景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

陈拉江西财经大学旅游与城市管理学院第二章景观格局的形成、结构和功能特征（2）陈拉第二章景观格局的形成、结构和功能特征（2）

形状与面积同等重要例如:鸟、昆虫觅食，巢域一般为长方形。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，收到不同的艺术效果。4）斑块形状及其生态学效应形状与面积同等重要例如:鸟、昆虫觅食，巢域一般斑块形状研究的三个主要问题：A．斑块起源对斑块形状的影响；B．斑块形状的功能和动态效应；C．斑块的形状分析方法。景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2斑块的形状与功能联系的一般法则：A．圆形斑块在自然资源保护方面具有最高的效率；B．卷曲形斑块在强化斑块与基质之间的联系上具有最高的效率；C．网络性的斑块结构有助于动植物在斑块内的移动。D．斑块形状差异直接影响斑块内外部生境的分割比例。斑块的形状与功能联系的一般法则：景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

D-形状系数

L-斑块边界实际长度

A-斑块面积

D值越高，斑块形状越复杂。形状系数D-形状系数形状系数景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

特点：内部/边缘低，内部种少举例：环绕北极地区分布格局高山环绕山体绕湖周围

环状斑块环状斑块

半岛（peninsula）

定义：指的是一个斑块中狭长的外延部分。

漏斗效应：人们常见的在半岛顶端，动物路径密度高的现象。鸟类、维管束植物减少物种多样性递减内部/边缘比由高趋低半岛（peninsula）鸟景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2三、廊道、网络与基底的结构和功能特征3.1廊道的结构和功能3.1.1廊道的概念

廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。常见的廊道有河流、道路及峡谷等。与斑块的分类相似，根据成因，廊道可分为五类：干扰型、残留型、资源环境型、再生型和人为引入型（Forman和Godron，1986）。三、廊道、网络与基底的结构和功能特征3.1廊道的结构和功景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件23.1.2重要结构特征1.连通性2.宽度3.曲度4.结点和间断区5.内环境3.1.2重要结构特征1.连通性

廊道的重要结构特征如下。（1）曲度，常用廊道中两点间的实际距离与直线距离之比来表示。一般来说，廊道愈直，距离愈短，生物或物质在景观中移动就越快。（2）连通性，是廊道在空间上连续程度的量度，可以简单地用单位长度廊道中的断点数来表示。廊道的连通性高低决定了廊道的通道功能和屏障功能。（3）结点和间断区，结点和间断区沿廊道的分布不是随机的。一些类似的植被斑块连接在廊道上，以结点的形式出现，可以作为临时性栖息地，有利于提高廊道的通道功能，对生物沿廊道的移动有重要的影响。廊道的交叉处特别出现结点。结点和间断区是一个相对的现象。（4）宽度，直接影响廊道的功能。对廊道宽度的认识要全面分析，除了关注廊道上的结点和间断区外，对一些特殊的狭窄处也要予以充分重视。廊道上出现的类似地峡的狭窄地方，对物种在景观中沿廊道的运动无疑会产生重要的影响。廊道的重要结构特征如下。1.曲度

曲度：即廊道的弯曲程度。廊道的不同弯曲程度对物流、能流等有重要作用。1.曲度曲度：即廊道的弯曲程度。廊道的不同弯曲程度2.宽度

宽度：廊道的狭长程度。对物种沿廊道或穿越廊道的迁移有意义。

2.宽度宽度：廊道的狭长程度。对物种沿廊道或穿越景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件23连通性指廊道如何连接或在空间上怎样连续的量度。可简单地用廊道单位长度上间断点的数量表示。

m=---------------Ⅹ100%其中m为连通度，n为间断点的数量，L为廊道长度。n(1,2,3……)L3连通性指廊道如何连接或在空间上怎样连续的量度。可简单地

景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件24结点与间断区

间断点(narrow)

定义：廊道中的狭窄处作用：影响运动例如：河流峡口结点(nodes)

定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处4结点与间断区间断点(narrow)5内环境

指廊道中的局部小环境，针对对象不同其内环境也不同。5内环境指廊道中的局部小环境，针对对象不同其内1)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

2)环境条件与外部有所不同例如：林荫路冬暖夏凉

3)水平上延伸一段距离，水平梯度也会发生变化。1)从边缘到中心的物种组成发生急剧变化按起源可分为：环境资源廊道干扰廊道残存廊道种植廊道再生廊道3.1.3廊道的的起源和类型按起源可分为：3.1.3廊道的的起源和类型按廊道结构，一般划分为：1.线状廊道2.带状廊道3.河流廊道按廊道结构，一般划分为：1.线状廊道景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2线状廊道

是指全部边缘物种占优势的狭长条带。一般有：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱等线状廊道是指全部边缘物种占优势的狭长条带景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件22.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，其每个侧面都可能存在边缘效应，如较宽的山林防火带。2.带状廊道是指具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状廊道的基本生态差异主要在于宽度，宽度具有重要的功能意义。线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状廊道的基本生态差异主要景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部种都很少，随宽度增加边缘种、内部种均增加，但边缘种在宽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才能增加，阈值一般为7-12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增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

河流廊道河流廊道：是指沿河流分布而不同于周围基质的植被带。它包括河道本身，以及河道两侧的河漫滩、堤坝和部分高地，宽度随河流大小而变化。

河流廊道河流廊道：景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2河流结构：河床边缘、漫滩、堤坝、岸上高地。

河流结构：河床边缘、漫滩、堤坝、岸上高地。景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2河流廊道的功能1控制水流和矿质养分流动；2作为陆地植物在景观中迁移路径河流宽度多宽为宜：

a应具备有效地控制从高地到河流的水流和营养的功能。

b有利于森林内部种沿河运动，宽度应超出边缘效应。河流廊道的功能1控制水流和矿质养分流动；河流宽度多宽为宜：廊道与斑块的异同相同点：形成机制相同（环境资源异质性、自然干扰、人类活动）不同点：

A廊道具有连通性或其间断点的存在；

B廊道具有内环境的梯度变化；

C廊道具有宽度效应廊道与斑块的异同相同点：形成机制相同3.1.4廊道的主要功能：

（1）生境（2）传输通道（3）过滤和阻抑（4）作为能量、物质和生物的源或汇另外，廊道也具有生产功能和美学功能。

3.1.4廊道的主要功能：（1）生境——如河边生态系统、植被条带；（2）传输通道——如植物传播体、动物以及其他物质随植被或河流廊道在景观中运动；

（1）生境——如河边生态系统、植被条带；

（3）过滤和阻抑——如道路和防风林对能量、物质和生物流在穿越时的阻截；（4）作为能量、物质和生物的源或汇——如农田中的森林廊道，一方面具有较高的生物量和若干野生动植物种群，起到源的作用；另一方面进而可阻截和吸收来自周围农田水土流失的养分与其它物质，起到汇的作用。

景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2河流廊道功能

1它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流动。

2它影响河流本身的运输。

3侵蚀、养分流、地表径流、洪水、沉积作用、水的质量都与廊道的宽度有关。

4它为物种的迁移和栖息提供了条件。

5为人类运输航道、物质资源、保护作用。河流廊道功能1它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流

另外，廊道也具有生产功能和美学功能。（讨论对这两个功能的认识）

几乎所有景观都为廊道所分割，同时又被廊道联系在一起，这种双重反向作用决定了廊道在景观内的独特功能位置。另外，廊道也具有生产功能和美学功能。

基质，是指景观中分布最广、连续性最大的背景结构。根据Forman的观点，判断基底一般可采用三个标准：面积上的优势、空间上的高度连续性和对景观总体动态的支配作用。基质在景观中占据主导作用。3.2基质的结构和功能特征基质，是指景观中分布最广、连续性最大的背景结基质

景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。

如：森林基质、草原基质、农田基质对景观动态具有控制作用基质景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。对景

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。范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用相对面积空间上的连接度动态控制作用基质的判定标准相对面积基质的判定标准三个景观基质的例子：例一：大兴安岭满归林业局原始林景观要素类型景观要素类型

斑块数

面积总块数百分率（%）总面积百分率（%）落叶松林分81855.0529728.558.3樟子松林分885.652256.14.42白桦林分19613.103701.27.27杨柳林分634.24860.41.70火烧迹地19212.967834.315.37沼泽地832.316281.312.33水域100.67200.80.39裸地407.69100.80.70总计148610050926.5100三个景观基质的例子：景观要素类型例二：极端的均匀广阔类型（科左后旗）（表）；科左后旗土地利用现状表（1995）例二：极端的均匀广阔类型（科左后旗）（表）；

例三：整个景观均是由彼此不同的小斑块组成，看起来象由碎片构成的一幅镶嵌画（双台子河口自然保护区）（表）。例三：整个景观均是由彼此不同的小斑块组成，看起来象由碎通常基质的面积超过现存的任何其它景观要素类型的总面积。如果某种景观要素占景观面积的50%以上，那么它很可能就是基质。相对面积通常基质的面积超过现存的任何其它景观要素类型的总面积。如果某景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

基质是景观中连接最好的景观要素，并包围其它景观要素。但基质通常并不完全连接在一起，而是被分成几块地段。空间上的连接度如果某一空间在延续途中未被其它边界所穿插、隔离，就认为该空间是完全相连的。基质是景观中连接最好的景观要素，并包如果景观中的某一要素（通常为线状或带状要素）连接的较为完好，并环绕所有其它现存景观要素时，可以认为是基质，如具有一定规模的农田林网、树篱等。如果景观中的某一要素（通常为线状或带状要素）连接的较为完好，

1)可以作为障碍物将其他景观要素分离开；例如：防火带

2)起到廊道的作用，便于物种迁移与基因交换；

3)包围其他景观要素使其形成孤立的生境‘‘岛屿”。连通性高的作用：1)可以作为障碍物将其他景观要素分离开；例如：防火连通性高的作用：

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。连通性高的作用：

面积最大、连接度最好的景观要素类型往往也控制景观中的流。基质中的优势种也是景观中的主要种。基质主要是通过产生未来景观来控制景观动态。

对景观总体动态的控制程度——功能指标面积最大、连接度最好的景观要素类型往往动态控制如果景观中的某一要素对景观动态控制程度较其它要素类型大，也可以认为是基质。

例：绿洲的沙漠化动态控制基质的结构特征：孔隙率：单位面积基质中的斑块数目，即斑块密度。边界形状：基质与其他景观结构成分之间边界的形态。连通性：基质的结构特征：孔隙率：单位面积基质中的斑块数目，即斑块密度基底结构特征1孔隙度(porosity)

斑块在本底中称为孔。单位面积的斑块数目称为孔隙度。它是本底中斑块密度的量度。与斑块大小无关。基底结构特征1孔隙度(porosity)孔隙度的生态意义：

1）它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。

2）孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。

3）孔隙度与动物觅食密切相关，适宜的孔隙对觅食及育后复原。

4）采伐对野生动物的影响。

5）人文地理中，研究住宅与村庄孔隙的分别十分重要。孔隙度的生态意义：3.3景观边界景观边界是在特定时空尺度下，相对均质的景观之间所存在的异质性过渡带。3.3景观边界景观边界是在特定时空尺度下，相对均质的景观之3.3景观边界景观元素间的边界像一个半透膜，边界的形状对本底与斑块间的相互关系极为重要，具备最小的周长与面积之比的形状不利于能量与物质交换，具节省资源的特征；相反，周长与面积之比大的形状利于与周围环境进行大量的能量与物质交流。凹面边界的左边元素向右扩展更为有效。扩展元素即它们最可能在周边的凸面上扩展。残存元素即处于缩减过程，有凹面边界的元素。扩展元素能迅速地以凹面边界变为凸面边界。3.3景观边界景观边界类型：水路交界带

干湿交替带

农牧交错带

森林边缘带沙漠边缘带城乡交错带景观边界类型：生态交错带

概念：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特征不同的边缘带。生态交错带概念：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特（1）生态交错带具有边缘效应（2）生态交错带阻碍物种分布（3）生态交错带的敏感性（4）生态交错带的生态风险生态交错带的特征（1）生态交错带具有边缘效应生态交错带的特征生态交错带的功能

（1）通道或廊道：景观中的许多流(物流、能流、信息流、物种流等)是沿生态交错带流动的，此时交错带相当于廊道。（2）过滤或屏障：穿越生态交错带的流在质、量和速度上大都会受到不同程度的影响，此时的交错带相当于—个半透膜；（3）生境：生态交错带有其持有的物种和环境特征，因此也成为一种栖息地类型。生态交错带的功能（1）通道或廊道：景观中的许多流(物流、能重要的生态交错带河岸带农牧交错带城乡交错带森林边际带重要的生态交错带河岸带景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观边界的度量指标

边界密度

边界对比度

边界均匀度

景观边界的度量指标

边界密度3.4网络的结构和功能特征

网络，是由相互连接的廊道或者通过廊道在空间上联系起来的斑块构成的网状结构。3.4网络的结构和功能特征网络，是由相互网络类型：廊道网络，斑块网络。

生态交错带由廊道相互连接形成由同质和（或）异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成3.3网络的结构和功能特征网络类型：廊道网络，斑块网络。生态交错带由廊道相互连接形成最常见的网络是指廊道网络。网络具有一些独特的结构特征；（1）网络密度，即单位面积的廊道数量；（2）网络连接度，廊道相互之间的连接程度；（3）网络闭合性，即网络中廊道形成闭合回路的程度。网络的功能与廊道相似，但与基底的作用更加广泛和密切。最常见的网络是指廊道网络。网络具有一些独特的结构特征；廊道网络概念

廊道网络由结点（node）和连接廊道构成。

分枝网络：树状的等级结构

环形网络：封闭环路结构

两种形式：廊道网络概念分枝网络：树状的等级结构两种形式：网络结构特征结点网络格局网眼大小网络结构特征结点网眼大小组成网络的线之间的平均距离或者线所环绕的景观元素的平均面积。对物种粒种有影响，例如：法国布列塔地区研究表明，小甲虫、土地网眼>4ha时消失，猫头鹰在网眼为7ha时消失。网眼大小农田防护林网农田防护林网的结构和功能农田防护林网结构的测度农田防护林网农田防护林网的结构和功能景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2城市绿地网络系统城市绿地网络系统的结构：由公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五大类构成。城市绿地网络系统的属性城市绿地网络系统城市绿地网络系统的结构：由公园绿地、生产绿地景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2斑块网络

斑块网络：由同质性和异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成。异质种群生态学将景观看作是由真实生境斑块（片段）构成的网络，物种以局域种群的形式生活在这些斑块上，并通过迁移进行联系，形成“斑块网络”。

斑块网络斑块网络：由同质性和异质性景观斑块通过廊道的空斑块网络的生态意义：对异质种群的迁移、占据和灭绝有重要影响。

斑块网络的生态意义：对异质种群的迁移、占据和灭绝有重要影响。四、景观镶嵌体格局和生态学过程

斑块镶嵌体的空间格局与生态学过程的关系式景观生态学研究中的一个核心问题。要研究这一问题，就有必要定量地描述景观斑块体空间特征。测量的景观镶嵌体特征如表1。四、景观镶嵌体格局和生态学过程特征描述斑块大小分布某种斑块类型的大小分布特征（如对数正态分布、均匀分布等）边界形态边界的宽度、长度、连续性和曲折性（如分维数）周长面积比斑块的边界长度与其面积的比值，反映斑块的形状斑块的走向斑块相对于具有方向性的过程的空间位置基底与斑块直接联系在一起的下垫面或景观中的主要组成类型对比度通过每一边界时相邻斑块之间的差别程度连接度斑块间通过廊道、网络而连接在一起的程度丰富度某一地区内斑块类型的数目均匀度景观镶嵌体中不同斑块类型在其数目或者面积方面的均匀程度斑块类型分布斑块类型在空间上的分别格局可预测性有时亦称空间自相关性，即某一生态学特征在其邻近空间上表现出的相关程度表1景观镶嵌体的一些可测量特征特征描述斑块大小分布某种斑块类型的大小分布特征（如对数正

景观的空间格局影响能量、物质以及生物在景观中的运动。概而言之，能量、物质和生物通过五种媒介在斑块镶嵌体中运动：即风、水、飞行动物、地面动物及人类。而其主要的运动方式有如下三种。（1）扩散（2）物流（3）携带运动景观的空间格局影响能量、物质以及生物在景观中

（1）扩散：通常假设扩散运动是随机的，其一般形式可表达为：

Q=-k·▽C

式中，Q是某物质（种群）的扩散通量，k为扩散系数，▽C表示该物质（或种群）的浓度或密度梯度。

景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2（2）物流：包括河流、地表和地下径流。物流受重力支配，并受土壤、地形、植被等因素的影响。

（2）物流：包括河流、地表和地下径流。物流受重力支配，并受土（3）携带运动：指动物和人在景观中的活动对能量、物质与生物体在空间上的重新分配。与前两种形式相比，携带运动常造成能量、物质与生物体在空间上高度聚集。（3）携带运动：指动物和人在景观中的活动对能量、物质与生物体

一般而言，种群动态、生物多样性和生态系统过程等都不可避免地受景观空间格局的制约或某种影响。例如，景观空间结构可影响地表径流和氮素循环，并可影响到水的质量（见图5）。一般而言，种群动态、生物多样性和生态系统过程图5景观空间格局对生态系统养分循环以及河流水质的影响氮和磷在某一流域内沿地形坡度，随水分的运移，从农田穿过河溪森林植被，进入河流。图5景观空间格局对生态系统养分循环以及河流水质的影响氮和磷

许多湖泊富营养化和河流水质污染都是景观格局、生态系统过程和干扰相互作用的结果。显然，景观空间格局与生态系统过程的相互关系在理论上都是很重要的，是景观生态学的研究重点之一。但是这方面的研究尚少，亟待加强。许多湖泊富营养化和河流水质污染都是景观格局、五、景观镶嵌体格局和种群遗传学过程

景观空间格局对种群遗传结构及其进化趋势也会发生重要影响，这是新兴领域“景观遗传学”所研究的中心内容。

五、景观镶嵌体格局和种群遗传学过程景观空间格五、景观镶嵌体格局和种群遗传学过程

Manel等人在2003年首次提出“景观遗传学”一词，将其定义为景观生态学和种群遗传学的结合，旨在研究景观环境特征时如何影响物种微进化过程，其核心问题是景观空间异质性如何影响种群的空间遗传结构以及种群的命运。五、景观镶嵌体格局和种群遗传学过程Mane

景观遗传学从发现空间遗传格局入手，将这种格局与景观环境特征进行相关性分析，已达到理解两者之间相互关系的目的。其研究的一般过程是：首先，发现种群遗传的空间结构特征，然后就其与景观结构、环境因子相联系，进而推测景观环境对种群遗传结构的塑造作用和对种群进化的影响.

遗传变异的空间分布多在种群内和种群间两个水平上研究。前者多以个体为研究的基本对象，后者将种群作为一个均质的整体，分析较大尺度上遗传变异的空间分布。景观遗传学从发现空间遗传格局入手，将这种格局一方水土养一方人一方水土养一方人

作为一门新兴学科，景观遗传学在理论和方法方面仍有待于进一步发展和健全。然而，在短短数年中，景观遗传学的发展已经表现出强大的科学生命力和应用价值。作为一门新兴学科，景观遗传学在理论和方法方面景观异质性分析软件：Fragstats/landeco/research/fragstats/downloads/fragstats_downloads.html景观异质性分析软件：Fragstats景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2陈拉江西财经大学旅游与城市管理学院第二章景观格局的形成、结构和功能特征（2）陈拉第二章景观格局的形成、结构和功能特征（2）

形状与面积同等重要例如:鸟、昆虫觅食，巢域一般为长方形。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，收到不同的艺术效果。4）斑块形状及其生态学效应形状与面积同等重要例如:鸟、昆虫觅食，巢域一般斑块形状研究的三个主要问题：A．斑块起源对斑块形状的影响；B．斑块形状的功能和动态效应；C．斑块的形状分析方法。景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2斑块的形状与功能联系的一般法则：A．圆形斑块在自然资源保护方面具有最高的效率；B．卷曲形斑块在强化斑块与基质之间的联系上具有最高的效率；C．网络性的斑块结构有助于动植物在斑块内的移动。D．斑块形状差异直接影响斑块内外部生境的分割比例。斑块的形状与功能联系的一般法则：景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

D-形状系数

L-斑块边界实际长度

A-斑块面积

D值越高，斑块形状越复杂。形状系数D-形状系数形状系数景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

特点：内部/边缘低，内部种少举例：环绕北极地区分布格局高山环绕山体绕湖周围

环状斑块环状斑块

半岛（peninsula）

定义：指的是一个斑块中狭长的外延部分。

漏斗效应：人们常见的在半岛顶端，动物路径密度高的现象。鸟类、维管束植物减少物种多样性递减内部/边缘比由高趋低半岛（peninsula）鸟景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2三、廊道、网络与基底的结构和功能特征3.1廊道的结构和功能3.1.1廊道的概念

廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。常见的廊道有河流、道路及峡谷等。与斑块的分类相似，根据成因，廊道可分为五类：干扰型、残留型、资源环境型、再生型和人为引入型（Forman和Godron，1986）。三、廊道、网络与基底的结构和功能特征3.1廊道的结构和功景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件23.1.2重要结构特征1.连通性2.宽度3.曲度4.结点和间断区5.内环境3.1.2重要结构特征1.连通性

廊道的重要结构特征如下。（1）曲度，常用廊道中两点间的实际距离与直线距离之比来表示。一般来说，廊道愈直，距离愈短，生物或物质在景观中移动就越快。（2）连通性，是廊道在空间上连续程度的量度，可以简单地用单位长度廊道中的断点数来表示。廊道的连通性高低决定了廊道的通道功能和屏障功能。（3）结点和间断区，结点和间断区沿廊道的分布不是随机的。一些类似的植被斑块连接在廊道上，以结点的形式出现，可以作为临时性栖息地，有利于提高廊道的通道功能，对生物沿廊道的移动有重要的影响。廊道的交叉处特别出现结点。结点和间断区是一个相对的现象。（4）宽度，直接影响廊道的功能。对廊道宽度的认识要全面分析，除了关注廊道上的结点和间断区外，对一些特殊的狭窄处也要予以充分重视。廊道上出现的类似地峡的狭窄地方，对物种在景观中沿廊道的运动无疑会产生重要的影响。廊道的重要结构特征如下。1.曲度

曲度：即廊道的弯曲程度。廊道的不同弯曲程度对物流、能流等有重要作用。1.曲度曲度：即廊道的弯曲程度。廊道的不同弯曲程度2.宽度

宽度：廊道的狭长程度。对物种沿廊道或穿越廊道的迁移有意义。

2.宽度宽度：廊道的狭长程度。对物种沿廊道或穿越景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件23连通性指廊道如何连接或在空间上怎样连续的量度。可简单地用廊道单位长度上间断点的数量表示。

m=---------------Ⅹ100%其中m为连通度，n为间断点的数量，L为廊道长度。n(1,2,3……)L3连通性指廊道如何连接或在空间上怎样连续的量度。可简单地

景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件24结点与间断区

间断点(narrow)

定义：廊道中的狭窄处作用：影响运动例如：河流峡口结点(nodes)

定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处4结点与间断区间断点(narrow)5内环境

指廊道中的局部小环境，针对对象不同其内环境也不同。5内环境指廊道中的局部小环境，针对对象不同其内1)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

2)环境条件与外部有所不同例如：林荫路冬暖夏凉

3)水平上延伸一段距离，水平梯度也会发生变化。1)从边缘到中心的物种组成发生急剧变化按起源可分为：环境资源廊道干扰廊道残存廊道种植廊道再生廊道3.1.3廊道的的起源和类型按起源可分为：3.1.3廊道的的起源和类型按廊道结构，一般划分为：1.线状廊道2.带状廊道3.河流廊道按廊道结构，一般划分为：1.线状廊道景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2线状廊道

是指全部边缘物种占优势的狭长条带。一般有：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱等线状廊道是指全部边缘物种占优势的狭长条带景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件22.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，其每个侧面都可能存在边缘效应，如较宽的山林防火带。2.带状廊道是指具有含丰富内部物种的内部环境的较宽条景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状廊道的基本生态差异主要在于宽度，宽度具有重要的功能意义。线状廊道与带状廊道的对比带状廊道与线状廊道的基本生态差异主要景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部种都很少，随宽度增加边缘种、内部种均增加，但边缘种在宽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才能增加，阈值一般为7-12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增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

河流廊道河流廊道：是指沿河流分布而不同于周围基质的植被带。它包括河道本身，以及河道两侧的河漫滩、堤坝和部分高地，宽度随河流大小而变化。

河流廊道河流廊道：景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2河流结构：河床边缘、漫滩、堤坝、岸上高地。

河流结构：河床边缘、漫滩、堤坝、岸上高地。景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2河流廊道的功能1控制水流和矿质养分流动；2作为陆地植物在景观中迁移路径河流宽度多宽为宜：

a应具备有效地控制从高地到河流的水流和营养的功能。

b有利于森林内部种沿河运动，宽度应超出边缘效应。河流廊道的功能1控制水流和矿质养分流动；河流宽度多宽为宜：廊道与斑块的异同相同点：形成机制相同（环境资源异质性、自然干扰、人类活动）不同点：

A廊道具有连通性或其间断点的存在；

B廊道具有内环境的梯度变化；

C廊道具有宽度效应廊道与斑块的异同相同点：形成机制相同3.1.4廊道的主要功能：

（1）生境（2）传输通道（3）过滤和阻抑（4）作为能量、物质和生物的源或汇另外，廊道也具有生产功能和美学功能。

3.1.4廊道的主要功能：（1）生境——如河边生态系统、植被条带；（2）传输通道——如植物传播体、动物以及其他物质随植被或河流廊道在景观中运动；

（1）生境——如河边生态系统、植被条带；

（3）过滤和阻抑——如道路和防风林对能量、物质和生物流在穿越时的阻截；（4）作为能量、物质和生物的源或汇——如农田中的森林廊道，一方面具有较高的生物量和若干野生动植物种群，起到源的作用；另一方面进而可阻截和吸收来自周围农田水土流失的养分与其它物质，起到汇的作用。

景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2河流廊道功能

1它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流动。

2它影响河流本身的运输。

3侵蚀、养分流、地表径流、洪水、沉积作用、水的质量都与廊道的宽度有关。

4它为物种的迁移和栖息提供了条件。

5为人类运输航道、物质资源、保护作用。河流廊道功能1它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流

另外，廊道也具有生产功能和美学功能。（讨论对这两个功能的认识）

几乎所有景观都为廊道所分割，同时又被廊道联系在一起，这种双重反向作用决定了廊道在景观内的独特功能位置。另外，廊道也具有生产功能和美学功能。

基质，是指景观中分布最广、连续性最大的背景结构。根据Forman的观点，判断基底一般可采用三个标准：面积上的优势、空间上的高度连续性和对景观总体动态的支配作用。基质在景观中占据主导作用。3.2基质的结构和功能特征基质，是指景观中分布最广、连续性最大的背景结基质

景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。

如：森林基质、草原基质、农田基质对景观动态具有控制作用基质景观中分布最广、连续性最大的景观要素类型。对景

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。范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用相对面积空间上的连接度动态控制作用基质的判定标准相对面积基质的判定标准三个景观基质的例子：例一：大兴安岭满归林业局原始林景观要素类型景观要素类型

斑块数

面积总块数百分率（%）总面积百分率（%）落叶松林分81855.0529728.558.3樟子松林分885.652256.14.42白桦林分19613.103701.27.27杨柳林分634.24860.41.70火烧迹地19212.967834.315.37沼泽地832.316281.312.33水域100.67200.80.39裸地407.69100.80.70总计148610050926.5100三个景观基质的例子：景观要素类型例二：极端的均匀广阔类型（科左后旗）（表）；科左后旗土地利用现状表（1995）例二：极端的均匀广阔类型（科左后旗）（表）；

例三：整个景观均是由彼此不同的小斑块组成，看起来象由碎片构成的一幅镶嵌画（双台子河口自然保护区）（表）。例三：整个景观均是由彼此不同的小斑块组成，看起来象由碎通常基质的面积超过现存的任何其它景观要素类型的总面积。如果某种景观要素占景观面积的50%以上，那么它很可能就是基质。相对面积通常基质的面积超过现存的任何其它景观要素类型的总面积。如果某景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2

基质是景观中连接最好的景观要素，并包围其它景观要素。但基质通常并不完全连接在一起，而是被分成几块地段。空间上的连接度如果某一空间在延续途中未被其它边界所穿插、隔离，就认为该空间是完全相连的。基质是景观中连接最好的景观要素，并包如果景观中的某一要素（通常为线状或带状要素）连接的较为完好，并环绕所有其它现存景观要素时，可以认为是基质，如具有一定规模的农田林网、树篱等。如果景观中的某一要素（通常为线状或带状要素）连接的较为完好，

1)可以作为障碍物将其他景观要素分离开；例如：防火带

2)起到廊道的作用，便于物种迁移与基因交换；

3)包围其他景观要素使其形成孤立的生境‘‘岛屿”。连通性高的作用：1)可以作为障碍物将其他景观要素分离开；例如：防火连通性高的作用：

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。连通性高的作用：

面积最大、连接度最好的景观要素类型往往也控制景观中的流。基质中的优势种也是景观中的主要种。基质主要是通过产生未来景观来控制景观动态。

对景观总体动态的控制程度——功能指标面积最大、连接度最好的景观要素类型往往动态控制如果景观中的某一要素对景观动态控制程度较其它要素类型大，也可以认为是基质。

例：绿洲的沙漠化动态控制基质的结构特征：孔隙率：单位面积基质中的斑块数目，即斑块密度。边界形状：基质与其他景观结构成分之间边界的形态。连通性：基质的结构特征：孔隙率：单位面积基质中的斑块数目，即斑块密度基底结构特征1孔隙度(porosity)

斑块在本底中称为孔。单位面积的斑块数目称为孔隙度。它是本底中斑块密度的量度。与斑块大小无关。基底结构特征1孔隙度(porosity)孔隙度的生态意义：

1）它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。

2）孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。

3）孔隙度与动物觅食密切相关，适宜的孔隙对觅食及育后复原。

4）采伐对野生动物的影响。

5）人文地理中，研究住宅与村庄孔隙的分别十分重要。孔隙度的生态意义：3.3景观边界景观边界是在特定时空尺度下，相对均质的景观之间所存在的异质性过渡带。3.3景观边界景观边界是在特定时空尺度下，相对均质的景观之3.3景观边界景观元素间的边界像一个半透膜，边界的形状对本底与斑块间的相互关系极为重要，具备最小的周长与面积之比的形状不利于能量与物质交换，具节省资源的特征；相反，周长与面积之比大的形状利于与周围环境进行大量的能量与物质交流。凹面边界的左边元素向右扩展更为有效。扩展元素即它们最可能在周边的凸面上扩展。残存元素即处于缩减过程，有凹面边界的元素。扩展元素能迅速地以凹面边界变为凸面边界。3.3景观边界景观边界类型：水路交界带

干湿交替带

农牧交错带

森林边缘带沙漠边缘带城乡交错带景观边界类型：生态交错带

概念：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特征不同的边缘带。生态交错带概念：不同景观斑块空间邻接会产生与斑块特（1）生态交错带具有边缘效应（2）生态交错带阻碍物种分布（3）生态交错带的敏感性（4）生态交错带的生态风险生态交错带的特征（1）生态交错带具有边缘效应生态交错带的特征生态交错带的功能

（1）通道或廊道：景观中的许多流(物流、能流、信息流、物种流等)是沿生态交错带流动的，此时交错带相当于廊道。（2）过滤或屏障：穿越生态交错带的流在质、量和速度上大都会受到不同程度的影响，此时的交错带相当于—个半透膜；（3）生境：生态交错带有其持有的物种和环境特征，因此也成为一种栖息地类型。生态交错带的功能（1）通道或廊道：景观中的许多流(物流、能重要的生态交错带河岸带农牧交错带城乡交错带森林边际带重要的生态交错带河岸带景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观边界的度量指标

边界密度

边界对比度

边界均匀度

景观边界的度量指标

边界密度3.4网络的结构和功能特征

网络，是由相互连接的廊道或者通过廊道在空间上联系起来的斑块构成的网状结构。3.4网络的结构和功能特征网络，是由相互网络类型：廊道网络，斑块网络。

生态交错带由廊道相互连接形成由同质和（或）异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成3.3网络的结构和功能特征网络类型：廊道网络，斑块网络。生态交错带由廊道相互连接形成最常见的网络是指廊道网络。网络具有一些独特的结构特征；（1）网络密度，即单位面积的廊道数量；（2）网络连接度，廊道相互之间的连接程度；（3）网络闭合性，即网络中廊道形成闭合回路的程度。网络的功能与廊道相似，但与基底的作用更加广泛和密切。最常见的网络是指廊道网络。网络具有一些独特的结构特征；廊道网络概念

廊道网络由结点（node）和连接廊道构成。

分枝网络：树状的等级结构

环形网络：封闭环路结构

两种形式：廊道网络概念分枝网络：树状的等级结构两种形式：网络结构特征结点网络格局网眼大小网络结构特征结点网眼大小组成网络的线之间的平均距离或者线所环绕的景观元素的平均面积。对物种粒种有影响，例如：法国布列塔地区研究表明，小甲虫、土地网眼>4ha时消失，猫头鹰在网眼为7ha时消失。网眼大小农田防护林网农田防护林网的结构和功能农田防护林网结构的测度农田防护林网农田防护林网的结构和功能景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2城市绿地网络系统城市绿地网络系统的结构：由公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五大类构成。城市绿地网络系统的属性城市绿地网络系统城市绿地网络系统的结构：由公园绿地、生产绿地景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2景观生态学第二章-景观格局的形成、结构和功能特征课件2斑块网络

斑块网络：由同质性和异质性景观斑块通过廊道的空间联系形成。异质种群生态学将景观看作是由真实生境斑块（片段）构成的网络，物种以局域种群的形式生活在这些斑块上，并通过迁移进行联系，形成“斑块网络”。

斑块网络斑块网络：由同质性和异质性景观斑块通过廊道的空斑块网络的生态意义：对异质种群的迁移、占据和灭绝有重要影响。

斑