景观生态学课件word版.doc

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1、景观生态学课件word版()陶波兰(编)华南农业大学花卉与景观系2010年4月 目 录1 绪论41.1 景观41.1.1 景观的概念(了解)41.1.2 景观的基本特征(理解)41.1.3 景观要素(掌握)51.2 景观生态学51.2.1 景观生态学的概念(了解)51.2.2景观生态学的基本原理 (理解)51.3 景观生态学的发展现状51.3.1景观生态学发展简史 (了解)51.3.2景观生态学的主要学派(了解)61.3.3 中国景观生态学的研究概况(了解)71.4 景观生态学的研究热点和发展方向71.4.1 研究热点(了解)71.4.2 中国景观生态学发展方向 (了解)82 景观要素的基本类

2、型:斑块、走廊和本底82.1 斑 块82.1.1 斑块的起源(掌握)82.1.2 斑块的大小 (理解)92.1.3 斑块的形状 (理解)112.1.4 斑块的格局(理解)132.2 走 廊(廊道)132.2.1 走廊的起源 (了解)132.2.2 走廊的作用(了解)132.2.3 走廊的结构 (理解)132.2.4 走廊的类型(理解)142.3 本底(基质)142.3.1 本底的标准(掌握)142.3.2 景观本底的孔性 (理解)152.3.3 网络 (理解)153景观的总体结构163.1 景观多样性163.1.1生物多样性(了解)163.1.2景观多样性(理解)173.2 景观异质性与对比度

3、183.2.1景观异质性的涵义(了解)183.2.2 景观对比度(了解)193.2.3 森林景观的异质性(了解)193.3景观的结构类型 (了解)203.3.1 分散的斑块景观203.3.2 网状景观203.3.3 交错景观203.3.4 棋盘状结构204 景观的形成因素214.1 气 候(了解)214.1.1 气候的意义214.1.2 气温214.1.3 降水量和干燥度224.1.4 全球气候变化与景观变化224.2 地 貌 (了解)234.2.1 地貌的意义234.2.2 地貌的类型234.2.3 主要岩石类型及其地貌特征244.2.4 山地地貌254.2.5 黄土地貌264.3 土 壤(

4、了解)264.3.1 土壤的意义264.3.2 土壤的性质274.4 植 被 (了解)284.4.1 植被的意义284.4.2 植被的结构284.4.3 主要植被类型的特点和分布294.5 自然干扰304.5.1 自然干扰的意义(理解)304.5.2 干扰状况(了解)314.5.3 关于自然干扰的假说(理解)314.5.4 干扰发生及其后果的影响因素(理解)314.5.5 干扰对景观的影响(理解)321 绪论1.1 景观1.1.1 景观的概念(了解)(1)景观的美学概念“景观”一词最早出现在希伯莱语圣经旧约全书中,用来描述耶路撒冷包括索罗门王的教堂、城堡和宫殿在内的优美风光。这里的“景观”,其

5、含义同汉语中的“风景”、“景致”、“景色”,等同于英语中的“scenery”,是视觉意义上的概念,是一种审美对象。(2)景观的地理学概念 19世纪中期,洪保德(Humboldt),德国: 提出了“景观是地球上一个区域的总体”的思想,并认为地理学应该研究地球上自然现象的相互关系。 1913年,贝尔格(.C.Bepr),前苏联: 景观是地形形态一定的、有规律的、重复的综合体或群体,基本上相当于“地理综合体”。 1979年,佐讷维尔德(Zonneveld),荷兰: 地球表面由岩石、水、空气、植物、动物及人类活动所形成的系统的综合体,并通过其外貌构成一个可识别的实体。(3)景观的生态学概念 德国:特罗

6、尔(Carl Troll) 将景观定义为“将地圈、生物圈和智慧圈的人类建筑和制造物综合在一起的,供人类生存的总体空间可见实体(Naveh and Lieberman,1994)”。 荷兰: 普遍认为 景观是由生物、非生物和人类活动的相互作用产生和维持的,作为地球表面可识别的一部分,包括其外部形态与功能关系的综合体。强调人类活动在景观的形成、转化、维持等方面的作用。 美国:福尔曼(R,Forman) 与 法国:戈德伦(M.Godron)认为: 景观是指由以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地区域 (Forman and Godron,1986) 。狭义景观与广义景观

7、 狭义景观:一般在几平方千米到数百平方千米范围内,由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。 广义景观:没有地域空间范围的原则性限定,包括从微观到宏观不同空间尺度上,由不同类型的生态系统组成的异质性地理空间单元。1.1.2 景观的基本特征(理解)要科学准确地理解景观的现代概念必须把握4个关键特征: n 景观是一个生态学系统n 景观是具有一定自然和文化特征的地域空间实体n 景观是异质生态系统的镶嵌体n 景观是人类活动和生存的基本空间1.1.3 景观要素(掌握) 定义:景观是由不同生态系统组成的镶嵌体,其组成单元(各生态系统)称之为景观要素 (landscape elemen

8、t)。 景观和景观要素的概念有本质区别: 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。 景观和景观要素的关系是相对的。1.2 景观生态学1.2.1 景观生态学的概念(了解)u “景观生态学” 一词首先由德国著名的生物地理学家特罗尔(CTroll)于1939年提出,认为景观生态学是控制某一地区不同空间单元的自然与生物的关系。u Forman和Godron(1986年) 认为景观生态学是研究景观结构(structure)、功能(function)和变化(change)的一门科学。u 1996,徐华成认为景观生态学的主要研究内容有以下几点: 景观结构:不同景观要素之间的空间关系。 景观功

9、能:各种景观要素之间的相互作用,不同生态系统之间的能量流、物质流和物种流。 景观变化:景观的结构和功能上随时间的变化。 景观规划管理:通过分析景观特征,提出景观利用管理最优化方案。1.2.2景观生态学的基本原理 (理解)由于景观生态学的发展相对年轻,理论体系还不完善,对其理论的认识,目前国内外并不完全一致。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材景观生态学(郭晋平,周志翔. 北京:中国林业出版社,2007)将景观生态学基本原理总结为7个方面:景观的系统整体性原理景观生态研究的尺度性原理景观生态流与空间再分配原理景观结构镶嵌性原理景观的文化性原理景观演化的人类主导性原理景观多重价值原理1.3 景观

10、生态学的发展现状1.3.1景观生态学发展简史 (了解)(1)萌芽阶段(世纪至80年代20世纪年代)地理学:19世纪20世纪初许多学者提出了景观的思想。生态学:19世纪中期海克尔(Hakel)把研究生物和环境关系的科学称之为生态学。其后,从个体生态学发展到群落生态学。1935年,英国生态学家坦斯利(Tansley)提出了生态系统的术语。(2)形成阶段(20世纪40年代70年代) 1939年特罗尔(Troll)在利用航片研究东非土地利用问题时正式提出“景观生态学”一词。 二战爆发过程中,景观生态学研究几乎处于停滞状态。二战后,由于人口、粮食、环境问题,景观生态学得到蓬勃发展,中欧(例如德国、荷兰、

11、捷克斯洛伐克等)成为景观生态学研究的主要地区。 美国从70年代开始景观生态学研究,发展很快。(3)发展阶段(20世纪80年代以后) 此阶段的特点是:国际学术交流与合作异常活跃。1981年在荷兰召开了第一届国际景观生态学大会。1982年月月,在捷克斯洛伐克第次景观生态学国际学术讨论会上,正式成立国际景观生态学协会()。景观生态学的研究队伍不断壮大,吸引了欧洲、美洲、亚洲和大洋洲等许多国家和地理、生态、建筑、规划等领域越来越多的学者。在学科建设方面,理论研究和新技术手段应用得到前所未有的重视。 各种研究机构相继成立并健全,有关景观生态学的专著、文献等出版物大量涌现。 1984年,景观生态学:理论与

12、应用(Narch.Z和Lieberman)(美国)出版,第一本景观生态学专著 1986年,景观生态学(Forman.R&Godron) 1987年,国际性杂志景观生态学 1990年,变化着的景观:生态学透视(Zoneveld and Forman)、 2000年,景观生态学在行动(Farina)1.3.2景观生态学的主要学派(了解) (1)欧洲的景观规划设计研究 以荷兰( 佐讷维尔德 )、德国(哈伯)、前捷克斯洛伐克(马卓尔)为主要代表的欧洲流派,从土地评价和土地合理利用规划、设计以及自然保护区和国家公园的景观规划设计工作出发,发展了以人为中心的景观生态规划设计思想,重点对以人类经营的生态系统

13、为主的景观,如农业景观、城效景观的最优规划与设计进行研究。(2)俄罗斯的景观地球化学研究 俄罗斯在继承和发展贝尔格景观学说、苏卡乔夫生物地理群落学说、维尔纳茨基生物地球化学和生物圈学说以及索恰瓦地理系统学说的基础上,在景观区划与景观地球化学方面突出了自己的特色。(3)加拿大和澳大利亚的土地生态分类研究 加拿大和澳大利亚各自都从土地生态分类和土地利用规划方向上发展了景观生态学的应用研究。在强调土地的生态属性和功能的基础上,建立了较为完整的土地分类、土地生产力评价与利用原则、方法和分类体系。(4)美国的景观结构与功能研究 致力于建立和完善景观生态学的基本理论和概念框架,形成了以自然景观为主,侧重研

14、究景观生态学过程、功能及变化的研究特色。 (5)中国的景观生态建设 在大型防护林体系建设、各植被区森林生态系统结构和功能研究、农林复合经营系统、水土流失和荒漠化治理、生态农业等方面有较为雄厚的研究基础,在景观生态规划、景观生态建设和景观生态管理方面正逐步形成自己的特色。1.3.3 中国景观生态学的研究概况(了解) (1)20世纪80年代:起步阶段,侧重于国外文献的介绍l981年,黄锡畴在地理学报发表了德意志联邦共和国生态环境现状及其保护是我国较早的介绍景观生态学有关内容的文献。 1983年,著名地理学家林超教授发表了两篇景观生态学重要文献的译文,即C.Troll的景观生态学(地理译报,1983

15、年,No.1)和纳夫的景观生态学发展阶段(地理译报,1983年,NO.3)。 1985年,陈昌笃发表了评介Z. 纳维等著的景观生态学,是国内学者首次对景观生态学理论问题的讨论。1986年,景贵和发表了土地生态评价与土地生态设计,同年陈昌笃发表了论地生态学,对景观生态学与地生态学的研究对象和理论内涵作了探讨和界定。 1989年10月在沈阳召开了全国首届景观生态学学术讨论会,会后出版了这次讨论会的论文集景观生态学理论、方法及应用,总结了中国20世纪80年代景观生态学的研究成果,在理论与技术的准备上都相对进入了较为系统的发展阶段。也正是在这一时期,景观生态学的内容开始比较系统地进入大学教育的内容。(

16、2) 20世纪90年代迅速发展,在生态工程、景观规划、景观评价、景观管理等领域做了很多工作,丰富与发展了景观生态学的理论,同时大量论文书籍出现1) 景贵和 吉林省中西部沙化地景观生态建设 华东师范大学出版社 1990 2) 刘滨谊 风景景观工程体系化 中国建筑工业出版社 1990 3) 肖笃宁 景观生态学:理论、方法及应用 中国林业出版社 1991 4) 董雅文 城市景观生态 商务出版社 1993 5) 宗跃光 城市景观规划的理论和方法 中国科学技术出版社 1993 6) 许慧等 景观生态学的理论与应用 中国环境科学出版社 1993 7) 徐化成 景观生态学 中国林业出版社 1996 8) 谢

17、炳庚等 湿地景观生态学理论和方法研究 中南工业大学出版社 1998 9) 俞孔坚 景观:生态、文化与感知 科学出版社 1998 10) 肖笃宁 景观生态学研究进展 湖南科学技术出版社 1999 11) 郭晋平 森林景观生态研究 北京大学出版社 2001 12) 傅伯杰等 景观生态学原理及应用 科学出版社 20021.4 景观生态学的研究热点和发展方向 1.4.1 研究热点(了解) (1)景观生态学研究的热点问题 干扰对景观格局、过程的影响和干扰在景观中的传播和扩散。 景观格局与景观过程的关系或者说景观格局的生态和环境效应。 小尺度实验研究及其尺度外推。 景观动态模拟预测模型、景观规划设计辅助决

18、策,以及多尺度空间耦合模型。 景观的多重价值评价和作为社会经济发展规划与决策基础的景观社会经济研究。 人类在景观中的作用和景观规划设计。(2)景观生态学研究热点地区 1.4 景观生态学的研究热点和发展方向 流域系统 湿地 文化景观 城乡过渡带和生态脆弱带 重点或关键性自然景观1.4.2 中国景观生态学发展方向 (了解)u 要在继续加强景观生态学基础理论研究的同时,加强对景观多重价值及其评价研究、人类活动的景观生态效应研究、景观安全与景观可持续性研究、景观规划与设计研究和景观生态建设模式试验示范。u 重点对受损和受胁迫地区、江河上游地区、城乡交错地区、流域下游湿地和河口湿地等开展研究。2 景观要

19、素的基本类型:斑块、走廊和本底基本概念(掌握)按照各种景观要素在景观中的地位和形状,可将景观要素分成三种类型:斑块(patch):在外貌上与周围地区有所不同的一 块非线性地表区域; 走廊(corridor):与本底有所区别的一条带状土地; 本底(matrix):范围广,连接度最高且在景观功能上起优势作用的景观要素类型。 2.1 斑 块 2.1.1 斑块的起源(掌握)按照起源,可将斑块分为四类,即;干扰斑块、残余斑块、环境资源斑块、引入斑块。(1)干扰斑块(disturbance patch) 起源原因:本底内发生局部干扰而形成。 自然干扰(如雪崩、森林火灾、风倒木、食草动物爆发、动物践踏等)

20、人为干扰(如森林采伐、矿产开采等 )类型:单一干扰:斑块周转率(patch turnover)最高,平均存留时间最低。是消失最快的斑块。 慢性(长期)干扰:存留时间长并重复干扰,能形成某种稳定性。如大气污染、持续放牧等。(2)残余斑块(remnant patch) 起源原因:由于它周围的土地受到干扰而形成 。如森林大火灾后未烧的林地、洪水爆发时未被淹的地方。 物种动态:调整期(regulation period):物种变动速率增高的时期。松弛期(relaxation period):物种灭绝率升高的时期。松弛期调整期(3)环境资源嵌块体(environmental resource patch

21、)起源原因:起源于环境异质性。例如森林中的沼泽地、沙漠中的绿洲等。 特点:生态交错区较宽。边界较固定。周转率极低。种群变动、迁入、灭绝过程虽存在,但变化水平低,无松驰期和调整期。 (4)引入斑块(introduced patch) 起源原因:人类向一块土地引入生物,就造成了引入斑块。 种植斑块(planted patch):如果引入的是植物,如小麦田、人工林、树木园等,则称为种植斑块。特点:物种动态和斑块周转率极大地决定于人的管理活动。聚居地(homes habitation) :如城镇、村庄等。 聚居地生态系统包括4种不同类型的物种:人、引进的动植物、不慎引入的有害动植物、从异地移入的本地种

22、。2.1.2 斑块的大小 (理解) (1)对能量和营养分配的影响 u 从物种总数来说,大斑块多并且食物链长,因为营养级上处于高级别的物种,通常对斑块大小敏感并且只见于大斑块。u 但是大斑块与小斑块的单位面积的能量和营养是不同的,这要决定于斑块起源。 以残余斑块为例,而斑块中边缘和内部单位面积上储存的能量和营养不同的,斑块边缘的能量和营养高于内部。 因为大小不同的斑块,边缘和内部的比例不同,大斑块边缘所占比例小,小斑块所占比例高。 小斑块中单位面积动物中含有的能量和营养高于大斑块。(2)对物种的影响 1)岛屿 Robert MacArthur和E.O.Wilson关于岛屿生物地理学平衡理论的基本

23、思想是:一个岛屿中种的数目代表了迁入和灭绝之间的一种平衡。而迁入率和灭绝率与岛屿的隔离程度、面积等有关。面积较大而距离较近的岛屿比面积较小距离较远的岛屿的平衡物种数目要大。 关于岛上物种数随岛的面积增大而增加的规律,可用公式S=CAZ来表示: S-多样性(物种数); A-面积; C、Z -常数。(见下图)S=CAZ种的丰富度面积岛上物种数与面积大小的关系的三种解释:、面积越大,物种越多;、面积较大则稀有种出现的机会多;、小岛一般支持的种群较小,容易因近亲繁殖、种群性别和年龄结构的随机变化、环境变动、突发事件灭绝。S(物种数)=f(生境的多样性,干扰,面积,隔离程度,年龄)S = f ( +ha

24、bitat diversity, - disturbances, + area, - isolation, + age)2)森林岛(陆地景观) 与海岛相似之处:均是一小片具有类似动植物的土地单元,同其类似的生态系统隔离。因为生境的变异和大小受到限制,可预期岛上的一些种将灭绝。2)森林岛(陆地景观) 与海岛的区别:障碍物不同(水、开旷地);海岛的隔离是与大陆相对而言(森林破碎化);海岛与森林岛的形成时间大相径庭;与周围群落的作用:森林岛群落的成员与周围其他陆地群落的成员之间相互作用的程度要大于海岛和周围水域之间的作用。S(物种数)f(生境多样性, ()干扰,面积,年龄,本底异质性,隔离程度,边界

25、不连续性)S = f ( + habitat diversity, + (-) disturbances, + area, + age, + matrix heterogeneity, - isolation, - boundary discreteness )(3)森林的破碎化及其生态后果1)森林的存在意义 陆地生态系统的生物量总计约为1.85x1012t,森林的现存生物量为1.681012t,占陆地生物量的90%。 仅占地球表面7的雨林,却拥有地球一半以上种类的野生动、植物及昆虫 。 人类生活的大气环境中,60的氧气来自森林,全球森林每年可吸收1.61011t二氧化碳气体,对地球温度的调控

26、,起着至关重要的作用。 2)森林破碎化现状 国家林业局已经组织完成了第七次全国森林资源清查(2004-2008)。清查结果显示: 全国森林面积1.95亿公顷,森林覆盖率20.36%,森林蓄积137.21亿立方米。 人工林保存面积0.62亿公顷,蓄积19.61亿立方米,人工林面积继续保持世界首位。 我国森林覆盖率只有全球平均水平的2/3,排在世界第139位。人均森林面积0.145公顷,不足世界人均占有量的1/4;人均森林蓄积10.151立方米,只有世界人均占有量的1/7。3)森林破碎化的后果 随着森林面积急速下降,生物生境迅速丧失,物种多样性急剧减少。 物种生存环境危机 树木的变化 动物的变化

27、鸟类 昆虫(4)斑块与自然保护区(掌握) 1975年,Jared Diamond将岛屿生物地理学理论应用于自然保护区的设计,提出6条原理:一个大的自然保护区要比小的自然保护区保存的物种多;一个单一的大自然保护区要比总面积与其相等的几个小保护区为好(假设生境相同);若必须设计多个小保护区,应使它们尽量靠得近一些,以减少隔离程度;使几个保护区呈簇状配置,要比线状配置为好;将几个保护区用廊道连接起来,可便于很多物种的扩散;应尽可能使保护区成圆形。2.1.3 斑块的形状 (理解) 景观上常用形状系数(shape coefficeint)描述斑块形状的复杂性 :DD 是形状系数, L 斑块周边长度,A

28、斑块面积。D值说明某一斑块周边长度L与面积同该斑块相等的圆的圆周长之比。比值为1为圆形,比值越大说明该斑块周边越发达。 (1)生态学意义 通过分布形状分析可了解物种动态(物种分布是稳定、扩展、收缩、还是迁移甚至可据此推断物种迁移路线)。斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。(如通过林地迁移的昆虫或脊椎动物更容易发现与它们迁移方向成垂直的狭长的采伐迹地,而对于圆形的采伐迹地或者如它们迁移方向平行的狭长的采伐迹地则容易忽略。)林中裸地的形状与环境变化及更新过程密切相关。园林设计中,不同景观要素的配置,采取不同的斑块形状,收到不同的艺术效果。 (2)边缘和边缘效应(掌握) 1)边缘(生态交错区)

29、定义:两个不同生态系统相邻处形成的过渡带。如森林与沼泽。边缘过渡性表现:由一种环境条件组合过渡为另一种环境条件组合,由一类动植物组合过渡为另一类动植物组合,不仅包括两个生态系统内部的成分并且有其特有的成分。 2)边缘的类型 A固有边缘(inherent edge): 环境资源上的差异造成的边缘。 举例:森林和沼泽之间的边缘。 特点:过渡缓慢、连续性强、变化很小。B 诱导边缘(induced edge):天然或人为干扰造成的边缘。 举例:森林与火烧迹地之间的边缘。 特点:过渡显著、存在时间短。3)影响边缘宽度的因子 主要有两方面:是外界物理环境条件的作用强度,如 风能引起干燥和养分输入,面向强风

30、方向的林带,生长季节的盛行风所形成的边际带要比它两侧的边际带宽; 向阳面的边际带因太阳辐射作用而比其他方向宽; 温带地区的边际带通常比热带地区的宽。是斑块内的群落结构或斑块的生态属性,郁闭度较高的林地边际带,或者立体郁闭的林地边际带,受外界环境影响的范围小,边际带较窄,相反在稀疏林地斑块的边际带较宽。4)边缘效应 (edge effect)定义:指斑块边缘部分由于受外围影响而表现出与斑块中心不同的生态学特征的现象。许多研究表明,斑块边界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。边缘种与内部种:一些物种适应多变的或阳光充足的环境,主要分布在斑块边缘,称为边缘种。一些需要较稳定的环境条件的物种,往

31、往集中分布在斑块中心部分(核心区),称为内部种。某一景观要素斑块内,边缘物种仅仅或主要利用斑块边界的资源环境,而内部物种基本上远离斑块边界,需要利用斑块内部的资源环境。根据边缘种和内部种的理论,可将动物分成三类: a 对两个生态系统均有要求(可觅食,掩蔽逃生); b 对边缘的特殊生境有特殊的要求(如高地、河流系统); c 主要与一种生态系统有关系,但可扩展到边缘。(3)圆形斑块与长条形斑块的生态比较这两种形状斑块的本质区别在于内部边缘比例的差别。如图 内部边缘比是代表一些生态作用的有用指标。如下表内部/边缘比的生态意义的比较形 状指 标内部/边缘边缘长度与本底作用斑块内障碍物生境异质性物种多样

32、性走廊价值寻食效应圆 形高小小少小大小小长条形低大大多大小大大(4)环状斑块 形状很特殊的斑块举例:高山环绕山体的植被带 水体周围的沼泽植被或森林特点:类似于长条形斑块,内部/边缘低,内部种较少(5)半岛 定义:指的是一个斑块中狭长的外延部分。(在景观内可起物种迁移通路的作用) 漏斗效应(funnel effect):人们常见的在半岛顶端,动物路径密度高的现象。 2.1.4 斑块的格局(理解) 定义:斑块在空间上的分布、位置和排列。景观中斑块格局特征与干扰状况间往往存在互为因果的关系。一方面,景观斑块格局受干扰状况的影响,当干扰随机发生时,景观斑块的格局往往也是随机的。另一方面,景观的格局同时

33、也影响干扰的效果,如当景观中各斑块相对隔离时,干扰传播的阻力也相对较大。2.2 走 廊(廊道)2.2.1 走廊的起源 (了解)干扰走廊:由于带状干扰造成。如道路、带状采伐等。残余走廊:由周围本底干扰引起的。如采伐森林所留下的林带,为动物迁徙保留的植被带。环境资源走廊:由于异质性的环境资源在空间的线装或带状分布而产生的。如河流、河岸的植被带,具有相对的持久性。种植走廊:由人类种植形成的:如行道树、防护林带。持久性处决于人类的经营管理活动。2.2.2 走廊的作用(了解) 运输:公路、铁路、运河、林间小 道、输电线等。保护:河流、长城、围墙、防护林带、河岸植被带等。资源:有一些走廊地带野生动物丰富、

34、植物种类较多。观赏:古代“曲径通幽”、颐和园的长廊、西湖的苏堤、白堤等。2.2.3 走廊的结构 (理解)(1)弯曲度(curvilinearity) 定义:或称通直度,指走廊中两点间的实际距离与它们之间的直线距离之比(实直)。 意义:一般而言,走廊曲度越小,距离越短,移动速度越快。但有例外 。 (2)连通性(connectivety) 定义:以走廊单位长度中裂口(break)的数量来表示。 意义:一个走廊连通性高低决定了走廊的通道和屏障功能。(3)狭点(narrow) 定义:走廊中的狭窄处(4)结点(nodes) 定义:两个走廊的连接处或一个走廊与一个斑块的连接处。 意义:它提供了许多相联系的

35、物种源,当物种在斑块中消失时,有利于物种重新迁入。2.2.4 走廊的类型(理解) (1)从起源上看,可分为四类:干扰走廊、残余走廊、环境资源走廊、种植走廊。(2)从与周围景观要素的垂直高度来看,可分为 高位走廊:如农田防护林。 低位走廊:如林间小路。(3)从宽窄上看:分为线状走廊、带状走廊等。线状走廊 :指边缘物种占优势的狭长条带(基本上无内部物种)。如道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌木丛带、树篱等。 带状走廊:包含内部环境和内部物种的较宽的廊道。如采伐保留带、宽林带等。线状走廊与带状走廊的基本生态差异主要在于宽度,具有重要的功能意义。 林带宽度与物种多样性:u 林带宽度增加,环境异质

36、性增加,进而造成物种多样性增加。u 林带很窄时,边缘、内部种都很少,随宽度增加边缘、内部种均增加,但边缘种在宽度略增加时即迅速增加,而内部种则要在宽度达到一定值时才能增加,阈值一般为7-12米。河流走廊:是指河流及其两侧分布的,不同于周围本底的植被带。它包括河道本身、河道两侧的河漫滩、堤坝和部分高地。河岸带(riparian zone):指河流两旁特有的植被带,是陆地生态系统和河流生态系统的交错区。特点:u 生态环境:水分多、土壤肥力高、空气湿度也较高,常受水淹没。u 河岸带植物:需水量高,要求土壤肥力强、耐水淹 。如垂柳、枫杨、池杉、落羽衫等 。功能:u 控制着水和矿质养分的径流,可减少洪水

37、泛滥、淤积和土壤肥力损失。 u 调节河水温度。u 凋落物成为许多河流食物链的基础。u 是很多两栖动物、爬行动物、鸟类等的主要生境。u 河岸带特别适于人类生存。2.3 本底(基质)2.3.1 本底的标准(掌握) (1)相对面积 一般来说,本底的面积应超过所有任何其他类型的总和,或者说应占总面积的50%以上。如果面积小于50%,则应考虑其他标准。 (2)连通性 如果一个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开,则认为该空间是连通的。 高连通性的作用:1) 可以作为障碍物将其他要素分开。2) 当连通性以相互交叉带状形式实现时,形成的网状走廊有利于物种的迁移和种内不同个体或种群间的基因交换。 3) 网

38、状走廊包围其他要素,使它们成为被包围的生境岛。 (3)动态控制 本底主要是通过产生未来景观来控制景观动态,如原始林采伐迹地、农田与树篱。 2.3.2 景观本底的孔性 (理解)斑块在本底中称为孔。 孔性(porosity):或称孔隙度 ,本底中单位面积上的斑块数目 。它是本底中斑块密度的量度。孔隙度的生态意义: 1)在一定程度上表明本底中不同斑块的隔离程度,而隔离程度则影响到动植物种的基因交换,并进一步影响到它们的遗传分化。2)也可说明边缘多少。而边缘多少与动植物的分布和生存有一定关系;孔隙度低说明本底受斑块影响小,这对某些动物生存至关重要。但本底中的斑块对另一些种的觅食和其他活动也相当重要。

39、3)在林业采伐上也有指导意义,它关系到采伐成本、工艺设计、森林更新和稳定性。2.3.3 网络 (理解)定义:走廊相互交叉相连成为网络,网络是本底的一种特殊形式。 结构特征: 1)交点 交点类型: 十字型、T型、L型。 交点效应:由于在交点处及附近的环境条件与网络上其他部位有所不同,如风速低,日光少,土壤和空气湿度较大,有机质含量高,温度变化较小,导致在交点上,物种丰富度常比网络中其他部位要明显增高。2)网格大小 定义:可用网线间的平均距离或网络内的平均面积来表示。 不同物种对网格大小的反应不同。(以农田防护林网络为例)网格大小有重要的生态、经济意义 :A 景观网络中网格大小对生物生境的有效性研

40、究以及对野生动物的保护都很有参考价值。如道路网络的网格大小对一些野生动物的觅食、筑巢和迁移也起着非常重要的作用。B 网格大小在采伐作业和农业经济方面也有一定意义。 城市绿地网络系统 (1)城市绿地系统的网络结构 主要由公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其它绿地五大类构成(见城市绿地分类标准)。(2)城市绿地网络系统的属性u 连接性u 绿地系统网络的结点u 多向利用和多样性u 可及性3景观的总体结构3.1 景观多样性 3.1.1生物多样性(了解)(1)概念 生物多样性(biodiversity)是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。它包括生命形式的多样性,各种生命形式之间

41、及其与环境之间相互作用的多样性,以及各种生物群落、生态系统及其生境与生态过程的复杂性(Kimmins,2005)。 包含4个层次: 遗传多样性(genetic diversity) 指一个物种或者一个物种的特定种群范围内的个体遗传差异性和复杂性,以及它们所包含的全部遗传信息。有时也扩大到泛指一定地域范围或生态单元或群体中所有遗传信息的总和及其差异性。 物种多样性(species diversity) 一般是指特定地域实体或生态单元内生物物种的数量及其生存和分布特性。 生态系统多样性(ecosystem diversity) 指特定地域范围内生态系统类型及其相应的生态过程和生态关系的多样化和复杂

42、化。 景观多样性(landscape diversity) 指特定区域中景观要素及其空间结构类型、格局、过程的变异性和复杂性。 (2)意义u 直接价值。从生物多样性的野生和驯化的组分中,人类得到了所需的全部食品、许多药物和工业原料,同时,它在娱乐和旅游中也起着重要的作用; u 间接价值。主要表现在固定太阳能、调节水文学过程、防止水土流失、调节气候、吸收和分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程等7个方面 。((3)现状 u 研究表明,地球上的生物种类正以相当于正常水平倍的速度消失,约有.万种植物和多种动物濒临灭绝。过去年中约有的生态系统恶化。全球每年因毁林和森林退化导致的损失达万亿

43、至.万亿美元。 u 联合国大会将年确立为“国际生物多样性年”,主题为“生物多样性就是生命,生物多样性也是我们的生命”。 ( (4)生物多样性丧失的主要原因 当前正处于生物多样性迅速丧失的时代,大量物种趋于灭绝,据统计,全球每天灭绝的物种数约40140种,人类生存的基础正在逐渐被瓦解。主要原因有以下几点: u 生境的丧失和破碎化u 引入物种u 植物和动物种的过度利用u 土壤、水和大气污染u 全球气候变暖u 工业化的农业和林业3.1.2景观多样性(理解) (1)景观多样性的意义 只有多种生态系统的共存,才能保证物种多样性和遗传多样性。 只有多种生态系统的共存,并与异质的立地条件相适应,才能使景观的总体生产力达到一定水平。 只有多种生态系统共存,才能保证景观功能的正常发挥,并使景观的稳定性达到一定水平。 (2)景观多样性普遍存在的原因 因为立地条件不同而形成不同的生态系统(如山地坡向)。 由于干扰作用的结果(如火烧)。(3)景观多样性的研究内容 景观多样性主要研究组成景观的斑块的数量、大小、形状和景观的类型、分布及其斑块间的连接度,连通性等结构和功能上的多样性。 (4)景观多样性的类型 1)斑块多样性及其生态意义 涵义: 斑块多样性是指景观中斑块的数量、大小和斑块形状的多样性及复杂性。 生态意义: 景观中斑块的总数 单位面积上斑块的数目,是景观完整性和破碎化的重要表现(

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