景觀生態(tài)學(xué)教案(北大)

曾輝北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院2004年2月景觀生態(tài)學(xué)一、景觀生態(tài)學(xué)及發(fā)展進(jìn)程（2）二、景觀組分（3）三、景觀整體結(jié)構(gòu)（1）四、景觀生態(tài)學(xué)的一些基本法則（1）五、景觀生態(tài)學(xué)中的一些重要理論（2）六、景觀生態(tài)學(xué)數(shù)量分析方法（6）景觀生態(tài)學(xué)授課結(jié)構(gòu)安排

1.FormanRTT等，景觀生態(tài)學(xué)，肖篤寧等譯，科學(xué)出版社，19902.傅伯杰等編注，景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用，科學(xué)出版社，20013.鄔建國，景觀生態(tài)學(xué)—格局、過程、尺度與等級，高等教育出版社，20004.ZevNaveh等，景觀生態(tài)學(xué)—理論與應(yīng)用，李團(tuán)勝等譯，西安地圖出版社，2001參考書目

*Forman:景觀是指一組以相似方式重復(fù)出現(xiàn)的相互作用的生態(tài)系統(tǒng)所組成的異質(zhì)性地表區(qū)域。

關(guān)鍵詞：相似方式，重復(fù)出現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)，異質(zhì)性，地表區(qū)域景觀組分（landscapeelement）：景觀內(nèi)部的不同生態(tài)系統(tǒng)類型被稱為景觀組分。*Naveh:景觀是地理圈與生物圈和人類圈綜合為一體，是人類生存空間內(nèi)可見的客體。

關(guān)鍵詞：地理圈，生物圈，人類圈，人類生存空間*Wiens：從微觀到宏觀不同尺度上具有異質(zhì)性或鑲嵌性的空間單元。

關(guān)鍵詞：尺度，異質(zhì)性，鑲嵌性，空間單元第一講景觀生態(tài)學(xué)：概念及研究范疇1.景觀（Landscape）*Forman:景觀生態(tài)學(xué)是以景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)特征為主要研究對象的一門新興宏觀生態(tài)學(xué)分支學(xué)科。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)，功能，動態(tài)，宏觀生態(tài)學(xué)*Naveh:景觀生態(tài)學(xué)是地理學(xué)與生態(tài)學(xué)之間的一門中間學(xué)科，是對人類生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整體論研究的新興學(xué)科。關(guān)鍵詞：地理學(xué)，生態(tài)學(xué)，中間學(xué)科，人類生態(tài)系統(tǒng)，整體論2.景觀生態(tài)學(xué)(LandscapeEcology)

*景觀結(jié)構(gòu)(landscapestructure)：景觀組分的數(shù)量構(gòu)成及空間組合與分布特征，其中景觀組分的空間結(jié)構(gòu)特征又被稱為景觀格局（landscapepattern）*景觀功能(landscapefunction)：景觀對自身內(nèi)部及其他相關(guān)生命系統(tǒng)生存和發(fā)展所能提供的支撐作用；*景觀動態(tài)(landscapedynamic)：景觀在各種內(nèi)外部驅(qū)動因素作用下其結(jié)構(gòu)和功能的時間變化過程與特征。*景觀組分(landscapeelements)：構(gòu)成景觀的不同生態(tài)系統(tǒng)類型被稱為景觀組分*斑塊（patch）：一個與周圍環(huán)境不同的相對均質(zhì)性非線性區(qū)域。*廊道（corridor）：不同與兩側(cè)相鄰?fù)恋氐囊环N特殊的帶狀要素類型。*基質(zhì)（matrix）：景觀鑲嵌內(nèi)的背景生態(tài)系統(tǒng)或土地利用類型*網(wǎng)絡(luò)（network）：是指一個相互連接的廊道系統(tǒng)。幾個有關(guān)概念個體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→景觀→區(qū)域→生物圈（全球）*主要研究層次：生態(tài)系統(tǒng)、景觀和區(qū)域。*學(xué)科特色：宏觀生態(tài)學(xué)研究*認(rèn)識論特點(diǎn)：整體論途徑*問題切入點(diǎn)：格局與過程*傳統(tǒng)學(xué)科的涉及范疇：生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、社會學(xué)、人類學(xué)、資源學(xué)等*問題解析角度選擇：時間+空間3.景觀生態(tài)學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)1）宏觀學(xué)科特色強(qiáng)調(diào)異質(zhì)性研究是景觀生態(tài)學(xué)的顯著學(xué)科特色，特別是關(guān)于空間異質(zhì)性研究，是所有生態(tài)學(xué)分支學(xué)科中，景觀生態(tài)學(xué)所特有的。*異質(zhì)性(heterogeneity)：景觀內(nèi)部事物或者其屬性在時間或空間分布上的不均勻性或非隨機(jī)性特征。與異質(zhì)性相反的景觀特征被稱為均質(zhì)性（homogeneity）Risser甚至認(rèn)為景觀生態(tài)學(xué)主要研究景觀的空間異質(zhì)性：1）景觀空間異質(zhì)性的發(fā)展和動態(tài)；2）異質(zhì)性景觀的相互作用和變化；3）空間異質(zhì)性對生物和非生物過程的影響；4）空間異質(zhì)性的管理。2）異質(zhì)性景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)學(xué)科群中唯一將時空分異特征作為自身研究重點(diǎn)的分支學(xué)科，涉及的重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括：異質(zhì)性、等級特征、景觀格局、尺度效應(yīng)、干擾擴(kuò)散等。*尺度(scale)：在觀察景觀現(xiàn)象或過程時一個特定的空間分辨率或標(biāo)準(zhǔn)時間單元。*尺度效應(yīng)(scaleeffect)：優(yōu)勢景觀現(xiàn)象或過程特征隨尺度變化而變化的現(xiàn)象。3）強(qiáng)調(diào)時空分異

景觀的宏觀性特征使其成為很容易與人為活動研究進(jìn)行銜接的生態(tài)學(xué)分支學(xué)科（城市景觀、人為景觀、干擾等），Naveh認(rèn)為景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)和人類生態(tài)學(xué)研究的橋梁。（以下是最初國際景觀生態(tài)學(xué)大會的一些討論題目）1）研究和規(guī)劃的方法論（地域尺度上的應(yīng)用研究）2）土地利用格局對景觀功能的影響3）生態(tài)理論及其管理涵義4）景觀生態(tài)學(xué)中的聯(lián)結(jié)度5）海岸沙丘管理6）城市生態(tài)問題7）景觀的空間格局和功能關(guān)系8）景觀利用的生態(tài)原則9）景觀生態(tài)學(xué)和空間信息系統(tǒng)10）景觀結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程之關(guān)系11）自然保護(hù)：廊道的作用12）氣候變化的景觀生態(tài)評價4）注重人為活動

1）景觀是一組生態(tài)系統(tǒng)的聚合體；

2）各生態(tài)系統(tǒng)之間通過相互之間的生態(tài)流密切聯(lián)系在一起（相互影響）；

3）具有特定的氣候和地貌類型特征；

4）具有特定的干擾和動態(tài)驅(qū)動機(jī)制。4）景觀的界定原則*干擾（disturbance）：一種明顯改變景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化過程的事件。干擾具有以下特點(diǎn)：1）干擾是一種突發(fā)性非連續(xù)事件；2）干擾一般對景觀格局具有強(qiáng)烈改造作用；3）干擾可能會中斷景觀中一些甚至全部生態(tài)過程；4）干擾具有強(qiáng)烈尺度效應(yīng)；5）干擾可以是自然的，也可以是人工的。干擾第二講：景觀生態(tài)學(xué)歷史與現(xiàn)狀1國際景觀生態(tài)學(xué)發(fā)展歷程簡介

1）景觀生態(tài)學(xué)最初起源與上世紀(jì)三十年代的中歐地區(qū)，1939年德國學(xué)者特羅爾（C.Troll）提出景觀生態(tài)學(xué)這一研究方向。

2）歐洲為適應(yīng)土地利用及城市規(guī)劃的需要，一直延續(xù)這方面的理論研究與應(yīng)用探索

3）70年代末到80年代初，歐美生態(tài)學(xué)家們同時意識到了景觀這一重要研究層次的重要性。景觀生態(tài)學(xué)進(jìn)入快速發(fā)展時期。

4）新發(fā)展方向得到生態(tài)學(xué)界的普遍認(rèn)同（特別是資源學(xué)、林學(xué)、生物保護(hù)學(xué)等），學(xué)科進(jìn)入蓬勃發(fā)展時期。2國內(nèi)學(xué)科發(fā)展簡介

1）中國的景觀生態(tài)學(xué)研究始于1980’s年代初期；

2）地理學(xué)家門雜器尋求新的學(xué)科定位過程中率先注意到歐洲的經(jīng)管生態(tài)學(xué)研究思路；

3）八十年代初期北美景觀生態(tài)學(xué)的蓬勃發(fā)展引起了國內(nèi)一批學(xué)者的關(guān)注；

4）國內(nèi)有諸多科研單位面臨業(yè)務(wù)重新定位的發(fā)展需求；

5）從八十年代中后期開始，國內(nèi)景觀生態(tài)學(xué)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段；

6）目前，該學(xué)科已經(jīng)成為最為活躍的分支學(xué)科。3景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

1）理論和方法論呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢；

2）相關(guān)學(xué)科的全面介入，為景觀生態(tài)學(xué)拓展了更為廣闊的發(fā)展空間；

3）理論、方法論和應(yīng)用研究出現(xiàn)了明顯的破碎化傾向；針對近年來景觀生態(tài)學(xué)理論和應(yīng)用研究逐漸出現(xiàn)的破碎化傾向，一批有遠(yuǎn)見的景觀生態(tài)學(xué)家提出了以實(shí)際應(yīng)用問題為導(dǎo)向進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究的整和，這從IALE第五次大會上可以明顯的反映出來：*碎裂化（fragmentation）：一種生境、生態(tài)系統(tǒng)或土地利用類型被分割成更小單元的現(xiàn)象或過程。IALE第五次年會研討專題主題：科學(xué)與行動（22專題）1）碎裂化效應(yīng)：概念、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及一般結(jié)論2）生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和綠色通道：自然與人文規(guī)劃的新理念3）不同農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的景觀效應(yīng)4）空間分析的理論與方法5）流域與河岸過程6）從人類的綜合行為了解景觀水平的生態(tài)過程7）景觀生態(tài)學(xué)用于景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)的障礙、機(jī)會、策略及模型IALE第五次年會研討專題主題：科學(xué)與行動8）空間格局與生態(tài)過程9）變化景觀政策和規(guī)劃工具的案例研究10）生物多樣性保護(hù)的工具11）景觀保護(hù)規(guī)劃的地區(qū)性途徑12）景觀生態(tài)學(xué)用于森林管理的進(jìn)展與問題13）景觀生態(tài)學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)14）景觀異質(zhì)性：模型及區(qū)域化的尺度及層次性問題15）可持續(xù)河流管理的恢復(fù)與規(guī)劃IALE第五次年會研討專題主題：科學(xué)與行動16）城市景觀與城市梯度17）景觀的長時限動力學(xué)與歷史變化18）自然干擾效應(yīng)19）農(nóng)業(yè)景觀問題20）自然與農(nóng)業(yè)景觀中的生物多樣性21）土地利用規(guī)劃22）遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用總結(jié)（基于conf.5）1.方法論問題2.格局與過程3.生物多樣性保護(hù)4.規(guī)劃與設(shè)計(jì)5.景觀管理第三講景觀組分：斑快（patch）一、斑塊的起源干擾斑塊（disturbancepatch）：源于小面積干擾活動而形成的斑塊類型；殘遺斑塊（remnantpatch）：景觀中一個小面積區(qū)域逃逸出周圍地區(qū)干擾而形成的斑塊；環(huán)境資源斑塊（environmentalpatch）：由于環(huán)境條件的局部差異性而形成的斑塊類型；更新斑塊（regeneratedpatch）：在大面積受干擾地區(qū)通過植被恢復(fù)而的斑塊類型；引入斑塊（introducedpatch）：由于人類的種植和建筑活動而形成的斑塊類型?！锇邏K除起源方面表現(xiàn)出顯著差異外，其它重要形狀特征還包括斑塊面積、邊界和形狀等，這些性狀均具有重要的理論和應(yīng)用價值。二、

斑塊的規(guī)模效應(yīng)（1）

大斑塊：保護(hù)水質(zhì)、發(fā)育河流網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部生境、核心生境、種源、小生境、保持自然干擾、緩沖能力強(qiáng)。

小斑塊：中繼站、邊緣生境、降低捕食幾率、提供特定小生境、保護(hù)小型物種與生境

★我們可以推斷，一個優(yōu)化的景觀，應(yīng)當(dāng)有一些大的斑塊，周圍還有一些小的斑塊，一同散布在基質(zhì)中。

二、

斑塊的規(guī)模效應(yīng)（2）

此外斑塊大小還將影響景觀中的許多生態(tài)過程的空間分異，主要包括：

1）生產(chǎn)率和生物量分布

2）侵蝕和營養(yǎng)元素流動

3）水分流動和循環(huán)等不過上述問題的研究目前尚無完整的規(guī)律性總結(jié)，但是許多現(xiàn)象已引起了生態(tài)學(xué)家們的注意?！镌谏婕盀榱宋锓N生存和自然保護(hù)目的而考慮斑塊面積的時候，通常需要關(guān)注以下幾個參數(shù)：

1）斑塊內(nèi)的基因流；

2）最小生存種群；

3）大斑塊的安全數(shù)量。三、

邊界與邊緣（1）

*邊界（boundary）：構(gòu)成相鄰生態(tài)系統(tǒng)邊界的區(qū)域。*邊緣（edge）：一個生態(tài)系統(tǒng)周邊的附近地區(qū)，該區(qū)域?qū)⒕徑猸h(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的影響。景觀中的邊界具有不同的功能（生態(tài)流障礙、管理界限、環(huán)境變化的急變區(qū)等）人類是邊緣種，并且經(jīng)常通過各種活動創(chuàng)造更多的邊界（景觀碎裂化）。邊界問題研究通常包括：邊界結(jié)構(gòu)、調(diào)控機(jī)制、邊界功能以及邊界動態(tài)。三、

邊界與邊緣（2）：1類型與突變程度★邊界的形成機(jī)制：1）自然環(huán)境的鑲嵌性特增，如土壤類型或地形等；2）自然擾動；3）人為活動。★邊界突變程度：硬邊界：通常指那些直線型具有高對比度的邊界軟邊界：指那些有一定過渡性質(zhì)并帶有一條或兩條邊緣的邊界區(qū)域。*邊緣效應(yīng)（edgeeffect）：通常指與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部生境相比，邊緣地區(qū)特有的與眾不同的物種組成和豐度★邊界的尺度差異：精尺度邊界：道路和相鄰局部生態(tài)系統(tǒng)之間的邊界；中尺度邊界：中尺度地形及長期土地利用方式之間的邊界（如流域邊界或大面積農(nóng)田及果園之間的邊界）；粗尺度邊界：景觀、氣候區(qū)、生物區(qū)邊界。三、

邊界與邊緣（3）：2邊緣發(fā)育及調(diào)控機(jī)制邊緣的結(jié)構(gòu)一般受到四類動力學(xué)機(jī)制的塑造作用，既小氣候、土壤、動物和人類。這些因子之間的相互作用決定了邊界地區(qū)的寬度、高度和長度。1）小氣候：光照、溫度、蒸發(fā)、風(fēng)特征等；2）土壤：土壤的性質(zhì)、發(fā)生和發(fā)展、水分含量、礦物養(yǎng)分含量等（差異形成原因：兩邊土地利用方式、微氣候特點(diǎn)、生物特征、特定人為活動等）；3）動物：種類、分布、捕食等；4）人為活動：生產(chǎn)和管理。三、邊界與邊緣（4）：3邊界的功能（1）斑塊的邊界功能類似于細(xì)胞膜的功能（小分子傳輸、大分子選擇性傳輸以及能量損耗性傳輸?shù)龋坝^斑塊邊界的功能大致可以物化成五個部分：生境功能、濾網(wǎng)功能、通道功能、物種源功能以及匯的功能，這里重點(diǎn)探討生境功能和濾網(wǎng)功能。

1）生境功能；主要影響邊緣物種的種類、豐度、密度和生物量。

A．邊緣生境與內(nèi)部生境相比具有顯著差異；

B．邊緣地區(qū)的生物種類多為景觀內(nèi)部的常見種，一部分為僅在邊緣生境中出現(xiàn)的生物種類，很少有稀有種類出現(xiàn)在邊緣生境中；

C．邊緣生境中的生物種類主要為邊緣種和多生境物種；三、

邊界與邊緣（5）：3邊界的功能（2）

2）濾網(wǎng)功能：主要影響景觀內(nèi)的各種生態(tài)流的流量和流速。

A．景觀內(nèi)的各種客體（種子、顆粒物、生物量、熱量）主要通過六種方式進(jìn)行移動，即風(fēng)、水流、飛翔動物、陸地動物、人和機(jī)械。

B．景觀內(nèi)的客體移動一般有兩種形式，一種為群體移動（如風(fēng)和水流）；另一種為個體移動，如野生動物和人的移動等。

C．邊界對于景觀中的群體移動影響表現(xiàn)為改變運(yùn)動狀態(tài)（如文丘里效應(yīng)）。

D．邊界對于個體移動的影響則表現(xiàn)為明顯的選擇傾向。第四講景觀組分（斑快）三、邊界與邊緣（6）4相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用

以基質(zhì)和斑塊的相互作用為例，可觀察到四種顯著的生態(tài)過程：1）基質(zhì)對斑塊施加的影響；2）斑塊對外界影響的抵抗；3）斑塊自身的穩(wěn)定作用；4）斑塊對基質(zhì)的擴(kuò)散性影響。三、邊界與邊緣（7）5邊界的寬度和曲度（1）1）邊界的寬度邊界的寬度一般受自然和人為作用的雙重影響，并與邊界的發(fā)育時間和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)有直接聯(lián)系。A．作用力的方向；B．發(fā)育時間；C．計(jì)量方式和研究目的三、邊界與邊緣（8）5邊界的寬度和曲度（2）2）邊界的曲度邊界的曲度何以利用兩點(diǎn)之間的實(shí)際邊界長度與兩點(diǎn)之間的直線距離之間的比值來衡量。自然起源斑塊邊界的曲度一般應(yīng)大于人類起源的斑塊類型，所以直線型邊界一般與人類的城市化過程密切相關(guān)?！镌谝吧鷦游锕芾硌芯恐校腥缦玛P(guān)于邊界曲度的研究結(jié)論：A．斑塊內(nèi)有兩個物種沿垂直方向進(jìn)行擴(kuò)散時，易于形成曲度較大的邊界；B．沿著邊界進(jìn)行的生物運(yùn)動將隨著邊界曲度的增加而減少；C．邊界曲度增加時，導(dǎo)致跨越邊界的生物運(yùn)動數(shù)量的增加；D．大型野生動物趨向于利用直線型邊界。★邊界的曲線形狀大致有8種類型：淺突起、突起、直線、淺凹型、凹型、夾角型、微波動和大幅度波動?！镂锓N在跨越不同曲度邊界運(yùn)動時能夠觀察到顯著的半島效應(yīng)和管道效應(yīng)。三、邊界與邊緣（9）6邊界的變化斑塊邊界的變化可以通過邊界的形狀來判斷，一般情況下，突起邊界意味著擴(kuò)張邊界，而凹陷型邊界則意味著收縮邊界。而圓形斑塊可能是擴(kuò)張斑塊，也可能是收縮斑塊。不同斑塊的斑塊邊界變化情形亦不相同，殘遺斑塊的邊界具有擴(kuò)張的趨勢；干擾斑塊則可能會收縮；環(huán)境資源斑塊的邊界一般比較穩(wěn)定，而引入斑塊的邊界變化趨勢則比較復(fù)雜，取決于人類管理工作的維持強(qiáng)度和水平。四、斑塊的形狀1）斑塊形狀研究的意義：A．斑塊的形狀可以綜合反映內(nèi)外界條件對于斑塊發(fā)育的影響，B．不同形狀的斑塊對于景觀中的生態(tài)流亦具有不同的意義，C．同時斑塊的形狀對于斑塊的動態(tài)變化具有顯著影響。2）斑塊形狀研究的三個主要問題：A．斑塊起源對斑塊形狀的影響；B．斑塊形狀的功能和動態(tài)效應(yīng)；C．斑塊的形狀分析方法。3）斑塊的形狀與功能聯(lián)系的一般法則：A．圓形斑塊在自然資源保護(hù)方面具有最高的效率；B．卷曲形斑塊在強(qiáng)化斑塊與基質(zhì)之間的聯(lián)系上具有最高的效率；C．網(wǎng)絡(luò)性的斑塊結(jié)構(gòu)有助于動植物在斑塊內(nèi)的移動。D．斑塊形狀差異直接影響斑塊內(nèi)外部生境的分割比例。第三講景觀組分（廊道）廊道是景觀中重要的線形要素，它能把景觀內(nèi)部各組分間的生態(tài)應(yīng)力有效地從主體傳授到受體上去?？缭骄坝^的廊道，還能把地域范圍內(nèi)的空間聯(lián)系和功能聯(lián)系以各種方式滲透到每一個景觀中去。一、廊道的功能1）保護(hù)功能：建造防護(hù)林帶、各種人工渠道、道路、綠籬和田埂等；2）傳輸功能：物質(zhì)傳輸、能量傳輸、物種傳輸；3）資源功能：生物能源、食物、其他生物資源（木材）等；4）美學(xué)功能幾乎所有景觀都為廊道所分割，同時又被廊道聯(lián)系在一起，這種雙重反向作用決定了廊道在景觀內(nèi)的獨(dú)特功能位置。二、廊道的起源1）干擾廊道：是由各種帶狀干擾所形成的廊道，例如線性采伐作業(yè)、道路的修建以及某些斷層區(qū)域；2）殘遺廊道：一般是由基質(zhì)內(nèi)干擾所形成的帶狀區(qū)域，如森林砍伐后留下的帶狀林帶，穿越農(nóng)牧交錯帶大片農(nóng)田兩側(cè)所形成的特殊植被帶均是殘遺的植被群落；3）環(huán)境資源廊道：是由環(huán)境資源的空間線性異質(zhì)性特征所形成的廊道，如河流廊道或山脊線等；4）種植廊道：由人類特殊目的的種植活動而形成的廊道，如農(nóng)田防護(hù)林和道路兩邊的植被帶等；5）再生廊道：是指受到干擾地區(qū)再生的植被所形成的廊道，例如沿著一些柵欄或鐵絲網(wǎng)形成的特殊廊道類型。1）廊道內(nèi)外部環(huán)境的穩(wěn)定性；2）廊道內(nèi)部生物類群的穩(wěn)定性；3）廊道外部斑塊的穩(wěn)定性；4）人工維護(hù)性管理投入；5）兩側(cè)人類活動特征。三、廊道的穩(wěn)態(tài)維護(hù)

第五講：景觀組分（廊道）四、廊道的結(jié)構(gòu)（1）1.廊道的空間特征空間特征描述參數(shù)主要有曲度、結(jié)點(diǎn)和間斷區(qū)特征。1）廊道的曲度：就是指廊道在空間的蜿蜒程度。★生態(tài)客體在廊道內(nèi)運(yùn)動時，對廊道曲度有不同需求，主要包括安全型和效益型兩種。決定廊道曲度的因素通常有以下幾種：A．地形地貌的控制作用，對資源廊道的約束作用較強(qiáng)；B．區(qū)域人文活動特征及空間分布格局，對道路廊道的影響明顯；C．生態(tài)保護(hù)和美化方面的考慮；對防護(hù)林和城市帶狀綠地系統(tǒng)的影響比較突出；D．經(jīng)濟(jì)效益方面的考慮，道路建設(shè)成本方面的考慮使道路建設(shè)一般遵循最短距離法。四、廊道的結(jié)構(gòu)（2）2）廊道的結(jié)點(diǎn)：廊道中的局部膨大部分被稱為結(jié)點(diǎn)。A．廊道中的結(jié)點(diǎn)對于內(nèi)部的生態(tài)流而言通常具有中繼站的功能；B．兩條廊道交叉地區(qū)通常形成結(jié)點(diǎn)；C，河流的突起部分往往因新河灘的不斷形成，而形成結(jié)點(diǎn)，有時會發(fā)育串珠狀節(jié)點(diǎn)。3）廊道的間斷區(qū)：廊道的間斷區(qū)是指廊道的生物部分在空間的不連續(xù)地段。A．廊道間斷區(qū)形成達(dá)原因可以是自然的，也可以是人工的。B．廊道間斷區(qū)可以利用數(shù)量、累積長度、風(fēng)險權(quán)重或連接度等概念進(jìn)行評價。2.廊道的內(nèi)部特征1）多數(shù)廊道都包含一個中心帶，兩側(cè)各有一條邊緣帶。2）廊道的高度與基質(zhì)高度的差異對于廊道邊緣效應(yīng)的寬度有顯著影響。3）廊道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)差異還可以顯著地表現(xiàn)在小氣候差異上。4）由于廊道通?？梢栽诰坝^內(nèi)延伸很長一段距離，所以其生物組成沿著廊道的走向會顯示出一定的差異來。五、廊道的類型（1）

1.線狀廊道2.帶狀廊道由于帶狀廊道結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，故存在著顯著的邊緣效應(yīng)。3.河流廊道河流廊道是景觀中最重要的廊道類型，特別是在礦物養(yǎng)分的輸送和某些生物種類遷移方面具有其它廊道類型所無法替代的作用。五、廊道的類型（2）*河流廊道

★河流廊道的主要特點(diǎn)：A．河流廊道的跨度大，形狀條件復(fù)雜，如果一側(cè)的高地有連續(xù)的森林分布，則往往形成有效的生物遷移通道；B．河流廊道的發(fā)育受地形影響較大，因而常形成復(fù)雜的侵蝕和沉積格局，對景觀內(nèi)生態(tài)流產(chǎn)生不同的影響；C．河流廊道通常具有層次性的結(jié)構(gòu)發(fā)育，這種層次結(jié)構(gòu)因河流廊道所處的地形條件不同而具有不同的特征（如樹枝狀水系、扇型水系和平行水系等），對景觀內(nèi)的生態(tài)流產(chǎn)生不同影響；D．河流廊道與人類的社會生產(chǎn)實(shí)踐關(guān)系密切，人工改造活動（修建渠道、水壩、引水、限制河流泛濫等）通常可以極大地影響河流廊道結(jié)構(gòu)和功能特征，并產(chǎn)生一些潛在的生態(tài)問題（不利于生物遷移和養(yǎng)分輸送、土壤鹽化等）。第三講

基質(zhì)景觀構(gòu)建有兩種極端情況：1）景觀基質(zhì)廣闊而均勻，各種斑塊散布其中，形成一種類似疤痕結(jié)構(gòu)；2）景觀是由各種不同的斑塊組合而成。現(xiàn)實(shí)景觀大都界于這兩種極端情況之間，其斑塊、廊道和基質(zhì)的構(gòu)成比例和空間構(gòu)型的差異，導(dǎo)致功能方面也具有不同的特征。一、基質(zhì)的一般特征基質(zhì)通常指景觀中面積大，連接度好，在景觀功能和動態(tài)上起著重要作用的組分類型。基質(zhì)往往呈凹陷型邊界將斑塊包圍起來，當(dāng)斑塊密度比較大時，基質(zhì)的連接可能是很窄的條帶壯區(qū)域。二、基質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)(1)1.相對面積指標(biāo)景觀中基質(zhì)的面積通常超過現(xiàn)存的任何其它景觀要素的總面積。在景觀功能執(zhí)行過程中，面積最大的景觀要素類型往往控制著景觀中的流。面積指標(biāo)雖然可以作為基質(zhì)的判別標(biāo)準(zhǔn)，但不是唯一標(biāo)準(zhǔn)。2.連接度指標(biāo)當(dāng)某一種景觀要素連接度較其它現(xiàn)存的景觀要素類型高，甚至完全連接并環(huán)繞其它景觀要素類型，那么這種景觀要素很可能是基質(zhì)。*連接度（connectivity)：如果如果某一組分在空間不能分割成兩個開放的整體，則此空間是完全連接的。二、基質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)(2)★基質(zhì)連接度的特殊功能含義：A．該元素可以起到一種分割其它景觀要素的物理屏障作用。對于那些只適合于在特殊斑塊內(nèi)生存的植物種類，基質(zhì)的屏障作用更為明顯。B．當(dāng)斑塊面積較大，基質(zhì)的聯(lián)系呈細(xì)長的條帶狀時，基質(zhì)可能起到廊道的作用，便于物種遷移和基因交換，不過這種功能僅限于那些在基質(zhì)內(nèi)生活的物種和部分在斑塊內(nèi)生活的物種。C．當(dāng)連接度較高的景觀要素環(huán)繞其它景觀要素，使之成為孤立的生物島嶼時，該要素可以在不同的生物島嶼之間起到一種遺傳隔離作用，使得同一景觀內(nèi)不同斑塊的生物種群因這種隔離作用而在遺傳上出現(xiàn)變異。二、基質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)(3)3.動態(tài)控制指標(biāo)在自然特色比較鮮明的景觀中，基質(zhì)往往具有種源的功能，它可以通過向斑塊輸送物種而控制整個景觀的動態(tài)過程。三、幾個相關(guān)問題1）上述三個指標(biāo)中，面積指標(biāo)最好掌握，而動態(tài)控制指標(biāo)則最難評價（有時可能因?yàn)闀r間關(guān)系而無法評價，因?yàn)樯锶郝涞膭討B(tài)發(fā)育周期有時需要以百年來計(jì)算），連接度指標(biāo)界于兩者之間。2）基質(zhì)對景觀動態(tài)變化的主導(dǎo)作用不僅僅表現(xiàn)為生物過程上，一些基質(zhì)類型的主導(dǎo)作用有時會表現(xiàn)成為一種物理作用（如沙漠）。3）目前在人為活動占優(yōu)勢的景觀研究中，由于景觀碎裂化程度較大，斑塊類型多，加上景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化過程受到人類活動強(qiáng)烈干擾甚至左右，所以很難判斷那種景觀要素是基質(zhì)。第六講景觀的整體格局與功能一、景觀的整體結(jié)構(gòu)景觀整體結(jié)構(gòu)研究通常涉及多樣性、碎裂化、異質(zhì)性等重要研究參數(shù)，且大多數(shù)整體結(jié)構(gòu)描述參數(shù)均為典型的空間尺度相關(guān)屬性特征，因此，景觀整體結(jié)構(gòu)研究通常與尺度研究聯(lián)系在一起。

★景觀整體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)顯示水平與人們觀察的尺度水平密切相關(guān)。

★景觀整體結(jié)構(gòu)是一種整體性綜合水平的具體表現(xiàn)，而不是組分的簡單疊加。1景觀多樣性

景觀多樣性：是指景觀組分類型和數(shù)量構(gòu)成的復(fù)雜性；景觀優(yōu)勢度：是指景觀實(shí)際的多樣性與同樣類型組成的景觀可能的最大多樣性水平之間的差異；景觀均勻度：用于衡量景觀中組分的數(shù)量分布結(jié)構(gòu)的均勻性情況。景觀多樣性分析可以通過其他景觀屬性特征來進(jìn)行，最常見的屬性特征（具有顯著類型和數(shù)量結(jié)構(gòu)差異）是邊界，因此，有學(xué)者提出了一套給予邊界特征的景觀多樣性（復(fù)雜性）分析方法。2景觀碎裂化景觀碎裂化通常利用單位面積的組分個體數(shù)量（斑塊）來加以衡量。碎裂化指標(biāo)可以用來單獨(dú)衡量某一類景觀組分的碎裂化程度，也可以用來衡量整體景觀碎裂化水平。景觀碎裂化通常用于研究對斑塊面積敏感的問題，如生境功能問題，景觀擴(kuò)張問題等。3景觀異質(zhì)性景觀異質(zhì)性重點(diǎn)用于描述景觀組分的空間分布差異。景觀組分的空間分布情況大致有三種比較典型的分布格局：1）聚集分布：導(dǎo)致景觀組分出現(xiàn)的內(nèi)在驅(qū)動因素在空間分布上是不均勻的，某種景觀結(jié)構(gòu)特征（或組分類型）只在一些特殊地段出現(xiàn)。2）隨機(jī)分布：導(dǎo)致景觀組分出現(xiàn)的內(nèi)在驅(qū)動因素在空間分布上是非常均勻的，無顯著的空間作用力類型和強(qiáng)度差異。3）規(guī)則分布：意味著景觀組分出現(xiàn)的動力學(xué)在空間分布遵循一定的規(guī)則，最后組分也呈顯著的規(guī)則分布。在自然和人文景觀中，景觀空間結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性水平大致有兩種主要的情形，即大異質(zhì)性和小異質(zhì)性差異。1）大異質(zhì)性：隨著分析尺度的增大，景觀異質(zhì)性特征越來越不明顯（成因：背景條件差異不明顯，或驅(qū)動力因素變化復(fù)雜）。2）小異質(zhì)性：隨著分析比例尺的增大，異質(zhì)性特征越來明顯（背景條件差異明顯）。4常見景觀格局

1）規(guī)則或均勻分布格局：指某種特定的景觀組分類型的距離相對一致（平原村莊、石灰?guī)r孤峰）。

2）聚集型分布格局：指某些景觀組分呈團(tuán)塊狀聚合在一起（城市建成區(qū)）。

3）線狀格局：景觀組分呈線性排列（道路、河流的附屬成分）。

4）平行格局：景觀組分呈平行排列（山區(qū)）。

5）特定組合和空間連接：指景觀內(nèi)部有兩種以上景觀組分呈密切相關(guān)（可能是正相關(guān)或負(fù)相關(guān)）?！锞劢裹c(diǎn)：三個以上景觀組分交匯于一點(diǎn)，通常稱為景觀的聚焦點(diǎn)。聚焦點(diǎn)在景觀內(nèi)部通常具有重要的節(jié)點(diǎn)功能。5景觀對比度景觀對比度反映的是景觀內(nèi)部組分性質(zhì)的反差的量度，根據(jù)對比度水平的差異，可以將景觀分成高對比度景觀和低對比度景觀兩種不同的類型。1）低對比度景觀（結(jié)構(gòu)）：景觀組分類型簡單，不同組分之間的性狀差別小，相似形程度高（草原、熱帶雨林和極端環(huán)境條件下形成的景觀類型等）。2）高對比度景觀（結(jié)構(gòu)）：組分類型構(gòu)成復(fù)雜，或者不同組分類型之間的性狀差別大，相似形程度低（城鄉(xiāng)結(jié)合部、人文景觀、農(nóng)業(yè)景觀等）。6景觀粒度粒度是景觀組分規(guī)模大小的量度，這是一個與尺度密切相關(guān)的概念。通常的景觀分析中，斑塊平均面積小于1ha時一般為細(xì)粒度景觀；1-100ha之間時為中粒度景觀；大于100ha時為粗粒度景觀。7特殊結(jié)構(gòu)一些在景觀中偶然出現(xiàn)的組分類型和結(jié)構(gòu)組合往往被稱為特殊結(jié)構(gòu)。這些特殊結(jié)構(gòu)可以為景觀整體結(jié)構(gòu)分析提供了非常重要的線索。二、景觀的整體功能

景觀功能研究是景觀生態(tài)學(xué)研究中最薄弱的環(huán)節(jié)，問題的關(guān)鍵在于沒有形成自身的功能描述方式和特色研究范式。1景觀功能的自然觀把景觀生態(tài)功能歸結(jié)為各種生態(tài)流的實(shí)現(xiàn)。生態(tài)流類型：能流、物流、物種流運(yùn)動載體：風(fēng)、水流、飛翔動物、陸地動物、人和機(jī)械研究內(nèi)容：生態(tài)流的運(yùn)動特征，如流量、流速及時空分布差異以及不同景觀組分對于生態(tài)流實(shí)現(xiàn)過程中的作用。2景觀功能的社會人文觀（1）

在考慮生態(tài)學(xué)特色的基礎(chǔ)上，綜合考慮人為活動的具體需求，將景觀功能進(jìn)行進(jìn)一步的現(xiàn)實(shí)化，如deGroot(1992)關(guān)于加拉帕戈斯國家公園功能的描述。★自然觀點(diǎn)可以為景觀功能分析建立比較符合科學(xué)要求的分析內(nèi)容及研究范式，但功能的具體指向不明確，特別是針對與人為活動聯(lián)系密切的景觀而言，這種研究方法很難得出對人類活動具有指導(dǎo)意義的直接成果?！锶宋挠^點(diǎn)盡管可以有很明確的功能表現(xiàn)形式，但內(nèi)容無法形成景觀生態(tài)學(xué)自身的鮮明特色。這是關(guān)于形式與特色的一個顯著悖論。

2景觀功能的社會人文觀（2）

1.調(diào)節(jié)功能氣候調(diào)節(jié)海岸保護(hù)與防洪保持水土、防止侵蝕固定生物能人體廢物的儲存與循環(huán)提供生物控制移棲生境和動物繁殖場所生物多樣性保護(hù)2.載體功能水產(chǎn)養(yǎng)殖娛樂與旅游自然保護(hù)3.生產(chǎn)功能食物或營養(yǎng)(食用植物和動物)基因資源建筑原材料生物化學(xué)機(jī)質(zhì)能源（燃料、太陽能等）觀賞資源（如黑珊瑚）4.信息功能美學(xué)信息精神或倫理信息歷史信息文化或藝術(shù)激勵科學(xué)或教育信息第七講景觀生態(tài)學(xué)的一些本法則1Risser（1983）（1）

1）格局—過程關(guān)系普適性原理：空間格局和生態(tài)過程關(guān)系并不局限于單一的或特殊的空間尺度或時間尺度。

2）格局—尺度共性原理：對于景觀生態(tài)學(xué)在一個空間或時間尺度上問題的理解，也許會受益于對格局作用在較小或較大尺度上的實(shí)驗(yàn)與觀察。

3）過程—尺度差異原理：在不同的時間或空間尺度上，生態(tài)學(xué)過程的作用或重要性將發(fā)生變化。因此，生物地理過程在確定局部格局方面也許相對來講是不重要的，但對區(qū)域來講可能會起主要作用。1Risser（1983）（2）

4）物種—尺度差異原理：不同物種和物種類群（如植物、食草動物、肉食動物和寄生生物）在不同空間尺度上活動；因此在一個給定尺度上的研究，對不同的物種或物種類群的分辨性可能是不同的。每一物種對景觀的觀察和反映也是獨(dú)特的。對于一個種來說均質(zhì)性的斑快對于另一個種可能是相當(dāng)異質(zhì)性的。

5）尺度變化原理：景觀尺度是由具體的研究目的或確切的經(jīng)營問題的空間尺度或大小來定義的。假如一個研究或經(jīng)營問題主要涉及一個特定的尺度，那么在更小尺度上出現(xiàn)的的過程與格局并不總是可以被觀察到，而在更大尺度上出現(xiàn)的過程與格局則可能被忽略。2Forman（1986）（1）

1）景觀結(jié)構(gòu)與功能原理：景觀是異質(zhì)性的，物種、能量和物質(zhì)在斑快、廊道和基質(zhì)之間的分布方面表現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)，因此，景觀在這些結(jié)構(gòu)性景觀要素間的物種、能量和物質(zhì)流動方面有功能性的差異。

2）生物多樣性原理：景觀多樣性減小稀有內(nèi)部物種的多度，增加邊緣種及需要兩個以上景觀組分（生境）的物種的多度，并提高所有潛在種的共存機(jī)會。

3）物種流動原理：物種在景觀組分之間的擴(kuò)張和收縮既影響景觀的異質(zhì)性，也受景觀異質(zhì)性的控制。2Forman（1986）（2）

4）養(yǎng)分再分布原理：礦物養(yǎng)分在景觀組分之間的再分布速率隨這些組分中干擾強(qiáng)度的增加而增加。

5）能量流動原理：熱能和生物量通過景觀各組分邊界的速率隨景觀異質(zhì)性的增加而增大。

6）景觀變化原理：在無干擾條件下，景觀的水平結(jié)構(gòu)逐漸向著均質(zhì)性發(fā)展；中度干擾將迅速增加異質(zhì)性；而嚴(yán)重干擾則可能增加，也可能減少異質(zhì)性。

7）景觀穩(wěn)定性原理：景觀斑快的穩(wěn)定性可能以3種明顯不同的方式增加：①趨向于物理系統(tǒng)穩(wěn)定性（以沒有生物量為特征）；②趨向于干擾后的迅速恢復(fù)（存在低生物量）；③趨向于對干擾的高度抗性（通常存在高生物量）。3Forman（1995）（1）

1）景觀與區(qū)域：一系列地方性的生態(tài)系統(tǒng)或土地利用類型相混合，在一個地區(qū)重復(fù)出現(xiàn)，就構(gòu)成了景觀。在更大尺度上的區(qū)域中，景觀是互不重復(fù)、對比性強(qiáng)、粗粒度格局的基本結(jié)構(gòu)單元。

2）斑快—廊道—基質(zhì)：景觀中斑快、廊道和基質(zhì)的組合或結(jié)構(gòu)格局是景觀功能流的主要決定因素，也是其格局和過程隨時間發(fā)生變化的主要決定因素。

3）大型自然植被斑快：大型植被斑快是景觀中唯一可以保護(hù)水源和相互溝通的水系網(wǎng)絡(luò)，使多數(shù)內(nèi)部物種得以生存，為許多大棲境脊椎動物提供核心棲息地和庇護(hù)所，并允許有近自然狀態(tài)干擾的一種結(jié)構(gòu)?？梢栽O(shè)想，最優(yōu)景觀是由幾個大型自然植被斑快所組成的，并由分散在基質(zhì)中的一些小斑快所補(bǔ)充?；蛘?，小斑快的功能也可以由基質(zhì)中的小廊道來實(shí)現(xiàn)。3Forman（1995）（2）

4）斑快形狀：為完成斑快的幾個關(guān)鍵性功能，其生態(tài)學(xué)上的最佳形狀應(yīng)為一個大的核心區(qū)加上彎曲的邊界和狹窄的指狀凸起，且其延伸方向與周圍流的方向相一致。

5）生態(tài)系統(tǒng)間的相互作用：景觀中所有生態(tài)系統(tǒng)都是相互聯(lián)系的，物質(zhì)運(yùn)動或流的速率隨著距離的增大迅速減小，但同類生態(tài)系統(tǒng)中物種間的相互作用減小得較慢。

6）碎裂種群動態(tài)：對于孤立斑快內(nèi)的亞種群來說，局地滅絕率隨生境質(zhì)量的提高或斑快的增大而減小，其重新定居的可能性隨著廊道、中繼站、合適的基質(zhì)生境或較短斑快距離的存在而增大。3Forman（1995）（3）

7）景觀抗性：空間要素，尤其是障礙、通道和高異質(zhì)性區(qū)域的組合，決定著物種、能量、物質(zhì)和干擾在景觀中的流動和運(yùn)動。

8）粒度大?。汉屑?xì)粒區(qū)域的粗粒景觀最有利于大型斑快生態(tài)效益的獲得，也有利于包括人類在內(nèi)多生境物種，并提供較廣的環(huán)境資源和條件。

9）景觀變化：土地被一些次序上相互重疊的空間過程所改造，它們造成了生境的喪失和孤立，但另一方面又會對空間格局和生態(tài)過程產(chǎn)生截然不同的影響?？紫痘?、分割、碎裂化、收縮和消失是土地變化的5種基本過程。3Forman（1995）（4）

10）鑲嵌序列：在少量基本鑲嵌序列中，土地生境的可適性變得越來越小，最佳的生態(tài)轉(zhuǎn)換是從邊緣開始，呈平行條帶狀逐漸推進(jìn)，而在這種格局基礎(chǔ)上進(jìn)行的調(diào)整就會引出一個“最佳生態(tài)序列”。

11）集中與分散相結(jié)合：通過土地的集中布局，在建成區(qū)保留一些小的自然斑快和廊道，同時在人類活動的外部環(huán)境中，沿自然廊道布局一些小的人為斑快，這就是有人類活動的最佳生態(tài)土地組合。

12）必要格局：自然保護(hù)中生態(tài)效益無可替代的最首要格局，是一些大型自然植被斑快，保護(hù)水道的寬闊綠色走廊，供關(guān)鍵物種在大斑快之間運(yùn)動的連接通道，以及發(fā)達(dá)地區(qū)提供自然異質(zhì)性的小斑快和廊道。3Forman（1995）（5）其中：

1）～2）為景觀與區(qū)域方面的一般法則；

3）～6）為斑快與廊道方面的一般法則；

7）～10）為斑快方面的一般法則；

11）～12）則是景觀應(yīng)用方面的法則。第八講景觀生態(tài)學(xué)中的一些重要理論一、島嶼生物地理學(xué)理論1基本原理（1）島嶼作為一種特殊的生境類型，生態(tài)學(xué)家們最早關(guān)注的是島嶼面積與物種數(shù)量之間的關(guān)系，并由Preston(1962)提出以下關(guān)于島嶼種—面積關(guān)系方程：Ss=cAzlogSs=logc+zlogA

其中，S是物種豐富度，A是島嶼面積，c和z是常數(shù)。z的理論值為0.263，通常在0.18～0.35之間。c值的變化反映出地理位置變化對物種豐度的影響。1基本原理（2）

McArthur和Wilson：島嶼生物地理學(xué)平衡理論

1）大島嶼的物種數(shù)量要多于小島嶼（面積效應(yīng)）；

2）靠近大陸島嶼物種數(shù)量要高于遠(yuǎn)離大陸的島嶼（距離效應(yīng)）；

3）年輕的島嶼物種豐度較小，物種周轉(zhuǎn)率（遷入量/滅絕量）高，以后則不斷降低，直到二者相等，物種數(shù)量達(dá)到動態(tài)均衡。結(jié)論：島嶼的面積、孤立程度和年齡依次是控制生物遷植、滅絕和物種數(shù)量的關(guān)鍵因子。島嶼生物地理學(xué)關(guān)鍵因子方程：Si=f[面積(+),孤立性(-)]2島嶼生物地理學(xué)理論在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用（1）

1.景觀中某種特定生境空間分布屬性類似于島嶼，這種特征在不同尺度均可以表現(xiàn)出來；

2.景觀中生境及周圍環(huán)境的特殊組成使很多島嶼生物地理學(xué)理論無法直接應(yīng)用，理由如下：

1）鑲嵌特征：景觀的特征是鑲嵌，雖然生境類型和適應(yīng)性的異質(zhì)性程度較高，但大多數(shù)物種可以在景觀內(nèi)遷移，孤立性現(xiàn)象不顯著。且生物在長期進(jìn)化過程中，已經(jīng)發(fā)育了在景觀內(nèi)遷移的能力；

2）斑塊特征：由于斑塊含有內(nèi)部生境多樣性，單位面積指數(shù)現(xiàn)象不顯著，干擾可能增加或減少物種數(shù)量；

3）方法論問題：斑塊大小的差異較大，利用樣地法調(diào)查有困難，因?yàn)槲锓N在斑塊內(nèi)和斑塊之間的分布是非隨機(jī)的。另外，斑塊內(nèi)可能含有許多利用周圍基質(zhì)生物種類；

4）物種組成與分布：島嶼生物地理學(xué)的均衡理論不適合陸地表面的生物組成和分布情況，因?yàn)槿郝渲械奈锓N組成和分布通常是波動的。島嶼生物地理學(xué)是以物種數(shù)量研究為核心，平等對待每一個物種，而陸地生物研究還同時關(guān)注物種組成和關(guān)鍵物種問題研究。2島嶼生物地理學(xué)理論在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用（2）

★景觀鑲嵌中的物種數(shù)量景觀鑲嵌中的物種數(shù)量通常與下列因子有關(guān)，另外，在景觀內(nèi)物物種數(shù)量預(yù)測過程中，面積是第一位的因素，起作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于斑塊年齡、孤立性等因子。

1）生境多樣性：

2）干擾：中度干擾假說；

3）斑塊內(nèi)部生境面積：對內(nèi)部物種有正向影響；

4）斑塊年齡：物種成熟結(jié)構(gòu)形成過程中的情況差異；

5）基質(zhì)異質(zhì)性：主要指干擾斑塊的情況；

6）斑塊的孤立性：基質(zhì)連同程度的好壞影響物種的基因交換和空間分布。

★斑塊內(nèi)的物種數(shù)量Sp=f[生境多樣性(+),干擾(+或-),斑塊內(nèi)部生境面積(+),年齡(+或-),基質(zhì)異質(zhì)性(+),孤立性(-)]2島嶼生物地理學(xué)理論在景觀生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用（3）

★關(guān)于斑塊性狀與物種組成的一些規(guī)則現(xiàn)象1）對于殘遺斑塊和環(huán)境斑塊而言，大斑塊生物多樣性要高于小斑塊；2）景觀鑲嵌中的物種可以分成兩個類型，一類是邊緣鐘，一般只生活在斑塊的邊界地區(qū)；另一類是內(nèi)部種，一般不生活在邊界地區(qū)；3）不同生物種類對斑塊的面積有不同的反映，一類是斑塊面積敏感種，只生活在某種類型的斑塊內(nèi)，另一種是斑塊面積非敏感種，對斑塊面積大小有廣泛的適應(yīng)性；4）干擾斑塊通常具有較高的物種周轉(zhuǎn)率；5）干擾斑塊中的物種如能在擾動中生存下來，通常需要一個最小動力學(xué)面積，這一面積應(yīng)能有效保證這類物種逃過各種干擾；6）干擾斑塊大小將影響生物演替進(jìn)程和物種生長情況（如林窗）。二、復(fù)合種群理論

1有關(guān)概念（1）復(fù)合種群（metapopulation）：是由空間上彼此隔離，功能上又相互聯(lián)系的兩個或兩個以上亞種群（subpopulation）或局部種群（localpopulation）組成的種群斑塊系統(tǒng)（經(jīng)典狹義概念，Levins，1970）。

★復(fù)合種群的兩個基本條件

1）頻繁的亞種群（或生境斑塊）水平的局部性滅絕；

2）亞種群（或生境斑塊）間的生物繁殖體或個體的交流（遷移與再定居過程）。1有關(guān)概念（2）

★復(fù)合種群研究涉及的兩種尺度

1）亞種群（或斑塊）尺度：生物個體通過采食或繁殖活動發(fā)生頻繁相互作用；

2）復(fù)合種群（景觀）尺度：不同亞種群之間通過植物種子和其他繁殖體傳播或動物運(yùn)動發(fā)生較頻繁的交換作用。

★幾個相關(guān)概念匯種群（sinkpopulation）：因生境質(zhì)量較差而只能靠外來生物個體或繁殖體維持生存的亞種群。源種群（sourcepopulation）：能夠?yàn)閰R種群提供生物個體或繁殖體的亞種群。鑒于實(shí)際上復(fù)合種群類型復(fù)雜，故有如下廣義定義：所有占據(jù)空間上非連續(xù)生境斑塊的種群集合體，只要斑塊之間存在個體（對動物而言）或繁殖體（對植物而言），不管是否存在局部種群周轉(zhuǎn)現(xiàn)象，均可稱為復(fù)合種群（廣義概念，Harrison，1991）。2復(fù)合種群的基本類型（1）

1.經(jīng)典復(fù)合種群1）由許多大小和生境特征相似的斑塊構(gòu)成；2）亞種群滅絕概率相同；3）系統(tǒng)穩(wěn)定性來自斑塊之間的生物個體或繁殖體交流；4）系統(tǒng)穩(wěn)定性隨斑塊斑塊數(shù)量增加而增加。2.大陸—島嶼型復(fù)合種群1）由少數(shù)大型生境斑塊和許多小生境斑塊組成；2）大斑塊具有源種群功能，基本不經(jīng)歷局部滅絕現(xiàn)象；3）小斑塊種群雖頻繁滅絕，但可獲得源種群的有效補(bǔ)充；4）少數(shù)高質(zhì)量的小斑塊或由數(shù)量較多的斑塊構(gòu)成的緊密型復(fù)合體可能會補(bǔ)償無大斑塊對種群延續(xù)形成的影響。2復(fù)合種群的基本類型（2）3.斑塊性復(fù)合種群1）生境斑塊之間的個體或繁殖體交流非常頻繁；2）交流發(fā)生在同一生命周期或同一代中，功能上形成統(tǒng)一整體；3）種群局部滅絕現(xiàn)象十分罕見。4.非平衡態(tài)復(fù)合種群1）生境斑塊的空間結(jié)構(gòu)類似于經(jīng)典復(fù)合種群或斑塊性復(fù)合種群；2）再定居過程不明顯或沒有（人為或自然干擾）；3）系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。5.混合型復(fù)合種群1）中心部分的斑塊相互作用密切，滅絕率低；2）外圍的斑塊之間相互聯(lián)系逐漸減弱，滅絕率高。3復(fù)合種群理論的應(yīng)用延伸及缺陷

1）復(fù)合種群現(xiàn)象與景觀中的許多斑塊作用關(guān)系極為相似，因此某些理論成果完全可以用于對應(yīng)景觀問題的研究（如建設(shè)用地）；2）復(fù)合種群理論把景觀簡化為生境和非生境二值性景觀，而景觀的實(shí)際結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多；3）只考慮斑塊的相對面積，未考慮生境的覆蓋情況；4）亞種群之間的作用中未考慮廊道的影響。第九講景觀生態(tài)學(xué)中的一些重要理論（2）三、景觀聯(lián)結(jié)度和滲透理論1基本概念*景觀聯(lián)結(jié)度（landscapeconnectivity）：是指景觀空間單元之間的連續(xù)性程度。*結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)度（structuralconnectivity）：景觀在空間上表現(xiàn)出來的表觀連續(xù)性。*功能聯(lián)結(jié)度（functionalconnectivity）：所研究的生態(tài)學(xué)對象或過程特征來確定的聯(lián)結(jié)性。

★景觀聯(lián)結(jié)度用于研究景觀格局對景觀現(xiàn)象或過程在景觀中運(yùn)動或擴(kuò)散的影響。針對不同的研究對象，聯(lián)結(jié)度表現(xiàn)出明顯的尺度效應(yīng)。2臨界閾值現(xiàn)象和滲透理論*臨界閾值現(xiàn)象（criticalthresholdcharacteristic）：某一事件或過程（因變量）在影響因素或環(huán)境條件（自變量）達(dá)到一定程度（閾值）時突然進(jìn)入另外一種狀態(tài)（發(fā)生質(zhì)的突變）的情形?！镂锢韺W(xué)在這類現(xiàn)象研究中，逐步形成了滲透理論及與之相關(guān)的相變理論。景觀生態(tài)學(xué)關(guān)于聯(lián)結(jié)度問題的研究，也可以歸結(jié)為生態(tài)流與介質(zhì)之間的關(guān)系研究。

★對于一個二值化的生境，我們可以通過四鄰規(guī)則（邊）和八鄰規(guī)則（邊和點(diǎn)）確定生境聯(lián)結(jié)度的統(tǒng)計(jì)閾值。這個閾值將隨著生境形狀的差別而有所差別。四鄰規(guī)則下正方形生境單元的臨界閾值為0.5928；八鄰規(guī)則為0.4072；三角形生境單元為0.50；六邊形生境單元為0.70。3景觀中性模型*中性模型（neutralmodel）：不包含任何具體生態(tài)學(xué)過程和機(jī)理的，只產(chǎn)生數(shù)學(xué)上或統(tǒng)計(jì)學(xué)上所期望的時間或空間格局的模型。

★中性模型的最大作用就是為景觀格局和過程的相互作用研究提供一個參照系統(tǒng)。通過對比隨機(jī)滲透系統(tǒng)和真實(shí)景觀的結(jié)構(gòu)與行為特征，就可以有效地檢驗(yàn)有關(guān)格局與過程關(guān)系的假設(shè)或探討景觀動態(tài)過程中的一些機(jī)理性規(guī)律。4滲透理論在景觀聯(lián)結(jié)度研究中的幾個問題

1.景觀格局與過程之間的相互關(guān)系不是隨機(jī)的；

2.生物對生境的利用有時可以突破非生境障礙；

3.特殊聯(lián)系通道的出現(xiàn)可以大幅度降低生境聯(lián)結(jié)度的閾值；

4.很多生物種類具有溝通島狀生境相互聯(lián)系的特殊能力；

5.生態(tài)學(xué)過程和生境特征均可以對聯(lián)結(jié)度有直接或間接影響。

★景觀有上述約束性影響，但景觀中臨界值現(xiàn)象還是非常突出的，特別是生境隔離效應(yīng)什么時候可能對物種生長發(fā)育構(gòu)成嚴(yán)重威脅甚至發(fā)生進(jìn)化歧化是現(xiàn)代保護(hù)生物學(xué)研究的關(guān)鍵問題之一。第九講景觀生態(tài)學(xué)研究方法（1）一、景觀生態(tài)學(xué)的主要研究方法1景觀生態(tài)學(xué)研究的基本特征

1）景觀生態(tài)學(xué)通常需要處理復(fù)雜問題，涉及的層面包括環(huán)境、生物、社會、人文等多個領(lǐng)域，多數(shù)問題屬于典型的多學(xué)科問題，所需知識基礎(chǔ)和方法論多種多樣；強(qiáng)化完善生態(tài)規(guī)劃活化整合生態(tài)資產(chǎn)孵化誘導(dǎo)生態(tài)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升華文化品位典型示范滾動發(fā)展合縱聯(lián)橫系統(tǒng)管理景觀生態(tài)建設(shè)戰(zhàn)略

2）景觀生態(tài)學(xué)分析通常需要面對海量數(shù)據(jù)，性狀參數(shù)多，變量復(fù)雜，數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象普遍。

3）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段的進(jìn)步對景觀生態(tài)學(xué)研究方法論的發(fā)展具有極大的推動作用，特別是計(jì)算機(jī)、模型和3S技術(shù)。確定訓(xùn)練區(qū)MSS、TM影像波段拉伸幾何校正監(jiān)督分類土地覆蓋類型圖地形圖幾何控制點(diǎn)野外調(diào)查資料建立分類系統(tǒng)景觀多樣性分布圖

2在景觀生態(tài)學(xué)研究中可資借鑒的一些理論工具

1）熱力學(xué)原理→景觀的秩序性分析；

2）物質(zhì)運(yùn)動定律→生態(tài)流分析；

3）膜生理學(xué)原理→邊界或特定生境對生態(tài)流的影響；

4）滲透原理→景觀中的干擾或物種擴(kuò)散；

5）網(wǎng)絡(luò)理論→景觀中的廊道結(jié)構(gòu)和功能分析；

6）中心地原理→景觀中的物種擴(kuò)散趨勢或通道選擇分析；3實(shí)驗(yàn)與觀察

通過實(shí)驗(yàn)與觀察獲得數(shù)據(jù)，用于解釋景觀現(xiàn)象中的因果聯(lián)系，使景觀生態(tài)學(xué)研究走向嚴(yán)謹(jǐn)化是目前該學(xué)科發(fā)展的一個重要課題。

1）自然格局觀察→關(guān)注自然現(xiàn)象；

2）人文格局觀察→關(guān)注人文現(xiàn)象；

3）景觀綜合實(shí)驗(yàn)→設(shè)立景觀尺度的調(diào)查樣地，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

4）小尺度實(shí)驗(yàn)→利用一些小動物在理想條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。*景觀生態(tài)研究數(shù)據(jù)獲取的基本手段1樣地調(diào)查喬木調(diào)查灌木調(diào)查草本調(diào)查2樣線調(diào)查3區(qū)域定點(diǎn)普查4景觀生態(tài)學(xué)數(shù)量分析方法的主要內(nèi)容

1.景觀組分分析主要分析內(nèi)容：類型、數(shù)量、面積（總面積、平均面積、面積譜分布等）、形狀（邊型特征、分維特征）、邊界分析（類型、數(shù)量、長度、復(fù)雜性程度等）、個體碎裂化特征。

2.景觀格局分析主要分析內(nèi)容：多樣性特征、異質(zhì)性特征、相鄰度特征、空間分異特征。

3.景觀動態(tài)分析主要分析內(nèi)容：多時段比較分析、組分轉(zhuǎn)移特征分析、動態(tài)模擬分析等。CrossTabulate1989ChangeSite2*多時段比較*轉(zhuǎn)移概率方法*動態(tài)模型方法第N年城市建設(shè)用地分布圖城市化指數(shù)圖城市斑塊面積圖距離指數(shù)圖鄰域水平圖道路分布圖城市空間擴(kuò)展?jié)摿D第N+1年城市建設(shè)用地分布圖空間擴(kuò)展?jié)摿εR界閾值函數(shù)高程分布圖第十講景觀生態(tài)學(xué)研究方法（2）二、遙感技術(shù)在景觀生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用1景觀研究的需求特征

1）景觀生態(tài)學(xué)研究的跨度范圍大，對應(yīng)變量多；

2）景觀組成的個體數(shù)量多，特征參數(shù)復(fù)雜；

3）景觀格局與動態(tài)變化的驅(qū)動機(jī)制復(fù)雜；

4）景觀格局與過程的時空關(guān)聯(lián)程度高；

5）景觀現(xiàn)象的尺度特征顯著。*景觀研究中經(jīng)常使用的遙感數(shù)據(jù)類型1）衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)AAVHRR數(shù)據(jù)（1.1km分辨率）BMSS數(shù)據(jù)（70m分辨率）CTM數(shù)據(jù)（30m分辨率，ETM15m分辨率）DSPOT數(shù)據(jù)（5～15m分辨率）EQUICKBIRD（IKNOS）（2m分辨率）2）航空相片一般為1～5m分辨率2重點(diǎn)領(lǐng)域及現(xiàn)狀：結(jié)構(gòu)與格局

結(jié)構(gòu)：景觀組分的類型組成和數(shù)量構(gòu)建特征格局：景觀組分的空間分布及組合特征

1）結(jié)構(gòu)與格局研究需要大量組分屬性數(shù)據(jù)加以描述，以發(fā)現(xiàn)其無序表象下的內(nèi)在特征。遙感技術(shù)作為數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢明顯。表4-4林地斑塊的結(jié)構(gòu)指數(shù)

結(jié)構(gòu)指數(shù)19881990199219941996面積比重（%）46.9640.9233.2230.1924.01平均斑塊面積（hm2）23.3010.326.9612.876.71斑塊數(shù)量653128515477601159碎裂化指數(shù)0.030.120.220.060.17平均斑塊最近距離（像元）10.388.297.349.038.81相鄰度指數(shù)0.880.990.960.831.00

2）遙感數(shù)據(jù)介入景觀結(jié)構(gòu)與格局分析為大量新技術(shù)手段的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，特別是景觀格局指數(shù)的篩選，和某些景觀格局規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析（采樣）。2重點(diǎn)領(lǐng)域及現(xiàn)狀：功能

功能：主要指景觀內(nèi)部的各種生態(tài)流研究，集中在能流、物流和物種流研究上現(xiàn)狀：是景觀生態(tài)學(xué)研究中遙感技術(shù)應(yīng)用比較薄弱的一個領(lǐng)域，主要是利用遙感技術(shù)的一些傳感特點(diǎn)研究各種生態(tài)流。成功案例：

1）紅外遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行能流研究（目前尚不十分普遍，原因是研究人員對數(shù)據(jù)特性不熟悉；獲取途徑困難；衛(wèi)星數(shù)據(jù)分辨率太大；高分辨率數(shù)據(jù)成本太高）；

2）利用示蹤電子設(shè)備和雷達(dá)等對動物遷徙進(jìn)行研究；

3）利用遙感面狀數(shù)據(jù)結(jié)合地面調(diào)查進(jìn)行特定物質(zhì)循環(huán)研究。未來發(fā)展方向：遙感數(shù)據(jù)與地面數(shù)據(jù)結(jié)合，總結(jié)規(guī)律性模式（場強(qiáng)規(guī)律）。01年北京市熱島分布圖

2重點(diǎn)領(lǐng)域及現(xiàn)狀：動態(tài)*動態(tài)特征：50年左右尺度的動態(tài)研究中，遙感數(shù)據(jù)優(yōu)勢得天獨(dú)厚

1）一般研究：不同時段遙感數(shù)據(jù)的對比研究和轉(zhuǎn)移概率研究；

2）動態(tài)模型研究：景觀空間明晰化模型構(gòu)建的必要資料基礎(chǔ)；

3）長時間尺度研究：與其他資料相結(jié)合2000CrossTabulate1989ChangeSite22重點(diǎn)領(lǐng)域及現(xiàn)狀：尺度效應(yīng)

*尺度效應(yīng)

1）數(shù)據(jù)特性的直接應(yīng)用：不同傳感器數(shù)據(jù)的對比分析；

2）結(jié)合其他方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將尺度轉(zhuǎn)換方法結(jié)合到遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用中（分辨率轉(zhuǎn)換）；

3）研究單元的確定：分辨率實(shí)驗(yàn)（窗口轉(zhuǎn)換）2重點(diǎn)領(lǐng)域及現(xiàn)狀：應(yīng)用研究（1）*生物多樣性保護(hù)

1）生物多樣性調(diào)查：遙感資料結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行生物屬性特征描述（如樹高、樹冠監(jiān)測，動物示蹤等）；

2）生境調(diào)查與評估：利用遙感資料結(jié)合地面調(diào)查進(jìn)行；

3）生物與生境關(guān)系分析：利用遙感資料結(jié)合相關(guān)學(xué)科的知識進(jìn)行綜合，包括一般規(guī)律分析和模型建設(shè)等；

4）監(jiān)測：直接利用遙感手段進(jìn)行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測。2重點(diǎn)領(lǐng)域及現(xiàn)狀：應(yīng)用研究（2）*景觀規(guī)劃

1）基礎(chǔ)調(diào)查：組分類型及分布、數(shù)量統(tǒng)計(jì)；

2）評價：根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，基于遙感數(shù)據(jù)特性進(jìn)行相關(guān)方法論建設(shè)和應(yīng)用實(shí)踐；

3）預(yù)測研究：多時段數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測基礎(chǔ)；

4）決策支持：專用系統(tǒng)構(gòu)建，結(jié)合GIS技術(shù)組合使用。3技術(shù)優(yōu)勢

1）資料覆蓋面廣、易于管理、更新周期快、更新和維護(hù)費(fèi)用低；

2）類型多，使用范圍寬；

3）可以支持調(diào)查及分析方法創(chuàng)新與優(yōu)化；

4）便于其他空間與時序分析方法的引進(jìn)和使用；

5）為各種模型建設(shè)工作提供強(qiáng)有力的支持。4相關(guān)問題與發(fā)展前瞻（1）*遙感技術(shù)應(yīng)用的核心問題

1）作為一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，應(yīng)以目標(biāo)導(dǎo)向性應(yīng)用為原則；

2）不能濫用，尤其不能完全替代地面調(diào)查工作；

3）數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化應(yīng)突出合理性和誤差矯正；

4）配套方法選擇和環(huán)境建設(shè)必須完善。4相關(guān)問題與發(fā)展前瞻（2）*未來發(fā)展前景

1）進(jìn)一步拓寬應(yīng)用范圍；

2）開展規(guī)范化景觀調(diào)查方法研究；

3）進(jìn)行智能專用分析系統(tǒng)建設(shè)；

4）推進(jìn)應(yīng)用研究。5數(shù)據(jù)類型選擇（1）*遙感數(shù)據(jù)選擇需要考慮的幾個數(shù)據(jù)屬性

1）類型：遙感平臺類型、數(shù)據(jù)表達(dá)類型

2）范圍：地表覆蓋范圍、目標(biāo)客體涵蓋范圍

3）分辨率水平：目標(biāo)細(xì)節(jié)的表現(xiàn)水平

4）時段：數(shù)據(jù)獲取的時間、不同時段的分布情況5數(shù)據(jù)類型選擇（2）*數(shù)據(jù)選擇的主要方式

1）目標(biāo)導(dǎo)向型方式：根據(jù)研究目標(biāo)涉及的時空尺度要求進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇

2）對象導(dǎo)向型方式：根據(jù)研究對象的時間與空間分布特征進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇

3）方法導(dǎo)向型方式：根據(jù)方法對數(shù)據(jù)特性的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇5數(shù)據(jù)類型選擇（3）*數(shù)據(jù)類型選擇的核心問題：尺度效應(yīng)

1）分辨率水平選擇不當(dāng)，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余或?qū)ο蟮募?xì)節(jié)顯示度不足

2）不同尺度的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象的尺度轉(zhuǎn)換規(guī)則尚無法建立

3）時間尺度和空間尺度的分辨率水平與空間范圍適宜性應(yīng)統(tǒng)一6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（1）*數(shù)據(jù)前處理過程（以人工監(jiān)督分類為例）數(shù)據(jù)前處理過程主要是數(shù)據(jù)綜合合成方案確定、拉伸與增強(qiáng)及數(shù)據(jù)校正。

1）一般合成方案：綜合反映研究區(qū)域景觀整體特征；

2）特殊合成方案：突出某種景觀組分或景觀屬性特征；

3）數(shù)據(jù)校正：包括地形校正和特定成圖條件校正。6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（2）1）背景知識準(zhǔn)備a）工作區(qū)的自然因子和社會經(jīng)濟(jì)背景；b）工作區(qū)特定的生物、自然和社會經(jīng)濟(jì)過程；c）歷史與文化背景。

6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（3）2）數(shù)據(jù)預(yù)判：a）整體自然分異特征（地形、植被、地表水、人類活動）；b）特定的景觀組分分布與組合；c）典型異常區(qū)域；d）整體格局特征。

6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（4）3）實(shí)地調(diào)查：a）量化自然和社會經(jīng)濟(jì)背景調(diào)查與收集；b）基本樣點(diǎn)調(diào)查；c）特定組分格局調(diào)查；d）異常區(qū)域類型判定及成因調(diào)查；e）相關(guān)資料收集。

6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（5）4）圖象分類：a）方法選擇（最大似然法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等）；b）訓(xùn)練區(qū)確定（注意訓(xùn)練區(qū)的色彩組合與不同類型訓(xùn)練區(qū)之間的差異顯著性）；c）亞類型與組合（盡可能把所有亞類型確定出來，最后根據(jù)相關(guān)知識進(jìn)行組合）；d）平滑與濾波處理。6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（6）5）精度判斷：a）驗(yàn)證點(diǎn)精度判斷；b）總體趨勢判斷；c）組分轉(zhuǎn)移判斷。6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（7）6）圖象校核：a）分類程序校核；b）實(shí)地校核；d）知識校核6數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（8）*結(jié)果表達(dá)

1）數(shù)據(jù)表達(dá)形式

2）圖象表達(dá)形式第十一講景觀生態(tài)學(xué)研究方法（2）一、景觀組分分析1斑塊形狀特征分析方法：變量定義A:斑塊面積；Ac:包含一個斑塊在內(nèi)的最小圓面積；l:斑塊長軸的長度；n:如將斑塊看成一個多邊形的話，邊緣線的數(shù)量；p:斑塊的邊長；pc:與斑塊面積相同的圓的邊長；Rj:第j個斑塊的半徑（從斑塊中心到邊緣的長度）；w:斑塊的寬度。1斑塊形狀特征分析方法：常見指數(shù)（1）1）davis（1986）形狀指數(shù)：

2）davis（1986）長度指數(shù)：

3）davis（1986）環(huán)度指數(shù)：

4）bosch（1978）聚合度指數(shù)：5）patton（1975）多樣性指數(shù)：6）griffith（1982）環(huán)度指數(shù)：F≥1E≤1Ci≤1K1≤1D≥1C2≤1/4or1/π1斑塊形狀特征分析方法：常見指數(shù)（2）7）unwin（1981）環(huán)度指數(shù)：

8）stoddart（1965）環(huán)度率指數(shù)：

9）boyce（1964）平均半徑指數(shù)：10）horton（1945）形率指數(shù)：11）stoddart（1965）橢圓指數(shù)：12）bosch（1978）形狀指數(shù)：13）davis（1986）粒形指數(shù)：C3≤1C4≤1FR≤1SF≤1GSI≥π2組分的碎裂化特征分析

FN2=（NF-1）/MPSNF為某類組分在特定研究單元中的斑塊數(shù)量，MPS為該研究單元標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位的數(shù)量。二、景觀格局分析（1）1基于斑塊面積的景觀多樣性指數(shù)

1）多樣性指數(shù)：

H為景觀多樣性指數(shù)，m為景觀類型的數(shù)量，Ｐi為第i類景觀類型所占的面積比例。

2）最大多樣性指數(shù)：

S為景觀中組分類型的數(shù)量。

3）均勻度指數(shù)：

4）優(yōu)勢度指數(shù)：2景觀整體碎裂化指數(shù)景觀整體碎裂化指數(shù)：FN1=（NP-1）/MPSNP為某一分析單元中斑塊的總數(shù)量。龍華地區(qū)景觀多樣性類指數(shù)計(jì)算結(jié)果景觀指數(shù)19881990199219941996整體碎裂化0.080.110.150.100.11多樣性1.291.391.591.641.65均勻度0.720.780.890.910.92優(yōu)勢度0.500.400.200.150.14龍華地區(qū)景觀組分的面積比例景觀組分19881990199219941996農(nóng)田24.3523.7019.7116.4318.94果園21.6424.4823.4321.5822.79林地46.9640.9233.2230.1924.01水體1.310.772.482.351.47城鎮(zhèn)3.675.459.8612.7117.49開發(fā)區(qū)2.064.6911.2916.7315.30龍華地區(qū)斑塊面積譜分布結(jié)果分級(公頃)198819921996斑塊數(shù)量面積比例斑塊數(shù)量面積比例斑塊數(shù)量面積比例＜0.515231.0221161.3915431.180.5～16711.438131.767131.561～512297.77163210.8915199.955～102595.053636.953336.4810～5026715.8734319.2533218.2450～100326.10387.26478.83＞1002462.744552.504853.76二、景觀格局分析（2）

3景觀相鄰度指數(shù)（1）

1）單個斑塊的隔離度指數(shù)：式中n是與i斑塊相鄰的斑塊數(shù)目，dij是斑塊i與斑塊j之間的距離。ri值越大，說明i斑塊與其它斑塊之間的平均距離越遠(yuǎn)，隔離程度越高。

2）斑塊的易接近度指數(shù)：式中各代碼的意義與隔離度指數(shù)相同。ai值越大，說明i斑塊與相鄰斑塊之間累積距離越遠(yuǎn)，斑塊的易接近程度越低(單個斑塊)。

3）斑塊間的相互作用指數(shù)：式中Aj是與i斑塊相鄰的任一斑塊的面積，dj是斑塊i與斑塊j之間的距離（邊緣距離）。Ii值越大，說明相鄰斑塊對i斑塊的作用越大。二、景觀格局分析（3）

3景觀相鄰度指數(shù)（2）

4）多個斑塊的隔離度指數(shù)：式中D是一個景觀中所有斑塊的隔離度指數(shù)，將所有斑塊置于x-y坐標(biāo)構(gòu)成的二維平面上，計(jì)算所有斑塊的平均位置和方差（δx2、δy2），得出上述指數(shù)。D越大，說明該景觀中斑塊的隔離度越大。

5）多個斑塊的分散度指數(shù)：

Rc是整個景觀內(nèi)斑塊的分散度指標(biāo)。式中dc是從一個斑塊中心部位到距離最近的另一個斑塊間的平均距離；λ是斑塊的平均密度。當(dāng)Rc=1時，景觀中的斑塊呈隨機(jī)分布；當(dāng)Rc〈1時，斑塊呈聚集分布；當(dāng)Rc〉1（最大為2.194）時，斑塊呈規(guī)則分布。二、景觀格局分析（4）

6基于邊界特征的景觀格局分析方法

1）景觀多樣性指數(shù)：式中pi/j是i類型斑塊與j類型斑塊之間的邊界數(shù)量（邊界累積長度）占邊界總數(shù)（總長度）的比例，m是所有邊界的類型數(shù)。與基于組分面積的景觀多樣性類指數(shù)相同，基于邊界特征的最大多樣性指數(shù)為Hmax=log(n)（表明所有邊界類型數(shù)量或累積長度相同）。

2）均勻度指數(shù)：

3）景觀異質(zhì)性質(zhì)數(shù)：式中H(l)表示景觀異質(zhì)性，N代表整個景觀中的邊界總數(shù)量。當(dāng)n=N時，H(l)取最大值1。該異質(zhì)性指數(shù)可用于表達(dá)將景觀劃分成各種顯著不同部分的可能性。

4）景觀復(fù)雜性指數(shù)：式中C(s)表示空間復(fù)雜性，其他變量與以上公式相同。三、基于邊界特征的景觀格局分析（常平案例）1工作區(qū)內(nèi)研究期間土地利用變化情況

組分類型1988年1990年1992年1994年1996年城鎮(zhèn)1.772.159.4512.1719.18開發(fā)區(qū)0.500.712.366.283.72農(nóng)田48.3742.6231.4228.4027.28果園24.3330.3136.9930.6928.70林地18.4020.1216.5318.6418.09水體6.634.083.253.823.01

aaabababaaaaaabcaccbccabbabb

ababababaaababcdbacabcabbbab（1）節(jié)點(diǎn)的8種像元結(jié)構(gòu)（2）邊界點(diǎn)的6種像元結(jié)構(gòu)（圖中每個方格代表一個像元，a、b、c和d代表不同的景觀組分類型）圖1節(jié)點(diǎn)及邊界點(diǎn)的滑箱像元結(jié)構(gòu)2邊界的鑒別3邊界數(shù)量和累積長度變化情況

邊界類型1988年1992年1996年所有邊界14802/3009.60