环境生态学-景观生态学理论与人类对生态系统利用

第六章景观生态学理论与人类对生态系统的利用第一页，共53页。第一页，共53页。第一节景观生态学中的基本概念（一）景观1.景观的美学概念一般意义上的景观：景色、景致、风景、景象……视觉上与“风景”同义。作为审美对象，是风景诗、画及风景园林学科的对象。一、景观及景观生态学第二页，共53页。第二页，共53页。2.景观的地理学概念景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体。景观的概念接近于生态系统或生物地理群落等术语。第三页，共53页。第三页，共53页。3.景观的生态学概念景观生态学创始人特罗尔将景观定义为将地圈、生物圈和智能圈的人类建筑和制造物综合在一起的，供人类生存的总体可见实体。福曼在《景观生态学》中，景观“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地域”。第四页，共53页。第四页，共53页。（二）景观生态学景观生态学是以景观为对象，研究其结构、功能及变化的生态学科。1.概念第五页，共53页。第五页，共53页。景观结构景观功能景观动态景观规划与管理2.景观生态学研究内容第六页，共53页。第六页，共53页。1.结构：即空间单元的特殊配置，通常与空间结构或斑块结构同义。2.连接度：一个景观内一种生境或覆盖类型的空间连续性。3.廊道：指与其两侧相邻区域有差异的相对呈狭长形的一种特殊景观类型。4.边缘：指一个生态系统或覆盖类型的周边部分，其内部的环境条件可能与该生态系统的内部区域有一定差异。第七页，共53页。第七页，共53页。5.破碎化：一个生境或覆盖类型破碎为更小的、不相连的小块。6.异质性：包含不同景观要素的性质或状态。7.基质（本底）：在景观中的本底覆盖类型，通常具有高覆盖率和高连接度。8.斑块（嵌块体）：在性质或外貌上不同于周围单元的块状区域。9.尺度：对象或过程的时空维度，具有粒度和幅度的特征。第八页，共53页。第八页，共53页。（一）斑块第九页，共53页。第九页，共53页。起源与类型（起源原因、特点）1、干扰斑块

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。按照起源和类型，可将斑块分为四类：干扰斑块、残余斑块、环境资源斑块、引入斑块举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等。特点：容易恢复第十页，共53页。第十页，共53页。第十一页，共53页。第十一页，共53页。第十二页，共53页。第十二页，共53页。斑块特点是：持续时间最短、消失最快的斑块类型。森林景观受到干扰后，有的种个体数量发生很大变化，有的消失了，有的入侵了……，这一切决定于各种物种对于干扰的抵御能力和干扰后复生的能力。由于干旱缺水，物种消失……。一旦有了充足的水源，物种会迅速恢复……第十三页，共53页。第十三页，共53页。原因:

由于周围的土地受到干扰形成。它的成因和干扰斑块相同，都是天然或人为造成，不过地位不同。举例:

火灾大火过后残留的一片森林、大水淹没大片农田，只有高处的幸免。干扰消失后，在自然界同化的作用下，很快融合在基质中。2、残存斑块第十四页，共53页。第十四页，共53页。第十五页，共53页。第十五页，共53页。一个残存斑块，如火烧迹地，尽管在外表上与干扰前的森林类似，实质上是不一样的。最起码生物种的活动范围小了，食物种类少了……因为在演化的过程中，有些物种在干扰中淘汰掉了（本底—基质）。这些种的重新进居取决于很远的种源，因而恢复很慢。由此看来，甚至当本底和残余斑块融合在一起时，由它会合在一起的生态系统，物种仍比原来的生态系统贫乏些。残存斑块的特点第十六页，共53页。第十六页，共53页。原因：由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起。例如：长白山植物垂直分布、森林中的沼泽、沙漠中绿洲。月牙泉（沙漠第一泉）3、环境资源斑块第十七页，共53页。第十七页，共53页。第十八页，共53页。第十八页，共53页。第十九页，共53页。第十九页，共53页。如沙漠中的绿洲就是土壤内水分分布不均匀的结果。该处土壤水分明显高于周围的沙地，动植物来此定居，形成不同于周围环境的绿洲斑块；同样，在沼泽湿地中大面积生长着芦苇等湿生植物，仅在地形较高的地段，因土壤水分含量明显地低于周围的土壤，生长着与周围湿生植物不同的旱生植物群落；其它如森林内裸露的基岩、平原上出现的湖泊以及海洋内的岛屿等都是典型的环境资源斑块。该类型斑块一般较稳定，抗干扰能力强，能长期地存在于与基质相异的环境中。环境资源斑块举例第二十页，共53页。第二十页，共53页。敦煌月牙泉由敦煌城向南5公里，有一山名曰鸣沙山。鸣沙山沙丘环绕处，一汪清泉千年不涸。因其形状如一弯新月，此泉名唤月牙泉。这种水沙共生的奇景，世所罕见。月牙泉千年不干1.特殊的地形使飘沙不致落入水体中。2.原来有充足的水源补给——党河现在由于党河建坝，环境发生变化，月牙泉面临消失的危险。第二十一页，共53页。第二十一页，共53页。长沙－橘子洲正在进行科学的规划，将更加美丽和长久。第二十二页，共53页。第二十二页，共53页。

生态交错区宽边界较固定；周转率低；种群变动、迁入、灭绝变化水平低。环境资源斑块特点：第二十三页，共53页。第二十三页，共53页。原因：人类将有机体引进一个地区，就产生了引入斑块。沙漠中的绿洲鱼塘4、引入斑块第二十四页，共53页。第二十四页，共53页。第二十五页，共53页。第二十五页，共53页。（1）种植斑块原因：由人种植植物而产生的。特点：人的活动对其影响较大，如果停止人为活动，则有的种要有本底向种植斑块迁入，种植种要被天然种代替，最后的结果是种植斑块消失。如果经常维护、存留时间长。引入斑块的类型第二十六页，共53页。第二十六页，共53页。沈阳建筑大学景观设计——引进稻田斑块景观当然，要想景观持续存在，离不开人的参与……第二十七页，共53页。第二十七页，共53页。例如：村落、城镇、城市、城市群特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地种。（2）聚居地第二十八页，共53页。第二十八页，共53页。斑块的大小

斑块面积对能量和养分的影响一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部。原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。动物的分布也会因边缘／内部的喜爱程度而有所不同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与食肉动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量也高于内部。第二十九页，共53页。第二十九页，共53页。斑块的形状形状与面积同等重要。

斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要的作用。例如：通过林地迁移的昆虫或脊椎动物更容易发现与他们迁移方向呈垂直的狭长的采伐迹地，而对圆形的采伐迹地会与它们行进方向平行的采伐迹地，容易忽视。第三十页，共53页。第三十页，共53页。斑块的功能

斑块在景观中主要有3种功能：（1）栖息地：斑块是景观的基本单元，每一个斑块作为最基本的生态系统，为某种生物种群提供适宜的生境。成为该种群的栖息地。（2）源：在某一斑块上栖息、繁衍的物种，种群数量增大，呈现出”源”的特征，生物流向外扩散。（蛙塘---外出觅食）（3）汇：某一斑块具有适宜的生境。景观中的生物流就能向该处汇聚。大片农地中的小块林地有挡风遮雨的功效，吸引农夫休息。第三十一页，共53页。第三十一页，共53页。一般来说，长宽比至少在10—20以上的斑块，且分割景观，又为斑块相连的可认为是廊道。（二）廊道廊道: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。第三十二页，共53页。第三十二页，共53页。第三十三页，共53页。第三十三页，共53页。第三十四页，共53页。第三十四页，共53页。第三十五页，共53页。第三十五页，共53页。廊道按起源可分为：干扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道第三十六页，共53页。第三十六页，共53页。

不同的标准有多种分类方法。按廊道的形成原因分:

人工廊道与自然廊道；按廊道的功能分:

输水廊道、物流廊道、防御廊道(城墙)、信息廊道、能流廊道。第三十七页，共53页。第三十七页，共53页。（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、草本或灌木带、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。按廊道的宽度分：第三十八页，共53页。第三十八页，共53页。3、廊道的作用

双重作用:将景观分离、将景观连接（1）运输：公路、铁路、运河、输电线等（2）保护：长城、围墙、林带等（3）资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多（4）观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤、长城、高速公路的景观设计第三十九页，共53页。第三十九页，共53页。（三）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。第四十页，共53页。第四十页，共53页。

本底的标准（特点）（1）相对面积一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。假如一种景观元素类型覆盖50%以上的面积，就可以认为是本底。（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。第四十一页，共53页。第四十一页，共53页。（3）动态控制例如：原始林采伐烧地、农田与林网第四十二页，共53页。第四十二页，共53页。第四十三页，共53页。第四十三页，共53页。

干扰是自然界一个重要而又广泛存在的现象。从生态因子角度考虑，干扰的定义是：群落外部不连续存在、间断发生的因子的突然作用或连续存在因子超“正常”范围的波动，这种作用或波动能引起有机体、种群或群落发生全部或部分明显变化，使其结构和功能受到损害或发生改变。一、干扰及其特性（一）干扰的定义第四节干扰与干扰生态学第四十四页，共53页。第四十四页，共53页。1.干扰范围：是指干扰体作用的空间范围的分布特点。2.频率和周期：是指同一空间范围或同一组织水平内，单位时间某一干扰发生的次数。倒数即周期。3.干扰强度：是指干扰发生时，干扰因素所表达出的能量值。4.时间尺度：是指干扰发生的具体时刻及其持续的时间跨度。（二）干扰的特性第四十五页，共53页。第四十五页，共53页。按干扰动因——自然干扰和人为干扰；按干扰来源——内源干扰和外源干扰；按干扰性质——破坏性干扰和增益性干扰。（三）干扰的类型第四十六页，共53页。第四十六页，共53页。1.

对森林和对草原植被的砍伐与开垦2.污染3.采集4.采樵5.狩猎和捕捞新的形式——旅游、探险等二、人为干扰的主要形式第四十七页，共53页。第四十七页，共53页。人为干扰的特点:

广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积性、放大性第四十八页，共53页。第四十八页，共53页。有利于促进系统的演化是维持生态系统平衡和稳定的因子能调节生态关系三、干扰的生态学意义第四十九页，共53页。第四十九页，共53页。景观学角度上的干扰的生态意义

干扰与景观的异质性干扰与景观破碎化干扰与景观稳定性干扰与物种多样性第五十页，共53页。第五十页，共53页。任务一：通过对干扰类型、方式、强度、频率、时间等特性的研究，揭示不同干扰对生物个体、种群、群落和生态系统方式、机制及其退化的影响原因。任务二：对干扰的性质及发展趋势做出科学预测，为受损生态系统修复、重建和科学管理提供理论依据。干扰生态学及学科任务是研究各类干扰对生命系统作用规律的科学。第五十一页，共5