第2章景观结构

1、城镇用地水域稻田灌草地林地湿地裸地果园198019881994深圳深圳市的市的土地土地利用利用变化变化2.1.1 起源与类型（起源原因、特点）1 干扰斑块(disturbance patch) 原因：由于局部干扰而产生的。 采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿 干扰是引起生态系统格局显著偏离其常态的事件。 举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等。干扰内、外因（如火灾）短期、长期短期特点：具有最高的周转率、持续时间最短、消失最快的斑块类型。 2 残存斑块(remnant patch) 原 因: 由包围着一小块未受干扰地区的大范围干扰造成的. 举 例: 寒冷过后阳坡上留下的鸟巢、火灾大火过后残留的一片森林

2、松弛期：某些种群灭绝速率升高的时期。 调整期：物种变动速率增高的时期。4 引进斑块(introduced patch) 原因：人类将生物引进一个地区，就产生了引进斑块。（1）种植斑块(planted patch) 原因：由人种植植物而产生的特点：人维护、存留时间长斑块持久性时间未干扰 在斑块内干扰 在本底中干扰长期干扰单一干扰（短期）环境资源斑块 干扰斑块 残存斑块 引进斑块斑块的持久性与稳定性 边缘地带植物密度高于内部，故营养也高于内部地带，由于小斑块的饿边缘/内部比大于大斑块，因此小斑块单位面积的能量与物质不同于大的斑块。 大斑块比小斑块有更高的营养级的动物，并且食物链也更长。 2 面积对

3、物种的影响 （1）岛屿 在生物群落里，物种的多样性随面积的增加而增加。 岛上种数与面积大小的关系的三种解释：S=CAZ种的丰富度面积S=CAZ S-多样性 A-面积 C-比例常数 Z-一般为0.180.35大岛屿物种多稀有种多小岛近亲繁殖S=f（+生境的多样性-干扰+面积-隔离程度+年龄）物种多样性速率迁入灭绝小大SsSLP物种多样性速率P灭绝迁入远近SNSF区别：障碍物不同海岛的隔离是与大陆相对而言岛屿与陆地景观的形成时间大相径庭与边缘的作用设计保护区时，面积比较关键。 主要保护：1 较高的当地物种多样性 2 稀有种和濒危种 3 稳定的生态系统3 森林的破碎化及其生态后果 物种生存环境危机

4、树木的变化 动物的变化 鸟类 昆虫4 斑块与自然保护区 大的自然保护区保护物种多 完整比破碎要好 尽量减少隔离度 簇状比线状好 走廊连接 圆形较好 形状与面积同等重要 例如:鸟、昆虫觅食，巢域一般为长方形。1 生态学意义 形状分析可了解物种动态（物种分布是稳定、扩展、收缩、还是迁移甚至以了解迁移路线） 斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。 斑块的形状与环境变化及更新过程有关。 园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术效果。 D-形状系数 L-斑块固边长度 A-斑块面积 D值说明某一斑块周边长度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ALD2形状系

5、数 Perimeter-area ratio the perimeter of a patch divided by the area an index of patch shape higher index = more edge effectsCore areaEdge area2 圆形斑块与长条形斑块的生态比较形 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3 环状斑块 形状很特殊的斑块 特点：内部/边缘低，内部种少 举例：环绕北极地区分布格局 高山环绕山体 绕湖周围4 半岛（peninsula） 定义：

6、指的是一个斑块中狭长的外延部分。 漏斗效应：人们常见的在半岛顶端，动物路径密度高的现象。鸟类、维管束植物减少物种多样性递减内部/边缘比解释2.1.4 斑块的尺度性和相对性（）斑块的尺度性采用不同的尺度时，斑块的划分结果可能不同（）斑块的相对性对某一物种来说同质性的斑块，对另一物种来说可能是由若干更小的异质性斑块组成的镶嵌体；同样对某一生态过程来说是一个异质性的斑块组合，对另一个生态过程来说可能是一个同质性斑块2.1.4 斑块的变化与斑块动态.斑块化机制斑块化是指斑块的空间格局及其变异通常表现在斑块的大小、内容、密度、多样性、排列状况、结构和边界特征等。生物感知并产生反应的斑块化与人所感知的可能

7、完全不同。下面两个概念有助于理解和研究生物对斑块化的反应。最小斑块化尺度：生物个体能够感知的环境斑块的最小空间尺度。这一概念与粒度完全相同。最大斑块化尺度：生物个体能够感知的环境斑块的最大空间尺度。这一概念与幅度意义等同。斑块化产生的原因和机制：（）自然干扰；（）人为干扰；（）环境的时空异质性。斑块化的特点（）斑块的可感知特征斑块的可感知特征包括斑块的大小、内容、持续时间以及结构和边界特征。（）斑块的内部结构斑块的内部结构具有明显的时空等级性，大尺度上的斑块是小尺度少的斑块镶嵌体。（）斑块的相对均质性斑块的异质性是绝对的，均质性是相对的。（）斑块的动态特征斑块的动态是指斑块内部变化和斑块间相互

8、作用导致的空间格局及其变异随时间的变化。（）斑块化的尺度和生物依赖性斑块化的特征依赖与观察尺度及所研究的生物。（）斑块等级系统对于任何物种或个体，在最小斑块化尺度和最大斑块化尺度之间的所有尺度上的全部斑块，构成何物种或个体斑块等级系统。（）等级水平相互作用关系在斑块等级系统中，两个等级水平之间的相互作用强度随二者间隔的等级水平数目的增加而减弱。（）斑块敏感性生物只在其特定斑块等级系统内才可能表现出对斑块敏感的行为特征，而对其斑块等级系统以外的时空尺度上的斑块化表现不出相关性。（）斑块等级系统中的核心水平核心等级水平是指最能集中体现研究对象或过程特征的等级水平，相应的时空尺度称为核心尺度。（）斑

9、块化的原因和机制的尺度依赖性斑块化的原因和机制随尺度而变化。斑块化的生态与进化效应（）种群动态与斑块化斑块化具有重要的生态学意义，其显著效应之一就是异质种群的形成。异质种群是同种的局域种群在不同斑块上分布的总和。异质种群对生境破碎化的反应有两种相反的作用。由于生境的斑块化，每一斑块上的种群有可能由于个体数目太少而丧失基因的变异性，加剧种群消亡灭绝的危险；由于斑块化往往产生亚种群。当一个异质种群面临毁灭性灾难时，这种斑块化也许能为某些亚种群提供庇护所，从而最终有利于保持该种群。（）资源分布的斑块化生物的生存很大程度上取决于资源的失控分布格局。（）干扰与斑块化干扰是斑块化形成的主要原因之一，它影响

10、到资源的空间分布。另一方面，斑块化又直接控制干扰的扩散。（）人类影响的斑块化首先认识到人类的影响无处不在，且在各种尺度上施加影响。其次，人类影响的斑块化在结构和功能上都不同于自然斑块化。（）斑块化与物种的共同演化斑块化是生物与环境相互作用的结果。斑块化与种群扩散；斑块化与生物个体的大小。（）斑块化与生物多样性任何一个种群的适应生存都受到环境斑块化的限制。 与本底有所区别的一条带状土地,可以看作是一个线状或带状的斑块. 例如:树篱、公路2.2.1 廊道的功能 双重作用:将景观分离、将景观连接 1.传输通道功能：植被廊道、河流廊道、公路、铁路、运河、输电线等 2.过滤和屏障功能：河流、围墙、林带、

11、植被带等 3.生境功能：林带、植被 4 .物种的源与汇功能： 5.提供资源或产品： 6.美学功能：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤走廊按起源可分为：干扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道 2.2.3 廊道的结构特点1 弯曲度(curvature) 廊道中两点间的实际距离与它们之间的直线距离之比，影响到了廊道的传输功能。动物、人更消耗体力. 作用：结点在管理与规划中十分有用，因为它提供了许多相连系的物种源，当物种在斑块中消失时，有利于物种重新迁入。 例如：河流急转弯的凹面常出现一片泛滥平原，两条公路交叉处的重叠植被廊道的宽度无论纵向的通道功能，还是横向的过滤与屏障功能，都与廊道的宽度有

12、关5 廊道的内部特点 1) 从边缘到中心的物种组成发生急剧变化 例如：公路、河流、林带 2) 环境条件与外部有所不同 例如：林荫路冬暖夏凉 3) 水平上延伸一段距离，水平梯度也会发生变化。1 线状廊道 廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是边缘占优势。 一般有7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱2 带状廊道 廊道是一条很窄的带，其宽度是可以造成一个内部环境，含有内部种，每个侧面都存在边缘效应。线状廊道与带状廊道的对比线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状廊道的基带状廊道与线状廊道的基本生态差异主要在于宽度，本生态差异主要在于宽度，具有重要的功能意义。具有重要的功能意义。边缘种

13、多样性（物种数量）林带宽度内部种林带宽度与物种多样性 3 河流廊道 河流廊道是沿河流分布的，与周围本底不同的植被带。 1) 结构：河床边缘、漫滩、堤坝、岸上高地。 举例：长江、黄河 2) 宽度多宽为宜： a 应具备有效地控制从高地到河流的水流和营养的功能。 b 有利于森林内部种沿河运动，宽度应超出边缘效应。3) 河流等级：最小的河流叫一级河流。两个一级河流合成一个二级河。2.3 本底（基质） 范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型。景观中的背景地域。连通性高的作用： 1) 可以作为障碍物将其他要素分开。 例如：防火带 2) 便于物种迁移与基因交换。 3) 使其他要素成为

14、生境岛。3 动态控制 例如：原始林采伐烧地、农田与林网1 孔隙度(porosity) 斑块在本底中称为孔。 单位面积的斑块数目称为孔隙度。它是本底中斑块密度的量度。与斑块大小无关。 （2）网络格局不同的网络景观形成不同的网络,表现为网格状网络格局、树枝状网络格局、环圈状网络格局。(3)网眼大小 组成网络的线之间的平均距离或者线所环绕的景观元素的平均面积。 对物种粒种有影响，例如：法国布列塔地区研究表明，小甲虫、土地网眼4 ha时消失，猫头鹰在网眼为7ha时消失。（4）网络结构的影响因素网络的结构特征受人类影响很大，与环境、社会和经济条件密切相关。2 农田防护林网（1）农田防护林网的结构和功能传统的农田防护林主要研究林带的宽度、高度、组成、结构等。景观尺度上考虑网眼的大小、网络连通性和结点的特征与分布。农田防护林网不仅有防风固沙、调节气候的功能，而且改变了农区以农田为主的单调的景观格局，增加了农田系统的稳定性。（2）农田防护林网络结构的测度林网的连接度、环通度、带斑比、优势度等。3 城市绿地网络系统（1）城市绿地系统的网络结构道路