景觀生態(tài)學(xué)簡介

1、姓 名： 學(xué) 號： 景觀及景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念景觀及景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念 景觀生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容景觀生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容 景觀生態(tài)學(xué)中的基本理論與原理景觀生態(tài)學(xué)中的基本理論與原理 景觀生態(tài)學(xué)的研究方法景觀生態(tài)學(xué)的研究方法 我國景觀生態(tài)學(xué)的研究重點我國景觀生態(tài)學(xué)的研究重點 目錄目錄 1.1.景觀及景觀生態(tài)學(xué)的基本概念景觀及景觀生態(tài)學(xué)的基本概念 景觀：景觀：指一組以相似方式重復(fù)出現(xiàn)的相互作用指一組以相似方式重復(fù)出現(xiàn)的相互作用 的生態(tài)系統(tǒng)所組成的異質(zhì)性地表區(qū)域。的生態(tài)系統(tǒng)所組成的異質(zhì)性地表區(qū)域。 （Forman&Gordon，1986）。）。 例如北方山例如北方山 區(qū)的鄉(xiāng)村景觀：山麓區(qū)的鄉(xiāng)村景觀：山麓-村

2、莊村莊-道路道路-河流河流-森林森林-農(nóng)農(nóng) 田，且重復(fù)出現(xiàn)。田，且重復(fù)出現(xiàn)。 景觀是一個生態(tài)學(xué)系統(tǒng)景觀是一個生態(tài)學(xué)系統(tǒng) 由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的，不同的系統(tǒng)之間通由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的，不同的系統(tǒng)之間通 過物質(zhì)交換、能量流動和物種交換途徑而相互過物質(zhì)交換、能量流動和物種交換途徑而相互 作用和影響，進(jìn)而形成一個整體。作用和影響，進(jìn)而形成一個整體。 具有一定自然和文化特征的地域空間實體具有一定自然和文化特征的地域空間實體 景觀是在人與自然共同作用下形成的，不僅景觀是在人與自然共同作用下形成的，不僅 具有特定的氣候和地貌特征，而且與特定的地具有特定的氣候和地貌特征，而且與特定的地 域文化特征域文化特征相對

3、應(yīng)。如，云南哈尼元陽梯田。相對應(yīng)。如，云南哈尼元陽梯田。 景觀的基本特征景觀的基本特征 景觀可分為：自然景觀、經(jīng)營景觀、人工景觀、文化景觀可分為：自然景觀、經(jīng)營景觀、人工景觀、文化 景觀、經(jīng)營景觀、人工景觀、附帶有人類文化或文明痕景觀、經(jīng)營景觀、人工景觀、附帶有人類文化或文明痕 跡或?qū)傩缘木坝^。跡或?qū)傩缘木坝^。 理解景觀的現(xiàn)代概念必須掌握如下幾個特征：理解景觀的現(xiàn)代概念必須掌握如下幾個特征： 景觀是人類活動和生存基本空間景觀是人類活動和生存基本空間 人類和動物均需要2種以上的景觀要素才能生存和 發(fā)展。即人類需要在多種生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部才能完成各種 活動，人類活動是構(gòu)成景觀的基本要素。 景觀是異質(zhì)性生

4、態(tài)系統(tǒng)的鑲嵌體景觀是異質(zhì)性生態(tài)系統(tǒng)的鑲嵌體 異質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)的空間構(gòu)型、空間、格局是景觀結(jié) 構(gòu)的重要表現(xiàn)形式。也決定景觀的功能、結(jié)構(gòu)及其 變化的基礎(chǔ)。 斑塊（斑塊（patchpatch）：是外觀上不同于周圍環(huán)境的相對均 質(zhì)的非線性地表區(qū)域。 廊道（廊道（corridorcorridor）：不同與兩側(cè)相鄰?fù)恋氐囊环N特 殊的帶狀要素類型。 景觀組分：景觀組分：是指構(gòu)成景觀的不同生態(tài)系統(tǒng)類型，是指構(gòu)成景觀的不同生態(tài)系統(tǒng)類型， 通常有斑塊、廊道、基質(zhì)。通常有斑塊、廊道、基質(zhì)。 基質(zhì)（基質(zhì)（matrixmatrix）：景觀鑲嵌內(nèi)的背景生態(tài)系統(tǒng)或土 地利用類型。景觀中面積最大、連通性最好的景觀 要素類型，如廣

5、闊的草原、沙漠等 1 1. .斑塊斑塊2.2.廊道廊道 3.3.基質(zhì)基質(zhì) 景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)是以景觀為研究 對象，重點研究其結(jié)構(gòu)、功能、 變化以及景觀的科學(xué)規(guī)劃和有 效管理的一門新興宏觀生態(tài)學(xué) 分支學(xué)科。（郭晉平，2001） 景觀生態(tài)學(xué)與其他生態(tài)學(xué)相 比 ，強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性的維持與 發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作 用，大區(qū)域生物種群的保護(hù)與 管理，環(huán)境資源的經(jīng)營管理， 以及人類對景觀及其組分的影 響。在景觀這個層次上，低層 次上的生態(tài)學(xué)研究可以得到必 要的綜合。 2 2. .景觀生態(tài)學(xué)的主要研究內(nèi)容景觀生態(tài)學(xué)的主要研究內(nèi)容 景觀生態(tài)學(xué)研究的對象是景觀，從景觀生態(tài)學(xué)的定義來 看，其研究內(nèi)容有以下四個

6、方面： （1 1）景觀結(jié)構(gòu)）景觀結(jié)構(gòu)：研究景觀的組成與空間格局特征。如各 生態(tài)系統(tǒng)或景觀要素的大小、形狀、數(shù)量、類型、空間構(gòu) 型等特征，能量、物質(zhì)和物種在景觀中的分布狀況。 例如：城市景觀中，生態(tài)系統(tǒng)的種類及面積（道路、 道路綠化帶、草坪、林地、建筑用地），形狀（方、圓、 無規(guī)則）和豐富程度（數(shù)量），在空間上的排列方式（網(wǎng) 狀、指狀、棋盤狀、散斑）以及能量、物質(zhì)和生物體在空 間上的分布特征，均屬于景觀結(jié)構(gòu)。 （2 2）景觀功能：）景觀功能：研究景觀要素（生態(tài)系統(tǒng)）間的相互作用過 程與機(jī)制。 即能量、物質(zhì)和生物有機(jī)體在景觀中不同生態(tài)系統(tǒng) 之間的流動過程及其與景觀結(jié)構(gòu)、干擾等之間的關(guān)系。 例如：農(nóng)

7、田景觀中，農(nóng)田中的能量、物質(zhì)、生物有機(jī)體與河流、林地、 村落、水庫等生態(tài)系統(tǒng)之間不斷進(jìn)行交換，相互影響。 （3 3）景觀動態(tài)：）景觀動態(tài)：研究景觀結(jié)構(gòu)和功能隨時間的變化及其機(jī)理。 具體地講，景觀的組成成分、形狀和空間排列方式，能量、物 質(zhì)、生物有機(jī)體在不同生態(tài)系統(tǒng)之間的分布狀況的變化，由此 導(dǎo)致能量、物質(zhì)、生物有機(jī)體在不同生態(tài)系統(tǒng)之間的流動過程 的變化。 例如：隨著城市不斷擴(kuò)大，農(nóng)田消失，工廠和住宅區(qū)不斷增加，景觀中 能量、物質(zhì)、生物分布狀況發(fā)生變化（結(jié)構(gòu)變化），能量、物質(zhì)、生物有機(jī) 體在不同生態(tài)系統(tǒng)之間流動過程發(fā)生變化（功能變化）。 （4 4）景觀規(guī)劃與管理）景觀規(guī)劃與管理 （景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)

8、用）：（景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)用）： 將景觀生態(tài)學(xué)的基本原理應(yīng)用于景觀的開發(fā)、管理及規(guī) 劃。具體主要內(nèi)容通過分析景觀結(jié)構(gòu)、功能、動態(tài)特征，提 出景觀開發(fā)利用、管理的最優(yōu)方案。包括： 景觀生態(tài)分類：根據(jù)景觀要素組成結(jié)構(gòu)以及功能特點， 劃分景觀(生態(tài))類型。 景觀生態(tài)評價：根據(jù)景觀生態(tài)類型，對各種利用方式 (如農(nóng)、林、牧、工礦、城市、道路、建筑等)的適用性進(jìn)行 評價、對景觀生產(chǎn)力評價，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件，結(jié)合投 入產(chǎn)出原則，做出生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會效益評價。 景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計：對景觀中結(jié)構(gòu)上不合理之處進(jìn)行調(diào) 整以獲得最佳效益。例如：調(diào)整景觀中各生態(tài)系統(tǒng)的面積、 種類、形狀、空間排列方式等。 景觀規(guī)劃設(shè)計方案

9、的實施 3 3.1 .1 島嶼生物地理學(xué)理論島嶼生物地理學(xué)理論 島嶼作為一種特殊的生境類型，生態(tài)學(xué)家們最早關(guān)注的是島嶼作為一種特殊的生境類型，生態(tài)學(xué)家們最早關(guān)注的是 島嶼面積與物種數(shù)量之間的關(guān)系，并由島嶼面積與物種數(shù)量之間的關(guān)系，并由Preston(1962)Preston(1962)提提 出以下關(guān)于島嶼種出以下關(guān)于島嶼種面積關(guān)系方程：面積關(guān)系方程： Ss=cAz Ss=cAz logSs=logc+zlogA logSs=logc+zlogA 其中，其中，S S是物種豐富度，是物種豐富度，A A是島嶼面積，是島嶼面積，c c和和z z是常數(shù)。是常數(shù)。z z的的 理論值為理論值為0.2630.

10、263，通常在，通常在0.180.180.350.35之間。之間。c c值的變化反映出值的變化反映出 地理位置變化對物種豐度的影響。地理位置變化對物種豐度的影響。 3 3. .景觀生態(tài)學(xué)中的幾個重要理論景觀生態(tài)學(xué)中的幾個重要理論 3.1景觀生態(tài)學(xué)基本原理景觀生態(tài)學(xué)基本原理 Forman和Godron對景觀生態(tài)學(xué)中的普遍原理進(jìn)行了概括， 共分以下七條： 1）景觀結(jié)構(gòu)與功能原理（景觀結(jié)構(gòu)）景觀結(jié)構(gòu)與功能原理（景觀結(jié)構(gòu)） 每一個景觀均是異質(zhì)性的，在不同的斑塊、走廊和本底 之間，種、能量和物質(zhì)的分配不同，作用功能也不同。 2）生物多樣性原理（景觀結(jié)構(gòu)）生物多樣性原理（景觀結(jié)構(gòu)） 景觀的異質(zhì)性使內(nèi)部種減

11、少，邊緣種增加，異質(zhì)性可提 高物種總體共存的潛在機(jī)會。 3）物種流動原理（景觀功能）物種流動原理（景觀功能） 物種在景觀要素之間擴(kuò)展或收縮，既影響到景觀的異質(zhì) 性，也受景觀異質(zhì)性的控制。 4）營養(yǎng)再分配原理（景觀功能）營養(yǎng)再分配原理（景觀功能） 由于風(fēng)、水或動物的作用，礦物質(zhì)可流入或流出某一景 觀，或者在一景觀種的不同生態(tài)系統(tǒng)之間再分配，其再分 配速度隨干擾強(qiáng)度的增加而增加。 5）能量流動原理（景觀功能）能量流動原理（景觀功能） 在景觀內(nèi)隨著空間異質(zhì)性的增加，會有更多的能量流 （熱和生物量）通過景觀要素之間的邊界。 6）景觀變化原理（景觀變化）景觀變化原理（景觀變化） 干擾干擾（disturb

12、ance）是景觀異質(zhì)性的主要來源，干擾改變 景觀格局，同時又受制于景觀格局。 干擾是景觀的一種主要生態(tài)過程，在不受干擾的情況下， 景觀水平結(jié)構(gòu)逐漸向同質(zhì)性方向發(fā)展；適度干擾會增加景觀 異質(zhì)性；而嚴(yán)重干擾則在大多數(shù)情況下使異質(zhì)性迅速降低。 7）景觀穩(wěn)定性原理（景觀變化）景觀穩(wěn)定性原理（景觀變化） 穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指景觀對干擾的抗性及其受干擾后的恢復(fù)能力。是指景觀對干擾的抗性及其受干擾后的恢復(fù)能力。 從景觀要素來說存在三種情況 景觀要素不存在生物量時，該系統(tǒng)的物理特性很容易 發(fā)生改變； 景觀要素生物量小時（演替初期），系統(tǒng)對干擾的抵 抗力弱，恢復(fù)力強(qiáng)； 景觀要素生物量高時（演替頂極），抵抗力強(qiáng)，恢復(fù)

13、 力弱。 McArthurMcArthur和和WilsonWilson：島嶼生：島嶼生 物地理學(xué)平衡理論物地理學(xué)平衡理論 1 1）大島嶼的物種數(shù)量要多于小）大島嶼的物種數(shù)量要多于小 島嶼（面積效應(yīng)）島嶼（面積效應(yīng)） 2 2）靠近大陸島嶼物種數(shù)量要高）靠近大陸島嶼物種數(shù)量要高 于遠(yuǎn)離大陸的島嶼（距離效應(yīng)）于遠(yuǎn)離大陸的島嶼（距離效應(yīng)） 3 3）年輕的島嶼物種豐度較小，）年輕的島嶼物種豐度較小， 物種周轉(zhuǎn)率（遷入量物種周轉(zhuǎn)率（遷入量/ /滅絕量）滅絕量） 高，以后則不斷降低，直到二者高，以后則不斷降低，直到二者 相等，物種數(shù)量達(dá)到動態(tài)均衡。相等，物種數(shù)量達(dá)到動態(tài)均衡。 結(jié)論：島嶼的面積、孤立程結(jié)論：

14、島嶼的面積、孤立程 度和年齡依次是控制生物遷植、度和年齡依次是控制生物遷植、 滅絕和物種數(shù)量的關(guān)鍵因子。滅絕和物種數(shù)量的關(guān)鍵因子。 4.2 復(fù)合種群理論復(fù)合種群理論 復(fù)合種群（復(fù)合種群（metapopulationmetapopulation）：）：狹義上是由空間上彼狹義上是由空間上彼 此隔離，功能上又相互聯(lián)系的兩個或兩個以上亞種群或局此隔離，功能上又相互聯(lián)系的兩個或兩個以上亞種群或局 部種群組成的種群斑塊系統(tǒng)。部種群組成的種群斑塊系統(tǒng)。廣義上是指，所有占據(jù)空間廣義上是指，所有占據(jù)空間 上非連續(xù)生境斑塊的種群集合體，只要斑塊之間存在個體上非連續(xù)生境斑塊的種群集合體，只要斑塊之間存在個體 （對動

15、物而言）或繁殖體（對植物而言），不管是否存在（對動物而言）或繁殖體（對植物而言），不管是否存在 局部種群周轉(zhuǎn)現(xiàn)象，均可稱為復(fù)合種群。局部種群周轉(zhuǎn)現(xiàn)象，均可稱為復(fù)合種群。 復(fù)合種群的兩個基本條件復(fù)合種群的兩個基本條件 1 1）頻繁的亞種群（或生境斑塊）水平的局部性滅絕；）頻繁的亞種群（或生境斑塊）水平的局部性滅絕； 2 2）亞種群（或生境斑塊）間的生物繁殖體或個體的交）亞種群（或生境斑塊）間的生物繁殖體或個體的交 流（遷移與再定居過程）。流（遷移與再定居過程）。 4.3 4.3 滲透理論滲透理論 滲透理論在景觀生態(tài)學(xué)中主要被用以研究景觀格局滲透理論在景觀生態(tài)學(xué)中主要被用以研究景觀格局 對景觀過程

16、影響的臨界值問題。它認(rèn)為，當(dāng)介質(zhì)密度達(dá)對景觀過程影響的臨界值問題。它認(rèn)為，當(dāng)介質(zhì)密度達(dá) 到某一臨界密度時，滲透物突然能夠從介質(zhì)的一端達(dá)到到某一臨界密度時，滲透物突然能夠從介質(zhì)的一端達(dá)到 另一端，表現(xiàn)為臨界閥現(xiàn)象。另一端，表現(xiàn)為臨界閥現(xiàn)象。 臨界閾臨界閾現(xiàn)象：現(xiàn)象：某一事件或過程在影響因子或環(huán)境條件到某一事件或過程在影響因子或環(huán)境條件到 達(dá)某一閾值而發(fā)生的從一種狀態(tài)過渡到另一種截然不同達(dá)某一閾值而發(fā)生的從一種狀態(tài)過渡到另一種截然不同 狀態(tài)的過程。狀態(tài)的過程。 連通斑塊的形成標(biāo)志著：連通斑塊的形成標(biāo)志著：景觀從高度離散狀態(tài)突然轉(zhuǎn)變景觀從高度離散狀態(tài)突然轉(zhuǎn)變 為高度連續(xù)狀態(tài)；生物個體從只在局部生境范

17、圍內(nèi)運(yùn)動為高度連續(xù)狀態(tài)；生物個體從只在局部生境范圍內(nèi)運(yùn)動 的情形突然進(jìn)入可從景觀的一端運(yùn)動到另一端的狀態(tài)。的情形突然進(jìn)入可從景觀的一端運(yùn)動到另一端的狀態(tài)。 滲透閾值的影響因素滲透閾值的影響因素 1）.依賴于景觀結(jié)構(gòu)依賴于景觀結(jié)構(gòu)，實際景觀中生境細(xì)胞多呈聚集實際景觀中生境細(xì)胞多呈聚集 型分布；或者景觀中存在有促進(jìn)物種遷移的廊道，因此，型分布；或者景觀中存在有促進(jìn)物種遷移的廊道，因此， 實際景觀中的滲透閾值通常要比低于理論值實際景觀中的滲透閾值通常要比低于理論值 2）.還取決于物種的行為生態(tài)學(xué)特征還取決于物種的行為生態(tài)學(xué)特征。 滲透理論對研究景觀結(jié)構(gòu)（特別是連接度）和功滲透理論對研究景觀結(jié)構(gòu)（特別

18、是連接度）和功 能間的關(guān)系具有啟發(fā)性和指導(dǎo)意義，能使我們聯(lián)想到能間的關(guān)系具有啟發(fā)性和指導(dǎo)意義，能使我們聯(lián)想到 能量、物質(zhì)和生物在景觀鑲嵌體中的運(yùn)動與景觀連接能量、物質(zhì)和生物在景觀鑲嵌體中的運(yùn)動與景觀連接 度之間相互關(guān)系的許多問題。度之間相互關(guān)系的許多問題。 4.4 4.4 源匯系統(tǒng)理論源匯系統(tǒng)理論 源匯系統(tǒng)理論源匯系統(tǒng)理論最根本的作用在于簡化復(fù)雜系統(tǒng)，以最根本的作用在于簡化復(fù)雜系統(tǒng)，以 便達(dá)到對其結(jié)構(gòu)、功能和行為的理解和預(yù)測。便達(dá)到對其結(jié)構(gòu)、功能和行為的理解和預(yù)測。 在地球表層系統(tǒng)普遍存在的物質(zhì)遷移運(yùn)動中，有的系統(tǒng)在地球表層系統(tǒng)普遍存在的物質(zhì)遷移運(yùn)動中，有的系統(tǒng) 單元是作為物質(zhì)遷出源，而另一些

19、系統(tǒng)組成單元則是作為接單元是作為物質(zhì)遷出源，而另一些系統(tǒng)組成單元則是作為接 納遷移物質(zhì)的聚集場所，被稱為匯。納遷移物質(zhì)的聚集場所，被稱為匯。 流域水文狀況，地貌過程中的侵蝕沉積，土壤植流域水文狀況，地貌過程中的侵蝕沉積，土壤植 物系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)，養(yǎng)分元素和污染物質(zhì)在土壤物系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)，養(yǎng)分元素和污染物質(zhì)在土壤 圈、水圈和生物圈中的運(yùn)移、物種遷移等存在源匯問題。圈、水圈和生物圈中的運(yùn)移、物種遷移等存在源匯問題。 確定生境斑塊的源匯特征對研究種群動態(tài)至關(guān)重確定生境斑塊的源匯特征對研究種群動態(tài)至關(guān)重 要。可解釋生物個體在景觀生境斑塊的各個部分具有不要?？山忉屔飩€體在景觀生境斑塊的各個部分具有不 同分布特征的原因。同分布特征的原因。 5.5.景觀生態(tài)學(xué)的研究方法景觀生態(tài)學(xué)的研究方法 通過實驗與觀察獲得數(shù)據(jù)，用于解釋景觀現(xiàn)象中的通過實驗與觀察獲得數(shù)據(jù)，用于解釋景觀現(xiàn)象中的 因果聯(lián)系，使景觀生態(tài)學(xué)研究走向嚴(yán)謹(jǐn)化是目前該學(xué)科因果聯(lián)系，使景觀生態(tài)學(xué)研究走向嚴(yán)謹(jǐn)化是目前該學(xué)科 發(fā)展的一個重要課題。發(fā)展的一個重要課題。 1 1）自然格局觀察）自然格局觀察關(guān)注自然現(xiàn)象；關(guān)注自然現(xiàn)象； 2 2）人文格局觀察）人文格局觀察關(guān)注人文現(xiàn)象；關(guān)注人文現(xiàn)象； 3 3）景觀綜合實驗）景觀綜合實驗設(shè)立景觀尺度的調(diào)查樣地，獲取設(shè)立景觀尺度的調(diào)查樣