景觀生態(tài)學課堂筆記

景觀生態(tài)學課堂筆記

一、景觀生態(tài)學的概念與進展

在19世紀中期由Haeckel提出生態(tài)學一詞，隨著時間的推移，生態(tài)學已成為一個既古老而又現(xiàn)代的學科，它研究

的要緊內(nèi)容就是生物或者生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，而通常我們又將它分為幾個層次：個體、種群、群落與生態(tài)系統(tǒng)，

而景觀是比生態(tài)系統(tǒng)更高一層次的生物層次。

景觀生態(tài)學自1939年由特羅爾提出后，進展十分迅速，已成為生態(tài)學一重要分支，同時已形成一套自己的理論，為

生態(tài)學的進展提供了一個全新的空間。

1、景觀(landscape)

“景觀”的三種懂得：

1.視覺美學在歐洲，“景觀”一詞最早來源于《圣經(jīng)》中，用來描述耶路撒冷城美麗的景畫。與“風景”同意。

例“黃山”、“泰山”、“蘇州園林”。

2.地理學景觀作為地球表面氣候、土壤、地貌、生物各類成分的綜合體，類似于生物群落。

3.景觀生態(tài)學空間上相鄰、功能上有關(guān)、發(fā)生上有一定特點的生態(tài)系統(tǒng)的聚合。

2、景觀的定義與特征

景觀:是以類似方式重復出現(xiàn)的、相互作用的若干生態(tài)系統(tǒng)的聚合所構(gòu)成的異質(zhì)性土地地域。(1986,Forman&Godron)

例：“秦嶺”

景觀生態(tài)學：研究有關(guān)景觀系統(tǒng)的相互作用、空間組織與相互關(guān)系的一門學科，即研究由相互作用的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成

的異質(zhì)地表的結(jié)構(gòu)、功能與動態(tài)。

其他定義：

(1)Troll(1983)德國景觀是操縱某一地區(qū)不一致空間單元的自然與生物的關(guān)系。

(2)Zonneveld荷蘭景觀是地球表面空間的一部分，是由巖石、水、空氣、植物、動物與人類活動所形成的系

統(tǒng)的復合體，并通過其外貌構(gòu)成一個可識別的實體。

(3)Vink荷蘭景觀是連同其所有現(xiàn)象(地形、土壤、植被、人為影響)的陸地表面；是具有特有的地形、

土壤、植被的陸地表面的一個區(qū)域；是相互有關(guān)的幾片土地的天然配置。

特征：1生態(tài)系統(tǒng)的聚合。

2各生態(tài)系統(tǒng)之間的物質(zhì)能量流淌與相互影響。

3具有一定的氣候與地貌特征。

4與一定的干擾狀況的聚合相對應。

3、景觀要素

定義：景觀是由不一致生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的鑲嵌體，其構(gòu)成單元稱之為景觀要素

按自然條件或者立地條件劃分的景觀單元一景觀成分。

按人類活動的影響劃分的景觀單元一景觀要素。

景觀與景觀要素是相對的，景觀強調(diào)異質(zhì)，景觀要素強調(diào)勻質(zhì)。

景觀現(xiàn)象具有尺度效應。

4、景觀生態(tài)學的進展歷史

國外

(1).萌芽(19世紀初~20世紀30年代)

首先生態(tài)學的出現(xiàn)，19世紀中期Haeckel,把研究生物與環(huán)境關(guān)系的科學稱之為生態(tài)學。其后，從個體生態(tài)學進展

到群落生態(tài)學。

1935年，英國生態(tài)學家坦斯利提出了生態(tài)系統(tǒng)的術(shù)語。

(2.)鞏固(20世紀30年代后期~60年代中期)

1939年，德國著名的地植物學家特羅爾，在利用航片中研究東非土地利用問題時提出了景觀生態(tài)學一詞。隨后，

一些科學家將景觀生態(tài)學作為生態(tài)學一分支進行研究。二戰(zhàn)爆發(fā)過程中，景觀生態(tài)學研究幾乎處于停滯狀態(tài)，二戰(zhàn)后，

由于人口、糧食、環(huán)境問題，景觀生態(tài)學得到蓬勃進展，中歐成為景觀生態(tài)學研究的要緊地區(qū)。(例德國、荷蘭、捷克

等)

美國從70年代開始景觀生態(tài)學研究，進展很快。

(3.)進展(20世紀60年代后期~80年代初，初步進展；20世紀80年代，全面進展)

80年代進入景觀生態(tài)學研究熱潮。

1981年，在荷蘭召開“第一屆景觀生態(tài)學大會”。

1982年，國際景觀生態(tài)學協(xié)會成立。（IALE）

1984年，Narch.Z與Lieberman（美國）出版《景觀生態(tài)學的理論與應用》，第一本景觀生態(tài)學專著。

1986年，F(xiàn)orman.R&Godron出版《景觀生態(tài)學》教材，標志景觀生態(tài)學進展進入了一個全新階段。

1987年，國際性雜志《景觀生態(tài)學》出版。

（4）.提高（20世紀90年代，學科的全面提高時期）

90年代，景觀生態(tài)學全球化普遍提高，技術(shù)、手段更為先進。（例GIS、遙感等）

國內(nèi)

從80年代初開始，1989年10月在沈陽召開首屆景觀生態(tài)學學術(shù)討論會。

1998年在沈陽舉行“亞洲及太平洋地區(qū)景觀生態(tài)學國際會議

?80年代：起步階段，側(cè)重于國外文獻的介紹

?1981年，黃錫疇在《地理科學》上發(fā)表了《德意志聯(lián)幫共和國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及保護》一文。同期還發(fā)

表了劉安國的《捷克斯洛伐克的景觀生態(tài)研究》。這是國內(nèi)首次介紹景觀生態(tài)學的文獻。

?1983年，林超在《地理譯報》上發(fā)表了兩篇譯文，一篇是Troll的《景觀生態(tài)學》，一篇是E.納夫的《景

觀生態(tài)學進展階段》。

?1985年，陳昌篤在《植物生態(tài)學與地植物學叢刊》發(fā)表《評介Z.納維等著的景觀生態(tài)學》一文，這是

國內(nèi)首次對景觀生態(tài)學理論問題的探討。

?1986年，景貴與在《地理學報》發(fā)表了《土地生態(tài)評價與土地生態(tài)設計》，這是國內(nèi)景觀生態(tài)規(guī)劃與設

計的第一篇文獻。

?1988年，李哈濱在《生態(tài)學進展》發(fā)表了《景觀生態(tài)學——生態(tài)學領(lǐng)域里的新概念構(gòu)架》一文。同年

的《生態(tài)學雜志》分別發(fā)表了金維根的《土地資源研究與景觀生態(tài)學》與肖篤寧等的《景觀生態(tài)學的進展與應

用》。

?1990年肖篤寧主持翻譯了R.T.T.Forman與M.Godron的《景觀生態(tài)學》一書。

?90年代迅速進展，大量論文書籍出現(xiàn)

?1990年，肖篤寧等在《應用生態(tài)學報》發(fā)表了《沈陽西郊景觀結(jié)構(gòu)變化的研究》一文，該文是我國學者

參照北美學派的研究方法而開展的景觀格局研究的典范著作。同年景貴與出版了《吉林省中西部沙化土地景觀

生態(tài)建設》論文集。

?伍業(yè)鋼與李哈濱的《景觀生態(tài)學的理論進展》（1992）與《景觀生態(tài)學的數(shù)量研究方法》（1992）；

?傅伯杰的《黃土區(qū)農(nóng)業(yè)景觀空間格局分析》（1995）、《景觀多樣性分析及其制圖研究》（1995）、《景觀多

樣性的類型及其生態(tài)意義》（1996

5、景觀生態(tài)學研究內(nèi)容與基本原理

（1）研究內(nèi)容

1.景觀結(jié)構(gòu)不一致景觀要素之間的空間關(guān)系。

2.景觀功能各類景觀要素之間的相互作用，不一致生態(tài)系統(tǒng)之間的能量流、物質(zhì)流與物種流（例到物活動等）。

3.景觀變化景觀的結(jié)構(gòu)與功能上隨時間的變化。

4.景觀管理通過分析景觀特征，提出景觀利用管理最優(yōu)化方案。

>景觀生態(tài)分類

>景觀生態(tài)評價

>景觀生態(tài)規(guī)劃設計

>景觀規(guī)劃設計的實施

（2）理論基礎

1景觀結(jié)構(gòu)與功能原理

2生物多樣性原理

1.整體論3物種流淌原理

2.系統(tǒng)論4營養(yǎng)再分配原理

5能量流淌原理

6景觀變化原理

7景觀穩(wěn)固性原理

6、景觀生態(tài)學的重要學派

(1)美國的景觀格局與景觀功能研究(Forman,Risser,Turner)

(2)荷蘭與德國的土地生態(tài)設計(Zorreveki,Haber國家公園景觀規(guī)劃)

(3)東歐的景觀綜合研究與景觀生態(tài)規(guī)劃。(Mazur,Ruzicka(捷克)最優(yōu)設計)

(4)加拿大與澳大利亞的土地生態(tài)分類

(5)前蘇聯(lián)的景觀地球化學研究(波雷諾夫)

7、景觀生態(tài)學的研究展望

(1)學科要緊研究領(lǐng)域的進展

經(jīng)濟觀念與生態(tài)學研究的融合

人地與諧的未來景觀研究

在景觀結(jié)構(gòu)與空間格局方面

在景觀生態(tài)過程研究方面

在景觀格局與過程的關(guān)系研究上

在景觀變化分析方面

(2)新出現(xiàn)的學科領(lǐng)域與生長點

公路與公路網(wǎng)的生態(tài)效應

景觀毒理(landscapetoxicology)研究

濕地景觀生態(tài)研究

大城市的景觀生態(tài)過程

(3)重點研究方法與新技術(shù)現(xiàn)狀及動向

景觀生態(tài)動態(tài)模型

景觀指數(shù)(Landscapeindicators)研究:

區(qū)域尺度上多因子風險評價的相對估計法

流域動態(tài)模型

遙感與地理信息系統(tǒng)應用

(4)景觀生態(tài)的應用進展

農(nóng)業(yè)與土地利用

自然資源管理

景觀規(guī)劃與設計

城市景觀規(guī)劃

第一章3景觀結(jié)構(gòu)

景觀是由景觀元素構(gòu)成，景觀元素是地面上相對同質(zhì)的生態(tài)要素或者單元。

景觀元素有三種類型：1斑塊(patch)2走廊(corridor)3基質(zhì)(matrix)

3.1斑塊(patch)

定義：斑塊是一個在外觀上與周圍環(huán)境明顯不一致的非線性地表區(qū)域。

例：天空的云、嵌花路面的石子。

3.1.1起源與類型(起源原因、特點)

1干擾斑塊(disturbancepatch)

原因：由于局部干擾而產(chǎn)生的。

采伐后的森林，草原燒荒，地表煤礦

干擾是引起生態(tài)系統(tǒng)格局顯著偏離其常態(tài)的事件。舉例：風、火、冰雹、山崩、蟲害..

/內(nèi)、外因(如火災)

干擾

、短期、長期短期特點：具有最高的周轉(zhuǎn)率、持續(xù)時間最短、消失最快的斑塊類型。

2殘存斑塊(remantpatch)

原因：由包圍著一小塊未受干擾地區(qū)的大范圍干擾造成的.

舉例：嚴寒過后陽坡上留下的鳥巢、火災大火過后殘留的一片森林

松弛期：某些種群滅絕速率升高的時期。調(diào)整期：物種變動速率增高的時期。

3環(huán)境資源斑塊(environmentalpatch)

原因：由于環(huán)境資源的空間異質(zhì)性或者鑲嵌分布而引起。

比如：長白山植物垂直分布、森林中的沼澤。特點：存留時間長、周轉(zhuǎn)率低。

4弓|進斑塊(introducedpatch)

原因：人類將生物引進一個地區(qū)，就產(chǎn)生了引進斑塊。

(1)種植斑塊(plantedpatch)原因：由人種植植物而產(chǎn)生的特點：人保護、存留時間長。

(2)聚居地(homeshabitation)

特點：受人干擾的景觀中最顯著并無處不在的景觀成分之一。

物種：人、引進的動植物、不慎引入的害蟲、從異地移入的本地種

比如：村落、城鎮(zhèn)

斑塊的持久性與穩(wěn)固性

口未干擾

區(qū)在斑塊內(nèi)干擾

皿在本底中干擾

斑

塊長期干擾

持

久單一干擾

性(短期)

時

間

環(huán)境資源斑塊干擾斑塊殘存斑塊引進斑塊

3.1.2斑塊的大小

1面積對能量與養(yǎng)分的影響

通常的情況總是大斑塊比小斑塊含的能量與養(yǎng)分豐富。也有不一致，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。

動物的分布也會因邊緣內(nèi)部的喜愛程度而是完全不一致的。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。

邊緣地帶植物密度高于內(nèi)部，故營養(yǎng)也高于內(nèi)部地帶，由于小斑塊的餓邊緣/內(nèi)部比大于大斑塊，因此小斑塊單位

面積的能量與物質(zhì)不一致于大的斑塊。

大斑塊比小斑塊有更高的營養(yǎng)級的動物，同時食物鏈也更長。

2面積對物種的影響

(1)島嶼

在生物群落里，物種的多樣性隨面積的增加而增加。

島上種數(shù)與面積大小的關(guān)系的三種解釋：

＞大島嶼物種多

A稀有種多

＞小島近親繁殖

S=CAZ

S-多樣性A-面積C-比例常數(shù)Z-通常為0.18~0.35

S=f(+生境的多樣性-干擾+面積-隔離程度+年齡)

(2)陸地景觀

陸地景觀與島嶼是完全不一致的，斑塊的邊界并不明確，同時隔離程度的重要性降低。

S=f(+生物多樣性-(+)干擾+面積+年齡+本底異質(zhì)性-隔離程度-邊界不連續(xù)性)

區(qū)別：

>障礙物不一致

>海島的隔離是與大陸相對而言

>島嶼與陸地景觀的形成時間大相徑庭

>與邊緣的作用

設計保護區(qū)時，面積比較關(guān)鍵.要緊保護：1較高的當?shù)匚锓N多樣性

2稀有種與瀕危種

3穩(wěn)固的生態(tài)系統(tǒng)

3森林的破碎化及其生態(tài)后果

?物種生存環(huán)境危機

■樹木的變化

?動物的變化

?鳥類

?昆蟲

4斑塊與自然保護區(qū)

>大的自然保護區(qū)保護物種多

>完整比破碎要好

>盡量減少隔離度

>簇狀比線狀好

>走廊連接

>圓形較好

3.1.3斑塊的形狀

形狀與面積同等重要比如:鳥、昆蟲覓食，巢域通常為長方形。

1生態(tài)學意義

>形狀分析可熟悉物種動態(tài)(物種分布是穩(wěn)固、擴展、收縮、還是遷移甚至以熟悉遷移路線)

>斑塊的形狀對生物的散布與覓食具有重要作用。

>斑塊的形狀與環(huán)境變化及更新過程有關(guān)。

>園林設計，采取不一致斑塊形狀，收到不一致的藝術(shù)效果。

L

D

2^/TTA

形狀系數(shù)

D-形狀系數(shù)L-斑塊固邊長度A-斑塊面積

D值說明某一斑塊周邊長度與面積同該斑塊相等的圓的圓周長之比，比值為1為圓形，比值越大說明該斑塊周邊更

加達

2邊緣與邊緣效應

定義：邊緣是指兩個不一致的生態(tài)系統(tǒng)相交而形成的狹窄地區(qū)。

斑塊的邊緣部分有不一致于內(nèi)部的物種構(gòu)成與過渡，這就是通常所說的邊緣效應。

特點：由一種環(huán)境條件組合、過渡為另一種環(huán)境條件組合，由一類動植物組合過渡為另一類動植物組合，不僅包

含兩個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的成分同時有其特有的成分。

邊緣的類型：

固有邊緣(inherentedge)：環(huán)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。

舉例：森林與沼澤之間的邊緣

誘導邊緣(inducededge)：天然或者人為干擾造成的邊緣。

特點：過渡顯著、存在時間短。

舉例：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。

根據(jù)對邊緣或者內(nèi)部的反應，將生物分為：邊緣種(edgespecies)與內(nèi)部種(interiorspecies)

邊緣種與內(nèi)部種將動物分成三類：a對兩個生態(tài)系統(tǒng)均有要求b對邊緣的特殊生境有特殊的要求c要緊與一種生

態(tài)系統(tǒng)有關(guān)系，但可擴展到邊緣

4環(huán)狀斑塊形狀很特殊的斑塊

特點：內(nèi)部/邊緣低，內(nèi)部種少

舉例：圍繞北極地區(qū)分布格局，高山圍繞山體，繞湖周圍

5半島(peninsula)

定義：指的是一個斑塊中狹長的外延部分。

漏斗效應：人們常見的在半島頂端，動物路徑密度高的現(xiàn)象。

3.1.4斑塊的構(gòu)型

斑塊在景觀中的空間排布情況，它們的空間分布對能量、物種的流淌有重要影響。

比如：居住區(qū)Fragstats

斑塊有關(guān)性的指標：隔離度、可及度、相互作用、總隔離度

破碎化指標：斑塊密度、邊緣密度、

3.2廊道(corridor)

與本底有所區(qū)別的一條帶狀土地，能夠看作是一個線狀或者帶狀的斑塊.比如:樹籬、公路

3.2.1廊道的作用

雙重作用:將景觀分離、將景觀連接

1.運輸：公路、鐵路、運河、輸電線等

2.保護：長城、圍墻、林帶等

3.資源：走廊地帶野生動物豐富、植物種類較多

4.觀賞：古代曲徑通幽、頤與園的長廊、西湖的蘇堤

3.2.2廊道的起源

走廊按起源可分為：干擾廊道、殘余廊道、環(huán)境資源廊道、種植廊道

3.2.3廊道的結(jié)構(gòu)特點

1彎曲度(curvilinearity)

廊道中兩點間的實際距離與它們之間的直線距離之比，與沿廊道的移動有關(guān)。動物、人更消耗體力.

2連通性(connectivety)

定義：單位長度廊道中中斷數(shù)量來度量。比如：農(nóng)田樹籬

作用：一個廊道連通性高低決定了廊道的通道與屏障功能。

3狹點(narrow)

定義：廊道中的狹窄處。作用：影響運動。比如：河流峽口

4結(jié)點(nodes)

定義：兩個廊道的連接處或者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，由于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。

比如：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

5廊道的內(nèi)部特點

1)從邊緣到中心的物種構(gòu)成發(fā)生急劇變化比如：公路、河流、林帶

2)環(huán)境條件與外部是完全不一致的比如：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

3.2.4廊道的分類

1線狀廊道

廊道是一條很窄的帶，植被類型基本上是邊緣占優(yōu)勢。

通常有7種：道路、鐵路、堤堰、溝渠、輸電線、草本或者灌絲帶、樹籬

2帶狀廊道

廊道是一條很窄的帶，其寬度是能夠造成一個內(nèi)部環(huán)境，含有內(nèi)部種，每個側(cè)面都存在邊緣效應。

帶狀廊道與線狀廊道的基本生態(tài)差異要緊在于寬度，具有重要的功能意義。

3河流廊道

河流廊道是沿河流分布的，與周圍本底不一致的植被帶。

1）結(jié)構(gòu)：河床邊緣、漫灘、堤壩、岸上高地。舉例：長江、黃河

2）寬度多寬為宜：a應具備有效地操縱從高地到河流的水流與營養(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。

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它操縱著河水及周圍陸地進入河流的物質(zhì)流淌。

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(guān)。

4它為物種的遷移與棲息提供了條件。

5為人類運輸航道、物質(zhì)資源、保護作用。

3.3本底（基質(zhì)）

范圍廣、連接度最高，同時在景觀功能上起著優(yōu)勢作用的景觀要素類型。景觀中的背景地域。

2.3.1本底的標準

I相對面積

通常來說，本底的面積超過現(xiàn)存其他類型景觀元素的面積總與。假如一種景觀元素類型覆蓋50%以上的面積,

就能夠認為是本底。

2連通性

假如一個空間不被兩端與該空間的周界相連的邊界隔開，則認為該空間是連通的。

連通性高的作用：

1）能夠作為障礙物將其他要素分開。比如：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。

3動態(tài)操縱，比如：原始林采伐燒地、農(nóng)田與林網(wǎng)

3.3.2結(jié)構(gòu)特征

1孔隙度（porosity）：斑塊在本底中稱之孔。

單位面積的斑塊數(shù)目稱之孔隙度。它是本底中斑塊密度的量度。與斑塊大小無關(guān)。

孔隙度的生態(tài)意義：

1）它提供了一個熟悉物種隔離程度與植物種群遺傳變異的線索。

2）孔隙度是邊緣效應總量的指標，是一個對野生生物管理、對能流物流指導意義的因素。

孔隙度低說明景觀中有邊遠地區(qū)存在，這對需要邊緣生境的動物很重要。

3）孔隙度與動物覓食密切有關(guān)，適宜的孔隙對覓食及育后復原。

4）采伐對野生動物的影響。

5）人文地理中，研究住宅與村莊孔隙的分別十分重要。

2邊界形狀

景觀元素間的邊界像一個半透膜，邊界的形狀對本底與斑塊間的相互關(guān)系極為重要，具備最小的周長與面積之比的

形狀不利于能量與物質(zhì)交換，具節(jié)約資源的特征；相反，周長與面積之比大的形狀利于與周圍環(huán)境進行大量

的能量與物質(zhì)交流。

看凹面邊界的左邊元素向右擴展更為有效。

擴展元素即它們最可能在周邊的凸面上擴展。

殘存元素即處于縮減過程，有凹面邊界的元素。

擴展元素能迅速地以凹面邊界變?yōu)橥姑孢吔纭?/p>

3網(wǎng)絡

景觀的孔隙度高時，這種網(wǎng)絡本底就是廊道網(wǎng)絡。

結(jié)構(gòu)特征：1）連接類型十字型、T型、L型

2）網(wǎng)線上是否具有中斷，與中斷處的長度。

3)結(jié)點的大小

4)網(wǎng)眼大小

構(gòu)成網(wǎng)絡的線之間的平均距離或者者線所圍繞的景觀元素的平均面積。

對物種粒種有影響，比如：法國布列塔地區(qū)研究說明，小甲蟲、土地網(wǎng)眼>4ha時消失，貓頭鷹在網(wǎng)眼為7ha

時消失。

3.4景觀的整體結(jié)構(gòu)

3.4.1景觀多樣性

1生物多樣性(biodiversity)

生物多樣性是所有生物種類、種內(nèi)遺傳變異與它們的生存環(huán)境的總與。

■遺傳多樣性(geneticdiversity)

種內(nèi)所有遺傳變異信息的總與，蘊藏在動植物與微生物的個體基因里。

■物種多樣性(speciesdiversity)

以種為單位的生命有機體的復雜多樣化

■景觀多樣性(landscapediversity)

生物圈內(nèi)棲息地、生物群落與生態(tài)學過程的多樣化，又稱生態(tài)系統(tǒng)多樣性(ecosystemdiversity)。

2生物多樣性喪失的要緊原因：

>生境的喪失與破碎化

>引入物種

>植物與動物種的過度利用

>土壤、水與大氣污染

>全球氣候變暖

>工業(yè)化的農(nóng)業(yè)與林業(yè)

3景觀多樣性的意義：

■只有多種生態(tài)系統(tǒng)的共存，才能保證物種多樣性與遺傳多樣性。

■只有多種生態(tài)系統(tǒng)的共存，并與異質(zhì)的立地條件相習慣，才能使景觀的總體生產(chǎn)力達到一定水平。

■只有多種生態(tài)系統(tǒng)共存，才能保證景觀功能的正常發(fā)揮，并使景觀的穩(wěn)固性達到一定水平。

4景觀多樣性的描述指標

■豐富度(richness)：指的是一個景觀中生態(tài)系統(tǒng)類別數(shù)，以絕對值表示。相對豐富度是指一定景觀內(nèi)出現(xiàn)的生態(tài)

系統(tǒng)類別數(shù)占一地區(qū)全部可能出現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)類別數(shù)的百分比。

-Simpson多樣性指數(shù)(diversityindex)

Q=1-支(用2

7D-Simpson多樣性指數(shù)，S-生態(tài)系統(tǒng)總數(shù)，Pi-每一生態(tài)系統(tǒng)所占面積百分比。生態(tài)系統(tǒng)類型越多，

景觀多樣性指數(shù)越大。

Shannon-Weiner

￡(用(1咤2°)

/=1香農(nóng)指數(shù)，S-生態(tài)系統(tǒng)總數(shù)，Pi-每一生態(tài)系統(tǒng)所占面積百分比。

根據(jù)信息論的理論而來，它的指標H，代表一個景觀“信息”的不確定性，其構(gòu)成成分變化越大，其不確定性也越大。

■均勻性(evenness)E=H'/H'(max)

E.均勻性，H，.現(xiàn)實景觀多樣性，H，(max).完全均勻情況下的景觀多樣性。

■優(yōu)勢度(dominance)優(yōu)勢度=1-均勻度

說明一個景觀中某一生態(tài)系統(tǒng)占優(yōu)勢的程度。

■相對分塊性(relativepatchness)

XN，

1=1

NP-分塊性，N-相鄰生態(tài)系統(tǒng)邊界數(shù)，Di-相鄰生態(tài)系統(tǒng)相異性指數(shù)

5景觀多樣性普遍存在的原因

-由于立地條件不一致而形成不一致的生態(tài)系統(tǒng)

-由于干擾作用的結(jié)果

2.4.2森林景觀異質(zhì)性

景觀異質(zhì)性指在一個景觀區(qū)域中，景觀元素類型、組合及屬性在空間或者時間上的變異性。

1森林年齡結(jié)構(gòu)

森林景觀的年齡結(jié)構(gòu)指的是林分間的年齡構(gòu)成狀態(tài)

1）原始林的年齡結(jié)構(gòu)

未受人為經(jīng)營或者干擾、景觀年齡結(jié)構(gòu)要緊決定于自然干擾種類及特點。

2）經(jīng)營林的年齡結(jié)構(gòu)

景觀的年齡結(jié)構(gòu)決定于輪伐期與在整個輪伐期仲采伐時間上的分配。

法正林思想

法正林：由若干實行皆伐作業(yè)的同齡林分系列構(gòu)成，它務必具備法正齡級分配、法正林分排列與法正生長

量。

法正齡級分配：要具備從小到各個齡級的林分，同時各齡級分配相等。

完全調(diào)整林、廣義法正林

3）老齡林的生態(tài)意義與儲存

老齡林，不僅指年齡，同時指未受人為干擾或者受人為干擾很小的原始林，它們多處于比較穩(wěn)固的階段。

在經(jīng)營管理上，將林分劃為：幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林與過熟林。

按照生物學將林分發(fā)育過程分為：發(fā)生階段、集累階段、生物穩(wěn)固階段與衰退階段。

老齡林儲存的意義：

?形成時間長

?動植物構(gòu)成復雜

?生產(chǎn)力及生物量高

?固氮附生植物及細菌豐富

?具有儲存營養(yǎng)物質(zhì)的巨大能力

?溪流較多

?林分異質(zhì)性大

?倒木在林分中具有重要意義

Harris的花旗松經(jīng)營模型：中央核心不伐，中圈長輪伐期，外圈短輪伐期

Franklin的新林業(yè)說：

-將交互塊狀采伐，改為塊狀順序采伐

-采伐時每英畝保留8~15棵大樹

'保留伐區(qū)剩余物

2森林類型結(jié)構(gòu)森林類型可分為兩個系列：

地境系列：隨立地條件而發(fā)生的森林類型多樣性。

時間系列：隨干擾與演替而產(chǎn)生的森林類型多樣性。

3森林粒級結(jié)構(gòu)

景觀的粒級結(jié)構(gòu)指的是景觀要素的構(gòu)成狀態(tài)。森林的粒級結(jié)構(gòu)要緊決定于更新單元的構(gòu)成狀態(tài)。所謂更新單元

是指一次干擾事件中老林被破壞與新林發(fā)生的一個地域單位。

林火干擾、皆伐、間伐形成粗粒級結(jié)構(gòu)，倒木與擇伐形成細粒級結(jié)構(gòu)。

3.4.3尺度（scale）

尺度是研究對象時間與空間的細化水平.

尺度是指在研究某一物體或者現(xiàn)象時所使用的空間或者時間單位,同時又可指某一現(xiàn)象或者過程在空間上與

時間上所涉及到的范圍與發(fā)生頻率.

前者是從研究者的角度來定義尺度，后者根據(jù)所研究的過程或者現(xiàn)象的特征來定義尺度。

（空間尺度，時間尺度）尺度以粒度（grain）與幅度（extent）來表達。

與尺度有關(guān)的另一個重要概念：

尺度擇維（scaling）:把某一尺度獲得的信息擴展到其他長度上。

下推（scalingdown）、上推（scalingup）

比如：爬山

3.4.3確定異質(zhì)性的方法

由于尺度不一致景觀有產(chǎn)生異質(zhì)性。

通常情況使用線性抽樣來測定異質(zhì)性，令直線通過一個景觀，把這條線分成相等的線段，記錄每段線段中每類景

觀元素出現(xiàn)的頻率。

3.4.4景觀元素的構(gòu)型（Forman&Godron,1986）

I分散的斑塊景觀

特點：以一種生態(tài)系統(tǒng)或者一種景觀要素類型作為優(yōu)勢的本底，而以另一種或者多種類型分散在其內(nèi)。比如:

帶綠洲的荒漠，熱帶稀樹草原

關(guān)鍵特征：1）本底的相對面積2）斑塊大小3）斑塊間的距離

4）斑塊分散性（集聚、規(guī)則或者隨機）

2網(wǎng)狀景觀

特點：在景觀中以相互交叉的廊道的優(yōu)勢

比如：牧場林網(wǎng)，高速公路網(wǎng)

關(guān)鍵特征：1）廊道的寬度2）連通性3）網(wǎng)的圓路4）網(wǎng)格大小5）結(jié)點大小

6）結(jié)點分布

3交錯景觀

特點：占優(yōu)勢的有兩種景觀要素，彼此犬牙交錯，但共有一個邊界。

比如：山區(qū)農(nóng)田與林地分布

關(guān)鍵特征：1）每一要素類型的相對面積2）半島的多度與方向

3）半島的長度與方向

4棋盤狀結(jié)構(gòu)

特點：由相互交錯的棋盤狀格子構(gòu)成

比如：人為管理的伐區(qū)

關(guān)鍵特征：1）景觀顆粒的大小2）棋盤格子的規(guī)整性3）總的邊界長度

匯聚點（convergencypoints）匯聚線

3.4.5景觀中的對比度（contrast）

對比度：即相鄰地區(qū)的差異程度大小與過渡的急緩程度，對比度低的景觀可能由一種景觀元素構(gòu)成，只有本底。

比如：熱帶雨林低對比度的景觀由自然形成

高對比度的景觀多由人為形成，但也有自然形成的

3.4.6景觀空間格局與空間關(guān)聯(lián)

1幾種不一致的格局

?規(guī)則式均勻格局

'聚集格局

'線狀格局

-平行格局

第二章4景觀的生態(tài)過程

景觀的功能就是景觀元素之間的相互作用，即能量流、養(yǎng)分流與物種流以一種景觀元素遷移到另外一個景觀元素。通

過大量的“流”，一種景觀元素對另外一種景觀元素施加于操縱作用。

4.1景觀間流的運動機制

關(guān)于景觀要素間的流有兩個基本觀點：其一是半透膜觀點，其二是關(guān)于源區(qū)與匯區(qū)的觀點。

1通過景觀的流有三種：

1）能量流比如：熱能、生物能

2）養(yǎng)分流比如：無機物質(zhì)、有機物質(zhì)、水

3）物種流比如：各類類型的動植物與遺傳基因

2導致景觀元素之間相互作用的5種媒介物

1）風它攜帶水分、灰塵、雪、種子、小昆蟲、熱量等

2）水包含雨水、冰、地表徑流、地下水、河流、洪水等，能夠攜帶的物質(zhì)同上

3）飛行動物如鳥、蜜蜂、可攜帶種子、抱子等

4）地面動物功能同飛行動物

5）人

3影響三種流運動的力

1）擴散：擴散原指分子運動，從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的運動。

擴散：溶質(zhì)物質(zhì)或者懸浮物質(zhì)由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的移動，物質(zhì)通過自身的布郎運動作無規(guī)則的運動。

比如：將香水泗在屋子的一角，滿屋都是香水味。山區(qū)的水泥加工廠的粉塵擴散。

市區(qū)采曖的火煙囪、滇池的污染等

2）物質(zhì)流

物質(zhì)流是物質(zhì)沿能量梯度的運動。

風是一種重要的物質(zhì)流，由大氣壓產(chǎn)生。

水流是由高處向低處

3）移動

移動：是消耗本身能量從一個地方運動到另一個地方。

比如：采蜜的蜜蜂，捕食的動物

運動最組要的生態(tài)特征就是高度聚集性格局。

4.2空氣流與土壤流

1空氣流：空氣層流是平行流淌的層狀氣流。

而湍流則是質(zhì)點的無規(guī)則運動，向上或者向下運動。

三種防護林帶（緊密結(jié)構(gòu)、疏通結(jié)構(gòu)、通風結(jié)構(gòu)）

第一種類型風速降低到樹高的30倍處，其它為樹高的25倍，因此第一種防風最佳。障礙物的穿透性也影響空

氣的流淌。

密實的屏障（如密林帶）產(chǎn)生嚴重湍流；孔隙多的屏障能夠大量氣流通過，而防止湍流發(fā)生，因此孔隙大的林帶

防風距離長，但風速降低較小，而密實的林帶，防風距離短但風速降低大。

上述氣流原理廣泛地應用在景觀規(guī)劃、設計與土地管理之中。

比如：颶風、污染、河流熱能

2土壤流

土層表面與土壤內(nèi)部的流不太明顯，但十分重要。一部分由風造成，大部分由水形成。

土壤流速的決定因素：

1）水的輸入量與時間

2）土壤的結(jié)構(gòu)，特別是孔隙度

3）土壤對水中攜帶物質(zhì)的滲濾效果，包含土壤顆粒對物質(zhì)的吸附作用。

土壤流攜帶物質(zhì)分成兩類：

一種顆粒物質(zhì)，如細菌、抱子、腐爛的泥沙樹葉等

二種溶解性物質(zhì)，如腐殖質(zhì)、尿素、硝酸鹽、可溶性鹽等

水流侵蝕

侵蝕發(fā)生的三個因素：

1地表失去植被覆蓋，更多的雨水沖刷

2失去腐殖質(zhì)后，礦質(zhì)土壤暴露在降雨中，形成沖溝

3植物根系死亡，土壤顆粒凝聚力

A=f（R、K、L、S、C）

A-土壤侵蝕R-降水程度K-土壤侵蝕因子

L-坡長S-坡度C-植被覆蓋

對空氣流與土壤流研究發(fā)現(xiàn)

有兩種空間運動模式：

一是連續(xù)運動

速度不存在或者為零時如：水流（遇湖除外）

二是跳躍運動

如：土壤流

兩種運動形式的差別在于景觀結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性

異質(zhì)性增強

1運動由連續(xù)運動變?yōu)樘S運動

2運動中的停頓點增強，流的物質(zhì)與流程環(huán)境間的關(guān)系越密切

3速度降低

4.3物種流

4.3.1物種流的運動特征

物種流即動、植物穿越景觀的運動。

1影響運動的兩個因素

I）取決于廊道、障礙與斑塊等結(jié)構(gòu)因素

較同質(zhì)的地區(qū)，流較穩(wěn)固、連續(xù)；當物種從一景觀進入另一景觀時會發(fā)生變速或者停頓。比如：大草原

上的牛羊，沙漠上的狼群

2）取決于運動方向景觀元素是有利于運動還是障礙運動，因此分析物種運動，首先需要分析景觀的異質(zhì)性

程度與景觀中的對比度。

比如：狐貍遇河，鹿遇森林。（速度變快）

邊界穿越頻率［Boundarycrossingfrequency）

即物體在景觀中運動時，單位長度上越過邊界的數(shù)量。反映景觀的連通性。

2動、植物的運動類型同樣分成連續(xù)與跳躍運動

跳躍運動分成兩類：

1）一個生物體滯留一短的時期后繼續(xù)運動叫休息停頓。

2）一個生物體移動到一個地點后能成功地生長繁殖叫中途站。

4.3.2動物的運動

動物有三種運動方式：

1巢區(qū)內(nèi)運動

即動物在窩的周圍進行覓食與其他日?；顒?。

2疏散運動

即動物個體離開出生的巢區(qū)到達一個新的巢區(qū)的運動新巢區(qū)距老巢通常很遠，近成年動物離開父母到新處筑

巢。疏散運動擴大小物種的分布范圍。比如：鳥

3遷徙

動物在不一致季節(jié)利用的不一致地域之間進行的周期性運動。

典型例子：鳥類在冷暖地區(qū)的運動

垂直遷徙：動物在山地高海拔與低海拔間的遷徙

例：鳥類夏季在高海拔地區(qū)繁殖，冬季到低海拔越冬

歐洲山羊夏季在高山植被覓食，冬季到低海拔草地越冬

舉例說明景觀結(jié)構(gòu)對動物的影響

1＞臭鼬

在北美分布很廣，美國的伊利諾斯州臭鼬的巢穴多沿樹籬構(gòu)筑，樹籬處的積雪到春天才融化，只有極少數(shù)臭鼬

的活動范圍超過巢穴鄰近1000米。說明它們的穴區(qū)通常在I千米平方之內(nèi)，他們的往返距離隨季變化，春天繁殖

季節(jié)之后，雄臭鼬跑的更遠，要緊吃樹籬上的小動物。夏季在窩鄰近活動，可能如今食物豐富不需遠行，秋季降

雪之前要緊沿樹籬運動。

,一個冬夜臭鼬的活動

只有兩次離開樹籬，穿行在玉米地中，而躲開燕麥地、草地。由于玉米地有較高的層與完全蔭蔽的地面，能夠預防空

中與地面的天敵，而且還有豐富的食物。

通過樹籬中臭鼬與林地內(nèi)臭鼬的比較說明，它們喜歡生活在少數(shù)樹木的開闊景觀地區(qū)，多是林地邊緣與樹籬。

動物在景觀中有如下特征：

1動物回避對它不利的景觀元素，許多動物生存要求一種以上的生境。

比如：狐貍躲開廊道、臭鼬躲開燕麥、白尾鹿生活在農(nóng)牧交錯帶。

2廊道有的時候是柵欄，有的時候是通道。

比如：樹籬是臭鼬的通道，大河是赤狐的障礙屏障能造成種群的基因差異。

3巢區(qū)的形狀通常是拉長的，有的時候是線條狀的

比如：赤狐巢區(qū)間通常存在障礙物（如：峽谷、小河流、沼澤等）

4景觀中不尋常的特征有特別重要的作用。

比如：沙漠中的綠洲，對沙漠動物比如狼就是水源。

4.3.3植物的運動

1植物的傳播存在三種模式：

1）植物種的邊界在短期發(fā)生移動，由于環(huán)境條件的周期性變化引起比如：降雨

2）長期環(huán)境條件變化，使物種滅絕、習慣或者遷移。

比如：自最近的冰川期以來，許多樹種習慣了氣候變化，越過溫帶地區(qū)存活下來.

3）非本地種成功地移植到新的地區(qū)，廣泛繁殖與傳播。

比如：仙人掌的入侵毀滅了澳大利亞的要緊地區(qū)。

2植物的傳播以散布為主

1）散播的媒介物：水、風、動物重力等。

不一致繁殖體，媒介物不一致，散布的距離也不一樣。

比如：蒲公英靠風傳播而且距離較遠。楊樹靠重力傳播距離較近。

2）靠風散布的種子通常都有種翅比如：糖械

飛散距離取決于種粒大小、風速、地形等因素。

3）種子散布方式與距離與該種在演替中的地位與生活史計策有關(guān)。

先鋒樹種（r計策）多靠風或者水散布，距離遠。比如：楊樹

頂級群落種（k計策）通常種子重，多靠動物、重力散布，散布距離近比如：紅松

4.4景觀元素的相互作用

景觀元素之間的相互作用是通過景觀的流來實現(xiàn)

4.4.1斑塊-本底的相互作用

以農(nóng)田（空地）與森林的作用為例本底-農(nóng)田斑塊-森林（人工林）

4.4.2斑塊之間的相互作用

斑塊之間的相互作用要緊是由生物動力所致，風的作用很小，通常說來，能量與養(yǎng)分傳輸不重要而物種的遷移很

重要，特別是動物中的特有種，能夠從一個斑塊中到另一個斑塊中覓食，斑塊中發(fā)生物種的局部滅絕時，能夠

由相鄰斑塊得到補充。

4.4.3斑塊一廊道的相互作用

類似于斑塊之間的相互作用，要緊的流是物種流。廊道有利于伴隨著斑塊內(nèi)部種局部滅絕后的再遷移。斑塊是廊

道的物種源。

444廊道與本底的相互作用

線狀廊道、帶狀廊道與河流廊道，不但結(jié)構(gòu)與功能不一致，而且與圍繞本底的相互作用也不一致本底氣候?qū)€狀

廊道具有主導性影響，此外，大多數(shù)作用的方向都是從廊道到本底。比如：灰塵、車輛污染會從公路進入農(nóng)

田。

廊道對本底的另一個重要作用是隔離種群，從而限制流淌。

帶狀廊道與本底之間的流數(shù)量眾多，是互相依靠的，過是由于寬度效應使帶狀廊道能夠具備許多開闊區(qū)的物種。

4.4.5河流廊道與周圍土地的相互作用

大量試驗說明，河水的質(zhì)量與周圍土地密切有關(guān)，河流廊道的植被將周圍土地與河流分隔，植被對河流有許多影響.

比如：蔽蔭阻隔了一定的熱能流淌枯枝敗葉、種子與節(jié)肢動物的糞便進入河流之中倒下的樹阻擋水流，形成

小池塘物質(zhì)從土地想河流廊道運動，河流廊道起過濾作用

4.4.5山地森林與河岸森林與河流的相互作用

1河流時河岸森林的作用

河流制造了一種特殊生境，使河岸植被成為一中特殊的類型。

（1）能為河岸植被供給充足的水分

（2）提供充足的空氣濕度

（3）養(yǎng)分豐富、耐淹、植被變化濕生-旱生

2河岸森林對河流的作用

1）維持經(jīng)管穩(wěn)固性與保持水土

山地-河流之間的侵蝕與水流作用力為主，免受侵蝕取決于植被對土壤的保護作用。比如：黃河、長江

2）維持河流生物的能量與生存環(huán)境

河流中的有機物99%是外面引入的，比如：落葉林冠影響水溫，防止水溫過熱，不利于氧氣的存留河岸森林對

溶解性的礦物營養(yǎng)與固體、顆粒進入河流有過濾與調(diào)節(jié)作用。

養(yǎng)分進入溪流有三個途徑：

a養(yǎng)分直接穿過河岸森林進入溪河

b養(yǎng)分積存在河岸森林中的土壤中，通地下流或者通過土壤進入河流

c養(yǎng)分隨植物生長而進入生物是成為木材的一部分

3)維持河流良好的水文狀況，流量、流速、不可能變干

4)維持河流的良好水質(zhì)a泥沙含量比如：黃河、長江b營養(yǎng)物質(zhì)

4.4.6林帶與毗鄰景觀要素的相互作用

I林帶對農(nóng)田的影響

農(nóng)田防護林的形式：

(1)帶狀地在農(nóng)田四周營造，同時交積成網(wǎng)，又稱農(nóng)田防護林網(wǎng)

(2)林農(nóng)間作，農(nóng)田內(nèi)間種樹木

(3)片林

林帶影響到農(nóng)田的小氣候、土壤濕度、動植物與作物產(chǎn)量。

(1)小氣候

a風速降低30%-40%

b減弱湍流交換，降低農(nóng)田蒸發(fā)，保持水分

c保持積雪，防止沙塵暴

d避免干熱風

e溫度白天略增加，夜間略降低土濕

(2)水分狀況

除上述作用(降風速、減蒸發(fā)、保水分、增加空氣濕度)，還有降低地下水位，減輕土壤含鹽量，汲取地表徑流,

減少土壤侵蝕.

(3)動、植物。增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性：

原因：a林帶中的物種向農(nóng)田流淌比如：林帶中的鳥類等

b農(nóng)田小氣候的改善使其他物種有了存活的可能

后果：a使害蟲、害獸與有害的病害增加。比如兔鼠到農(nóng)田中去

b使有害生物的天敵增加比如：蛇等

(4)作物生產(chǎn)力

增產(chǎn)作用，特別是災年減產(chǎn)邊緣。通常小麥增產(chǎn)10%-30%玉米10%-20%水稻增產(chǎn)6%棉花13%

2農(nóng)田對林帶的影響

(1)農(nóng)田物質(zhì)想林帶流淌如：雪、灰塵、農(nóng)田中的肥料、沙蟲劑等

(2)動物破壞林帶如：豬、牛、馬等

(3)人對林帶如：燒、伐等

4.5景觀的功能

在上述景觀元素相互作用的研究基礎上“景觀如何發(fā)揮功能的？”

4.5.1廊道與流

廊道的功能

(1)某些物種的棲息地，如:邊緣種

(2)物體運動的通道,如:河水沿河道流淌，車輛，行人沿公路運動

(3)屏障(Barrier)或者過濾效應，比如：院墻保護農(nóng)院，樹籬保護田地，再如：河流廊道的樹木對水分，養(yǎng)分有重

要的過濾作用。廊道的寬度與中斷時，廊道運動功能的影響

(4)廊道還是一個對周圍本底產(chǎn)生環(huán)境與生物方面影響的源。比如：一條公路穿過原野，成為排放塵土、污染物、

熱能的源。樹籬

4.5.2本底與流

本底的7種特征影響流：

1連通性

連通性高的本底種，不存在或者很少存障礙?？諝饬饕子趯崃?、灰塵與種子帶過景觀。物種的平均運動速度

高，基因變化較小，種群差異小。

有利有蔽：比如：蟲害的蔓延、火災的蔓延

2景觀的阻抗

即影響物體運動速度的結(jié)構(gòu)特征。

有4種因素構(gòu)成：

（1）穿越邊界的頻率。通常由水、風移動造成的運動越過邊界較慢

（2）邊界的不連續(xù)性

也就是邊界是突變的或者是漸變的。突變的比漸變的對動植物的運動有更大的阻力，熱量流、水流能夠順利

通過不連續(xù)邊界。比如：森林到草原、草原到沙漠

（3）適宜性

即景觀元素是適合于物體的運動，同一景觀元素對不一致的物體或者物種運動的適宜性等級不一致。例：虎、

鹿對草地

（4）每一個景觀元素的總長度

3狹窄地帶（狹窄效應）

在一些地方，沿遷移路線的本底相當狹窄，以致影響物體的運動速度。

狹窄效應：在狹窄處加大或者降低物體的運動速度。

比如：在峽谷的出口處風速變大，在河流的狹口處水流速度變大，大隊人馬通過峽口時速度變慢。

狹窄處猶如一個瓶頸對流十分重要。比如：克拉瑪依大火

4狹窄處及斑塊間的相互關(guān)系

與高連通性相反，高孔隙率對物體通過本底造成很大影響。影響的大小取決于流的性質(zhì)。比如：食草動物通過

斑塊

5影響范圍

是受一個特定接點或者斑塊影響的區(qū)域，相當于物理中的場，影響的強度與斑塊的距離而改變。比如：人口密集

的城市，污染物影響區(qū)域

根據(jù)對運動物體產(chǎn)生影響的距離分成高、中、低三等級流。

關(guān)于高級流來說，大結(jié)點鄰近的小結(jié)點與大結(jié)點相比沒影響。關(guān)于低等流來說，即便小結(jié)點也能產(chǎn)生較大影響。

比如：研究說明

二氧化硫致毒擴散只是1千米（低），氧化鋅擴散數(shù)公里（高等）

6半島交指狀景觀的影響

兩種元素邊緣相交成指狀連接的格局。比如：植被嵌入河灘，農(nóng)田與林地交錯

交指區(qū)中部的物種多樣性豐富，越過這種景觀的物體速度取決于流的方向。

7流的取向：斑塊的形狀與物種流的方向的關(guān)系影響流的速度。

8距離

4.5.3網(wǎng)絡

網(wǎng)絡是景觀中最常見的類型，它與流的運動密切有關(guān)，網(wǎng)絡的下列特征對流有重要的影響.

1結(jié)點的功能

（1）結(jié)點對流有兩種作用

廊道的交接地區(qū)、運動物體的源與江例：城鎮(zhèn)是高速路的結(jié)點（早晚人流大）

水塘是荒漠上羊的結(jié)點（早晚個飲一次水）時間上看結(jié)點上的流不連續(xù)

（2）結(jié)點往往是中繼站而不是最終目的

中繼結(jié)點對流施加了3種操縱作用：

a、使流放大或者加速比如：野生動物保護區(qū)中分離的湖泊，對水禽提供食物

b、降低流的“噪聲”或者不有關(guān)因素比如：淘汰弱鳥

c、提供臨時儲存地點比如：群聚等待好天氣

2網(wǎng)絡的連通性

即系統(tǒng)中所有結(jié)點被廊道連接的程度。用兩個指數(shù)度量r、a

r網(wǎng)絡中連線的數(shù)目與該網(wǎng)絡最大可能的連接線數(shù)之比。

3引力模型

上述連通性的討論，基于所有的結(jié)點都相同，事實上不可能。

比如：公路的結(jié)點，可能是大城市，也可能是個小鎮(zhèn)，我們用物理學中的萬有引力定律來測定結(jié)點間的關(guān)系。

ptxp.

aI表示結(jié)點i與j之間相互作用的大小；Pi為結(jié)點i的種群大小或者物體量；Pj為結(jié)

點j的種群大小或者物體量；d為兩結(jié)點間的距離；K為聯(lián)系方程與特定研究對象的常數(shù)。

4空間擴散過程

有的物體在空間的擴散是均勻擴散。也有的是跳躍的，物體以一個結(jié)點跳躍到周圍幾個結(jié)點，假如結(jié)點的等

級是明顯的，這個擴散過程則市等級式擴散。

膨脹擴散與易位擴散也很重要。

膨脹擴散：物體在繼續(xù)占據(jù)原位基礎上，擴大面積的擴散。

例：熱量在無風天氣下向四周的散布，樹木根系的繁殖

易位擴散：物體離開某一地方到達新的地方

例：洪水從山上流帶山下一群猴子從原先的叢林到另一個叢林

第三章5景觀變化

景觀變化包含景觀的結(jié)構(gòu)與功能隨時間而變化。變化既有自然的因素，也有人為的因素，變化有快有慢。

比如：1976年唐山的大地震，一夜間。1978年的大興安嶺大火，435萬公頃。荷蘭的圍海造田、沙漠化、濫伐

森林等。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)景觀-1950~傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)景觀-1800~1950歷史鄉(xiāng)村景觀-1100~1800鐵器時代末期景觀-約公元前1000

新石器及青銅時代景觀-原始自然景觀-

5.1穩(wěn)固性的基本概念

5.1.1景觀變化曲線

Forman&Godron用3個獨立參數(shù)表征所有變化曲線：

'變化的總趨勢(上升、下降與水平趨勢)；

'圍繞總趨勢的相對波動幅度(大范圍與小范圍)；

'波動的韻律(規(guī)則與不規(guī)則)

(a)美國田納西洲阿巴拉契亞硬木林在1000年內(nèi)預測的生物量變化

(b)英國劍橋鄰近羅金厄姆林地面積400年來的變化

(c)夏威夷冒納羅亞山上空22年間大氣中CO2含量的變化

5.1.2穩(wěn)固性、準穩(wěn)固性與不穩(wěn)固性

1)LT-SRO與LT-LRO穩(wěn)固曲線

生物系統(tǒng)的穩(wěn)固性(stability)是相對的，景觀參數(shù)的長期變化成水平狀態(tài)，同時在其水平線上下波動，波動

幅度與周期具有統(tǒng)計特征的，我們認為是穩(wěn)固的。

2)有人用準穩(wěn)固性(metastability)來表達這種穩(wěn)固狀態(tài)

由于它并不是固定不變的，而是處于動態(tài)平衡之中，說它是動態(tài)的，是由于它還在變化，說它是平衡的，由

于從較長的尺度來說，它又是不變的。

3)不穩(wěn)固性指的是波動方式經(jīng)常發(fā)生變化或者不可預測

不穩(wěn)固性可能出現(xiàn)兩種情況：

一是受到干擾后打破原有平衡后立刻建立新的平衡。即以新的平衡代替原有的平衡。

二是舊的平衡被打破后，新的可預測的穩(wěn)固狀態(tài)并未出現(xiàn)。比如：干旱的草地一經(jīng)耕墾，就會不穩(wěn)固。

5.1.3關(guān)于穩(wěn)固性的其他重要概念

1)持久性(persistence)指一個系統(tǒng)或者它一些分量的持續(xù)存留時間。

2)抵抗力(resistance)指一個系統(tǒng)對某種干擾就地抵制的能力。

3)恢復力(resilience)

指一個系統(tǒng)在受到干擾破壞后恢復其功能的能力。

4)關(guān)于景觀特性與穩(wěn)固性關(guān)系的基本原則：

-巖石、水泥路面等無生物定居地，具有物理系統(tǒng)的穩(wěn)固性。

■隨生物量的增加準穩(wěn)固性增加。

?頂級群落的準穩(wěn)固最大，中間演替階段次之，先鋒階段最小。

■從抵抗力來說，頂級群落大于先鋒群落；從恢復力來說，先鋒群落大于頂級群落。

5）按穩(wěn)固性將景觀要素分成三種類型

■具有物理系統(tǒng)穩(wěn)固性的景觀要素。

?準穩(wěn)固性低的景觀要素

-準穩(wěn)固性高的景觀要素

4.1.4物種共存與斑塊動態(tài)

物種共存的兩種機制：平衡觀點與非平衡的觀點

1）平衡觀點：

從Gause的競爭排斥原理出發(fā)，以生態(tài)位分化作為物種共存的基本機制。

這個觀點包含兩點內(nèi)容：

?凡生態(tài)位完全相同的種，將產(chǎn)生種間競爭，一個種將被另一個種所排擠，最后又一個種占優(yōu)勢。

-由多個種構(gòu)成的穩(wěn)固群落，必定是由生態(tài)位不一致的種所構(gòu)成。

生態(tài)位，是物種的特性，指一個種與其周圍環(huán)境的關(guān)系總與。

從植物角度可分為四種生態(tài)位：

生境生態(tài)位：植物對物理自然因素的要求

生活型生態(tài)位：包含個體大小、生產(chǎn)能力等屬性。

季相生態(tài)位：季節(jié)格局變化

更新生態(tài)位：成熟個體被下一代代替過程中為達到成功所表現(xiàn)出來的特殊性，可能表現(xiàn)在種子生產(chǎn)、散布、

發(fā)芽、生長等各個方面。

2）非平衡觀點：

不反對競爭排斥原理，但認為由于干擾的存在，競爭排斥不是通則，而是某些局部特點：干擾是維持物種

共存的機制。

競爭排斥在自然界能否發(fā)生，有三個前提：

?確實兩個物種在同一時間對同一資源產(chǎn)生競爭

'要在一個穩(wěn)固的環(huán)境中

?要一直等到一個物種完全排斥另一個物種所需的時間為止

干擾的作用：

-干擾可制造一種有利于競爭力弱的種的環(huán)境條件

■干擾頻度假如比競爭排斥所需的時間短，就能夠防止競爭排斥的發(fā)生。

?干擾斑塊假如在空間上接近于正在發(fā)生競爭排斥的斑塊，就能夠使被排斥種遷移到本斑塊來。

3）斑塊動態(tài)

指的是相互隔離的斑塊是變化的。

與斑塊動態(tài)類似的概念是“流淌鑲嵌體”（shiftingmosaic）,強調(diào)受到干擾的斑塊在空間與時間上的分布式

均勻的，同時在總體上是平衡的。

一個景觀是否平衡決定于兩點：

'群落特征與干擾事件之間存在著反饋關(guān)系

-當干擾斑塊相關(guān)于整個景觀的面積，占的比重較小時。

5.1.5景觀變化的作用力

D作用力的種類

?人力

比如：采伐、造林、灌溉等

自然力

■物理力（比如：地震、洪水、臺風）

■生物力（比如：病害、蟲害）

2）不一致強度作用力的生態(tài)反應

按照作用的強度分為四級：極度：產(chǎn)生新景觀。比如：地震

衡量某一景觀變成另一景觀的標準：

-某一景觀要素成為本底

■幾種景觀要素所占面積的百分比發(fā)生了非常大的變化

?景觀內(nèi)產(chǎn)生了一種新的景觀要素類型。

強度：使景觀產(chǎn)生新的平衡。景觀成分未發(fā)生絕對變化，只是相對地位有所改變。比如：耕作

中度：使景觀發(fā)生很大變化，可產(chǎn)生超過平衡的波動，但是一旦停止干擾仍可使景觀恢復到原有的平衡狀態(tài)。比

如：連續(xù)幾年干旱，河流干涸，氣候正常，恢復原有景觀。

弱度：使景觀產(chǎn)生圍繞中心點的波動。比如：小的森林火災。四種強度產(chǎn)生四種結(jié)果：波動、恢復、建立新的平

衡與景觀替代。

5.2影響景觀變化的自然過程

5.2.1氣候

I）氣候的意義

>它影響到有機體的生命過程

>氣候影響土壤過程

>氣候操縱地形、地貌的形成過程

2）氣溫（年均溫、月均溫、生長季長度與絕對低溫