景觀生態(tài)學復習

第一章景觀生態(tài)學的概念及發(fā)展第一節(jié)景觀與景觀生態(tài)學?景觀.景觀由不同空間單元鑲嵌而成，具有異質(zhì)性.景觀是具有明顯形態(tài)特征與功能聯(lián)系的地理實體，其結(jié)構(gòu)與功能具有相關性和地域性.景觀既是生物棲息地，又是人類的生存環(huán)境.景觀是處于生態(tài)系統(tǒng)之上，區(qū)域之下的中間尺度，具有尺度性.景觀是一個有內(nèi)在關聯(lián)的區(qū)域整體系統(tǒng).景觀是一種風景，其美學價值由文化所決定.景觀是遙感圖像中的像元排列?景觀的概念，與土地、環(huán)境有什么區(qū)別和聯(lián)系景觀是土地的具體部分，與土地有著外延上的從屬關系，景觀代表了一種較為精細的尺度含義；土地概念側(cè)重于社會經(jīng)濟屬性，景觀概念則更強調(diào)供人觀賞的美學價值和景觀作為復雜生命組織整體的生態(tài)價值和帶給人的長期效益，景觀具有更大的內(nèi)涵。景觀是構(gòu)成我們周圍環(huán)境的實體部分，景觀不是環(huán)境要素的全部，是環(huán)境要素綜合作用的產(chǎn)物。二、景觀生態(tài)學景觀生態(tài)學景觀生態(tài)學具有生態(tài)學、地理學、環(huán)境科學、規(guī)劃科學、管理科學等學科的相關功能，適宜于組織跨學科的區(qū)域生態(tài)綜合研究，屬于應用基礎生態(tài)學的范疇。由低到高不同尺度的生態(tài)學研究系列：個體生態(tài)學一一種群生態(tài)學一一群落生態(tài)學一一生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學一一景觀生態(tài)學一一區(qū)域生態(tài)學一一全球生態(tài)學?異質(zhì)性是景觀生態(tài)學的重要概念，指在一個景觀區(qū)域中，景觀元素類型、組合及屬性在空間或時間上的變異程度，是景觀的最顯著特征。包括時間異質(zhì)性和空間異質(zhì)性。空間異質(zhì)性反映一定空間層次景觀的多樣性信息，時間異質(zhì)性反映不同時間尺度景觀空間異質(zhì)性的差異。時空異質(zhì)性的交互作用導致了景觀系統(tǒng)的演化發(fā)展和動態(tài)平衡。?斑塊一廊道一基質(zhì)模式Patch-corridor-matrix這是景觀生態(tài)學中，構(gòu)成并描述景觀空間格局的一個基本模式。斑塊：景觀的空間比例尺上所能見到的最小的異質(zhì)性單元，即一個具體的生態(tài)系統(tǒng)（景觀中，在外觀上明顯不同于周圍環(huán)境的相對離散的地表區(qū)域，它具有空間非連續(xù)性和內(nèi)部均質(zhì)性。它在外觀上與周圍環(huán)境明顯不同）廊道：指不同于兩側(cè)基質(zhì)的狹長地帶，可以看作是一個線狀或帶狀斑塊基質(zhì)：景觀中范圍廣闊、相對同質(zhì)且連接性最強的背景地域，是一種重要的景觀元素，它在很大程度上決定著景觀的性質(zhì)，對景觀的動態(tài)起著主導作用。?景觀的結(jié)構(gòu)與格局景觀作為一個整體成為一個系統(tǒng)，具有一定的結(jié)構(gòu)和功能，其結(jié)構(gòu)和功能在外界干擾和其本身自然演替的作用下，呈現(xiàn)出動態(tài)的特征。景觀結(jié)構(gòu)：景觀的組分構(gòu)成及其空間分布形式，景觀結(jié)構(gòu)包括景觀的空間特征（如景觀元素的大小、形狀和空間組合等）和非空間特征（景觀元素的類型、面積比率等）兩部分內(nèi)容。景觀格局：景觀組分的空間分布和組合特征，如不同類型的斑塊可在空間上呈隨機型、均勻型或聚集型分布。第二章景觀生態(tài)學的理論基礎第一節(jié)系統(tǒng)論與景觀生態(tài)學一、系統(tǒng)論系統(tǒng)論的原則和研究方法整體性原則；關聯(lián)性原則；結(jié)構(gòu)性原則；開放性原則；動態(tài)性原則景觀生態(tài)學與系統(tǒng)論的關系.景觀生態(tài)學的綜合整體性思想.景觀生態(tài)學的有機關聯(lián)思想.景觀生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性.景觀生態(tài)系統(tǒng)的有序性.景觀生態(tài)系統(tǒng)的目的性第三節(jié)自然等級理論與尺度效應一、自然等級理論整個生物圈是一個多重等級層次系統(tǒng)的有序整體：原子一分子一細胞一有機體一種群一生物群落一生態(tài)系統(tǒng)一景觀生態(tài)系統(tǒng)一區(qū)域一人類地球生態(tài)系統(tǒng)1維系等級組織的是結(jié)合能，一般來講，低級組織的結(jié)合能強，而高級組織的結(jié)合能弱。構(gòu)造體積越大、組織層次越高，結(jié)合能就越弱。2景觀具有等級結(jié)構(gòu)，任何系統(tǒng)都由低一等級水平的組分組成，每一組分又是在該等級水平上的整體。3等級結(jié)構(gòu)的約束來自兩個方面，對某一等級上的生態(tài)系統(tǒng)，它受低一級水平上的組分行為約束；同時也受高一等級水平的環(huán)境約束。4不同等級水平上的生態(tài)系統(tǒng)是非平衡的，動態(tài)是生態(tài)系統(tǒng)的普遍現(xiàn)象。生態(tài)系統(tǒng)的亞穩(wěn)態(tài)性只有在一定的約束體系里才能實現(xiàn)，也就是有一定的閾值范圍，當干擾超過一定閾值，生態(tài)系統(tǒng)就會改變其性質(zhì)，失去恢復能力。5等級理論的最根本作用在于簡化復雜系統(tǒng)，以便達到對其結(jié)構(gòu)、功能和行為的理解和預測。二、尺度效應時間和空間尺度包含于任何景觀的生態(tài)過程之中，景觀格局和景觀異質(zhì)性都因我們測定的時間和空間尺度變化而異。觀察異質(zhì)性景觀在不同尺度上的動態(tài)，還可以了解景觀的空間等級結(jié)構(gòu)。景觀生態(tài)研究屬于一種長期生態(tài)研究，長期生態(tài)研究在空間尺度的擴展可以從數(shù)平方公里的生態(tài)系統(tǒng)及景觀水平到幾十平方公里甚至幾百平方公里的區(qū)域水平，一直到整個大陸及全球水平。三、景觀結(jié)構(gòu)的鑲嵌性？鑲嵌性(mosaic)：一個系統(tǒng)的不同組分在空間結(jié)構(gòu)上互相拼接而構(gòu)成的整體。斑塊-廊道-基質(zhì)模型即是對此的一種理論表述。作為鑲嵌體的景觀按照其所含的斑塊的粒度，可以區(qū)分為粗粒(coarsegrain)和細粒(finegrain)景觀四、生態(tài)流的空間聚集與擴散生物物種與營養(yǎng)物質(zhì)及其他物質(zhì)、能量在各個空間組分間的流動被稱為生態(tài)流，它們是景觀中生態(tài)過程的具體體現(xiàn)。受景觀格局的影響，這些流分別表現(xiàn)為聚集與擴散，屬于跨生態(tài)系統(tǒng)間的流動，以水平流為主。它需要克服空間阻力來實現(xiàn)對景觀的覆蓋與控制。景觀中的能量、養(yǎng)分和物種，都可以從一種景觀要素遷移到另一種景觀要素，這些運動或流動取決于5種主要媒介物或傳輸機制：風、水、飛行動物、地面動物和人。五、景觀的自然性與文化性景觀不單純是一種自然綜合體，按照人類活動對景觀的影響程度可劃分出自然景觀、管理景觀和人工景觀。當今地球上不受人類影響的純粹自然景觀日漸減少，而以各種不同的人工自然景觀或人工經(jīng)營景觀占據(jù)陸地表面的主體。理想的有生命力的景觀是指具有很高的生物多樣性和生產(chǎn)力，而只需要較低能量維持，并且抗干擾性強的生態(tài)系統(tǒng)的組合。六、景觀演化的不可逆性與人類主導性景觀系統(tǒng)和其他自然系統(tǒng)一樣，其宏觀的運動過程是不可逆的，稱為時間反演不對稱，它通過開放從環(huán)境引入負：W而向有序發(fā)展。景觀演化的動力機制有自然干擾與人為活動影響兩個方面，由于今天世界上人類活動影響的普遍性與深刻性，人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用，但通過對景觀變化方向和速率的調(diào)控可實現(xiàn)景觀的定向演變和可持續(xù)發(fā)展。應用生物控制共生原理進行景觀生態(tài)建設，是景觀演化中人類主導性的積極體現(xiàn)、景觀價值的多重性經(jīng)濟價值：主要體現(xiàn)在生物生產(chǎn)力和土地資源開發(fā)等方面；生態(tài)價值，主要體現(xiàn)為生物多樣性與環(huán)境功能等方面；美學價值，表現(xiàn)為宜人性，文化傳承，表現(xiàn)為人對自然的親近與回歸景觀生態(tài)學與3s隨著信息革命發(fā)展起來的遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS、地理信息系統(tǒng)(GIS)及其集成的3s技術，已經(jīng)成為景觀生態(tài)研究的最佳手段。第三章景觀結(jié)構(gòu)?景觀生態(tài)學主要研究景觀的3個特征1結(jié)構(gòu)一一不同生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)單元的空間關系2功能一一景觀單元之間的相互作用3動態(tài)一一斑塊鑲嵌結(jié)構(gòu)與功能隨時間的變化?景觀元素有三種類型：1斑塊(patch)2廊道(corridor)3基質(zhì)(matrix)第一節(jié)景觀發(fā)育?景觀發(fā)育的影響因素.氣候是影響景觀結(jié)構(gòu)最重要的因子。.人類對景觀結(jié)構(gòu)的改造從未停止：A改變了景觀中植物的優(yōu)勢度和多樣性，特別是森林優(yōu)勢樹種；B擴大或縮小了一些動植物物種的分布區(qū)；C人類活動對景觀結(jié)構(gòu)改變的同時，也為外來物種入侵提供了機會；D改變了土壤的營養(yǎng)狀況；E人類定居和土地利用改變了景觀鑲嵌格局。.自然干擾和氣候、地貌、動植物定居及人類干擾一樣是景觀結(jié)構(gòu)形成的重要原因之一。第二節(jié)斑塊?一、斑塊的起源影響斑塊起源的主要因素包括環(huán)境異質(zhì)性、自然干擾和人類活動。根據(jù)起源可將其分為如下幾種：.環(huán)境資源斑塊由于環(huán)境資源的空間異質(zhì)性或鑲嵌分布導致環(huán)境資源斑塊產(chǎn)生。環(huán)境資源斑塊相當穩(wěn)定，與干擾無關,如裸露山脊上的石楠荒原、石灰?guī)r地區(qū)的低濕地、沙漠上的綠洲等。由于環(huán)境資源分布的相對持久性，所以斑塊也相對持久。.干擾斑塊基質(zhì)內(nèi)各種局部干擾可形成干擾斑塊，泥石流、雪崩、風暴、冰雹、哺乳動物的踐踏等許多自然變化以及人類的干擾都可能產(chǎn)生干擾斑塊。如森林采伐、草原燒荒、礦區(qū)開采等都是地球表面廣泛分布的干擾斑塊。它持續(xù)時間短，通常是消失最快的斑塊類型，但也可能由長期干擾持續(xù)形成，如一個重復放牧的牧場，周期性的洪水等，使斑塊物種適應于干擾狀態(tài)。.殘存斑塊殘存斑塊的成因與干擾斑塊正好相反，它是動植物群落在受干擾基質(zhì)內(nèi)的殘留部分，如景觀遭火燒時殘存的植被斑塊、免遭蝗蟲危害的植被等，以其一些殘存的動物斑塊。.引進斑塊當人們將生物引進某一地區(qū)時，就產(chǎn)生了引進斑塊，與干擾斑塊相似，小面積干擾可產(chǎn)生這種斑塊。①種植斑塊：如農(nóng)田、人工林、高爾夫球場等，都是在基質(zhì)上形成的種植斑塊，種植斑塊需要人工的管理來維持，如果不進行管理，那么基質(zhì)物種就會侵入斑塊，發(fā)生演替，最終消失。不同的是，引進物種（如人工林）可能長期占優(yōu)勢，延緩了演替過程。②聚居地：人類聚居地是最明顯而又普遍存在的景觀成份之一，包括房屋、庭園及毗鄰的周圍環(huán)境。斑塊區(qū)別大小、數(shù)量、位置三個指標?二、斑塊大小.對物質(zhì)和能量的影響斑塊內(nèi)部和邊緣地帶的養(yǎng)分存在差異，小斑塊的邊緣比例高于大斑塊，因此，正常情況下，小斑塊單位面積上的能量和養(yǎng)分含量與大斑塊有差異。一般的情況總是大斑塊比小斑塊含的能量和養(yǎng)分豐富。也有不同，比如，一個小斑塊（麥田）從邊緣到內(nèi)部我們會發(fā)現(xiàn)邊緣產(chǎn)生的產(chǎn)量高于內(nèi)部。原因：充分利用光、溫度、水、且競爭少.對物種的影響小斑塊物種增長快，大斑塊物種增長慢，但較持久。大斑塊比小斑塊有更高的營養(yǎng)級的動物，并且食物鏈也更長。動物的分布也會因?qū)吘墐?nèi)部的喜愛程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動，食草與食肉動物也經(jīng)常在邊緣地帶活動，邊緣單位的生物量也高于內(nèi)部。分析表明，大致的規(guī)律是面積增加10倍，物種增加2倍；面積增加100倍，物種增加4倍；即面積每增加10倍，所含的物種數(shù)量成2的募函數(shù)增加，2是個平均值，通常在1.4~3.0之間。這種關系的另一層含義表明，如果原生生態(tài)系統(tǒng)保存10%的面積，將有50%的物種保存下來。如果保存1%的面積，則會有25%保存物種被保存。.對生境適宜性的影響作為生物棲息地的斑塊，斑塊大小對不同物種的意義差別很大。.斑塊與自然保護區(qū)A大的自然保護區(qū)保護物種多B完整比破碎要好C盡量減少隔離度D簇狀比線狀好E走廊連接F圓形較好設計保護區(qū)時，主要保護：1較高的當?shù)匚锓N多樣性2稀有種和瀕危種3穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)三、斑塊形狀與斑塊數(shù)目.圓形和扁長型斑塊圓形（或正方形）斑塊與相同面積的矩形斑塊相比具有較多的內(nèi)部面積和較少的邊緣，相同面積的狹長斑塊則可能全是邊緣。較高的內(nèi)緣比率（interiorratio）可以促進某些生態(tài)過程，而較低的內(nèi)緣比率可增強其他重要過程。形狀的功能效應主要取決于斑塊長軸的走向，因為它常代表某些景觀流的走向指標形狀內(nèi)部邊緣邊緣長度與本底作用斑塊內(nèi)障礙物生境異質(zhì)性物種多樣性走廊價值圓形高小小少小大大長條形低大大多大小小.環(huán)狀斑塊形狀很特殊的斑塊，環(huán)狀生態(tài)系統(tǒng)的總邊界較長，邊緣帶寬，內(nèi)緣比率較低，與扁長斑塊相似，而與圓形斑塊不同，因此內(nèi)部中稀少，。如：環(huán)繞北極地區(qū)分布格局；高山環(huán)繞山體；繞湖周圍；森林采伐形成.半島斑塊半島斑塊形狀呈狹長狀或凸狀外延，它們可以起到景觀內(nèi)物種遷移通路的作用，因而實際上可能是物種遷移的“漏斗”或“聚集器”。?漏斗效應：在半島頂端，出現(xiàn)動物路徑密度較大的效應。相反，半島對其兩側(cè)斑塊也起到一種屏障作用。四、斑塊鑲嵌特定的斑塊鑲嵌結(jié)構(gòu)在不同的景觀中重復出現(xiàn)，不同類型的斑塊之間存在正的或負的組合，并且呈現(xiàn)隨機、均勻或是聚集的格局。景觀鑲嵌格局有兩方面的作用：①如果一個斑塊是火災或蟲害爆發(fā)的干擾源，那么當它被隔離時，干擾就可能不會進一步擴散。②不同類型的斑塊鑲嵌在一起，就能形成一種有效的屏障。五、斑塊化與斑塊動態(tài).斑塊化機制斑塊化：斑塊的空間格局及其變異，通常表現(xiàn)在斑塊大小、內(nèi)容、密度、多樣性、排列狀況、結(jié)構(gòu)和邊界特征等方面。斑塊動態(tài)是指斑塊內(nèi)部變化和斑塊間相互作用導致的空間格局及其變異隨時間的變化，主要研究斑塊的空間格局及其形成、演化與消亡機制，它強調(diào)時空異質(zhì)性、非平衡特征、以及等級結(jié)構(gòu)特征。斑塊化產(chǎn)生的原因：①自然干擾；②人為干擾；③環(huán)境的時空異質(zhì)性。.斑塊化的生態(tài)效應①種群動態(tài)與斑塊化：斑塊化具有重要的生態(tài)學意義,其顯著效應之一就是異質(zhì)種群的形成。隨著生境破碎化，種群在空間分布趨于島嶼化，異質(zhì)種群就是同種的當?shù)胤N群在不同斑塊上分布的總和，是種群之群。②資源分布的斑塊化：生物生存在很大程度上取決于資源的時空分布格局。資源有效程度高時，其空間分布格局并不重要；而當資源有效程度低于某一限度時，其空間分布格局的重要性隨資源有效程度的降低而明顯提高。③干擾與斑塊化：干擾是時空斑塊化形成的原因之一，它影響資源的空間分布。④人類影響的斑塊化：人類活動導致自然景觀趨于斑塊化,小尺度上和大尺度上都存在。自然斑塊化最普遍的現(xiàn)象是物種遷移于不同斑塊之間，而人類影響的斑塊化最終消滅物種的遷移，這是加劇物種消失的原因之一。⑤斑塊化與物種的共同演化：正是由于各種生命形式與各種異質(zhì)性的環(huán)境相互作用,在適者生存的選擇壓力之下，導致了物種的多樣性，而生物多樣性本身則增加了生物斑塊化，二者是協(xié)同進化的作用。?六、有關斑塊的基本原理.邊緣生境與物種：大斑塊分為兩個小斑塊會產(chǎn)生額外的邊緣生境，邊緣種（一般為景觀中常見種或廣布種）數(shù)量規(guī)模會因此增長。.內(nèi)部生境與物種：大斑塊分為兩個小斑塊會減少內(nèi)部種生境空間。.當?shù)匚锓N滅絕的可能性：大斑塊內(nèi)物種滅絕可能性小。.滅絕：斑塊小、生境質(zhì)量低則滅絕可能性大.生境多樣性：大斑塊生境較為多樣.抵御干擾的障礙：大斑塊分為兩個小斑塊后，可以阻止某些干擾的擴散。.大斑塊的優(yōu)點：景觀安全格局中關鍵性區(qū)域，結(jié)構(gòu)要素豐富，內(nèi)部種相對穩(wěn)定，為動植物提供避難所，為近自然的干擾條件（是不是自然干擾？）提供可能性。.小斑塊的優(yōu)點：可作為物種運動腳踏石，能容納一些大斑塊不常見或少見的物種，提供額外生態(tài)效鎘.o.生境損失：斑塊移除一一群落數(shù)量規(guī)?？s小一一生境多樣性、物種數(shù)量減少.復合種群動態(tài)：復合種群指分散在不同斑塊間相互作用的種群，斑塊減少會減少復合種群的規(guī)模和穩(wěn)定性，增加物種滅絕可能性。.大斑塊的數(shù)量：大斑塊包含適合這類斑塊生存幾乎所有物種時，兩個這樣的大斑塊即能維護物種豐富度，若只包含有限物種，則需要多個。.作為生境的成組斑塊：缺少大斑塊時，廣適性物種能生存在大量毗鄰的小斑塊中。.滅絕：單塊孤立斑塊物種滅絕可能性大。孤立不僅在距離上，而且在基質(zhì)棲息地與斑塊對比度上（如森林與草地和沙漠與草地）。.重新定居：靠近其他斑塊的斑塊物種比孤立斑塊物種有更高的重新定居的機會。.為實現(xiàn)保護目標的斑塊選擇：考慮對整個生態(tài)格局的貢獻；不尋?；颡毺靥卣鞯龋ㄗ鳛榻又参锞坝^安全格局理論基礎）第三節(jié)廊道一、廊道的作用通道阻隔過濾器棲息地對周圍環(huán)境與生物產(chǎn)生影響的影響源的作用。二、廊道起源干擾廊道（鐵路、公路）殘存廊道（采伐森林留下的林帶，穿越農(nóng)田的草帶等）環(huán)境資源廊道（河流廊道和狹窄山脊上的動物路徑等）種植廊道（防護林帶、樹籬等）再生廊道（受干擾后再生的帶狀植被，如沿柵欄生長的樹籬）。

三、廊道的結(jié)構(gòu)特征.曲度廊道中兩點間的實際距離與它們之間的直線距離之比。這與生物沿廊道的移動有關，一般說來，廊道越直距離越短，生物移動就更快。.寬度廊道寬度變化對物種遷移有重要意義，窄的廊道作用不明顯，但具有同樣意義。.連通性指廊道如何連接或在空間上怎樣連續(xù)的量度。一個廊道的連通性高低決定了廊道的通道和屏障功能。.內(nèi)環(huán)境指廊道在景觀中要延伸一段距離，其兩端往往也存在差異（如樹籬的頂部和底部）。一般說都有一種梯度，物種組成和相對豐度沿廊道逐漸變化。1）從邊緣到中心的物種組成發(fā)生急劇變化例如：公路、河流、林帶2）環(huán)境條件與外部有所不同例如：林蔭路冬暖夏涼3）水平上延伸一段距離，水平梯度也會發(fā)生變化。.狹點廊道中的狹窄處。作用：影響運動。例如，河流峽口等。.結(jié)點兩個廊道的連接處或一個廊道與斑塊的連接處。作用：結(jié)點在管理與規(guī)劃中十分有用，因為它提供了許多相連系的物種源，當物種在斑塊中消失時，有利于物種重新遷入。例如，河流急轉(zhuǎn)彎的凹面常出現(xiàn)一片泛濫平原，兩條公路交叉處的重疊植被等。?四、廊道分類線狀廊道如小道、公路、鐵路、堤壩、樹籬、排水溝、灌渠等，是指由邊緣物種占優(yōu)勢的狹長條帶，由于長期干擾的結(jié)果，它們大多有一個動植物相對缺乏的中心地帶（人工化明顯），保持這種廊道需要大量人力投入。狹窄的河流（尤其是城市河流）有時也可能具有線狀廊道的特征。帶狀廊道帶狀廊道較寬，每邊都有邊緣效應，足可包含一個內(nèi)部環(huán)境。帶狀廊道和線狀廊道的基本生態(tài)差異主要在于寬度，景觀中帶狀廊道出現(xiàn)的頻率比線狀廊道少，常見的有高速公路、寬林帶等（具有中間內(nèi)部生境）。就帶寬度線狀廊道與帶狀廊道的對比就帶寬度帶狀廊道與線狀廊道的基本生態(tài)差異主要在于寬度，具有重要的功能意義。林帶寬度與物種多樣性林帶寬度增加，環(huán)境異質(zhì)性增加，進而造成物種多樣性增加。林帶很窄時，邊緣、內(nèi)部種都很少，隨寬度增加，邊緣、內(nèi)部種均增加，但邊緣種在寬度略增加時即迅速增加，而內(nèi)部種則要在寬度達到一定值時才能增加，閾值一般為7-12米。河流廊道是指沿河流分布，而不同于周圍基質(zhì)的植被帶。1）結(jié)構(gòu)河道邊緣、河漫灘、堤壩和部分高地。河流到高地的環(huán)境梯度較明顯。洪水過后沉積物營養(yǎng)豐富，因此河漫灘的植物生產(chǎn)力高，會在洪水過后迅速再生。廊道植被對河水有直接影響，植被郁閉可保持河水清涼，枯枝敗葉成為河流食物鏈的基礎。2）寬度a應具備有效地控制從高地到河流的水流和營養(yǎng)的功能。b有利于森林內(nèi)部種沿河運動，寬度應超出邊緣效應。河流廊道能夠控制水流和礦質(zhì)養(yǎng)分流動，寬的河流廊道內(nèi)水質(zhì)一般比較好。3）河流等級最小的河流叫一級河流。兩個一級河流合成一個二級河。4）功能①它控制著河水及周圍陸地進入河流的物質(zhì)流動。②它影響河流本身的運輸。③侵蝕、養(yǎng)分流、地表徑流、洪水、沉積作用、水的質(zhì)量都與廊道的寬度有關。④它為物種的遷移和棲息提供了條件。⑤為人類提供運輸航道、物質(zhì)資源、保護作用。五、有關廊道的基本原理廊道與物種運動1廊道功能的控制原理：寬度和連接度是控制廊道的生境、傳導、過濾、源匯5種功能的主要因素。2廊道空隙影響原理：對物種運動的影響取決于空隙的長度和物種運動的空間尺度，以及廊道與空隙之間的對比度。3結(jié)構(gòu)與區(qū)系相似性原理：多數(shù)情況下，只要和斑塊的植被結(jié)構(gòu)相似就可以滿足內(nèi)部種在斑塊建運動的要求；但如能使廊道與斑塊間在植物區(qū)系方面也相似，其效果會更好。踏腳石4踏腳石連接度原理：在廊道間或沒有廊道的地方，加設一行踏腳石，可增加景觀連接度，并可增加內(nèi)部種在斑塊間的運動。5踏腳石間距原理：具視力的動物在踏腳石間移動時，其有效移動距離往往是由對相鄰踏腳石的視覺能力來決定。6踏腳石消失原理：作為踏腳石的小斑塊消失后會抑制物種在斑塊間的運動，并增加斑塊隔離距離。踏7腳石群原理：在大斑塊間的踏腳石斑塊最佳分布格局是，所有踏腳石作為群體形成連接生境斑塊的多條相互聯(lián)系的直通道。道路與防風林帶8道路及另外的槽型廊道原理：道路等通常把種群分割成復合種群。9風蝕及其控制原理：如控制風蝕應減少主風方向農(nóng)田的裸露面積，保護植被河流廊道10河流廊道與溶解物原理：具有寬而濃密植被的河流廊道，能更好的減少來自周圍景觀的各種溶解物污染，保證水質(zhì)。11河流主干道寬度原理：河流主干道兩旁應保持足夠?qū)挼闹脖粠В钥刂苼碜跃坝^基底的溶解物質(zhì)，為兩岸的內(nèi)部種提供足夠的生境和通道。12河流廊道寬度原理：維持兩岸高地的植被，提供內(nèi)部種生境，要保證延河流方向至少有非連續(xù)性植被覆蓋，以減緩洪水影響，并為水生食物鏈提供有機質(zhì)。河流廊道連接度原則，河流兩側(cè)植被帶的寬度和長度共同決定河流的生態(tài)學過程，不間斷的河流植被能維持，水溫低、含氧高的水生條件，有利魚類生存。第四節(jié)基質(zhì)?一、基質(zhì)的判定.相對面積面積最大的景觀要素往往也控制景觀中的流，通?；|(zhì)的面積超過現(xiàn)存的任何其它景觀要素的總面積，基質(zhì)中的優(yōu)勢種也是景觀中的主要種。.連通性確認基質(zhì)的第二個標準是連通性，基質(zhì)的連通性較其它現(xiàn)存景觀要素高。連通性高的作用：1）可以作為障礙物將其他要素分開。例如：防火帶2）便于物種遷移與基因交換。3）使其他要素成為生境島。.控制程度判斷基質(zhì)的第三個標準是看景觀元素對景觀動態(tài)的控制程度，基質(zhì)對景觀動態(tài)的控制程度較其它景觀要素類型大。確定基質(zhì)時，如果某種景觀要素的景觀面積較其它景觀要素大得多，就可確定為基質(zhì)；如果某種景觀要素類型的面積大體相似，那么連通性高的可視為基質(zhì)；如果憑這兩個標準仍然不能確定基質(zhì)，則要獲取有關物種組成和生活信息，哪一種景觀要素對景觀動態(tài)的控制作用大則是基質(zhì)。二、基質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征.孔隙度斑塊在基質(zhì)中稱為孔。單位面積的斑塊數(shù)目稱為孔隙度，它是本底中斑塊密度的量度，與斑塊大小無關?？紫抖扰c邊緣效應密切相關，對能流、物流和物種流有重要影響。.邊界形狀景觀元素間的邊界起到過濾器或半透膜的作用，邊界形狀對基質(zhì)與斑塊間的相互作用極為重要。具備最小的周長與面積之比的形狀（圓形）不利于能量與物質(zhì)交換，但對于保護資源十分重要；相反，周長與面積之比大的形狀（條形）利于與周圍環(huán)境進行大量的能量與物質(zhì)交流。第三種形狀是樹枝狀，主要與運輸有關，如河流、路網(wǎng)等。.網(wǎng)絡廊道交織在一起構(gòu)成網(wǎng)絡，如果基質(zhì)所圍繞的景觀要素較大，或空隙度較高，也構(gòu)成廊道網(wǎng)絡。網(wǎng)絡顯示了廊道的連通性、路線和網(wǎng)眼大小。廊道網(wǎng)絡分為兩種形式，分支網(wǎng)絡和環(huán)形網(wǎng)絡。前者是樹枝狀的比如河網(wǎng)，后者是閉合的，如公路網(wǎng)。1）連接類型：十字型、T型、L型2）網(wǎng)絡格局：網(wǎng)線上有沒有中斷，以及中斷處的長度。樹籬網(wǎng)就是一個由矩形景觀要素組成的格網(wǎng)。3）結(jié)點的大小4）網(wǎng)眼大小：指組成網(wǎng)絡的線之間的平均距離或者線所環(huán)繞的景觀元素的平均面積。網(wǎng)絡內(nèi)景觀要素的大小、形狀、環(huán)境條件、物種豐富度和人類活動等特征對網(wǎng)絡本身有重要影響。對物種粒度有影響，例如：法國布列塔尼地區(qū)一種領地較小的食肉性甲蟲，在農(nóng)田平均網(wǎng)眼面積大于>4ha時消失，貓頭鷹在網(wǎng)眼為7ha時消失。三、有關基質(zhì)的基本原理網(wǎng)絡1網(wǎng)絡連接度和環(huán)回度原理：可表示網(wǎng)絡的復雜程度，并可作為對物種連接度的指標。2環(huán)路和多選擇路線原理：在廊道網(wǎng)絡中，多選擇路線或環(huán)路可減少廊道內(nèi)空隙、干擾，從而促進動物的運動。3廊道密度和網(wǎng)孔大小原理：隨著廊道網(wǎng)絡網(wǎng)孔的減小，受廊道抑制的物種的存活力顯著下降。4連接點效應原理：在自然植被的廊道交接點上，常有一些內(nèi)部種出現(xiàn)，而且其種的豐富度高于網(wǎng)絡的其他地方。5相連小斑塊原理：連接在廊道網(wǎng)絡上的小斑塊或節(jié)點可能比面積相同但遠離網(wǎng)絡的板塊有較高的種豐富度和較低物種滅絕率。6生物傳播和相連小斑塊原理：網(wǎng)絡上的小斑塊或節(jié)點可為某些生物提供暫棲地或臨時繁殖地。破碎化與格局7總生境和內(nèi)部生境損失原理：景觀破碎化降低總的生境面積，但內(nèi)部生境面積比邊緣生境面積降低得更快。8分形斑塊原理：分形是對過度變化的自然反應，彼此隔離的斑塊常常對干擾做出相應的反應。市郊化、外來種和保護區(qū)原理，應建立外來種的緩沖區(qū)，以保護生物多樣性與自然保護區(qū)。尺度粗細9鑲嵌體粒度粗細原理：一個由粗粒度和細粒度地段相間組成的景觀可為內(nèi)部種、多生境種，提供最佳生態(tài)效益，及一系列環(huán)境資源條件。10動物對破碎化尺度的感觀原理：粗粒度破碎化生境對于絕大多數(shù)動物來說是不連續(xù)的。確限種specialist和廣布種generalist原理，細粒度生境破碎化對確限種的不利影響要比廣布種更大。11多生境種的鑲嵌格局原理：多種生境匯合處或不同類型生境相同排列的景觀有利于多生境物種的存活。第五節(jié)景觀異質(zhì)性一、景觀異質(zhì)性與景觀多樣性異質(zhì)性與多樣性一樣是景觀生態(tài)學的兩個概念。多樣性主要描述斑塊性質(zhì)的多樣化，而異質(zhì)性則是斑塊空間鑲嵌的復雜性或者景觀結(jié)構(gòu)空間分布的非均質(zhì)性和非隨機性。1、景觀多樣性生態(tài)系統(tǒng)集合（斑塊，卜t質(zhì)）的多樣性。景觀多樣性與景觀穩(wěn)定性。景觀類型多樣性與物種多樣性的關系。2、景觀異質(zhì)性定義：生態(tài)系統(tǒng)集合的、斑塊空間鑲嵌的復雜性。景觀異質(zhì)性是許多基本生態(tài)過程和物理環(huán)境過程在空間和時間尺度連續(xù)上共同作用的產(chǎn)物。主要來源：自然干擾、人類活動干擾、植被的內(nèi)源演替及其特定發(fā)展歷史。對景觀異質(zhì)性的研究主要側(cè)重三個方面：.空間異質(zhì)性，景觀結(jié)構(gòu)在空間分布的復雜性。.時間異質(zhì)性，景觀空間結(jié)構(gòu)在不同時段的差異。.功能異質(zhì)性，景觀結(jié)構(gòu)的功能指標，如物質(zhì)能量和物種流等空間分布的差異。二、景觀異質(zhì)性的意義景觀異質(zhì)性作為一個景觀結(jié)構(gòu)的重要特征，對景觀的功能過程有顯著影響。如：影響資源、物種或干擾在景觀上的流動和傳播。景觀的異質(zhì)性和同質(zhì)性因觀察尺度而變化，異質(zhì)性是絕對的，它存在于任何等級結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)內(nèi)，而同質(zhì)性是相對的，某一尺度上的異質(zhì)景觀，對于比它低一層次的空間單元（或斑塊）而言，則可視為相對同質(zhì)的。第六節(jié)景觀空間格局景觀空間格局（landscapepattern）一般指大小和形狀不一的景觀斑塊在空間上的配置。景觀格局是景觀異質(zhì)性的具體表現(xiàn)，同時又是包括干擾在內(nèi)的各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果。景觀作為一個整體具有其組成部分所沒有的特性。景觀鑲嵌格局在所有尺度上都存在，并且是由斑塊廊道-基質(zhì)這一模式所構(gòu)成的。一、斑塊、廊道和基質(zhì)的構(gòu)型（圖）.散布格局.網(wǎng)狀格局.交錯分布格局.棋盤格局相關的重要概念鑲嵌度也就是斑塊的密度，在識別景觀的特定構(gòu)型之前應該首先確定它。一般來講，斑塊面積較小的城郊景觀比面積較大的草原景觀具有更高的鑲嵌度。掩蔽點（聚集點）在由多種斑塊類型組成的鑲嵌體中，一般會有3個或更多的景觀要素類型相交于某一點，這些地方分布有多種資源，對野生動物也特別重要。漏斗效應除景觀要素間的相應作用集中外，聚集點往往位于2個景觀要素構(gòu)成的半島尖端，是動物遷移和其他物種穿越景觀的關鍵點。聚集線景觀要素間極為接近的線狀廊道稱為聚集線，如草原和農(nóng)田間的防護林，人工針葉林和闊葉林之間的伐木道。、景觀對比度景觀對比度指不同景觀單元（鄰近的）之間的相異程度若差異大且過渡帶窄而清晰為高對比度，反之低對比度。人為活動增加對比度。1、低對比度結(jié)構(gòu)：低對比度的景觀一定是自然形成的，甚至沒有諸如明顯的低濕凹地或河流廊道這樣的自然景觀要素?；|(zhì)是異質(zhì)性的，這種異質(zhì)性往往使基質(zhì)和斑塊之間區(qū)別不明顯，如果一組相鄰景觀要素在整個景觀中沒有顯著差異，則景觀是均質(zhì)的。2、高對比度景觀①自然景觀：自然機制可以形成高對比度結(jié)構(gòu)，特別是在土壤條件對優(yōu)勢植物活動物種的分布起控制作用的地區(qū)。②人工景觀：人們可以在大面積均勻基質(zhì)內(nèi)建造一個高對比度的景觀。三、景觀粒徑依景觀要素的大小，景觀可有粗粒(coarsegrain)和細粒(finegrain)之分。粒徑大小主要取決于整個景觀的尺度。例如：.熱帶稀樹草原景觀呈細粒狀，每棵具環(huán)形裸土的樹或灌木都是一個斑塊。.斑塊直徑為數(shù)公里的摩洛哥阿特拉斯山呈粗粒狀景觀。四、附加結(jié)構(gòu)第七節(jié)生態(tài)交錯帶?生態(tài)交錯帶不同景觀斑塊空間鄰接會產(chǎn)生與斑塊特征不同的邊緣帶，即生態(tài)交錯帶(ecotone)。交錯帶的特殊功能即是邊緣效應(edgeeffect)。一、邊緣效應.邊緣及邊緣效應的概念邊緣是指兩個不同的生態(tài)系統(tǒng)相交而形成的狹窄地區(qū)。在景觀要素的在邊緣地帶由于環(huán)境條件不同，可以發(fā)現(xiàn)不同的物種組成和豐富度，即邊緣效應。邊緣物種(edgespecies):指僅僅或主要利用景觀邊界的物種。內(nèi)部物種(interiorspecies):指遠離景觀邊界的物種。.邊緣的類型固有邊緣：境資源上的差異造成的邊緣。特點：過渡緩慢、連續(xù)性強、變化很小。例如：森林和沼澤之間的邊緣誘導邊緣：天然或人為干擾造成的邊緣。特點：過渡顯著、存在時間短。例如：森林與火燒跡地之間的邊緣。.邊緣寬度的影響因子a太陽角向赤道方向超過向極地方向的寬度b溫帶超過熱帶c主風向超過其他風向d斑塊與本底垂直結(jié)構(gòu)差異越大，邊緣寬度差異越大邊緣效應在性質(zhì)上有正效應和負效應正效應：效應區(qū)（交錯區(qū)、交接區(qū)、邊緣）比相鄰的群落具有更為優(yōu)良的特性，例如生產(chǎn)力提高、物種多樣性增加等等。負效應：負效應主要表現(xiàn)在交錯區(qū)種類組分減少，植株生理生態(tài)指標下降，生物量和生產(chǎn)力降低等。?有關邊緣效應的基本原理.邊緣結(jié)構(gòu)多樣性：邊緣植被水平結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)多樣性越高，邊緣動物物種越豐富。.邊緣寬度：邊緣在面向主導風向和日照方向一般較寬（因為日照、風向干擾大么？）.管理和自然的生態(tài)邊界：行政邊界和自然邊界若不重合，兩條邊界間的地帶可作為緩沖帶。.作為過濾層的邊緣：斑塊邊緣可以過濾外界對斑塊內(nèi)部影響（濕地過濾污染物防止進入水體）。.邊緣的突變性：邊緣兩側(cè)異質(zhì)性越強，物種、能量演邊緣方向運動較強，而異質(zhì)性較弱則促使物種做穿越邊緣的運動。.自然和人為邊緣：自然邊緣柔和曲線，人工邊緣往往偏生硬。.直或曲邊界：直邊界促使物種演邊界運動，曲邊界促使物種跨邊界運動。.生硬、柔和邊界：曲折的由“小型斑塊”構(gòu)成的邊界可提供大量生態(tài)效益（如更少土壤侵蝕、更多野生動物利用率）。.邊緣的曲折度和寬度：二者共同決定景觀內(nèi)邊緣生境的總數(shù)。.凹陷和凸起處：凹凸不平的邊緣提供更廣泛的多樣性.邊緣與內(nèi)部種：具有高度復雜邊界的斑塊邊緣種數(shù)量會增加，而內(nèi)部種數(shù)量會大大減少（所以保護區(qū)邊緣盡量簡潔？）.與環(huán)境的作用：斑塊形狀越復雜與環(huán)境相互作用越大（城市指狀發(fā)展與周邊綠地保持相互作用）.生態(tài)“最優(yōu)”的斑塊形狀：呈太空船狀，核心區(qū)圓形（保護內(nèi)部種），部分邊界曲線（增加相互作用），還有一些供物種擴散的指狀延伸.形狀和朝向：長軸與擴散個體運動路線平行的斑塊更難以定居。二、生態(tài)交錯帶定義相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶，其特征由相鄰的生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用的空間、時間及強度所決定生態(tài)交錯帶是景觀格局的特殊組分。生態(tài)交錯帶與過渡帶（transitionzone）和景觀邊界（1andscapeboundary）是同義詞。意義生物保護具有重要意義；人類在沒有了解生態(tài)交錯帶的情況下，持續(xù)不斷地改變著景觀邊界，其后果難于預料。.生態(tài)交錯帶的特征①生態(tài)交錯帶是一個生態(tài)應力帶兩個相鄰群落間的過渡區(qū)域，兩種群落成分處在激烈競爭的動態(tài)平衡之中。②生態(tài)交錯帶具有邊緣效應在生物與非生物力作用下，生態(tài)交錯帶的環(huán)境條件趨于異質(zhì)性和復雜化，明顯不同于兩個相鄰群落的環(huán)境條件。③生態(tài)交錯帶阻礙物種分布生態(tài)交錯帶猶如柵欄一樣，對物種分布起著阻礙限制作用。.生態(tài)交錯帶的描述1、結(jié)構(gòu)大小、寬度、形狀、生物結(jié)構(gòu)、限制因素、內(nèi)部異質(zhì)性、密度、分形維數(shù)、垂直性、外形或長度曲度2、功能下列因素與生態(tài)交錯帶總體功能作用密切相關，可作為衡量指標。a穩(wěn)定性：生態(tài)交錯帶的抗干擾能力；b波動：生態(tài)交錯帶干擾后的恢復能力；c能量：生態(tài)交錯帶的生產(chǎn)力，與鄰接生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量交換；d功能差異：生態(tài)交錯帶與鄰接生態(tài)系統(tǒng)功能差異的程度；e通透性：生態(tài)交錯帶對各種生態(tài)流的通透能力。f對比度：相鄰生態(tài)系統(tǒng)間差異與突發(fā)性變化程度。用以度量水平方向兩個極端水平之間的差異程度。g功能通道作用：所有生態(tài)系統(tǒng)間生態(tài)流流動都通過生態(tài)交錯帶，并受其影響使流速和流向發(fā)生改變，起著流通渠道的作用。h過濾器或屏障作用：生態(tài)交錯帶在生態(tài)系統(tǒng)間的生態(tài)流流動猶如半透膜，起著過濾器的作用，一些可順利通過，而一些則受到阻礙。i源：生態(tài)交錯帶在景觀生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)流流動中，為相鄰生態(tài)系統(tǒng)提供能量、物質(zhì)和生物有機體來源，在各種驅(qū)動力作用下，導致生態(tài)流自交錯帶向相鄰生態(tài)系統(tǒng)流動，起到了源的作用。如林緣積雪流向鄰近生態(tài)系統(tǒng)。j匯：與源的作用相反，交錯帶對物體、物質(zhì)吸收累積的效應。k棲息地：交錯帶可看作邊緣物種的棲息地。含有相鄰系統(tǒng)的內(nèi)部種以及需要兩個或兩個以上生境條件的物種。.生態(tài)交錯帶的尺度效應生態(tài)交錯帶的確定與監(jiān)測在相當程度上依賴于尺度水平。這一尺度上可以辨明的交錯帶在另一尺度上可能模糊不清。不同尺度水平上生態(tài)交錯帶的特征及功能作用不同。從時間尺度講，交錯帶是歷史過程的產(chǎn)物，在一定時間尺度上是穩(wěn)定的。但從地質(zhì)年代這樣一個超大時間尺度上考慮，所有的交錯帶，包括海陸交錯帶都可以說是短暫的和不穩(wěn)定的。.生態(tài)交錯帶與全球變化生態(tài)交錯帶對環(huán)境條件變化的反應較相鄰生態(tài)系統(tǒng)更為敏感。特別是地帶性植被過渡帶對全球氣候變化的響應。人類活動對生態(tài)交錯帶（如農(nóng)牧生態(tài)交錯帶）的影響，改變了自然的景觀格局過程，在相當程度上掩蓋了氣候變化對生態(tài)交錯帶的影響。.生態(tài)交錯帶與生物多樣性由于邊緣效應，生態(tài)交錯帶通常既包括相鄰群落的許多物種，還包括只生活在生態(tài)交錯帶內(nèi)部的物種，因此生態(tài)交錯帶中的物種數(shù)目及密度一般比相鄰群落大。雖然大量事實證明，很多生態(tài)交錯帶富于生物多樣性，但并不是所有的生態(tài)交錯帶都具有高的生物多樣性。一般來說，地處環(huán)境條件突然變化的生態(tài)交錯帶（如河岸帶）或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)急劇變化的生態(tài)交錯帶（如森林邊緣），生物多樣性高。人類活動強烈地改變了自然景觀格局，引起生態(tài)交錯帶的變化和生物多樣性降低。第四章景觀生態(tài)過程景觀格局的形成反映了不同的景觀生態(tài)過程，與此同時景觀格局又在一定程度上影響著景觀的演變過程。景觀結(jié)構(gòu)對生態(tài)過程的影響主要表現(xiàn)在4個方面1景觀格局的空間分布，如方位（坡向）、基質(zhì)組成和坡度等，將影響到局地空氣流動、地表溫度、養(yǎng)分豐缺或其他物質(zhì)（如污染物）在景觀中的分布狀況；2景觀結(jié)構(gòu)將影響景觀中生物遷移、擴散（種子、果肉等卜物質(zhì)和能量（水、水溶物質(zhì)、有機或無機固體顆粒）在景觀中的流動；3景觀格局同樣影響由非地貌因子引起的干擾在空間上的分布、擴散與發(fā)生頻率，如：火、風和放牧等；4景觀結(jié)構(gòu)變化將改變各種生態(tài)過程的演變及其在空間上的分布規(guī)律。第一節(jié)干擾與景觀格局演變干擾既可以對生態(tài)系統(tǒng)或物種進化起到一種積極的正效應，也可以起到一種消極的負效應。一、干擾類型與常見的干擾現(xiàn)象.干擾的類型①按干擾產(chǎn)生的來源可以分為自然干擾和人為干擾