第二章景观结构.ppt

第二章 景观结构,景观生态学的研究内容,景 观 结 构 斑块间的空间关系,景 观 功 能 空间要素间的相互作用,景 观 动态 结构和功能随时间的改变,景观结构： 景观组成单元（景观要素）的类型、多样性及其数量关系特征。,各生态系统或亚系统、土地利用类型,景观和景观要素的关系是相对的。 景观：强调的是异质镶嵌体。 景观要素：强调的是均质同一的单元。,尺度,第一节 斑块,斑块：依赖于尺度的，外观上不同于周围环境（基质）的非线性地表区域，具有一定内部均质性的空间实体。,一、斑块起源,一场大火后的早晨，我们迫不及待地去考察漆黑一片的景观。这是一个可怕的景象！但最令人感兴趣的是景观上零星分布的许多种斑块，两处孤立的火已燃起。附近一处小斑块已化为灰烬，而且大火已向远处蔓延。经对其考察，发现随有火焰跃过但依然保留着植被的几个斑块。我们返回未燃烧的地区时，要穿过小片沼泽。这个斑块由于土壤过湿，具有完全不同的动植物。随后，来到一片开垦地，并眺望一块微风吹拂的谷物斑块。,主要成因机制或起源包括： 自然干扰 环境异质性 人类种植,根据斑块的起源或成因机制将常见的景观斑块类型分为4种： 干扰斑块 残存斑块 环境资源斑块 引进斑块,起源：自然干扰和人类干扰。一般由短期局部性干扰形成；也可由长期持续干扰形成，主要是由人类干扰引起的；有时，长期自然干扰也能够形成干扰斑块。 特点： 基质未受干扰，而斑块受到干扰。 具有最高的周转率，持续时间最短，通常是恢复最快的斑块类型。,1 干扰斑块,起源：基质受到大面积自然干扰和人类干扰的影响，在其局部范围内幸存的自然或半自然生态系统或其片断，其成因机制与干扰斑块相同。 特点： 基质受干扰，而斑块未受到干扰。 与干扰斑块在外部形式上似乎有一种反正对应关系。,2 残存斑块,起源：根本原因是景观内环境资源分布的空间异质性。 特点 由于资源的分布相对持久，所以斑块也相对持久而稳定，抗干扰能力强，而且斑块的周转率相当低，能长期地存在于与基质相异的环境中。,环境资源斑块,（1）种植斑块 起源：人们有意或无意地将植物引入某些地区而形成的局部生态系统。,4 引进斑块,特点：在斑块内，物种动态和斑块周转速率主要取决于人类的管理活动。,起源：人类干扰。 特点： 聚居地内的生态结构取决于代替自然生态系统的生物类型，包括人、引进的动物、不慎引入的害虫和从异地移入的本地种。 聚居地高度人文化，其持续性部分取决于人类管理的程度和恒定性。,（2）聚居地,二 斑块大小（斑块规模）,1 对物质和能量的影响 一般，斑块内的能量或养分总量与斑块的面积成正比。然而，斑块内的能量和养分含量不仅与斑块的大小有关，还与斑块内部和边缘带的比例（内缘比）有关。 受斑块大小影响的内部区域和边缘带,一般地说，物种多样性随斑块面积的增加而增加。,2 对物种多样性的影响,景观中斑块面积的大小、形状以及数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。,3 对生境适宜性的影响,作为生物栖息地的斑块，斑块大小对不同物种的意义差别很大。,三 斑块形状,不同形状斑块周长、面积和边缘值,内缘比,斑块形状的意义：,对生物多样性影响较大 对生物的扩散和觅食有重要影响 园林美学的意义,第二节 廊道,又称走廊，指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。,一 廊道的起源,环境资源廊道：由环境资源在空间上的异质性线性分布形成。如河流廊道。 干扰廊道：由带状干扰所致。 残存廊道：是周围基质受到干扰后的结果。 种植廊道：由于人类种植形成。,二 廊道的作用,双重作用:将景观分离、将景观连接 1.传输通道功能 2.过滤和屏障功能 3.生境功能 4.资源或产品功能 5.美学观赏功能,三 廊道的结构特征,曲度：常用廊道中两点间的实际距离与他们之间的直线距离之比来表示。 宽度：宽度变化对物种沿廊道或穿越廊道的迁移具有重要意义。 连接度（连通性）：可以用单位长度廊道中的断点数来表示。廊道的一个重要特点,三 廊道的类型,线状廊道 带状廊道 河流廊道,线状廊道：是一条很窄的，主要由边缘物种组成的狭长条带。,线状廊道与带状廊道的对比,指景观中与相邻两边环境不同的带状结构。包含一个内部环境；除有边缘种外，内环境中还含有较丰富的内部种。,带状廊道,如：高速公路、宽林带、宽动力线等。,含义：指沿河流分布而不同于周围基质的植被带，包括河床边缘、河漫滩、堤坝和部分高地。,河流廊道,河流廊道,河流廊道的结构与功能,功能： 它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流动。 它影响河流本身的运输。 侵蚀、养分流、地表径流、洪水、沉积作用、水的质量都与廊道的宽度有关。 它为物种的迁移和栖息提供了条件。 为人类运输航道、物质资源、保护作用。,第三节 基 质,景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。 如：森林基质、草原基质、农田基质,对景观动态具有控制作用,范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型。景观中的背景地域。,相对面积 空间上的连接度 动态控制作用,基质的判定,三个景观基质的例子： 例一：大兴安岭满归林业局原始林景观要素类型,例二：极端的均匀广阔类型（科左后旗）（表）； 科左后旗土地利用现状表（1995）,例三：整个景观均是由彼此不同的小斑块 组成，看起来象由碎片构成的一幅镶嵌画（双台子河口自然保 护区）（表）。,通常基质的面积超过现存的任何其它景观要素类型的总面积。如果某种景观要素占景观面积的50%以上，那么它很可能就是基质。,相对面积,基质是景观中连接最好的景观要素，并包围其它景观要素。但基质通常并不完全连接在一起，而是被分成几块地段。,空间上的连接度,如果某一空间在延续途中未被其它边界所穿插、隔离，就认为该空间是完全相连的。,面积最大、连接度最好的景观要素类型往往也控制景观中的流。基质中的优势种也是景观中的主要种。 基质主要是通过产生未来景观来控制景观动态。,对景观总体动态的控制程度功能指标,基质的结构特征：,孔隙率：单位面积基质中的斑块数目，即斑块密度。 边界形状：基质与其他景观结构成分之间边界的形态。 连通性：,第四节 网 络,1 网络的概念,景观要素之间的空间联系有两种方式： 网络结构：廊道网络，斑块网络。,生态交错带,由廊道相互连接形成,由同质和（或）异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成,廊道网络,概念 廊道网络由结点（node）和连接廊道构成。,分枝网络：树状的等级结构 环形网络：封闭环路结构,两种形式：,网络结构特征,结点 网络格局 网眼大小,农田防护林网,农田防护林网的结构和功能 农田防护林网结构的测度,城市绿地网络系统,城市绿地网络系统的结构：由公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五大类构成。 城市绿地网络系统的属性,2 生态交错带,概念：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特征不同的边缘带。,（1）生态交错带具有边缘效应 （2）生态交错带阻碍物种分布 （3）生态交错带的敏感性 （4）生态交错带的生态风险,生态交错带的特征,生态交错带的结构,生态交错带的等级结构特征 生态交错带的空间格局 生态交错带空间结构分析指标,生态交错带的功能,（1）通道或廊道：景观中的许多流(物流、能流、信息流、物种流等)是沿生态交错带流动的，此时交错带相当于廊道。 （2）过滤或屏障：穿越生态交错带的流在质、量和速度上大都会受到不同程度的影响，此时的交错带相当于个半透膜； （3）生境：生态交错带有其持有的物种和环境特征，因此也成为一种栖息地类型。,重要的生态交错带,河岸带 农牧交错带 城乡交错带 森林边际带,边缘效应,边缘效应:斑块边缘部分由于受外围影响而表现出与斑块中心部分不同的生态学特征的现象。,边缘效应的影响因素,边缘带宽度 边缘带面积 内缘比 正效应和负效应,第五节 景观功能,景观要素内部及其之间的能量和物质流动，以及景观要素的相互作用是景观过程的基本功能。 景观的一般功能包括景观的生产功能、生态功能、美学功能和文化功能。,景观的生产功能：指景观能够为人类社会和生态系统提供物质产品和生物生产的功能。 景观的美学功能：是一个范围广泛、内涵丰富、比较难于确定的问题。,景观的文化功能,自然景观的文化功能 1）自然景观是艺术创作的来源之一。 2）自然景观陶冶人的情操。 3）自然景观是人类学习的源泉。,人文景观的文化功能 1）提供历史见证，是研究历史的好材料。 2）提高景观作为旅游资源的价值。 3）丰富世界景观的多样性。,景观的生态功能,指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统服务。 服务指不能在市场上买卖，但具有重要价值的生态系统的性能，如净化环境、保持水土、减轻灾害等。,Castanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统提供的服务总价值为：每年平均33万亿（1654万亿）美元，与之相比，全球GNP的年总量为18万亿美元，即全球生态系统服务总价值大约为全球GNP的1.8倍。,BioScience1997年的一篇报道认为生物多样性的恢复与保育对每个国家都很重要，它提供经济和环境效益。估计美国每年从生物多样性，如有机废物处理、土壤形成和生物固氮等方面可以获得3000亿美元。 我国国家环保局估计我国生物多样性的直接使用价值每年达2000亿美元，间接使用价值达4万亿每年。,八种生态系统服务的价值比较，单位面积价值最高的是湿地（14785美元），其次是湖泊河流（8494美元），近海水域（4052美元），热带森林（2007美元），其他森林（302美元），海洋（252美元），草地（232美元），而农田最低（92美元）。,从生态系统类型看，全球总价值中大约63来自海洋；有37来自陆地生态系统，主要来自湿地、热带森林，然后是湖泊河流，其他森林和草地，而农田比较少。,树木与草坪生态效益及投资比例,植树和种草坪的投资比例为，而产生的生态效益比高达,