景觀生態(tài)學(xué)-課件

景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀及景觀生態(tài)學(xué)概念景觀生態(tài)學(xué)研究對(duì)象和內(nèi)容景觀生態(tài)學(xué)基本術(shù)語(yǔ)景觀生態(tài)學(xué)19世紀(jì)初,德國(guó)近代地理學(xué)創(chuàng)始人洪堡德(A.V.Humboldt)將其作為“自然地域綜合體”代名詞.此后，生態(tài)學(xué)家對(duì)“景觀”一詞提出各種各樣的定義。景觀生態(tài)學(xué)Z.Naveh(以色列):景觀是自然、生態(tài)、地理綜合體。R.T.T.Ｆorman(美國(guó))和Ｍ.Ｇodron(法國(guó))(1986)相互作用的生態(tài)系統(tǒng)空間鑲嵌組成的異質(zhì)區(qū)域.肖篤寧（1997）：由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺(jué)特征的地理實(shí)體，生態(tài)系統(tǒng)之上，大地理區(qū)域之下的中間尺度．具經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、文化多重價(jià)值。人類(lèi)與自然共同作用影響下的不同景觀景觀生態(tài)學(xué)

德國(guó)地理學(xué)家Troll特洛爾，1939年，創(chuàng)立景觀生態(tài)學(xué)一詞，定義為：研究某一景觀中生物群落之間錯(cuò)綜負(fù)責(zé)的因果反饋關(guān)系的科學(xué)。強(qiáng)調(diào)航空攝影測(cè)量學(xué)、地理學(xué)、與植被生態(tài)學(xué)結(jié)合在一起綜合性研究。景觀生態(tài)學(xué)1984年，Z.Naveh和Lieberman

基于系統(tǒng)論，控制論和生態(tài)系統(tǒng)學(xué)之上的跨學(xué)科生態(tài)地理學(xué)，是整體人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)一分支。Weins(1993)

景觀生態(tài)學(xué)主要研究一系列生態(tài)現(xiàn)象中鑲嵌體空間格局的效應(yīng)。2000，鄔建國(guó)研究景觀單元的類(lèi)型組成、空間格局及其與生態(tài)學(xué)過(guò)程相互作用的綜合性學(xué)科；二、景觀生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容1.景觀結(jié)構(gòu)不同景觀要素之間的空間關(guān)系。2.景觀功能各種景觀要素之間的相互作用，不同生態(tài)系統(tǒng)之間的能量流、物質(zhì)流和物種流。3.景觀變化景觀的結(jié)構(gòu)和功能上隨時(shí)間的變化。4.景觀管理通過(guò)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)學(xué)結(jié)構(gòu)連接度廊道邊緣異質(zhì)化、破碎化斑塊、基質(zhì)尺度景觀生態(tài)學(xué)一般用粒度（grain）和幅度（extent）表示粒度空間粒度：最小可辨識(shí)單元所代表的特征長(zhǎng)度、面積或體積；時(shí)間粒度：某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的頻率或時(shí)間間隔。幅度空間幅度：研究區(qū)域的總面積時(shí)間幅度：研究項(xiàng)目持續(xù)的時(shí)間又與地理學(xué)中的比例尺不同大尺度尺往往對(duì)應(yīng)于小比例尺和低分辨率，或反之；尺度推繹（scaling）：利用某一尺度的信息推測(cè)其他尺度的特征，并可以上推或下推，也可以進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)模擬。景觀生態(tài)學(xué)空間異質(zhì)性（spatial）生態(tài)學(xué)過(guò)程和格局在空間分布上的不均勻性及其復(fù)雜性；也可理解為空間綴塊性和梯度的總和；空間異質(zhì)性在綴塊性的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)了梯度因素綴塊性（patchness）綴塊：連接和組合的意思綴塊性：種類(lèi)組成的特征及其空間分布與配置的關(guān)系綴塊性在異質(zhì)性的基礎(chǔ)上更加具體化景觀生態(tài)學(xué)格局：僅考慮分布與配置；異質(zhì)性：考慮了分布與配置的不均勻性及變化規(guī)律（梯度）；綴塊性：更具體考慮了種類(lèi)組成對(duì)變化規(guī)律的影響共同點(diǎn)在于：都強(qiáng)調(diào)非均質(zhì)性以及對(duì)尺度的依賴(lài)性景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)定義：景觀空間結(jié)構(gòu)單元相互之間連續(xù)性的度量。結(jié)構(gòu)連接度（structuralconnectivity）空間上直接表現(xiàn)出來(lái)的連續(xù)性，可采用視覺(jué)器官或手段確定；功能連接度（functionalconnectivity）所研究的生態(tài)學(xué)對(duì)象或過(guò)程的特征尺度，如種子傳播距離等；景觀生態(tài)學(xué)1斑塊(patch）：在性質(zhì)或外貌上不同于周?chē)鷨卧膲K狀區(qū)域；2廊道(corridor)：與其兩側(cè)相鄰區(qū)域有差異的相對(duì)狹長(zhǎng)形的一種特殊景觀類(lèi)型；3基質(zhì)(matrix)：在景觀中的本底覆蓋類(lèi)型，通常具有高覆蓋率和高連接度；并不是所有的景觀中都可以劃分出確定的基質(zhì)。景觀生態(tài)學(xué)定義：斑塊是一個(gè)在外觀上與周?chē)h(huán)境明顯不同的非線性地表區(qū)域。是構(gòu)成景觀的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。例：天空的云、嵌花路面的石子。景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)1干擾斑塊(disturbancepatch)原因：由于局部干擾而產(chǎn)生的。舉例：風(fēng)、火、冰雹、山崩、蟲(chóng)害等自然變化引起。采伐后的森林，草原燒荒，地表煤礦等人類(lèi)活動(dòng)引起的。干擾斑塊通常具有高的周轉(zhuǎn)率、持續(xù)時(shí)間短的特征。景觀生態(tài)學(xué)原因:由大范圍干擾活動(dòng)，如森林砍伐、城市化等造成局部范圍內(nèi)幸存或殘存的自然與半自然生態(tài)系統(tǒng)片段包圍著一小塊未受干擾地區(qū)的大范圍干擾造成的.景觀生態(tài)學(xué)原因：由于環(huán)境條件如氣候、地形、土壤、養(yǎng)分等在空間上分布不均勻形成的斑塊。例如：長(zhǎng)白山植物垂直分布、森林中的沼澤、沙漠綠洲特點(diǎn)：存留時(shí)間長(zhǎng)、周轉(zhuǎn)率低。

東北山地森林沼澤景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)原因：人類(lèi)引入植物或動(dòng)物，或人類(lèi)自身活動(dòng)形成的斑塊。（1）種植斑塊(plantedpatch)原因：由人種植植物而產(chǎn)生的特點(diǎn)：人維護(hù)、存留時(shí)間長(zhǎng)（2）聚居地(homeshabitation)特點(diǎn)：受人干擾的景觀中最顯著并無(wú)處不在的景觀成分之一。物種：人、引進(jìn)的動(dòng)植物、不慎引入的害蟲(chóng)、從異地移入的本地種。

景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)1斑塊大小與生物多樣性理論上，斑塊中物種豐富度與斑塊面積成正比，也有不同，現(xiàn)實(shí)中，各種大小斑塊往往同時(shí)存在。比如，一個(gè)小斑塊（麥田）從邊緣到內(nèi)部我們會(huì)發(fā)現(xiàn)邊緣產(chǎn)生的產(chǎn)量高于內(nèi)部。動(dòng)物的分布也會(huì)因邊緣內(nèi)部的喜愛(ài)程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動(dòng)。景觀生態(tài)學(xué)斑塊形狀多種多樣，可以用長(zhǎng)寬比、周界面積比及分維數(shù)描述。例如，斑塊長(zhǎng)度比或周界比越接近方形或圓形的值，其形狀越緊。形狀分析可了解物種動(dòng)態(tài)；斑塊的形狀對(duì)生物的散布和覓食具有重要作用。斑塊的形狀與環(huán)境變化及更新過(guò)程有關(guān)。園林設(shè)計(jì)，采取不同斑塊形狀，收到不同的藝術(shù)效果。景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)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)。斑塊的邊緣部分有不同于內(nèi)部的物種組成和過(guò)渡，這就是通常所說(shuō)的邊緣效應(yīng)。許多研究表明，斑塊周界部分常常具有較高的物種豐富度和初級(jí)生產(chǎn)力。景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)與本底有所區(qū)別的一條帶狀土地,可以看作是一個(gè)線狀或帶狀的斑塊.簡(jiǎn)單的說(shuō)是指線形的景觀單元。例如:樹(shù)籬、公路景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)彎曲度或通直度，其生態(tài)意義與生物沿廊道的移動(dòng)有關(guān)。連通性：廊道如何連接或在空間上怎么連續(xù)的量度。例如：農(nóng)田樹(shù)籬。作用：一個(gè)廊道連通性高低決定了廊道的通道和屏障功能。景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)

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(huì)發(fā)生變化。景觀生態(tài)學(xué)生境傳輸通道過(guò)濾和阻抑作用作為能量、物質(zhì)和生物的源或匯景觀生態(tài)學(xué)1線狀廊道廊道是一條很窄的帶，植被類(lèi)型基本上是邊緣占優(yōu)勢(shì)。一般有7種：道路、鐵路、堤堰、溝渠、輸電線、草本或灌絲帶、樹(shù)籬景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)2帶狀廊道廊道是一條很窄的帶，其寬度是可以造成一個(gè)內(nèi)部環(huán)境，含有內(nèi)部種，每個(gè)側(cè)面都存在邊緣效應(yīng)。河流廊道是指由于河流分布而不同于周?chē)|(zhì)的植被帶，通常包括河流邊緣、河漫灘、河堤和部分高地。景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀是由多種類(lèi)型的景觀要素構(gòu)成的異質(zhì)性地域，其中面積最大、連接度最高、對(duì)景觀的功能的控制作用最強(qiáng)的景觀要素稱(chēng)為本底。又稱(chēng)基質(zhì)、模地或者背景。基質(zhì)與斑塊和廊道在概念上有很大的區(qū)別，但在實(shí)際景觀中卻要根據(jù)景觀要素在景觀中的數(shù)量化特征或功能性特征來(lái)區(qū)分。景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)相對(duì)面積最大連通性最高動(dòng)態(tài)控制作用最強(qiáng)景觀生態(tài)學(xué)斑塊在本底中稱(chēng)為孔。單位面積的斑塊數(shù)目稱(chēng)為孔隙度。它是本底中斑塊密度的量度。與斑塊大小無(wú)關(guān)。景觀生態(tài)學(xué)1）它提供了一個(gè)了解物種隔離程度和植物種群遺傳變異的線索。2）孔隙度是邊緣效應(yīng)總量的指標(biāo)，是一個(gè)對(duì)野生生物管理、對(duì)能流物流指導(dǎo)意義的因素。孔隙度低表明景觀中有邊遠(yuǎn)地區(qū)存在，這對(duì)需要邊緣生境的動(dòng)物很重要。

景觀生態(tài)學(xué)島嶼生物地理學(xué)理論復(fù)合種群理論滲透理論等級(jí)理論景觀生態(tài)學(xué)種—面積關(guān)系S=cAz式中：S—物種數(shù)量；A—生境面積；C、z—常數(shù)；應(yīng)用該式有兩個(gè)重要前提物種遷移與絕滅之間達(dá)到了生態(tài)平衡；物種的數(shù)量只與面積有關(guān)，其他因素相對(duì)穩(wěn)定。S=CAZ種的豐富度面積景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)島嶼生物地理學(xué)理論該理論將綴塊的空間特征與物種數(shù)量綜合在一起考慮數(shù)學(xué)表達(dá)式：

dS/dt=Ｉ－ＥS為物種數(shù)，t為時(shí)間，Ｉ遷居速率（是種源與斑塊間距離D的函數(shù)），Ｅ絕滅速率（是斑塊面積A的函數(shù)）)景觀生態(tài)學(xué)Meta-種群的定義由經(jīng)常局部性絕滅，但又重新定居而再生的種群所組成的種群。（或是在空間上隔離，但具有功能聯(lián)系的二個(gè)或以上的亞種群組成的種群綴塊系統(tǒng)）。Meta-種群理論亞種群頻繁地從生境綴塊中消失（局部性絕滅）；亞種群之間存在的生物繁殖體或個(gè)體的交流使它們?cè)诰坝^水平上表現(xiàn)出復(fù)合穩(wěn)定性。該理論可以反映出種群在景觀綴塊復(fù)合體中的運(yùn)動(dòng)和消長(zhǎng)；也是關(guān)于空間格局和種群生態(tài)學(xué)過(guò)程相互作用的理論。景觀生態(tài)學(xué)滲透理論（percolationtheory）要點(diǎn)：媒介的密度達(dá)到一臨界值時(shí)，滲透物能夠突然從媒介的一端到達(dá)另一端；景觀連接度臨界值（臨界閾限）某一因素的影響能否產(chǎn)生突變作用。景觀生態(tài)學(xué)是一種關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)的理論，以用于簡(jiǎn)化復(fù)雜系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行理解和預(yù)測(cè)。根據(jù)等級(jí)理論復(fù)雜系統(tǒng)均具有離散性等級(jí)層次；高層次的行為或動(dòng)態(tài)具有小尺度，低頻率和慢速度的特征，并對(duì)低層次有制約作用，且制約作用接近常數(shù)；低層次的行為或動(dòng)態(tài)具有大尺度，高頻率和快速度的特征，并為高層次提供機(jī)制和功能，且可以平均值的形式表達(dá)；第三節(jié)景觀變化

景觀變化包括景觀的結(jié)構(gòu)和功能隨時(shí)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(wàn)公頃。荷蘭的圍海造田、沙漠化、濫伐森林等。景觀生態(tài)學(xué)景觀異質(zhì)性包括空間異質(zhì)性、時(shí)間異質(zhì)性和功能異質(zhì)性三個(gè)方面，但一般談到景觀異質(zhì)性主要是指景觀的空間異質(zhì)性。景觀的異質(zhì)性是指景觀中景觀要素在屬性、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和空間關(guān)系等方面的變異程度。景觀的異質(zhì)性是由景觀要素類(lèi)型的數(shù)量、景觀要素構(gòu)型、景觀要素的分布和空間相互關(guān)系等決定的。景觀生態(tài)學(xué)景觀變化曲線Forman&Godron用3個(gè)獨(dú)立參數(shù)表征所有變化曲線：變化的總趨勢(shì)（上升、下降和水平趨勢(shì)）；圍繞總趨勢(shì)的相對(duì)波動(dòng)幅度（大范圍和小范圍）；波動(dòng)的韻律（規(guī)則和不規(guī)則）景觀生態(tài)學(xué)1）作用力的種類(lèi)人力比如：采伐、造林、灌溉等自然力物理力（比如：地震、洪水、臺(tái)風(fēng)）生物力（比如：病害、蟲(chóng)害）景觀生態(tài)學(xué)1氣候1）氣候的意義它影響到有機(jī)體的生命過(guò)程氣候影響土壤過(guò)程氣候控制地形、地貌的形成過(guò)程

景觀生態(tài)學(xué)地貌的意義地貌影響整個(gè)生態(tài)環(huán)境地貌影響物質(zhì)的流動(dòng)和生物的移動(dòng)地貌影響各種干擾發(fā)生的頻率、強(qiáng)度和空間格局景觀生態(tài)學(xué)我國(guó)的地貌由三大階梯組成青藏高原青藏高原的外緣到大興安嶺、太行山、巫山和雪峰山之間。我國(guó)東部寬廣的平原和丘陵景觀生態(tài)學(xué)黃土溝谷地貌景觀生態(tài)學(xué)土壤的意義

土壤具有一定肥力，可生長(zhǎng)植物。它提供給植物水、營(yíng)養(yǎng)是物質(zhì)交換的場(chǎng)所。它也是獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng)是建筑上的