1、2 景觀結(jié)構(gòu),景觀是由景觀元素組成，景觀元素是地面上相對(duì)同質(zhì)的生態(tài)要素或單元。 景觀元素有三種類型： 1 斑塊(patch) 2 走廊(corridor) 3 基質(zhì)(matrix),2.1 斑塊(patch),定義：斑塊是一個(gè)在外觀上與周圍環(huán)境明顯不同的非線性地表區(qū)域。 例：天空的云、嵌花路面的石子。,2.1.1 起源與類型（起源原因、特點(diǎn)）,1 干擾斑塊(disturbance patch) 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(fēng)、火、冰雹、山崩、蟲害等。,干擾,內(nèi)、外因（如火災(zāi)）,短期、長期,短期特點(diǎn)：具有最高

2、的周轉(zhuǎn)率、持續(xù)時(shí)間最短、消失最快的斑塊類型。,2 殘存斑塊(remant patch) 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: 寒冷過后陽坡上留下的鳥巢、火災(zāi)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(shí)期。 調(diào)整期：物種變動(dòng)速率增高的時(shí)期。,3 環(huán)境資源斑塊(environmental patch) 原因：由于環(huán)境資源的空間異質(zhì)性或鑲嵌分布而引起。 例如：長白山植物垂直分布、森林中的沼澤 特點(diǎn)：存留時(shí)間長、周轉(zhuǎn)率低。,4 引進(jìn)斑塊(introduced patch) 原因：人類將生物引進(jìn)一個(gè)地區(qū)，就產(chǎn)生了引進(jìn)斑塊。 （1）種植斑塊(planted pat

3、ch) 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,（2）聚居地(homes habitation) 特點(diǎn)：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(jìn)的動(dòng)植物、不慎引入的害蟲、從異地移入的本地 種 例如：村落、城鎮(zhèn),斑塊的持久性與穩(wěn)定性,2.1.2 斑塊的大小,1 面積對(duì)能量和養(yǎng)分的影響 一般的情況總是大斑塊比小斑塊含的能量和養(yǎng)分豐富。也有不同，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。 原因：充分利用光、溫度、水、且競(jìng)爭(zhēng)少。 動(dòng)物的分布也會(huì)因邊緣內(nèi)部的喜愛程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動(dòng)，食草與食肉動(dòng)物也經(jīng)常在邊緣

4、地帶活動(dòng)，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)不同于大的斑塊。 大斑塊比小斑塊有更高的營養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物，并且食物鏈也更長。,2 面積對(duì)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：,S=CAZ S-多樣性 A-面積 C-比例常數(shù) Z-一般為0.180.35,大島嶼物種多 稀有種多 小島近親繁殖,分析表明，大致的規(guī)律是面積增加10倍，物種增加2倍；面積增加100倍，物種增加4倍；即面積每增加10倍， 所含的物種數(shù)量成2的冪函數(shù)增加

5、，2是個(gè)平均值，通常在1.43.0之間。這種關(guān)系的另一層含義表明，如果原生生態(tài)系統(tǒng)保存10%的面積，將有50%的物種保存下來。如果保存1%的面積，則會(huì)有25%保存物種被保存。 1967年麥克阿瑟和威爾遜創(chuàng)立島嶼生物地理學(xué)理論。他們認(rèn)為島嶼鐘的多樣性取決于物種的遷入率和滅絕率，而遷入率和滅絕率與島嶼的面積、隔離程度及年齡等有關(guān)。,S=f（+生境的多樣性-干擾+面積-隔離程度+年齡）,（1）陸地景觀 陸地景觀與島嶼有所不同，斑塊的邊界并不明確，并且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： 障礙物不同 海島的隔離是與大陸相對(duì)而

6、言 島嶼與陸地景觀的形成時(shí)間大相徑庭 與邊緣的作用,設(shè)計(jì)保護(hù)區(qū)時(shí)，面積比較關(guān)鍵。 主要保護(hù)：1 較高的當(dāng)?shù)匚锓N多樣性 2 稀有種和瀕危種 3 穩(wěn)定的生態(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(jī) 樹木的變化 動(dòng)物的變化 鳥類 昆蟲,4 斑塊與自然保護(hù)區(qū) 大的自然保護(hù)區(qū)保護(hù)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,2.1.3 斑塊的形狀,形狀與面積同等重要 例如:鳥、昆蟲覓食，巢域一般為長方形。,1 生態(tài)學(xué)意義 形狀分析可了解物種動(dòng)態(tài)（物種分布是穩(wěn)定、擴(kuò)展、收縮、還是遷移甚至以了解遷移路線） 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

7、化及更新過程有關(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。,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越發(fā)達(dá),形狀系數(shù),2 邊緣與邊緣效應(yīng) 定義： 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)部的物種組成和過渡，這就是通常所說的邊緣效應(yīng)。 特點(diǎn)： 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(dòng)植物組合過渡為另一類動(dòng)植物組合，不僅包括兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的成分并且有其特有的成分。,邊緣的類型： 固有邊緣（inherent edge）： 環(huán)境資源上的差異

8、造成的邊緣。 特點(diǎn)：過渡緩慢、連續(xù)性強(qiáng)、變化很小。 舉例：森林和沼澤之間的邊緣 誘導(dǎo)邊緣（induced edge）： 天然或人為干擾造成的邊緣。 特點(diǎn)：過渡顯著、存在時(shí)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(fēng)超過其他風(fēng)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(duì)邊緣或內(nèi)部的反應(yīng)，將生物分為：邊緣種(edge species)和內(nèi)部種（interior species) 邊緣種和內(nèi)部種將動(dòng)物分成三類： a 對(duì)兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)均有要求 b 對(duì)邊緣的特殊生境有特殊的要求 c 主要與一種生態(tài)系

9、統(tǒng)有關(guān)系，但可擴(kuò)展到邊緣,3 圓形斑塊與長條形斑塊的生態(tài)比較,4 環(huán)狀斑塊 形狀很特殊的斑塊 特點(diǎn)：內(nèi)部/邊緣低，內(nèi)部種少 舉例：環(huán)繞北極地區(qū)分布格局 高山環(huán)繞山體 繞湖周圍,5 半島（peninsula） 定義：指的是一個(gè)斑塊中狹長的外延部分。 漏斗效應(yīng)：人們常見的在半島頂端，動(dòng)物路徑密度高的現(xiàn)象。,鳥類、維管束植物減少,物種多樣性遞減,內(nèi)部/邊緣比解釋,2.1.4 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(duì)能量、物種的流動(dòng)有重要影響。 例如：居住區(qū) Fragstats /pub/fragstats2.0 斑塊相關(guān)性的指標(biāo)：隔離度、可

10、及度、相互作用、總隔離度 破碎化指標(biāo)：斑塊密度、邊緣密度、,2.2 廊 道 (corridor),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. 例如:樹籬、公路,2.2.1 廊道的作用,雙重作用:將景觀分離、將景觀連接 1.運(yùn)輸：公路、鐵路、運(yùn)河、輸電線等 2.保護(hù)：長城、圍墻、林帶等 3.資源：走廊地帶野生動(dòng)物豐富、植物種類較多 4.觀賞：古代曲徑通幽、頤和園的長廊、西湖的蘇堤,2.2.2 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,2.2.3 廊道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),1 彎曲度(curvilinearity) 廊道中兩點(diǎn)間的實(shí)際距離與它們之間的直線

11、距離之比，與沿廊道的移動(dòng)有關(guān)。動(dòng)物、人更消耗體力.,2 連通性(connectivety) 定義：?jiǎn)挝婚L度廊道中中斷數(shù)量來度量。 例如：農(nóng)田樹籬 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。 3 狹點(diǎn)(narrow) 定義：廊道中的狹窄處 作用：影響運(yùn)動(dòng) 例如：河流峽口 4 結(jié)點(diǎn)(nodes) 定義：兩個(gè)廊道的連接處或一個(gè)廊道與斑塊的連接處。,作用：結(jié)點(diǎn)在管理與規(guī)劃中十分有用，因?yàn)樗峁┝嗽S多相連系的物種源，當(dāng)物種在斑塊中消失時(shí)，有利于物種重新遷入。 例如：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(diǎn) 1) 從邊緣到中心的物種組成發(fā)生急劇變化 例如：

12、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。,2.2.4 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(shì)。 一般有7種：道路、鐵路、堤堰、溝渠、輸電線、草本或灌絲帶、樹籬 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)。,線狀廊道與帶狀廊道的對(duì)比,帶狀廊道與線狀廊道的基本生態(tài)差異主要在于寬度，具有重要的功能意義。,林帶寬度增加，環(huán)境異質(zhì)性增加，進(jìn)而造成物種多樣性增加。林帶很窄時(shí)，邊緣、內(nèi)部種都很少，隨寬度增加邊緣、內(nèi)部種均增加，但邊緣種在寬度略

13、增加時(shí)即迅速增加，而內(nèi)部種則要在寬度達(dá)到一定值時(shí)才能增加，閾值一般為7-12米。,林帶寬度與物種多樣性,3 河流廊道 河流廊道是沿河流分布的，與周圍本底不同的植被帶。,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(yīng)具備有效地控制從高地到河流的水流和營養(yǎng)的功能。 b 有利于森林內(nèi)部種沿河運(yùn)動(dòng)，寬度應(yīng)超出邊緣效應(yīng)。,4) 功能： 1 它控制著河水及周圍陸地進(jìn)入河流的物質(zhì)流動(dòng)。 2 它影響河流本身的運(yùn)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 它為物種的遷移和棲息提供了條件。 5 為人類運(yùn)輸航道、物質(zhì)資源、保護(hù)作用

14、。,3) 河流等級(jí)：最小的河流叫一級(jí)河流。兩個(gè)一級(jí)河流合成一個(gè)二級(jí)河。,2.3 本底（基質(zhì)）,范圍廣、連接度最高，并且在景觀功能上起著優(yōu)勢(shì)作用的景觀要素類型。景觀中的背景地域。,2.3.1 本底的標(biāo)準(zhǔn),1 相對(duì)面積 一般來說，本底的面積超過現(xiàn)存其他類型景觀元素的面積總和。假如一種景觀元素類型覆蓋50%以上的面積，就可以認(rèn)為是本底。 2 連通性 如果一個(gè)空間不被兩端與該空間的周界相連的邊界隔開，則認(rèn)為該空間是連通的。,連通性高的作用： 1) 可以作為障礙物將其他要素分開。 例如：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(dòng)態(tài)控制 例如：原始林采伐燒地、農(nóng)田與林網(wǎng),

15、2.3.2 結(jié)構(gòu)特征,1 孔隙度(porosity) 斑塊在本底中稱為孔。 單位面積的斑塊數(shù)目稱為孔隙度。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(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。 3）孔隙度與動(dòng)物覓食密切相關(guān)，適宜的孔隙對(duì)覓食及育后復(fù)原。 4）采伐對(duì)野生動(dòng)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(gè)半透膜，邊界的形狀對(duì)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)省資源的特征；相反，周長與面積之比大的形狀利于與周圍環(huán)境進(jìn)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(kuò)展更為