景观生态学Chapter5景观生态流课件

Chapter5

景观的生态过程

——土地资源管理系Chapter5景观的生态过程1主要内容

流的产生机制和林带的影响相邻景观要素间的无机流动、植物在景观中的运动流与景观结构主要内容流的产生机制和林带的影响2景观生态学Chapter5景观生态流课件3一、流的产生机制和林带的影响景观的生态过程：就是景观元素之间的相互作用，即能量流、养分流和物种流以一种景观元素迁移到另外一个景观元素。通过大量的“流”，一种景观元素对另外一种景观元素施加于控制作用。一、流的产生机制和林带的影响景观的生态过程：就是景观元素之间4一、流的产生机制和林带的影响景观间流的运动机制：目前，有两个基本观点：其一是半透膜观点(边界)，其二是关于源区和汇区(成熟度)的观点主要介绍内容：媒介物和力、防护林与树篱的生态效应、重力作用一、流的产生机制和林带的影响景观间流的运动机制：目前，有两个51景观生态流通过景观的流主要有三种：

(1)能量流例：热能、生物能

(2)养分流例：无机物质、有机物质、水

(3)物种流例：各种类型的动植物以及遗传基因1景观生态流通过景观的流主要有三种：62媒介物和力媒介物(景观元素之间相互作用)(1)风：携带水分、灰尘、雪、种子、小昆虫、热量等；

(2)水：包括雨水、冰、地表径流、地下水、河流、洪水等，能够携带的物质与风的作用效果相似；

(3)飞行动物：鸟、蜜蜂、可携带种子、孢子等；

(4)地面动物：功能同飞行动物；

(5)人：植物的种植、移植；动物的驯化、放牧；交通工具等。2媒介物和力媒介物(景观元素之间相互作用)7媒介物和力媒介物和力83影响三种流运动的力最主要的驱动力主要有扩散作用、重力作用和行为作用。1)扩散：扩散原指分子运动，从高浓度区向低浓度区的运动。即溶质物质或悬浮物质由高浓度区向低浓度区的移动，物质通过自身的布郎运动作无规则的运动例：将香水洒在屋子的一角，满屋都是香水味山区的水泥加工厂的粉尘扩散市区采暖的火烟囱、滇池的污染等3影响三种流运动的力最主要的驱动力主要有扩散作9大山里的加工厂昆明的滇池大山里的加工厂昆明的滇池101）影响扩散运动的力扩散作用：主要取决于不同景观斑块间的温度或密度差，且与异质性紧密相连，尤其适合于研究异质景观间的相互联系。1）影响扩散运动的力扩散作用：主要取决于不同景观斑块间的温度11影响扩散运动的力扩散：是一种低能耗过程，在极小的尺度上，对物体运动可能较为重要，但对景观要素间或景观内的物质传输作用相对较小。影响扩散运动的力扩散：是一种低能耗过程，在极小的尺度上，对物122）影响扩散运动的力气流或风：也是扩散作用的一种形式；

动物的自主行为：也是一种传输动力，而且可进行定向传输，其能量来自于动物本身的有机化合物。2）影响扩散运动的力气流或风：也是扩散作用的一种形式；13防护林生态效应生态效应：固沙保土、防风保苗、改变气流、引起湍流、保温等防护林生态效应生态效应：固沙保土、防风保苗、改变气流、引起湍14树篱的生态效应生态效应：常与农田、自然植被和村庄毗邻，生态效应似防护林79%19%7%树篱农田林地树篱的生态效应生态效应：常与农田、自然植被和村庄毗邻，生态效152）重力作用重力作用：是内地球引力造成的，地球上许多物体的运动都与重力作用有关，如水流、水分侵蚀、泥沙沉积、种子落地等；在陡坡地，重力搬运所起的作用是相当大的，从土壤蠕动、滑坡、泥石流、雪崩和冻融循环等引起的周期性运动等过程，都与重力作用有着密切关系。2）重力作用重力作用：是内地球引力造成的，地球上许多物体的运162）重力作用水流是一种重要的运动形式；崩塌、滑坡及果实落地等的影响规模虽然较小，但对局部景观中的物质和物种重新分配起到比较重要的作用。2）重力作用水流是一种重要的运动形式；17二、相邻景观要素间的无机流主要有：水流、空气流、土壤流、养分流等。

1.水流：水流在重力作用下以物质流的形式流动，同时携带一些物质。主要表现为水平和垂直运动，且方向是固定的。二、相邻景观要素间的无机流主要有：水流、空气流、土壤流、养分18水流速度主要取决于那些因素？①水输入量及其时间；②土壤结构，特别是土壤空隙度；③土壤对水携带物质的过滤作用，包括土粒对物质的物理吸附和化学吸附。水流速度主要取决于那些因素？①水输入量及其时间；192空气流(空气层流和湍流)1)空气层流：是平行流动的层状气流；2)湍流：则是质点的无规则运动，向上或向下运动。三种防护林带(紧密结构、疏通结构、通风结构)？2空气流(空气层流和湍流)1)空气层流：是平行流动的层状20最佳防护林(带)？

第一种类型：风速降低到树高的30倍处，其它为树高的25倍。此外，障碍物的穿透性也影响空气的流动。最佳防护林(带)？第一种类型：风速降低到树高的30倍处，其21最佳防护林(带)？通过研究发现：

密实的屏障(如密林带)产生严重湍流；

孔隙多的屏障可以大量气流通过，而防止湍流发生。

因此孔隙大的林带防风距离长，但风速降低较小，而密实的林带，反之相反。上述气流原理广泛地应用在景观规划、设计和土地管理之中。比如：飓风、污染、河流热能最佳防护林(带)？通过研究发现：223土壤流土层表面和土壤内部的流不太明显，但十分重要。一部分由风造成，大部分由水形成。土壤流速的决定因素同水流：水的输入量和时间；土壤的结构，尤其是孔隙度；土壤对水中携带物质的渗滤效果，包括土壤颗粒对物质的吸附作用。3土壤流土层表面和土壤内部的流不太明显，但十分重要。233土壤流土壤流携带物质分成两类：一类：颗粒物质，如细菌、孢子、腐烂的泥沙树叶等；二类：溶解性物质，如腐殖质、尿素、硝酸盐、可溶性盐等。3土壤流土壤流携带物质分成两类：24

雨量大小：对于颗粒物质与溶解性物质有很大的差异；颗粒物质流发生在土壤表面；

溶解物质流发生在土壤内。可溶性物质物质浓度

雨量颗粒性物质雨量大小：对于颗粒物质与溶解性物质有很大的差异；可25

水流侵蚀

侵蚀发生的三个因素：

1地表失去植被覆盖，更多的雨水冲刷

2失去腐殖质后，矿质土壤暴露在降雨中，形成冲沟

3植物根系死亡，土壤颗粒凝聚力

A=f(R、K、L、S、C)

A-土壤侵蚀R-降水程度K-土壤侵蚀因子

L-坡长S-坡度C-植被覆盖水流侵蚀26对空气流与土壤流研究发现有两种空间运动模式：一是连续运动速度不存在或为零时如：水流(遇湖除外)二是跳跃运动如：土壤流。对空气流与土壤流研究发现有两种空间运动模式：27对空气流与土壤流研究发现连续和跳跃这两种运动形式的差别：在于景观结构的异质性。

异质性增强，主要出现：

1）运动由连续运动变为跳跃运动；

2）运动中的停顿点增强，流的物质与流程环境间的关系越密切；

3）速度降低。对空气流与土壤流研究发现连续和跳跃这两种运动形式的284养分流4养分流29不同景观元素对养分流的影响水平运动不同景观元素对养分流的影响水平运动30研究不同景观元素对养分流的影响，其目的是什么？

合理组合和设计景观结构可以起到对养分的过滤作用，这对生态环境的保护具有重要意义。研究不同景观元素对养分流的影响，其目的是什么？合31不同景观元素对养分流的影响垂直运动

景观中养分的垂直运动主要表现为：土壤中的养分被植物或农作物吸收，经过蒸腾作用挥发到大气中，又经降水或降尘进入土壤，或经过人类活动的影响以其他方式将养分带入土壤中，形成一个局部的小循环。不同景观元素对养分流的影响垂直运动景观中养分的垂直32四、动植物在景观中的运动——物种流物种流的运动特征：物种流即动、植物穿越景观的运动1影响运动的两个因素

1)取决于廊道、障碍和斑块等结构因素同质地区，物种流稳定、连续物种从一景观进入另一景观时会发生变速或停顿例：大草原上的牛羊，沙漠上的狼群四、动植物在景观中的运动——物种流物种流的运动特征：物种流33四、动植物在景观中的运动——物种流物种流的运动特征：物种流即动、植物穿越景观的运动1影响运动的两个因素2)取决于运动方向：分析物种运动——景观元素是有利于运动还是障碍运动？需要分析景观的异质性程度和景观中的对比度四、动植物在景观中的运动——物种流物种流的运动特征：物种流34景观生态学Chapter5景观生态流课件35例如：狐狸过河，鹿过森林(速度变快)

边界穿越频率:(Boundarycrossingfrequency)：即物体在景观中运动时，单位长度上越过边界的数量——可反映景观的连通性。2动、植物的运动类型——连续和跳跃运动跳跃运动分成两类：

1)一个生物体滞留一短的时期后继续运动叫休息停顿

2)一个生物体移动到一个地点后能成功地生长繁殖叫中途站例如：狐狸过河，鹿过森林(速度变快)36

如：南美北部一些物种，以一系列岛屿为中途站，越过加勒比海进行传播的领地:

指的是用来防御同种其他个体侵入的地区范围.如：南美北部一些物种，以一系列岛屿为中途站，越过加勒比海37动物有三种运动方式:1）巢区内运动

动物在窝的周围进行觅食和其他日常活动

2）疏散运动动物个体离开出生的巢区到达一个新的巢区的运动，新巢区距老巢一般很远，近成年动物离开父母到新巢区筑巢。疏散运动可扩展到某一物种的分布范围。例如：鸟1、动物的运动臭鼬动物有三种运动方式:1、动物的运动臭鼬381、动物的运动3）迁徙动物在不同季节利用的不同地域之间进行的周期性运动。

典型例子：鸟类在冷暖地区的运动；

垂直迁徙：动物在山地高海拔和低海拔间的迁徙。例：鸟类夏季在高海拔地区繁殖，冬季到低海拔越冬；欧洲山羊夏季在高山植被觅食，冬季到低海拔草地越冬。

1、动物的运动3）迁徙39景观结构

对动物的影响1、臭鼬

美国的伊利诺斯州臭鼬的巢穴多沿树篱构筑，树篱处的积雪到春天才融化，只有极少数臭鼬的活动范围超过巢穴附近1000m。说明它们的穴区一般在1km2之内，其往返距离随季变化：春天繁殖季节之后，雄臭鼬跑的更远，主要吃树篱上的小动物；夏季在窝附近活动，可能此时食物丰富不需远行，秋季降雪之前主要沿树篱运动。景观结构

对动物的影响1、臭鼬40玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地燕麦地

一个冬夜臭鼬的活动

只有两次离开树篱，穿行在玉米地中，而避开燕麦地、草地。由于玉米地有较高的层和完全荫蔽的地面,可以预防空中和地面的天敌，而且还有丰富的食物。通过树篱中臭鼬和林地内臭鼬的比较表明，它们喜欢生活在少数树木的开阔景观地区，多是林地边缘和树篱。玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地燕麦地一个冬夜臭鼬的活41

2赤狐研究表明赤狐的窝几乎都筑在高地生境中，如林地、谷物地、草场、树篱、沙石地等。与建筑物的距离是赤狐巢穴分布的主要限制因素，巢区比臭鼬大，一般4km、2~4km，长方形在秋季和冬季，快成年和成年狐狸离开巢穴，运动的平均直线距离雄性为31km(最远211km)，雌性为11km(最远为108km)，赤狐的扩散为不规则扩散。2赤狐42

2赤狐从运行路线来看，有建筑物地区是穿越障碍，湖泊迫使赤狐改变运行路线，没有赤狐游水过去。小河、小溪不是重要障碍，河宽成为赤狐的障碍，赤狐的运动是跳跃的，不是连续的。2赤狐432、动物在景观中的特征

1动物回避对它不利的景观元素，许多动物生存要求一种以上的生境。如：狐狸避开廊道、臭鼬躲开燕麦等。

2廊道有时是栅栏，有时是通道。如：树篱是臭鼬的通道，大河是赤狐的障碍屏障等。2、动物在景观中的特征1动物回避对它不利的景观元素442、动物在景观中的特征3巢区的形状通常是拉长的，有时是线条状的。如：赤狐巢区间一般存在障碍物(如小河流、沼泽等)。

4景观中不寻常的特征有特别重要的作用。如：沙漠中的绿洲，对沙漠动物狼来说就是水源。2、动物在景观中的特征3巢区的形状通常是拉长的，有时是45

1)植物种的边界在短期发生移动，由于环境条件的周期性变化引起。如：降雨

2)长期环境条件