景观生态学第十四章

景观生态学,授课老师：陈菁博士邮箱：联系方式：,第十四章景观生态评价,景观生态评价是对景观属性的现状、生态功能及可能的利用方案进行判定的过程。它是制定区域生态环境保护、规划建设和管理的基本依据，也是景观生态学理论与应用研究的纽带。,北京城区街道景观,英国伦敦城市景观,浙江宁绍平原的水乡廊道景观,澜沧江河谷,第十四章,景观生态评价具有以下特点：1、研究对象的特定性和针对性2、评价标准的相对性和发展性3、一定的时空尺度4、评价指标的可调控性其评价内容主要包括景观质量评价、景观开发利用评价和景观功能价值评价。,景观生态评价的步骤一般分为：确定评价时空范围和目标；资料收集与评价单元确定；评价的指标体系构建与分级；数据提取与实地调查；指标定量与景观信息系统建立；权重与评价模型确定；综合评价与制图。,这些大多需要在一些关键的技术方法支持下才能完成，特别是遥感和地理信息系统技术。主要的景观生态评价包括景观生产力、适宜性、生态系统健康、美学质量、生态服务功能、生态安全和生态足迹评价等，它们在评价内容与目标、指标体系的构建、评价单元及定量、评价模型与方法上均有各自的特点。,这些大多需要在一些关键的技术方法支持下才能完成，特别是遥感和地理信息系统技术。,98年长江洪水的遥感监测（雷达与TM影象的复合）,北京地区4米遥感影象图（美国SPACEIMAGE公司的IKONOS卫星）,北京地区1米遥感影象图,第一节景观生态评价概述,桂林山水景观,山区地貌景观,何为景观呢？如何对各种各样的景观进行评价？,一、景观生态评价的内涵1.景观生态评价的概念不同学者对景观评价有不同的定义，但是又有以下相似之处：,一是景观生态评价应该按照一定的标准,二是景观生态评价是一个系统分析的过程，即必须做出事实判断；,三是景观生态评价的本质是对景观功能价值进行判断。,景观生态评价（landscapeecologicalevaluation）是对景观属性的现状、生态功能及可能的利用方案进行综合判定的过程。通过景观生态评价，可以对景观状况、景观及其组成要素的敏感性、干扰状况等级、景观抗性阀值及其等级分布、景观功能大小和景观格局等有一个全面的认识，从而为景观规划、管理与保护提供科学依据。,2.景观生态评价的特点（1）研究对象的特定性和针对性研究对象主要是与人类有关的某些特定的景观类型。（2）评价标准的相对性和发展性（3）具有一定的时空尺度采用不同的时空尺度评价景观状况及景观质量（如景观的稳定性、敏感性、多样性、抗性、完整性等），评定的指标和结果就会不一样。（4）评价指标的可调控性景观管理的前提是景观生态评价标准必须以人类所要求的指标因子来表征和衡量，兵器所选择的指标应具实用性和可操作性，以便在景观规划与管理工作中进行调控。,3.景观生态评价的基本方法景观生态评价的方法与制图最初是采用因子叠加的人工作图的方式，如景观单元法、筛网制图法和灰调子法等。地图重叠法是一种综合空间数据的方法。重叠法实质是一种等级相加的方法，而在实际中各个因素的作用是不同的。权重法的基本原理与地图重叠法相似。因子组合法又分为层次组合法和非层次组合法。近十几年来，由于GIS技术能准确地获取资源现状及其变化信息，并可进行有效的空间分析，GIS技术迅速应用到景观生态研究中。,4.景观生态评价的内容,包括景观自然属性（景观生产力、景观稳定性、健康状况）和景观人文属性（美学质量）的评价；,包括根据景观组成、结构、功能与动态的分析，并结合一定的景观功能需求，提出并比较不同规划与利用方案优劣的评价过程；,包括景观功能的经济价值评估等。,内容,质量评价,开发利用评价或适宜性评价,功能价值评价,旅游景区质量等级评定,景观功能,柞水溶洞,景观质量评价、景观开发利用评价与景观功能价值价三者在许多方面有相同之处，评价的目的性却存在差异。,是通过评价景观的自然属性、健康状况及视觉美学意义，对景观的保护和开发提出建设性建议；,-是通过评价景观的自然属性、健康状况及视觉美学意义，对景观的保护和开发提出建设性建议；,-则是景观资产评估的过程，实质上是对景观质量、景观生产价值等进行综合评价并货币化，注重景观价值潜力的转化过程。,景观质量评价,景观开发利用（适宜性）评价,景观功能价值评价,二、景观生态评价的程序,1.确定评价时空范围和目标,2.资料收集与评价单元确定,3.评价的指标体系构建与分级,4.数据提取与实地调查,5.指标定量与景观信息系统建立,6.权重与评价模型确定,7.综合评价与制图,首先应明确评价对象的时空尺度。景观生态评价是制定区域生态环境保护、规划建设和管理的基本依据，因而应明确区域的景观特征、主要问题及影响因素，确定景观生态评价所要达到的主要目标，并制定初步的评价方案。,根据评价目标及景观所在地区的自然、经济和社会背景收集相关资料、遥感影像数据、地形图及相关专题图等，或利用已有的景观生态分类数据。,基本原则：目的性、稳定性、主导性和可操作性，这是确保景观生态评价科学性和准确程度的关键。评价指标体系的构建和分级是指标调查和量化的基础。单因子指标分级一般根据评价区域该因子的变化范围，以专家经验人为等距离分级，并详细描述各等级的划分标准。,按评价指标体系及分级标准，从所收集的资料、遥感影像、图则或信息系统中提取和整理各评价单元的各指标数据。但往往现有数据不全，不能满足评价的要求，需要进行实地调查。,指标的定量数据直接给各单元赋值，指标的定性数据则要先进行定量化，再给各单元赋值。根据评价单元各指标的数据建立属性数据库，必要时应建立景观信息系统进行数据管理与分析。,目前通用的方法是层次分析法在生态环境评价中采用指数法。景观生态评价模型一般采用算术加权平均模型，也可采用模糊评判或模糊聚类方法，或构建适宜性指数模型等,应用所选择的评价模型得到各评价单元的综合评价值，确定每一评价单元的等级，并统计各等级的面积与比例。也可分别对中间层次的指标甚至单一指标进行评价与分析。景观生态评价图包括单一指标的等级分布图和景观生态综合评价图。,对以上结果进行分析与综合，编制报表及景观生态评价图，提交成果，为后续研究及政府决策部门进行景观规划、景观管理与保护提供科学依据。景观生态评价主要是完成评价单元确定、评价的指标体系构建、分级与定量、权重与评价模型确定、综合评价与制图等工作。,生态环境状况评价,第二节几种主要的景观生态评价,在具体进行景观生态评价时，评价的内容应根据评价目标要求和景观资源特点及问题而定，可以是景观生态综合评价，包括景观质量、景观开发利用和景观功能作用，如乡村景观评价、风景区景观生态评价等，也可以是某一方面的专项评价，如景观生产力、适宜性、生态系统健康、美学、生态服务功能和生态安全评价等。,一、景观生产力评价,1.景观生产力评价指标景观生产力反映景观生态系统的生产能力包括：土地的生物生产力土地利用的经济效益土地生产潜力三方面。景观生产力水平是一种景观生态系统的投入产出水平，人类保护景观生态系统的目的首先是实现人与自然的共生互利和人与自然协调环境下的低投入、高产出效果。,景观的生产力评价是景观功效性的一种评价内容。景观功效性指的是作为一个特定系统所能完成的能量、物质、信息和价值等的转换功能，它主要有以下几个参数：景观的生物生产力。能值分析指标。景观的水分、养分等物质循环。经济密度。景观的信息流。,河北坝上土地利用变化（1987-1996）,2.景观生产力评价过程生产力评价首先要根据评价目标确定功效性评价指标，然后采用一定的方法进行指标的调查测定，并获得相应的环境条件和社会经济数据，最后进行指标的对比与评价。在大范围的生产力评价时，目前大多应用GIS和遥感技术进行景观生产力评估。,二、景观适宜性评价,1.景观适宜性评价的概念适宜性（suitability）也称适宜度，是一定土地单元的某种特殊利用方式与其生态环境协调关系的一种量度。适宜性评价（suitabilityanalysis）是生态规划的核心。景观的适宜性评价主要是指相对于特定生态过程的景观潜力和景观利用的合适程度的综合评估。2.景观适宜性评价方法在土地利用方式的适宜性评价方法上，最初是采用因子叠加的人工作图的方式，如景观单元法、筛网制图法和灰调子法等。后来又逐步建立和发展了地图重叠法、权重法、因子组合法、GIS方法。,三、景观生态系统健康评价,1.生态系统健康的内涵生态系统健康（ecosystemhealth）是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性，即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和干扰后的恢复能力。生态系统健康具体表现为：自动平衡；不发生疾病；多样性与复杂性；稳定性和弹性；生长活力和生活幅；系统组分之间的平衡；生态系统整合性。,澜沧江河谷生态系统,湿地生态系统,城市生态系统,农田生态系统,2.生态系统健康评价的要点生态系统健康评价不应建立于单个物种的存在、缺失或某一状态为基础的标准上，不应仅停留在对物种大量的调查或统计的基础上，同时应有实验室的工作配合。系统健康评价应该能反映人们对生态系统可能发生的相应变化的认识。虽然作为最佳的评价健康度量应该是简单的，可以序列化，有可分辨的变化状态。系统健康评价的边准应该与在数量值上的变化相对应，即使几十年，发生的数量改变也不应该出现间断。健康度量应该具有统计学属性。考虑到要以最少的观察次数获得数据，系统健康的度量应该与观察的次数不具相关性。,3.生态系统健康评价的边准及其方法由于生态系统的度量应该与观察的次数不具相关性。也是多尺度的、动态的，它具有结构（组织）、功能（活力）、适应（弹性）特征。,四、景观美学质量评价,1.景观美学价值景观除了具有保持生态环境及提供一定数量的生物量和生物物种外，还具有景观美学观赏及游憩价值。,游憩,观赏,通过,多层次审美意识系统,多层次景观信息系统,景观的美学价值,相互作用,各个层次的景观美学价值,景观美学价值系统,因此，景观的美学质量评价不像其他方面的质量评价，它不能用数量大小直接表示。一方面美学质量本身是一个较为模糊的尺度，不同的人对同一景点的评价结果不同；另一方面同一个人对同一景点从不同的角度去评价美学价值，其结果也不同。,2.景观美学质量评价指标体系的构建,普遍原则,有效性,完整性,科学性,景观美学质量评价既要突出景观的客观性，又要全面反映景观的特征，同时要突出景观的认知程度，反映景观的主观性。,还应考虑以下四个方面：依据不同的景观特点，结合评价区的实际情况，选取相应的指标。依据人们普遍的审美标准选取指标。指标应有层次性。指标应具有可比、可量、可操作性。,五、景观生态服务功能评价,1.生态系统服务功能生态系统服务功能（ecosystemservice）是指生态系统与生态过程所形成的维持人类生存的自然环境条件及其效用。,甘肃河西走廊景观,2.生态系统服务功能主要表现生态系统提供保存生物进化所需要的丰富的物种与遗传资源，太阳能、二氧化碳的固定，有机质的合成，区域气候调节，维持水及营养物质的循环，土壤的形成与保护，污染物的吸收与降解及创造物种赖以生存与繁育的条件，维持整个大气化学组分的平衡与稳定，由于丰富的生物多样性所形成的自然景观及其具有的美学、文化、科学、教育的价值。,生态系统功能循环图,生态系统服务功能可分为四个层次：,包括生态系统的产品及生物多样性的维持等,包括传粉、传播种子、生物防治、土壤形成等,包括减缓干旱和洪涝灾害、调节气候、净化空气、处理废物等,生产,环境效益,基本功能,休闲、娱乐、文化、艺术素养、生态美学等,娱乐价值,3.生态系统服务功能价值的评价方法（1）直接市场价格法（2）替代市场价格法（3）权变估值法（4）生产成本法（5）实际影响的市场估值法,六、景观生态安全评价,1.生态安全的概念目前关于生态安全（ecologicalsecurity,eco-security）概念存在着广义和狭义两种理解。广义：以美国国际应用系统分析研究所提出的定义为代表，认为生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成一个复合人工生态安全系统。狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康的整体水平反映。,2.生态安全评价指标体系,单因子评价指标,多因子小综合指标,多因子大综合评价指标,随着生态安全研究的深入与细化，生态安全在指标体系建立上经历了从单因子评价指标到多因子小综合指标，再到多因子大综合评价指标的过程,3.生态安全评价的方法,Contents,Contents,Contents,Contents,景观生态模型法,数学模型法,生态模型法,数学地面模型法,评价方法,七、区域生态足迹分析,1.生态足迹生态足迹（ecologicalfootprint）是基于土地面积的量化，它是通过核算人类生存所需的生物生产土地面积与该地区所能提供的实际土地面积相比较，判断该地区人类活动是否处于生态承载力范围之内。生态足迹是加拿大生态经济学家威廉（William）及其博士生瓦克纳戈尔