景观生态与林业

1、徐当会徐当会 副教授副教授兰州大学兰州大学 Email：基本概念生态系统服务功能及评价景观规划与设计景观生态学与生物多样性 在在19世纪中期由世纪中期由Haeckel提出生态学一词，随着时间提出生态学一词，随着时间的推移，生态学已成为一个既古老而又现代的学科，它的推移，生态学已成为一个既古老而又现代的学科，它研究的主要内容就是生物或生物群体与其环境的关系，研究的主要内容就是生物或生物群体与其环境的关系，而通常我们又将它分为几个层次：个体、种群、群落和而通常我们又将它分为几个层次：个体、种群、群落和生态系统，而景观是比生态系统更高一层次的生物层次。生态系统，而景观是比生态系统更高一层次的生物层次

2、。 景观生态学自景观生态学自19391939年由特罗尔（年由特罗尔（TrollTroll）提出后，发）提出后，发展十分迅速，已成为生态学一重要分支，并且已形成一展十分迅速，已成为生态学一重要分支，并且已形成一套自己的理论，为生态学的发展提供了一个全新的空间。套自己的理论，为生态学的发展提供了一个全新的空间。全球景观区域群落（生态系统）个体种群个体生态学个体生态学种群生态学种群生态学群落生态学（生态系统）群落生态学（生态系统）景观生态学景观生态学区域生态学区域生态学全球生态学全球生态学景观生态学学科位置示意图景观生态学学科位置示意图景观水平上的生态学A.桂林山水景观B.美国亚利桑那洲大峡谷景观C

3、.美国威斯康星大学Curtis草地景观D.内蒙古草原景观E.北美的Sonoran荒漠景观F.亚洲温带荒漠景观一角 结构特征：结构特征：一个景观由若干异质性的生态系统镶嵌组成。一个景观由若干异质性的生态系统镶嵌组成。如山区景观，由林地、农田、村庄、河流和公路等组成。如山区景观，由林地、农田、村庄、河流和公路等组成。功能特征：功能特征：景观成分见有物质和能量的交换而相互作用。景观成分见有物质和能量的交换而相互作用。如水流、气流、热流、养分流等；种子花粉扩散，物种迁移等如水流、气流、热流、养分流等；种子花粉扩散，物种迁移等形成特征：形成特征：景观是气候地貌因素和干扰因素等影响的产物。景观是气候地貌因

4、素和干扰因素等影响的产物。景观的形成和变化受两类因素的影响：景观的形成和变化受两类因素的影响：A:气候地貌因素：对其它自然条件有决定性的影响；气候地貌因素：对其它自然条件有决定性的影响；B:干扰：指能引起景观结构等发生重大变化的离散性事件。干扰：指能引起景观结构等发生重大变化的离散性事件。自然干扰如火灾、洪水、地震、火山爆发、病虫害等。自然干扰如火灾、洪水、地震、火山爆发、病虫害等。人为干扰如森林采伐、草原放牧、农业耕作和城市建设等。人为干扰如森林采伐、草原放牧、农业耕作和城市建设等。 定义：景观是由不同生态系统组成的镶嵌体，其组成单元（各个生态系统）称之为景观要素（landscape ele

5、ment）。 按自然条件或立地条件划分的景观单元景观成分。 按人类活动的影响划分的景观单元景观要素。 景观和景观要素是相对的，景观强调异质，景观要素强调匀质。 景观现象具有尺度效应（时间和空间）。景观生态学景观生态学：研究相关景观系统的相互作用、空间组研究相关景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态织和相互关系的一门学科，即研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和变化。系统组成的异质地表的结构、功能和变化。 1.景观结构景观结构 景观组成单元的类型、多样性及空间关系。景观组成单元的类型、多样性及空间关系。 2.景观功能景观功能 各种景观要素之间的相互

6、作用，不同生态系各种景观要素之间的相互作用，不同生态系统之间的能量流、物质流和物种流（生物流）。统之间的能量流、物质流和物种流（生物流）。 3.景观变化景观变化 景观的结构和功能上随时间的变化。景观的结构和功能上随时间的变化。 研究内容研究内容 景观生态分类 景观生态评价 景观生态规划设计 景观规划设计的实施4.4.景观管理景观管理 通过分析景观特征，提出通过分析景观特征，提出景观利用管理最优化方案。景观利用管理最优化方案。 景观结构（景观结构（Landscape Structure）的基本的基本组成要素：组成要素： 斑块斑块（patch）最小的异质性单元，即一个具体最小的异质性单元，即一个具

7、体的生态系统。的生态系统。 廊道廊道（corridor）不同于两侧基质的狭长地带不同于两侧基质的狭长地带 基质基质（matrix）是景观中范围广阔、相对同质且是景观中范围广阔、相对同质且连通性最强的背景地域，很大程度上决定着景观的性质连通性最强的背景地域，很大程度上决定着景观的性质 上述三要素的时空配置形成的镶嵌结构上述三要素的时空配置形成的镶嵌结构景观结构景观结构A 干扰斑块干扰斑块(disturbance patch) 原因：由于局部干扰而产生的。原因：由于局部干扰而产生的。 采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿采伐后的森林，草原烧荒，地表煤矿 干扰是引起生态系统格局显著偏离其常态的事件。干扰

8、是引起生态系统格局显著偏离其常态的事件。 举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等。举例：风、火、冰雹、山崩、虫害等。 1.4.1 斑块类型及特征斑块类型及特征干扰干扰内、外因（如火灾）内、外因（如火灾）单一、慢性单一、慢性短期特点：具有最高的周转率、持续时间最短、短期特点：具有最高的周转率、持续时间最短、消失最快的斑块类型。消失最快的斑块类型。 B 残余斑块残余斑块(remant patch) 原原 因因: : 由包围着一小块未受干扰地区的大范围干由包围着一小块未受干扰地区的大范围干扰造成的。扰造成的。 举举 例例: : 火灾大火过后残留的一片森林、寒冷过后火灾大火过后残留的一片森林、寒冷过后阳坡上

9、留下的鸟巢。阳坡上留下的鸟巢。 调整期：物种变动速率增高的时期。调整期：物种变动速率增高的时期。 松弛期：某些种群灭绝速率升高的时期。松弛期：某些种群灭绝速率升高的时期。C 环境资源斑块环境资源斑块(environmental patch)原因：由于环境资源原因：由于环境资源的空间异质性或镶嵌的空间异质性或镶嵌分布而引起。分布而引起。例如：祁连山植物垂例如：祁连山植物垂直分布、森林中的沼直分布、森林中的沼泽。泽。特点：存留时间长、特点：存留时间长、周转率低。周转率低。 D 引进斑块引进斑块(introduced patch) 原因：人类将生物引进一个地区，就产生了引进斑块。原因：人类将生物引进

10、一个地区，就产生了引进斑块。（1）种植斑块）种植斑块(planted patch) 原因：由人种植植物而产生的特点：人维护、存留时间原因：由人种植植物而产生的特点：人维护、存留时间长长（2）聚居地）聚居地(homes habitation)特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。之一。物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地种。入的本地种。例如：村落、城镇例如：村落、城镇1.4.3 斑块的形状斑块的形状 形状与面积同等重要形状与面积同等重要 例如例如: :鸟、昆虫觅食，

11、巢域一般鸟、昆虫觅食，巢域一般为长方形。为长方形。1 1 生态学意义生态学意义 形状分析可了解物种动态（物种分布是稳定、扩展、形状分析可了解物种动态（物种分布是稳定、扩展、 收缩、还是迁移甚至以了解迁移路线）收缩、还是迁移甚至以了解迁移路线） 斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。 斑块的形状与环境变化及更新过程有关。斑块的形状与环境变化及更新过程有关。 园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术园林设计，采取不同斑块形状，收到不同的艺术效果。效果。 D-D-形状系数形状系数 L-L-斑块周边长度斑块周边长度 A-A-斑块面积斑块面积 D D值说明

12、某一斑块周边长度与面积同该斑块相等的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，比值为圆的圆周长之比，比值为1 1为圆形，比值越大说明该为圆形，比值越大说明该斑块周边越发达斑块周边越发达ALD2形状系数形状系数 2 边缘（边缘（edgeedge）与边缘效应（）与边缘效应（edge effectedge effect） 定义：定义： 边缘是指两个不同的生态系统相邻处形成的狭窄过渡带。边缘是指两个不同的生态系统相邻处形成的狭窄过渡带。 斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡，这就斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡，这就 是通常所说的边缘效应。是通常所说的边缘效应。 特点：

13、特点： 由一种环境条件组合、过渡为另一种环境条件组合，由由一种环境条件组合、过渡为另一种环境条件组合，由一类动植物组合过渡为另一类动植物组合，不仅包括两个生一类动植物组合过渡为另一类动植物组合，不仅包括两个生态系统内部的成分并且有其特有的成分。态系统内部的成分并且有其特有的成分。 形形 状状指指 标标内部内部/ /边缘边缘边缘边缘长度长度与本底与本底作用作用斑块内斑块内障碍物障碍物生境异生境异质性质性物种多物种多样性样性走廊走廊价值价值寻食寻食效应效应圆圆 形形高高小小小小少少小小大大小小大大长条形长条形低低大大大大多多大大小小大大小小内部内部边缘比是代表一些生态作用的有用指标边缘比是代表一些

14、生态作用的有用指标内部内部/边缘比的生态意义的比较边缘比的生态意义的比较1.4.4 斑块的数量和构型斑块镶嵌结构斑块的数量和构型斑块镶嵌结构 1 1、斑块数量的结构、斑块数量的结构 斑块在景观中的空间排布情况，它们的空间分布斑块在景观中的空间排布情况，它们的空间分布对能量、物种的流动有重要影响。对能量、物种的流动有重要影响。 在研究一个景观中，可以以块数或面积来研究斑在研究一个景观中，可以以块数或面积来研究斑块的下列结构：群落类型（生态系统类型）；起块的下列结构：群落类型（生态系统类型）；起源类型；大小等级；形状（按形状系数分级或将源类型；大小等级；形状（按形状系数分级或将它分成几类）。研究这

15、些结构指标时，可采用块数和它分成几类）。研究这些结构指标时，可采用块数和面积的绝对值，也可以采用相对值。可将上述构成称面积的绝对值，也可以采用相对值。可将上述构成称之为景观斑块谱。之为景观斑块谱。 2 2、斑块相关性的指标：、斑块相关性的指标：隔离度、可及性、相隔离度、可及性、相互作用、总隔离度互作用、总隔离度指标指标公式公式解释解释斑块的隔离度斑块的隔离度（r ri i）n n是所研究的斑块（是所研究的斑块（i i）邻近的）邻近的斑块数，斑块数，dijdij是是i i与任意相邻斑与任意相邻斑块（块（j j）之间的距离）之间的距离dijdij是所研究的斑块（是所研究的斑块（i i）和任）和任一

16、相邻斑块（一相邻斑块（j j）沿连系线）沿连系线（如森林走廊与树篱）之间的（如森林走廊与树篱）之间的距离距离AjAj是与研究斑块是与研究斑块i i相邻的任一相邻的任一斑块（斑块（j j）的面积，）的面积，djdj是是i i和和j j之之间的距离间的距离将所有斑块置于具有将所有斑块置于具有x x和和y y的座的座标上标上 x x y y分别为分别为x x和和y y座标的方座标的方差差斑块的可及性斑块的可及性（a ai i）斑块间的相互作斑块间的相互作用（用（I Ii i）斑块总隔离度斑块总隔离度（DD）njijidnr11njijida1njjjidAI12（xy）D22223 3、森林破碎化指

17、标：、森林破碎化指标：斑块密度、边缘密度、斑块密度、边缘密度、加权形状指数、内部面积破碎化指标加权形状指数、内部面积破碎化指标指标指标公式公式解释解释斑块密度（斑块密度（PDPD）PDn/An n斑块数斑块数 A A景观面积景观面积L L边缘长度边缘长度 A A景观面积景观面积t t为总斑块数，为总斑块数，A Ai i是森林斑块是森林斑块i i的面积，的面积，SISIi i是是i i的形状指数，标准形状为正方的形状指数，标准形状为正方形，形，P Pi i是是i i的周边长，的周边长，A A是所有森林是所有森林斑块的总面积斑块的总面积AinAin是森林内部总面积，是森林内部总面积，A A是森林总

18、是森林总面积面积边缘密度（边缘密度（EDED）ED=L/A加权形状指数加权形状指数AWSAWS内部面积破碎化内部面积破碎化指标指标IAFIAFIAF=1-(Ain/A)tiiiASIAAWS1/iiiAPSI25. 0斑块镶嵌格局的作用：斑块镶嵌格局的作用：（1 1）如果一个斑块是火灾或虫害爆发的干扰源，那么，）如果一个斑块是火灾或虫害爆发的干扰源，那么，当它被隔离时，干扰就不可能进一步扩散；当它被隔离时，干扰就不可能进一步扩散；（2 2）不同类型的斑块镶嵌在一起，能形成一种有效的）不同类型的斑块镶嵌在一起，能形成一种有效的屏障。屏障。4 4、斑块的格局、斑块的格局斑块的格局指的是斑块在空间上

19、的分布、位置和排列。斑块的格局指的是斑块在空间上的分布、位置和排列。相同类型斑块空间分布格局：相同类型斑块空间分布格局：随机分布随机分布、聚集分布聚集分布和和均匀分布均匀分布 干扰与斑块空间构型之间存在一种负反馈机制，相干扰与斑块空间构型之间存在一种负反馈机制，相邻的类似斑块越多，干扰就越容易扩散；干扰越扩散，邻的类似斑块越多，干扰就越容易扩散；干扰越扩散，斑块就越少；斑块越少，干扰就越不容易扩散；干扰越斑块就越少；斑块越少，干扰就越不容易扩散；干扰越不容易扩散，斑块就越发育。如此往复，只要斑块密度不容易扩散，斑块就越发育。如此往复，只要斑块密度与干扰水平都在一定限度内波动，其结果就是稳定的。

20、与干扰水平都在一定限度内波动，其结果就是稳定的。了解景观水平上的稳定性是景观生态学的一个重要研究了解景观水平上的稳定性是景观生态学的一个重要研究内容。内容。干扰容易扩散干扰容易扩散干扰不易扩散干扰不易扩散 两边均与本底有显著区别的狭带状土地，它既两边均与本底有显著区别的狭带状土地，它既可能是一条孤立的带，也可能与属于某种植被类型可能是一条孤立的带，也可能与属于某种植被类型的斑块相连。如的斑块相连。如: :树篱、公路等树篱、公路等1.5.1 廊道的作用廊道的作用 双重作用双重作用: :将景观分离、将景观连接将景观分离、将景观连接 1.1.运输：公路、铁路、运河、输电线等运输：公路、铁路、运河、输

21、电线等 2.2.保护：长城、围墙、林带等保护：长城、围墙、林带等 3.3.资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多 4.4.观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤1.5.2 廊道的起源廊道的起源走廊按起源可分为：走廊按起源可分为：干扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道干扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道 1.5.3 廊道的结构特点廊道的结构特点1 1 弯曲度弯曲度(curvilinearity)(curvilinearity) 廊道弯曲度的生态意义与生物沿廊道的移动有廊道弯曲度的生态意义与生物沿

22、廊道的移动有关。一般来说，廊道越直，距离越短，生物在景观关。一般来说，廊道越直，距离越短，生物在景观中两点间的移动速度就越快。廊道中两点间的实际中两点间的移动速度就越快。廊道中两点间的实际距离与它们之间的直线距离之比。距离与它们之间的直线距离之比。2 2 连通性连通性(connectivety)(connectivety) 连通性是指廊道如何变化对物种沿廊道或穿越廊道的迁连通性是指廊道如何变化对物种沿廊道或穿越廊道的迁移具有重要意义，可用单位长度廊道中中断数量来度量。移具有重要意义，可用单位长度廊道中中断数量来度量。 如：农田树篱如：农田树篱 作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功作

23、用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功能。能。3 3 狭点狭点(narrow)(narrow) 定义：廊道中的狭窄处定义：廊道中的狭窄处 作用：影响运动作用：影响运动 如：河流峡口如：河流峡口4 4 结点结点(nodes)(nodes) 定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。 作用：结点在管理与规划中十分有用，因为它提供了许多作用：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。重新迁入。 例如：河流急转弯的凹面常出现一片泛滥平

24、原，两条公路例如：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交叉处的重叠植被5 5 廊道的内部特点廊道的内部特点 1) 1) 从边缘到中心的物种组成发生急剧变化从边缘到中心的物种组成发生急剧变化 例如：公路、河流、林带例如：公路、河流、林带 2) 2) 环境条件与外部有所不同环境条件与外部有所不同 例如：林荫路冬暖夏凉例如：林荫路冬暖夏凉1.5.4 廊道的分类廊道的分类1 1 线状廊道线状廊道 是全部由边缘物种占优势的狭长地带是全部由边缘物种占优势的狭长地带 一般有一般有7 7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱草本或灌丝

25、带、树篱2 2 带状廊道带状廊道 是指具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条带。是指具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条带。廊道的宽度是可以造成一个内部环境，含有内部种，廊道的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。每个侧面都存在边缘效应。线状廊道与带状廊道的对比线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状带状廊道与线状廊道的基本生态廊道的基本生态差异主要在于宽差异主要在于宽度，具有重要的度，具有重要的功能意义。功能意义。 林带宽度增加，环境异质性林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部加。林带很窄时，边缘、内部种都

26、很少，随宽度增加边缘、种都很少，随宽度增加边缘、内部种均增加，但边缘种在宽内部种均增加，但边缘种在宽度略增加时即迅速增加，而内度略增加时即迅速增加，而内部种则要在宽度达到一定值时部种则要在宽度达到一定值时才能增加，阈值一般为才能增加，阈值一般为7-12米。米。 边缘种多样性（物种数量）林带宽度内部种林带宽度与物种多样性林带宽度与物种多样性 3 3 河流廊道河流廊道 河流廊道是沿河流分布的而与周围基质不同的植河流廊道是沿河流分布的而与周围基质不同的植被带。被带。 4 4 河岸带河岸带 河流两旁特有的植被带，它是陆地生态系统和河河流两旁特有的植被带，它是陆地生态系统和河流生态系统的交错区。流生态系

27、统的交错区。 河岸带生态环境的突出特点河岸带生态环境的突出特点是水分多，一是邻近有是水分多，一是邻近有开旷的水体，二是地下水浅，三是由坡的上部经常有水开旷的水体，二是地下水浅，三是由坡的上部经常有水分经这里汇集。分经这里汇集。 河岸植被一般都具有需水量高，要求肥力强，并且河岸植被一般都具有需水量高，要求肥力强，并且能耐水淹的生态学特性。能耐水淹的生态学特性。 河岸带与人类生活有密切关系，人类在建造自己的河岸带与人类生活有密切关系，人类在建造自己的居住地和发展农业时，首先挑选的就是河岸带，因为这居住地和发展农业时，首先挑选的就是河岸带，因为这里水源丰富，地形平坦，适合建造房屋和种植多种作物。里水

28、源丰富，地形平坦，适合建造房屋和种植多种作物。当今世界上原始的河岸带已经所剩无几了，保护残余的当今世界上原始的河岸带已经所剩无几了，保护残余的河岸带是自然保护中的一个关键问题。河岸带是自然保护中的一个关键问题。 范围广、连接度最高，范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型。景观作用的景观要素类型。景观中的背景地域。中的背景地域。本底的标准本底的标准1 1 相对面积相对面积 一般来说，本底的面积超过现存其他类型景一般来说，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观元素的面积总和。假如一种景观元素类型覆盖50%50%以上的

29、面积，就可以认为是本底。以上的面积，就可以认为是本底。2 2 连通性连通性 如果一个空间不被两端与该空间的周界相连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。的边界隔开，则认为该空间是连通的。 连通性高的作用：连通性高的作用： 1) 1) 可以作为障碍物将其他可以作为障碍物将其他要素分开。要素分开。 例如：防火带例如：防火带 2) 2) 便于物种迁移与基因交便于物种迁移与基因交换。换。 3) 3) 使其他要素成为生境岛。使其他要素成为生境岛。3 3 动态控制动态控制 例如：原始林采伐烧地、农例如：原始林采伐烧地、农田与林网田与林网1.7 1.7 景观多样性景观多样性

30、1.7.1 生物多样性生物多样性景观多样性是生物多样性的一个层次景观多样性是生物多样性的一个层次生物多样性可分为遗传多样性（生物多样性可分为遗传多样性（genetic diversity）、物种多样性（）、物种多样性（species diversity）和）和景观多样性（景观多样性（landscape diversity）当前正处于生物多样性迅速丧失的年代。当前正处于生物多样性迅速丧失的年代。景观多样性的意义：景观多样性的意义：只有多种生态系统的共存，才能只有多种生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性；只有多种生态系统的保证物种多样性和遗传多样性；只有多种生态系统的共存，并与异质立地条

31、件相适应，才能是景观的总体生共存，并与异质立地条件相适应，才能是景观的总体生产力达到最高水平。只有多种生态系统共存，才能保产力达到最高水平。只有多种生态系统共存，才能保障景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水障景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水平。平。1.7.2 1.7.2 景观多样性的描述指标景观多样性的描述指标丰富度或相对丰富度；丰富度或相对丰富度；SimpsonSimpson多样性指数；多样性指数；ShannonShannonWeinerWeiner多样性指数；多样性指数；相对分块性相对分块性丰富度（丰富度（richnessrichness）指的是一个景观中生态系统类

32、别指的是一个景观中生态系统类别数，以绝对值表示。相对丰富度是指一定景观内出现数，以绝对值表示。相对丰富度是指一定景观内出现的生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系统的生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系统类别数的百分比。类别数的百分比。SimpsonSimpson多样性指数（多样性指数（diversity indexdiversity index），其中，其中，DD是是SimpsonSimpson指数值，指数值，S S是生态系统总数，是生态系统总数，PiPi是每个生是每个生态系统所占面积的百分比，以小数位表示。态系统所占面积的百分比，以小数位表示。Shannon-WeinerShan

33、non-Weiner指数指数，根据信息论的理论而来，根据信息论的理论而来，它的指标它的指标H代表一个景观代表一个景观“信息信息”的不确定性。起组的不确定性。起组成成分变化越大，其不确定性变化也越大。成成分变化越大，其不确定性变化也越大。H是指标值，是指标值，S S是生态系统总数，是生态系统总数，PiPi是个别生态系统是个别生态系统占的面积百分比，以小数位表示。占的面积百分比，以小数位表示。景观的均匀性（景观的均匀性（evennessevenness）。一个景观有。一个景观有S S种生态系统种生态系统，计算它的均匀性，就是将它的多样性与同样也是，计算它的均匀性，就是将它的多样性与同样也是S S种

34、种但完全均匀（即各种生态系统所占面积完全相等，即均但完全均匀（即各种生态系统所占面积完全相等，即均占占1/S1/S）的景观的多样性相比）的景观的多样性相比 EH/H(max)相对分块性（相对分块性（relative patchnessrelative patchness）也可来表明景观多也可来表明景观多样性样性 式中，式中，P P为分块性，为分块性，N N为相邻生态系统的边界数，为相邻生态系统的边界数，DiDi为相邻两个生态系统的相异性指数为相邻两个生态系统的相异性指数 景观的多样性是普遍存在的，主要表现在：一个是景观的多样性是普遍存在的，主要表现在：一个是因为立地条件不同而形成不同的生态系统

35、；另一个方面因为立地条件不同而形成不同的生态系统；另一个方面是由于干扰作用的结果是由于干扰作用的结果 1.7.3 1.7.3 景观异质性（景观异质性（Landscape Heterogeneity）景观异质性：景观异质性：是指在景观中对一个物种或更高级生物是指在景观中对一个物种或更高级生物组织的存在起决定性作用的资源（或某种性状）在组织的存在起决定性作用的资源（或某种性状）在空间（时间）上的变异程度（强度）空间（时间）上的变异程度（强度） 异质性主要指景观内部资源或性状的时空变异程异质性主要指景观内部资源或性状的时空变异程度，是由于环境要素的时空差异及各种自然和人为干度，是由于环境要素的时空差

36、异及各种自然和人为干扰作用的时空不均匀性所产生的，是景观最基本的结扰作用的时空不均匀性所产生的，是景观最基本的结构特征，也是景观生态学研究的重要内容之一（构特征，也是景观生态学研究的重要内容之一（FormanForman，19951995）。景观异质性是景观生态学的重要）。景观异质性是景观生态学的重要属性。属性。景观异质性与景观稳定性景观异质性与景观稳定性 景观稳定性是一种有规律的绕中心波动的过程，反景观稳定性是一种有规律的绕中心波动的过程，反映了一个景观抵抗和适应干扰的能力。映了一个景观抵抗和适应干扰的能力。景观异质性与景景观异质性与景观稳定性之间也是一种相互依存、相互影响的关系。观稳定性之

37、间也是一种相互依存、相互影响的关系。生生物正负反馈不稳定性可导致种群区域隔离，增加景观异物正负反馈不稳定性可导致种群区域隔离，增加景观异质性，从而减少干扰的传播；反过来则有利于景观的稳质性，从而减少干扰的传播；反过来则有利于景观的稳定。定。 另外，另外，景观异质性是保证景观稳定的源泉。景观异质性是保证景观稳定的源泉。实际观实际观察和模拟研究均显示：景观异质性有利于景观的稳定。察和模拟研究均显示：景观异质性有利于景观的稳定。尽管表面看来异质使得景观显得好像杂乱无章，但这种尽管表面看来异质使得景观显得好像杂乱无章，但这种状态和交替恰好抹去了景观中的剧烈性变化，而使之趋状态和交替恰好抹去了景观中的剧

38、烈性变化，而使之趋于一种动态稳定的状态。于一种动态稳定的状态。景观异质性与景观多样性景观异质性与景观多样性 景观多样性和景观异质性之间既存在着紧密的联系，景观多样性和景观异质性之间既存在着紧密的联系，又是两个不同的概念。两者均是自然干扰、人类活动和植又是两个不同的概念。两者均是自然干扰、人类活动和植被内源演替的结果，对物质、能量、物种和信息在景观中被内源演替的结果，对物质、能量、物种和信息在景观中的流动均有重要的影响。但景观多样性描述的是景观结构的流动均有重要的影响。但景观多样性描述的是景观结构、功能、动态的多样性和复杂性，而景观异质性是指景观、功能、动态的多样性和复杂性，而景观异质性是指景观

39、类型、组合及属性的差异，类似于景观结构的多样性，代类型、组合及属性的差异，类似于景观结构的多样性，代表的是景观镶嵌的空间复杂性，可以被认为是生物多样性表的是景观镶嵌的空间复杂性，可以被认为是生物多样性发展的结构基质。发展的结构基质。 景观异质性的存在决定了景观空间格局的多样性和斑景观异质性的存在决定了景观空间格局的多样性和斑块多样性。一般来说，异质化程度愈高，愈有利于保持景块多样性。一般来说，异质化程度愈高，愈有利于保持景观中的生物多样性。反过来讲，景观多样性的保存也有利观中的生物多样性。反过来讲，景观多样性的保存也有利于景观异质性的维持。于景观异质性的维持。1.7.4 1.7.4 森林景观的

40、异质性森林景观的异质性1 森林年龄结构森林年龄结构森林景观的年龄结构指的是林分间的年龄构成状态森林景观的年龄结构指的是林分间的年龄构成状态（1）原始林的年龄结构）原始林的年龄结构 在未受到人为经营或干扰的原始林中，景观的年在未受到人为经营或干扰的原始林中，景观的年龄结构主要决定于自然干扰的种类及其它特点。以龄结构主要决定于自然干扰的种类及其它特点。以火干扰为主的森林中，不同林分年龄差别最明显，火干扰为主的森林中，不同林分年龄差别最明显，在其他干扰方式以粗粒状发生时亦如此。在以树冠在其他干扰方式以粗粒状发生时亦如此。在以树冠干扰方式为主时，则林木年龄差异主要表现在林分干扰方式为主时，则林木年龄差

41、异主要表现在林分内。内。（2）经营林的年龄结构）经营林的年龄结构 受到人为经营的地区，受到人为经营的地区，森林的年龄结构决定于轮伐森林的年龄结构决定于轮伐期和在整个轮伐期中采伐在时间上的分配期和在整个轮伐期中采伐在时间上的分配。按照古典的。按照古典的法正林思想，法正林是由若干实行皆伐作业的同龄林分法正林思想，法正林是由若干实行皆伐作业的同龄林分系列组成，它必需具备法正龄级分配、法正林分排列和系列组成，它必需具备法正龄级分配、法正林分排列和法正生产量。所谓法正龄级分配，就是要具备从小到大法正生产量。所谓法正龄级分配，就是要具备从小到大各个龄级的林分，并且各龄级分配相等。各个龄级的林分，并且各龄级

42、分配相等。 完全调整林要求由一系列同龄林分组成的系列，并完全调整林要求由一系列同龄林分组成的系列，并且要求各龄级的面积相等。且要求各龄级的面积相等。 广义法正林认为各龄级的林分面积应该按一定递减广义法正林认为各龄级的林分面积应该按一定递减率分配，即幼龄林和中龄林多，而成熟林少。率分配，即幼龄林和中龄林多，而成熟林少。（3）老龄林的生态意义和保存）老龄林的生态意义和保存 不同年龄的林分常具有不同的生产和生态意义。在经不同年龄的林分常具有不同的生产和生态意义。在经营管理上，常将林分划为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟营管理上，常将林分划为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林。林和过熟林。 所谓老龄林

43、，不仅指年龄，并且指未受人为干扰或受所谓老龄林，不仅指年龄，并且指未受人为干扰或受人为干扰很小的原始林，它们多处于比较稳定的阶段。人为干扰很小的原始林，它们多处于比较稳定的阶段。 美国美国FranklinFranklin教授等研究了教授等研究了CuscadeCuscade山脉西坡，年山脉西坡，年龄在龄在350750350750年生的典型花旗松年生的典型花旗松铁杉老龄林的生态铁杉老龄林的生态学特性，充分肯定了老龄林在结构上的特殊性以及保持生学特性，充分肯定了老龄林在结构上的特殊性以及保持生物多样性和维持生态平衡的作用，主要结论：物多样性和维持生态平衡的作用，主要结论：花旗松林需要花旗松林需要17

44、5175250250年才能发展成为老龄林。年才能发展成为老龄林。在老龄林中，有很多特有的哺乳动物和高等植物。在老龄林中，有很多特有的哺乳动物和高等植物。老龄林中总生产力能维持在较高的水平上，但是死亡量老龄林中总生产力能维持在较高的水平上，但是死亡量和生长量又大体平衡。由于死树和倒木的积累，总的有机和生长量又大体平衡。由于死树和倒木的积累，总的有机物一直保持增多的趋势。物一直保持增多的趋势。老龄林具有保持营养物质的巨大能力，在地球化学循环老龄林具有保持营养物质的巨大能力，在地球化学循环上损失的营养物质有限，大量的营养物质与死的和活的有上损失的营养物质有限，大量的营养物质与死的和活的有机体结合在一

45、起。机体结合在一起。老龄林中固氮附生植物丰富，固氮细菌亦很丰富。老龄林中固氮附生植物丰富，固氮细菌亦很丰富。老龄林比幼龄林异质性大，林木年龄和大小变异性大，老龄林比幼龄林异质性大，林木年龄和大小变异性大，下层植物的斑块性也更强。下层植物的斑块性也更强。HarrisHarris的花旗松经营模型：的花旗松经营模型：中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期FranklinFranklin的新林业说：的新林业说： 将交互块状采伐，改为块状顺序采伐将交互块状采伐，改为块状顺序采伐 采伐时每英亩保留采伐时每英亩保留815815棵大树棵大树 保留伐区剩余物保留伐区剩余

46、物2. 山地森林和河岸森林对河流的作用山地森林和河岸森林对河流的作用（1）维持景观稳定性和保持水土）维持景观稳定性和保持水土 山地河流之间的物质移动是以水力作用为主的侵山地河流之间的物质移动是以水力作用为主的侵蚀和以重力作用为主的运动方式，这都要决定于植被对蚀和以重力作用为主的运动方式，这都要决定于植被对土壤的保持作用。土壤的保持作用。（2）维持河流生物的能量和生存环境）维持河流生物的能量和生存环境 森林溪流的有机物森林溪流的有机物99都是从外面进入的。都是从外面进入的。 大的倒木落到溪流之上可造成生境的多样性。大的倒木落到溪流之上可造成生境的多样性。 河岸森林的树冠可防止水体过热，以免氧气流

47、失。河岸森林的树冠可防止水体过热，以免氧气流失。（3）维持河流良好的水文状况）维持河流良好的水文状况 采伐和火灾，都能造成径流量增加。因为减少森林采伐和火灾，都能造成径流量增加。因为减少森林意味着减少林木向空中的蒸腾，森林蒸腾的水减少了，意味着减少林木向空中的蒸腾，森林蒸腾的水减少了，从而有更多的水流到河中去了。从而有更多的水流到河中去了。（4）维持河流的良好水质）维持河流的良好水质 河流中泥沙含量低。河流中泥沙含量低。 河水中的营养物质处于低水平状态。河水中的营养物质处于低水平状态。3. 河岸森林的经营管理河岸森林的经营管理 山地森林，特别是河岸森林是异常敏感的一种生态山地森林，特别是河岸森

48、林是异常敏感的一种生态交错区。交错区。 林业上有两种方法：一种办法是沿溪流的保护带不林业上有两种方法：一种办法是沿溪流的保护带不要进行任何主伐；另一种办法是对河岸保护带的森林的要进行任何主伐；另一种办法是对河岸保护带的森林的采伐强度要严格限制，以减轻采伐带来的不利后果。最采伐强度要严格限制，以减轻采伐带来的不利后果。最理想是将上述两种方法结合起来，即紧邻溪流留下一条理想是将上述两种方法结合起来，即紧邻溪流留下一条狭长的保留带，然后在相邻处再配置一条较宽的、采伐狭长的保留带，然后在相邻处再配置一条较宽的、采伐强度较低的缓冲带。强度较低的缓冲带。生态系统服务功能的内涵生态系统服务功能的内涵 生态系

49、统服务功能价值评估生态系统服务功能价值评估 2.12.1生态系统服务功能的内涵生态系统服务功能的内涵 由自然系统的生境、物种、生物学状态、由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称持的良好生活环境对人类的服务性能称为生态系统服务。为生态系统服务。生态系统服务功能主要表现：生态系统服务功能主要表现：提供保存生物进化所需要的丰富的物种与遗传资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，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，

50、土壤区域气候调节，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，以及由于丰富的生物多样性所形的平衡与稳定，以及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、教成的自然景观及其具有的美学、文化、科学、教育的价值。育的价值。 2.22.2生态系统服务功能价值评估生态系统服务功能价值评估 生态服务功能的价值分类生态服务功能的价值分类生态服务功能价值的评价方法生态服务功能价值的评价方法 2.2.1 生态服务功能的价值分类直

51、接利用价值直接利用价值指生态系统产品所产生的价值，可以用产品的市场价格指生态系统产品所产生的价值，可以用产品的市场价格来估算。来估算。间接利用价值间接利用价值指无法商品化的生态系统服务功能，如维护和支撑地球指无法商品化的生态系统服务功能，如维护和支撑地球生命支持系统功能。它通常根据生态服务功能的类型生命支持系统功能。它通常根据生态服务功能的类型来确定。来确定。选择价值选择价值是指人们为了将来能够直接利用与间接利用某种生态系是指人们为了将来能够直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。统服务功能的支付意愿。存在价值存在价值又称内在价值，它表示人们为确保这种生态服务功能继又称内在价值，它表

52、示人们为确保这种生态服务功能继续存在的支付意愿，它是生态系统本身具有的价值。续存在的支付意愿，它是生态系统本身具有的价值。2.2.2 生态服务功能价值的评价方法1.1.直接市场价格法直接市场价格法( (市场价值法和费用支付法市场价值法和费用支付法) )直接市场价格法是指生态系统提供的产品和服务在市场直接市场价格法是指生态系统提供的产品和服务在市场贸易产生的货币价值。贸易产生的货币价值。市场价值法以生态系统提供的商品价值为依据，如提供的木材、鱼类、农产品等，即当前人们普遍观念上的生物资源价值。费用支付法是描述生态系统服务价值的，它以人们对某种环境效益的支出费用来表示该效益的经济价值。如旅游景点所

53、用的交通费、饮食费、住宿费、门票费等。2.2.替代市场价格法替代市场价格法 ( (市场价值法、机会成本法、旅市场价值法、机会成本法、旅行费用法等行费用法等) ) 替代市场价格法当一项产品或服务的市场不存在，没有市场价格，替代市场价格可以用来提供或推出有关价值方面的信息。方法：通过分析某种与环境效益有密切关系，并且已在市场上进行交易的东西的价格来替代，有时必须做出某些人为调整。市场价值法：适合于没有费用支出的但有市场的生态服务功能的价值评估。 机会成本法：是指在无市场价格的情况下，资源使用的成本可以用所牺牲的替代用途的收入来估算。例如，保护土地，是用为保护土地资源而放弃的最大的效益来测量其价值。

54、 旅行费用法是估价未明码标价的自然景观或环境资源的一种方法，以参观游览自然风景点所花费的时间或费用来代替进入此景点的价值。3.3.权变估值法权变估值法权变估值也叫条件价值法、调查法或假设评价法。它应用模拟市场技术，假设某种“公共商品”存在并有市场交换，通过调查、询问、问卷、投标等方式来获得消费者对该“公共商品”的支付意愿或消费剩余，综合所有消费者支付意愿或消费剩余，即可得到环境商品的经济价值。 4.4.生产成本法生产成本法生产成本就是指为恢复、保护或重建这些损失而需要的花费。常用的生产成本法有机会成本法、成本有效性分析法、减轻损害的费用法、影子项目法、替代费用法。影子项目法:是指在生态环境功能

55、,例如一片森林被破坏,使涵养水源的功能丧失或造成荒漠化,就需要建设一个水库或防风固沙工程等.景观生态规划与设计的发展景观生态规划与设计的发展景观生态规划景观生态规划景观生态设计景观生态设计 日益加剧的全球环境问题及其生态后果已迫使日益加剧的全球环境问题及其生态后果已迫使人们达成共识，并为维护与改善人类赖以生存的生人们达成共识，并为维护与改善人类赖以生存的生态环境进行有目的的规划、设计和管理，以达到在态环境进行有目的的规划、设计和管理，以达到在经济发展过程中合理利用自然资源及维护资源的再经济发展过程中合理利用自然资源及维护资源的再生能力，使人类的生存环境得到最大限度保护的目生能力，使人类的生存环

56、境得到最大限度保护的目的。的。景观景观 在持续发展与规划设计中在持续发展与规划设计中 是最适宜的尺度是最适宜的尺度 景观生态规划与设计景观生态规划与设计 是实现景观持续发展是实现景观持续发展 的有效工具的有效工具 景观生态规划与设计景观生态规划与设计是运用景观生态学原理、以是运用景观生态学原理、以区域景观生态系统的整体优化为基本目标，在景观区域景观生态系统的整体优化为基本目标，在景观生态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生生态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。态系统优化利用的空间结构和模式。 景观生态规划与设计从景观生态功能的完整性、景观生态规划与设计

57、从景观生态功能的完整性、自然资源的内在特征以及实际的社会经济条件出发自然资源的内在特征以及实际的社会经济条件出发，通过对原有景观要素的优化组合或引入新的成分，通过对原有景观要素的优化组合或引入新的成分，调整或构建合理的景观格局，是景观整体功能达，调整或构建合理的景观格局，是景观整体功能达到最优，达到人的经济活动与自然过程的协同进化到最优，达到人的经济活动与自然过程的协同进化。 景观生态规划设计的实践包括景观生态规划设计的实践包括4 4个基本方面：个基本方面：宏观环境规划，宏观环境规划，包括对土地使用和自然土地地貌的保包括对土地使用和自然土地地貌的保护以及美学和功能上的改善强化。护以及美学和功能

58、上的改善强化。场地规划场地规划/ /各类各类环境详细规划环境详细规划，对除了建筑、城市构筑等实体以外的，对除了建筑、城市构筑等实体以外的开放空间，如广场、田野等，通过美学感受和功能分开放空间，如广场、田野等，通过美学感受和功能分析的途径，进行各类建筑物和道路交通的选址、营造析的途径，进行各类建筑物和道路交通的选址、营造及布局，并对城市及风景区自然旅游布道和城市人行及布局，并对城市及风景区自然旅游布道和城市人行道系统、植物配植、绿地灌溉、照明、地形平整改造道系统、植物配植、绿地灌溉、照明、地形平整改造以及排水进行设计。以及排水进行设计。各类施工图、文本的制作各类施工图、文本的制作。施工协调与运营

59、管理施工协调与运营管理。风景园林学风景园林学地理学地理学生态学生态学景景观观生生态态规规划划与与设设计计3.1 3.1 景观生态规划与设计的发展景观生态规划与设计的发展景观生态规划与设计的发展过程景观生态规划与设计的发展过程 景观生态规划与设计的基本研究内容景观生态规划与设计的基本研究内容中国景观生态规划设计存在的现象中国景观生态规划设计存在的现象3.1.1景观生态规划与设计的发展过程景观生态规划与设计的发展过程1919世纪末，世纪末，一些学者逐渐认识到自然保护一些学者逐渐认识到自然保护的重要性和景观价值的重要性和景观价值- -为景观生态规划与为景观生态规划与设计的理论和实践奠定了基础。设计的

60、理论和实践奠定了基础。2020世纪初至世纪初至5050年代年代, ,生态学的形成生态学的形成, ,其思想其思想逐渐渗透到区域规划等应用学科逐渐渗透到区域规划等应用学科, ,对景观对景观生态规划的理论与实践的发展起到了一生态规划的理论与实践的发展起到了一个促进作用。个促进作用。2020世纪中期以后世纪中期以后环境运动-景观生态规划与设计提供了一次机遇.遥感与计算机在景观研究与规划中的初步应用为景观生态规划与设计的进一步发展创造了条件.进入进入8080年代年代景观生态学成为一门独立的学科,为景观生态规划与设计进一步发展提供了理论指导.RS,GIS和计算机辅助制图技术的广泛应用,使景观规划与设计走向