1、景觀生態(tài)學1.生態(tài)學主要研究生物與環(huán)境的關系,是一門多分支的學科地球上生物和人的生存與發(fā)展是所處的環(huán)境密切相聯(lián)系的。研究對象包括個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀等層次。發(fā)展動力來自20世紀60年代后出現(xiàn)的人口資源環(huán)境等問題。2.可持續(xù)發(fā)展成為世界關注的課題,人們廣泛追求“生態(tài)的”重要問題:如何解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的矛盾?觀點1:加大環(huán)境保護力度會影響當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展觀點2:協(xié)調(diào)發(fā)展,既要金山銀山又要綠水青山建立和諧社會既要人之間的和諧,基礎是人與自然的和諧。3.景觀生態(tài)學是一門應用性很強的生態(tài)學分支學科景觀生態(tài)學研究大尺度地域內(nèi)各種生態(tài)系統(tǒng)之間的相互關系。景觀的組成、結構、功能、動態(tài)、分類、評價

2、、規(guī)劃、管理。其原理方法對促進景觀的優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展有直接指導作用,是人們從宏觀方面認識自然并調(diào)節(jié)人與自然關系的有力手段。應用領域:農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市規(guī)劃、園林設計、自然保護、旅游景區(qū)規(guī)劃設計、環(huán)境治理、資源開發(fā)利用等。4.景觀生態(tài)學是一門發(fā)展歷史不足百年的年輕學科產(chǎn)生和發(fā)展來自人們對大尺度生態(tài)環(huán)境問題的日益重視;其理論和方法主要來源于現(xiàn)代生態(tài)學和地理科學的發(fā)展。景觀生態(tài)學中的一些概念和理論還不成熟有爭議待完善。景觀生態(tài)學:概念及研究范疇1. 景觀(Landscape*Forman: 景觀是指一組以相似方式重復出現(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。關鍵詞:相似方式,重復出現(xiàn),生態(tài)系統(tǒng),

3、異質(zhì)性,地表區(qū)域景觀組分(landscape element: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。關鍵詞:尺度,異質(zhì)性,鑲嵌性,空間單元2. 景觀生態(tài)學Forman: 景觀生態(tài)學是以景觀結構、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)學分支學科。關鍵詞:結構,功能,動態(tài),宏觀生態(tài)學*Naveh: 景觀生態(tài)學是地理學與生態(tài)學之間的一門中間學科,是對人類生態(tài)系統(tǒng)進行整體論研究的新興學科。關鍵詞:地

4、理學,生態(tài)學,中間學科,人類生態(tài)系統(tǒng),整體論景觀結構(landscape structure:景觀組分的數(shù)量構成及空間組合與分布特征,其中景觀組分的空間結構特征又被稱為景觀格局(landscape pattern*景觀功能(landscape function:景觀對自身內(nèi)部及其他相關生命系統(tǒng)生存和發(fā)展所能提供的支撐作用;*景觀動態(tài)(landscape dynamic:景觀在各種內(nèi)外部驅動因素作用下其結構和功能的時間變化過程與特征。*景觀組分(landscape elements:構成景觀的不同生態(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(co

5、rridor:不同與兩側相鄰土地的一種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(network:是指一個相互連接的廊道系統(tǒng)。3. 景觀生態(tài)學的學科特點1宏觀學科特色個體種群群落生態(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。*學科特色:宏觀生態(tài)學研究*認識論特點:整體論途徑*問題切入點:格局與過程*傳統(tǒng)學科的涉及范疇:生態(tài)學、地理學、社會學、人類學、資源學等*問題解析角度選擇:時間+空間2異質(zhì)性強調(diào)異質(zhì)性研究是景觀生態(tài)學的顯著學科特色,特別是關于空間異質(zhì)性研究,是所有生態(tài)學分支學科中,景觀生態(tài)學所特有的。*異質(zhì)性(heteroge

6、neity: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性特征。與異質(zhì)性相反的景觀特征被稱為均質(zhì)性(homogeneityRisser甚至認為景觀生態(tài)學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。3強調(diào)時空分異景觀生態(tài)學是生態(tài)學學科群中唯一將時空分異特征作為自身研究重點的分支學科,涉及的重點研究領域包括:異質(zhì)性、等級特征、景觀格局、尺度效應、干擾擴散等。*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準時間單元。*尺度效應(scale effect:優(yōu)勢景觀現(xiàn)象或

7、過程特征隨尺度變化而變化的現(xiàn)象。4注重人為活動景觀的宏觀性特征使其成為很容易與人為活動研究進行銜接的生態(tài)學分支學科(城市景觀、人為景觀、干擾等,Naveh認為景觀生態(tài)學是生態(tài)學和人類生態(tài)學研究的橋梁。(以下是最初國際景觀生態(tài)學大會的一些討論題目4景觀的界定原則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)驅動機制。干擾(disturbance:一種明顯改變景觀結構、功能和動態(tài)變化過程的事件。干擾具有以下特點: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烈改造作用;3干擾可能會中斷景觀

8、中一些甚至全部生態(tài)過程;4干擾具有強烈尺度效應;5干擾可以是自然的,也可以是人工的。第二講:景觀生態(tài)學歷史與現(xiàn)狀1 國際景觀生態(tài)學發(fā)展歷程簡介1景觀生態(tài)學最初起源與上世紀三十年代的中歐地區(qū),1939年德國學者特羅爾(C. Troll提出景觀生態(tài)學這一研究方向。2歐洲為適應土地利用及城市規(guī)劃的需要,一直延續(xù)這方面的理論研究與應用探索370年代末到80年代初,歐美生態(tài)學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)學進入快速發(fā)展時期。4新發(fā)展方向得到生態(tài)學界的普遍認同(特別是資源學、林學、生物保護學等,學科進入蓬勃發(fā)展時期。2 國內(nèi)學科發(fā)展簡介1中國的景觀生態(tài)學研究始于1980s年代初期;

9、2地理學家門雜器尋求新的學科定位過程中率先注意到歐洲的經(jīng)管生態(tài)學研究思路;3八十年代初期北美景觀生態(tài)學的蓬勃發(fā)展引起了國內(nèi)一批學者的關注;4國內(nèi)有諸多科研單位面臨業(yè)務重新定位的發(fā)展需求;5從八十年代中后期開始,國內(nèi)景觀生態(tài)學進入蓬勃發(fā)展階段;6目前,該學科已經(jīng)成為最為活躍的分支學科。3 景觀生態(tài)學的發(fā)展現(xiàn)狀1理論和方法論呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢;2相關學科的全面介入,為景觀生態(tài)學拓展了更為廣闊的發(fā)展空間;3理論、方法論和應用研究出現(xiàn)了明顯的破碎化傾向;針對近年來景觀生態(tài)學理論和應用研究逐漸出現(xiàn)的破碎化傾向,一批有遠見的景觀生態(tài)學家提出了以實際應用問題為導向進行生態(tài)學研究的整和,這從IALE第五次大會上

10、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:科學與行動第三講景觀組分:斑快(patch一、斑塊的起源干擾斑塊(disturbance patch:源于小面積干擾活動而形成的斑塊類型;殘遺斑塊(remnant patch: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(environmental patch: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(regenerated patch:在大面積受干擾地區(qū)通過植被恢復而的斑塊類型;引入斑塊(introduced p

11、atch:由于人類的種植和建筑活動而形成的斑塊類型。斑塊除起源方面表現(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用價值。二、斑塊的規(guī)模效應(1大斑塊:保護水質(zhì)、發(fā)育河流網(wǎng)絡、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。小斑塊:中繼站、邊緣生境、降低捕食幾率、提供特定小生境、保護小型物種與生境我們可以推斷,一個優(yōu)化的景觀,應當有一些大的斑塊,周圍還有一些小的斑塊,一同散布在基質(zhì)中。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2侵蝕和營養(yǎng)元素流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

12、結,但是許多現(xiàn)象已引起了生態(tài)學家們的注意。在涉及為了物種生存和自然保護目的而考慮斑塊面積的時候,通常需要關注以下幾個參數(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)域將緩解環(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:邊界結構、調(diào)控機制、邊界功能以及邊界動態(tài)。邊界與邊緣(2:1類型與突變程度邊界的形成機制:1自然環(huán)境的鑲嵌性特增,如土

13、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(edge effect: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)邊界邊界與邊緣(3:2 邊緣發(fā)育及調(diào)控機制邊緣的結構一般受到四類動力學機制的塑造作用,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

14、度、高度和長度。1小氣候:光照、溫度、蒸發(fā)、風特征等;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、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。邊界與邊緣(4:3 邊界的功能(1斑塊的邊界功能類似于細胞膜的功能(小分子傳輸、大分子選擇性傳輸以及能量損耗性傳輸?shù)?景觀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

15、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;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行移動,即風、水流、飛翔動物、陸地動物、人和機械。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)為改變運動狀態(tài)(如文丘里效應。D.邊界對于個體移動的影響則表現(xiàn)為明顯的選擇傾向。邊界與邊緣(64 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

16、,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)的擴散性影響5 邊界的寬度和曲度(11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)育時間和計量標準接系。A.作用力的方向;B.發(fā)育時間;C.計量方式和研究目的2邊界的曲度邊界的曲度何以利用兩點之間的實際邊界長度與兩點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。在野生動物管理研究中,有如下關于邊界曲度的研究結論:A.斑塊內(nèi)有兩個物種沿垂直方向進行擴散時,易于形成曲度較大的邊界;B.

17、沿著邊界進行的生物運動將隨著邊界曲度的增加而減少;C.邊界曲度增加時,導致跨越邊界的生物運動數(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。物種在跨越不同曲度邊界運動時能夠觀察到顯著的半島效應和管道效應。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

18、化趨勢則比較復雜,取決于人類管理工作的維持強度和水平。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;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方面具有最高的效率;B.卷曲形斑塊在強化斑塊與基質(zhì)之間的聯(lián)系上具有最高的效率;C.網(wǎng)絡性的斑塊結構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。

19、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)應力有效地從主體傳授到受體上去。跨越景觀的廊道,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保護功能:建造防護林帶、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)

20、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。三、廊道的穩(wěn)態(tài)維護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人工維護性管理投入;5兩側人類活動特征。四、廊道的結構1.廊道的空間特征空間特征描述參數(shù)主要有曲度、結點和間斷區(qū)特征。1廊道

21、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;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)保護和美化方面的考慮;對防護林和城市帶狀綠地系統(tǒng)的影響比較突出;D.經(jīng)濟效益方面的考慮,道路建設成本方面的考慮使道路建設一般遵循最短距離法。2廊道的結點:廊道中的局部膨大部分被稱為結點。A.廊道中的結點對于內(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)通常形成結點;C,河流的突起部分往往因新河灘的不斷形成,而形成結點,有時會發(fā)

22、育串珠狀節(jié)點。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、風險權重或連接度等概念進行評價。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的寬度有顯著影響。3廊道內(nèi)部的結構差異還可以顯著地表現(xiàn)在小氣候差異上。4由于廊道通常可以在景觀內(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(11. 線狀廊道2. 帶狀廊道由于帶狀廊道結構相對復雜,故存在著顯著的邊緣效應。3. 河流廊道河流廊道是

23、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。河流廊道的主要特點:A.河流廊道的跨度大,形狀條件復雜,如果一側的高地有連續(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構發(fā)育,這種層次結構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)實踐關系密切,人工改造活動(修建渠道、水壩、引水、限制河流泛濫等通?？梢詷O大地影響河流廊道結構

24、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構;2景觀是由各種不同的斑塊組合而成?，F(xiàn)實景觀大都界于這兩種極端情況之間,其斑塊、廊道和基質(zhì)的構成比例和空間構型的差異,導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)的判定標準(11. 相對面積指標景觀中基質(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

25、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。面積指標雖然可以作為基質(zhì)的判別標準,但不是唯一標準。2. 連接度指標當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?；|(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.當斑塊面積較大,基質(zhì)的聯(lián)系呈細長的條帶狀時,基質(zhì)可能起到廊道的作用,便于物種遷移和基因交換,不

26、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。3. 動態(tài)控制指標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。幾個相關問題1上述三個指標中,面積指標最好掌握,而動態(tài)控制指標則最難評價(有時可能因為時間關系而無法評價,因為生物群落的動態(tài)發(fā)育周期有時需要以百年來計算,連接度指標界于兩者之間。2基質(zhì)對景觀動態(tài)變化的主導作用不僅僅表現(xiàn)為生物過程

27、上,一些基質(zhì)類型的主導作用有時會表現(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,加上景觀結構、功能和動態(tài)變化過程受到人類活動強烈干擾甚至左右,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、景觀的整體結構景觀整體結構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)整體結構描述參數(shù)均為典型的空間尺度相關屬性特征,因此,景觀整體結構研究通常與尺度研究聯(lián)系在一起。景觀整體結構細節(jié)顯示水平與人們觀察的尺度水平密切相關。景觀整體結構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

28、和數(shù)量構成的復雜性;景觀優(yōu)勢度:是指景觀實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)量分布結構的均勻性情況。景觀多樣性分析可以通過其他景觀屬性特征來進行,最常見的屬性特征(具有顯著類型和數(shù)量結構差異是邊界,因此,有學者提出了一套給予邊界特征的景觀多樣性(復雜性分析方法。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。碎裂化指標可以用來單獨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,景觀擴張問題等。3 景觀異質(zhì)性景觀異質(zhì)性重點用于描述景觀

29、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:導致景觀組分出現(xiàn)的內(nèi)在驅動因素在空間分布上是不均勻的,某種景觀結構特征(或組分類型只在一些特殊地段出現(xiàn)。2隨機分布:導致景觀組分出現(xiàn)的內(nèi)在驅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度差異。3規(guī)則分布:意味著景觀組分出現(xiàn)的動力學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,景觀空間結構的異質(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,或驅動力因素變化復雜。2小異質(zhì)性:隨著分

30、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(可能是正相關或負相關。聚焦點:三個以上景觀組分交匯于一點,通常稱為景觀的聚焦點。聚焦點在景觀內(nèi)部通常具有重要的節(jié)點功能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

31、和低對比度景觀兩種不同的類型。1低對比度景觀(結構: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(結構:組分類型構成復雜,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 特殊結構一些在景觀中偶然出現(xiàn)的組分類型和結構組合往往被稱為特殊結構。這些特殊結構可以為景觀整體結構分析提供了非常重要的

32、線索。二、景觀的整體功能景觀功能研究是景觀生態(tài)學研究中最薄弱的環(huán)節(jié),問題的關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)功能歸結為各種生態(tài)流的實現(xiàn)。生態(tài)流類型:能流、物流、物種流運動載體:風、水流、飛翔動物、陸地動物、人和機械研究內(nèi)容:生態(tài)流的運動特征,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)學特色的基礎上,綜合考慮人為活動的具體需求,將景觀功能進行進一步的現(xiàn)實化,如de Groot(1992關于加拉帕戈斯國家公園功能的描述。自然觀點可以為景觀功能分析建立比較符合科學要求的分析內(nèi)容及研究范式,

33、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意義的直接成果。人文觀點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)學自身的鮮明特色。這是關于形式與特色的一個顯著悖論。1. 調(diào)節(jié)功能氣候調(diào)節(jié),海岸保護與防洪,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2. 載體功能水產(chǎn)養(yǎng)殖,娛樂與旅游,自然保護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,生物化學機質(zhì),能源(燃料、太陽能等,觀賞資源(如黑珊瑚4. 信息功能美學信息,精神或倫理信息,歷史信息,文化或藝術

34、激勵,科學或教育信息第七講景觀生態(tài)學的一些本法則1 Risser(1983(11格局過程關系普適性原理:空間格局和生態(tài)過程關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驗與觀察。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。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

35、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。2 Forman(1986(11景觀結構與功能原理: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)出不同的結構,因此,景觀在這些結構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會。3物種流動原理:物種在景觀組分之間的擴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。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，景觀的水平結構逐漸向著均質(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：趨向 于物理