景观生态学课件

1.生態學知識§1-1-1生態學定義生態學(Ecology)是生物學的分支，是一門宏觀生物學。勒特(Reiter)1865年合併logos(研究、學科)和oikos(住所)構成Oikologie(生態學)一詞。赫克爾（ErnstHackel，1834—1911，德國生物學家）1866年第一次提出並定義Ecology。一、生態學的定義生態學：研究生物與環境之間相互關係的科學（1）生物與環境的關係（2）各種生物之間的關係（3）環境各要素之間的關係二、生態學形成和發展的四個階段（一）生態學知識的累積階段：生態現象描述西元前300年，古希臘Theophrastus植物與自然環境的關係。古羅馬Pliny(西元23~79年)將動物分為陸生、水生、飛翔三大生態類群。西元前200年我國古籍《管子.地員篇》水分梯度與植物組成的關係——《管子，地員篇》中，有關《管子，地員篇》中，有關江淮平原上沼澤植物種類的帶狀分佈與水文、土質的關係。（一）生態學知識的累積階段國中：二十四節氣（實質是氣候與生物關係的表述）:立春、雨水、驚蟄、春分、清明、穀雨；立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大署；立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降；立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。《齊民要術》《本草綱目》生態學知識累積階段西方：18世紀初，機械的自然觀田園主義觀點：簡單與和諧的生活帝國傳統：通過理性實踐和艱苦的勞動建立人對自然的統治生態學形成和發展的幾個階段（二）近代生態學的創始階段：實物觀察記載Reaumur(1683-1757)《昆蟲自然史》1749Buffon（法，1707-1788）《生命律》1803Malthus《人口論》：食物與人口的關係1807Humboldt《植物地理學》：植物分佈與氣候條件的規律性1859Darwin《物種起源》：生物進化學說創立1866Hackel定義生態學1851Vonpost（瑞典）樣方法——種群定量研究1863Kerner介紹研究群落結構和動態的方法生態學一經誕生，立即分化為植物、動物和人類生態學等，出現了生態學發展的第一次高峰生態學形成和發展的幾個階段（三）學科與學派的分化階段植物生態學：1895Warming(丹麥)《以植物生態地理為基礎的植物分佈學》；1898Schimper《以生理學為基礎的植物地理學》。動物生態學：Jennings(英)——動物行為；AdamsandShelford(美)——動物生態演替；Davenport(美)——動物群落生態（昆蟲生態）1930年前後:

英美學派以北美冰川地貌為研究對象動態生態學法瑞學派阿爾卑斯山脈為研究對象靜態生態學北歐學派北歐森林為研究對象分佈規律俄國學派生物地理群落為研究對象個體生態學與群落生態學階段

（1866-1935）1866Haeckel（德國達爾文信徒）Oikos（ECO）—>Oecologie國際植物學大會1893年按近代拼法改為ecologyWarming(丹麥人)1895《植物生態學》：趨同適應、生態型、互利共生、寄生、群落分類、生態演替過程Tansley1913年英國生態學會成立的第一任主席，美國1915年成立生態學會，（中國1980年成立生態學會）個體生態學與群落生態學階段

（1866-1935）美國芝加哥大學的亨利.考克斯，從水邊到陸地的植物系列，演替關係。他的學生謝爾福德、亞當斯都是動物生態學權威內布拉斯加大學的弗雷德裏克.克萊門茨1916年《植物演替：植被發展的探討》單頂極理論，1939年與謝爾福德一起研究

《生物生態學》（1941出版）一次世界大戰結束後，小麥價格下跌。1934年美國大塵暴生態學形成和發展的幾個階段（四）生態系統生態學的發展階段1935Tansley第一次提出生態系統概念，生態平衡1941R.L.Lindeman“一個老年湖泊內的食物鏈動態”1952E.P.Odum《生態學基礎》H．T．Odum，Hutchinson按研究對象分:植物生態學、動物生態學、人類生態學按組織水準分：生態系統生態學、群落生態學、種群生態學、個體生態學、細胞生態學、基因生態學按環境特點分：淡水生態學、海洋生態學、森林生態學、草原生態學、農田生態學、城市生態學生態系統生態學階段

（1935-1962）林德曼的老師是耶魯大學的Hachinson教授林德曼27歲因長期患病去世，發表文章前後觀點：能量傳遞在高營養級更有效，呼吸消耗比例越高級別越大，生態演替早期過後生產效率急劇上升（如水體富養化）生態系統生態學階段

（1935-1962）相對論、物質的不確定性原則、量子力學出現哈佛大學的惠勒研究群居的白蟻、螞蟻自我克制和利他主義的生存競爭。層創進化理論：物質—生命—人類意識。H.T.Odum，E.P.Odum1953年出版《生態學原理》，父親是區域社會學家。E.P.Odum是伊利諾斯大學謝爾福特的研究生，H.T.Odum是耶魯大學的Hachinson教授的研究生生態學形成和發展的幾個階段（五）社會需求推動生態學向定向、定量、控制、模擬和應用方向發展的新階段五大危機：污染、資源、能源、糧食、人口1962年，美國海洋生物學家卡遜（R.Carson）《寂靜的春天》用通俗的文筆，描述了一個受到人造化學品危害的悲慘世界。她的書是人類生態環境意識覺醒的標誌。生態學開始被從高樓深院中請出來，以解決社會生活中的生態問題。聯合國教科文組織：IBM(1964),MAB(1971)世界環發大會:〈人類環境宣言〉(斯德哥爾摩,1972);〈保護生物多樣性公約〉、〈氣候變化公約〉、〈關於森林問題的申明〉、〈21世紀行動議程〉和〈里約熱內盧宣言〉(里約熱內盧，1992)生態學向調控與工程方向發展階段（1962-）1997在日本京都簽署的《京都協定書》，是人類為防止全球變暖邁出的第一步，是人類有史以來通過控制自身行為以減少對氣候變化影響的第一個國際文書，是國際社會為保護來以生存的地球環境經過多年努力所達成的重要結果。然而由於美國布希政府最近在《京都協定書》上開倒車，引起了國際社會的廣泛關注，各方紛紛譴責美國這種不負責任的態度。生態學向調控與工程方向發展階段（1962-）加利福尼亞噴氣推進實驗室，研究金星和火星的生命，發現生命與大氣共同進化現象。1969拉夫洛克提出大地女神“蓋亞”假說—“一個地區的動植物及其周邊環境組成了一個能夠單獨地自動抵制不利生存變化的內在平衡系統”。生命的最基本規則是合作與共生，而不是各自競爭。生態學向調控與工程方向發展階段（1962-）1966-1967實驗性小島，麥克阿瑟和威爾遜得到“島嶼理論”麥克阿瑟認為提不出可以驗證的預言的生態學還不算是一門科學，“預言、預言、再預言”，他認為IBP是失敗的，認為科學總是“傾向機械論”的。自然界的正常狀態是平衡？還是不穩定？“從歷史看，生態學家認識干擾的重要性及其產生的異質性（鑲嵌）總是太遲。”“因為主導思想是平衡論”生態學向調控與工程方向發展階段（1962-）自然界高度組織嚴密、整然有條、自行調節、狀態穩定的生態系統

轉到

生物圈中大多數時間和空間範圍內出現的變化都顯得是內在的和必然的合作—競爭，整體—局部，種群—生態系統，秩序—混沌，多樣性—穩定性“混沌學”—“蝴蝶效應”初始狀態的敏感性，系統的非線性生態學向調控與工程方向發展階段（1962-）生態學在應用中產生了很多應用性分支，如農業生態學、城市生態學、資源生態學、環境生態學、經濟生態學等。生態學還與其他學科廣泛交叉，產生如生理生態學、遺傳生態學、化學生態學等。生態立法、生態工程、生態設計發展迅速。我國馬世駿先生於1985年就提出生態工程概念，並於1987年主編出版《中國的農業生態工程》。1989年Mitsch和Jorgensen出版《生態工程》。1991年召開第一屆國際生態工程會議，並於1992年出版刊物《生態工程》。生態學向調控與工程方向發展階段（1962-）進入九十年代後，生態學的研究熱點集中在生物多樣性、全球變化和可持續發展方面。1996年美國生態學會主席JudyL.Meyer在美國生態學會年會上提出生態學的5個前沿領域是生態工程、生態經濟學、生態設計、產業生態學、環境倫理學。二、生態系統的概念及其基本規律

1、系統的概念錢學森定義為：由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體。系統的構成必須具備三個條件：①有兩個以上的組份②組份間有聯繫③以整體方式完成一定的功能2、生態系統的概念生態系統：在一定空間內生物群落與非生物環境相互作用的統一體。生態系統的概念強調了生物與環境是不可分割的整體觀點：在生態系統中，生物成分與生物成分，生物成分與非生物成分之間，通過能量流動，物質迴圈和資訊傳遞而相互溝通，相互儲存，相互影響和制約，任一種成分或過程的破壞和變化，都將影響系統的穩定和存在。地球上的生態系統多種多樣，可大可小，大至整個生物圈，小至一個養魚的魚缸，都可以是一個生態系統。3生態系統的組成生態子系統由二大部分和四種基本成分組成二大部分：生物成分；非生物成分。四種基本成分：非生物環境、生產者、消費者、還原者。3.1非生物環境非生物環境是生物生活的場所，物質和能量的源泉，也是物質交換的地方。非生物環境：氣候因數，如光、溫度、及其它物理因素。無機物質：如碳、氧、氮、水及礦質鹽分等。有機物質：如糖、蛋白質、脂類、腐殖質等。3.2生產者生產者主要是利用太陽能將簡單的無機物合成有機物（食物）物綠色植物，也包括光合細菌和化能細菌。生產者屬於生物中的自養生物，如森林中的喬木，灌木和草本植物，海洋和湖泊中的浮游植物等，它們在生態系統中的作用是將太陽能源不斷地輸入生態系統，成為消費者和還原者的唯一的能源。3.3消費者消費者主要指動物，屬於異養生物，自己不能利用太陽來生產食物，只能依靠生產者，直接或間接以綠色植物為食，從中獲取能量。根據消費者食性的不同又可分為5類：①草食動物：直接以植物為營養的動物，故又稱為初級消費者或一級消費者，如牛、馬、兔②肉食動物：以草食動物或其他動物為食的動物，又可再分為：一級肉食動物，又稱二級消費者，如食昆蟲的鳥類、蛙、捕食鼠類的黃鼠狼、捕食小魚的大魚。二級肉食動物，又稱三級消費者，以第一級肉食動物為食的動物，如狐狸、狼、蛇、獅、虎、豹等。有的二級肉食動物還可為其他動物所捕食，會出現三級肉食動物（四級消費者），會出現三級肉食蛇類，但專以二級肉食動物為食的三級肉食動物並不多見。③寄生者：是特殊的消費者，有草食性寄生者，也有肉食性寄生者，前者如線蟲、菌類、寄生植物，後者如蚊子，蛔蟲、跳蚤。④雜食動物：為雜食消費者，既食植物、又食動物，如熊、鯉魚、狗、豬、人類。⑤腐食性生物：是一類特殊的消費者，以動物植物屍體為食，如蚯蚓、白蟻、禿鷲等。也有以動物糞便為食的。如蟑螂。3.4還原者還原者也屬異養生物，是小型消費者，主要是細菌，真菌等微生物。功能：把複雜的動植物有機殘體分解為簡單的無機物而歸還到環境中，供生產者重新利用，同時，自己也得到食物和能量。由於還原者的功能是分解作用。故也稱為分解者。如果沒有還原者，地球表面將堆滿動植物屍體。組成生態系統的是生物成分和非生物成分二大部分，缺一不可，但生物是核心，而綠色植物又是核心的核心。因為只有綠色植物才能固定和轉化光能，將無機物合成供自己需要和消費者利用的有機物。4生態系統的基本結構生態系統的結構：形態結構，營養結構4.1形態結構生態系統的形態結構：指生物的空間，時間上的配置和變化。即前面講的垂直、水準和時間格局。4.2營養結構――食物鏈和食物網生態系統中的各種成分之間最重要的聯繫是通過營養來實現的，即通過食物鏈而把生物與非生物，生產者與消費者連成一個整體。食物鏈：指由於營養關係在生物之間形成的一種鏈索關係。即能量和物質從植物開始，並一級又一級地轉移到消費者動物。食物網：一種生物不可能簡單地固定在某一種食物鏈上，例牛、羊、兔、鼠等可攝食羊草，羊草就可能與它本身也可能為狐狸或狼所捕食，這樣它就處在不同的營養級上，實際上，生態系統中的食物鏈很少孤立出現（除非食性交叉都是專一的）。這樣生態系統中的食物鏈必然是交叉鏈索，形成一種很複雜的網路，即食物網。

5生態系統的類型：地球上的生態系統多種多樣，目前還沒有統一的分類標準。按生態系統的環境劃分，可分為：陸地生態系統：森林生態系統（熱帶雨林、季雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林）草原生態系統荒漠生態系統凍原生態系統水生生態系統：淡水生態系統（池塘、湖泊、河流）海洋生態系統6生態系統的基本功能：基本功能：單向的能量流動；周而復始的物質迴圈；資訊傳遞。7生態系統的穩態生態系統的穩態（生態平衡）：生態系統具有自我調節和自我維持的能力，即它在一定時間和範圍內保持穩定，稱為生態系統的穩態（homeostasis）在我國最流行的說法是生態平衡。現在大家都在談論“生態平衡”，但對這個問題有比較科學而確切的理解並不容易，生態學家的意見也不一致.有的認為有機體與環境之間協調一致的穩定狀態是生態平衡，有的將生態系統中能量與物質的流進與流出之間的平衡看作生態平衡，有的認為高度有序即生態平衡，有的認為“多樣性導致穩定性”。關於生態平衡的幾點說明：①負回饋作用對維持生態平衡的意義負回饋：當系統的某種成分開始變化時，其他成分也相應地發生一系列變化，且這種變化最終又返回減少開始的那種成分的變化速度的作用。生態系統通過自調節和自修複達到自維持和自發展的目的，而自調節和自修複是通過生態系統內組分之間以及組分與環境之間的相互作用－負回饋作用來實現的。2.1景觀（landscape)“景觀”的三種理解：視覺美學在歐洲，“景觀”一詞最早來源於《聖經》中，用來描述耶路撒冷城美麗的景畫。與“風景”同意。例“黃山”、“泰山”、“蘇州園林”。地理學

景觀作為地球表面氣候、土壤、地貌、生物各種成分的綜合體，類似於生物群落。景觀生態學空間上相鄰、功能上相關、發生上有一定特點的生態系統的聚合。A.桂林山水景觀B.美國亞利桑那洲大峽谷景觀C.美國威斯康星大學Curtis草地景觀D.內蒙古草原景觀E.北美的Sonoran荒漠景觀F.亞洲溫帶荒漠景觀一角人類與自然共同作用影響下的不同景觀2.2景觀的定義和特徵2.2.1定義

景觀：是以類似方式重複出現的、相互作用的若干生態系統的聚合所組成的異質性土地地域。（1986，Forman&Godron)例：“秦嶺”

景觀生態學：研究相關景觀系統的相互作用、空間組織和相互關係的一門學科，即研究由相互作用的生態系統組成的異質地表的結構、功能和動態。其他定義：1Troll(1983)德國景觀是控制某一地區不同空間單元的自然與生物的關係。2Zonneveld荷蘭景觀是地球表面空間的一部分，是由岩石、水、空氣、植物、動物以及人類活動所形成的系統的複合體，並通過其外貌構成一個可識別的實體。3Vink荷蘭

景觀是連同其所有現象（地形、土壤、植被、人為影響）的陸地表面；是具有特有的地形、土壤、植被的陸地表面的一個區域；是相互有關的幾片土地的天然配置。2.2.2特徵1

生態系統的聚合。2各生態系統之間的物質能量流動和相互影響。3具有一定的氣候和地貌特徵。4與一定的干擾狀況的聚合相對應。2.3景觀要素

定義：景觀是由不同生態系統組成的鑲嵌體，其組成單元稱之為景觀要素。按自然條件或立地條件劃分的景觀單元—景觀成分。按人類活動的影響劃分的景觀單元—景觀要素。景觀和景觀要素是相對的，景觀強調異質，景觀要素強調勻質。景觀現象具有尺度效應。2.3景觀生態學的發展歷史2.3.1國外1.萌芽(19世紀初~20世紀30年代)

首先生態學的出現，19世紀中期Haeckel，把研究生物和環境關係的科學稱之為生態學。其後，從個體生態學發展到群落生態學。1935年，英國生態學家坦斯利提出了生態系統的術語。2.鞏固(20世紀30年代後期~60年代中期)1939年，德國著名的地植物學家特羅爾，在利用航片中研究東非土地利用問題時提出了景觀生態學一詞。

隨後，一些科學家將景觀生態學作為生態學一分支進行研究。二戰爆發過程中，景觀生態學研究幾乎處於停滯狀態，二戰後，由於人口、糧食、環境問題，景觀生態學得到蓬勃發展，中歐成為景觀生態學研究的主要地區。（例德國、荷蘭、捷克等）美國從70年代開始景觀生態學研究，發展很快。

3.發展(20世紀60年代後期~80年代初，初步發展；20世紀80年代，全面發展)

80年代進入景觀生態學研究熱潮。1981年，在荷蘭召開“第一屆景觀生態學大會”。

1982年，國際景觀生態學協會成立。（IALE）1984年，Narch.Z和Lieberman（美國）出版《景觀生態學的理論和應用》，第一本景觀生態學專著。1986年，Forman.R&Godron出版《景觀生態學》教材，標誌景觀生態學發展進入了一個全新階段。1987年，國際性雜誌《景觀生態學》出版。4.提高(20世紀90年代，學科的全面提高時期)90年代，景觀生態學全球化普遍提高，技術、手段更為先進。（例GIS、遙感等）

2.3.2國內從80年代初開始，1989年10月在瀋陽召開首屆景觀生態學學術討論會。1998年在瀋陽舉行“亞洲及太平洋地區景觀生態學國際會議”。80年代：起步階段，側重於國外文獻的介紹1981年，黃錫疇在《地理科學》上發表了《德意志聯幫共和國生態環境現狀及保護》一文。同期還發表了劉安國的《捷克斯洛伐克的景觀生態研究》。這是國內首次介紹景觀生態學的文獻。1983年，林超在《地理譯報》上發表了兩篇譯文，一篇是Troll的《景觀生態學》，一篇是E.納夫的《景觀生態學發展階段》。1985年，陳昌篤在《植物生態學與地植物學叢刊》發表《評介Z.納維等著的景觀生態學》一文，這是國內首次對景觀生態學理論問題的探討。1986年，景貴和在《地理學報》發表了《土地生態評價與土地生態設計》，這是國內景觀生態規劃與設計的第一篇文獻。1988年，李哈濱在《生態學進展》發表了《景觀生態學——生態學領域裏的新概念構架》一文。同年的《生態學雜誌》分別發表了金維根的《土地資源研究與景觀生態學》和肖篤寧等的《景觀生態學的發展與應用》。1990年肖篤寧主持翻譯了R.T.T.Forman和M.Godron的《景觀生態學》一書。90年代迅速發展，大量論文書籍出現1990年，肖篤寧等在《應用生態學報》發表了《瀋陽西郊景觀結構變化的研究》一文，該文是我國學者參照北美學派的研究方法而開展的景觀格局研究的典範著作。同年景貴和出版了《吉林省中西部沙化土地景觀生態建設》論文集。伍業鋼和李哈濱的《景觀生態學的理論發展》（1992）和《景觀生態學的數量研究方法》（1992）；傅伯傑的《黃土區農業景觀空間格局分析》(1995)、《景觀多樣性分析及其製圖研究》(1995)、《景觀多樣性的類型及其生態意義》(1996)；2.4景觀生態學研究內容和基本原理2.4.1

研究內容

1.景觀結構不同景觀要素之間的空間關係。

2.景觀功能各種景觀要素之間的相互作用，不同生態系統之間的能量流、物質流和物種流(例到物活動等）。

3.景觀變化景觀的結構和功能上隨時間的變化。

4.景觀管理

通過分析景觀特徵，提出景觀利用管理最優化方案。景觀生態分類景觀生態評價景觀生態規劃設計景觀規劃設計的實施景觀生態學研究的主要對象、內容及基本理論

2.4.2理論基礎1.整體論

2.系統論

1景觀結構和功能原理2生物多樣性原理3物種流動原理4營養再分配原理5能量流動原理6景觀變化原理7景觀穩定性原理2.5景觀生態學的重要學派1.美國的景觀格局和景觀功能研究(Forman,Risser,Turner)2.荷蘭和德國的土地生態設計(Zorreveld,Haber國家公園景觀規劃）3.東歐的景觀綜合研究和景觀生態規劃。（Mazur,Ruzicka(捷克）最優設計）4.加拿大和澳大利亞的土地生態分類5.前蘇聯的景觀地球化學研究（波雷諾夫）歐洲和北美景觀生態學發展特點及關係2.6景觀生態學的研究展望1學科主要研究領域的進展

經濟觀念與生態學研究的融合人地和諧的未來景觀研究在景觀結構和空間格局方面在景觀生態過程研究方面在景觀格局與過程的關係研究上在景觀變化分析方面2新出現的學科領域與生長點公路和公路網的生態效應景觀毒理(landscapetoxicology)研究濕地景觀生態研究大城市的景觀生態過程3.1斑塊(patch)定義：斑塊是一個在外觀上與周圍環境明顯不同的非線性地表區域。例：天空的雲、嵌花路面的石子。3.1.1起源與類型（起源原因、特點）1干擾斑塊(disturbancepatch)原因：由於局部干擾而產生的。採伐後的森林，草原燒荒，地表煤礦干擾是引起生態系統格局顯著偏離其常態的事件。舉例：風、火、冰雹、山崩、蟲害等。干擾內、外因（如火災）短期、長期短期特點：具有最高的周轉率、持續時間最短、消失最快的斑塊類型。

2殘存斑塊(remantpatch)原因:由包圍著一小塊未受干擾地區的大範圍干擾造成的.舉例:寒冷過後陽坡上留下的鳥巢、火災大火過後殘留的一片森林鬆弛期：某些種群滅絕速率升高的時期。調整期：物種變動速率增高的時期。3環境資源斑塊(environmentalpatch)原因：由於環境資源的空間異質性或鑲嵌分佈而引起。例如：長白山植物垂直分佈、森林中的沼澤特點：存留時間長、周轉率低。

4引進斑塊(introducedpatch)原因：人類將生物引進一個地區，就產生了引進斑塊。（1）種植斑塊(plantedpatch)原因：由人種植植物而產生的特點：人維護、存留時間長（2）聚居地(homeshabitation)特點：受人干擾的景觀中最顯著並無處不在的景觀成分之一。物種：人、引進的動植物、不慎引入的害蟲、從異地移入的本地種例如：村落、城鎮斑塊持久性時間未干擾在斑塊內干擾在本底中干擾長期干擾單一干擾（短期）環境資源斑塊干擾斑塊殘存斑塊引進斑塊斑塊的持久性與穩定性3.1.2斑塊的大小

1面積對能量和養分的影響一般的情況總是大斑塊比小斑塊含的能量和養分豐富。也有不同，比如，一個小斑塊（麥田）從邊緣到內部我們會發現邊緣產生的產量高於內部。原因：充分利用光、溫度、水、且競爭少。動物的分佈也會因邊緣內部的喜愛程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動，食草與食肉動物也經常在邊緣地帶活動，邊緣單位的生物量也高於內部。邊緣地帶植物密度高於內部，故營養也高於內部地帶，由於小斑塊的餓邊緣/內部比大於大斑塊，因此小斑塊單位面積的能量與物質不同於大的斑塊。大斑塊比小斑塊有更高的營養級的動物，並且食物鏈也更長。

2面積對物種的影響

（1）島嶼在生物群落裏，物種的多樣性隨面積的增加而增加。島上種數與面積大小的關係的三種解釋：S=CAZ種的豐富度面積S=CAZS-多樣性A-面積C-比例常數Z-一般為0.18~0.35大島嶼物種多稀有種多小島近親繁殖

分析表明，大致的規律是面積增加10倍，物種增加2倍；面積增加100倍，物種增加4倍；即面積每增加10倍，所含的物種數量成2的冪函數增加，2是個平均值，通常在1.4~3.0之間。這種關係的另一層含義表明，如果原生生態系統保存10%的面積，將有50%的物種保存下來。如果保存1%的面積，則會有25%保存物種被保存。1967年麥克阿瑟和威爾遜創立島嶼生物地理學理論。他們認為島嶼鐘的多樣性取決於物種的遷入率和滅絕率，而遷入率和滅絕率與島嶼的面積、隔離程度及年齡等有關。S=f（+生境的多樣性-干擾+面積-隔離程度+年齡）（1）陸地景觀陸地景觀與島嶼有所不同，斑塊的邊界並不明確，並且隔離程度的重要性降低。

S=f（+生物多樣性-（+）干擾+面積+年齡+本底異質性-隔離程度-邊界不連續性）物種多樣性速率遷入滅絕小大SsSLP物種多樣性速率P滅絕遷入遠近SNSF區別：障礙物不同海島的隔離是與大陸相對而言島嶼與陸地景觀的形成時間大相徑庭與邊緣的作用設計保護區時，面積比較關鍵。主要保護：1較高的當地物種多樣性2稀有種和瀕危種3穩定的生態系統3森林的破碎化及其生態後果

物種生存環境危機樹木的變化動物的變化鳥類昆蟲4斑塊與自然保護區大的自然保護區保護物種多完整比破碎要好儘量減少隔離度簇狀比線狀好走廊連接圓形較好3.1.3斑塊的形狀

形狀與面積同等重要例如:鳥、昆蟲覓食，巢域一般為長方形。1生態學意義形狀分析可瞭解物種動態（物種分佈是穩定、擴展、收縮、還是遷移甚至以瞭解遷移路線）斑塊的形狀對生物的散佈和覓食具有重要作用。斑塊的形狀與環境變化及更新過程有關。園林設計，採取不同斑塊形狀，收到不同的藝術效果。

D-形狀係數L-斑塊固邊長度A-斑塊面積D值說明某一斑塊周邊長度與面積同該斑塊相等的圓的圓周長之比，比值為1為圓形，比值越大說明該斑塊周邊越發達形狀係數

2邊緣與邊緣效應

定義：邊緣是指兩個不同的生態系統相交而形成的狹窄地區。斑塊的邊緣部分有不同於內部的物種組成和過渡，這就是通常所說的邊緣效應。

特點：由一種環境條件組合、過渡為另一種環境條件組合，由一類動植物組合過渡為另一類動植物組合，不僅包括兩個生態系統內部的成分並且有其特有的成分。

邊緣的類型：

固有邊緣（inherentedge）：環境資源上的差異造成的邊緣。特點：過渡緩慢、連續性強、變化很小。舉例：森林和沼澤之間的邊緣

誘導邊緣（inducededge）：天然或人為干擾造成的邊緣。特點：過渡顯著、存在時間短。舉例：森林與火燒跡地之間的邊緣。

邊緣寬度的影響因數：a太陽角向赤道方向超過向極地方向的寬度。b溫帶超過熱帶c主風超過其他風向d斑塊與本底垂直結構差異越大，邊緣寬度差異越大。根據對邊緣或內部的反應，將生物分為：邊緣種(edgespecies)和內部種（interiorspecies)邊緣種和內部種將動物分成三類：a對兩個生態系統均有要求b對邊緣的特殊生境有特殊的要求c主要與一種生態系統有關系，但可擴展到邊緣3

圓形斑塊與長條形斑塊的生態比較形狀指標內部/邊緣邊緣長度與本底作用斑塊內障礙物生境異質性物種多樣性走廊價值尋食效應圓形高小小少小大小小長條形低大大多大小大大4環狀斑塊形狀很特殊的斑塊

特點：內部/邊緣低，內部種少舉例：環繞北極地區分佈格局高山環繞山體繞湖周圍5半島（peninsula）

定義：指的是一個斑塊中狹長的外延部分。

漏斗效應：人們常見的在半島頂端，動物路徑密度高的現象。鳥類、維管束植物減少物種多樣性遞減內部/邊緣比解釋3.1.4斑塊的構型

斑塊在景觀中的空間排布情況，它們的空間分佈對能量、物種的流動有重要影響。例如：居住區

Fragstats

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斑塊相關性的指標：隔離度、可及度、相互作用、總隔離度

破碎化指標：斑塊密度、邊緣密度、

3.2廊道(corridor)

與本底有所區別的一條帶狀土地,可以看作是一個線狀或帶狀的斑塊.例如:樹籬、公路3.2.1廊道的作用雙重作用:將景觀分離、將景觀連接

1.運輸：公路、鐵路、運河、輸電線等

2.保護：長城、圍牆、林帶等

3.資源：走廊地帶野生動物豐富、植物種類較多

4.觀賞：古代曲徑通幽、頤和園的長廊、西湖的蘇堤3.2.2廊道的起源走廊按起源可分為：干擾廊道、殘餘廊道、環境資源廊道、種植廊道3.2.3廊道的結構特點1彎曲度(curvilinearity)廊道中兩點間的實際距離與它們之間的直線距離之比，與沿廊道的移動有關。動物、人更消耗體力.2連通性(connectivety)定義：單位長度廊道中中斷數量來度量。例如：農田樹籬作用：一個廊道連通性高低決定了廊道的通道和屏障功能。3狹點(narrow)定義：廊道中的狹窄處作用：影響運動例如：河流峽口4結點(nodes)定義：兩個廊道的連接處或一個廊道與斑塊的連接處。

作用：結點在管理與規劃中十分有用，因為它提供了許多相連系的物種源，當物種在斑塊中消失時，有利於物種重新遷入。例如：河流急轉彎的凹面常出現一片氾濫平原，兩條公路交叉處的重疊植被5廊道的內部特點1)從邊緣到中心的物種組成發生急劇變化例如：公路、河流、林帶2)環境條件與外部有所不同例如：林蔭路冬暖夏涼3)水準上延伸一段距離，水準梯度也會發生變化。3.2.4廊道的分類1線狀廊道廊道是一條很窄的帶，植被類型基本上是邊緣佔優勢。一般有7種：道路、鐵路、堤堰、溝渠、輸電線、草本或灌絲帶、樹籬2帶狀廊道廊道是一條很窄的帶，其寬度是可以造成一個內部環境，含有內部種，每個側面都存在邊緣效應。線狀廊道與帶狀廊道的對比帶狀廊道與線狀廊道的基本生態差異主要在於寬度，具有重要的功能意義。

林帶寬度增加，環境異質性增加，進而造成物種多樣性增加。林帶很窄時，邊緣、內部種都很少，隨寬度增加邊緣、內部種均增加，但邊緣種在寬度略增加時即迅速增加，而內部種則要在寬度達到一定值時才能增加，閾值一般為7-12米。

邊緣種多樣性（物種數量）林帶寬度內部種林帶寬度與物種多樣性

3河流廊道河流廊道是沿河流分佈的，與周圍本底不同的植被帶。

1)結構：河床邊緣、漫灘、堤壩、岸上高地。舉例：長江、黃河

2)寬度多寬為宜：

a應具備有效地控制從高地到河流的水流和營養的功能。

b有利於森林內部種沿河運動，寬度應超出邊緣效應。4)功能：1它控制著河水及周圍陸地進入河流的物質流動。2它影響河流本身的運輸。3侵蝕、養分流、地表徑流、洪水、沉積作用、水的品質都與廊道的寬度有關。4它為物種的遷移和棲息提供了條件。5為人類運輸航道、物質資源、保護作用。3)河流等級：最小的河流叫一級河流。兩個一級河流合成一個二級河。3.3本底（基質）

範圍廣、連接度最高，並且在景觀功能上起著優勢作用的景觀要素類型。景觀中的背景地域。2.3.1本底的標準1相對面積一般來說，本底的面積超過現存其他類型景觀元素的面積總和。假如一種景觀元素類型覆蓋50%以上的面積，就可以認為是本底。2連通性如果一個空間不被兩端與該空間的周界相連的邊界隔開，則認為該空間是連通的。連通性高的作用：1)可以作為障礙物將其他要素分開。例如：防火帶2)便於物種遷移與基因交換。3)使其他要素成為生境島。3動態控制例如：原始林採伐燒地、農田與林網

3.3.2結構特徵1孔隙度(porosity)斑塊在本底中稱為孔。單位面積的斑塊數目稱為孔隙度。它是本底中斑塊密度的量度。與斑塊大小無關。孔隙度的生態意義：1）它提供了一個瞭解物種隔離程度和植物種群遺傳變異的線索。2）孔隙度是邊緣效應總量的指標，是一個對野生生物管理、對能流物流指導意義的因素。孔隙度低表明景觀中有邊遠地區存在，這對需要邊緣生境的動物很重要。3）孔隙度與動物覓食密切相關，適宜的孔隙對覓食及育後復原。4）採伐對野生動物的影響。5）人文地理中，研究住宅與村莊孔隙的分別十分重要。2邊界形狀景觀元素間的邊界像一個半透膜，邊界的形狀對本底與斑塊間的相互關係極為重要，具備最小的周長與面積之比的形狀不利於能量與物質交換，具節省資源的特徵；相反，周長與面積之比大的形狀利於與周圍環境進行大量的能量與物質交流。看凹面邊界的左邊元素向右擴展更為有效。

擴展元素即它們最可能在周邊的凸面上擴展。

殘存元素即處於縮減過程，有凹面邊界的元素。擴展元素能迅速地以凹面邊界變為凸面邊界。3網路景觀的孔隙度高時，這種網路本底就是廊道網路。結構特徵：1）連接類型十字型、T型、L型2）網線上有沒有中斷，以及中斷處的長度。3）結點的大小多樣性離交點距離邊緣種內部種景觀多樣性(landscapediversity)生物圈內棲息地、生物群落和生態學過程的多樣化，又稱生態系統多樣性(ecosystemdiversity)。2生物多樣性喪失的主要原因：生境的喪失和破碎化引入物種植物和動物種的過度利用土壤、水和大氣污染全球氣候變暖工業化的農業和林業3景觀多樣性的意義：只有多種生態系統的共存，才能保證物種多樣性和遺傳多樣性。只有多種生態系統的共存，並與異質的立地條件相適應，才能使景觀的總體生產力達到一定水準。只有多種生態系統共存，才能保證景觀功能的正常發揮，並使景觀的穩定性達到一定水準。4景觀多樣性的描述指標豐富度(richness)：指的是一個景觀中生態系統類別數，以絕對值表示。相對豐富度是指一定景觀內出現的生態系統類別數占一地區全部可能出現的生態系統類別數的百分比。

Simpson多樣性指數(diversityindex)D-Simpson多樣性指數，S-生態系統總數，Pi-每一生態系統所占面積百分比。生態系統類型越多，景觀多樣性指數越大。

Shannon-Weiner指數H’-香農指數，S-生態系統總數，Pi-每一生態系統所占面積百分比。根據資訊理論的理論而來，它的指標H’代表一個景觀“資訊”的不確定性，其組成成分變化越大，其不確定性也越大。

均勻性(evenness)E=H’/H’(max)E-均勻性，H’-現實景觀多樣性，H’(max)-完全均勻情況下的景觀多樣性。

優勢度(dominance)優勢度=1-均勻度說明一個景觀中某一生態系統佔優勢的程度。

相對分塊性(relativepatchness)P-分塊性，N-相鄰生態系統邊界數，Di-相鄰生態系統相異性指數5景觀多樣性普遍存在的原因因為立地條件不同而形成不同的生態系統由於干擾作用的結果2.4.2森林景觀異質性

景觀異質性指在一個景觀區域中，景觀元素類型、組合及屬性在空間或時間上的變異性。1森林年齡結構森林景觀的年齡結構指的是林分間的年齡構成狀態1）原始林的年齡結構未受人為經營或干擾、景觀年齡結構主要決定於自然干擾種類及特點。2）經營林的年齡結構景觀的年齡結構決定於輪伐期和在整個輪伐期仲採伐時間上的分配。

法正林思想法正林：由若干實行皆伐作業的同齡林分系列組成，它必須具備法正齡級分配、法正林分排列和法正生長量。法正齡級分配：要具備從小到各個齡級的林分，並且各齡級分配相等。完全調整林、廣義法正林3）老齡林的生態意義和保存老齡林，不僅指年齡，並且指未受人為干擾或受人為干擾很小的原始林，它們多處於比較穩定的階段。在經營管理上，將林分劃為：幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林。按照生物學將林分發育過程分為：發生階段、集累階段、生物穩定階段和衰退階段。老齡林保存的意義：形成時間長動植物組成複雜生產力及生物量高固氮附生植物及細菌豐富具有保存營養物質的巨大能力溪流較多林分異質性大倒木在林分中具有重要意義Harris的花旗松經營模型：中央核心不伐，中圈長輪伐期，外圈短輪伐期Franklin的新林業說：將交互塊狀採伐，改為塊狀順序採伐採伐時每英畝保留8~15棵大樹保留伐區剩餘物2森林類型結構森林類型可分為兩個系列：地境系列：隨立地條件而發生的森林類型多樣性。時間系列：隨干擾和演替而產生的森林類型多樣性。3森林粒級結構景觀的粒級結構指的是景觀要素的構成狀態。森林的粒級結構主要決定於更新單元的構成狀態。所謂更新單元是指一次干擾事件中老林被破壞和新林發生的一個地域單位。林火干擾、皆伐、間伐形成粗粒級結構，倒木和擇伐形成細粒級結構。3.4.3尺度(scale)尺度是研究對象時間和空間的細化水準.尺度是指在研究某一物體或現象時所採用的空間或時間單位，同時又可指某一現象或過程在空間上和時間上所涉及到的範圍和發生頻率.前者是從研究者的角度來定義尺度，後者根據所研究的過程或現象的特徵來定義尺度。（空間尺度，時間尺度）尺度以粒度（grain)和幅度（extent)來表達。與尺度相關的另一個重要概念：尺度擇維（scaling):把某一尺度獲得的資訊擴展到其他長度上。下推(scalingdown)、上推(scalingup)例如：爬山3.4.3確定異質性的方法由於尺度不同景觀有產生異質性。

一般情況採用線性抽樣來測定異質性，令直線通過一個景觀，把這條線分成相等的線段，記錄每段線段中每類景觀元素出現的頻率。2.4.4景觀元素的構型（Forman&Godron，1986)

1分散的斑塊景觀特點：以一種生態系統或一種景觀要素類型作為優勢的本底，而以另一種或多種類型分散在其內。例如：帶綠洲的荒漠，熱帶稀樹草原關鍵特徵：1)本底的相對面積2)斑塊大小3)斑塊間的距離4)斑塊分散性（集聚、規則或隨機）2網狀景觀特點：在景觀中以相互交叉的廊道的優勢例如：牧場林網，高速公路網關鍵特徵：1)廊道的寬度2)連通性3)網的圓路4)網格大小5)結點大小6)結點分佈3交錯景觀特點：佔優勢的有兩種景觀要素，彼此犬牙交錯，但共有一個邊界。例如：山區農田與林地分佈關鍵特徵：1)每一要素類型的相對面積2)半島的多度和方向3)半島的長度與方向4棋盤狀結構特點：由相互交錯的棋盤狀格子組成例如：人為管理的伐區關鍵特徵：1)景觀顆粒的大小2)棋盤格子的規整性3)總的邊界長度彙聚點（convergencypoints)彙聚線3.4.5景觀中的對比度(contrast)對比度：即相鄰地區的差異程度大小和過渡的急緩程度，對比度低的景觀可能由一種景觀元素組成，只有本底。例如：熱帶雨林低對比度的景觀由自然形成高對比度的景觀多由人為形成，但也有自然形成的3.4.6景觀空間格局和空間關聯1幾種不同的格局規則式均勻格局聚集格局線狀格局平行格局不同景觀類型的斑塊鑲嵌以及交通線對其形成的影響格柵狀魚骨狀星狀混合型2空間關聯AcBbad如果，x2<x20.05,則認為兩景觀無關，否則相關。相關係數-1<r<1,bc=0最大正相關，ad=0最大負相關1通過景觀的流有三種：

1）能量流例如：熱能、生物能

2）養分流例如：無機物質、有機物質、水

3）物種流例如：各種類型的動植物以及遺傳基因2導致景觀元素之間相互作用的5種媒介物

1）風它攜帶水分、灰塵、雪、種子、小昆蟲、熱量等

2）水包括雨水、冰、地表徑流、地下水、河流、洪水等，能夠攜帶的物質同上

3）飛行動物如鳥、蜜蜂、可攜帶種子、孢子等

4）地面動物功能同飛行動物

5）人3影響三種流運動的力

1）擴散擴散原指分子運動，從高濃度區向低濃度區的運動。擴散：溶質物質或懸浮物質由高濃度區向低濃度區的移動，物質通過自身的布郎運動作無規則的運動。例如：將香水灑在屋子的一角，滿屋都是香水味。山區的水泥加工廠的粉塵擴散。市區採暖的火煙囪、滇池的污染等

2）物質流物質流是物質沿能量梯度的運動。風是一種重要的物質流，由大氣壓產生。水流是由高處向低處

3）移動移動：是消耗本身能量從一個地方運動到另一個地方。例如：采蜜的蜜蜂，捕食的動物運動最組要的生態特徵就是高度聚集性格局。

4.2空氣流和土壤流1空氣流空氣層流是平行流動的層狀氣流。而湍流則是質點的無規則運動，向上或向下運動。三種防護林帶（緊密結構、疏通結構、通風結構）第一種類型風速降低到樹高的30倍處，其他為樹高的25倍，所以第一種防風最佳。障礙物的穿透性也影響空氣的流動。密實的屏障（如密林帶）產生嚴重湍流；孔隙多的屏障可以大量氣流通過，而防止湍流發生，因此孔隙大的林帶防風距離長，但風速降低較小，而密實的林帶，防風距離短但風速降低大。上述氣流原理廣泛地應用在景觀規劃、設計和土地管理之中。比如：颶風、污染、河流熱能2土壤流土層表面和土壤內部的流不太明顯，但十分重要。一部分由風造成，大部分由水形成。土壤流速的決定因素：1）水的輸入量和時間2）土壤的結構，尤其是孔隙度3）土壤對水中攜帶物質的滲濾效果，包括土壤顆粒對物質的吸附作用。土壤流攜帶物質分成兩類：一種顆粒物質，如細菌、孢子、腐爛的泥沙樹葉等二種溶解性物質，如腐殖質、尿素、硝酸鹽、可溶性鹽等雨量大小對於顆粒物質與溶解性物質有很大的差異。顆粒物質流和溶解物質流還有一個不同：顆粒物質流發生在土壤表面，而溶解物質流發生在土壤內。如圖：可溶性物質物質濃度雨量顆粒性物質

水流侵蝕

侵蝕發生的三個因素：1地表失去植被覆蓋，更多的雨水沖刷2失去腐殖質後，礦質土壤暴露在降雨中，形成沖溝3植物根系死亡，土壤顆粒凝聚力A=f(R、K、L、S、C)A-土壤侵蝕R-降水程度K-土壤侵蝕因數L-坡長S-坡度C-植被覆蓋對空氣流與土壤流研究發現

有兩種空間運動模式：一是連續運動速度不存在或為零時如：水流（遇湖除外）二是跳躍運動如：土壤流兩種運動形式的差別在於景觀結構的異質性異質性增強1運動由連續運動變為跳躍運動2運動中的停頓點增強，流的物質與流程環境間的關係越密切3速度降低4.3物種流4.3.1物種流的運動特徵物種流即動、植物穿越景觀的運動。

1影響運動的兩個因素1）取決於廊道、障礙和斑塊等結構因素較同質的地區，流較穩定、連續；當物種從一景觀進入另一景觀時會發生變速或停頓。例如：大草原上的牛羊，沙漠上的狼群2）取決於運動方向景觀元素是有利於運動還是障礙運動，所以分析物種運動，首先需要分析景觀的異質性程度和景觀中的對比度。例如：狐狸遇河，鹿遇森林。（速度變快）邊界穿越頻率:(Boundarycrossingfrequency)即物體在景觀中運動時，單位長度上越過邊界的數量。反映景觀的連通性。2動、植物的運動類型同樣分成連續和跳躍運動跳躍運動分成兩類：1)一個生物體滯留一短的時期後繼續運動叫休息停頓。2)一個生物體移動到一個地點後能成功地生長繁殖叫中途站。例如：南美北部一些物種，以一系列島嶼為中途站，越過加勒比海進行傳播的領地:指的是用來防禦同種其他個體侵入的地區範圍.4.3.2動物的運動動物有三種運動方式:

1巢區內運動即動物在窩的周圍進行覓食和其他日常活動。

2疏散運動即動物個體離開出生的巢區到達一個新的巢區的運動新巢區距老巢一般很遠，近成年動物離開父母到新處築巢。疏散運動擴大小物種的分佈範圍。例如：鳥3遷徙動物在不同季節利用的不同地域之間進行的週期性運動。典型例子：鳥類在冷暖地區的運動垂直遷徙：動物在山地高海拔和低海拔間的遷徙例：鳥類夏季在高海拔地區繁殖，冬季到低海拔越冬歐洲山羊夏季在高山植被覓食，冬季到低海拔草地越冬

舉例說明景觀結構對動物的影響1、臭鼬在北美分佈很廣，美國的伊利諾斯州臭鼬的巢穴多沿樹籬構築，樹籬處的積雪到春天才融化，只有極少數臭鼬的活動範圍超過巢穴附近1000米。說明它們的穴區一般在1千米平方之內，他們的往返距離隨季變化，春天繁殖季節之後，雄臭鼬跑的更遠，主要吃樹籬上的小動物。夏季在窩附近活動，可能此時食物豐富不需遠行，秋季降雪之前主要沿樹籬運動。玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地玉米地燕麥地一個冬夜臭鼬的活動只有兩次離開樹籬，穿行在玉米地中，而避開燕麥地、草地。由於玉米地有較高的層和完全蔭蔽的地面,可以預防空中和地面的天敵，而且還有豐富的食物。通過樹籬中臭鼬和林地內臭鼬的比較表明，它們喜歡生活在少數樹木的開闊景觀地區，多是林地邊緣和樹籬。

2赤狐赤狐也廣泛分佈於北美，棲息在地下的巢穴裏，以各種小動物為食，一種夜行動物，研究表明赤狐的窩幾乎都築在高地生境中，比如，林地、穀物地、草場、樹籬、沙石地等。並且在調查的517個巢穴中只有8個位於居民區275米以內。說明與建築物的距離是赤狐巢穴分佈的主要限制因素，巢區比臭鼬大，一般4千米、2-4千米，形狀長方形。在秋季和冬季，快成年和成年狐狸離開巢穴，原因不明，目標也不能預測，運動的平均直線距離雄性為31千米（最遠211千米），雌性為11千米（最遠為108千米），赤狐的擴散為不規則擴散，分析具體個體的運行路線發現有建築物地區是它們穿越景觀的障礙，在距農家場院92米以內極少發現這種動物，湖泊迫使赤狐改變運行路線，沒有狐狸游水過去。小河、小溪不是重要障礙，河寬成為赤狐的障礙，赤狐的運動是跳躍的，不是連續的。在夜間，赤狐的運動時間占85%，停頓時間占15%，用來休息或進行其他活動。赤狐都躲避廊道沒有一只狐狸沿著河流大道，高速公路等主要廊道運動（也不於廊道平行運動），甚至白天睡覺也遠離大道92米以外。在這個實例中，廊道只起“篩檢程式”作用，而沒有顯示廊道的功能。

動物在景觀中有如下特徵：

1動物回避對它不利的景觀元素，許多動物生存要求一種以上的生境。比如：狐狸避開廊道、臭鼬躲開燕麥、白尾鹿生活在農牧交錯帶。

2廊道有時是柵欄，有時是通道。比如：樹籬是臭鼬的通道，大河是赤狐的障礙屏障能造成種群的基因差異。

3巢區的形狀通常是拉長的，有時是線條狀的比如：赤狐巢區間一般存在障礙物（如：峽谷、小河流、沼澤等）

4景觀中不尋常的特徵有特別重要的作用。比如：沙漠中的綠洲，對沙漠動物比如狼就是水源。

4.3.3植物的運動1植物的傳播存在三種模式：1)植物種的邊界在短期發生移動，由於環境條件的週期性變化引起比如：降雨2)長期環境條件變化，使物種滅絕、適應或遷移。比如：自最近的冰川期以來，許多樹種適應了氣候變化，越過溫帶地區存活下來。3）非本地種成功地移植到新的地區，廣泛繁殖和傳播。比如：仙人掌的入侵毀滅了澳大利亞的主要地區。2植物的傳播以散佈為主1）散播的媒介物：水、風、動物重力等。不同繁殖體，媒介物不同，散佈的距離也不一樣。比如：蒲公英靠風傳播而且距離較遠。楊樹靠重力傳播距離較近。2）靠風散佈的種子一般都有種翅比如：糖槭飛散距離取決於種粒大小、風速、地形等因素。3）種子散佈方式和距離與該種在演替中的地位和生活史對策有關。先鋒樹種（r對策）多靠風或水散佈，距離遠。比如：楊樹頂級群落種（k對策）一般種子重，多靠動物、重力散佈，散佈距離近例如：紅松4.4景觀元素的相互作用4.4.1斑塊-本底的相互作用景觀元素之間的相互作用是通過景觀的流來實現以農田(空地)與森林的作用為例本底-農田斑塊-森林(人工林)A能量、動物、花粉、果實水準熱流C物種動植物移植覓食者授粉風傳播種子植物B地表徑流大氣水分在動物花粉、果實中D棲息地（斑塊）—本底（森林）灰塵沉積雪的積累煙霧影響淤積引進的植物移植馴養的動物移植人捕獲原生物種人阻止自生干擾風、動物風是主要驅動力風、水、動物主要以斑塊流向本底驅動機制、人、和非原生物種4.4.2斑塊之間的相互作用

斑塊之間的相互作用主要是由生物動力所致，風的作用很小，一般說來，能量和養分傳輸不重要而物種的遷移很重要，尤其是動物中的特有種，可以從一個斑塊中到另一個斑塊中覓食，斑塊中發生物種的局部滅絕時，可以由相鄰斑塊得到補充。

4.4.3斑塊—廊道的相互作用

類似於斑塊之間的相互作用，主要的流是物種流。廊道有利於伴隨著斑塊內部種局部滅絕後的再遷移。斑塊是廊道的物種源。

線狀廊道、帶狀廊道和河流廊道，不但結構與功能不同，而且與圍繞本底的相互作用也不同本底氣候對線狀廊道具有主導性影響，此外，大多數作用的方向都是從廊道到本底。比如：灰塵、車輛污染會從公路進入農田。廊道對本底的另一個重要作用是隔離種群，從而限制流動。帶狀廊道與本底之間的流數量眾多，是互相依賴的，過是由於寬度效應使帶狀廊道可以具備許多開闊區的物種。4.4.4廊道與本底的相互作用4.4.5河流廊道與周圍土地的相互作用

大量試驗表明,河水的品質與周圍土地密切相關,河流廊道的植被將周圍土地與河流分隔,植被對河流有許多影響.例如：蔽蔭阻隔了一定的熱能流動枯枝敗葉、種子以及節肢動物的糞便進入河流之中倒下的樹阻擋水流，形成小池塘物質從土地想河流廊道運動，河流廊道起過濾作用4.4.5山地森林和河岸森林與河流的相互作用1河流時河岸森林的作用河流創造了一種特殊生境，使河岸植被成為一中特殊的類型。（1）能為河岸植被供給充足的水分（2）提供充足的空氣濕度（3）養分豐富、耐淹、植被變化濕生-旱生2河岸森林對河流的作用1）維持經管穩定性和保持水土山地-河流之間的侵蝕以及水流作用力為主，免受侵蝕取決於植被對土壤的保護作用。例如：黃河、長江2）維持河流生物的能量和生存環境河流中的有機物99%是外面引入的，比如：落葉林冠影響水溫，防止水溫過熱，不利於氧氣的存留河岸森林對溶解性的礦物營養和固體、顆粒進入河流有過濾和調節作用。養分進入溪流有三個途徑：a養分直接穿過河岸森林進入溪河b養分積累在河岸森林中的土壤中，通地下流或通過土壤進入河流c養分隨植物生長而進入生物是成為木材的一部分

3）維持河流良好的水文狀況流量、流速、不會變幹4）維持河流的良好水質

a泥沙含量比如：黃河、長江

b營養物質4.4.6林帶與毗鄰景觀要素的相互作用1林帶對農田的影響農田防護林的形式：（1）帶狀地在農田四周營造，並且交積成網，又稱農田防護林網（2）林農間作，農田內間種樹木（3）片林

林帶影響到農田的小氣候、土壤濕度、動植物和作物產量。（1）小氣候a風速降低30%-40%b減弱湍流交換，降低農田蒸發，保持水分c保持積雪，防止沙塵暴d避免幹熱風e溫度白天略增加，夜間略降低土濕（2）水分狀況除上述作用（降風速、減蒸發、保水分、增加空氣濕度），還有降低地下水位，減輕土壤含鹽量，吸收地表徑流，減少土壤侵蝕.（3）動、植物增加農田生態系統生物多樣性：原因：a林帶中的物種向農田流動比如：林帶中的鳥類等

b農田小氣候的改善使其他物種有了存活的可能後果：a使害蟲、害獸和有害的病害增加比如兔鼠到農田中去b使有害生物的天敵增加比如：蛇等（4）作物生產力增產作用，尤其是災年減產邊緣。一般小麥增產10%-30%玉米10%-20%水稻增產6%棉花13%2農田對林帶的影響（1）農田物質想林帶流動如：雪、灰塵、農田中的肥料、沙蟲劑等（2）動物破壞林帶如：豬、牛、馬等（3）人對林帶如：燒、伐等4.5景觀的功能

4.5.1廊道與流廊道的功能（1）某些物種的棲息地,如:邊緣種（2）物體運動的通道,如:河水沿河道流動,車輛,行人沿公路運動在上述景觀元素相互作用的研究基礎上“景觀如何發揮功能的？”

（3）屏障(Barrier)或過濾效應，比如：院牆保護農院，樹籬保護田地，再如：河流廊道的樹木對水分，養分有重要的過濾作用。廊道的寬度和中斷時，廊道運動功能的影響（4）廊道還是一個對周圍本底產生環境和生物方面影響的源例如：一條公路穿過原野，成為排放塵土、污染物、熱能的源。樹籬4.5.2本底與流本底的7種特徵影響流：1連通性

連通性高的本底種，不存在或很少存障礙。空氣流易於將熱量、灰塵和種子帶過景觀。物種的平均運動速度高，基因變化較小，種群差異小。有利有蔽：比如：蟲害的蔓延、火災的蔓延2景觀的阻抗即影響物體運動速度的結構特徵。有4種因素組成：（1）穿越邊界的頻率一般由水、風移動造成的運動越過邊界較慢（2）邊界的不連續性也就是邊界是突變的或是漸變的。突變的比漸變的對動植物的運動有更大的阻力，熱量流、水流可以順利通過不連續邊界。比如：森林到草原、草原到沙漠（3）適宜性即景觀元素是適合於物體的運動，同一景觀元素對不同的物體或物種運動的適宜性等級不同。例：虎、鹿對草地（4）每一個景觀元素的總長度3狹窄地帶（狹窄效應）在一些地方，沿遷移路線的本底相當狹窄，以致影響物體的運動速度。狹窄效應：在狹窄處加大或降低物體的運動速度。比如：在峽谷的出口處風速變大，在河流的狹口處水流速度變大，大隊人馬通過峽口時速度變慢。狹窄處猶如一個瓶頸對流十分重要比如：克拉瑪依大火4狹窄處及斑塊間的相互關係與高連通性相反，高孔隙率對物體通過本底造成很大影響。影響的大小取決於流的性質。例如：食草動物通過斑塊5影響範圍是受一個特定接點或斑塊影響的區域，相當於物理中的場，影響的強度與斑塊的距離而改變。例如：人口密集的城市，污染物影響區域根據對運動物體產生影響的距離分成高、中、低三等級流。

對於高級流來說，大結點附近的小結點與大結點相比沒影響。對於低等流來說，即便小結點也能產生較大影響。比如：研究表明二氧化硫致毒擴散不過1千米（低），氧化鋅擴散數公里（高等）6半島交指狀景觀的影響兩種元素邊緣相交成指狀連接的格局。例如：植被嵌入河灘，農田與林地交錯交指區中部的物種多樣性豐富，越過這種景觀的物體速度取決於流的方向。7流的取向斑塊的形狀與物種流的方向的關係影響流的速度。8距離上圖為斑塊的走向和內部-邊緣比與主要作用力方向的關係。西班牙、葡萄牙和義大利主要鐵路的實際圖和拓撲圖（a）根據西班牙地圖；（b）根據義大利地圖4.5.3網路

網路是景觀中最常見的類型，它與流的運動密切相關,網路的下列特徵對流有重要的影響.

1結點的功能（1）結點對流有兩種作用廊道的交接地區、運動物體的源和江例：城鎮是高速路的結點（早晚人流大）水塘是荒漠上羊的結點（早晚個飲一次水）時間上看結點上的流不連續（2）結點往往是中繼站而不是最終目的中繼結點對流施加了3種控制作用：a、使流放大或加速例如：野生動物保護區中分離的湖泊，對水禽提供食物b、降低流的“雜訊”或不相關因素例如：淘汰弱鳥c、提供臨時儲存地點例如：群聚等待好天氣2網路的連通性即系統中所有結點被廊道連接的程度用兩個指數度量r、αr網路中連線的數目與該網路最大可能的連接線數之比。L-網路中實際存在的連結線段V-網路中的結點數

α為環通度的量度，代表結點的巡迴路線存在的程度，等於實際環路數與最大可能環路數之比例如：ra=

0.36，rb=0.48αa=0,αb=0.19圖aα環通度為0，無環路，圖b有選擇餘地r與α

結合在一起反映網路的複雜性3引力模型

上述連通性的討論，基於所有的結點都相同，事實上不可能。例如：公路的結點，可能是大城市，也可能是個小鎮，我們用物理學中的萬有引