《景观结构》PPT课件.ppt

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o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 o 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 ：o 干 扰 斑 块o 残 存 斑 块o 环 境 资 源 斑 块o 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 。o 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 o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 。o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 o 起 源 ： 根 本 原 因 是 景 观 内 环 境 资 源 分 布 的 空 间异 质 性 。o 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 。3 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 。 o 起 源 ： 人 类 干 扰 。o 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1 2 34 5 斑 块 形 状 的 意 义 ：o 对 生 物 多 样 性 影 响 较 大o 对 生 物 的 扩 散 和 觅 食 有 重 要 影 响o 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o 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 。o 干 扰 廊 道 ： 由 带 状 干 扰 所 致 。o 残 存 廊 道 ： 是 周 围 基 质 受 到 干 扰 后 的 结 果 。o 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o 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 。o 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 。 o 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o线 状 廊 道 o带 状 廊 道o河 流 廊 道 o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 o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 。 o 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 型景 观 要 素 类 型 斑 块 数 面 积总 块 数 百 分 率 （ %） 总 面 积 百 分 率 （ %）落 叶 松 林 分 818 55.05 29728.5 58.3樟 子 松 林 分 88 5.65 2256.1 4.42白 桦 林 分 196 13.10 3701.2 7.27杨 柳 林 分 63 4.24 860.4 1.70火 烧 迹 地 192 12.96 7834.3 15.37沼 泽 地 83 2.31 6281.3 12.33 水 域 10 0.67 200.8 0.39裸 地 40 7.69 100.8 0.70总 计 1486 100 50926.5 100 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 ） 。 o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 ：o 孔 隙 率 ： 单 位 面 积 基 质 中 的 斑 块 数 目 ，即 斑 块 密 度 。o 边 界 形 状 ： 基 质 与 其 他 景 观 结 构 成 分 之间 边 界 的 形 态 。o 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o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p 两 种 形 式 ： 网 络 结 构 特 征o 结 点o 网 络 格 局o 网 眼 大 小 农 田 防 护 林 网o 农 田 防 护 林 网 的 结 构 和 功 能o 农 田 防 护 林 网 结 构 的 测 度 城 市 绿 地 网 络 系 统o 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 。o 城 市 绿 地 网 络 系 统 的 属 性 2 生 态 交 错 带 （ ecotone)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 。1905年 ， Clement最 先 提 出 生 态 交 错 带 的 概 念 ， 用 来 描 述 物 种 从 一 个 群 落 到 其 界 限 的 过 渡 分 布 区 。1971年 ， O dum把 它 定 义 为 两 个 群 落 之 间 的 过 渡 带 。1987年 1月 ， 法 国 巴 黎 会 议 定 义 为 “ 相 邻 生 态 系 统 之 间的 过 渡 带 ， 其 特 征 由 相 邻 的 生 态 系 统 之 间 相 互 作 用 的 空间 、 时 间 及 强 度 所 决 定 ” 。 生 态 交 错 带 是 一 个 生 态 应 力 带生 态 交 错 带 具 有 边 缘 效 应生 态 交 错 带 阻 碍 物 种 分 布生 态 交 错 带 的 敏 感 性生 态 交 错 带 的 生 态 风 险（ 1） 生 态 交 错 带 的 特 征 在 景 观 要 素 的 边 缘 地带 由 于 环 境 不 同 ， 形成 了 不 同 的 物 种 组 成和 丰 富 度 。 边 缘 效 应 的 影 响 因 素o 边 缘 带 宽 度o 边 缘 带 面 积o 内 缘 比o 正 效 应 和 负 效 应 返 回 （ 2） 生 态 交 错 带 的 结 构o 大 小o 宽 度o 形 状o 生 物 结 构o 限 制 因 素o 内 部 异 质 性o 密 度o 分 形 维 数 生 态 交 错 带 形 状 的 复 杂 性 程 度o 垂 直 性 o 外 形 或 长 度o 曲 合 度 （ 3） 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） 源 ： 由 于 景 观 边 界 两 侧 物 质 和 能 量 水 平 的 差 异 ， 导 致 生态 流 自 景 观 边 界 向 相 邻 景 观 单 元 的 净 流 动 ， 起 到 源 的 作 用 。（ 4） 汇 ： 景 观 边 界 可 以 聚 集 生 态 流 。（ 5） 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 。 （ 4） 重 要 的 生 态 交 错 带o 河 岸 带o 农 牧 交 错 带o 城 乡 交 错 带o 森 林 边 际 带 o 干 湿 交 替 带o 沙 漠 边 缘 带o 梯 度 联 合 带o 地 表 水 /地 下 水过 渡 带 边 界 确 定 性 程 度 ： 具 体 边 界 和 抽 象 边 界系 统 网 格 人 为 切 割判 别 分 析移 动 窗 口 分 析 法空 间 自 相 关 分 析边 界 确 定 方 法 ： （ 五 ） 生 态 交 错 带 的 尺 度 效 应o 景 观 边 界 对 观 察 尺 度 的 反 应 敏 感 ， 在 某 一 个尺 度 上 观 察 到 的 景 观 边 界 ， 会 在 较 小 或 更 大尺 度 上 消 失 。 （ 六 ） 生 态 交 错 带 与 全 球 变 化生 态 交 错 带 对 环 境 条 件 的 变 化 的 反 应 较 相 邻 生 态 系 统 更 为敏 感 。 特 别 是 地 带 性 植 被 过 渡 带 对 全 球 气 候 变 化 的 响 应 。亚 高 山 森 林 和 高 山 苔 原 之 间 的 交 错 带 ， 即 高 山 树 线 ， 一 方面 其 所 处 的 海 拔 位 置 受 大 气 环 境 控 制 ， 另 一 方 面 ， 树 线本 身 又 是 生 物 与 非 生 物 因 子 相 互 作 用 的 产 物 ， 这 类 交 错带 被 认 为 是 具 有 监 测 全 球 变 化 的 综 合 作 用 。 （ 七 ） 生 态 交 错 带 与 生 物 多 样 性 生 态 交 错 带 通 常 既 包 括 相 邻 群 落 的 许 多 物 种 ， 还 包 括 只 生 活在 生 态 交 错 带 内 部 的 物 种 ， 因 此 生 态 交 错 带 中 的 物 种 数 目 及 密 度一 般 比 相 邻 群 落 大 。 大 量 事 实 证 明 很 多 生 态 交 错 带 富 于 生 物 多 样 性 ， 但 是 并 不 是 所 有的 生 态 交 错 带 都 具 有 高 的 生 物 多 样 性 。 空 间 和 时 间 波 动 极 大 的 生态 交 错 带 ， 物 种 数 目 相 对 较 小 。 一 般 来 说 ， 地 处 环 境 条 件 突 然 变化 的 生 态 交 错 带 （ 如 河 岸 带 ） 或 层 次 结 构 急 剧 变 化 的 生 态 交 错 带（ 森 林 边 缘 ） ， 生 物 多 样 性 高 。 西 洞 庭 湖 湿 地 三 江 湿 地若 尔 盖 湿 地 第 五 节 景 观 功 能o 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 。o 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 。 o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 。o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 。 自 然 景 观 峨 眉 山 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 。 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 。人 文 景 观 的 文 化 功 能 景 观 的 生 态 功 能o指 对 人 类 生 存 和 生 活 质 量 有 贡 献 的 生态 系 统 服 务 。o 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 （ 16-54万亿 ） 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 。 o 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 。 o 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