第六章-景觀生態(tài)分類課件

第六章景觀生態(tài)分類1精選課件ppt概述景觀生態(tài)分類是景觀生態(tài)研究的重要組成部分，它不僅是進行景觀格局分析、景觀評價、規(guī)劃與設計的基礎和前提，也是景觀生態(tài)學理論與實踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，其實質(zhì)是根據(jù)景觀系統(tǒng)內(nèi)部水熱狀況的分布和物質(zhì)能量交換形式的差異以及人類活動能夠?qū)坝^的影響統(tǒng)一考慮景觀的自然屬性、生態(tài)功能和空間形態(tài)特征，按照一定的原則用系列指標反映這些差異，從而可以將各種景觀生態(tài)類型進行劃分和歸并，并構筑景觀生態(tài)分類體系。2精選課件ppt1.景觀生態(tài)分類的概念與原則1.1景觀生態(tài)分類的概念既是景觀結(jié)構與功能研究的基礎，又是景觀生態(tài)規(guī)劃、管理等應用研究的前提條件，是景觀生態(tài)學理論與應用研究的紐帶。景觀生態(tài)分類理論和方法論方面的進展，在很大程度上能夠反映整個學科的發(fā)展水平。由于景觀生態(tài)分類是早期生態(tài)土地分類和景觀分類的深化，是新興景觀生態(tài)研究的重要組成部分，因此，其概念由以下2個方向進行闡述。3精選課件ppt（1）土地分類19世紀末期，景觀的概念被引入地理學，漸漸成為了土地分類的深化方向?？茖W的土地分類始于20世紀30年代，德、蘇、英、美等國開展了較廣泛土地和景觀研究。20世紀中葉，人們意識到僅注重單一資源開發(fā)和管理產(chǎn)生了一系列嚴重的社會和生態(tài)后果。因此，根據(jù)生態(tài)原則進行土地分類研究的新方法便孕育而生，即生態(tài)土地分類。4精選課件ppt（1）土地分類生態(tài)土地分類是按照等級巢式組織，對不同時空尺度上的生態(tài)系統(tǒng)進行定義、認知和表達的科學方法和藝術手法的綜合，是為設計、實踐和評價基于生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性、生物多樣性保護和綜合資源管理等各種管理目的而進行的科學嘗試。因此，與單一的土地分類有所區(qū)別，其關注的核心是生態(tài)系統(tǒng)。5精選課件ppt（2）景觀生態(tài)分類景觀生態(tài)分類是土地分類的深化，也是新興景觀生態(tài)研究的重要組成部分。其基本思想與生態(tài)土地分類一脈相承，強調(diào)以系統(tǒng)的觀點進行多要素綜合研究，是以著眼于土地形成過程、以發(fā)生的關聯(lián)與相似性為依據(jù)進行分類的發(fā)生法，與通過景觀空間形態(tài)分異性的識別進行分類的景觀法相結(jié)合的綜合分類方法。景觀生態(tài)分類不僅強調(diào)土地水平方向的空間異質(zhì)性，還力圖綜合土地單元的過程關聯(lián)和功能一致性，把土地視為特殊的生態(tài)系統(tǒng)。6精選課件ppt（2）景觀生態(tài)分類肖篤寧等（2003）將景觀生態(tài)分類定義為根據(jù)景觀生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部水熱狀況的分異、物質(zhì)和能量交換形式的差異以及反映到自然要素和人類活動的差異，按照一定的原則、依據(jù)、指標，把一系列相互區(qū)別、各具特色的景觀生態(tài)類型進行個體劃分和類型歸并，揭示景觀的內(nèi)部格局、分布規(guī)律、演替方向。因此，景觀生態(tài)分類是包括分類和制圖在內(nèi)的一個整體的過程。7精選課件ppt1.2景觀生態(tài)分類的原則首先，要根據(jù)研究目標和尺度，確定景觀單元的等級，再根據(jù)不同的空間尺度或圖形比例尺確定分類的基礎單元；其次，景觀生態(tài)分類應體現(xiàn)出景觀的空間異質(zhì)性和組合，即不同景觀之間相互獨立又相互聯(lián)系；最后，景觀分類要反映出控制景觀形成過程的主要因子。景觀分類包括單元確定和類型歸并，單元確定以功能關系為基礎，類型歸并以空間形態(tài)為指標。景觀生態(tài)分類除遵循景觀生態(tài)學結(jié)構和功能原理、景觀動態(tài)原理等基本原理外，還應遵循其他一些原理。8精選課件ppt（1）等級理論尺度問題反映到景觀分類系統(tǒng)中就是景觀分類等級體系的確定。高層的分類標準應該具有廣泛綜合而概括的特性，以穩(wěn)定因素為主；低層的分類標準則是確定景觀單元小尺度上的差異，可以考慮多變的因素。景觀分類必須在明確景觀單元等級的前提下，根據(jù)不同空間尺度和圖形比例尺的要求，來確定分類的基礎單元，同時分類過程應包括單元確定和類型歸并2個步驟，來體現(xiàn)景觀的層次性和等級性。9精選課件ppt（1）等級理論有2種主要的過程可以進行分類，在實際應用上二者往往結(jié)合起來使用。分解式分類或自上而下的分類：根據(jù)研究對象的各不同部分之間的區(qū)別，從最高等級層次開始，逐漸將對象分解成區(qū)域或單元。聚集式分類或自下而上的分類：根據(jù)外貌特征和相關屬性的相似性，從最低等級層次開始，將基本的單元聚集成類，也稱類型化。聚集式分類是純粹的數(shù)量化和抽象過程，不考慮景觀生態(tài)單元的形狀及其空間分布和位置。在現(xiàn)實中人們常常會發(fā)現(xiàn)上述2種分類原則的結(jié)合。10精選課件ppt（2）綜合性和主導型原則景觀是區(qū)域綜合體，因而對其分類應體現(xiàn)出綜合體特征。景觀分類要根據(jù)與研究內(nèi)容相關的所要考慮的主要因子來劃分景觀。景觀生態(tài)系統(tǒng)特征可以分4個方面來考察：空間形態(tài)、空間異質(zhì)組合、發(fā)生過程與生態(tài)功能。指標具有可得性、可測性和可比性。11精選課件ppt（3）目標和實用原則對景觀類型的劃分，應因其實用目的而定，對同一景觀而言，不同的研究者，其目的不同，研究的側(cè)重也不同，因而對景觀的分類也就不可能一樣?？紤]到人類活動對于景觀演化的主控性，當前流行的景觀分類多在其高級單元中體現(xiàn)出人類活動對景觀形成的影響，區(qū)分出自然景觀和人類主導景觀。12精選課件ppt（4）定性與定量相結(jié)合的原則定性分析可以對研究的對象有一個總體的把握和了解，但是缺少可比性的量化指標；定量分析可以明確提出鄉(xiāng)村景觀類型的界線、景觀格局，但是沒有總體觀。因此，二者相互結(jié)合、相互補充是很有必要的。13精選課件ppt2.景觀生態(tài)分類體系與方法2.1景觀生態(tài)分類體系根據(jù)景觀生態(tài)分類的特征及指標選取，分類體系的建立宜采取功能與結(jié)構雙系列制。功能性分類，是根據(jù)景觀生態(tài)系統(tǒng)的整體特征，主要是生態(tài)功能屬性來劃分歸并單元類群，同時要考慮體現(xiàn)人的主導和應用方向的意義。功能至少包括兩方面內(nèi)容：一是類型單元間的空間關聯(lián)與耦合機制，組合成更高層次地域綜合體的整體性特征；二是系統(tǒng)單元針對人類社會的服務能力。從理論上講，個體景觀生態(tài)系統(tǒng)的功能一般都不是單一的，卻往往具有一個基本體現(xiàn)其自身整體結(jié)構特征的主要功能，這是功能分類的基本立足點。14精選課件ppt2.景觀生態(tài)分類體系與方法2.1景觀生態(tài)分類體系根據(jù)景觀生態(tài)分類的特征及指標選取，分類體系的建立宜采取功能與結(jié)構雙系列制。結(jié)構性分類是景觀生態(tài)分類的主體部分，包括系統(tǒng)單元個體的確定及其類型劃分和頂級體系的建立，是以景觀生態(tài)系統(tǒng)的固有結(jié)構特征為主要依據(jù)。這里的結(jié)構意義，不僅空間形態(tài)，也包括發(fā)生特征。相對于功能性分類，結(jié)構性分類更側(cè)重于系統(tǒng)內(nèi)部特征的分析，其主要目標是解釋景觀生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律和特征。15精選課件ppt2.景觀生態(tài)分類體系與方法2.1景觀生態(tài)分類體系在體系構成方面，功能性分類主要是區(qū)分出景觀生態(tài)系統(tǒng)的基本功能類型，歸并所有單元于各種功能類型中，分類體系是單層次的。景觀生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生過程的多層次性，形成了結(jié)構的多等級層次，要求結(jié)構性分類只能是多等級的。地球表層地域空間單元的層次由生物圈（biosphere）到生態(tài)立地（ecotope）可以劃分出許多層次。具體區(qū)域研究中，可以分為2個或3個層次，景觀生態(tài)系統(tǒng)（LES）與景觀生態(tài)立地（LET）兩者之間還可插入景觀生態(tài)單元（LEU）一級。16精選課件ppt景觀生態(tài)分類過程中，要獲取一致看法和共同理解，就必須選擇具有直觀性的一些指標和屬性。而進行景觀生態(tài)系統(tǒng)及其等級結(jié)構內(nèi)在本質(zhì)和過程關聯(lián)的客觀透視，則有必要選取與發(fā)生直接相關的特征和因素。景觀生態(tài)分類服務于應用目的并試圖探析單元的空間關聯(lián)本質(zhì)，就必須使用其功能指標和特征。任何分類工作都是綜合性的，它們的基本要求也都是以盡可能少的依據(jù)和指標反映盡可能多而全面的對象性質(zhì)。景觀生態(tài)分類的基本內(nèi)容就是選取能代表景觀生態(tài)系統(tǒng)整體特征的幾個綜合性指標，這也是進行有效而可靠分類的前提。對復雜系統(tǒng)組成要素相互關聯(lián)無法定量確定時，就難以確定不同指標對系統(tǒng)整體特征的貢獻率。太多的指標相互干擾就多，就更難把握分類的可靠性。17精選課件ppt具體區(qū)域的景觀生態(tài)分類，一般包括3個步驟：第一、根據(jù)遙感影像（航、衛(wèi)片）解譯，結(jié)合地形圖和其他圖形文字資料，加上野外調(diào)查成果，選取并確定區(qū)域景觀生態(tài)分類的主導要素和依據(jù)，初步確定個體單元的范圍及類型，構建初步的分類體系。第二、詳細分析各類單元的定性和定量指標，表列各種特征。通過聚類分析確定分類結(jié)果，邏輯序化分類體系。第三、依據(jù)類型單元指標，經(jīng)由判別分析，確定不同單元的功能歸屬，作為功能性分類結(jié)果。實際上，前兩步是結(jié)構性分類，第三步屬功能性分類。18精選課件ppt初始分類的主要指標，一是地貌形態(tài)及其界線；二是地表覆被狀況，包括植被和土地利用等。地貌形態(tài)是景觀生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構的基礎，是個體單元獨立分異的主要標志。地表覆被狀況間接代表景觀生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在整體功能。兩者均具直觀特點，可以間接甚至直接體現(xiàn)景觀生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在特征，具有綜合指標意義。區(qū)域不同，景觀生態(tài)系統(tǒng)的單元分異要素就不相同，類型特征指標中選擇的內(nèi)容就應有所區(qū)別，一般包括地形、海拔、坡向、坡度、坡形、地表物質(zhì)、構造基礎、pH值、土層厚度、有機質(zhì)含量、剝蝕侵蝕強度、植被類型及其覆蓋率、土地利用、區(qū)位指數(shù)氣溫、降水量、徑流指數(shù)、干燥度、土壤主要營養(yǎng)成分含量以及管理集約程度等。19精選課件ppt2.2景觀生態(tài)分類方法整體方法是一種把生態(tài)系統(tǒng)看作整體的研究方法。以景觀生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構作為分類依據(jù)，或者說以景觀生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、分解者與環(huán)境之間的關系作為分類標準；表明特定的氣候、地貌、土壤、水文狀況、植被以及特征動物區(qū)系分布以及相互作用、相互轉(zhuǎn)化形成具有一定特征的整體，可以作為景觀生態(tài)系統(tǒng)分類的依據(jù)。反復方法是對景觀生態(tài)系統(tǒng)進行逐步綜合，相對2個組分的相互影響關系進行研究，再逐步深入研究組分之間的相互關系以達到最后綜合的目的。綜合方法是指生態(tài)系統(tǒng)各組分的整體性綜合，對較低水平的分類單位進行反復綜合，組后形成較高水平上的分類單位，以景觀生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部最基本單元的水平組合特點為分類依據(jù)。20精選課件ppt隨著空間遙感技術的不斷發(fā)展，景觀生態(tài)分類研究逐步側(cè)重于與遙感技術和數(shù)學方法及土地利用和土地覆被特征的研究。遙感成為景觀生態(tài)分類獲取數(shù)據(jù)的主要手段，通過它實現(xiàn)景觀生態(tài)分類的思想。許多專家提出了基于衛(wèi)星影像解譯景觀類型的應用尺度、步驟和原則。隨著人類活動對生態(tài)系統(tǒng)影響的關注度的提高，自20世紀80年代以來，遙感技術多用于分類指標中反映人類活動影響的土地利用/土地覆被數(shù)據(jù)的提取。與此同時，一些計算機、數(shù)學等相關學科比較成熟的研究方法被引入景觀生態(tài)分類過程中，如二元指示種法、多變量聚類方法、模糊聚類方法、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡、小波變換等，以及嘗試將多種方法相結(jié)合進行分類。21精選課件ppt隨著“3S”技術的發(fā)展，景觀生態(tài)分類研究逐步側(cè)重于利用定量化數(shù)學方法和“3S”技術的結(jié)合及土地屬性和土地覆被特征的研究，進行景觀生態(tài)分類。Lioubimtseva等（1999）基于空間數(shù)據(jù)庫和等級理論對歐洲的景觀進行了分類研究；王兮之等（2002）借助于SPOT4多光譜遙感數(shù)據(jù)、GPS測定的地面控制點和地面景觀類型調(diào)查數(shù)據(jù)，一個用ERDAS圖像處理軟件對衛(wèi)片進行處理，對策勒綠洲景觀進行了分類，并形成了荒漠-綠洲景觀的分類圖。陳仲新等（1996）在對毛烏素沙地景觀生態(tài)類型研究中，引入了廣泛應用與植物科學的數(shù)量分類方法，以TWINSPAN為工具，對毛烏素沙地景觀生態(tài)類型進行了自上而下的等級式的數(shù)量研究，并提出了毛烏素沙化景觀生態(tài)分類系統(tǒng)。22精選課件ppt我國的景觀生態(tài)分類也基本上是在土地—生態(tài)分類基礎上發(fā)展起來，特別是進入20世紀90年代，開始研究國外景觀生態(tài)分類，并進行了探討。在借鑒國外經(jīng)驗的同時，也應該考慮到我國的具體情況。如結(jié)合我國國情的鄉(xiāng)村景觀分類的方法和理論的研究應該稱為我國景觀生態(tài)學研究的一個重要方面，特別是景觀變化比較劇烈的城市郊區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)的景觀研究。景觀生態(tài)分類不但要考慮到大、中尺度景觀的宏觀分類，而且也要涉及小尺度景觀的詳細劃分，大、中尺度景觀的分類可以宏觀的協(xié)調(diào)景觀生態(tài)系統(tǒng)的平衡，小尺度的景觀生態(tài)分類則直接為景觀的規(guī)劃與設計來服務，這就要求小尺度的景觀類型單元的劃分應具有相對單一的土地利用方式和明顯的空間形態(tài)特征。23精選課件ppt除此之外，文化景觀與自然景觀研究應進一步相結(jié)合。景觀不僅包括自然景觀，而且也包括文化景觀。但是，目前作為景觀重要構成部分的文化景觀的研究與自然景觀的研究是分離的。地理學者和生態(tài)學家主要側(cè)重自然景觀研究，而對文化景觀的研究有所忽略或者均未涉足；而人文地理學家相反則主要側(cè)重研究文化景觀。因此，我們在進行景觀分類研究時，不能把自然景觀類型的劃分方法照搬到文化景觀，更不能把兩者分離、獨立，應把它們統(tǒng)一納入景觀的范疇中，考慮到兩者之間的差別與聯(lián)系，把兩者的研究有機結(jié)合。24精選課件ppt3.景觀制圖景觀生態(tài)學的理論、方法與應用等方面的研究，一直與景觀生態(tài)分類和制圖同步進行著。因此，可以說景觀制圖是景觀生態(tài)特征的一種直觀表示方法。根據(jù)景觀生態(tài)分類的原則，景觀制圖應能綜合地表現(xiàn)景觀生態(tài)各要素之間相互關系，并通過各類景觀生態(tài)單元的區(qū)域組合，反映其空間分布特征。景觀制圖實質(zhì)上就是用景觀生態(tài)學觀點對土地類型進行制圖的一種新方法，是以圖形的方式客觀而概括地反映自然景觀生態(tài)類型的空間分布形式和面積比例關系。25精選課件ppt在制圖過程中，應根據(jù)景觀生態(tài)學原理，堅持綜合性原則、發(fā)生統(tǒng)一原則、主導因素原則以及區(qū)域性原則。其依據(jù)是：制圖單元以景觀生態(tài)類型相應級別的分類單元或分類單元之組合為基礎；以圖斑結(jié)構和圖斑之間的組合以及景觀生態(tài)類型分布規(guī)律為依據(jù)，區(qū)域性特征根據(jù)制圖單元的內(nèi)容、細度及組合形態(tài)來體現(xiàn)。景觀制圖的基本圖件是景觀生態(tài)類型圖。從景觀類型圖可派生出景觀生態(tài)區(qū)劃圖、景觀要素圖及特定景觀類型圖，如濕地景觀生態(tài)類型分布圖。目前最常見的景觀制圖有兩類，一類是景觀形態(tài)圖，包括地貌類型圖、土壤類型圖、氣候類型圖等；另一類是景觀功能圖，包括生物系統(tǒng)圖、自然系統(tǒng)圖、景觀系統(tǒng)圖等。26精選課件ppt景觀制圖流程27精選課件ppt最后值得注意的是，在景觀制圖過程中采用土地利用/土地覆蓋類型圖為制圖參照來源，從景觀的組成要素分析的方法并不合理。因為景觀是某一區(qū)域各種生態(tài)系統(tǒng)的綜合體，景觀的變化不僅反映地表植被的變化，其氣候、土壤、地貌、水文、土地利用等也相應在發(fā)生變化，只是在短時間尺度上其地貌，氣候、土壤、水文可以視為不變或變化微小而已。因此，多時相的高分辨率遙感影像不但反映了人類對自然的干擾，同時也反映了土地利用/土地覆蓋的變化。28精選課件ppt4.幾種典型的景觀類型及其特征Forman和Godron（1986）根據(jù)人類對自然景觀的干擾程度，把景觀分為5類。自然景觀經(jīng)營景觀耕作景觀城郊景觀城市景觀29精選課件ppt（1）自然景觀自然景觀可分為原始景觀和輕度人為干擾的自然景觀兩類。原始景觀包括高山，極地、荒漠、沼澤、苔原、熱帶雨林等尚未受到人類活動的擾動的景觀。當然，這種自然景觀只有相對的意義，因為完全不受人類影響的景觀寥寥無幾。這里所說的沒有明顯的人類影響指的是人類的干擾沒有改變自然景觀的性質(zhì)。而輕度人為干擾的自然景觀包括范圍較廣，如許多森林草地、濕地等均可歸入這一類。30精選課件ppt31精選課件ppt（2）經(jīng)營景觀經(jīng)營景觀可分為人工自然景觀和人工經(jīng)營景觀。人工自然景觀為非穩(wěn)定成分—植被的被改造，物種中的當?shù)胤N被管理和收獲，如采伐林、放牧場等。人工經(jīng)營景觀則體現(xiàn)為景觀中較穩(wěn)定的成分—土壤被改造，最典型的莫過于各類農(nóng)田、果園（和人工林地）組成的農(nóng)耕景觀。在這里，景觀構圖的幾何化與物種的單純化是其顯著特征。32精選課件ppt33精選課件ppt（3）耕作景觀耕作景觀即種植的農(nóng)田及與相伴的村莊、樹籬、道路、水塘等形成的景觀。其最重要的特征是，不同的農(nóng)田類型，意味著不同的耕作方式、管理措施和物流能流過程。而且，其引入新物種滿足人類的物質(zhì)和精神需求的同時，也將改變著原有景觀格局，形成了新的耕作景觀特色。34精選課件ppt35精選課件ppt（4）城郊景觀城郊景觀指城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)，并交錯分布有住宅區(qū)、商業(yè)中心、農(nóng)田、人工植被和自然地段。城郊景觀是產(chǎn)業(yè)結(jié)構、人口結(jié)構和空間結(jié)構逐步從農(nóng)村向城市特征過渡的地帶，具有強烈的異質(zhì)性，是典型的生態(tài)脆弱帶。36精選課件ppt37精選課件ppt（5）城市景觀城市是人類文明發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，因此其產(chǎn)生的景觀也可謂人類文明景觀，是由于人類活動所創(chuàng)造。近幾年，運用多種手段開展城市景觀分類的研究較為頻繁，其特征是：整體性多樣性功能性38精選課件ppt①整體性：城市兼顧不同時間、空間中以人類居住區(qū)為核心的各類資源，兼顧社會、經(jīng)濟和環(huán)境三者的整體效益，具有地理、水文等生態(tài)系統(tǒng)及文化傳統(tǒng)的空間及時間連續(xù)性、完整性和一致性，強調(diào)人類與自然系統(tǒng)在一定時空整體協(xié)調(diào)的新秩序下尋求發(fā)展，是社會—經(jīng)濟—自然復合的生態(tài)系統(tǒng)。39精選課件ppt②多樣性：城市中的大量人工建筑物，如街道、綠化帶、商業(yè)區(qū)、文教區(qū)、工業(yè)區(qū)等成為景觀的基質(zhì)，改變了原有的地面形態(tài)和自然景觀，是各種人工景觀的高度集合。其系統(tǒng)內(nèi)部進行多樣性重組，因此，它的多樣性不僅包括生物多樣性，還包括文化多樣性、景觀多樣性、功能多樣性、空間多樣性、建筑多樣性、交通多樣性、選擇多樣性等更廣泛的內(nèi)容。40精選課件ppt③功能性：城市作為一個復雜的社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部之間及與系統(tǒng)外部間存在大量的物質(zhì)、能量、信息的流動，故不再構成封閉系統(tǒng)，同時整個復合系統(tǒng)的易變性和不穩(wěn)定性也相應增大。人類所創(chuàng)造的特殊信息滲透到一切過程，許多原有的自然規(guī)律正在經(jīng)受新的檢驗。人工景觀的共同特征和研究重點是規(guī)則化的空間布局。顯著的經(jīng)濟性和很高的能量效率，高度物化