景观生态学Chapter5景观生态流课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Chapter 5,景观的生态过程,土地资源管理系,Chapter 5 景观的生态过程,1,主要内容,流的产生机制和林带的影响,相邻景观要素间的无机流,动、植物在景观中的运动,流与景观结构,主要内容 流的产生机制和林带的影响,2,景观生态学Chapter5景观生态流课件,3,一、流的产生机制和林带的影响,景观的生态过程：,就是景观元素之间的相互作用，即,能量流、养分流和物种流,以一种景观元素迁移到另外一个景观元素。,通过大量的“流”，一种景观元素对另外一种景观元素施加于控制作用。,一、流的产生机制和林带的影响景观的生态过程：就是景观元素之间,4,一、流的产生机制和林带的影响,景观间流的运动机制：,目前，有两个基本观点：其一是,半透膜,观点,(,边界,),，其二是关于,源区和汇区,(,成熟度,),的观点,主要介绍内容：,媒介物和力、防护林与树篱的生态效应、重力作用,一、流的产生机制和林带的影响景观间流的运动机制：目前，有两个,5,1,景观生态流,通过景观的流主要有三种：,(1),能量流,例：热能、生物能,(2),养分流,例：无机物质、有机物质、水,(3),物种流,例：各种类型的动植物以及遗传基因,1 景观生态流通过景观的流主要有三种：,6,2,媒介物和力,媒介物,(,景观元素之间相互作用,),(,1),风,：携带水分、灰尘、雪、种子、小昆虫、热量等；,(,2),水,：包括雨水、冰、地表径流、地下水、河流、洪水等，能够携带的物质与风的作用效果相似；,(,3),飞行动物,：鸟、蜜蜂、可携带种子、孢子等；,(,4),地面动物,：功能同飞行动物；,(5),人：,植物的种植、移植；动物的驯化、放牧；交通工具等。,2 媒介物和力媒介物(景观元素之间相互作用),7,媒介物和力,媒介物和力,8,3,影响三种流运动的力,最主要的驱动力主要有,扩散作用、重力作用和行为作用。,1),扩散：,扩散原指分子运动，从高浓度区向低浓度区的运动。即溶质物质或悬浮物质由高浓度区向低浓度区的移动，物质通过自身的布郎运动作无规则的运动,例：将香水洒在屋子的一角，满屋都是香水味,山区的水泥加工厂的粉尘扩散,市区采暖的火烟囱、滇池的污染等,3 影响三种流运动的力 最主要的驱动力主要有扩散作,9,大山里的加工厂,昆明的滇池,大山里的加工厂昆明的滇池,10,1,）影响扩散运动的力,扩散作用：,主要取决于,不同景观斑块间,的温度或密度差，且与异质性紧密相连，尤其适合于研究异质景观间的相互联系。,1）影响扩散运动的力扩散作用：主要取决于不同景观斑块间的温度,11,影响扩散运动的力,扩散：是一种,低能耗过程,，在极小的尺度上，对物体运动可能较为重要，但对,景观要素间,或,景观内的物质传输,作用相对较小。,影响扩散运动的力扩散：是一种低能耗过程，在极小的尺度上，对物,12,2,）影响扩散运动的力,气流或风：,也是扩散作用的一种形式；,动物的自主行为：,也是一种传输动力，而且可进行定向传输，其能量来自于动物本身的有机化合物。,2）影响扩散运动的力 气流或风：也是扩散作用的一种形式；,13,防护林生态效应,生态效应：,固沙保土、防风保苗、改变气流、引起湍流、保温等,防护林生态效应生态效应：固沙保土、防风保苗、改变气流、引起湍,14,树篱的生态效应,生态效应：,常与农田、自然植被和村庄毗邻，生态效应似防护林,79%,19%,7%,树篱,农田,林地,树篱的生态效应生态效应：常与农田、自然植被和村庄毗邻，生态效,15,2,）重力作用,重力作用：,是内地球引力造成的，地球上许多物体的运动都与重力作用有关，如水流、水分侵蚀、泥沙沉积、种子落地等；,在陡坡地，重力搬运所起的作用是相当大的，从土壤蠕动、滑坡、泥石流、雪崩和冻融循环等引起的周期性运动等过程，都与重力作用有着密切关系。,2）重力作用重力作用：是内地球引力造成的，地球上许多物体的运,16,2,）重力作用,水流是一种重要的运动形式；,崩塌、滑坡及果实落地等的影响规模虽然较小，但对,局部景观中,的,物质和物种重新分配,起到比较重要的作用。,2）重力作用水流是一种重要的运动形式；,17,二、相邻景观要素间的无机流,主要有：水流、空气流、土壤流、养分流等。,1.,水流：,水流在重力作用下以,物质流的形式流动,，同时携带一些物质。主要表现为,水平和垂直,运动，且方向是固定的。,二、相邻景观要素间的无机流主要有：水流、空气流、土壤流、养分,18,水流速度主要取决于那些因素？, 水输入量及其时间；, 土壤结构，特别是土壤空隙度；, 土壤对水携带物质的过滤作用，包括土粒对物质的物理吸附和化学吸附。,水流速度主要取决于那些因素？ 水输入量及其时间；,19,2,空气流,(,空气层流和湍流,),1),空气层流,：,是平行流动的层状气流；,2),湍流：,则是质点的无规则运动，向上或向下运动。,三种防护林带,(,紧密结构、疏通结构、通风结构,),？,2 空气流(空气层流和湍流)1) 空气层流：是平行流动的层状,20,最佳防护林,(,带,),？,第一种类型：风速降低到,树高的,30,倍,处，其它为,树高的,25,倍,。此外，障碍物的穿透性也影响空气的流动。,最佳防护林(带)？ 第一种类型：风速降低到树高的30倍处，其,21,最佳防护林,(,带,),？,通过研究发现：,密实的屏障,(,如密林带,),产生严重湍流,；,孔隙多的屏障可以大量气流通过，而防止湍流发生,。,因此孔隙大的林带防风距离长，但风速降低较小，而密实的林带，反之相反。,上述气流原理广泛地应用在,景观规划、设计和土地管理,之中。比如：飓风、污染、河流热能,最佳防护林(带)？通过研究发现：,22,3,土壤流,土层表面和土壤内部的流不太明显，但十分重要。 一部分由风造成，大部分由水形成。,土壤流速的,决定因素同水流,：,水的输入量和时间；,土壤的结构，尤其是孔隙度；,土壤对水中携带物质的渗滤效果，包括土壤颗粒对物质的吸附作用。,3 土壤流 土层表面和土壤内部的流不太明显，但十分重要。,23,3,土壤流,土壤流携带物质分成两类：,一类：颗粒物质,，如细菌、孢子、腐烂的泥沙树叶等；,二类：溶解性物质,，如腐殖质、尿素、硝酸盐、可溶性盐等。,3 土壤流土壤流携带物质分成两类：,24,雨量大小：对于颗粒物质与溶解性物质有很大的差异；,颗粒物质流,发生在,土壤表面,；,溶解物质流,发生在,土壤内,。,可溶性物质,物质浓度,雨量,颗粒性物质,雨量大小：对于颗粒物质与溶解性物质有很大的差异；可,25,水流侵蚀,侵蚀发生的三个因素,：,1,地表失去植被覆盖，更多的雨水冲刷,2,失去腐殖质后，矿质土壤暴露在降雨中，形成冲沟,3,植物根系死亡，土壤颗粒凝聚力,A=f(R,、,K,、,L,、,S,、,C),A-,土壤侵蚀,R-,降水程度,K-,土壤侵蚀因子,L-,坡长,S-,坡度,C-,植被覆盖,水流侵蚀,26,对空气流与土壤流研究发现,有两种空间运动模式：,一是连续运动,速度不存在或为零时 如：水流,(,遇湖除外,),二是跳跃运动,如：土壤流。,对空气流与土壤流研究发现有两种空间运动模式：,27,对空气流与土壤流研究发现,连续和跳跃这两种运动形式的差别：在于景观结构的异质性。,异质性增强，,主要出现：,1,）运动由连续运动变为跳跃运动；,2,）运动中的停顿点增强，流的,物质与流程环境,间的关系越密切；,3,）速度降低。,对空气流与土壤流研究发现 连续和跳跃这两种运动形式的,28,4,养分流,4 养分流,29,不同景观,元素对,养分流的影响,水平运动,不同景观元素对养分流的影响水平运动,30,研究不同景观元素对养分流的影响，其目的是什么？,合理组合,和,设计景观结构,可以起到对养分的过滤作用，这对生态环境的保护具有重要意义。,研究不同景观元素对养分流的影响，其目的是什么？ 合,31,不同景观元素对养分流的影响,垂直运动,景观中养分的,垂直运动,主要表现为：土壤中的养分被植物或农作物吸收，经过蒸腾作用挥发到大气中，又经降水或降尘进入土壤，或经过人类活动的影响以其他方式将养分带入土壤中，形成一个局部的小循环。,不同景观元素对养分流的影响垂直运动 景观中养分的垂直,32,四、动植物在景观中的运动,物种流,物种流的运动特征：,物种流即动、植物穿越景观的运动,1,影响运动的两个因素,1),取决于廊道、障碍和斑块等,结构因素,同质地区，物种流,稳定、连续,物种从一景观进入另一景观时会发生变速或停顿,例：大草原上的牛羊，沙漠上的狼群,四、动植物在景观中的运动 物种流物种流的运动特征：物种流,33,四、动植物在景观中的运动,物种流,物种流的运动特征：,物种流即动、植物穿越景观的运动,1,影响运动的两个因素,2),取决于,运动方向,：,分析物种运动,景观元素是有利于运动还是障碍运动？,需要分析景观的,异质性程度,和景观中的,对比度,四、动植物在景观中的运动 物种流物种流的运动特征：物种流,34,景观生态学Chapter5景观生态流课件,35,例如：狐狸过河，鹿过森林,(,速度变快,),边界穿越频率,:(Boundary crossing frequency),：即物体在景观中运动时，单位长度上越过边界的数量,可反映景观的连通性。,2,动、植物的运动类型,连续和跳跃运动,跳跃运动分成两类：,1),一个生物体滞留一短的时期后继续运动叫休息停顿,2),一个生物体移动到一个地点后能成功地生长繁殖叫中途站,例如：狐狸过河，鹿过森林 (速度变快),36,如：南美北部一些物种，以一系列岛屿为中途站，越过加勒比海进行传播的,领地,:,指的是用来防御同种其他个体侵入的地区范围,.,如：南美北部一些物种，以一系列岛屿为中途站，越过加勒比海,37,动物有三种运动方式,:,1,）巢区内运动,动物在窝的周围进行觅食和其他日常活动,2,）疏散运动,动物个体离开出生的巢区到达一个新的巢区的运动，新巢区距老巢一般很远，近成年动物离开父母到新巢区筑巢。疏散运动可扩展到某一物种的分布范围。例如：鸟,1,、,动物的运动,臭鼬,动物有三种运动方式:1、动物的运动臭鼬,38,1,、,动物的运动,3,）迁徙,动物在不同季节利用的不同地域之间进行的周期性运动。,典型例子：,鸟类在冷暖地区的运动；,垂直迁徙：,动物在山地高海拔和低海拔间的迁徙。,例：鸟类夏季在高海拔地区繁殖，冬季到低海拔越冬；,欧洲山羊夏季在高山植被觅食，冬季到低海拔草地越冬。,1、动物的运动3 ）迁徙,39,景观结构,对动物的影响,1,、臭鼬,美国的伊利诺斯州臭鼬的巢穴多沿树篱构筑，树篱处的积雪到春天才融化，只有极少数臭鼬的活动范围超过巢穴附近,1000m,。说明它们的穴区一般在,1km,2,之内，其往返距离随季变化：春天繁殖季节之后，雄臭鼬跑的更远，主要吃树篱上的小动物；夏季在窝附近活动，可能此时食物丰富不需远行，秋季降雪之前主要沿树篱运动。,景观结构对动物的影响 1、臭鼬,40,玉米地,玉米地,玉米地,玉米地,玉米地,玉米地,燕麦地,一个冬夜臭鼬的活动,只有两次离开树篱，穿行在玉米地中，而避开燕麦地、草地。由于玉米地有较高的层和完全荫蔽的地面,可以预防空中和地面的天敌，而且还有丰富的食物。,通过树篱中臭鼬和林地内臭鼬的比较表明，它们喜欢生活在少数树木的开阔景观地区，多是林地边缘和树篱。,玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地燕麦地 一个冬夜臭鼬的活,41,2,赤狐,研究表明赤狐的窝几乎都筑在高地生境中，如林地、谷物地、草场、树篱、沙石地等。与建筑物的距离是赤狐巢穴分布的主要限制因素，巢区比臭鼬大，一般,4km,、,24km,，长方形,在秋季和冬季，快成年和成年狐狸离开巢穴，运动的平均直线距离,雄性为,31km(,最远,211km),，,雌性为,11km(,最远为,108km),，赤狐的扩散为不规则扩散。,2 赤狐,42,2,赤狐,从运行路线来看，有,建筑物地区是穿越障碍,，湖泊迫使赤狐改变运行路线，没有赤狐游水过去。小河、小溪不是重要障碍，河宽成为赤狐的障碍，赤狐的运动是跳跃的，不是连续的。,2 赤狐,43,2,、动物在景观中的特征,1,动物回避对它不利的景观元素，许多动物生存要求一种以上的生境。,如：狐狸避开廊道、臭鼬躲开燕麦等。,2,廊道有时是栅栏，有时是通道。,如：树篱是臭鼬的通道，大河是赤狐的障碍屏障等。,2、动物在景观中的特征 1 动物回避对它不利的景观元素,44,2,、动物在景观中的特征,3,巢区的形状通常是拉长的，有时是线条状的。,如：赤狐巢区间一般存在障碍物,(,如小河流、沼泽等,),。,4,景观中不寻常的特征有特别重要的作用。,如：沙漠中的绿洲，对沙漠动物狼来说就是水源。,2、动物在景观中的特征 3 巢区的形状通常是拉长的，有时是,45,1),植物种的,边界在短期发生移动,，由于环境条件的周期性变化引起。如：降雨,2),长期环境条件变化，使物种灭绝、适应或迁移。如：自最近的冰川期以来，许多树种适应了气候变化，越过温带地区存活下来。,3,、植物的运动的三种模式,1) 植物种的边界在短期发生移动，由于环境条件的周期性,46,3),非本地种成功地移植到新的地区，广泛繁殖和传播。,如：仙人掌的入侵毁灭了澳大利亚的主要地区。,3,、植物的运动的三种模式,3) 非本地种成功地移植到新的地区，广泛繁殖和传播。3、植物,47,影响植物传播的因素？,2,植物的传播以散布为主,1),散播的媒介物,：水、风、动物重力等。如：蒲公英靠风传播距离较远；杨树靠重力传播距离较近。,2),靠风散布,的种子一般都有种翅。如：糖槭，其飞散距离取决于种粒大小、风速、地形等因素。,影响植物传播的因素？2 植物的传播以散布为主,48,影响植物传播的因素？,2,植物的传播以散布为主,3),种子散布方式和距离：主要与该种在,演替中的地位,和,生活史对策,有关。,先锋树种,(,r,对策,),：,多靠风或水散布，距离远,(,杨树,),；,顶级群落种,(,k,对策,),：,一般种子重，多靠动物、重力散布，散布距离近,(,红松,),。,影响植物传播的因素？2 植物的传播以散布为主,49,练习题,简述景观流的种类及其影响因素。,阐述不同景观元素对景观流的作用机制。,简要说明动物在景观中的生态行为。,植物在景观中有哪几种传播模式？并举例说明。,练习题简述景观流的种类及其影响因素。,50,