景观生态过程-干扰.ppt

,第四章景观生态过程,第一节干扰与景观格局演变第二节景观要素间的流第三节景观中的物种运动第四节景观功能第五节景观中的人文与文化过程,干扰与景观格局演变,一、干扰的概念二、干扰的类型三、常见的干扰现象四、干扰的性质五、干扰的生态学意义干扰与景观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,干扰的概念,干扰（disturbance）：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，对生态学系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。Anyrelativelydiscreteeventintimethatdisruptsecosystem,community,orpopulationstructureandchangesresources,substrateavailability,orthephysicalenvironment(Picketthurricaneshitcertainpositioninthelandscapeinhorizontaldirections.TurnerandRomme(1994)(YellowstoneNationalpark)Intensity:Landscapeslopeposition,aspect,thenumberoffuel,andnaturalfirebreaks(e.g.streams,rivers,andeventheGrandCanyonoftheYellowstoneRiver)hadlittleinfluenceonsusceptibilitytofireundertheextremedroughtandwindthatoccurredduringthesummerof1988.,干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观位置及立地对干扰的易感性Landscapepositionappearstoinfluencesusceptibilitytodisturbancewhenthedisturbanceitselfhasadistinctdirectionality(e.g.hurricanetracks)suchthatsomelocationsareusuallymoreexposedthanothers.当干扰本身有明确的方向，以至于一些位置通常比其它位置更加暴露时，景观位置似乎影响立地对干扰的易感性（如飓风）。Inaddition,landscapepositionmayinfluencesusceptibilityifthedisturbanceisofmoderateintensity,suchthatitsspreadisinfluencedbysubtledifferencesinthelandscape.另外，如果干扰的强度适中，那么景观位置也可能通过景观中微小的异质性来影响立地对干扰的易感性。However,ifthedisturbanceitselfhadnospatialdirectionality(e.g.downbursts)orissufficientlyintensethatitsspreadisunaffectedbydifferencesinthelandscape(e.g.high-intensitycrownfire),thenlandscapepositiondoesnotinfluencesusceptibilitytothedisturbance.然而，如果干扰本身不存在空间方向性（如龙卷风），或者干扰强度足够大，以至于干扰的扩散不受景观异质性的影响（如高强度林冠火），那么景观位置不影响立地对干扰的易感性。,干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观格局对干扰扩散的影响理解景观异质性是如何影响干扰的空间扩散的已成为景观生态学研究的焦点。景观异质性与干扰扩散之间存在着相互作用，但对不同的干扰类型，景观异质性可能会促进干扰的扩散，也可能会抑制干扰的扩散，不能作出统一的结论（Pickeet和White，1985；Farina，1998）。,干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观格局对干扰扩散的影响理论研究（1）FranklinandForman(1987)（图）问题：在不同的采伐格局下，形成不同的林分斑块大小、数量和边缘长度，这些格局如何影响风在森林中的扩散？结论：风发生的潜力随着林木被采伐而增强，当林分斑块的每条边均被孤立时，风发生的潜力继续增强，尤其是当有一半以上的林木被采伐时；当80%以上的林木被采伐时，风对剩余林分斑块构成最大的威胁。,Patternsofclear-cuttingdevelopedundervariousmodelsbyFranklinandForman(1987).In(a)-(c),adispersedcutpatternisusedinwhichtheamountofcutoverarea(black)varies,butthereisaregulardistributionacrossthelandscape.,PredictedsusceptibilityofforestsintheDouglasfirregiontovarioustypesofdisturbanceasafunctionofthepercentofthelandscapethatisclear-cut,asshownbythecheckerboardmodel.(a)Potentialforwindthrowinresidualforestpatches.(b)Potentialforwildfireignitionandspread;(c)Susceptibilitytoinsectandfunguspests.(FranklinandForman,1987),干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观格局对干扰扩散的影响理论研究（2）Turneretal.(1989)（图）景观包括两类栖息地：易发生干扰和不易发生干扰,p：易发生干扰的栖息地比例，0.10.9，随机分布f：在易发生干扰的栖息地，干扰被引发的概率i：干扰被引发后向同类其它栖息地扩散的概率。景观对干扰扩散的影响随p变化：若p小于连接度的临界阈值：受干扰的栖息地比例主要受干扰被引发概率f的影响，i的影响极小。若p大于连接度的临界阈值：扩散概率i将控制受干扰的栖息地比例。,SimulatedpercentofsusceptiblehabitatdisturbedasafunctionoffandI.(a)Initialproportion,p,ofthelandscapeoccupiedbysusceptiblehabitatsis0.4,belowthethresholdofconnectivity.(b)Initialproportion,p,ofthelandscapeoccupiedbysusceptiblehabitatsis0.8,abovethethresholdofconnectivity.(Turneretal.,1989),干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观格局对干扰扩散的影响应用研究景观异质性强阻碍干扰扩散：SwetnamandLynch（1993），云杉蚜虫(sprucebudworm)，westernunitedStates林分密度+林分年龄景观异质性景观连接度云杉蚜虫的扩散和同时爆发景观异质性强增强干扰扩散：Roland（1993），森林毛虫(forestcaterpillar)，northernOntario,Canada.森林砍伐和破碎化，使景观异质性提高，促进北方混交林中毛虫的大爆发。,(a)AreaofOntarioCanada,inwhichdurationofforesttentcaterpillaroutbreakswasrelatedtoforestandlandscapestructure.(b)Examplefromonetownshipshowingthedistributionofforest(green)andnonforested(white)land.(c)Meandurationofforesttentcaterpillaroutbreakfor261townshipsasafunctionofedgedensityforalltownships.,干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观格局对干扰扩散的影响应用研究火干扰的两种情况燃烧条件适中情况下，景观异质性影响火干扰扩散。例如，不同龄级、不同树种的林木所构成的异质格局。燃烧条件极端情况下，景观异质性对火干扰扩散几乎没有影响。环境限制条件在决定景观异质性是否影响林冠火的扩散上表现出临界现象。,Interactionbetweenhypothesizedthresholdsinbothmeteorologicalconditionsandlandscapepatternthatinteracttoproducelargecrownfire.,干扰的生态学意义,干扰与景观格局景观格局对干扰扩散的影响总结：理论和实验研究暗示，对于景观异质性是否总是增强或阻碍干扰的扩散，我们并不能做出统一的结论，但是景观异质性对干扰扩散的潜在作用可能是非常重要的。Turneretal.（1989）暗示，这决定于干扰是在同一覆盖类型中进行扩散，还是通过边界，在不同覆盖类型之间进行扩散。（1）Ifthedisturbancespreadswithinthesamecovertype,thengenerallandscapeheterogeneityshouldretardthespreadofdisturbance.如果干扰扩散发生在同一覆盖类型中，那么较大的景观异质性将会阻碍干扰的扩散，如云杉蚜虫的例子、适度燃烧情况下火的扩散。（2）Ifthedisturbancespreadsbetweencovertypesorisotherwiseenhancedbyedgeeffects,thenincreasedlandscapeheterogeneityshouldenhancethespreadofthedisturbance.如果干扰在不同覆盖类型之间扩散或被边缘效应增强，那么增加景观异质性将增强干扰的扩散，如森林毛虫的例子、破碎景观中风的干扰。（3）Therearecircumstancesinwhichl