景观生态学简介

1、姓 名： 学 号： 景观及景观生态学的相关概念景观及景观生态学的相关概念 景观生态学的研究内容景观生态学的研究内容 景观生态学中的基本理论与原理景观生态学中的基本理论与原理 景观生态学的研究方法景观生态学的研究方法 我国景观生态学的研究重点我国景观生态学的研究重点 目录目录 1.1.景观及景观生态学的基本概念景观及景观生态学的基本概念 景观：景观：指一组以相似方式重复出现的相互作用指一组以相似方式重复出现的相互作用 的生态系统所组成的异质性地表区域。的生态系统所组成的异质性地表区域。 （Forman&Gordon，1986）。）。 例如北方山例如北方山 区的乡村景观：山麓区的乡村景观：山麓-村

2、庄村庄-道路道路-河流河流-森林森林-农农 田，且重复出现。田，且重复出现。 景观是一个生态学系统景观是一个生态学系统 由不同生态系统组成的，不同的系统之间通由不同生态系统组成的，不同的系统之间通 过物质交换、能量流动和物种交换途径而相互过物质交换、能量流动和物种交换途径而相互 作用和影响，进而形成一个整体。作用和影响，进而形成一个整体。 具有一定自然和文化特征的地域空间实体具有一定自然和文化特征的地域空间实体 景观是在人与自然共同作用下形成的，不仅景观是在人与自然共同作用下形成的，不仅 具有特定的气候和地貌特征，而且与特定的地具有特定的气候和地貌特征，而且与特定的地 域文化特征域文化特征相对

3、应。如，云南哈尼元阳梯田。相对应。如，云南哈尼元阳梯田。 景观的基本特征景观的基本特征 景观可分为：自然景观、经营景观、人工景观、文化景观可分为：自然景观、经营景观、人工景观、文化 景观、经营景观、人工景观、附带有人类文化或文明痕景观、经营景观、人工景观、附带有人类文化或文明痕 迹或属性的景观。迹或属性的景观。 理解景观的现代概念必须掌握如下几个特征：理解景观的现代概念必须掌握如下几个特征： 景观是人类活动和生存基本空间景观是人类活动和生存基本空间 人类和动物均需要2种以上的景观要素才能生存和 发展。即人类需要在多种生态系统内部才能完成各种 活动，人类活动是构成景观的基本要素。 景观是异质性生

4、态系统的镶嵌体景观是异质性生态系统的镶嵌体 异质生态系统的空间构型、空间、格局是景观结 构的重要表现形式。也决定景观的功能、结构及其 变化的基础。 斑块（斑块（patchpatch）：是外观上不同于周围环境的相对均 质的非线性地表区域。 廊道（廊道（corridorcorridor）：不同与两侧相邻土地的一种特 殊的带状要素类型。 景观组分：景观组分：是指构成景观的不同生态系统类型，是指构成景观的不同生态系统类型， 通常有斑块、廊道、基质。通常有斑块、廊道、基质。 基质（基质（matrixmatrix）：景观镶嵌内的背景生态系统或土 地利用类型。景观中面积最大、连通性最好的景观 要素类型，如广

5、阔的草原、沙漠等 1 1. .斑块斑块2.2.廊道廊道 3.3.基质基质 景观生态学景观生态学是以景观为研究 对象，重点研究其结构、功能、 变化以及景观的科学规划和有 效管理的一门新兴宏观生态学 分支学科。（郭晋平，2001） 景观生态学与其他生态学相 比 ，强调空间异质性的维持与 发展，生态系统之间的相互作 用，大区域生物种群的保护与 管理，环境资源的经营管理， 以及人类对景观及其组分的影 响。在景观这个层次上，低层 次上的生态学研究可以得到必 要的综合。 2 2. .景观生态学的主要研究内容景观生态学的主要研究内容 景观生态学研究的对象是景观，从景观生态学的定义来 看，其研究内容有以下四个

6、方面： （1 1）景观结构）景观结构：研究景观的组成与空间格局特征。如各 生态系统或景观要素的大小、形状、数量、类型、空间构 型等特征，能量、物质和物种在景观中的分布状况。 例如：城市景观中，生态系统的种类及面积（道路、 道路绿化带、草坪、林地、建筑用地），形状（方、圆、 无规则）和丰富程度（数量），在空间上的排列方式（网 状、指状、棋盘状、散斑）以及能量、物质和生物体在空 间上的分布特征，均属于景观结构。 （2 2）景观功能：）景观功能：研究景观要素（生态系统）间的相互作用过 程与机制。 即能量、物质和生物有机体在景观中不同生态系统 之间的流动过程及其与景观结构、干扰等之间的关系。 例如：农

7、田景观中，农田中的能量、物质、生物有机体与河流、林地、 村落、水库等生态系统之间不断进行交换，相互影响。 （3 3）景观动态：）景观动态：研究景观结构和功能随时间的变化及其机理。 具体地讲，景观的组成成分、形状和空间排列方式，能量、物 质、生物有机体在不同生态系统之间的分布状况的变化，由此 导致能量、物质、生物有机体在不同生态系统之间的流动过程 的变化。 例如：随着城市不断扩大，农田消失，工厂和住宅区不断增加，景观中 能量、物质、生物分布状况发生变化（结构变化），能量、物质、生物有机 体在不同生态系统之间流动过程发生变化（功能变化）。 （4 4）景观规划与管理）景观规划与管理 （景观生态学的应

8、用）：（景观生态学的应用）： 将景观生态学的基本原理应用于景观的开发、管理及规 划。具体主要内容通过分析景观结构、功能、动态特征，提 出景观开发利用、管理的最优方案。包括： 景观生态分类：根据景观要素组成结构以及功能特点， 划分景观(生态)类型。 景观生态评价：根据景观生态类型，对各种利用方式 (如农、林、牧、工矿、城市、道路、建筑等)的适用性进行 评价、对景观生产力评价，并根据当地的经济条件，结合投 入产出原则，做出生态、经济、社会效益评价。 景观生态规划设计：对景观中结构上不合理之处进行调 整以获得最佳效益。例如：调整景观中各生态系统的面积、 种类、形状、空间排列方式等。 景观规划设计方案

9、的实施 3 3.1 .1 岛屿生物地理学理论岛屿生物地理学理论 岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是 岛屿面积与物种数量之间的关系，并由岛屿面积与物种数量之间的关系，并由Preston(1962)Preston(1962)提提 出以下关于岛屿种出以下关于岛屿种面积关系方程：面积关系方程： Ss=cAz Ss=cAz logSs=logc+zlogA logSs=logc+zlogA 其中，其中，S S是物种丰富度，是物种丰富度，A A是岛屿面积，是岛屿面积，c c和和z z是常数。是常数。z z的的 理论值为理论值为0.2630.

10、263，通常在，通常在0.180.180.350.35之间。之间。c c值的变化反映出值的变化反映出 地理位置变化对物种丰度的影响。地理位置变化对物种丰度的影响。 3 3. .景观生态学中的几个重要理论景观生态学中的几个重要理论 3.1景观生态学基本原理景观生态学基本原理 Forman和Godron对景观生态学中的普遍原理进行了概括， 共分以下七条： 1）景观结构与功能原理（景观结构）景观结构与功能原理（景观结构） 每一个景观均是异质性的，在不同的斑块、走廊和本底 之间，种、能量和物质的分配不同，作用功能也不同。 2）生物多样性原理（景观结构）生物多样性原理（景观结构） 景观的异质性使内部种减

11、少，边缘种增加，异质性可提 高物种总体共存的潜在机会。 3）物种流动原理（景观功能）物种流动原理（景观功能） 物种在景观要素之间扩展或收缩，既影响到景观的异质 性，也受景观异质性的控制。 4）营养再分配原理（景观功能）营养再分配原理（景观功能） 由于风、水或动物的作用，矿物质可流入或流出某一景 观，或者在一景观种的不同生态系统之间再分配，其再分 配速度随干扰强度的增加而增加。 5）能量流动原理（景观功能）能量流动原理（景观功能） 在景观内随着空间异质性的增加，会有更多的能量流 （热和生物量）通过景观要素之间的边界。 6）景观变化原理（景观变化）景观变化原理（景观变化） 干扰干扰（disturb

12、ance）是景观异质性的主要来源，干扰改变 景观格局，同时又受制于景观格局。 干扰是景观的一种主要生态过程，在不受干扰的情况下， 景观水平结构逐渐向同质性方向发展；适度干扰会增加景观 异质性；而严重干扰则在大多数情况下使异质性迅速降低。 7）景观稳定性原理（景观变化）景观稳定性原理（景观变化） 稳定性稳定性是指景观对干扰的抗性及其受干扰后的恢复能力。是指景观对干扰的抗性及其受干扰后的恢复能力。 从景观要素来说存在三种情况 景观要素不存在生物量时，该系统的物理特性很容易 发生改变； 景观要素生物量小时（演替初期），系统对干扰的抵 抗力弱，恢复力强； 景观要素生物量高时（演替顶极），抵抗力强，恢复

13、 力弱。 McArthurMcArthur和和WilsonWilson：岛屿生：岛屿生 物地理学平衡理论物地理学平衡理论 1 1）大岛屿的物种数量要多于小）大岛屿的物种数量要多于小 岛屿（面积效应）岛屿（面积效应） 2 2）靠近大陆岛屿物种数量要高）靠近大陆岛屿物种数量要高 于远离大陆的岛屿（距离效应）于远离大陆的岛屿（距离效应） 3 3）年轻的岛屿物种丰度较小，）年轻的岛屿物种丰度较小， 物种周转率（迁入量物种周转率（迁入量/ /灭绝量）灭绝量） 高，以后则不断降低，直到二者高，以后则不断降低，直到二者 相等，物种数量达到动态均衡。相等，物种数量达到动态均衡。 结论：岛屿的面积、孤立程结论：

14、岛屿的面积、孤立程 度和年龄依次是控制生物迁植、度和年龄依次是控制生物迁植、 灭绝和物种数量的关键因子。灭绝和物种数量的关键因子。 4.2 复合种群理论复合种群理论 复合种群（复合种群（metapopulationmetapopulation）：）：狭义上是由空间上彼狭义上是由空间上彼 此隔离，功能上又相互联系的两个或两个以上亚种群或局此隔离，功能上又相互联系的两个或两个以上亚种群或局 部种群组成的种群斑块系统。部种群组成的种群斑块系统。广义上是指，所有占据空间广义上是指，所有占据空间 上非连续生境斑块的种群集合体，只要斑块之间存在个体上非连续生境斑块的种群集合体，只要斑块之间存在个体 （对动

15、物而言）或繁殖体（对植物而言），不管是否存在（对动物而言）或繁殖体（对植物而言），不管是否存在 局部种群周转现象，均可称为复合种群。局部种群周转现象，均可称为复合种群。 复合种群的两个基本条件复合种群的两个基本条件 1 1）频繁的亚种群（或生境斑块）水平的局部性灭绝；）频繁的亚种群（或生境斑块）水平的局部性灭绝； 2 2）亚种群（或生境斑块）间的生物繁殖体或个体的交）亚种群（或生境斑块）间的生物繁殖体或个体的交 流（迁移与再定居过程）。流（迁移与再定居过程）。 4.3 4.3 渗透理论渗透理论 渗透理论在景观生态学中主要被用以研究景观格局渗透理论在景观生态学中主要被用以研究景观格局 对景观过程

16、影响的临界值问题。它认为，当介质密度达对景观过程影响的临界值问题。它认为，当介质密度达 到某一临界密度时，渗透物突然能够从介质的一端达到到某一临界密度时，渗透物突然能够从介质的一端达到 另一端，表现为临界阀现象。另一端，表现为临界阀现象。 临界阈临界阈现象：现象：某一事件或过程在影响因子或环境条件到某一事件或过程在影响因子或环境条件到 达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另一种截然不同达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另一种截然不同 状态的过程。状态的过程。 连通斑块的形成标志着：连通斑块的形成标志着：景观从高度离散状态突然转变景观从高度离散状态突然转变 为高度连续状态；生物个体从只在局部生境范

17、围内运动为高度连续状态；生物个体从只在局部生境范围内运动 的情形突然进入可从景观的一端运动到另一端的状态。的情形突然进入可从景观的一端运动到另一端的状态。 渗透阈值的影响因素渗透阈值的影响因素 1）.依赖于景观结构依赖于景观结构，实际景观中生境细胞多呈聚集实际景观中生境细胞多呈聚集 型分布；或者景观中存在有促进物种迁移的廊道，因此，型分布；或者景观中存在有促进物种迁移的廊道，因此， 实际景观中的渗透阈值通常要比低于理论值实际景观中的渗透阈值通常要比低于理论值 2）.还取决于物种的行为生态学特征还取决于物种的行为生态学特征。 渗透理论对研究景观结构（特别是连接度）和功渗透理论对研究景观结构（特别

18、是连接度）和功 能间的关系具有启发性和指导意义，能使我们联想到能间的关系具有启发性和指导意义，能使我们联想到 能量、物质和生物在景观镶嵌体中的运动与景观连接能量、物质和生物在景观镶嵌体中的运动与景观连接 度之间相互关系的许多问题。度之间相互关系的许多问题。 4.4 4.4 源汇系统理论源汇系统理论 源汇系统理论源汇系统理论最根本的作用在于简化复杂系统，以最根本的作用在于简化复杂系统，以 便达到对其结构、功能和行为的理解和预测。便达到对其结构、功能和行为的理解和预测。 在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中，有的系统在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中，有的系统 单元是作为物质迁出源，而另一些

19、系统组成单元则是作为接单元是作为物质迁出源，而另一些系统组成单元则是作为接 纳迁移物质的聚集场所，被称为汇。纳迁移物质的聚集场所，被称为汇。 流域水文状况，地貌过程中的侵蚀沉积，土壤植流域水文状况，地貌过程中的侵蚀沉积，土壤植 物系统的生物地球化学循环，养分元素和污染物质在土壤物系统的生物地球化学循环，养分元素和污染物质在土壤 圈、水圈和生物圈中的运移、物种迁移等存在源汇问题。圈、水圈和生物圈中的运移、物种迁移等存在源汇问题。 确定生境斑块的源汇特征对研究种群动态至关重确定生境斑块的源汇特征对研究种群动态至关重 要。可解释生物个体在景观生境斑块的各个部分具有不要。可解释生物个体在景观生境斑块的各个部分具有不 同分布特征的原因。同分布特征的原因。 5.5.景观生态学的研究方法景观生态学的研究方法 通过实验与观察获得数据，用于解释景观现象中的通过实验与观察获得数据，用于解释景观现象中的 因果联系，使景观生态学研究走向严谨化是目前该学科因果联系，使景观生态学研究走向严谨化是目前该学科 发展的一个重要课题。发展的一个重要课题。 1 1）自然格局观察）自然格局观察关注自然现象；关注自然现象； 2 2）人文格局观察）人文格局观察关注人文现象；关注人文现象； 3 3）景观综合实验）景观综合实验设立景观尺度的调查样地，获取设立景观尺度的调查样