综述 干扰与景观格局变化的相关性

1、综述 干扰与景观格局变化的相关性综述:干扰与景观格局变化的相关性 2011年10月27日 干扰与景观格局变化的相关性 摘要：干扰是自然界中存在的普遍现象，是一种有意义的生态现象。它是景观异质性的一个主要来源，既改变景观格局同时又受景观格局的制约。通过景观格局分析和动态模拟，确定格局指数的变化，认识干扰对景观格局变化的影响。笔者通过对上述问题的阐述，旨在更好地理解干扰对景观格局变化的影响。 关键词：干扰；景观格局；斑块；指数 干扰是引起景观变化的重要动力，景观可以看成是干扰的产物。景观整体变化是斑块动态的结果，进而形成一种相对稳定的景观格局。景观格局往往是许多因素和过程共同作用的结果，而干扰是一

2、系列尺度上空间格局的主要成因1。研究表明，干扰可改变景观格局，同时又受制于景观格局，干扰是景观的重要过程，是景观异质性和景观破碎化的重要来源2,3。通过研究干扰与景观格局的相互关系，根据景观特征预测景观过程的基本特征，可以有效地减少干扰的影响，为景观的规划设计、保护管理提供指导。 1干扰的概念 干扰是指阻断原有生物系统生态过程的非连续性事件，它破坏生态系统、群落或种群的结构，改变资源、养分的有效性或者改变物理环境4。干扰由3个方面构成：系统、事件和尺度域。系统具有一定的尺度域，而干扰事件来自于系统外部，并发生在一定尺度上1。按干扰产生的来源可分为两种：自然干扰和人为干扰5。自然干扰和人为干扰在

3、干扰的间隔和周期、发生过程、强度、空间格局等方面有所不同6。 干扰产生景观异质性，造成景观破碎化，导致景观中局部地区光、水、能量、土壤养分的改变, 进而导致微生态环境的变化，还可以影响到土壤中的生物循环、水分循环、养分循环, 进而促进景观格局的改变5。 对干扰的研究，主要从干扰状况指标进行评价，包括干扰的分布、频率、恢复周期、面积大小、强度、严重性和协同作用5-7。同时，干扰具有多尺度性，一个尺度上的干扰并非是所有尺度上的干扰，小尺度上的干扰往往是大尺度上正常现象的结构成分1。因此，应选择不同的尺度研究干扰对景观格局的影响。 2 景观格局的概念 景观格局是大小和形状各异的景观要素在空间上的排列

4、,它是景观异质性的重要表现,又是各种生态过程在不同尺度上相互作用的结果,属于生命组建的一种宏观分异性8。它在不断变化发展, 现有的景观格局是在过去景观流的基础上形成的，并受到多种干扰因素(自然的和人为的) 的作用9。同时，景观空间格局直接影响着景观内各种变化(能量流、物质流和物种流) 10, 制约着多种生态过程, 与景观抗干扰能力、恢复能力、稳定性、生物多样性有着密切的联系11。景观对干扰的反应存在一个阈值，只有在干扰规模和强度高于这个阈值时，景观格局才会发生质的变化。不同的干扰状况会形成不同的景观格局或结构。 对景观格局分析进行分析，采用基本空间格局指标、景观空间构型指标及斑块特征指标12。

5、其中基本空间格局指标包括多样性、均匀度及优势度3个指数；空间构型指标包括聚集度/蔓延度、分离度及破碎化3个指数；斑块特征指标是对斑块分形维数的量度。 3 干扰与景观格局之间的关系 干扰与景观格局之间的关系包括干扰在景观中的传播和扩散，干扰与景观变化的影响，不同干扰下的景观格局，景观格局对干扰的消除和吸收以及景观变化对干扰的适应机制。不同的景观对干扰的响应不同，低频率的干扰有利于演替后期群落，高频率的干扰将使景观中出现更多的演替早起群落斑块。景观格局对干扰在景观中的传播和蔓延、干扰的强度等干扰状况指标都有反馈制约作用，即景观异质性的提高会抑制干扰的发生和发展，因此景观格局与干扰状况之间可以在一定

6、的水平上达到动态平衡或稳定状态，这时候的景观格局就是对应于该特定干扰状况的动态稳定格局13,14。 4 干扰对景观格局指标的影响 干扰状况与景观格局之间的对应关系可以用景观格局指标来定量研究，包括基本空间格局指标（多样性指数SHDI、均匀度指数SHEI、优势度指数D）、空间构型指标（聚集度指数AI、分离度指数DIVISION、破碎化指数FN1和FN2）、斑块特征指标（分维数AWMPFD）15,16。 4.1 干扰对基本空间格局指标的影响 基本空间格局指标包括多样性指数（SHDI）、均匀度指数（SHEI）、优势度指数（D）3个指标，其中多样性指数（SHDI）表示景观组成复杂程度，均匀度指数（SH

7、EI）表示景观中不同生态系统的分布均匀程度，优势度指数（D）用来测度整体景观受一种或少数几种景观要素控制的程度16,17。 随着人为活动的加强和人为干扰的影响，大面积的自然景观变成各种各样人文景观类型，形成极为多样化的变化模式，导致景观多样指数增加18。干扰强度对景观多样性的影响非常明显，干扰强度愈大，景观多样性亦愈大，即景观多样性随干扰强度增大呈增大的趋势19,20。何东进19等对武夷山风景名胜区景观格局进行了分析，发现均匀度指数随干扰强度不同发生不同的变化：在较低干扰强度下，景观均匀度指数随时间变化不断减小；在较大干扰强度下，景观均匀度指数随时间变化不断增大。石玉胜21等研究了天津市蓟县土

8、地利用对景观格局变化的影响，发现在以农田为景观基质的地区，随着人口及建筑面积大幅度地增加，占据并分割该区域内的优势景观类型农田景观，导致农田在景观格局中的优势度不断减小。优势度指数表征的意义恰好与多样性指数相反, 多样性指数越大, 其优势度越小。在不同干扰强度下, 优势度的变化趋势恰好与景观多样性的变化趋势相反, 即优势度指数随着干扰强度的增大而减小19。 4.2 干扰对空间构型指标的影响 聚集度指数（AI）描述景观中不同景观要素的团聚程度，反映一定数量的景观要素在景观中的相互分散性；分离度指数（DIVISION）描述某一景观类型中,不同元素个体分布的离散程度,分离度值越大分布越分散；破碎化指

9、数（FN）表示景观被分离的破碎程度12,16,22。 肖德荣15等研究了在人为干扰下典型退化湿地的景观格局，在原生沼泽向垦后湿地逆行演替的过程中，景观格局指数由60.217变为100，反映出少数团聚的大斑块增多，景观由少数团聚的大斑块组成，景观逐渐变得均质，景观格局简单化。在强烈的人为干扰，特别是土地利用的背景下，景观分离度指数逐渐变大，破碎化增大23。张西彪24等研究了黄土高原子午岭森林景观格局，对比核心区、缓冲区、干扰区的破碎化指数，发现干扰区的破碎化指数最大。说明在人为干扰下，景观破碎化指数增大。 4.3 干扰对斑块特征指标的影响 分维数（AWMPFD）描述一定尺度上斑块形状的复杂程度及

10、斑块破碎化情况。不同干扰状况下，斑块分维数变化趋势不同：一方面，斑块可能变得简单，分维数变得下降24；另一方面，人类活动使景观交错分布，景观要素斑块形状变得复杂，斑块分维数变大25。若人类活动在整体上比较强烈，致使某地区的景观受到全面影响，反映在斑块分维数上就具有比较接近的值26。 5 讨论 干扰是自然界的正常现象，无处不在，有着重要的生态作用，是产生景观异质性和景观破碎化的原因。但人为干扰在规模、强度、频率均强于自然干扰，对景观影响较大，易破坏原有系统生态过程与格局之间的动态平衡。因此我们应尽量减少对景观的人为干扰。 5.1 减少干扰的措施 可以通过以下措施来减少人为干扰：（1）建立缓冲区，

11、减少人为活动对核心区的影响；（2）建立保护区和栖息地，阻止人类进入该地区对其进行破坏。 5.2 研究展望 通过野外调查，运用遥感和GIS技术，选取景观格局指数，在FRAGSTATS中进行计算，对景观格局动态变化进行研究和分析，是当前景观生态研究常用的技术手段。而景观格局与过程的关系是景观生态学的核心，随着城市化进程的加快，人类对自然景观影响的增强，研究干扰在景观格局上的扩散，通过景观格局指数的变化来反映这种格局与过程之间的动态平衡将成为趋势。 参考文献： 1 邬建国.景观生态学-格局、过程、尺度与等级M.北京:高等教育出版社,2000. 2 Rapport D.J.,Gaudet C.,Kar

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