景观规划考试总结

1、 . . . 景观规划考试总结第一章绪 论第一节 景观的概念1 美学上的意义 景观(Landscape)一词的使用最早见于希伯来语“圣经”旧约全书，原意是自然风光、地表形态和风景画面。汉语中的“景观”一词涵义丰富，反映“风景、景色、景致”之意。景观没有明确的空间界限，主要突出一种综合直观的视觉感受。常见的宏观景观举例A.山水景观；B.位于美国亚利桑那洲大峡谷景观；C.美国威斯康辛大学Curtis草地景观；D.草原景观；E.北美的Sonoran荒漠景观；F.亚洲温带荒漠景观一角2 地理学上的理解 景观作为科学名词被引人地理学，具有地表可见景象的综合与某个限定性区域的双重含义。 （综合的拓展）景观

2、是由地球表面气候、土壤、地貌、生物各种自然要素以与文化现象组成的地理综合体。“自然地域综合体”的代名词3 景观生态学对景观的理解 20世纪30年代, cTroll 将景观的概念引人生态学，是希望将地理学家采用的表示空间的“水平”分析方法和生态学家使用的表示功能的“垂直”分析方法结合起来研究景观整体的结构、功能和变化。景观的定义：景观是一个由不同土地单元镶嵌组成，具有明显视觉特征的地理实体；它处于生态系统之上，理区域之下的中间尺度；兼具经济、生态和文化的多重价值。第二节 景观生态学一、概念景观生态学（Landscape Ecology）是研究景观的结构、功能和变化，以与景观的科学规划和有效管理的

3、一门生态学新分支（属于宏观生态科学）。二、景观生态学的产生与发展1、景观生态学的发展阶段第一阶段从19世纪初到20世纪30年代，是学科综合思想的萌芽期。 洪堡的综合景观概念与思想的形成，为景观生态学的诞生奠定了基础。第二阶段由20世纪30年代后期到60年代中期，是学科思想的巩固阶段。 1939年，德国地植物学家特罗尔（Troll）通过航空相片研究东非土地利用问题时，首次提出景观生态学的概念。景观生态学是一种综合研究的新观点。第三阶段由20世纪60年代后期到80年代初，是学科的初创时期。 1968年在德国召开了 “首届景观生态学国际学术讨论会”。 荷兰景观生态协会 捷克斯洛伐克景观生态学协会 第

4、四阶段开始于20世纪80年代初的国际景观生态联合会成立之后，是学科的全面发展时期。 1982年10月在捷克斯洛伐克召开的”第六次景观生态学国际学术讨论会”上，正式成立了“国际景观生态学协会” .协会成立后，景观生态学的发展显示出三个特点：一是研究和教学活动普遍化，二是国际学术活动频繁，三是出版物大量涌现。2、我国的景观生态学研究Ø 80年代：起步阶段，侧重于国外文献的介绍Ø 90年代：迅速发展阶段主要会议v 1989年10月，首届景观生态学学术讨论会，出版论文集景观生态学理论、方法与应用v 1996年5月，第二届景观生态学学术讨论会，成立“国际景观生态学会中国分会”v 19

5、98年，亚洲与太平洋地区景观生态学国际会议v 2001年9月23 25日，第二届亚太地区景观生态学国际研讨会 v 2003年12月，全国第四届景观生态学学术研讨会“中国的景观生态学：问题·机遇·发展” 大学v 2005年12月，全国城市景观生态学学术研讨会在大学研究生院召开v 2007年11月，第五届全国景观生态学学术研讨会，3、景观生态学的发展趋势1）三个研究方向静态研究：着重对特定景观的结构和在一定结构控制下的功能进行研究。动态研究：对特定景观的动态变化历史过程、趋势与其控制机制进行研究。应用研究：是在静态研究与动态研究的基础上，为人类合理利用、开发、管理与保护和建设景

6、观而制定规划、设计与其实施技术和实践活动。2）景观生态学的整合1，3个研究方向的整合2时空尺度的匹配3多学科的整合4三者的结合三、景观生态学的研究对象和容 1、研究对象：作为复合生态系统的景观。 把地理学家研究自然现象的空间相互作用的横向研究和生态学家研究一个生态区的机能相互作用的纵向研究结合为一体，通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输和交换，通过生物与非生物以与人类之间的相互作用与转化，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以与相互作用的机理、研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护。 2、景观生态学的研究容1）、景观结构：斑块大小、形状、类型、异质性、

7、连接性，斑块间的空间关系2）、景观功能：空间要素间的相互作用，如动物移动、水分移动等。3）、景观变化：结构和功能随时间的改变。4）、景观规划与管理：制定景观恢复、保护、建设和管理的计划和规划，确定相应的目标、措施与对策。3、景观生态学的特点1整体观和系统观2异质性和尺度性3综合性和宏观性4目的性和实践性第三节、景观生态学中的几个重要概念一、尺度 二、景观异质性 三、景观多样性 四、干扰一、尺度1、尺度的概念尺度(scale)：通常指在观察或研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉与到的围。尺度可分为空间尺度和时间尺度2、尺度的表达尺度往往以粒度(g

8、rain)和幅度(extent) 来表达。空间粒度指景观中最小可辩识单元所代表的特征长度、面积或体积。时间粒度指某一现象或某一干扰事件发生的频率。幅度是指研究对象在空间或时间上的持续围或长度。 空间幅度：所研究区域的总面积。 时间幅度：研究项目持续的时间。在生态学中，尺度的用法往往不同于地理学或地图学中的比例尺（Scale），并且表现为相反的含义。3、景观生态学的尺度研究 景观生态学的研究基本对应着中尺度围，即从几十公里到几百公里，从几年到几百年。4、尺度转换(尺度推绎）ü 尺度转换的重要性生态学多数研究是在小围和短时间完成的，而且缺乏重复性。然而，大尺度上的现象往往是很重要的。因此

9、，尺度转换在研究景观的格局和过程时非常重要。ü 尺度外推尺度外推（scaling）：利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其它尺度上的特征，或者通过在多尺度上的研究探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程。尺度上推将小尺度上的信息转换到大尺度上的过程。（scaling up）和尺度下推（scaling down）将大尺度上的信息转换到小尺度上的过程。二、景观异质性异质性：景观部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性或非随机性特征。侧重于三方面：空间异质性：景观结构在空间分布的复杂性时间异质性：景观空间结构在不同时段的差异性，景观动态变化功能异质性：景观结构的功能指标，如物质、能量和物

10、种流等空间分布的差异性。景观异质性存在的意义1异质性是地球上多种多样景观形成的原因2异质性利于生态系统生物的共生3异质性利于景观生态系统中对资源的充分利用4异质性可影响景观的功能过程三、景观多样性：指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性。2、景观多样性类型斑块多样性：指景观中斑块的数量、大小和斑块形状的多样性和复杂性。类型多样性：景观中类型的丰富度和复杂度。格局多样性：指景观类型空间分布的多样性与各类型之间以与斑块与斑块之间的空间关系和功能联系。3、景观多样性的意义1是生物多样性的重要组成部分。2保障景观功能的正常发挥，保证景观稳定性的前提

11、。3保护物种多样性与遗传多样性的基础四、干扰1干扰的定义：是一个偶然发生的不可预知的事件，是发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。2、干扰类型按干扰产生的来源分：自然干扰和人为干扰依据干扰的功能分：部干扰和外部干扰依据干扰的形成机制分：物理干扰、化学干扰和生物干扰3、几种常见的干扰现象火干扰 放牧 土壤物理干扰 土壤施肥 践踏 外来物种入侵 人类干扰4、干扰的性质1干扰具有多重性，对生态系统影响表现为多方面2干扰具有较大的相对性3干扰具有明显的尺度性4干扰可以看作是对生态系统演替过程的再调节5干扰经常是不协调的6干扰在时空尺度上具有广泛性5、干扰的生态学

12、意义（1）干扰与景观异质性一方面，干扰对景观的影响决定于干扰的性质。一般认为，低强度的干扰可以增加景观的异质性，但在极强干扰下，将会导致更低的景观异质性。另一方面，干扰对景观的影响在较大程度上还与景观的性质有关。对干扰敏感的景观结构，在受到干扰时，受到的影响较大，而对干扰不敏感的景观结构，可能受到的影响较小。（2）干扰与景观破碎化A、一些规模较小的干扰可以导致景观破碎化。B、大规模的干扰可能导致景观的均质化，而不是进一步的破碎化；但也可能导致更强的破碎化。（3）干扰与物种多样性适度干扰下生态系统具有较高的物种多样性，在较低和较高频率的干扰作用下，生态系统中的物种多样性均趋于下降。第二章景观生态

13、学的理论框架第1节 景观生态学的相关理论容和方法上涉与众多学科，从中吸取丰富的营养。 1. 系统论系统论是从系统的角度来揭示事物在联系和变化规律的科学。基本概念：系统、层次,结构,功能,反馈,信息,平衡、涨落,突变等。基本原则：整体性原则、关联性原则、开放性原则、动态性原则等。研究方法：系统地提出问题明确系统要素间的相互关系构建逻辑和数学模型根据研究目标、分析系统的特点，确定研究方法根据要求选择最佳方案确定系统的结构组成和相互关系。2. 等级理论等级理论是关于复杂系统的结构、功能和动态的系统理论。基本观点 A.复杂系统都是具有层次的等级系统。如界门纲目科属种。 B.高层次事物具有大尺度、低频率

14、和慢速度特点；低相反。 C.高层次对低层次有制约作用；低层次为高层次提供功能根本作用 将复杂系统分解为多层次和多组分的等级系统;(垂直和水平结构) 简化复杂系统，以便对复杂系统的结构和功能等进行研究。关键环节 A.分析系统的可分解性，合理确定分解标准，分解出系统的组分； B.复杂系统至少分解为3个相邻层次。即核心层、高层和低层；等级系统中相邻层次之间的关系3、岛屿生物地理学理论岛屿生物地理学理论将生境斑块面积和隔离程度与物种多样性联系在一起，成为早期北美景观生态学的理论基础之一，并对景观生态学的发展起了重要的启发作用。岛屿生物地理学理论的一般表达式为： dS/dt = I E式中，S为物种数，

15、t为时间，I为迁入率，E为灭绝率。迁入率I由岛屿与种源的隔离程度决定的，由图可以看出，隔离得越厉害，迁入率越低，图中远岛的迁入率曲线明显低于近岛，迁入率均随物种种数的增加而下降。因此 I(S,D)=(1-S/SP)2nexp(1-D 1/2/D0)灭绝率E与岛屿的面积大小有关，从图中可以看出，岛屿的面积越小，物种的灭绝率越大，且灭绝率随物种数量的减少，灭绝率逐渐下降。因此 E(S,A)=RSn/A这一理论说明，在景观规划设计时，应注意斑块面积大小以与斑块与种源之间的距离，以保证斑块物种数量最多，维持斑块生物稳定性。岛屿生物地理学理论在研究斑块物种维持机制方面有重要的参考价值，可以用下面简单的数

16、学模型来描述陆地斑块的这一复杂过程：物种丰富度=f(+生境多样性，(+)干扰，+面积，斑块隔离程度，+年龄，+基质异质性，边界不连续性)斑块大小主要通过影响系统的总能量量来实现对生物多样性支撑能力的贡献，同时较大的斑块也为生境异质性提供了客观基础，对种群灭绝率也有抑制作用。而隔离因素主要影响斑块间的物种交流，斑块间的有机体动态是景观维持生物多样性的重要机制，meta种群从多个角度证实了这一推论。从生物多样性保护角度分析，斑块面积应该是生物保护设计中首要保证的设计要素，而且景观中生物多样性的保护潜力是景观中斑块大小状况的函数。岛屿生物地理学理论的要点：Ø 岛屿上的物种数不随时间而变化&

17、#216; 这是一种动态平衡，即灭亡种不断地被新迁入的种所代替Ø 大岛比小岛能“供养”更多的种Ø 随岛屿距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低4 异质种群理论异质种群：由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群。异质种群动态的数学模型（R.Levin）：dP/dt=mP(1-P)-eP=(m-e)P1-P/(1-e/m)此方程的平衡值为： P=1-e/m式中，P为未灭绝的亚种群比例，即已被一个种所占据的斑块的数量与总斑块数量的比值，m为物种定居能力常数，e为物种灭绝速率常数异质种群与岛屿生物地理学异质种群的理论涉与到岛屿生物地理学中的平衡理论，因为在这两个理

18、论体系中都有一个共同的基本过程，即个体迁入并建立新的局部种群以与局部种群的灭绝过程。岛屿生物地理学模型可改写为：dP/dtm(1-P)-eP此时方程中的P表示在任意时刻t已被占据的岛屿比例，其平稳值为Pm/(m+e)。“源”种群指在条件较好的斑块生境中生存并具有较高增长率的局部种群。“汇”种群指在条件较差的斑块生境中生存并具有负的局部种群增长率的局部种群。5 渗透理论渗透理论是用于研究多孔介质中流体的运动规律的。渗透过程一般存在一个临界值（渗透概率），当多孔介质所构成的有限单元中渗透概率PPC0.5928时，流体就保留其中；而当PPC，流体就会穿越有限单元网格发生渗透。渗透理论已广泛用于疾病流

19、行、干扰、森林火灾和害虫爆发以与动物运动和资源利用方面的研究。第2节景观生态学的基本原理1. 景观整体性原理功能整体：景观是由不同景观要素通过生态过程联系而构成。从景观的整体性出发来研究景观的结构、功能与其演变过程。如农业产业结构调整，目的是使农业整体社经生态效益最佳。2. 景观异质性原理景观异质性：指各景观要素在属性上和空间分布上的变异程度。体现方面：景观要素多样性；空间格局复杂性；空间相关动态性。表现形式：镶嵌(生物或环境镶嵌,中断)和梯度(环境因子渐变)如华北平原，基质农田中镶嵌有村庄,城市,河流等异质要素。3. 景观等级性原理景观等级系统：景观是由各种景观要素构成的层次等级系统。此原理

20、决定了：研究对象是景观整体的性质和动态规律；各景观要素之间的空间关系和功能关系。4. 景观尺度性原理景观尺度效应：景观的空间格局和生态过程随研究尺度而变化。如景观中的村庄是一个斑块，但在小尺度下是一个异质性景观。原理表明：同一事物在不同研究尺度下表现出不同的属性； 确定适当的研究尺度才能了解该尺度下的对象性质。 调整研究尺度就是调整眼界(工作围)。5. 景观动态性原理景观动态：景观要素和空间格局与生态过程都随时间而变化。各景观要素随时间变化的速度和程度各不一样.如公路和农田6. 景观稳定性原理稳定性：是指景观对干扰的抵抗力以与受干扰后的恢复能力。景观稳定性与景观异质性(或生物多样性)有关。异质

21、性程度高生物多样性高抵抗力恢复力强景观稳定。7. 景观生态流原理生态流：景观中的物质、能量和物种在景观要素之间的流动。生态流是生态过程的具体表现，包括物流、能流和物种流。生态流的表现：扩散和聚积，使物质能量实现空间再分配。流的源：是指迁出能流物流和物种流的场所.（扩散源）流的汇：是指接纳能流物流和物种流的场所.（聚积地）流源汇：共同组成了物质迁移系统.（使结构与功能关联）流的媒介：风、水、飞行动物、地面动物和人。流的动力：扩散(与异质性相关；如种群迁移) 传输(物质流。如水流的侵蚀、搬运和沉积作用) 运动(动物和人对各种物质的传播)8. 景观格局和过程的关系原理景观格局是指形状和大小各异的景观

22、要素在空间的排列组合。包括景观组成单元的类型、数量与空间分布和配置等。格局是景观结构在空间上的表现形式和异质性的具体体现。景观过程指各种景观成分发生发展的变化程序与其动态特征。 包括各种生态流、种群和群落变化、干扰扩散等。景观过程是景观功能的具体体现。格局与过程的关系：格局控制过程的进行：如水域可阻隔火干扰的蔓延；渠塘灌溉景观对营养元素的转移和分配的控制作用；山区不合理的土地利用方式对水土流失的影响；农林间作对养分元素的循环和分配的影响。过程影响格局的形成：如林火干扰可形成新的景观格局。结构与功能的关联：集中表现在流的延伸将源和汇联系起来。9. 景观演化的人类主导性原理景观演化：指景观受自然或

23、人类干扰而发生的宏观定向演变。自然干扰使景观按自然的固有规律演化，宏观上是不可逆的。人类主导演化：通过调控其方向和速度实现景观的定向演变。人类对景观的干扰有建设和破坏两个侧面：景观生态建设：合理调整或构建景观单元的空间结构，提高景观的生产力和稳定性，使人类对景观演化的影响步入良性循环。如北方风沙干旱区的农林间作景观；北方山区的小流域治理景观。而毁林开荒、城市扩等将使景观的稳定性和生物多样性降低。10. 景观多重价值原理景观多重价值：景观区域的生态、经济和美学价值的统一。 生态价值：体现在生物多样性高低和环境改善功能强弱等方面。经济价值：体现在生物生产力和景观资源开发利用等方面。美学价值：景观的

24、视觉特征所决定；美学价值与审美观有关。随时代而变：如久居城市之后，人们又追求田园风光。因民族而异：我国小桥流水、亭台楼阁中追求生机和谐格调等人们对景观的偏爱：青山、绿水和植物；神秘感和探索性。景观设计的宜人性：通达、亲和、优美、清洁、不拥挤等。重视要素的空间关系。如形状、大小、密度、连接和隔断等。景观设计要注重景观的视觉多样性。避免单一，多而不杂。第三章 景观空间结构与景观异质性景观结构：景观组成单元（各生态系统或亚系统、土地利用类型）（景观要素）的类型、多样性与其数量关系特征。景观和景观要素的关系是相对的。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。第一节 斑块斑块：依赖于尺

25、度的，外观上不同于周围环境（基质）的非线性地表区域，具有一定部均质性的空间实体。一、斑块起源一场大火后的早晨，我们迫不与待地去考察漆黑一片的景观。这是一个可怕的景象！但最令人感兴趣的是景观上零星分布的许多种斑块，两处孤立的火已燃起。附近一处小斑块已化为灰烬，而且大火已向远处蔓延。经对其考察，发现随有火焰跃过但依然保留着植被的几个斑块。我们返回未燃烧的地区时，要穿过小片沼泽。这个斑块由于土壤过湿，具有完全不同的动植物。随后，来到一片开垦地，并眺望一块微风吹拂的谷物斑块。主要成因机制或起源包括：自然干扰，环境异质性，人类种植根据斑块的起源或成因机制将常见的景观斑块类型分为4种：干扰斑块残存斑块环境

26、资源斑块引进斑块1 干扰斑块起源：自然干扰和人类干扰。一般由短期局部性干扰形成；也可由长期持续干扰形成，主要是由人类干扰引起的；有时，长期自然干扰也能够形成干扰斑块。特点：基质未受干扰，而斑块受到干扰。具有最高的周转率，持续时间最短，通常是恢复最快的斑块类型。2 残存斑块起源：基质受到大面积自然干扰和人类干扰的影响，在其局部围幸存的自然或半自然生态系统或其片断，其成因机制与干扰斑块一样。特点：基质受干扰，而斑块未受到干扰。与干扰斑块在外部形式上似乎有一种反正对应关系。3环境资源斑块起源：根本原因是景观环境资源分布的空间异质性。特点:由于资源的分布相对持久，所以斑块也相对持久而稳定，抗干扰能力强

27、，而且斑块的周转率相当低，能长期地存在于与基质相异的环境中。4 引进斑块（1）种植斑块 起源：人们有意或无意地将植物引入某些地区而形成的局部生态系统。特点：在斑块，物种动态和斑块周转速率主要取决于人类的管理活动。（2）聚居地起源：人类干扰。特点：1聚居地的生态结构取决于代替自然生态系统的生物类型，包括人、引进的动物、不慎引入的害虫和从异地移入的本地种。2聚居地高度人文化，其持续性部分取决于人类管理的程度和恒定性。二 斑块大小（斑块规模）1 对物质和能量的影响一般，斑块的能量或养分总量与斑块的面积成正比。然而，斑块的能量和养分含量不仅与斑块的大小有关，还与斑块部和边缘带的比例（缘比）有关。受斑块

28、大小影响的部区域和边缘带2 对物种多样性的影响景观中斑块面积的大小、形状以与数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。一般地说，物种多样性随斑块面积的增加而增加。3 对生境适宜性的影响作为生物栖息地的斑块，斑块大小对不同物种的意义差别很大。三 斑块形状斑块形状的意义：o 对生物多样性影响较大o 对生物的扩散和觅食有重要影响o 园林美学的意义第二节 廊道又称走廊，指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。一 廊道的起源o 环境资源廊道：由环境资源在空间上的异质性线性分布形成。如河流廊道。o 干扰廊道：由带状干扰所致。o 残存廊道：是周围基质受到干扰后的结果。o 种植廊道：由于人类种植形成。二

29、 廊道的作用双重作用:将景观分离、将景观连接1.传输通道功能 2.过滤和屏障功能 3.生境功能4.资源或产品功能5.美学观赏功能三 廊道的结构特征o 曲度：常用廊道中两点间的实际距离与他们之间的直线距离之比来表示。o 宽度：宽度变化对物种沿廊道或穿越廊道的迁移具有重要意义。o 连接度（连通性）：可以用单位长度廊道中的断点数来表示。廊道的一个重要特点三 廊道的类型o 线状廊道 是一条很窄的，主要由边缘物种组成的狭长条带。o 带状廊道 指景观中与相邻两边环境不同的带状结构。包含一个部环境；除有边缘种外，环境中还含有较丰富的部种。如：高速公路、宽林带、宽动力线等o 河流廊道 含义：指沿河流分布而不同

30、于周围基质的植被带，包括河床边缘、河漫滩、堤坝和部分高地 功能：ü 它控制着河水与周围陆地进入河流的物质流动。ü 它影响河流本身的运输。ü 侵蚀、养分流、地表径流、洪水、沉积作用、水的质量都与廊道的宽度有关。ü 它为物种的迁移和栖息提供了条件。ü 为人类运输航道、物质资源、保护作用。第三节基质（对景观动态具有控制作用）景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。如：森林基质、草原基质、农田基质。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。基质的判定 相对面积 空间上的连接度 动态控制作用、相对面积通常基质的面积超

31、过现存的任何其它景观要素类型的总面积。如果某种景观要素占景观面积的50%以上，那么它很可能就是基质。空间上的连接度如果某一空间在延续途中未被其它边界所穿插、隔离，就认为该空间是完全相连的。基质是景观中连接最好的景观要素，并包围其它景观要素。但基质通常并不完全连接在一起，而是被分成几块地段。对景观总体动态的控制程度功能指标面积最大、连接度最好的景观要素类型往往也控制景观中的流。基质中的优势种也是景观中的主要种。基质主要是通过产生未来景观来控制景观动态。基质的结构特征：o 孔隙率：单位面积基质中的斑块数目，即斑块密度。o 边界形状：基质与其他景观结构成分之间边界的形态。o 连通性：第四节 网 络1

32、 网络的概念景观要素之间的空间联系有两种方式：网络结构：廊道网络（由廊道相互连接形成），斑块网络（由同质和（或）异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成）。生态交错带廊道网络概念：道网络由结点（node）和连接廊道构成两种形式：分枝网络：树状的等级结构 ：封闭环路结构网络结构特征：结点，网络格局，网眼大小农田防护林网o 农田防护林网的结构和功能o 农田防护林网结构的测度城市绿地网络系统o 城市绿地网络系统的结构：由公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五大类构成。o 城市绿地网络系统的属性2 生态交错带概念：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特征不同的边缘带。生态交错带的特征（1）生态交错

33、带具有边缘效应（2）生态交错带阻碍物种分布（3）生态交错带的敏感性（4）生态交错带的生态风险生态交错带的结构1生态交错带的等级结构特征2生态交错带的空间格局3生态交错带空间结构分析指标生态交错带的功能（1）通道或廊道：景观中的许多流(物流、能流、信息流、物种流等)是沿生态交错带流动的，此时交错带相当于廊道。（2）过滤或屏障：穿越生态交错带的流在质、量和速度上大都会受到不同程度的影响，此时的交错带相当于个半透膜；（3）生境：生态交错带有其持有的物种和环境特征，因此也成为一种栖息地类型。重要的生态交错带1河岸带2农牧交错带3城乡交错带4森林边际带边缘效应：斑块边缘部分由于受外围影响而表现出与斑块中

34、心部分不同的生态学特征的现象。边缘效应的影响因素1边缘带宽度2边缘带面积3缘比4正效应和负效应第五节景观功能o 景观要素部与其之间的能量和物质流动，以与景观要素的相互作用是景观过程的基本功能。o 景观的一般功能包括景观的生产功能、生态功能、美学功能和文化功能。o 景观的生产功能：指景观能够为人类社会和生态系统提供物质产品和生物生产的功能。o 景观的美学功能：是一个围广泛、涵丰富、比较难于确定的问题景观的文化功能自然景观的文化功能1）自然景观是艺术创作的来源之一。2）自然景观冶人的情操。3）自然景观是人类学习的源泉。人文景观的文化功能1）提供历史见证，是研究历史的好材料。2）提高景观作为旅游资源

35、的价值。3）丰富世界景观的多样性。景观的生态功能：指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统服务。服务指不能在市场上买卖，但具有重要价值的生态系统的性能，如净化环境、保持水土、减轻灾害等。Castanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统提供的服务总价值为：每年平均33万亿（1654万亿）美元，与之相比，全球GNP的年总量为18万亿美元，即全球生态系统服务总价值大约为全球GNP的1.8倍。o BioScience1997年的一篇报道认为生物多样性的恢复与保育对每个国家都很重要，它提供经济和环境效益。估计美国每年从生物多样性，如有机废物处理、土壤形成和生物固氮等方面可以

36、获得3000亿美元。o 我国国家环保局估计我国生物多样性的直接使用价值每年达2000亿美元，间接使用价值达4万亿每年。第四章 景观动态变化第一节 景观稳定性一 景观稳定性的概念1 景观参数的变化曲线若不考虑时间尺度，景观参数随时间变化曲线的特点可以由3个独立参数来描述：变化的总趋势（上升、下降和水平趋势）；围绕总趋势的相对波动幅度（大围和小围）；波动的韵律（规则和不规则）。2.对景观稳定性的理解 从景观变化的趋势认识：持久性：表示系统或某些成分的生存时间。恒定性或变异性：表示系统某些特征的波动频率和幅度。从景观对干扰的反应来认识：恢复性或弹性：表示系统发生变化后恢复到原来状态的能力。（恢复性可

37、用系统回到原状态所需的时间来度量。）抗性阻力：表示系统抵抗外界变化的能力。二 影响景观稳定性的基本因素1气候变化2地貌形态3岩石和土壤4流水和水文变化5植被变化6干扰三 景观稳定性的生态机制1景观生态系统普遍存在的异质性2景观生态系统的开放性3景观生态系统的生物进化过程第二节 景观变化的驱动因子一、自然驱动因子指在景观发育过程中，对景观形成起作用的自然因素。较大的时空尺度上作用于景观，它可以引起大面积的景观发生变化。1 地貌的形成2 气候的影响3 生命的定居4 土壤的发育5 自然干扰二、人为驱动因子 包括人口、技术、政治经济体制、政策和文化等因子，对景观的影响十分重要。第三节景观变化中人的作用

38、一、人类对自然景观的干扰作用1、干扰方式主要有：旅游、狩猎、采集、污染等2、人类干扰对景观的破坏裸地，采伐迹地，弃耕地，沙漠化土地，采矿废弃地，垃圾堆放场，水域污染二、人类对管理景观的改造作用改造作用的方式：1开垦与农业种植2农田防护林建设3森林采伐与更新4人工造林5围栏草场三、人类对人工景观的构建作用n 1水利工程建设2围湖造田与梯田建设3河堤建设4城市建设第四节 景观变化的生态环境影响一、景观变化对气候的影响通过以下三方面来实现：1土地表面性质的变化2地表反射率的变化3温室气体和痕量气体的变化二、景观变化对土壤的影响对土壤有关生态过程的影响1能量交换2水交换3侵蚀和堆积4生物循环和农作物生

39、产 5对土壤养分流动的影响三、景观变化对水环境的影响1对水量的影响 水资源短缺2森林变化的影响 3草地变化的影响4耕地的影响（包括灌溉和农业集水区）5聚居地和其它非农用影响 6对水质的影响 非点源污染四、景观变化带来的生态环境问题1大气质量下降 景观变化可以改变大气中气体的组成和含量，从而影响大气的质量。2土壤侵蚀和土地沙化 3水资源短缺河水断流：黄河断流海水入侵：我国的大渤海地区由于水资源紧缺，地下水超采，地面下沉，造成沿海地区的海水入侵。4湿地减少第五节 景观变化的动态模拟一、景观变化动态二、景观变化模拟的步骤三、景观变化动态模型四、景观动态模拟的发展趋势一、景观变化动态1、概念 景观变化

40、动态：是指景观变化的过去、现在和未来趋势。2、类型根据关注景观变化的侧重点不同，景观变化动态可分为两种：景观空间变化动态，景观过程变化动态。3、景观变化的动态模拟需要考虑的问题§ 景观的初始状态 § 景观变化的方向：趋势 § 景观的变化率：过程 § 景观变化的可预测性：结果 § 景观变化的可能性和程度：机制二、景观变化模拟的步骤（一）、数据库的建立（二）、模拟模型的建立（三）、模拟结果的分析（四）、模拟结果的验证（一）、数据库的建立1、遥感图像：航空像片、卫星图像航空像片是景观变化中使用很广的数据来源，根据它，可以直接得到土地利用类型和景观变化

41、率。一般为15m分辨率。卫星影像数据有 AVHRR数据（1.1km分辨率）、MSS数据（70m分辨率）、TM数据（30m分辨率，ETM15m分辨率）、 SPOT数据（515m分辨率）、 QUICKBIRD（IKNOS）（2m分辨率）等。遥感数据选择需要考虑的几个数据属性 1）类型：遥感平台类型、数据表达类型 2）围：地表覆盖围、目标客体涵盖围 3）分辨率水平：目标细节的表现水平 4）时段：数据获取的时间、不同时段的分布情况2、空间数据 包括植被图、土地利用图、土壤图、地形图等，以与由此生成的一些图，如坡度图、坡向图、NDVI（归一化植被指数）图。 一般以矢量或栅格形式储存。3、文献数据和统计资

42、料 文献数据主要是与所要模拟的景观过程有关的变量数据和参数值；统计资料包括工农业统计数据、年鉴、森林资源清查数据等。4、气象数据 主要有温度、降水量和太阳辐射等（二）、模拟模型的建立1、统计相关模型（1）统计相关建模目的变量间相关性研究形成科学的成因假设预测数据简化或结构简化（2）模型分类根据统计相关模型的应用目的，将模型分为三类：1）相关分析：相关分析模型研究变量间的相互关系并进行信度检验。2）回归分析：使用统计回归方法，建立解释变量与因变量之间的关系表达式。3）因子分析：是使用数学方法建立起来的关于变量之间组合关系的方法（3）建模步骤数据整理数据预处理模型计算模型检验模型解释和应用2、生理

43、生态学过程模型包含一些生理生态学机理，机理意义更明确，普适性更强，但实际应用上更多地还是采用半理论半经验模型，因而这一领域的模型仍处于迅速发展的阶段。3、遥感模型遥感模型由地形模型、物理模型和数学模型构成，是用遥感信息和地理信息影像化的方法建立的一种模型，它是形象模型与抽象模型结合的一类可视化模型。（三）、模拟结果的分析运用GIS手段进行空间数据的处理、分析和显示。（四）、模拟结果的验证模型的模拟结果必须得到一定程度的验证，才能确定其精度和可行性。三、景观变化动态模型1、景观整体变化模型 将景观作为一个整体，模拟景观整体某一值或某一属性的变化情况。 用微分方程表示：dx/dt = f(x)；

44、用差分方程表示：xt+1 = f(xt)。 x是景观整体的变化量，f(x)是变量x的函数，t是时间。2、景观分布变化模型景观分布变化模型着眼于景观一系列变量值的分布，对景观各变量占景观的比例变化进行模拟；不提供景观中各要素的实际位置和构型，所包含的信息不十分全面，但它比景观空间模型简单，易于使用和发展。3、景观空间模型是景观变化中最重要的模拟，不仅可以模拟景观要素变化的数量，而且可以模拟景观要素空间位置的变化。四、景观动态模拟的发展趋势1、从景观空间变化到景观过程变化2、从单纯景观现状模拟到通过驱动因子模拟景观变化3、从单一尺度到多尺度的景观变化4、从宏观变化到个体反应机制的模拟5、与地理信息

45、系统结合6、与社会经济模型结合7、模型的可视化第五章 景观格局分析方法第一节 概念第二节 景观格局分析的基本步骤第三节 景观指数第四节 空间统计学方法第五节 景观格局分析中的误差问题第一节 概念一、景观格局(景观空间格局)的概念景观要素在景观空间的配置和组合形式。 二、景观格局的基本类型1）规则或均匀分布格局规则或均匀分布格局：指某一特定类型景观要素间的距离相对一致的一种景观。 美盛顿洲贝克山山坡针叶林中砍伐斑块的规则分布格局2）聚集（团聚）型分布格局同一类型的景观要素斑块相对聚集在一起，同类景观要素相对集中，在景观中形成若干较大面积的分布区，再散布在整个景观中。如：在丘陵农业景观中，农田多聚

46、集在村庄附近或道路的一端。3）线状格局指同一类景观要素的斑块呈线性分布。如：沿公路零散分布的房屋，干旱地区（或山地）沿河分布的耕地。4）平行格局指同一类型的景观要素斑块呈平行分布。如：侵蚀活跃地区的平行河流廊道，以与山地景观中沿山脊分布的林地。5）特定的组合或空间联结格局指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实例；平原的稻田区很少有大片林地出现是负相关的实例。三、景观格局分析概念用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法。通过研究空间格局可以更好地理解生态学过程。第二节 景观格局分析的基本步骤一

47、景观格局研究的目的1确定产生和控制空间格局的因子与其作用机制；2比较不同景观镶嵌体的特征和它们的变化；3探讨空间格局的尺度性质；4确定景观格局和功能过程的相互关系；5为景观的合理管理提供有价值的资料二 景观格局分析的基本步骤1以研究目的和方案为指导，收集和处理景观数据2将真实的景观系统转换为数字化的景观，选用适当的格局研究方法进行分析3最后对分析结果加以解释和综合4收集景观数据o 野外考察、测量（获得植被、森林、土壤等相关资料）o 遥感数据：航空遥感，卫星遥感第三节 景观指数一、景观指数：能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。二、景观要素斑块特征分析1

48、景观要素斑块规模A: 斑块面积B: 部生境面积2 景观要素斑块形状A:景观要素斑块形状指数B:景观要素斑块分维数A: 斑块面积o 类斑块平均面积：景观中某类景观要素斑块面积的算术平均值。式中：Ni第i类景观要素的斑块总数；Aij第i类景观要素第i个斑块的面积。最大和最小斑块面积：指景观中某类景观要素最大和最小斑块的面积。o类斑面积标准差(Si)和变动系数(Ci)：是指景观中某类景观要素斑块面积的统计标准差和变动系数。B: 部生境面积类斑块部生境总面积：该类生境全部斑块部面积之和。式中 AIi第i类生境的部生境总面积； Aij第i类生境的斑块平均部生境面积； EAij第i类景观要素第j斑块的边际

49、带面积；o 平均部生境面积：该类生境全部斑块部面积算术平均值。A: 景观要素斑块形状指数o 斑块形状指数D：通过计算某一斑块形状与一样面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其形状的复杂程度。以圆为参照：以正方形为参照： P为斑块周长；A为斑块面积。斑块的形状越复杂或越扁长，D的值就越大。B: 景观要素斑块分维数o 分形维数（fractal dimension）o 分形：不规则的非欧几里德几何形状可通称为分形。组成部分以某种方式与整体相似的形体称分形。o 分形维数或分维数：不规则几何形状的非整数维数。对于单个斑块：P是斑块的周长，A是斑块的面积，D是分维数，k是常数。对于栅格景观而言，k=4。一般

50、地说，欧几里德几何形状的分维为1，具有复杂边界斑块的分维则大于1，但小于2三 景观异质性指数1）景观斑块密度和边缘密度A:景观斑块密度B:景观边缘密度2）景观多样性A: 多样性指数与均匀度B: 景观要素优势度A:景观斑块密度式中:PD景观斑块密度 PDi景观要素的斑块密度 M研究围某空间分辨率上景观要素类型总数 A研究围景观总面积。B: 景观边缘密度（边界密度）Pij景观中第i类景观要素斑块与相邻第j类景观要素斑块间的边界长度。A: 多样性指数与均匀度o 景观均匀度指数B: 景观要素优势度描述景观由少数几类斑块控制的程度。通常，较大的D（RD）对应于一个或少数几个斑块类型占主导地位的景观。o

51、优势度指数D： D = Hmax Ho 相对优势度RD： RD = 1 - E = 1 （H / Hmax）第四节 空间统计学方法§ 空间自相关分析 o 景观格局的最大特征就是空间自相关性被称为是地理学第一定律，指在空间上越靠近的事物或现象就越相似，即景观特征或变量在邻近围的变化往往表现出对空间位置的依赖关系。o 空间自相关分析：检验某一空间变量的取值是否与相邻空间上该变量的取值大小相关，以与相关程度如何。o 空间自相关系数：度量物理或生态学变量在空间上的分布特征与其对其邻域的影响程度。o 若某一空间变量的值随着测定距离的缩小而变得更相似，则这一变量呈空间正相关；若所测值随距离的缩小

52、而更为不同，则这一变量呈空间负相关；若表现出任何空间依赖关系，则这所测值变量表现出空间不相关性或空间随机性。§ 空间自相关分析的步骤1对所检验的空间单元进行取样2计算空间自相关系数（Moran的I系数和Geary的c系数）3进行显著性检验第五节 景观格局分析中的误差问题§ 景观格局分析中误差的来源o 原始数据收集过程引入的误差：技术方法本身和与观察者有关的种种原因造成。o 数据处理和分类过程引入的误差：o 空间分析过程本身所引入的误差：各种景观指数和空间统计学方法的局限性和非确定性；采用这些方法的人的实际操作水平和对结果的解译能力。 这些不同阶段所产生的误差还可能相互作用，

53、不断放大，即所谓的误差繁衍（error propagation）现象第六章 土地景观动态过程与模型第一节土地景观变化的空间模式一、人类活动对土地景观变化的影响在人类历史时期，土地景观变化已在不同的时间和空间发生。1刀耕火种时期，人类对土地利用与景观的影响较小。2农业文明时期，开始吧林地、草地转化为农田，引进农业技术、过程，自然的景观转化为农业景观，以与出现了一些田园化景观和可持续农业景观。3工业化与人口的扩，导致大量的自然与人文景观退化，从而不可避免地出现了全球性的生态环境问题。人为活动是影响景观变化的主要因素。人类活动对土地景观的影响是多时间尺度的二、景观变化的空间过程.景观破碎化：指由于自

54、然或人为干扰所致的景观由简单趋于复杂的过程，即由单一、均质和连续的整体趋于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程。主要表现：斑块数量增加而面积减少，斑块形状趋于不规则，部生境面积缩小，廊道被截断以与斑块彼此隔离。.景观变化的空间过程在自然景观和人类无计划活动作用下所产生的景观变化包括五种空间过程：穿孔、分割、破碎、缩小和消失三、景观变化的空间模式o 提出景观变化的种空间模式，即边缘式、廊道式、但核心式、多核心式、散布式、随机式。o 边缘式是指新的景观类型从一个边缘向另一个单向地呈平行带状蔓延，景观变化从一个边缘开始。o 廊道式是指新的廊道在开始时把原来的景观一分为二，从廊道的两边向外扩。o 单核心式是指从景观的一点或一个核心处蔓延。o 多核心式是指从景观中的几个点蔓延，如居民点或外来物种的入侵。o 散布式是指新的斑块广泛散布。四、土地利用覆盖变化.土地利用覆被变化研究框架土地利用和土地覆盖变化是影响景观结构、功能与动态变化的最普遍的主导因素之一，涉与对人类活动影响的量化评价。土地利用与覆盖变化已成为景观生态学和全球生态学中极重要和具有挑战性的研究领域之一.生态效应研究主要主题包括：区域全球粮食保障；全球气候变化对区域土地水资源利用的影响；气候的可变化性与区域脆弱性；后京都协议中的碳问题；区域生物多样性