1、第四章第四章 景觀生態(tài)過程景觀生態(tài)過程 景觀演變是一個(gè)十分復(fù)雜的過程。在這個(gè)過程中，有自然和人為兩方面的因子共同作用，并且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長，人文因素在景觀演變過程中起著愈來愈大的作用。景觀格局的形成反映了不同的景觀生態(tài)過程，與此同時(shí)景觀格局又在一定程度上影響著景觀的演變過程，如景觀中的物質(zhì)、能量流動(dòng)、信息交換、文化特征等。景觀結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)過程的影響主要表現(xiàn):景觀格局的空間分布，如方位(坡向)、母質(zhì)組成和坡度等，將影響到局域空氣流動(dòng)、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;景觀結(jié)構(gòu)將影響景觀中生物遷移、擴(kuò)散(種子、果肉等)、物質(zhì)和能量(水、水溶物質(zhì)、有機(jī)或無機(jī)固體顆粒)在

2、景觀中的流動(dòng);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(kuò)散與發(fā)生頻率，如:火、風(fēng)和放牧等;景觀結(jié)構(gòu)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。 從某種意義上說，景觀格局是各種景觀生態(tài)演變過程中的瞬間表現(xiàn)。然而由于生態(tài)過程的復(fù)雜性和抽象性，很難定量地、直接地研究生態(tài)過程的演變和特征。 一、干擾與景觀格局演變 二、景觀連接度與連通性 三、景觀中的物種運(yùn)動(dòng) 四、景觀中的水分和養(yǎng)分運(yùn)動(dòng) 五、景觀中的人文與文化過程一、干擾與景觀格局演變 (一)干擾類型與常見的干擾現(xiàn)象1、干擾的類型 根據(jù)不同分類原則，干擾可以劃分為不同類型，一般有4種分類方法:按于擾產(chǎn)生的來源可以分為自然干擾和人為干擾

3、。依據(jù)干擾的功能可以分為內(nèi)部干擾和外部干擾。依據(jù)干擾的形成機(jī)制可以分為物理干擾、化學(xué)干擾和生物干擾。根據(jù)干擾傳播特征，可以將干擾分為局部干擾和跨邊界干擾。2.幾種常見的干擾現(xiàn)象(1)火干擾(fire)(2)放牧(grazing)(3)土壤物理干擾(soit disturbance)(4)土壤施肥(nutrient Input)(5)踐踏(trampling)(6)外來物種入侵(7)人類干擾(二)干擾的性質(zhì)(三)干擾的生態(tài)學(xué)意義 干擾的生態(tài)影響主要反映在景觀中各種自然因素的改變，例如火災(zāi)、森林砍伐等干擾，導(dǎo)致景觀中局部地區(qū)光、水、能量、土壤養(yǎng)分的改變，進(jìn)而導(dǎo)致微生態(tài)環(huán)境的變化，直接影響到地表植物

4、對(duì)土壤中各種養(yǎng)分的吸收和利用，這樣在一定時(shí)段內(nèi)將會(huì)影響到土地覆被的變化。其次，干擾的結(jié)果還可以影響到土壤中的生物循環(huán)、水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)，進(jìn)而促進(jìn)景觀格局的改變。 （1）干擾與景觀異質(zhì)性 （2）干擾與景觀破碎化 （3）干擾與景觀穩(wěn)定性 （4）干擾與物種多樣性二、景觀連接度與連通性(一)景觀連接度與連通性的概念 景觀連通性是指景觀元素在空間結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，而景觀連接度是景觀中各元素在功能上和生態(tài)過程上的聯(lián)系。景觀連接度的提出與應(yīng)用，對(duì)景觀生態(tài)學(xué)在生物多樣性保護(hù)與生物資源管理方面具有重要意義。(二)景觀連接度與連通性的特征1.景觀連接度的影響因子組成景觀的元素和空間分布格局研究的生態(tài)過程；不同的生態(tài)

5、過程，運(yùn)動(dòng)變化的機(jī)理不同研究的對(duì)象和目的；對(duì)于生物群體而言，不同的生物種，同一種景觀結(jié)構(gòu)，其景觀連接度將會(huì)不同2.景觀連接度與連通性的關(guān)系 景觀連通性可從下述幾個(gè)方面得到反映:斑塊的大小、形狀、同類斑塊之間的距離、廊道存在與否、不同類型樹籬之間相交的頻率和由樹籬組成的網(wǎng)絡(luò)單元的大小。而景觀連接度要通過斑塊之間生物種遷徙或其他生態(tài)過程進(jìn)展的順利程度來反映。具有較高的連通性，不一定有較高的景觀連接度。連通性較差的景觀，景觀連接度不一定較小。3.景觀連接度與廊道的關(guān)系 景觀連接度是一抽象的概念，而廊道是景觀連接度的一種表現(xiàn)方式，廊道和景觀連接度沒有直接的關(guān)系，景觀連接度的大小還取決于廊道的質(zhì)量。對(duì)于

6、生物群體而言，景觀連接度只有一種含義，當(dāng)景觀連接度較大時(shí)，表明生物群體在景觀中遷徙、覓食、交換、繁殖和生存比較容易，受到的阻力較小。當(dāng)景觀連接度較小時(shí)，生物群體在景觀中遷徙、交換和覓食將受到更多的限制，運(yùn)動(dòng)的阻力較大，生存困難。對(duì)于生物群體而言，景觀連接度只有一種含義，當(dāng)景觀連接度較大時(shí)，表明生物群體在景觀中遷徙、覓食、交換、繁殖和生存比較容易，受到的阻力較小。當(dāng)景觀連接度較小時(shí)，生物群體在景觀中遷徙、交換和覓食將受到更多的限制，運(yùn)動(dòng)的阻力較大，生存困難。對(duì)于生物群體而言，廊道具有多重屬性。一般認(rèn) 為 它 在 景 觀 中 將 起 到 5 種 作 用 ： 通 道（conduit)、隔離帶(bar

7、rier)、源(source)、匯(sink)和棲息地(habitat)。此外，廊道還可以起到過濾的作用，由不同植物種類(或物質(zhì))組成的廊道，在功能上將允許某些物種或物質(zhì)順利通過，對(duì)其他物種或物質(zhì)將起到阻擋作用。(三)景觀連接度與連通性的生態(tài)學(xué)意義1.景觀連接度與生物多樣性保護(hù) 景觀連接度是生態(tài)過程和生態(tài)功能的測(cè)定指標(biāo)，對(duì)生物群體來說，它是定量描述不同生物群體單元或生物棲息地之間在生態(tài)過程上的聯(lián)系。2.景觀連接度與景觀設(shè)計(jì)和規(guī)劃 景觀規(guī)劃與管理的原理可以從景觀連接度和景觀連通性的概念中正確理解，其目的不僅僅是提高景觀中各元素之間的連通性，關(guān)鍵是增強(qiáng)景觀元素相互間的連接度。三、景觀中的物種運(yùn)動(dòng)(

8、一)景觀中物種運(yùn)動(dòng)的方式與類型 物種在景觀中的運(yùn)動(dòng)與人類運(yùn)動(dòng)具有許多相似的地方。主動(dòng)運(yùn)動(dòng)和被動(dòng)運(yùn)動(dòng)是物種最常見的兩種運(yùn)動(dòng)方式。主動(dòng)運(yùn)動(dòng)一般指物種通過本身有目的的行為，從一個(gè)地方遷徙至另外一個(gè)地方。通常表現(xiàn)較多的是動(dòng)物在景觀中的運(yùn)動(dòng)，比如動(dòng)物和候鳥的季節(jié)性遷徙。另外一種是被動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式，一般要借助于外界的作用物來達(dá)到遷移的目的。植物在景觀中的遷徙就是一種被動(dòng)式的，通過風(fēng).、水和其他動(dòng)物或人類將植物種從一個(gè)地方帶到其他地方，這種遷移方式對(duì)景觀面貌和格局的影響較大，有時(shí)甚至可以完全破壞原來的景觀格局。(二)景觀中的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)景觀中動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)可以有3種方式:巢域范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)：指它們用作取食和進(jìn)行其他日常活

9、動(dòng)的“家”(如巢、窩)的周圍地區(qū)。疏散運(yùn)動(dòng)：指動(dòng)物個(gè)體從它們的出生地向新巢域進(jìn)發(fā)的單向運(yùn)動(dòng)。遷徙運(yùn)動(dòng)：動(dòng)物在不同季節(jié)所利用的不同棲息地間進(jìn)行的周期性運(yùn)動(dòng)。(1)景觀阻力與動(dòng)物運(yùn)動(dòng) 由于景觀結(jié)構(gòu)和斑塊資源的差異，不同物種在景觀中的運(yùn)動(dòng)方式和速度是不同的。(2)斑塊大小、形狀與動(dòng)物運(yùn)動(dòng) 斑塊形狀對(duì)生物的擴(kuò)散和動(dòng)物的覓食以及物質(zhì)和能量的遷移具有重要的影響。(3)景觀異質(zhì)性與物種運(yùn)動(dòng) 景觀異質(zhì)性的大小與動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和遷移并沒有直接的關(guān)系，主要取決于動(dòng)物對(duì)各景觀要素的敏感性。 (4)景觀格局與動(dòng)物運(yùn)動(dòng) 生物生存的必要條件之一是必須具備面積適宜的棲息地，其二是在棲息地及其周圍應(yīng)有足夠的食物來源可以滿足物種的

10、生存需求，同時(shí)要求這些食物資源在空間上可以為物種所獲得。適宜的居住環(huán)境，可以為物種提供一個(gè)基本的生活和休息場(chǎng)所，使其免遭外來物種的襲擊。景觀中食物資源斑塊的空間分布決定了食物的可獲取性。 (5)廊道與動(dòng)物運(yùn)動(dòng) 廊道一般指在景觀中存在的狹長的、具有一定寬度的斑塊體。通常人們認(rèn)為廊道的存在可以有利于物種在不同斑塊之間的交換、遷移，有利于物種的保護(hù)，其實(shí)不然。對(duì)于生物群體而言，廊道具有多重屬性，它可以起到通道、隔離帶、源、匯、棲息地和過濾的作用。對(duì)于某些物種起通道作用的廊道，對(duì)于其它物種來說很可能就是隔離的作用，主要取決于廊道的寬度、長度、物質(zhì)組成和質(zhì)量。(三)景觀中的植物運(yùn)動(dòng)1.植物運(yùn)動(dòng)的方式 根

11、據(jù)傳播的過程和機(jī)制，植物在景觀中的傳播可以分為：風(fēng)播植物：以風(fēng)力作用作為傳播的主動(dòng)力水播植物：以水流作為傳播動(dòng)力的植物類型動(dòng)物傳播植物：主要靠動(dòng)物食用植物的果實(shí)或攜帶植物的種子至其他地方達(dá)到傳播的目的2.景觀結(jié)構(gòu)與植物傳播 景觀結(jié)構(gòu)對(duì)植物物種遷移和傳播的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：景觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致傳播植物物種的動(dòng)力機(jī)制發(fā)生變化；景觀結(jié)構(gòu)變化可以改變區(qū)域小氣候，導(dǎo)致局域環(huán)境對(duì)植物的適應(yīng)性發(fā)生變化。四、景觀中的水分和養(yǎng)分運(yùn)動(dòng) 水分和養(yǎng)分在生物中的循環(huán)與景觀結(jié)構(gòu)的特征具有密切關(guān)系，合理的景觀結(jié)構(gòu)將有利于水分和養(yǎng)分的循環(huán)，從而提高生物的生產(chǎn)力和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，而不適宜的景觀結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)致水分和養(yǎng)分循環(huán)失調(diào)，帶來一

12、些不利的生態(tài)環(huán)境問題。目前遍布全球的水土流失、土壤鹽漬化等在一定程度上均與區(qū)域的微景觀結(jié)失調(diào)相關(guān)。(一)景觀中水分和養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)的形式與特征 水分和養(yǎng)分循環(huán)是推動(dòng)景觀生態(tài)系統(tǒng)演替與發(fā)展的重要因素，景觀中水分和養(yǎng)分的運(yùn)動(dòng)主要有兩種形式：水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)。v水平運(yùn)動(dòng)：水平運(yùn)動(dòng)：水分的水平運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為地表徑流和地下徑流。 養(yǎng)分的水平運(yùn)移較水分在景觀中的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜得多，但常常與景觀中水分的運(yùn)移緊密地結(jié)合在一起。v垂直運(yùn)動(dòng)：垂直運(yùn)動(dòng)：景觀中水分和養(yǎng)分的垂直運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為土壤中的水分和養(yǎng)分被植物或農(nóng)作物吸收，經(jīng)過蒸騰作用揮發(fā)至大氣中，又經(jīng)過降水或降塵進(jìn)入土壤，或者經(jīng)過人類活動(dòng)的影響以其他方式將養(yǎng)分帶入土壤中

13、，形成一個(gè)局部的水分和養(yǎng)分小循環(huán)。(二)景觀結(jié)構(gòu)與水分和養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)1.生態(tài)交錯(cuò)帶與水分和養(yǎng)分運(yùn)動(dòng) 生態(tài)交錯(cuò)帶是相鄰兩種或多種介質(zhì)之間具有一定寬度的過渡地帶，是一個(gè)具有不同時(shí)空尺度的由邊界(生態(tài)過渡帶)部分地調(diào)節(jié)的相互作用的斑塊系統(tǒng)。生態(tài)過渡帶的獨(dú)特性決定了它的重要性。一般認(rèn)為生態(tài)過渡帶具有四個(gè)方面的特征:生態(tài)交錯(cuò)帶具有較高的生物多樣性，因?yàn)樯鷳B(tài)交錯(cuò)帶是兩種或幾種以上生態(tài)系統(tǒng)(廣義)的交接地帶，其物質(zhì)和物種均來源于多個(gè)方面，所以生態(tài)交錯(cuò)帶地區(qū)具有較高的生物多樣性。生態(tài)交錯(cuò)帶對(duì)相鄰斑塊(生態(tài)系統(tǒng))起著重要的控制作用，景觀各組分之間或兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用，積極地發(fā)生在邊界(生態(tài)過渡帶)，這種作用

14、具體地表現(xiàn)為物質(zhì)交換、能量流動(dòng)，即所謂的生態(tài)流。 生態(tài)交錯(cuò)帶是比較敏感的地區(qū)，很容易受到干擾的影響和破壞。自然界氣候與環(huán)境的改變，均可以引起生態(tài)交錯(cuò)帶的變化，從而導(dǎo)致整個(gè)景觀空間格局的改變。生態(tài)交錯(cuò)帶往往是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大的地區(qū)。一般來說，與其相鄰的生態(tài)系統(tǒng)相比，生態(tài)交錯(cuò)帶具有較高的脆弱性。在相鄰的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，由于有反饋機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在一定程度上保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而在生態(tài)系統(tǒng)的邊緣生態(tài)交錯(cuò)帶的地方，反饋機(jī)制相對(duì)較弱，生態(tài)交錯(cuò)帶極易遭到瓦解。2.農(nóng)業(yè)景觀中的籬笆、溝渠網(wǎng)絡(luò)與水分、養(yǎng)分運(yùn)動(dòng) 無論在中國，還是在世界其他國家，常?？梢栽谵r(nóng)田景觀中發(fā)現(xiàn)由籬笆、溝渠、道路組成的、連接完好的人工網(wǎng)絡(luò)系

15、統(tǒng)。 平原地區(qū)籬笆、溝渠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)土壤水分和養(yǎng)分的流動(dòng)。3.岸邊植被緩沖帶與水分、養(yǎng)分流動(dòng) 岸邊植被緩沖帶的建立，目的是為了保護(hù)河岸免遭侵蝕而發(fā)生崩塌。 當(dāng)?shù)叵滤畯霓r(nóng)田向水體運(yùn)動(dòng)，岸邊植被緩沖帶的存在明顯起到了兩種生態(tài)效應(yīng)：對(duì)地表徑流可以起到滯緩作用，調(diào)節(jié)入河(水體)的洪峰流量。當(dāng)大量從農(nóng)田、城市景觀地區(qū)產(chǎn)生的地表徑流流經(jīng)岸邊植被緩沖帶時(shí)，徑流的速度將會(huì)大大降低，導(dǎo)致大量的徑流就地入滲。岸邊植被緩沖帶可以降低徑流中污染物的含量，截留徑流中的有機(jī)污染物。4.微景觀結(jié)構(gòu)對(duì)水分、養(yǎng)分的影響 微景觀結(jié)構(gòu)主要是指不同景觀要素在空間上的組合。景觀類型的空間布局對(duì)生態(tài)過程(物質(zhì)遷移、能量交換.、物種運(yùn)

16、動(dòng))具有重要影響。不同的景觀空間格局(林地、草地、農(nóng)田、裸露地等的不同配置)對(duì)徑流、侵蝕和元素的遷移影響差異較大。五、景觀中的人文與文化過程(一)人類文化與景觀建設(shè) 根據(jù)人類對(duì)自然景觀千擾的程度和影響的深度可以分為干擾、改造(reform)和構(gòu)建( build)等3個(gè)方面。(二)農(nóng)田景觀 農(nóng)業(yè)開發(fā)的過程不僅改變了景觀格局，同時(shí)也在較大程度上改變了景觀生態(tài)過程。農(nóng)田景觀的形成一方面需要重新引入新的物種，滿足人類的物質(zhì)和精神需求;另一方面農(nóng)田景觀的形成將意味著景觀生態(tài)過程的改變。(三)城市景觀 城市景觀系統(tǒng)與周邊景觀系統(tǒng)(農(nóng)田景觀、鄉(xiāng)村景觀)的物質(zhì)能量的交換有兩個(gè)方面:其一是大量高新技術(shù)產(chǎn)品(商品)的輸出，將形成城市景觀物流和能流的主導(dǎo)方向;其二是大量無法為城市景觀生態(tài)系統(tǒng)吸納的廢棄物的形成，在許多情況下不得不在偏遠(yuǎn)的郊區(qū)或山區(qū)建立適當(dāng)規(guī)模的垃圾或污水處理廠，將對(duì)整個(gè)景觀地區(qū)形成負(fù)面的生態(tài)效應(yīng)。(四)鄉(xiāng)村景觀 鄉(xiāng)村景觀是世界范圍內(nèi)最早出現(xiàn)并分布最廣的一種類型。在結(jié)構(gòu)上與城市景觀的最大區(qū)別是人工建筑物空間分布密度的減小以及自然景觀成分的增多;在功能上，鄉(xiāng)村景觀與其周邊存在的農(nóng)田景觀具有更為密切的聯(lián)系，一方面除了鄉(xiāng)村地區(qū)勞動(dòng)的