景觀生態(tài)學(xué)理論與人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜

第六章景觀生態(tài)學(xué)理論與人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用《環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》（第二版）盛連喜主編普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材目前一頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)目錄目前二頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)第一節(jié)

景觀生態(tài)學(xué)中的基本概念目前三頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)一、景觀及景觀生態(tài)學(xué)美國(guó)著名景觀生態(tài)學(xué)家Forman和Godron(1986)將景觀定義為：由相互作用的生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌構(gòu)成，并以類(lèi)似形式重復(fù)出現(xiàn)，具有高度空間異質(zhì)性的區(qū)域。肖篤寧（1997）將景觀概念表述為：景觀是一個(gè)由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺(jué)特征的地理實(shí)體；它處于生態(tài)系統(tǒng)之上，大地理區(qū)域之下的中間尺度；兼具經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和美學(xué)價(jià)值。景觀目前四頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)傅伯杰等（2001）在綜合國(guó)內(nèi)外有關(guān)景觀的概念的基礎(chǔ)上，總結(jié)了對(duì)景觀的五個(gè)方面的理解：①景觀由不同空間單元鑲嵌組成，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(shí)體，其結(jié)構(gòu)與功能具有相關(guān)性和地域性。③景觀既是生物的棲息地，更是人類(lèi)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景觀具有經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和文化的多重價(jià)值，表現(xiàn)為綜合性.一、景觀及景觀生態(tài)學(xué)目前五頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)一、景觀及景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)”（LandscapeEcology)一詞由德國(guó)區(qū)域地理學(xué)家Troll于1939年首次提出，他將景觀生態(tài)學(xué)定義為：研究某一景觀中生物群落之間錯(cuò)綜復(fù)雜的因果反饋關(guān)系的科學(xué)。Forman(1983)指出，景觀生態(tài)學(xué)集中于以下三方面的研究：①景觀單元或生態(tài)系統(tǒng)間空間關(guān)系的研究。②景觀單元間的能量流、物質(zhì)流和物種流。③景觀鑲嵌體隨時(shí)間而變化的生態(tài)動(dòng)態(tài)（Turner,etal2001）。景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀單元的類(lèi)型組成、空間配置及其與生態(tài)學(xué)過(guò)程相互作用的綜合性學(xué)科（鄔建國(guó)，2000）目前六頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)二、景觀生態(tài)學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容景觀生態(tài)學(xué)主要是研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)變化以及景觀的規(guī)劃與管理.景觀生態(tài)學(xué)研究的主要對(duì)象、內(nèi)容及一些基本概念和理論（鄔建國(guó)，2000）目前七頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)三、景觀生態(tài)學(xué)中常用基本術(shù)語(yǔ)及定義結(jié)構(gòu)（configuration）：即指空間單元的特殊配置，通常與空間結(jié)構(gòu)或斑塊結(jié)構(gòu)同義。連接度（connectivity)：一個(gè)景觀內(nèi)一種生境或覆蓋類(lèi)型的空間連續(xù)性。該術(shù)語(yǔ)強(qiáng)調(diào)景觀中各要素在功能上和生態(tài)過(guò)程上的聯(lián)系（傅伯杰，等，2001）。廊道（corridor）：指與其兩側(cè)相鄰區(qū)域有差異的相對(duì)呈狹長(zhǎng)形的一種特殊景觀類(lèi)型。覆蓋類(lèi)型（covertype）：在一個(gè)景觀中，根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)劃分出的某些生境、生態(tài)系統(tǒng)或植被類(lèi)型中的一類(lèi)。邊緣（edge）：一般指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)或覆蓋類(lèi)型的周邊部分，其內(nèi)部的環(huán)境條件可能與該生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部區(qū)域有一定差異；有時(shí)也用于表示在一個(gè)景觀中不同覆蓋類(lèi)型間鄰接寬度的計(jì)量。目前八頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)破碎化（fragmentation）：一個(gè)生境或覆蓋類(lèi)型破碎為更小的，不相連的小塊。異質(zhì)性（heterogeneity）：包含不同景觀要素的性質(zhì)或狀態(tài)，如一個(gè)景觀中包含的各種生境類(lèi)型或覆蓋類(lèi)型，與同質(zhì)性相對(duì)，同質(zhì)性是指一個(gè)景觀內(nèi)的要素是相同的。基質(zhì)（matrix）：在景觀中的本底覆蓋類(lèi)型，通常具有高覆蓋率和高連接度；并不是所有的景觀中都可以劃分出確定的基質(zhì)。斑塊（patch）：在性質(zhì)或外貌上不同于周?chē)鷨卧膲K狀區(qū)域。尺度（scale）：對(duì)象或過(guò)程的時(shí)空維度，具有粒度（分辨率）和幅度（范圍）的特征。

三、景觀生態(tài)學(xué)中常用基本術(shù)語(yǔ)及定義目前九頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)四、斑塊（一）斑塊的起源按照起源，可將斑塊分為四類(lèi)：環(huán)境資源斑塊、干擾斑塊、殘余斑塊和引入斑塊。環(huán)境資源斑塊環(huán)境異質(zhì)性導(dǎo)致環(huán)境資源斑塊產(chǎn)生。干擾斑塊基質(zhì)內(nèi)的各種局部干擾都可形成干擾斑塊。殘余斑塊殘余斑塊的成因與干擾斑塊剛好相反，它是動(dòng)物群落在受干擾基質(zhì)內(nèi)的殘留部分。引進(jìn)斑塊當(dāng)人們把生物引進(jìn)某一地區(qū)時(shí)，就隨之產(chǎn)生了引進(jìn)斑塊。目前十頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（二）斑塊大小和形狀的生態(tài)學(xué)意義斑塊大小的生態(tài)學(xué)意義物種豐富度（或種數(shù)）＝f（生境多樣性，干擾，斑塊面積，演替階段，基質(zhì)特征，斑塊隔離程度）物種多樣性與景觀斑塊的大小密切相關(guān)。在進(jìn)行自然保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如何保持：①較高的當(dāng)?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)。目前十一頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)斑塊形狀的生態(tài)學(xué)意義一般來(lái)講，自然過(guò)程造成的斑塊（如自然生態(tài)系統(tǒng)）常表現(xiàn)出不規(guī)則的復(fù)雜形狀，而人為斑塊（如農(nóng)田、居民區(qū)、城市等）往往表現(xiàn)出較規(guī)則的幾何形狀。斑塊的形狀對(duì)于生物的散布和覓食具有重要作用。（二）斑塊大小和形狀的生態(tài)學(xué)意義目前十二頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)斑塊的邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)是指斑塊邊緣部分由于受外圍影響而表現(xiàn)出與斑塊中心部分不同的生態(tài)學(xué)特征的現(xiàn)象。斑塊中心部分在氣象條件（如光、溫度、濕度、風(fēng)速），物種組成以及生物地球化學(xué)循環(huán)方面，都可能與其邊緣部分不同。（二）斑塊大小和形狀的生態(tài)學(xué)意義目前十三頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)五、廊道（一）廊道結(jié)構(gòu)特征廊道最重要的特征之一是它的彎曲度或通直度，其生態(tài)意義與生物沿廊道的移動(dòng)有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，廊道愈直，距離愈短，生物在景觀中兩點(diǎn)間的移動(dòng)速度就越快，反之，則需要較長(zhǎng)時(shí)間。廊道的另一個(gè)重要特征是其連通性。景觀中的廊道是指與其兩側(cè)相鄰區(qū)域有差異的相對(duì)呈狹長(zhǎng)形的一種特殊景觀類(lèi)型。目前十四頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（二）廊道的功能

廊道的主要功能，可以歸納為下列四類(lèi)：①生境（如河邊生態(tài)系統(tǒng)、植被條帶）。②傳輸通道（如植物傳播體、動(dòng)物以及其他物質(zhì)隨植被或河流廊道在景觀中運(yùn)動(dòng)）。③過(guò)濾和阻抑作用（如道路、防風(fēng)林道及其他植物廊道對(duì)能量、物質(zhì)和生物（個(gè)體）流在穿越時(shí)的阻截作用）。④作為能量、物質(zhì)和生物的源或匯（如農(nóng)田中的森林廊道，一方面具有較高的生物量和若干野生動(dòng)植物種群，為景觀中其他組分起到源的作用，而另一方面也可阻截和吸收來(lái)自周?chē)r(nóng)田水土流失的養(yǎng)分與其他物質(zhì)，從而起到匯的作用）。目前十五頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（三）廊道的分類(lèi)

廊道有三種基本類(lèi)型：線狀廊道、帶狀（窄帶）廊道和河流（寬帶）廊道。線狀廊道帶狀廊道河流廊道目前十六頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)六、基質(zhì)（一）基質(zhì)的判定相對(duì)面積連通性控制程度相對(duì)面積的大小、連通性和對(duì)景觀動(dòng)態(tài)的控制作用是判定基質(zhì)的三個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)?；|(zhì)是面積最大、連通性最好的景觀要素類(lèi)型目前十七頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（二）基質(zhì)的孔隙度

孔隙度這個(gè)指標(biāo)的生態(tài)意義在于：①它在一定程度上表明本底中不同斑塊的隔離程度，而隔離程度影響動(dòng)物、植物種的基因交換，并進(jìn)一步影響它們的遺傳分化。②它還可說(shuō)明邊緣效應(yīng)，而邊緣多少與動(dòng)物、植物的分布和生存有一定關(guān)系。目前十八頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)第二節(jié)目前十九頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)一、島嶼生物地理學(xué)理論島嶼生物地理學(xué)理論主要闡述島嶼的面積與物種豐富度的關(guān)系，并從物種的遷入和滅絕兩個(gè)方面來(lái)解釋其機(jī)制。島嶼生物地理學(xué)理論的正確性，要遵從以下條件：①在一個(gè)物種集合中，凡“相對(duì)豐度”呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí)，即“分布相符參數(shù)（物種分布函數(shù)與對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)一致）”γ＝１時(shí)，物種數(shù)目n與個(gè)體總數(shù)N呈規(guī)律關(guān)系，這對(duì)于島嶼生物地理規(guī)律的表達(dá)有利。②物種個(gè)體總數(shù)N與“隔離區(qū)”（島嶼區(qū)）的面積A，有一個(gè)相對(duì)近似的線性關(guān)系。符合此條件時(shí)，對(duì)島嶼生物地理學(xué)理論表達(dá)有利。③物種的動(dòng)態(tài)遷移方式，在自然界是很不相同的。當(dāng)遷移方式與傳布距離同“島嶼”空間分布格局具有某種可比關(guān)系時(shí)，對(duì)島嶼生物地理學(xué)理論表達(dá)有利。④在目標(biāo)區(qū)“匯區(qū)”的物種動(dòng)態(tài)演化，是該物種“遷入－保持－遷出（或消失）”關(guān)系的平衡結(jié)果。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)二、復(fù)合種群理論復(fù)合種群可分為經(jīng)典型、大陸－島嶼型、斑塊型、非平衡態(tài)型與混合型五類(lèi)。島嶼生物地理學(xué)理論和復(fù)合種群理論既有聯(lián)系又有區(qū)別。其共同的基本過(guò)程是生物個(gè)體遷入并建立新的局部種群，以及局部種群的滅絕過(guò)程，但島嶼生物地理學(xué)更注重格局研究，它是從群落水平上研究物種的變化規(guī)律，對(duì)物種多樣性的保護(hù)更有意義。而復(fù)合種群理論強(qiáng)調(diào)過(guò)程研究，是從種群水平上研究物種的消亡規(guī)律，側(cè)重遺傳多樣性，因而對(duì)瀕危物種的保護(hù)更有意義。目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)三、滲透理論滲透理論在景觀生態(tài)學(xué)中主要被用以研究景觀格局對(duì)景觀過(guò)程影響的臨界閾值問(wèn)題。滲透理論的基本概念（Green,1994）Ａ表示一個(gè)10×10的隨機(jī)柵格景觀，其中灰色柵格代表生境，白色柵格代表非生境；Ｂ和Ｃ暢分別表示連接斑塊的平均面積及標(biāo)準(zhǔn)差隨生境面積增加的變化趨勢(shì)。目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)四、等級(jí)理論等級(jí)理論的主要概念（鄔建國(guó)，１９９９）目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)第三節(jié)目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)一、景觀異質(zhì)性與穩(wěn)定性（一）景觀異質(zhì)性和景觀破碎化景觀異質(zhì)性Risser等（1984）認(rèn)為，景觀生態(tài)學(xué)的具體研究?jī)?nèi)容包括：①景觀空間異質(zhì)性的發(fā)展和動(dòng)態(tài)。②異質(zhì)性景觀的相互作用和變化。③空間異質(zhì)性對(duì)生物和非生物過(guò)程的影響。④空間異質(zhì)性的管理。景觀異質(zhì)性的研究，側(cè)重于空間異質(zhì)性、時(shí)間異質(zhì)性和功能異質(zhì)性（研究景觀結(jié)構(gòu)的功能指標(biāo)，如物質(zhì)、能量和物種流等空間分布的差異性）三個(gè)方面。目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（一）景觀異質(zhì)性和景觀破碎化

景觀破碎化景觀破碎化主要表現(xiàn)為斑塊數(shù)量增加而面積減少，斑塊的形狀趨于不規(guī)則，景觀內(nèi)部生境面積縮小，作為物質(zhì)、能量和物種交流的廊道被切斷，景觀斑塊彼此被隔離，形成島嶼狀。目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（二）景觀穩(wěn)定性

景觀穩(wěn)定性可以從兩個(gè)方面來(lái)理解，一是依據(jù)景觀變化的趨勢(shì)來(lái)分析和判定其穩(wěn)定性，二是從景觀對(duì)干擾的反應(yīng)來(lái)認(rèn)識(shí)其穩(wěn)定性。Forman和Godron(1986)按照下述三個(gè)參數(shù)來(lái)研究景觀變化曲線的特點(diǎn)：①曲線總趨勢(shì)：分為水平趨勢(shì)、上升趨勢(shì)和下降趨勢(shì)三種類(lèi)型。②圍繞總趨勢(shì)的相對(duì)波動(dòng)大小，分為波動(dòng)較小和波動(dòng)較大兩類(lèi)。③波動(dòng)的節(jié)律：分規(guī)則和不規(guī)則兩類(lèi)。景觀穩(wěn)定性還可以從景觀對(duì)干擾的不同反應(yīng)來(lái)描述。目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)二、人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用及影響農(nóng)業(yè)革命對(duì)環(huán)境的利用和影響古代狩獵采集社會(huì)人類(lèi)對(duì)環(huán)境的利用和影響工業(yè)革命對(duì)環(huán)境的影響目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn) 三、景觀變化的驅(qū)動(dòng)因子（一）自然驅(qū)動(dòng)因子景觀變化的自然驅(qū)動(dòng)因子包括地貌因子、氣候因子、生命的定居、土壤因素以及自然干擾等。目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（二）人為驅(qū)動(dòng)因子

景觀變化的人為驅(qū)動(dòng)因子包括人口因素、技術(shù)因素、政經(jīng)體制及政策因素、文化因素等。目前三十頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（三）景觀變化對(duì)生態(tài)和環(huán)境影響

對(duì)區(qū)域氣候的影響景觀變化對(duì)區(qū)域氣候的影響，主要是由于地表土地利用／土地覆被改變后引起了太陽(yáng)輻射能在地表分配的變化。對(duì)土壤的影響景觀變化對(duì)土壤的影響，主要體現(xiàn)在土壤侵蝕和土壤養(yǎng)分流動(dòng)方面。對(duì)水環(huán)境的影響景觀變化對(duì)水環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在對(duì)區(qū)域水文過(guò)程和水循環(huán)的影響上，由于城市聚居區(qū)的擴(kuò)大及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要等增加的大量用水，另外還包括對(duì)水質(zhì)的影響。目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)第四節(jié)目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)一、干擾及其特征（一）干擾的定義（1）“顯著地改變系統(tǒng)正常格局的事件”Forman和Godron（1986）（2）“一個(gè)對(duì)個(gè)體或個(gè)體群產(chǎn)生的不連續(xù)的、間斷的斬殺、位移或損害”Sousa(1984)（3）“景觀基本表現(xiàn)單元的突然變化，并通過(guò)種群反映的明顯改變而表述出來(lái)”。Bazzaz（4）“相對(duì)來(lái)說(shuō)非連續(xù)的事件，它破壞生態(tài)系統(tǒng)、群落或種群的結(jié)構(gòu)，改變資源、養(yǎng)分的有效性或者改變物理環(huán)境?！?/p>

Pickett和White（1985）目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)從生態(tài)因子角度考慮，干擾的定義是：群落外部不連續(xù)存在、間斷發(fā)生的因子的突然作用或連續(xù)存在因子超“正?！狈秶牟▌?dòng)，這種作用或波動(dòng)能引起有機(jī)體、種群或群落發(fā)生全部或部分明顯變化，使其結(jié)構(gòu)和功能受到損害或發(fā)生改變。干擾的定義目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)(二)干擾的特性

干擾體干擾的強(qiáng)度、作用頻率、范圍等特性在某一時(shí)間過(guò)程的總和被稱(chēng)為干擾體。(1)干擾范圍指干擾體作用的空間范圍的分布特點(diǎn)，它常與地理、地形和環(huán)境梯度有關(guān)系。(2)頻率和周期指同一空間范圍或同一組織水平內(nèi)，單位時(shí)間某一干擾發(fā)生的次數(shù)。其倒數(shù)稱(chēng)為干擾周期，即某一干擾兩次發(fā)生的時(shí)間間隔。目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)(3)干擾強(qiáng)度干擾發(fā)生時(shí)，干擾因素所表達(dá)出的能力值。由于干擾因素的差異，這一特性的定量分析要視具體干擾類(lèi)型來(lái)確定強(qiáng)度衡量的具體單位。(4)時(shí)間尺度指干擾發(fā)生的具體時(shí)刻及其時(shí)間跨度，不同時(shí)間的干擾作用，會(huì)產(chǎn)生不同的干擾效果。(二)干擾的特性

目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)不可抗拒的自然力的干擾作用，包括大氣干擾、地質(zhì)干擾和生物干擾等。區(qū)別于自然干擾的另一種主要干擾方式，是由于人類(lèi)生產(chǎn)、生活和其他社會(huì)活動(dòng)形成的干擾體對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)施加的各種影響。自然干擾人為干擾人為干擾從傷害強(qiáng)度、作用范圍、持續(xù)時(shí)間、發(fā)生頻率、潛在危害、誘發(fā)性等都高于自然干擾。（1）按干擾動(dòng)因劃分為自然干擾和人為干擾(三)干擾的類(lèi)型

目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（2）按干擾來(lái)源劃分為內(nèi)源干擾和外源干擾外援干擾的動(dòng)因源于系統(tǒng)外部，它的影響與生態(tài)系統(tǒng)自身特點(diǎn)有關(guān)，干擾作用的利害也是多方面的。指由內(nèi)源因子對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的作用。如森林生態(tài)系統(tǒng)中，內(nèi)源干擾主要包括樹(shù)木的傾倒、機(jī)械摩擦、種間競(jìng)爭(zhēng)和生物相克作用等。內(nèi)源干擾外源干擾(三)干擾的類(lèi)型

目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十七頁(yè)\編于點(diǎn)（3）按干擾性質(zhì)劃分為破壞性干擾和增益性干擾適度干擾可增加生