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文檔簡介
1、第一章 景觀生態(tài)學的概念及發(fā)展第1節(jié) 景觀與景觀生態(tài)學一、景觀景觀1. 景觀由不同空間單元鑲嵌而成,具有異質(zhì)性2. 景觀是具有明顯形態(tài)特征與功能聯(lián)系的地理實體,其結(jié)構(gòu)與功能具有相關(guān)性和地域性3. 景觀既是生物棲息地,又是人類的生存環(huán)境4. 景觀是處于生態(tài)系統(tǒng)之上,區(qū)域之下的中間尺度,具有尺度性5. 景觀是一個有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的區(qū)域整體系統(tǒng)6. 景觀是一種風景,其美學價值由文化所決定7. 景觀是遙感圖像中的像元排列景觀的概念,與土地、環(huán)境有什么區(qū)別和聯(lián)系 景觀是土地的具體部分,與土地有著外延上的從屬關(guān)系,景觀代表了一種較為精細的尺度含義;土地概念側(cè)重于社會經(jīng)濟屬性,景觀概念則更強調(diào)供人觀賞的美學價值和
2、景觀作為復雜生命組織整體的生態(tài)價值和帶給人的長期效益,景觀具有更大的內(nèi)涵。 景觀是構(gòu)成我們周圍環(huán)境的實體部分,景觀不是環(huán)境要素的全部,是環(huán)境要素綜合作用的產(chǎn)物。二、景觀生態(tài)學景觀生態(tài)學 景觀生態(tài)學具有生態(tài)學、地理學、環(huán)境科學、規(guī)劃科學、管理科學等學科的相關(guān)功能,適宜于組織跨學科的區(qū)域生態(tài)綜合研究,屬于應(yīng)用基礎(chǔ)生態(tài)學的范疇。由低到高不同尺度的生態(tài)學研究系列:個體生態(tài)學種群生態(tài)學群落生態(tài)學生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學景觀生態(tài)學區(qū)域生態(tài)學全球生態(tài)學異質(zhì)性是景觀生態(tài)學的重要概念,指在一個景觀區(qū)域中,景觀元素類型、組合及屬性在空間或時間上的變異程度,是景觀的最顯著特征。包括時間異質(zhì)性和空間異質(zhì)性。空間異質(zhì)性反映一定空
3、間層次景觀的多樣性信息,時間異質(zhì)性反映不同時間尺度景觀空間異質(zhì)性的差異。時空異質(zhì)性的交互作用導致了景觀系統(tǒng)的演化發(fā)展和動態(tài)平衡。斑塊廊道基質(zhì)模式 Patch-corridor-matrix這是景觀生態(tài)學中,構(gòu)成并描述景觀空間格局的一個基本模式。斑塊:景觀的空間比例尺上所能見到的最小的異質(zhì)性單元,即一個具體的生態(tài)系統(tǒng)(景觀中,在外觀上明顯不同于周圍環(huán)境的相對離散的地表區(qū)域,它具有空間非連續(xù)性和內(nèi)部均質(zhì)性。它在外觀上與周圍環(huán)境明顯不同)廊道:指不同于兩側(cè)基質(zhì)的狹長地帶,可以看作是一個線狀或帶狀斑塊基質(zhì):景觀中范圍廣闊、相對同質(zhì)且連接性最強的背景地域,是一種重要的景觀元素,它在很大程度上決定著景觀的
4、性質(zhì),對景觀的動態(tài)起著主導作用。 景觀的結(jié)構(gòu)與格局景觀作為一個整體成為一個系統(tǒng),具有一定的結(jié)構(gòu)和功能,其結(jié)構(gòu)和功能在外界干擾和其本身自然演替的作用下,呈現(xiàn)出動態(tài)的特征。景觀結(jié)構(gòu):景觀的組分構(gòu)成及其空間分布形式,景觀結(jié)構(gòu)包括景觀的空間特征(如景觀元素的大小、形狀和空間組合等)和非空間特征(景觀元素的類型、面積比率等)兩部分內(nèi)容。景觀格局:景觀組分的空間分布和組合特征,如不同類型的斑塊可在空間上呈隨機型、均勻型或聚集型分布。第2章 景觀生態(tài)學的理論基礎(chǔ)第一節(jié) 系統(tǒng)論與景觀生態(tài)學一、系統(tǒng)論系統(tǒng)論的原則和研究方法整體性原則;關(guān)聯(lián)性原則;結(jié)構(gòu)性原則;開放性原則;動態(tài)性原則 景觀生態(tài)學與系統(tǒng)論的關(guān)系1景觀
5、生態(tài)學的綜合整體性思想2景觀生態(tài)學的有機關(guān)聯(lián)思想3景觀生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性4景觀生態(tài)系統(tǒng)的有序性5景觀生態(tài)系統(tǒng)的目的性第三節(jié) 自然等級理論與尺度效應(yīng)一、自然等級理論整個生物圈是一個多重等級層次系統(tǒng)的有序整體:原子分子細胞有機體種群生物群落生態(tài)系統(tǒng)景觀生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域人類地球生態(tài)系統(tǒng)1維系等級組織的是結(jié)合能,一般來講,低級組織的結(jié)合能強,而高級組織的結(jié)合能弱。構(gòu)造體積越大、組織層次越高,結(jié)合能就越弱。2景觀具有等級結(jié)構(gòu),任何系統(tǒng)都由低一等級水平的組分組成,每一組分又是在該等級水平上的整體。3等級結(jié)構(gòu)的約束來自兩個方面,對某一等級上的生態(tài)系統(tǒng),它受低一級水平上的組分行為約束;同時也受高一等級水平的環(huán)境約束
6、。4不同等級水平上的生態(tài)系統(tǒng)是非平衡的,動態(tài)是生態(tài)系統(tǒng)的普遍現(xiàn)象。生態(tài)系統(tǒng)的亞穩(wěn)態(tài)性只有在一定的約束體系里才能實現(xiàn),也就是有一定的閾值范圍,當干擾超過一定閾值,生態(tài)系統(tǒng)就會改變其性質(zhì),失去恢復能力。5等級理論的最根本作用在于簡化復雜系統(tǒng),以便達到對其結(jié)構(gòu)、功能和行為的理解和預測。二、尺度效應(yīng)時間和空間尺度包含于任何景觀的生態(tài)過程之中,景觀格局和景觀異質(zhì)性都因我們測定的時間和空間尺度變化而異。觀察異質(zhì)性景觀在不同尺度上的動態(tài),還可以了解景觀的空間等級結(jié)構(gòu)。景觀生態(tài)研究屬于一種長期生態(tài)研究,長期生態(tài)研究在空間尺度的擴展可以從數(shù)平方公里的生態(tài)系統(tǒng)及景觀水平到幾十平方公里甚至幾百平方公里的區(qū)域水平,一
7、直到整個大陸及全球水平。 三、景觀結(jié)構(gòu)的鑲嵌性鑲嵌性(mosaic):一個系統(tǒng)的不同組分在空間結(jié)構(gòu)上互相拼接而構(gòu)成的整體。斑塊-廊道-基質(zhì)模型即是對此的一種理論表述。作為鑲嵌體的景觀按照其所含的斑塊的粒度,可以區(qū)分為粗粒(coarse grain)和細粒(fine grain)景觀四、生態(tài)流的空間聚集與擴散 生物物種與營養(yǎng)物質(zhì)及其他物質(zhì)、能量在各個空間組分間的流動被稱為生態(tài)流,它們是景觀中生態(tài)過程的具體體現(xiàn)。受景觀格局的影響,這些流分別表現(xiàn)為聚集與擴散,屬于跨生態(tài)系統(tǒng)間的流動,以水平流為主。它需要克服空間阻力來實現(xiàn)對景觀的覆蓋與控制。景觀中的能量、養(yǎng)分和物種,都可以從一種景觀要素遷移到另一種景
8、觀要素,這些運動或流動取決于5種主要媒介物或傳輸機制:風、水、飛行動物、地面動物和人。 五、景觀的自然性與文化性 景觀不單純是一種自然綜合體,按照人類活動對景觀的影響程度可劃分出自然景觀、管理景觀和人工景觀。當今地球上不受人類影響的純粹自然景觀日漸減少,而以各種不同的人工自然景觀或人工經(jīng)營景觀占據(jù)陸地表面的主體。理想的有生命力的景觀是指具有很高的生物多樣性和生產(chǎn)力,而只需要較低能量維持,并且抗干擾性強的生態(tài)系統(tǒng)的組合。 六、景觀演化的不可逆性與人類主導性 景觀系統(tǒng)和其他自然系統(tǒng)一樣,其宏觀的運動過程是不可逆的,稱為時間反演不對稱,它通過開放從環(huán)境引入負熵而向有序發(fā)展。景觀演化的動力機制有自然干
9、擾與人為活動影響兩個方面,由于今天世界上人類活動影響的普遍性與深刻性,人類活動對于景觀演化無疑起著主導作用,但通過對景觀變化方向和速率的調(diào)控可實現(xiàn)景觀的定向演變和可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用生物控制共生原理進行景觀生態(tài)建設(shè),是景觀演化中人類主導性的積極體現(xiàn)七、景觀價值的多重性經(jīng)濟價值:主要體現(xiàn)在生物生產(chǎn)力和土地資源開發(fā)等方面;生態(tài)價值,主要體現(xiàn)為生物多樣性與環(huán)境功能等方面;美學價值,表現(xiàn)為宜人性,文化傳承,表現(xiàn)為人對自然的親近與回歸。景觀生態(tài)學與3S隨著信息革命發(fā)展起來的遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及其集成的3S技術(shù),已經(jīng)成為景觀生態(tài)研究的最佳手段。第3章 景觀結(jié)構(gòu)景觀生態(tài)
10、學主要研究景觀的3個特征1結(jié)構(gòu)不同生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)單元的空間關(guān)系2功能景觀單元之間的相互作用3動態(tài)斑塊鑲嵌結(jié)構(gòu)與功能隨時間的變化景觀元素有三種類型:1 斑塊(patch) 2 廊道(corridor) 3 基質(zhì)(matrix)第1節(jié) 景觀發(fā)育景觀發(fā)育的影響因素1氣候是影響景觀結(jié)構(gòu)最重要的因子。2人類對景觀結(jié)構(gòu)的改造從未停止: A改變了景觀中植物的優(yōu)勢度和多樣性,特別是森林優(yōu)勢樹種; B擴大或縮小了一些動植物物種的分布區(qū); C人類活動對景觀結(jié)構(gòu)改變的同時,也為外來物種入侵提供了機會; D改變了土壤的營養(yǎng)狀況; E人類定居和土地利用改變了景觀鑲嵌格局。3 自然干擾和氣候、地貌、動植物定居及人類干擾一
11、樣是景觀結(jié)構(gòu)形成的重要原因之一。第二節(jié) 斑塊一、斑塊的起源 影響斑塊起源的主要因素包括環(huán)境異質(zhì)性、自然干擾和人類活動。根據(jù)起源可將其分為如下幾種: 1環(huán)境資源斑塊 由于環(huán)境資源的空間異質(zhì)性或鑲嵌分布導致環(huán)境資源斑塊產(chǎn)生。環(huán)境資源斑塊相當穩(wěn)定,與干擾無關(guān),如裸露山脊上的石楠荒原、石灰?guī)r地區(qū)的低濕地、沙漠上的綠洲等。由于環(huán)境資源分布的相對持久性,所以斑塊也相對持久。 2干擾斑塊 基質(zhì)內(nèi)各種局部干擾可形成干擾斑塊,泥石流、雪崩、風暴、冰雹、哺乳動物的踐踏等許多自然變化以及人類的干擾都可能產(chǎn)生干擾斑塊。如森林采伐、草原燒荒、礦區(qū)開采等都是地球表面廣泛分布的干擾斑塊。它持續(xù)時間短,通常是消失最快的斑塊類
12、型,但也可能由長期干擾持續(xù)形成,如一個重復放牧的牧場,周期性的洪水等,使斑塊物種適應(yīng)于干擾狀態(tài)。 3 殘存斑塊 殘存斑塊的成因與干擾斑塊正好相反,它是動植物群落在受干擾基質(zhì)內(nèi)的殘留部分,如景觀遭火燒時殘存的植被斑塊、免遭蝗蟲危害的植被等,以其一些殘存的動物斑塊。4引進斑塊當人們將生物引進某一地區(qū)時,就產(chǎn)生了引進斑塊,與干擾斑塊相似,小面積干擾可產(chǎn)生這種斑塊。種植斑塊:如農(nóng)田、人工林、高爾夫球場等,都是在基質(zhì)上形成的種植斑塊,種植斑塊需要人工的管理來維持,如果不進行管理,那么基質(zhì)物種就會侵入斑塊,發(fā)生演替,最終消失。不同的是,引進物種(如人工林)可能長期占優(yōu)勢,延緩了演替過程。 聚居地:人類聚居
13、地是最明顯而又普遍存在的景觀成份之一,包括房屋、庭園及毗鄰的周圍環(huán)境。斑塊區(qū)別大小、數(shù)量、位置三個指標二、斑塊大小1對物質(zhì)和能量的影響 斑塊內(nèi)部和邊緣地帶的養(yǎng)分存在差異,小斑塊的邊緣比例高于大斑塊,因此,正常情況下,小斑塊單位面積上的能量和養(yǎng)分含量與大斑塊有差異。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,一個小斑塊(麥田)從邊緣到內(nèi)部我們會發(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、且競爭少2對物種的影響小斑塊物種增長快,大斑塊物種增長慢,但較持久。 大斑塊比小斑塊有更高的營養(yǎng)級的動物,并且食物鏈也更長。動物的分布也會因?qū)吘墐?nèi)部的喜愛程度而有所不同。許多
14、野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動,食草與食肉動物也經(jīng)常在邊緣地帶活動,邊緣單位的生物量也高于內(nèi)部。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,2是個平均值,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,則會有25%保存物種被保存。3對生境適宜性的影響 作為生物棲息地的斑塊,斑塊大小對不同物種的意義差別很大。4斑塊與自然保護區(qū) A大的自然保護區(qū)保護物種多 B完整比破碎要好 C盡量減少隔離度 D簇狀比線狀好 E走廊連接 F圓
15、形較好設(shè)計保護區(qū)時,主要保護: 1 較高的當?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)三、斑塊形狀與斑塊數(shù)目 1圓形和扁長型斑塊圓形(或正方形)斑塊與相同面積的矩形斑塊相比具有較多的內(nèi)部面積和較少的邊緣,相同面積的狹長斑塊則可能全是邊緣。較高的內(nèi)緣比率(interior ratio)可以促進某些生態(tài)過程,而較低的內(nèi)緣比率可增強其他重要過程。形狀的功能效應(yīng)主要取決于斑塊長軸的走向,因為它常代表某些景觀流的走向。指標形狀內(nèi)部邊緣邊緣長度與本底作用斑塊內(nèi)障礙物生境異質(zhì)性物種多樣性走廊價值圓形高小小少小大大長條形低大大多大小小2環(huán)狀斑塊形狀很特殊的斑塊,環(huán)狀生態(tài)系統(tǒng)的總邊界較長,邊緣帶寬,內(nèi)
16、緣比率較低,與扁長斑塊相似,而與圓形斑塊不同,因此內(nèi)部中稀少,。如:環(huán)繞北極地區(qū)分布格局;高山環(huán)繞山體;繞湖周圍;森林采伐形成3半島斑塊半島斑塊形狀呈狹長狀或凸狀外延,它們可以起到景觀內(nèi)物種遷移通路的作用,因而實際上可能是物種遷移的“漏斗”或“聚集器”。 漏斗效應(yīng):在半島頂端,出現(xiàn)動物路徑密度較大的效應(yīng)。 相反,半島對其兩側(cè)斑塊也起到一種屏障作用。四、斑塊鑲嵌 特定的斑塊鑲嵌結(jié)構(gòu)在不同的景觀中重復出現(xiàn),不同類型的斑塊之間存在正的或負的組合,并且呈現(xiàn)隨機、均勻或是聚集的格局。 景觀鑲嵌格局有兩方面的作用: 如果一個斑塊是火災或蟲害爆發(fā)的干擾源,那么當它被隔離時,干擾就可能不會進一步擴散。 不同類
17、型的斑塊鑲嵌在一起,就能形成一種有效的屏障。五、斑塊化與斑塊動態(tài)1斑塊化機制斑塊化:斑塊的空間格局及其變異,通常表現(xiàn)在斑塊大小、內(nèi)容、密度、多樣性、排列狀況、結(jié)構(gòu)和邊界特征等方面。斑塊動態(tài)是指斑塊內(nèi)部變化和斑塊間相互作用導致的空間格局及其變異隨時間的變化,主要研究斑塊的空間格局及其形成、演化與消亡機制,它強調(diào)時空異質(zhì)性、非平衡特征、以及等級結(jié)構(gòu)特征。斑塊化產(chǎn)生的原因:自然干擾;人為干擾;環(huán)境的時空異質(zhì)性。2斑塊化的生態(tài)效應(yīng)種群動態(tài)與斑塊化:斑塊化具有重要的生態(tài)學意義,其顯著效應(yīng)之一就是異質(zhì)種群的形成。隨著生境破碎化,種群在空間分布趨于島嶼化,異質(zhì)種群就是同種的當?shù)胤N群在不同斑塊上分布的總和,是
18、種群之群。 資源分布的斑塊化:生物生存在很大程度上取決于資源的時空分布格局。資源有效程度高時,其空間分布格局并不重要;而當資源有效程度低于某一限度時,其空間分布格局的重要性隨資源有效程度的降低而明顯提高。 干擾與斑塊化:干擾是時空斑塊化形成的原因之一,它影響資源的空間分布。 人類影響的斑塊化:人類活動導致自然景觀趨于斑塊化,小尺度上和大尺度上都存在。自然斑塊化最普遍的現(xiàn)象是物種遷移于不同斑塊之間,而人類影響的斑塊化最終消滅物種的遷移,這是加劇物種消失的原因之一。斑塊化與物種的共同演化:正是由于各種生命形式與各種異質(zhì)性的環(huán)境相互作用,在適者生存的選擇壓力之下,導致了物種的多樣性,而生物多樣性本身
19、則增加了生物斑塊化,二者是協(xié)同進化的作用。六、有關(guān)斑塊的基本原理 1.邊緣生境與物種:大斑塊分為兩個小斑塊會產(chǎn)生額外的邊緣生境,邊緣種(一般為景觀中常見種或廣布種)數(shù)量規(guī)模會因此增長。 2.內(nèi)部生境與物種:大斑塊分為兩個小斑塊會減少內(nèi)部種生境空間。 3.當?shù)匚锓N滅絕的可能性:大斑塊內(nèi)物種滅絕可能性小。 4.滅絕:斑塊小、生境質(zhì)量低則滅絕可能性大 5.生境多樣性:大斑塊生境較為多樣 6.抵御干擾的障礙:大斑塊分為兩個小斑塊后,可以阻止某些干擾的擴散。 7.大斑塊的優(yōu)點:景觀安全格局中關(guān)鍵性區(qū)域,結(jié)構(gòu)要素豐富,內(nèi)部種相對穩(wěn)定,為動植物提供避難所,為近自然的干擾條件(是不是自然干擾?)提供可能性。8
20、.小斑塊的優(yōu)點:可作為物種運動腳踏石,能容納一些大斑塊不常見或少見的物種,提供額外生態(tài)效益。9.生境損失:斑塊移除群落數(shù)量規(guī)??s小生境多樣性、物種數(shù)量減少10.復合種群動態(tài):復合種群指分散在不同斑塊間相互作用的種群,斑塊減少會減少復合種群的規(guī)模和穩(wěn)定性,增加物種滅絕可能性。11.大斑塊的數(shù)量:大斑塊包含適合這類斑塊生存幾乎所有物種時,兩個這樣的大斑塊即能維護物種豐富度,若只包含有限物種,則需要多個。12.作為生境的成組斑塊:缺少大斑塊時,廣適性物種能生存在大量毗鄰的小斑塊中。13.滅絕:單塊孤立斑塊物種滅絕可能性大。孤立不僅在距離上,而且在基質(zhì)棲息地與斑塊對比度上(如森林與草地和沙漠與草地)。
21、14.重新定居:靠近其他斑塊的斑塊物種比孤立斑塊物種有更高的重新定居的機會。15.為實現(xiàn)保護目標的斑塊選擇:考慮對整個生態(tài)格局的貢獻;不尋?;颡毺靥卣鞯龋ㄗ鳛榻又参锞坝^安全格局理論基礎(chǔ))第三節(jié) 廊道一、廊道的作用通道 阻隔 過濾器 棲息地 對周圍環(huán)境與生物產(chǎn)生影響的影響源的作用。二、廊道起源干擾廊道(鐵路、公路)殘存廊道 (采伐森林留下的林帶,穿越農(nóng)田的草帶等)環(huán)境資源廊道 (河流廊道和狹窄山脊上的動物路徑等)種植廊道( 防護林帶、樹籬等)再生廊道 (受干擾后再生的帶狀植被,如沿柵欄生長的樹籬)。三、廊道的結(jié)構(gòu)特征1曲度 廊道中兩點間的實際距離與它們之間的直線距離之比。這與生物沿廊道的移動
22、有關(guān),一般說來,廊道越直距離越短,生物移動就更快。2寬度 廊道寬度變化對物種遷移有重要意義,窄的廊道作用不明顯,但具有同樣意義。3 連通性 指廊道如何連接或在空間上怎樣連續(xù)的量度。一個廊道的連通性高低決定了廊道的通道和屏障功能。4 內(nèi)環(huán)境 指廊道在景觀中要延伸一段距離,其兩端往往也存在差異(如樹籬的頂部和底部)。一般說都有一種梯度,物種組成和相對豐度沿廊道逐漸變化。1) 從邊緣到中心的物種組成發(fā)生急劇變化 例如: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,水平梯度也會發(fā)生變化。5狹點 廊道中的狹窄處。 作用:影響運動。 例如,河流峽口等。6 結(jié)點
23、 兩個廊道的連接處或一個廊道與斑塊的連接處。作用:結(jié)點在管理與規(guī)劃中十分有用,因為它提供了許多相連系的物種源,當物種在斑塊中消失時,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等。四、廊道分類線狀廊道如小道、公路、鐵路、堤壩、樹籬、排水溝、灌渠等,是指由邊緣物種占優(yōu)勢的狹長條帶,由于長期干擾的結(jié)果,它們大多有一個動植物相對缺乏的中心地帶(人工化明顯),保持這種廊道需要大量人力投入。狹窄的河流(尤其是城市河流)有時也可能具有線狀廊道的特征。帶狀廊道帶狀廊道較寬,每邊都有邊緣效應(yīng),足可包含一個內(nèi)部環(huán)境。帶狀廊道和線狀廊道的基本生態(tài)差異主要在于寬度,景觀中
24、帶狀廊道出現(xiàn)的頻率比線狀廊道少,常見的有高速公路、寬林帶等(具有中間內(nèi)部生境)。線狀廊道與帶狀廊道的對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。林帶寬度與物種多樣性林帶寬度增加,環(huán)境異質(zhì)性增加,進而造成物種多樣性增加。林帶很窄時,邊緣、內(nèi)部種都很少,隨寬度增加,邊緣、內(nèi)部種均增加,但邊緣種在寬度略增加時即迅速增加,而內(nèi)部種則要在寬度達到一定值時才能增加,閾值一般為7-12米。河流廊道是指沿河流分布,而不同于周圍基質(zhì)的植被帶。1) 結(jié)構(gòu) 河道邊緣、河漫灘、堤壩和部分高地。河流到高地的環(huán)境梯度較明顯。洪水過后沉積物營養(yǎng)豐富,因此河漫灘的植物生產(chǎn)力高,會在洪水過后迅速再生。
25、廊道植被對河水有直接影響,植被郁閉可保持河水清涼,枯枝敗葉成為河流食物鏈的基礎(chǔ)。2) 寬度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)部種沿河運動,寬度應(yīng)超出邊緣效應(yīng)。河流廊道能夠控制水流和礦質(zhì)養(yǎng)分流動,寬的河流廊道內(nèi)水質(zhì)一般比較好。 3) 河流等級 最小的河流叫一級河流。兩個一級河流合成一個二級河。4) 功能它控制著河水及周圍陸地進入河流的物質(zhì)流動。它影響河流本身的運輸。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)。它為物種的遷移和棲息提供了條件。為人類提供運輸航道、物質(zhì)資源、保護作用。五、有關(guān)廊道的基本原理廊道與物種運動1 廊道功能的控制原理:
26、寬度和連接度是控制廊道的生境、傳導、過濾、源匯5種功能的主要因素。2 廊道空隙影響原理:對物種運動的影響取決于空隙的長度和物種運動的空間尺度,以及廊道與空隙之間的對比度。 3 結(jié)構(gòu)與區(qū)系相似性原理:多數(shù)情況下,只要和斑塊的植被結(jié)構(gòu)相似就可以滿足內(nèi)部種在斑塊建運動的要求;但如能使廊道與斑塊間在植物區(qū)系方面也相似,其效果會更好。 踏腳石4 踏腳石連接度原理:在廊道間或沒有廊道的地方,加設(shè)一行踏腳石,可增加景觀連接度,并可增加內(nèi)部種在斑塊間的運動。 5 踏腳石間距原理:具視力的動物在踏腳石間移動時,其有效移動距離往往是由對相鄰踏腳石的視覺能力來決定。6 踏腳石消失原理:作為踏腳石的小斑塊消失后會抑制
27、物種在斑塊間的運動,并增加斑塊隔離距離。 踏7 腳石群原理:在大斑塊間的踏腳石斑塊最佳分布格局是,所有踏腳石作為群體形成連接生境斑塊的多條相互聯(lián)系的直通道。 道路與防風林帶8 道路及另外的槽型廊道原理:道路等通常把種群分割成復合種群。9 風蝕及其控制原理:如控制風蝕應(yīng)減少主風方向農(nóng)田的裸露面積,保護植被 河流廊道10河流廊道與溶解物原理:具有寬而濃密植被的河流廊道,能更好的減少來自周圍景觀的各種溶解物污染,保證水質(zhì)。11河流主干道寬度原理:河流主干道兩旁應(yīng)保持足夠?qū)挼闹脖粠?,以控制來自景觀基底的溶解物質(zhì),為兩岸的內(nèi)部種提供足夠的生境和通道。12河流廊道寬度原理:維持兩岸高地的植被,提供內(nèi)部種生
28、境,要保證延河流方向至少有非連續(xù)性植被覆蓋,以減緩洪水影響,并為水生食物鏈提供有機質(zhì)。河流廊道連接度原則,河流兩側(cè)植被帶的寬度和長度共同決定河流的生態(tài)學過程,不間斷的河流植被能維持,水溫低、含氧高的水生條件,有利魚類生存。第四節(jié) 基質(zhì)一、基質(zhì)的判定1 相對面積 面積最大的景觀要素往往也控制景觀中的流,通常基質(zhì)的面積超過現(xiàn)存的任何其它景觀要素的總面積,基質(zhì)中的優(yōu)勢種也是景觀中的主要種。2 連通性 確認基質(zhì)的第二個標準是連通性,基質(zhì)的連通性較其它現(xiàn)存景觀要素高。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 控制程度
29、判斷基質(zhì)的第三個標準是看景觀元素對景觀動態(tài)的控制程度,基質(zhì)對景觀動態(tài)的控制程度較其它景觀要素類型大。確定基質(zhì)時,如果某種景觀要素的景觀面積較其它景觀要素大得多,就可確定為基質(zhì);如果某種景觀要素類型的面積大體相似,那么連通性高的可視為基質(zhì);如果憑這兩個標準仍然不能確定基質(zhì),則要獲取有關(guān)物種組成和生活信息,哪一種景觀要素對景觀動態(tài)的控制作用大則是基質(zhì)。2、 基質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征1. 孔隙度 斑塊在基質(zhì)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)??紫抖扰c邊緣效應(yīng)密切相關(guān),對能流、物流和物種流有重要影響。2.邊界形狀 景觀元素間的邊界起到過濾器或半透膜的作用,邊界形狀對
30、基質(zhì)與斑塊間的相互作用極為重要。具備最小的周長與面積之比的形狀(圓形)不利于能量與物質(zhì)交換,但對于保護資源十分重要;相反,周長與面積之比大的形狀(條形)利于與周圍環(huán)境進行大量的能量與物質(zhì)交流。第三種形狀是樹枝狀,主要與運輸有關(guān),如河流、路網(wǎng)等。3. 網(wǎng)絡(luò) 廊道交織在一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),如果基質(zhì)所圍繞的景觀要素較大,或空隙度較高,也構(gòu)成廊道網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)顯示了廊道的連通性、路線和網(wǎng)眼大小。廊道網(wǎng)絡(luò)分為兩種形式,分支網(wǎng)絡(luò)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。前者是樹枝狀的比如河網(wǎng),后者是閉合的,如公路網(wǎng)。 1)連接類型:十字型、T型、L型 2)網(wǎng)絡(luò)格局:網(wǎng)線上有沒有中斷,以及中斷處的長度。樹籬網(wǎng)就是一個由矩形景觀要素組成的格網(wǎng)。 3
31、)結(jié)點的大小 4)網(wǎng)眼大小:指組成網(wǎng)絡(luò)的線之間的平均距離或者線所環(huán)繞的景觀元素的平均面積。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)景觀要素的大小、形狀、環(huán)境條件、物種豐富度和人類活動等特征對網(wǎng)絡(luò)本身有重要影響。 對物種粒度有影響,例如:法國布列塔尼地區(qū)一種領(lǐng)地較小的食肉性甲蟲,在農(nóng)田平均網(wǎng)眼面積大于 4 ha時消失,貓頭鷹在網(wǎng)眼為7ha時消失。三、有關(guān)基質(zhì)的基本原理網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)連接度和環(huán)回度原理:可表示網(wǎng)絡(luò)的復雜程度,并可作為對物種連接度的指標。2環(huán)路和多選擇路線原理:在廊道網(wǎng)絡(luò)中,多選擇路線或環(huán)路可減少廊道內(nèi)空隙、干擾,從而促進動物的運動。3廊道密度和網(wǎng)孔大小原理:隨著廊道網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)孔的減小,受廊道抑制的物種的存活力顯著下降。4連
32、接點效應(yīng)原理:在自然植被的廊道交接點上,常有一些內(nèi)部種出現(xiàn),而且其種的豐富度高于網(wǎng)絡(luò)的其他地方。 5相連小斑塊原理:連接在廊道網(wǎng)絡(luò)上的小斑塊或節(jié)點可能比面積相同但遠離網(wǎng)絡(luò)的板塊有較高的種豐富度和較低物種滅絕率。6生物傳播和相連小斑塊原理:網(wǎng)絡(luò)上的小斑塊或節(jié)點可為某些生物提供暫棲地或臨時繁殖地。破碎化與格局7總生境和內(nèi)部生境損失原理:景觀破碎化降低總的生境面積,但內(nèi)部生境面積比邊緣生境面積降低得更快。 8分形斑塊原理:分形是對過度變化的自然反應(yīng),彼此隔離的斑塊常常對干擾做出相應(yīng)的反應(yīng)。市郊化、外來種和保護區(qū)原理,應(yīng)建立外來種的緩沖區(qū),以保護生物多樣性與自然保護區(qū)。尺度粗細 9鑲嵌體粒度粗細原理:
33、一個由粗粒度和細粒度地段相間組成的景觀可為內(nèi)部種、多生境種,提供最佳生態(tài)效益,及一系列環(huán)境資源條件。10動物對破碎化尺度的感觀原理:粗粒度破碎化生境對于絕大多數(shù)動物來說是不連續(xù)的。確限種specialist 和廣布種generalist 原理,細粒度生境破碎化對確限種的不利影響要比廣布種更大。 11多生境種的鑲嵌格局原理:多種生境匯合處或不同類型生境相同排列的景觀 有利于多生境物種的存活。第五節(jié) 景觀異質(zhì)性一、景觀異質(zhì)性與景觀多樣性 異質(zhì)性與多樣性一樣是景觀生態(tài)學的兩個概念。多樣性主要描述斑塊性質(zhì)的多樣化,而異質(zhì)性則是斑塊空間鑲嵌的復雜性或者景觀結(jié)構(gòu)空間分布的非均質(zhì)性和非隨機性。1、景觀多樣性
34、生態(tài)系統(tǒng)集合(斑塊性質(zhì))的多樣性。景觀多樣性與景觀穩(wěn)定性。景觀類型多樣性與物種多樣性的關(guān)系。2、景觀異質(zhì)性定義:生態(tài)系統(tǒng)集合的、斑塊空間鑲嵌的復雜性。景觀異質(zhì)性是許多基本生態(tài)過程和物理環(huán)境過程在空間和時間尺度連續(xù)上共同作用的產(chǎn)物。主要來源:自然干擾、人類活動干擾、植被的內(nèi)源演替及其特定發(fā)展歷史。對景觀異質(zhì)性的研究主要側(cè)重三個方面:1空間異質(zhì)性,景觀結(jié)構(gòu)在空間分布的復雜性。2時間異質(zhì)性,景觀空間結(jié)構(gòu)在不同時段的差異。3功能異質(zhì)性,景觀結(jié)構(gòu)的功能指標,如物質(zhì)能量和物種流等空間分布的差異。二、景觀異質(zhì)性的意義 景觀異質(zhì)性作為一個景觀結(jié)構(gòu)的重要特征,對景觀的功能過程有顯著影響。如:影響資源、物種或干擾
35、在景觀上的流動和傳播。 景觀的異質(zhì)性和同質(zhì)性因觀察尺度而變化,異質(zhì)性是絕對的,它存在于任何等級結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)內(nèi),而同質(zhì)性是相對的,某一尺度上的異質(zhì)景觀,對于比它低一層次的空間單元(或斑塊)而言,則可視為相對同質(zhì)的。 第六節(jié) 景觀空間格局景觀空間格局(landscape pattern)一般指大小和形狀不一的景觀斑塊在空間上的配置。景觀格局是景觀異質(zhì)性的具體表現(xiàn),同時又是包括干擾在內(nèi)的各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果。景觀作為一個整體具有其組成部分所沒有的特性。景觀鑲嵌格局在所有尺度上都存在,并且是由斑塊-廊道-基質(zhì)這一模式所構(gòu)成的。 一、斑塊、廊道和基質(zhì)的構(gòu)型(圖)1散布格局2網(wǎng)狀格局3交錯分布
36、格局4棋盤格局 相關(guān)的重要概念鑲嵌度 也就是斑塊的密度,在識別景觀的特定構(gòu)型之前應(yīng)該首先確定它。一般來講,斑塊面積較小的城郊景觀比面積較大的草原景觀具有更高的鑲嵌度。掩蔽點(聚集點) 在由多種斑塊類型組成的鑲嵌體中,一般會有3個或更多的景觀要素類型相交于某一點,這些地方分布有多種資源,對野生動物也特別重要。 漏斗效應(yīng)除景觀要素間的相應(yīng)作用集中外,聚集點往往位于2個景觀要素構(gòu)成的半島尖端,是動物遷移和其他物種穿越景觀的關(guān)鍵點。聚集線景觀要素間極為接近的線狀廊道稱為聚集線,如草原和農(nóng)田間的防護林,人工針葉林和闊葉林之間的伐木道。二、景觀對比度景觀對比度指不同景觀單元(鄰近的)之間的相異程度。若差異
37、大且過渡帶窄而清晰為高對比度,反之低對比度。人為活動增加對比度。1、低對比度結(jié)構(gòu):低對比度的景觀一定是自然形成的,甚至沒有諸如明顯的低濕凹地或河流廊道這樣的自然景觀要素。基質(zhì)是異質(zhì)性的,這種異質(zhì)性往往使基質(zhì)和斑塊之間區(qū)別不明顯,如果一組相鄰景觀要素在整個景觀中沒有顯著差異,則景觀是均質(zhì)的。2、 高對比度景觀 自然景觀:自然機制可以形成高對比度結(jié)構(gòu),特別是在土壤條件對優(yōu)勢植物活動物種的分布起控制作用的地區(qū)。 人工景觀:人們可以在大面積均勻基質(zhì)內(nèi)建造一個高對比度的景觀。3、 景觀粒徑 依景觀要素的大小,景觀可有粗粒(coarse grain)和細粒(fine grain)之分。粒徑大小主要取決于整
38、個景觀的尺度。例如: 1熱帶稀樹草原景觀呈細粒狀,每棵具環(huán)形裸土的樹或灌木都是一個斑塊。 2斑塊直徑為數(shù)公里的摩洛哥阿特拉斯山呈粗粒狀景觀。 4、 附加結(jié)構(gòu)第七節(jié) 生態(tài)交錯帶生態(tài)交錯帶不同景觀斑塊空間鄰接會產(chǎn)生與斑塊特征不同的邊緣帶,即生態(tài)交錯帶(ecotone)。交錯帶的特殊功能即是邊緣效應(yīng)(edge effect)。 一、邊緣效應(yīng)1邊緣及邊緣效應(yīng)的概念邊緣是指兩個不同的生態(tài)系統(tǒng)相交而形成的狹窄地區(qū)。在景觀要素的在邊緣地帶由于環(huán)境條件不同,可以發(fā)現(xiàn)不同的物種組成和豐富度,即邊緣效應(yīng)。邊緣物種(edge species) :指僅僅或主要利用景觀邊界的物種。內(nèi)部物種(interior speci
39、es):指遠離景觀邊界的物種。2 邊緣的類型 固有邊緣:境資源上的差異造成的邊緣。 特點:過渡緩慢、連續(xù)性強、變化很小。 例如:森林和沼澤之間的邊緣 誘導邊緣:天然或人為干擾造成的邊緣。特點:過渡顯著、存在時間短。例如:森林與火燒跡地之間的邊緣。3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 主風向超過其他風向 d 斑塊與本底垂直結(jié)構(gòu)差異越大,邊緣寬度差異越大 邊緣效應(yīng)在性質(zhì)上有正效應(yīng)和負效應(yīng) 正效應(yīng):效應(yīng)區(qū)(交錯區(qū)、交接區(qū)、邊緣)比相鄰的群落具有更為優(yōu)良的特性,例如生產(chǎn)力提高、物種多樣性增加等等。 負效應(yīng):負效應(yīng)主要表現(xiàn)在交錯區(qū)種類組分減少,植株生理生態(tài)
40、指標下降,生物量和生產(chǎn)力降低等。有關(guān)邊緣效應(yīng)的基本原理1.邊緣結(jié)構(gòu)多樣性:邊緣植被水平結(jié)構(gòu)或垂直結(jié)構(gòu)多樣性越高,邊緣動物物種越豐富。2.邊緣寬度:邊緣在面向主導風向和日照方向一般較寬(因為日照、風向干擾大么?)3.管理和自然的生態(tài)邊界:行政邊界和自然邊界若不重合,兩條邊界間的地帶可作為緩沖帶。4.作為過濾層的邊緣:斑塊邊緣可以過濾外界對斑塊內(nèi)部影響(濕地過濾污染物防止進入水體)。5.邊緣的突變性:邊緣兩側(cè)異質(zhì)性越強,物種、能量演邊緣方向運動較強,而異質(zhì)性較弱則促使物種做穿越邊緣的運動。6.自然和人為邊緣:自然邊緣柔和曲線,人工邊緣往往偏生硬。7.直或曲邊界:直邊界促使物種演邊界運動,曲邊界促使
41、物種跨邊界運動。8.生硬、柔和邊界:曲折的由“小型斑塊”構(gòu)成的邊界可提供大量生態(tài)效益(如更少土壤侵蝕、更多野生動物利用率)。9.邊緣的曲折度和寬度:二者共同決定景觀內(nèi)邊緣生境的總數(shù)。10.凹陷和凸起處:凹凸不平的邊緣提供更廣泛的多樣性11.邊緣與內(nèi)部種:具有高度復雜邊界的斑塊邊緣種數(shù)量會增加,而內(nèi)部種數(shù)量會大大減少(所以保護區(qū)邊緣盡量簡潔?)12.與環(huán)境的作用:斑塊形狀越復雜與環(huán)境相互作用越大(城市指狀發(fā)展與周邊綠地保持相互作用)13.生態(tài)“最優(yōu)”的斑塊形狀:呈太空船狀,核心區(qū)圓形(保護內(nèi)部種),部分邊界曲線(增加相互作用),還有一些供物種擴散的指狀延伸14.形狀和朝向:長軸與擴散個體運動路線
42、平行的斑塊更難以定居。二、生態(tài)交錯帶定義 相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶,其特征由相鄰的生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用的空間、時間及強度所決定 , 生態(tài)交錯帶是景觀格局的特殊組分 。生態(tài)交錯帶與過渡帶(transition zone)和景觀邊界(1andscape boundary)是同義詞。意義 生物保護具有重要意義;人類在沒有了解生態(tài)交錯帶的情況下,持續(xù)不斷地改變著景觀邊界,其后果難于預料。1.生態(tài)交錯帶的特征生態(tài)交錯帶是一個生態(tài)應(yīng)力帶兩個相鄰群落間的過渡區(qū)域,兩種群落成分處在激烈競爭的動態(tài)平衡之中。 生態(tài)交錯帶具有邊緣效應(yīng)在生物與非生物力作用下,生態(tài)交錯帶的環(huán)境條件趨于異質(zhì)性和復雜化,明顯不同于兩個相鄰
43、群落的環(huán)境條件。 生態(tài)交錯帶阻礙物種分布生態(tài)交錯帶猶如柵欄一樣,對物種分布起著阻礙限制作用。 2. 生態(tài)交錯帶的描述1、結(jié)構(gòu)大小、寬度、形狀、生物結(jié)構(gòu)、限制因素、內(nèi)部異質(zhì)性、密度、分形維數(shù)、垂直性、外形或長度曲度 。2、 功能下列因素與生態(tài)交錯帶總體功能作用密切相關(guān),可作為衡量指標。 a穩(wěn)定性:生態(tài)交錯帶的抗干擾能力; b波動:生態(tài)交錯帶干擾后的恢復能力; c能量:生態(tài)交錯帶的生產(chǎn)力,與鄰接生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量交換; d功能差異:生態(tài)交錯帶與鄰接生態(tài)系統(tǒng)功能差異的程度; e通透性:生態(tài)交錯帶對各種生態(tài)流的通透能力。 f對比度:相鄰生態(tài)系統(tǒng)間差異與突發(fā)性變化程度。用以度量水平方向兩個極端水平之間
44、的差異程度。 g功能通道作用:所有生態(tài)系統(tǒng)間生態(tài)流流動都通過生態(tài)交錯帶,并受其影響使流速和流向發(fā)生改變,起著流通渠道的作用。 h過濾器或屏障作用:生態(tài)交錯帶在生態(tài)系統(tǒng)間的生態(tài)流流動猶如半透膜,起著過濾器的作用,一些可順利通過,而一些則受到阻礙。 i源:生態(tài)交錯帶在景觀生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)流流動中,為相鄰生態(tài)系統(tǒng)提供能量、物質(zhì)和生物有機體來源,在各種驅(qū)動力作用下,導致生態(tài)流自交錯帶向相鄰生態(tài)系統(tǒng)流動,起到了源的作用。如林緣積雪流向鄰近生態(tài)系統(tǒng)。 j匯:與源的作用相反,交錯帶對物體、物質(zhì)吸收累積的效應(yīng)。 k棲息地:交錯帶可看作邊緣物種的棲息地。含有相鄰系統(tǒng)的內(nèi)部種以及需要兩個或兩個以上生境條件的物種。3
45、生態(tài)交錯帶的尺度效應(yīng)生態(tài)交錯帶的確定與監(jiān)測在相當程度上依賴于尺度水平。這一尺度上可以辨明的交錯帶在另一尺度上可能模糊不清。 不同尺度水平上生態(tài)交錯帶的特征及功能作用不同。從時間尺度講,交錯帶是歷史過程的產(chǎn)物,在一定時間尺度上是穩(wěn)定的。但從地質(zhì)年代這樣一個超大時間尺度上考慮,所有的交錯帶,包括海陸交錯帶都可以說是短暫的和不穩(wěn)定的。4. 生態(tài)交錯帶與全球變化 生態(tài)交錯帶對環(huán)境條件變化的反應(yīng)較相鄰生態(tài)系統(tǒng)更為敏感。特別是地帶性植被過渡帶對全球氣候變化的響應(yīng)。 人類活動對生態(tài)交錯帶(如農(nóng)牧生態(tài)交錯帶)的影響,改變了自然的景觀格局過程,在相當程度上掩蓋了氣候變化對生態(tài)交錯帶的影響。5.生態(tài)交錯帶與生物多
46、樣性 由于邊緣效應(yīng),生態(tài)交錯帶通常既包括相鄰群落的許多物種,還包括只生活在生態(tài)交錯帶內(nèi)部的物種,因此生態(tài)交錯帶中的物種數(shù)目及密度一般比相鄰群落大。雖然大量事實證明,很多生態(tài)交錯帶富于生物多樣性,但并不是所有的生態(tài)交錯帶都具有高的生物多樣性。一般來說,地處環(huán)境條件突然變化的生態(tài)交錯帶(如河岸帶)或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)急劇變化的生態(tài)交錯帶(如森林邊緣),生物多樣性高。人類活動強烈地改變了自然景觀格局,引起生態(tài)交錯帶的變化和生物多樣性降低。 第4章 景觀生態(tài)過程景觀格局的形成反映了不同的景觀生態(tài)過程,與此同時景觀格局又在一定程度上影響著景觀的演變過程。景觀結(jié)構(gòu)對生態(tài)過程的影響主要表現(xiàn)在4個方面1景觀格局的空間分
47、布,如方位(坡向)、基質(zhì)組成和坡度等,將影響到局地空氣流動、地表溫度、養(yǎng)分豐缺或其他物質(zhì)(如污染物)在景觀中的分布狀況;2景觀結(jié)構(gòu)將影響景觀中生物遷移、擴散(種子、果肉等)、物質(zhì)和能量(水、水溶物質(zhì)、有機或無機固體顆粒)在景觀中的流動;3景觀格局同樣影響由非地貌因子引起的干擾在空間上的分布、擴散與發(fā)生頻率,如:火、風和放牧等;4景觀結(jié)構(gòu)變化將改變各種生態(tài)過程的演變及其在空間上的分布規(guī)律。 第1節(jié) 干擾與景觀格局演變干擾既可以對生態(tài)系統(tǒng)或物種進化起到一種積極的正效應(yīng),也可以起到一種消極的負效應(yīng)。一、干擾類型與常見的干擾現(xiàn)象1干擾的類型按干擾產(chǎn)生的來源可以分為自然干擾和人為干擾。依據(jù)干擾的功能可以
48、分為內(nèi)部干擾和外部干擾。依據(jù)干擾的形成機制可以分為物理干擾、化學干擾和生物干擾。根據(jù)干擾傳播特征,可以將干擾分為局部干擾和跨邊界干擾。2幾種常見的干擾現(xiàn)象火干擾 放牧 土壤物理干擾 土壤施肥 踐踏 外來物種入侵 人類干擾二、干擾的性質(zhì)1 干擾具有多重性,對生態(tài)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為多方面的。2干擾具有較大的相對性。 3干擾具有明顯的尺度性。4干擾可以看作是對生態(tài)演替過程的再調(diào)節(jié)。5干擾經(jīng)常是不協(xié)調(diào)的,常常是在一個較大的景觀中形成一個不協(xié)調(diào)的異質(zhì)斑塊。三、干擾的生態(tài)學意義 干擾在物種多樣性形成和保護中起著重要作用,適度的干擾不僅對生態(tài)系統(tǒng)無害,而且可以促進生態(tài)系統(tǒng)的演化和更新,有利于生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展
49、。在這種意義上,干擾可以看作是生態(tài)演變過程中不可缺少的自然現(xiàn)象。 干擾的生態(tài)影響主要反映在景觀中各種自然因素的改變,導致局部地區(qū)光、水、能量、土壤養(yǎng)分等微生態(tài)環(huán)境的變化,并影響到土地覆被的變化。其次,干擾還影響到土壤中的生物循環(huán)、水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán),進而促進景觀格局的改變。1干擾與景觀異質(zhì)性 從一定意義上,景觀異質(zhì)性可以說是不同時空尺度上頻繁發(fā)生干擾的結(jié)果。一般認為,低強度的干擾可以增加景觀的異質(zhì)性,而中高強度的干擾則會降低景觀的異質(zhì)性。2干擾與景觀破碎化 干擾對景觀破碎化的影響比較復雜。主要有兩種情況:其一是一些規(guī)模較小的干擾可以導致景觀破碎化,然而大規(guī)模的干擾卻可能導致景觀的均質(zhì)化。 3干
50、擾與景觀穩(wěn)定性 景觀對干擾的反應(yīng)存在一個閾值,干擾的規(guī)模和強度高于閾值時,景觀格局會發(fā)生質(zhì)的變化,而較小的干擾不會對景觀的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。4干擾與物種多樣性 干擾對物種的影響有利有弊。 第二節(jié) 干擾帶來的景觀結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)代景觀的趨勢是負的。棲息地的喪失和隔離是一個不可阻擋的過程發(fā)生在整個現(xiàn)代世界,由于自然和人類活動干擾。景觀空間的變化過程:碎化, 斷裂, 穿孔, 縮減 (穿孔 、分割、 破碎化、 縮小、 消失?)碎化Effects of fragmentation: Spatial effects Species effects Other effects:第3節(jié) 景觀連接度與連通性一、景觀連接
51、度與連通性的概念1、 景觀連接度 描述景觀中廊道或基質(zhì)在空間和功能上如何連接和延續(xù)的一種測定指標。可從幾個方面來反映:斑塊的大小、形狀、同類斑塊之間的距離、廊道存在與否、不同類型樹籬之間相交的頻率和由樹籬組成的網(wǎng)絡(luò)單元的大小。2、 景觀連通性 指景觀元素在空間結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系,它測定景觀的結(jié)構(gòu)特征, 可以從景觀元素的空間分布得到反映。3、景觀連通性與景觀連接度的關(guān)系 具有較高的連通性不一定有較高的景觀連接度。連通性較差的景觀,景觀連接度不一定較小。如連通較好的道路網(wǎng),在物質(zhì)和能量的傳輸交換上具有較高的連接度,但對于物種棲息地之間的物種遷徙、交換將起到阻擋作用,具較差的景觀連接度。 因此,具有較高連
52、通性的基質(zhì)不一定具有較好的景觀連接度。景觀連接度具有更重要的生態(tài)學意義。二、景觀連接度的特征1景觀連接度的影響因子 影響景觀連接度的因素有多方面,它和景觀的空間結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,而且與研究的生態(tài)過程和研究對象有關(guān)。2景觀連接度與廊道的關(guān)系 景觀連接度是一個抽象的概念,而廊道是景觀連接度的一種表現(xiàn)方式,廊道和景觀連接度沒有直接的關(guān)系。對于生物群體而言,廊道在景觀中將起到5種作用:通道、隔離帶、源、匯和棲息地。此外,廊道還可以起到過濾的作用。3景觀連接度的特點 景觀連接度是個抽象的概念,它不能僅僅通過景觀結(jié)構(gòu)的中間特征得到反映。景觀連接度是相對的 。景觀連接度可以具有一相對的測定指標,它表達了一
53、種生態(tài)過程在兩個景觀元素之間進行的順利程度,其大小應(yīng)在0-1之間變化。三、景觀連接度的生態(tài)學意義1景觀連接度與生物多樣性保護 景觀連接度是生態(tài)過程和生態(tài)功能的測定指標,廊道在破碎景觀中生物棲息地和物種的保護起著舉足輕重的地位。2景觀連接度與景觀設(shè)計和規(guī)劃 景觀規(guī)劃通常是增加一些景觀元素或減少一些景觀元素,由此使景觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,進而影響到景觀生態(tài)功能的變化。通過研究景觀結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程之間的關(guān)系,設(shè)計不同的景觀結(jié)構(gòu)而達到控制景觀生態(tài)功能的目的。對景觀結(jié)構(gòu)影響最明顯的于種方式為土地利用調(diào)整、道路建設(shè)和城市規(guī)劃。 第4節(jié) 景觀中的物種運動一、景觀中的物種運動的方式與類型1 主動運動 物種本身有目的的
54、行為,主要指動物。2被動運動 植物的遷移是被動的,動物由于人類干擾或者棲息地發(fā)生破碎、減少等變化,被迫遷往別處也是一種被動運動。 兩種運動方式不同,產(chǎn)生的結(jié)果也不同:主動運動是生物的主動行為,是為了尋求更適宜的生存環(huán)境,有利于物種的擴散傳播、物種的保護和生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化。被動運動中,物種被迫遷移,無法選擇對自己有利的環(huán)境,具有較大的生態(tài)風險。二、景觀中的動物運動1景觀阻力與動物運動 景觀阻力可以從某種程度上理解為景觀適宜物種生存的難易程度。2斑塊大小、形狀與動物運動 斑塊大小和形狀對動物的運動的影響主要反映在斑塊的邊緣效應(yīng)上。面積較大的斑塊,有利于物種的覓食和生存;較小的斑塊則相反。三、景觀中的植物運動1植物運動的方式 風播植物 水播植物 動物傳播植物 2景觀結(jié)構(gòu)與植物
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