景观景观要素与结构.ppt

第二讲 景观要素与空间结构,景观是由景观要素组成，景观要素是地面上相对同质的生态要素或单元。 景观三大要素： 斑块(patch）嵌块体 廊道 (corridor) 基质(matrix),一、景观要素,（一）、景观斑块,斑块(patch)及其类型特征,定义：斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。 例：农田中的草地、林地，城市中的绿地、湖泊。,景观斑块的属性特征,（1） 斑块大小及其生态意义 （2）斑块形状及其生态意义 （3）斑块的数量及其空间构成与生态意义, 景观斑块大小指面积； 斑块面积对能量和养分产生影响，并体现生境的生态价值差异。,（1） 斑块大小及其生态意义,对物种多样性的影响 -岛屿生物地理学理论,S=CAZ S-多样性 A-面积 C-比例常数 Z-一般为0.180.35,（1）面积影响,大致的规律是面积增加10倍，物种增加2倍；面积增加100倍，物种增加4倍； 原生生态系统保存10%的面积，将有50%的物种保存下来。如果保存1%的面积，则会有25%保存物种被保存。,面积大，维持高物质、能量的能力较强，景观异质性高，生境多样性高，维持物种多样性能力大。保护区设计基本原则。,物种多样性的面积大小影响只是一个方面，还涉及许多其他因素： 陆地斑块属于生境岛屿，其斑块的物种多样性还与景观格局和过程相关： ：Sf (生境多样性, 干扰,面积，年龄, +基质异质性，隔离, 边界的不连续性),斑块大小对物质“源”“汇”的影响,水域面积与水质污染关系-“汇”作用； 城市规模与热量关系-“源”作用； 森林面积与水土保持关系-“汇”作用,（2）斑块形状及其生态意义,形状与面积同等重要 例如:鸟、昆虫觅食，巢域选择等。, 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、还是迁移甚至可以了解迁移路线） 斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。, 形状与边缘效应,形状系数,D-形状系数 L-斑块周边长度 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,不同形状斑块周长、面积和边缘值,1,2,3,4,5,如果比值接近方形或圆形，形状则越紧密。而紧密形状的单位面积中的边缘比例小，有利于保蓄能量、养分和生物。, 圆形斑块与长条形斑块的生态意义比较,生境斑块是否有较稳定的内部环境，对于许多生境破碎化敏感种来说是很重要的。如一个长条型的39公顷的森林斑块全部为边缘生境，没有鸟类繁殖；而一个相同面积的方形斑块中含有20公顷的内部生境，有6种鸟类繁殖。,边缘效应(edge effect)：斑块边缘地带对物质、能量、物种的影响 斑块内/缘比：斑块内部面积与边缘面积之比。 如果边缘效应宽度一致，边缘面积基本与边界长度成正比。斑块内/缘比主要取决于斑块周长； 如果 斑块形状不变，面积发生变化，内/缘比与斑块面积成反比例关系。既小斑块边缘区面积比例大些。小斑块有利于边缘物种生存。,根据对边缘或内部的反应，将生物分为：边缘种(edge species)和内部种（interior species) 边缘种和内部种将动物分成三类： a 对两个生态系统均有要求 b 对边缘的特殊生境有特殊的要求 c 主要与一种生态系统有关系，但可扩展到边缘,景观是许多斑块构成的镶嵌体； 斑块数量决定景观结构与功能 如何分析景观斑块数量？,斑块数量与空间构成,（1）景观斑块总数量与生态学意义 数量越多，景观越破碎！ （2）景观斑块类型与数量及生态学意义 数量或面积越大，代表景观由该 类型生态系统构成。如湿地景观、农田景观等。 （3）景观斑块形状与数量及生态学意义 景观斑块数量度量与生态学意义紧密关联在一起才有意义！,景观斑块数量、结构及生态学意义（功能）,（1） 众多数量的斑块，其不同组合格局对生态系统的生产力、养分循环和水土流失、大气污染等过程都有重要影响。 （2） 景观斑块的空间关系反映景观生态系统间的相互作用，并影响景观生态过程。 （3）景观中同类斑块集中分布与分散分布所带来的影响显然不同。如居民点集中分布的城市与分散分布的乡村，人口流、物流等存在很大差异。,景观斑块数量、格局及生态学意义（功能）,斑块化及斑块动态,（1）斑块化是指斑块的空间格局及其变异；关注的是斑块动态与生态过程的关系。斑块化的原因、机制和特征依赖于观察尺度及其研究的生物。 （2）人类活动导致自然景观趋于斑块化 人工景观-聚集化,斑块化的生态效应,（1）种群动态与斑块化 伴随生境的破碎化，种群在空间分布趋于“岛屿化”； 异质种群对生境破碎化的反映一般表现为，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风险,（2）斑块化与生物多样性 生物多样性包括生态系统多样性、物种多样性和基因多样性。 这些多样性体现出生物斑块化，也是非生物斑块化在不同时空尺度上的产物。,斑块化过程案例,（二）、廊 道 (corridor),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,1 廊道类型与作用,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,廊道的结构特点及其生态意义, 弯曲度(curvilinearity) 影响物质、物种流动路径和速度, 连通性(connectivety) 作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功能。 狭点(narrow) 作用：影响运动 例如：河流峡口，交通口, 结点(nodes) 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, 廊道的内部特点 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 环境条件与外部有所不同 例如：林荫路冬暖夏凉 水平上延伸一段距离，水平梯度也会发生变化。,4 廊道的分类, 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 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。, 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。,廊道功能： 生境(habitat)，如河边生态系统、植被带 源（source）: 景观边界两侧物质和能量水平差异导致的生态流自景观边界向景观单元流动。 汇（sink）: 景观边界对生态流的聚集作用) 通道(conduit)，河流 屏障(barrier)，防风林 过滤器(filter)，道路、河岸带,廊道网络,廊道相互交叉构成网络 如水渠网络、道路网络、树篱网络等； 网络结构特征： 交叉点：十字形、T形等描述形状特征； 交叉点数量描述密度特征； 网络格局和网眼大小 廊道的网络效应 道路网络的噪音效应 道路绿地网络的生物多样性,“三”、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。,基质的标准,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。 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。,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) 使其他要素成为生境岛。 动态控制 例如：原始林采伐烧地、农田与林