-200年,設(shè)計(jì)景觀廊道網(wǎng)絡(luò),以及建立群聚景觀結(jié)構(gòu)。由于很難 在自然景觀中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目前多數(shù)采用計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)際景觀相結(jié) 合的方法,并以木材產(chǎn)量和生物多樣性為主要衡景指標(biāo)。景觀格局1、 名詞解釋 鑲嵌性::一個(gè)系統(tǒng)的組分在空間結(jié)構(gòu)上互相拼接成一個(gè)整體。【 類型:生物鑲嵌性、非生物鑲嵌 景觀的空間異質(zhì)性有兩種表現(xiàn)形式 :梯度與鑲嵌 l 鑲嵌度指數(shù):描述景觀中相鄰生態(tài)系統(tǒng)(斑塊)之間的 生態(tài)學(xué)對(duì) 比度。 l 聚集或分散明確邊界中斷和突變】

47、 粒級(jí)::景觀組分規(guī)模大小的量度,主要用于空間 測(cè)量,是一個(gè)與尺度密切相關(guān)的概念。 【類型:粗粒、細(xì)粒、l測(cè)量方法:景觀要素的平均直徑或面積 l 細(xì)粒(小于1hm2)、中粒(1-100hm2)、粗粒 (大于100hm2)】景觀對(duì)比度::相鄰的不同景觀單元之問的相異程度。 【 類型:低對(duì)比度、高對(duì)比度 l 低對(duì)比度:自然景觀 l 高對(duì)比度:自然景觀或人工景觀 l 景觀對(duì)比度只是描述景觀外貌特征的一個(gè)指標(biāo),其對(duì)比度高低 無(wú)絕對(duì)的優(yōu)劣之分 。(個(gè)別物種生境的保護(hù)) 景觀的對(duì)比度存在季節(jié)上的差異(我國(guó)溫帶大部分地區(qū),春秋 高,冬夏低) 】 網(wǎng)絡(luò): 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括由廊道相互連接形成的廊道網(wǎng)絡(luò),和由同質(zhì) 性

48、和(或)異質(zhì)性景觀斑塊通過廊道的空間聯(lián)系形成的斑塊網(wǎng)絡(luò)?!就ǔR饬x上的網(wǎng)絡(luò)是指廊道網(wǎng)絡(luò)。 p 廊道網(wǎng)絡(luò)可分為兩種形式:分枝網(wǎng)絡(luò)(branching network) ; 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)(circuit network) p 網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上的重要特點(diǎn)有:結(jié)點(diǎn)類型、網(wǎng)狀格局、網(wǎng)格 大小、連通性、閉合性(環(huán)度)及網(wǎng)絡(luò)中的廊道密度等】 結(jié)點(diǎn):【網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn) 常見的類型:十字型、T型、L型和終點(diǎn)(與斑塊連接) “交叉效應(yīng)” 中繼點(diǎn)(站)】網(wǎng)眼大小:可用網(wǎng)絡(luò)線間的平均距離或網(wǎng)絡(luò)所環(huán)繞的景觀要 素的平均面積的大小來表示網(wǎng)格的大小。【網(wǎng)格大小有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)意義。 例如: 景觀功能 研究景觀網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)眼大小與物種粒度的關(guān)

49、 系特別重要?!烤坝^格局: 空間異質(zhì)性 、空間相關(guān)性 、空間規(guī)律性 【研究主要包括:a景觀的組成和結(jié)構(gòu)特征 b.景觀內(nèi)各斑塊的空間相互作用; l 景觀格局動(dòng)態(tài)變化 c.景觀的等級(jí)結(jié)構(gòu) d.景觀格局與功能 】 景觀生態(tài)安全格局:。將景觀中某些潛在的空間格局,稱為景觀生態(tài)安全格局或景觀安全格局【它們由景 觀中的某些關(guān)鍵性的局部、位置和空間聯(lián)系所構(gòu)成。在一個(gè)明顯的異質(zhì)性景觀中,景觀生態(tài)安全格局組分對(duì)控制生 態(tài)過程的戰(zhàn)略意義體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:主動(dòng)優(yōu)勢(shì)、空間聯(lián)系優(yōu)勢(shì)、高效優(yōu)勢(shì)。 以生物保護(hù)為例,一個(gè)典型的景觀生態(tài)安全格局包含以 下幾個(gè)景觀組分:源、緩沖區(qū)、源間連接、輻射道、 戰(zhàn)略點(diǎn) 】 2、 簡(jiǎn)答題

50、簡(jiǎn)述研究景觀格局的重要意義 。 簡(jiǎn)述景觀空間格局分析的步驟 。答: 1.收集處理景觀數(shù)據(jù) 2.收集的景觀資料數(shù)據(jù)化(數(shù)字化景觀) 3.選擇適當(dāng)?shù)姆椒?4.解釋、綜合分析結(jié)果【景觀數(shù)量化的兩種方法:矢量化數(shù)據(jù)和柵欄化數(shù)據(jù)】簡(jiǎn)述景觀生態(tài)安全格局組分對(duì)控制生態(tài)過程的戰(zhàn)略意義 。簡(jiǎn)述網(wǎng)眼大小的生態(tài)意義。答:網(wǎng)格大小有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)意義。 例如: 景觀功能 研究景觀網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)眼大小與物種粒度的關(guān)系特別重要。采伐作業(yè)、農(nóng)田耕種 道路網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)眼大小對(duì)一些野生動(dòng)物的覓食、 筑巢和遷移也起著非常重要的作用。 對(duì)城市規(guī)劃道路系統(tǒng)的影響三論述題 試述景觀結(jié)構(gòu)形成的主要自然要素及其景觀類型。 試述景觀粒級(jí)的生態(tài)意義。

51、結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)舉例說明常見的景觀格局類型及其特點(diǎn) 試述Forman“理想景觀格局模式”的中心思想及其優(yōu)點(diǎn)。 查閱相關(guān)的景觀生態(tài)安全格局文獻(xiàn)?!狙a(bǔ)】1.影響景觀形成的因素:a.非生物環(huán)境的變異 b.生物間的相互作用 c.人類定居和土地利用的歷史與現(xiàn)狀 d.自然干擾的頻率 e.植被演替 f.某些動(dòng)植物對(duì)景觀的改變和控制2. 景觀分異的重要因素。1)氣候因素氣候的意義:光合、呼吸生長(zhǎng)發(fā)育種類或生態(tài)型景觀格局 l 巖石風(fēng)化地貌形成景觀格局 l 土壤形成供水供養(yǎng)控制水、養(yǎng)分循環(huán)路徑2) 地貌因素 u地貌的意義: a.生態(tài)因子數(shù)量和質(zhì)量生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能景觀特征 b.不同的地貌下物質(zhì)、生物流動(dòng)(質(zhì)與量) c.

52、影響各種干擾(地震、滑坡、泥石流、水土流失,物質(zhì)堆 積)比如,沖洪積扇 u地貌景觀類型 ud.內(nèi)外營(yíng)力不同:冰川地貌 、海浪地貌 、風(fēng)成地貌 、喀斯特 地貌、黃土地貌、流水地貌、坡移地貌等 (圖)3) 土壤因素 u土壤的意義:a. 生長(zhǎng)空間提供水分、養(yǎng)分交換場(chǎng)所生態(tài)系統(tǒng)組分 (土壤系統(tǒng)) b. 土壤(土地)承載功能 c.土壤肥力與景觀生產(chǎn)力 d.土壤異質(zhì)性與景觀異質(zhì)性 e.土壤退化與景觀變化。土壤類型:磚紅壤、赤紅壤、紅壤和黃壤、黃棕壤、黑鈣土、栗鈣土4) 植被因素 u植被的意義: a.生產(chǎn)者、消費(fèi)者、棲息地 b.植被與氣候 、地形和土壤相互作用(改變和控制作用) c.植被類型與景觀異質(zhì)性:植

53、被類型的差異反映群落外貌等特 征的差異 d.植被的動(dòng)態(tài)與景觀變化:植被季相和年際變化反映出景觀的變化。植被類型:森林,草原,荒漠,凍原,隱域植被,3.人類對(duì)景觀形成的影響:a.改變了景觀中植物的優(yōu)勢(shì)度和多樣性b.擴(kuò)大或縮小了一些動(dòng)植物物種的分布區(qū) c.人類活動(dòng)對(duì)景觀結(jié)構(gòu)改變的同時(shí),也為外來物種的入侵 提供了機(jī)會(huì) d.改變了土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況 e.人類定居和土地利用改變了景觀鑲嵌格局4.目前主要的景觀結(jié)構(gòu)模型有: (1)斑塊廊道基底模型 (2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)模型 (3)生態(tài)安全格局模型 以上三種模型中,以斑塊廊道基底模型是 為著名。5u網(wǎng)絡(luò)-結(jié)點(diǎn)構(gòu)型: l 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型 p 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括由廊道相互連接形成

54、的廊道網(wǎng)絡(luò),和由同質(zhì) 性和(或)異質(zhì)性景觀斑塊通過廊道的空間聯(lián)系形成的斑 塊網(wǎng)絡(luò)。 p 通常意義上的網(wǎng)絡(luò)是指廊道網(wǎng)絡(luò)。 p 廊道網(wǎng)絡(luò)可分為兩種形式:分枝網(wǎng)絡(luò)(branching network) ; 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)(circuit network) p 網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上的重要特點(diǎn)有:結(jié)點(diǎn)類型、網(wǎng)狀格局、網(wǎng)格 大小、連通性、閉合性(環(huán)度)及網(wǎng)絡(luò)中的廊道密度等6.網(wǎng)狀格局: 網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)格局、樹枝狀網(wǎng)絡(luò)格局、環(huán)圈狀網(wǎng)絡(luò)格局7.景觀空間格局的基本類型:均勻格局景觀、聚集格局景觀、隨機(jī)格局景觀 組合格局景觀1)均勻格局景觀:指某一特定類型景觀要素間的距離相對(duì)一致。 l 【點(diǎn)陣格局、漸變格局、帶狀格局(如城市中的平

55、行主干道及其綠帶等)、交替格局、棋盤格局(如平原湖區(qū)稻田景觀中的魚塘等)、網(wǎng)狀格局(如防護(hù)林網(wǎng))、環(huán)狀格局(如城市環(huán)道及其綠帶)、楔狀格局】2)聚集格局景觀:指景觀要素向某一點(diǎn)或線聚集的景觀類型,也包括景觀要 素由某一點(diǎn)或線向外擴(kuò)展形成的景觀。 【群集格局、線狀格局(如城市建筑沿公路零散分布)、交錯(cuò)格局、交替格局、放射格局(如城市對(duì)外交通干道)、水系格局、指狀格局(如城市周邊森林區(qū)以指狀斑塊和廊道向城 市內(nèi)部延伸等)3)隨機(jī)格局景觀:指所有或某類景觀要素景觀內(nèi)按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī) 律隨機(jī)分布的景觀類型?!旧Ⅻc(diǎn)格局、散斑格局、鑲嵌格局(如平原上的耕作農(nóng)田)4)組合格局景觀:指兩種或多種景觀格局類型同時(shí)

56、存在的景觀類型;也稱特定組合和空間連接。例:城市綠地空間格局及其環(huán)境效應(yīng)_以宜昌市中心城區(qū)為例【斑優(yōu)格局景觀、斑勻格局景觀、廊道格局景觀 散斑格局景觀】景觀生態(tài)學(xué)的核心概念1. 景觀結(jié)構(gòu):景觀的組分構(gòu)成及其空間分布形式。 現(xiàn)階段的景觀生態(tài)學(xué)往往不再區(qū)分景觀格局和景觀結(jié)構(gòu)之間的概念差異,既包括空 間特征,也包括非空間特征。2. 鑲嵌性:一個(gè)系統(tǒng)的組分在空間結(jié)構(gòu)上互相拼接而構(gòu)成整體。 ü 鑲嵌的特征:對(duì)象被聚集,形成清楚的邊界,連續(xù)空間發(fā)生 中斷和突變。 斑塊(patch)-廊道(corridor)-基質(zhì)(matrix)模式: ü 斑塊:在景觀的空間比例尺上所能見到的最小異質(zhì)性

57、單元。 ü 廊道:與兩側(cè)基質(zhì)有顯著區(qū)別的狹長(zhǎng)地帶。 ü 基質(zhì):景觀中的一種范圍廣闊、相對(duì)同質(zhì)、連通性最強(qiáng)、占 支配地位的斑塊或土地覆蓋類型。3. 生態(tài)過程:強(qiáng)調(diào)事件或現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的動(dòng)態(tài)特征。如種 群動(dòng)態(tài)、群落演替、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)、種 子或生物體的傳播、動(dòng)物的遷移運(yùn)動(dòng)、干擾傳播、捕食者-獵物相互作用等等 l 生態(tài)流:生物物種、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其它物質(zhì)和能量在各個(gè) 空間組分間的流動(dòng)。屬于跨生態(tài)系統(tǒng)間的流動(dòng)。 是景觀中生態(tài)過程的具體表現(xiàn)。4. 景觀異質(zhì)性:景觀異質(zhì)性指在一個(gè)景觀中,景觀要素類型、組合及屬性在空間或時(shí)間上的變異性。 景觀異質(zhì)性包含兩方面的含義: 景觀各組成要素及其屬

58、性的不均質(zhì)性和復(fù)雜性;景觀大多是由結(jié)構(gòu)和功能不同的低層次的異質(zhì) 斑塊所構(gòu)成的鑲嵌體。5. 景觀異質(zhì)性的分類 :空間異質(zhì)性【某種生態(tài)學(xué)變量在空間分布上的不均勻 性及復(fù)雜程度,反映一定層次景觀的多樣性信息。包括 二維平面空間異質(zhì)性、垂直空間異質(zhì)性,以及三維立體 空間異質(zhì)性?!?時(shí)間異質(zhì)性【景觀空間結(jié)構(gòu)在不同時(shí)段的差異性,與 空間異質(zhì)性構(gòu)成時(shí)空耦合異質(zhì)性】 功能異質(zhì)性【景觀結(jié)構(gòu)的功能指標(biāo)空間分布的差異性。 一般而言,異質(zhì)性是指空間異質(zhì)性,而用動(dòng)態(tài)變化來表述時(shí)間 異質(zhì)性?!?. 景觀空間異質(zhì)性的表現(xiàn)形式伍業(yè)鋼和李哈濱(1992):空間組成:生態(tài)系統(tǒng)的類型、數(shù)量及其面積比例。 空間構(gòu)型:各生態(tài)系統(tǒng)的空間分布、斑塊形狀、斑塊大小、 各向異性特征;相同類型斑塊之間的連通性、斑塊之間的對(duì) 比度、聚集度、相似度、離散度。空間相關(guān):相鄰斑塊之間的對(duì)比度

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