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景观生态学()PPT精选文档

花匠小妙招
2024-11-09 04:20

1、景观景观生态学理论与人类对生态系统生态学理论与人类对生态系统的利用的利用6-22022-4-172l景观及景观生态学概念景观及景观生态学概念l景观生态学研究对象和内容景观生态学研究对象和内容l景观生态学基本术语景观生态学基本术语6-32022-4-173l1919世纪初世纪初, ,德国近代地理学创始人德国近代地理学创始人洪堡德洪堡德(A.V.Humboldt) (A.V.Humboldt) 将其作为将其作为“自然地域综合自然地域综合体体”代名词代名词. .l此后，生态学家对此后，生态学家对“景观景观”一词提出各种一词提出各种各样的定义。各样的定义。6-42022-4-174lZ.Naveh(

2、Z.Naveh(以色列以色列): ):景观是景观是自然、生态、地理综自然、生态、地理综合体。合体。lR. T.T.R. T.T.orman (orman (美国美国) )和和. .odron (odron (法法国国)(1986)(1986)相互作用的生态系统空间镶嵌组成的相互作用的生态系统空间镶嵌组成的异质区域异质区域. .l肖笃宁（肖笃宁（19971997）：）：由不同土地单元镶嵌组成，由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体，生态系统之上，具有明显视觉特征的地理实体，生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度大地理区域之下的中间尺度具经济、生态、具经济、生态、文化多重价值。文化多重

3、价值。6-52022-4-175人类与自然共同作用影响下的不同景观人类与自然共同作用影响下的不同景观6-62022-4-176v 德国地理学家德国地理学家Troll特洛尔，特洛尔，1939年，年，创立景创立景观生态学一词，观生态学一词，定义为：定义为：研究某一景观中生物研究某一景观中生物群落之间错综负责的因果反馈关系的科学。群落之间错综负责的因果反馈关系的科学。v强调强调航空摄影测量学、地理学、与植被生态航空摄影测量学、地理学、与植被生态学学结合在一起综合性研究。结合在一起综合性研究。6-72022-4-177l1984年，年，Z.Naveh和和Lieberman 基于系统论，基于系统论，控制

4、论和生态系统学之上的跨学科生态控制论和生态系统学之上的跨学科生态地理学地理学，是整体人类生态系统科学一分支。是整体人类生态系统科学一分支。lWeins(1993) 景观生态学主要研究一系列生态现景观生态学主要研究一系列生态现象中镶嵌体空间格局的效应。象中镶嵌体空间格局的效应。l2000，邬建国，邬建国研究景观单元的类型组成、空间研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科；格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科；6-82022-4-178二、二、景观生态学研究内容景观生态学研究内容1.1.景观结构景观结构不同景观要素之间的空间关系。2.2.景观功能景观功能各种

5、景观要素之间的相互作用，不同生态系统之间的能量流、物质流和物种流。3.3.景观变化景观变化景观的结构和功能上随时间的变化。4.4.景观管理景观管理通过分析景观特征，提出景观利用管理最优化方案。6-92022-4-1796-102022-4-1710l结构结构l连接度连接度l廊道廊道l边缘边缘l异质化异质化、破碎化破碎化l斑块、基质斑块、基质l尺度6-112022-4-1711一般用粒度（一般用粒度（grain）和幅度（和幅度（extent）表示表示v粒度粒度空间粒度：最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；空间粒度：最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度：某一现象或事

6、件发生的频率或时间间隔。时间粒度：某一现象或事件发生的频率或时间间隔。v幅度幅度空间幅度：研究区域的总面积空间幅度：研究区域的总面积时间幅度：研究项目持续的时间时间幅度：研究项目持续的时间又与地理学中的比例尺不同又与地理学中的比例尺不同v大尺度尺往往对应于小比例尺和低分辨率，或反之；大尺度尺往往对应于小比例尺和低分辨率，或反之；v尺度推绎（尺度推绎（scaling）：）：利用某一尺度的信息推测其他尺度的特利用某一尺度的信息推测其他尺度的特征，并可以上推或下推，也可以进行数学建模和计算机模拟。征，并可以上推或下推，也可以进行数学建模和计算机模拟。6-122022-4-1712l空间异质性（空

7、间异质性（spatial）生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性；其复杂性；也可理解为空间缀块性和梯度的总和；也可理解为空间缀块性和梯度的总和；空间异质性在缀块性的基础上强调了梯度因素空间异质性在缀块性的基础上强调了梯度因素l缀块性（缀块性（patchness）缀块：连接和组合的意思缀块：连接和组合的意思缀块性：种类组成的特征及其空间分布与配置缀块性：种类组成的特征及其空间分布与配置的关系的关系缀块性在异质性的基础上更加具体化缀块性在异质性的基础上更加具体化6-132022-4-1713格局：仅考虑分布与配置；格局：仅考虑分布与配置；异质性：考

8、虑了分布与配置的不均匀性及变化异质性：考虑了分布与配置的不均匀性及变化规律（梯度）；规律（梯度）；缀块性：更具体考虑了种类组成对变化规律的缀块性：更具体考虑了种类组成对变化规律的影响影响共同点在于：都强调非均质性以及对尺度的依共同点在于：都强调非均质性以及对尺度的依赖性赖性6-142022-4-17146-152022-4-1715定义：景观空间结构单元相互之间连续性的定义：景观空间结构单元相互之间连续性的度量。度量。结构连接度（结构连接度（structural connectivity）v空间上直接表现出来的连续性，可采用视空间上直接表现出来的连续性，可采用视觉器官或手段确定；觉器官或手段确

9、定；功能连接度（功能连接度（functional connectivity）v所研究的生态学对象或过程的特征尺度，所研究的生态学对象或过程的特征尺度，如种子传播距离等；如种子传播距离等；6-162022-4-1716 1 1 斑块斑块( (patchpatch）：）：在性质或外貌上不同于周围单在性质或外貌上不同于周围单元的块状区域；元的块状区域； 2 2 廊道廊道( (corridor)corridor)：与其两侧相邻区域有差异的相与其两侧相邻区域有差异的相对狭长形的一种特殊景观类型；对狭长形的一种特殊景观类型； 3 3 基质基质( (matrix)matrix)：在景观中的本底覆盖类型在景观

10、中的本底覆盖类型，通常，通常具有高覆盖率和高连接度；并不是所有的景观中具有高覆盖率和高连接度；并不是所有的景观中都可以划分出确定的基质。都可以划分出确定的基质。6-172022-4-1717l定义：斑块是一个在外观上与周围环境明定义：斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的显不同的非线性地表区域非线性地表区域。l是构成景观的是构成景观的基本结构和功能单位基本结构和功能单位。l例：天空的云、嵌花路面的石子。例：天空的云、嵌花路面的石子。6-182022-4-17186-192022-4-17196-202022-4-17201 干扰斑块干扰斑块(disturbance patch)l原因：由于原因

11、：由于局部干扰局部干扰而产生的。而产生的。l举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等自然自然变化引起。变化引起。l采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿等采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿等人人类活动引起的类活动引起的。l干扰斑块通常具有干扰斑块通常具有高的周转率、持续时间高的周转率、持续时间短短的特征。的特征。6-212022-4-17216-222022-4-1722l原原因因: : 由由大范围干扰活动大范围干扰活动，如森林砍伐、，如森林砍伐、城市化等城市化等造成局部范围内幸存或残存造成局部范围内幸存或残存的自的自然与半自然生态系统片段包围着一然与半自然生态系统片段包围着

12、一小块未小块未受干扰地区受干扰地区的大范围干扰造成的的大范围干扰造成的. .6-232022-4-1723l原因：由于环境条件如气候、地形、土壤、原因：由于环境条件如气候、地形、土壤、养分等在养分等在空间上分布不均匀空间上分布不均匀形成的斑块。形成的斑块。l例如：例如：长白山植物垂直分布、森林中的沼长白山植物垂直分布、森林中的沼泽、沙漠绿洲泽、沙漠绿洲l特点：特点：存留时间长、周转率低。存留时间长、周转率低。 246-252022-4-1725东北山地森林沼泽东北山地森林沼泽6-262022-4-17266-272022-4-17276-282022-4-1728l原因：原因：人类引入植物或动

13、物，或人类自身活动形人类引入植物或动物，或人类自身活动形成的斑块。成的斑块。（1）种植斑块）种植斑块(planted patch)l 原因：由人种植植物而产生的特点：人维护、原因：由人种植植物而产生的特点：人维护、存留时间长存留时间长（2）聚居地）聚居地(homes habitation)l 特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。景观成分之一。l 物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地从异地移入的本地种。种。 6-292022-4-17296-302022-4-17306-312

14、022-4-17316-322022-4-17326-332022-4-17331 1 斑块大小与生物多样性斑块大小与生物多样性l理论上，斑块中物种丰富度与斑块面积成理论上，斑块中物种丰富度与斑块面积成正比正比，也有不同，现实中，各种大小斑块往往同时存在。也有不同，现实中，各种大小斑块往往同时存在。比如，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部发现边缘产生的产量高于内部。l动物的分布也会因边缘内部的喜爱程度而有所不动物的分布也会因边缘内部的喜爱程度而有所不同。同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活

15、动。6-342022-4-1734斑块形状多种多样，可以用斑块形状多种多样，可以用长宽比、周界面积比及分长宽比、周界面积比及分维数维数描述。描述。例如，斑块长度比或周界比越接近方形或圆形的值，例如，斑块长度比或周界比越接近方形或圆形的值，其形状越紧。其形状越紧。形状分析可了解形状分析可了解物种动态；物种动态；l斑块的形状对斑块的形状对生物的散布和觅食生物的散布和觅食具有重要作用。具有重要作用。l斑块的形状与斑块的形状与环境变化及更新过程有关环境变化及更新过程有关。l园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术效果。园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术效果。6-352022-4-17356

16、-362022-4-17366-372022-4-17376-382022-4-17386-392022-4-1739l边缘是边缘是指两个不同的生态系统相交而形成指两个不同的生态系统相交而形成的狭窄地区。的狭窄地区。l斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡和过渡，这就是通常所说的边缘效应。，这就是通常所说的边缘效应。l许多研究表明，许多研究表明，斑块周界部分常常具有较斑块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。高的物种丰富度和初级生产力。6-402022-4-17406-412022-4-17416-422022-4-17426-432022-4-

17、1743l与本底有所区别的一条带状土地与本底有所区别的一条带状土地, ,可以看作可以看作是一个是一个线状或带状线状或带状的斑块的斑块. .l简单的说是指线形的景观单元。简单的说是指线形的景观单元。l例如例如: :树篱、公路树篱、公路6-442022-4-17446-452022-4-17456-462022-4-1746l弯曲度或通直度，其生态意义与生物沿廊道的移动有关。l连通性：廊道如何连接或在空间上怎么连续的量度。l例如：农田树篱。l作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功能。6-472022-4-17476-482022-4-1748 1) 1) 从边缘到中心的物种组成发生急剧变

18、化从边缘到中心的物种组成发生急剧变化例如：公路、河流、林带例如：公路、河流、林带 2) 2) 环境条件与外部有所不同环境条件与外部有所不同例如：林荫路冬暖夏凉例如：林荫路冬暖夏凉 3) 3) 水平上延伸一段距离，水平梯度也会发水平上延伸一段距离，水平梯度也会发生变化。生变化。6-492022-4-1749l生境生境l传输通道传输通道l过滤和阻抑作用过滤和阻抑作用l作为能量、物质和生物的源或汇作为能量、物质和生物的源或汇6-502022-4-17506-512022-4-17511 1 线状廊道线状廊道v廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是边缘占边缘占优势

19、。优势。v一般有一般有7 7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱草本或灌丝带、树篱6-522022-4-17526-532022-4-17532 2 带状廊道带状廊道廊道是一条很窄的带，其宽度是可以造成一个廊道是一条很窄的带，其宽度是可以造成一个内部环境内部环境，含有内部种，每个侧面都存在边缘，含有内部种，每个侧面都存在边缘效应。效应。l河流廊道河流廊道是指由于河流分布而不同于周围基质的植被带，是指由于河流分布而不同于周围基质的植被带，通常包括河流边缘、河漫滩、河堤和部分高地。通常包括河流边缘、河漫滩、河堤和部分高地。6-542022-4-

20、17546-552022-4-17556-562022-4-1756l景观是由多种类型的景观要素构成的景观是由多种类型的景观要素构成的异质性地域，异质性地域，其中其中面积最大、连接度最高、对景观的功能的控面积最大、连接度最高、对景观的功能的控制作用最强的景观要素制作用最强的景观要素称为称为本底本底。又称。又称基质、模基质、模地或者背景地或者背景。l基质与斑块和廊道基质与斑块和廊道在概念上有很大的区别在概念上有很大的区别，但在，但在实际景观中却要实际景观中却要根据景观要素在景观中的数量化根据景观要素在景观中的数量化特征或功能性特征特征或功能性特征来区分。来区分。6-572022-4-17576-

21、582022-4-1758l相对面积最大相对面积最大l连通性最高连通性最高l动态控制作用最强动态控制作用最强6-592022-4-1759l斑块在本底中称为孔。l单位面积的斑块数目称为孔隙度。它是本底中斑块密度的量度。与斑块大小无关。6-602022-4-1760l1）它提供了一个了解物种隔离程度和植）它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。物种群遗传变异的线索。l2）孔隙度是边缘效应总量的指标，是一）孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。的因素。l孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这孔隙度低表明景观中有边

22、远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。对需要边缘生境的动物很重要。 6-612022-4-1761v岛屿生物地理学理论岛屿生物地理学理论v复合种群理论复合种群理论v渗透理论渗透理论v等级理论等级理论6-622022-4-1762l种种面积关系面积关系S=cAz式中：式中：S物种数量；物种数量； A生境面积；生境面积； C、z常数；常数；应用该式有两个重要前提应用该式有两个重要前提v物种迁移与绝灭之间达到了生态平衡；物种迁移与绝灭之间达到了生态平衡；v物种的数量只与面积有关，其他因素相对物种的数量只与面积有关，其他因素相对稳定。稳定。S=CAZ种的丰富度面积6-632022-4-17636-

23、642022-4-1764l岛屿生物地理学理论岛屿生物地理学理论该理论将缀块的空间特征与物种数量综合在一该理论将缀块的空间特征与物种数量综合在一起考虑起考虑数学表达式：数学表达式： dS/dt= S S为物种数，为物种数，t t为时间，迁居速率（是种源与斑块间为时间，迁居速率（是种源与斑块间距离距离D D的函数），绝灭速率（是斑块面积的函数），绝灭速率（是斑块面积A A的函的函数）数）) )6-652022-4-1765lMeta-种群的定义种群的定义由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群。（或是在空间上隔离，但具有功能联组成的种群。

24、（或是在空间上隔离，但具有功能联系的二个或以上的亚种群组成的种群缀块系统）。系的二个或以上的亚种群组成的种群缀块系统）。lMeta-种群理论种群理论亚种群频繁地从生境缀块中消失（局部性绝灭）；亚种群频繁地从生境缀块中消失（局部性绝灭）；亚种群之间存在的生物繁殖体或个体的交流使它们亚种群之间存在的生物繁殖体或个体的交流使它们在景观水平上表现出复合稳定性。在景观水平上表现出复合稳定性。该理论可以反映出种群在景观缀块复合体中的运动该理论可以反映出种群在景观缀块复合体中的运动和消长；和消长；也是关于空间格局和种群生态学过程相互作用的理也是关于空间格局和种群生态学过程相互作用的理论。论。6-662022

25、-4-1766l渗透理论（渗透理论（percolation theory）要点：媒介的密度达到一临界值时，渗透物要点：媒介的密度达到一临界值时，渗透物能够突然从媒介的一端到达另一端；能够突然从媒介的一端到达另一端；景观连接度临界值（临界阈限）景观连接度临界值（临界阈限）v某一因素的影响能否产生突变作用。某一因素的影响能否产生突变作用。6-672022-4-1767l是一种关于复杂系统的结构、功能和动态的理论，以是一种关于复杂系统的结构、功能和动态的理论，以用于简化复杂系统，并对其进行理解和预测。用于简化复杂系统，并对其进行理解和预测。l根据等级理论根据等级理论复杂系统均具有离散性等级层次；复

26、杂系统均具有离散性等级层次；高层次的行为或动态具有小尺度，低频率和慢速度的特征，高层次的行为或动态具有小尺度，低频率和慢速度的特征，并对低层次有制约作用，且制约作用接近常数；并对低层次有制约作用，且制约作用接近常数；低层次的行为或动态具有大尺度，高频率和快速度的特征，低层次的行为或动态具有大尺度，高频率和快速度的特征，并为高层次提供机制和功能，且可以平均值的形式表达；并为高层次提供机制和功能，且可以平均值的形式表达；6-682022-4-1768第三节第三节景观变化景观变化景观变化包括景观变化包括景观的结构和功能随时间景观的结构和功能随时间而变化。而变化。变化既有变化既有自然自然的因素

27、，也有的因素，也有人为人为的因素，变化有快有慢。的因素，变化有快有慢。比如：比如：19761976年唐山的大地震，一夜间。年唐山的大地震，一夜间。19781978年的大兴安岭大火，年的大兴安岭大火，435435万公顷。荷万公顷。荷兰的围海造田、沙漠化、滥伐森林等。兰的围海造田、沙漠化、滥伐森林等。6-692022-4-17696-702022-4-1770景观异质性包括空间异质性、时间异质性和功景观异质性包括空间异质性、时间异质性和功能异质性三个方面，但一般谈到景观异质性主能异质性三个方面，但一般谈到景观异质性主要是指要是指景观的空间异质性。景观的空间异质性。景观的异质性是指景观中景观要素在景

28、观的异质性是指景观中景观要素在属性、结属性、结构、形态和空间关系等方面的变异程度构、形态和空间关系等方面的变异程度。景观的异质性是由景观的异质性是由景观要素类型的数量、景观景观要素类型的数量、景观要素构型、景观要素的分布和空间相互关系要素构型、景观要素的分布和空间相互关系等等决定的。决定的。6-712022-4-17716-722022-4-1772景观变化曲线景观变化曲线Forman & Godron Forman & Godron 用用3 3个独立参数表征个独立参数表征所有变化曲线：所有变化曲线：变化的总趋势（上升、下降和水平趋变化的总趋势（上升、下降和水平趋势）；势）；围绕总趋势的相对波动幅度（大范围和围绕总趋势的相对波动幅度（大范围和小范围）；小范围）；波动的韵律（规则和不规则）波动的韵律（规则和不规则）6-732022-4-17736-742022-4-1774l1）作用力的种类人力比如：采伐、造林、灌溉等自然力v物理力（比如：地震、洪水、台风）v 生物力（比如：病害、虫害）6-752022-4-17751 1 气候气候 1 1 ）气候的意义）气候的意义它影响到有机体的生命过程它影响到有机体的生命过程气候影响土壤过程气候影响土壤过程气候控制地形、地貌的形成过程气候控制地形、地貌的形成过程 6-