第二章 景觀生態(tài)學(xué)基本理論和原理 景觀生態(tài) 教案

第二章景觀生態(tài)學(xué)基本理論和原理第一節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的基本概念第二節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的基本理論第三節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的基本原理物種分布與遷徙地表徑流與侵蝕元素分布與遷移能量交換與轉(zhuǎn)化生物地球化學(xué)循環(huán)第一節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的基本概念1.景觀結(jié)構(gòu)(landscapestructure)景觀組分的數(shù)量構(gòu)成及空間組合與分布特征。其中景觀組分的空間結(jié)構(gòu)特征又被稱為景觀格局(landscapepattern)景觀格局是指形狀和大小各異的景觀要素在空間的排列組合。包括景觀組成單元的類型、數(shù)量及空間分布和配置等。格局是景觀結(jié)構(gòu)在空間上的表現(xiàn)形式和異質(zhì)性的具體體現(xiàn)。農(nóng)田景觀的結(jié)構(gòu)主要取決于土地利用方式（旱地、水田和菜地）與種植方式（間作、混作和套種）的不同和管理的精細(xì)程度，常常表現(xiàn)為田塊的大小或種植單元的大小。自人類文明進入農(nóng)業(yè)文明以后，人口因素對自然景觀的影響越來越大，對自然景觀的破壞作用加大，相伴產(chǎn)生的是大面積農(nóng)田景觀及其他人工景觀、干擾景觀和殘留景觀等，如19世紀(jì)以來我國東北地區(qū)的土地開墾，先坡地后溝地，先陽坡后陰坡，將大面積的自然景觀、沼澤和濕地景觀墾殖為農(nóng)田，自然景觀被分割、殘留和滅失。反之，在城市化進程中，農(nóng)田景觀也面臨著分割、殘留和滅失威脅，大量的農(nóng)田被改變?yōu)榻ㄔO(shè)用地常見景觀格局規(guī)則或均勻分布格局：指某種特定的景觀組分類型的距離相對一致(平原村莊、石灰?guī)r孤峰)聚集型分布格局：指某些景觀組分呈團塊狀聚合在一起(城市建成區(qū))線狀格局：景觀組分呈線性排列(道路、河流的附屬成分)平行格局：景觀組分呈平行排列(山區(qū))不同的景觀格局是不同動力學(xué)機制的產(chǎn)物，也是不同景觀功能的基礎(chǔ)。2.景觀功能(landscapefunction)景觀對自身內(nèi)部及其他相關(guān)生命系統(tǒng)生存和發(fā)展所能提供的支撐作用景觀功能(1).調(diào)節(jié)功能:氣候調(diào)節(jié),海岸保護與防洪,保持水土、防止侵蝕,固定生物能,人體廢物的儲存與循環(huán),提供生物控制,移棲生境和動物繁殖場所,生物多樣性保護.(2).載體功能:水產(chǎn)養(yǎng)殖,自然保護.(3).生產(chǎn)功能:食物或營養(yǎng)(食用植物和動物),建筑原材料,生物化學(xué)機質(zhì),能源（燃料、太陽能等）,觀賞資源（如黑珊瑚）(4).信息功能:美學(xué)信息,精神或倫理信息,歷史信息,文化或藝術(shù)激勵,科學(xué)或教育信息3.景觀動態(tài)(landscapedynamic)景觀在各種內(nèi)外部驅(qū)動因素作用下其結(jié)構(gòu)和功能的時間變化過程與特征。景觀過程指各種景觀成分發(fā)生發(fā)展的變化程序及其動態(tài)特征。包括各種生態(tài)流、種群和群落變化、干擾擴散等。景觀過程是景觀功能的具體體現(xiàn)。景觀結(jié)構(gòu)的鑲嵌性一個系統(tǒng)的組分在空間結(jié)構(gòu)上互相拼接而構(gòu)成整體，這一性質(zhì)稱為鑲嵌性。景觀和區(qū)域的空間異質(zhì)性表現(xiàn)為梯度和鑲嵌，鑲嵌的特征是對象被聚集，形成清楚的邊界，連續(xù)空間發(fā)生中斷和突變。景觀鑲嵌的測定包括多樣性、邊緣、中心斑塊和斑塊總體格局測定等方面。其測定指標(biāo)有多樣性、優(yōu)勢度、相對均勻度、邊緣數(shù)、分維數(shù)、斑塊隔離度、易達性、斑塊分散度、蔓延度等指標(biāo)。景觀過程強調(diào)事件或現(xiàn)象產(chǎn)生、發(fā)展的程序和動態(tài)特征。景觀過程：種群動態(tài)種子或生物體的傳播捕食者和獵物的相互作用群落演替干擾擴散養(yǎng)分循環(huán)4.景觀要素(landscapeelements)構(gòu)成景觀的不同生態(tài)系統(tǒng)類型被稱為景觀要素按自然環(huán)境或立地條件劃分的單元稱之為景觀成分；按人類活動的影響（如土地利用方式）劃分的單元稱之為景觀要素景觀和景觀單元或景觀要素的關(guān)系是相對的。村莊、農(nóng)田、牧場、森林、道路和城市的異質(zhì)性地域稱之為景觀，它們每一類即為景觀要素，景觀強調(diào)的是異質(zhì)鑲嵌體，而景觀要素強調(diào)的是均質(zhì)同一的單元。5.斑塊－廊道－基底模式(patch-corridor-matrixmodel)此模式是描述和構(gòu)成景觀空間格局的基本模式。斑塊、廊道和基底是構(gòu)成景觀的基本單元或要素。5.1斑塊：指在外貌上與周圍環(huán)境明顯不同的塊狀地域單元。如農(nóng)田圍繞的村莊；森林中的采伐跡地；湖中的小島。5.2廊道：指在外貌上與兩側(cè)環(huán)境明顯不同的線性地域單元。廊道是呈帶狀的特殊斑塊。如河流、道路、鐵路、峽谷、防護林帶等。5.3基底：指景觀中面積最大、連通性最好的均質(zhì)背景地域。如圍繞村莊的農(nóng)田；廣闊的草原、森林、水域等。一個生態(tài)系統(tǒng)可視為組成景觀的一個斑塊、廊道或基底。斑塊-廊道-基底的聯(lián)系、區(qū)別從概念看，斑塊、廊道在形狀和功能上有所區(qū)別，但也有一致的地方，可以說廊道即是帶狀斑塊。斑塊和廊道是與基底相對應(yīng)的。也可以說，斑塊和廊道都是本地所包圍的。5.斑塊-廊道-基底模式(patch-corridor-matrixmodel)美國生態(tài)學(xué)家R.Forman和法國的M.Godron認(rèn)為：組成景觀的結(jié)構(gòu)單元不外乎3種：斑塊(patch)、廊道(corridor)和基底斑塊(matrix)。廊道和基底是構(gòu)成景觀的基本單元或要素。5.1斑塊(patch)：一個與周圍環(huán)境在外貌或性質(zhì)不同，但又相對均質(zhì)性非線性區(qū)域。如農(nóng)田圍繞的村莊；森林中的采伐跡地；湖中的小島、植物群落、居民區(qū)、草原等斑塊的起源干擾斑塊(disturbancepatch)：源于小面積干擾活動而形成的斑塊類型；殘遺斑塊(remnantpatch)：景觀中一個小面積區(qū)域逃逸出周圍地區(qū)干擾而形成的斑塊；環(huán)境資源斑塊(environmentalpatch)：由于環(huán)境條件的局部差異性而形成的斑塊類型；更新斑塊(regeneratedpatch)：在大面積受干擾地區(qū)通過植被恢復(fù)而的斑塊類型；引入斑塊(introducedpatch)：由于人類的種植和建筑活動而形成的斑塊類型。斑塊除起源方面表現(xiàn)出顯著差異外，其它重要形狀特征還包括斑塊面積、邊界和形狀等，這些性狀均具有重要的理論和應(yīng)用價值。種-面積關(guān)系S=CAZS=CAS=CAZ種的豐富度面積S-多樣性A-面積C-比例常數(shù)Z-一般為0.18～0.35島上物種數(shù)與面積大小的關(guān)系的三種解釋：大島嶼物種多——生境具有多樣性稀有種多——生殖隔離小島近親繁殖——面積小，近親繁殖，易遭滅絕“物種-面積”關(guān)系純粹是一種經(jīng)驗統(tǒng)計關(guān)系，只能說明靜態(tài)的宏觀模式斑塊面積對能量和養(yǎng)分的影響一般的情況總是大斑塊比小斑塊含的能量和養(yǎng)分豐富。也有不同，比如，一個小斑塊（麥田）從邊緣到內(nèi)部我們會發(fā)現(xiàn)邊緣產(chǎn)生的產(chǎn)量高于內(nèi)部。原因：充分利用光、溫度、水、且競爭少。動物的分布也會因邊緣內(nèi)部的喜愛程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動，食草與食肉動物也經(jīng)常在邊緣地帶活動，邊緣單位的生物量也高于內(nèi)部。斑塊的規(guī)模效應(yīng)大斑塊：保護水質(zhì)、發(fā)育河流網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部生境、核心生境、種源、小生境、保持自然干擾、緩沖能力強。小斑塊：中繼站、邊緣生境、降低捕食幾率、提供特定小生境、保護小型物種與生境★我們可以推斷，一個優(yōu)化的景觀，應(yīng)當(dāng)有一些大的斑塊，周圍還有一些小的斑塊，一同散布在基質(zhì)中。斑塊大小還將影響景觀中的許多生態(tài)過程的空間分異，主要包括：侵蝕和營養(yǎng)元素流動生產(chǎn)率和生物量分布水分流動和循環(huán)等★在涉及為了物種生存和自然保護目的而考慮斑塊面積的時候，通常需要關(guān)注以下幾個參數(shù)：斑塊內(nèi)的基因流；最小生存種群；大斑塊的安全數(shù)量。Ds/dt=I-ES為物種數(shù)，t為時間；I為遷居速率（是種源與綴塊間距離的函數(shù)）；E為絕滅速率（是綴塊面積A的函數(shù)）島嶼生物地理學(xué)理論的最大貢獻之一：把綴塊的空間特征與物種數(shù)量巧妙地用一個理論公式聯(lián)系在一起，這為后來的許多生態(tài)學(xué)概念和理論奠定了基礎(chǔ)島嶼生物地理學(xué)理論macarthur和wilson(1963,1967)在研究島嶼物種數(shù)量和島嶼面積時證明，島嶼上的物種數(shù)量是定居(colonization)和滅絕的動態(tài)平衡。它們還進一步證明，侵移和滅絕的速率是島嶼上現(xiàn)存物種數(shù)量的簡單函數(shù)。新物種遷入島嶼的速率隨著島嶼定居(established)物種的數(shù)量增加而減少（因為島嶼上的潛在的侵入者越多，島嶼上新的物種組成就越少）。滅絕的速率是隨島嶼物種數(shù)量的增加而增加，這個關(guān)于島嶼物種數(shù)量與島嶼關(guān)系的意義在于說明：滅絕的速率是島嶼面積大小的函數(shù)以及島嶼上物種數(shù)量（大島嶼的物種數(shù)量少）的函數(shù)。群落發(fā)育或生物多樣性的增加是其不斷的定居與滅絕的函數(shù)，而且定居大于滅絕。在一個島嶼上，新種的遷入速率隨島嶼上物種數(shù)量增加而下降，即在島嶼上我們發(fā)現(xiàn)大陸上遷入的物種數(shù)量越多，新種遷入島嶼的可能性越小。滅絕速率同樣隨島嶼物種數(shù)量增加而增加。另外，侵入的速率還是島嶼與大陸之間距離的函數(shù)，而滅絕的速率是島嶼大小的一個函數(shù)。可見一個群落形成后，新物種的侵入和定居必然受到群落自身的選擇，受原有物種的控制，而不完全決定于侵入種本身。由于某一島嶼生物相對數(shù)量可以由侵入與滅絕過程之間的平衡來表示，那么，島嶼上的物種數(shù)量可以由島嶼面積、距離大陸的遠近，以及侵移-滅絕過程產(chǎn)生的不同平衡點所決定雖然生物群落不是真正的島嶼，由大海包圍的島嶼，但從原理上可比喻成島嶼，甚至整個地球上的大陸都可看作是“生態(tài)島”。這個“島嶼”是由一個特定的地理區(qū)域和一定的面積所組成，周圍由不同類型的介質(zhì)或不同系統(tǒng)的“大?！彼鼑?。而且，我們還可以進一步定義其面積，距離“大陸”的距離等。這個“島嶼”上的物種“侵移”和“滅絕”速率隨“島嶼”面積大小或距“大陸”的距離而變化。同時，生物多樣性也可以由這個侵移滅絕過程的相對平衡所決定.5.2廊道(corridor)：景觀中與兩側(cè)相鄰?fù)恋夭煌囊环N特殊的帶狀或線狀要素類型。農(nóng)田間的防風(fēng)林帶、河流、道路、綠化帶等網(wǎng)絡(luò)(network)：是指一個相互交叉連接的廊道系統(tǒng)。廊道是斑塊的一種特殊形式，高速公路、傳輸電纜、河流、樹籬等廊道形式較為常見，目前尚沒有一個公認(rèn)的定量標(biāo)淮去區(qū)別廊道與斑快，一般來說，長寬比至少在10-20以上的斑塊，且分割景觀，又為斑塊相連的可認(rèn)為是廊道。廊道是景觀中重要的線形要素，它能把景觀內(nèi)部各組分間的物質(zhì)、能量和信息等有效地相互輸送?？缭骄坝^的廊道，還能把地域范圍內(nèi)的空間聯(lián)系和功能聯(lián)系以各種方式滲透到每一個景觀中去。如：河流灌溉兩岸的土地，并提供舟揖之便，高速公路連接城鎮(zhèn)。大大方便了各地物資與人口的流動，電話線為人類架起信息傳輸?shù)臉蛄?。人們可在任何地方了解國際上發(fā)生的事情……隨社會的發(fā)展，人類文明的進步，廊道在現(xiàn)代社會中的意義將愈益顯現(xiàn)出來。廊道的功能(1)保護功能：建造防護林帶、各種人工渠道、道路、綠籬和田埂等；(2)傳輸功能：物質(zhì)傳輸、能量傳輸、物種傳輸；(3)資源功能：生物能源、食物、其他生物資源(木材)等；走廊地帶野生動物豐富、植物種類較多(4)美學(xué)功能:古代曲徑通幽、頤和園的長廊、西湖的蘇堤、長城、高速公路的景觀設(shè)計幾乎所有景觀都為廊道所分割，同時又被廊道聯(lián)系在一起，這種雙重反向作用決定了廊道在景觀內(nèi)的獨特功能位置。雙重作用:將景觀分離、將景觀連接廊道的起源(1)干擾廊道：是由各種帶狀干擾所形成的廊道，例如線性采伐作業(yè)、道路的修建以及某些斷層區(qū)域；(2)殘遺廊道：一般是由基質(zhì)內(nèi)干擾所形成的帶狀區(qū)域，如森林砍伐后留下的帶狀林帶，穿越農(nóng)牧交錯帶大片農(nóng)田兩側(cè)所形成的特殊植被帶均是殘遺的植被群落；(3)環(huán)境資源廊道：是由環(huán)境資源的空間線性異質(zhì)性特征所形成的廊道，如河流廊道或山脊線等；(4)種植廊道：由人類特殊目的的種植活動而形成的廊道，如農(nóng)田防護林和道路兩邊的植被帶等；(5)再生廊道：是指受到干擾地區(qū)再生的植被所形成的廊道，例如沿著一些柵欄或鐵絲網(wǎng)形成的特殊廊道類型。廊道的類型1.線狀廊道2.帶狀廊道由于帶狀廊道結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，故存在著顯著的邊緣效應(yīng)。3.河流廊道河流廊道是景觀中最重要的廊道類型，特別是在礦物養(yǎng)分的輸送和某些生物種類遷移方面具有其它廊道類型所無法替代的作用。林帶寬度與物種多樣性林帶寬度與物種多樣性林帶寬度增加，環(huán)境異質(zhì)性增加，進而造成物種多樣性增加。林帶很窄時，邊緣、內(nèi)部種都很少，隨寬度增加邊緣、內(nèi)部種均增加，但邊緣種在寬度略增加時即迅速增加，而內(nèi)部種則要在寬度達到一定值時才能增加，閾值一般為7-12米。河流廊道的主要特點A．河流廊道的跨度大，形狀條件復(fù)雜，如果一側(cè)的高地有連續(xù)的森林分布，則往往形成有效的生物遷移通道；B．河流廊道的發(fā)育受地形影響較大，因而常形成復(fù)雜的侵蝕和沉積格局，對景觀內(nèi)生態(tài)流產(chǎn)生不同的影響；C．河流廊道通常具有層次性的結(jié)構(gòu)發(fā)育，這種層次結(jié)構(gòu)因河流廊道所處的地形條件不同而具有不同的特征（如樹枝狀水系、扇型水系和平行水系等），對景觀內(nèi)的生態(tài)流產(chǎn)生不同影響；D．河流廊道與人類的社會生產(chǎn)實踐關(guān)系密切，人工改造活動（修建渠道、水壩、引水、限制河流泛濫等）通?？梢詷O大地影響河流廊道結(jié)構(gòu)和功能特征，并產(chǎn)生一些潛在的生態(tài)問題（不利于生物遷移和養(yǎng)分輸送、土壤鹽化等）。各種廊道的持久性與其成因有密切關(guān)系。環(huán)境資源廊道一般具有相對的持久性。干擾廊道和殘余廊道變化較快，它要受因干擾所發(fā)生的植被演替過程所控制。種植廊道的持久性完全決定于人類的經(jīng)營管理活動，一旦這種活動停止，種植廊道不可能繼續(xù)存在。林帶寬度增加，環(huán)境異質(zhì)性增加，進而造成物種多樣性增加。林帶很窄時，邊緣、內(nèi)部種都很少，隨寬度增加邊緣、內(nèi)部種均增加，但邊緣種在寬度略增加時即迅速增加，而內(nèi)部種則要在寬度達到一定值時才能增加，閾值一般為7-12米?；?本底)范圍廣、連接度最高，并且在景觀功能上起著優(yōu)勢作用的景觀要素類型。景觀中的背景地域。5.3基底(matrix)：景觀鑲嵌內(nèi)的背景生態(tài)系統(tǒng)或土地利用類型。它是景觀中分布最廣、連續(xù)性最大的背景結(jié)構(gòu)。如森林基底、農(nóng)田基底、草原基底、海洋基底等。在自然特色比較鮮明的景觀中，基底往往具有種源的功能，它可以通過向斑塊輸送物種而控制整個景觀的動態(tài)過程。5.3.1本底的判定標(biāo)準(zhǔn)（1）相對面積一般來說，本底的面積超過現(xiàn)存其他類型景觀元素的面積總和。假如一種景觀元素類型覆蓋50%以上的面積，就可以認(rèn)為是本底。但相對面積不是唯一標(biāo)準(zhǔn)。（2）連通性(連接度指標(biāo))當(dāng)某一種景觀要素連接度較其它現(xiàn)存的景觀要素類型高，甚至完全連接并環(huán)繞其它景觀要素類型，那么這種景觀要素很可能是基底。5.3.2基底的一般特征基底通常指景觀中面積大，連接度好，在景觀功能和動態(tài)上起著重要作用的組分類型?；淄拾枷菪瓦吔鐚邏K包圍起來，當(dāng)斑塊密度比較大時，基底的連接可能是很窄的條帶狀區(qū)域。目前在人為活動占優(yōu)勢的景觀研究中，由于景觀碎裂化程度較大，斑塊類型多，加上景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化過程受到人類活動強烈干擾甚至左右，所以很難判斷那種景觀要素是基底。5.3．3結(jié)構(gòu)特征(1)孔隙度(porosity)斑塊在本底中稱為孔。單位面積的斑塊數(shù)目稱為孔隙度。它是本底中斑塊密度的量度。與斑塊大小無關(guān)?？紫抖鹊纳鷳B(tài)意義(1)它提供了一個了解物種隔離程度和植物種群遺傳變異的線索。(2)孔隙度是邊緣效應(yīng)總量的指標(biāo)，是一個對野生生物管理、對能流物流指導(dǎo)意義的因素?？紫抖鹊捅砻骶坝^中有邊遠地區(qū)存在，這對需要邊緣生境的動物很重要。(3)孔隙度與動物覓食密切相關(guān)，適宜的孔隙對覓食及育后復(fù)原新疆內(nèi)陸河流下游景觀基質(zhì)的變化最有力地說明，在一個地區(qū)正確地判定基質(zhì)的重要性。初始，以綠地為主，僅有少量荒地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)未受影響。隨著干旱季節(jié)沙荒地的擴大，沙荒地斑塊成凸?fàn)钕蛲鈹U展，但不能相聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)。到雨季時沙荒地收縮，雖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的影響，由于沙荒地與綠地的面積幾乎相當(dāng)、哪一種景觀要素對景觀動態(tài)起控制作用難以辨識。當(dāng)荒漠化的土地面積擴大，沙荒地斑塊凸出向外擴展，逐漸相聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)，即便是在雨季也不能收縮時，這時沙荒地己對整個景觀的動態(tài)起控制作用，實際上已由綠地景觀轉(zhuǎn)化為沙地景觀。為此，當(dāng)沙荒地與綠地景觀要素在面積基本相當(dāng)時，就應(yīng)準(zhǔn)確地判別出景觀基質(zhì)，并積極采取相應(yīng)有效措施。治理沙荒地，擴大綠地，防止景觀基質(zhì)的轉(zhuǎn)化，這對一個地區(qū)預(yù)防荒漠化的發(fā)生極為重要。5.斑塊-廊道-基底模式(patch-corridor-matrixmodel)的意義此模式是描述和構(gòu)成景觀空間格局的基本模式。這一模式為我們提供了一種描述生態(tài)學(xué)系統(tǒng)的空間語言，使得對景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)之間的表述更加具體、形象。而且，該模式還有利于考慮景觀結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系，比較他們在時間上的變化。城市景觀要素特征(1)斑塊城市景觀中的斑塊，主要指各呈連續(xù)島狀鑲嵌分布的不同功能分區(qū)。最明顯的斑塊如殘存的森林植被、公園等，由于植被覆蓋好，外觀、結(jié)構(gòu)和功能明顯不同于周圍建筑物密集的其他區(qū)域。學(xué)校、機關(guān)單位、醫(yī)院、工廠、農(nóng)貿(mào)市場等，也可視為不同規(guī)模的功能斑塊體。(2)廊道城市廊道可以分為兩大類：人工廊道和自然廊道。前者是以交通為目的的鐵路、公路和街道等，后者有以交通為主的河流以及環(huán)境效益為主的城市自然植被帶等。(3)基底(本底)城市景觀中，占主體的組成部分是建筑群體。城市的本底是由街道和街區(qū)構(gòu)成的。城市景觀異質(zhì)性(heterogeneity)異質(zhì)性是景觀的根本屬性，任何景觀都是異質(zhì)的。城市景觀的異質(zhì)性首先表現(xiàn)為二維平面的空間異質(zhì)性，公園、綠地、水面、建筑物、街道性質(zhì)各異，功能各不相同。城市景觀的異質(zhì)性同時還表現(xiàn)為垂直的空間異質(zhì)性。垂直的異質(zhì)性導(dǎo)致了水平的異質(zhì)性，如高樓兩側(cè)接受太陽輻射的多少，氣溫高低不同，植物開花，放葉時間早晚。一般而言，異質(zhì)性是指景觀要素的空間分布的不均勻性，而把時間異質(zhì)性用動態(tài)變化來表述，異質(zhì)性的表現(xiàn)形式為空間格局。(景觀植物的搭配，落葉，常綠，針葉，闊葉)城市廊道效應(yīng)城市廊道的經(jīng)濟，社會，生態(tài)效益結(jié)合街道(廊道)在城建中不可或缺，須合理規(guī)劃理由：街道主要職能是交通運輸。城市街道是線形污染源，汽車排放的尾氣、噪聲、塵埃、垃圾等污染物沿街道分布于擴散，街道的長度、寬度、方向與污染的擴散有密切關(guān)系。城市的街道直接起人流導(dǎo)向作用。城市的社區(qū)組織或居民委員會等城市小區(qū)都靠街道分隔劃界與彼此聯(lián)系，有利于城市社區(qū)的管理。城市景觀的物流能流(H.T.Odum藍盛芳譯,1992)城市景觀的演變(一)、城市自然景觀的演變自然景觀遭受外力干擾失去本身穩(wěn)定狀態(tài)的可能性，就是該景觀的脆弱性(fragility)。對景觀的干擾，可導(dǎo)致景觀結(jié)構(gòu)與功能的深刻和完全的毀滅。城市的建設(shè)與發(fā)展，就是人類對該地域自然景觀的深刻的、強有力的干擾，而使之發(fā)生不同程度的變異。城市景觀的演變二、城市人為景觀按自然景觀的被改造程度可以把景觀劃分：(1)輕微改變的景觀。如保存下來的自然森林植被以及城市中較大的湖泊等。(2)較小改變的景觀。人類活動觸動了一個或幾個景觀組成要素，但是自然要素之間的基本聯(lián)系未被破壞，仍然保留著自然調(diào)節(jié)能力，景觀的變化通常是可逆的。例如污染的過境河流、城市大氣、公園中的土壤等。(3)強烈改變的景觀人類活動強烈影響景觀的多個組成要素，使其結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生本質(zhì)的變化。如，高樓林立，形成局部地區(qū)的小氣候；農(nóng)田坡地變?yōu)椴加袕S房車間的工業(yè)區(qū)；湖面被改為居住區(qū)等。6.干擾6.1干擾(disturbance)的定義：簡單的定義：一種明顯改變景觀結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化過程的事件。較普遍和典型的定義是：群落外部不連續(xù)存在、間斷發(fā)生的因子的突然作用或連續(xù)存在因子超“正?！狈秶牟▌?，這種作用或波動能引起有機體、種群或群落發(fā)生全部或部分明顯變化，使其結(jié)構(gòu)和功能受到損害或發(fā)生改變。6.1干擾的特點干擾具有以下特點：干擾是一種突發(fā)性非連續(xù)事件；干擾一般對景觀格局具有強烈改造作用；干擾可能會中斷景觀中一些甚至全部生態(tài)過程；干擾具有強烈尺度效應(yīng)；干擾可以是自然的，也可以是人工的。2、干擾的特性(1)干擾范圍干擾范圍是指干擾體作用的空間范圍的分布特點。(2)頻率和周期干擾頻率和周期是指同一空間范圍或同一組織水平內(nèi)，單位時間某一干擾發(fā)生的次數(shù)。其倒數(shù)稱為干擾周期，即某一干擾兩次發(fā)生的的時間間隔。(3)干擾強度干擾強度是指干擾發(fā)生時，干擾因素所表達出的能力值。如草原火燒強度是指單位時間每增大1m火燒所釋放出的能量。在實際研究工作中，常把干擾強度分為輕度干擾、中度干擾和重度干擾。(4)時間尺度時間尺度是指干擾發(fā)生的具體時刻及其持續(xù)的時間跨度干擾的類型(1)按干擾動因劃分為自然干擾和人為干擾自然干擾是指來自不可抗拒的自然力的干擾作用，包括大氣干擾、地質(zhì)干擾和生物干擾等等。如火災(zāi)、冰雹、洪水沖積、雪壓、異常的霜凍、酸雨、地震、泥石流、滑坡、病蟲害侵襲和干旱等等。人為干擾是區(qū)別自然干擾的另一種主要干擾方式，是指由于人類生產(chǎn)、生活和其他社會活動形成的干擾體對自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)施加的各種影響。從某種角度看，人類對生態(tài)系統(tǒng)干擾的作用力和影響范圍，遠遠超過了自然干擾。如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的區(qū)域，主要人為干擾是對森林植被的開墾和對土壤微生物區(qū)系的影響；草原區(qū)則是超載放牧和由此造成的“三化”使生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)惡性循環(huán)；林區(qū)是過量采伐及對生物多樣性的破壞；水域是過度捕撈及對水生生物資源的危害在這兩種類型的干擾中，人為干擾無論從傷害強度、作用范圍、持續(xù)時間還是發(fā)生頻率、潛在危害、誘發(fā)性等方面，都常常高于自然干擾。因此，研究人類對生態(tài)系統(tǒng)干擾作用的方式、機理和變化規(guī)律等，意義重大，且具有很強的現(xiàn)實性和緊迫性。(2)按干擾來源劃分為內(nèi)源干擾和外源干擾內(nèi)源干擾是指由內(nèi)源因子對系統(tǒng)發(fā)生的作用。如森林生態(tài)系統(tǒng)中，內(nèi)源干擾主要包括樹木的傾倒、機械摩擦、種間競爭和生物相克作用等。外源干擾的動因源于系統(tǒng)外部。強烈的火災(zāi)、風(fēng)暴、沙暴、霜冰、洪水、雪壓、干旱和人為砍伐、放牧等等都屬于生態(tài)系統(tǒng)的外源干擾。（3）按干擾性質(zhì)劃分為破壞性干擾和增益性干擾多數(shù)自然干擾和人為干擾會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)正常結(jié)構(gòu)的破壞、生態(tài)平衡的失調(diào)和生態(tài)功能的退化，有時候甚至是毀滅性的，如各種地質(zhì)、氣候災(zāi)害、森林的采伐和長期的過度放牧等掠奪式經(jīng)營。干擾并不總是對生態(tài)系統(tǒng)的一種破壞行為。例如對森林生態(tài)系統(tǒng)來說，人類經(jīng)營利用森林，如合理采伐、修枝、人工更新和低產(chǎn)、低效林份改造等一些人為干擾，就可以促進森林的發(fā)育和繁衍、提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的效率。適度的干擾可以增加生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，而生物多樣性的增加往往又有益于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高。人為干擾的主要形式人類對生態(tài)系統(tǒng)的干擾主要有以下幾種方式：1、對森林和對草原植被的砍伐與開墾人類的這種干擾并對自然環(huán)境構(gòu)成危害，始于大約10000多年前的早期農(nóng)業(yè)并持續(xù)到現(xiàn)在。這種干擾導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境問題的發(fā)生，如森林大量被砍伐后，不僅導(dǎo)致森林植被的退化，加劇水土流失，區(qū)域環(huán)境的變化，而且還會因造成許多生物生境的破壞，生物多樣性的喪失等。2、污染人類向自然環(huán)境排放了大量的生活垃圾、工業(yè)垃圾、農(nóng)藥以及各種對環(huán)境有毒害性的污染物。工業(yè)廢水直接排放使許多水域被污染，水質(zhì)下降甚至喪失飲用水的價值；大量化石燃料的使用以及向大氣排放的各種污染物，不僅使空氣受到污染，而且進入大氣的硫氧化物、氮氧化物，與水蒸氣結(jié)合后形成極易電離的硫酸和硝酸，導(dǎo)致大氣酸度增加，許多地區(qū)甚至酸雨成災(zāi)，對生態(tài)系統(tǒng)和土壤等帶來了災(zāi)難性的影響。3、采集全球80%的人口口于傳統(tǒng)醫(yī)藥，傳統(tǒng)醫(yī)藥的85%與野生動植物有關(guān)。一些經(jīng)濟、藥用及珍稀野生物資源自古以來就被人們大肆掠奪式的采集，甚至造成一些物種的滅絕。4、采樵在這種干擾中，人們的重要目的是為滿足對能源的需求，對生態(tài)系統(tǒng)造成的影響則是破壞了物質(zhì)循環(huán)的正常進行。如對林下枯落物的利用，不單單意味著生態(tài)系統(tǒng)能量和養(yǎng)分的減少，而且還破壞了地被層及其土壤動物的生存環(huán)境。5.狩獵和捕撈狩獵是一種特殊的干擾方式人類以經(jīng)濟和食用為目的的非計劃性狩獵，尤其是對種群數(shù)量很少的瀕危動物的捕殺，將會嚴(yán)重破壞動物種群的生殖和繁衍，甚至造成物種的滅絕；人類對水生生物資源的適度捕撈，可保持水產(chǎn)品的持續(xù)利用。但是，在種群繁殖前的大量捕撈，則會使種群生殖年齡提前，個體小型化，種群數(shù)量急劇下降等。人類對生態(tài)系統(tǒng)的直接干擾還會產(chǎn)生許多間接地影響，如森林的砍伐不僅使本區(qū)域的生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，而且還對河流整個流域的徑流造成影響，使河流的水文特征改變；采樵不僅直接對草原植被的再生造成危害，同時還因植被狀況的改變而間接影響著土壤鹽分和地下水資源分布的變化；水域的污染不僅直接危害了水生生物的生存安全，而且還能通過生物對有害物質(zhì)的富集而對人們的身休健康構(gòu)成威脅。所以，人為干擾具有廣泛性、多變性、潛在性、協(xié)同性、累積和放大性等特征和性質(zhì)。干擾的生態(tài)學(xué)意義從積極的角度看，干擾的生態(tài)學(xué)意義主要有以下三點：1、干擾有利于促進系統(tǒng)的演化。2、干擾是維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的因子。一般來說，經(jīng)常處于變化環(huán)境中物種要比穩(wěn)定環(huán)境中生存的物種更可能忍受環(huán)境壓力。3、干擾能調(diào)節(jié)生態(tài)關(guān)系。7.尺度(scale)尺度：研究對象或現(xiàn)象在空間和時間上的量度或者分辨率(resolution)在景觀生態(tài)學(xué)中尺度的概念一般用粒度(grain)和幅度(extent)表示粒度是景觀組分規(guī)模大小的量度，這是一個與尺度密切相關(guān)的概念。通常的景觀分析中，斑塊平均面積小于1ha時一般為細(xì)粒度景觀；1-100ha之間時為中粒度景觀；大于100ha時為粗粒度景觀。粒度空間粒度：最小可辨識單元所代表的特征長度、面積或體積；時間粒度：某一現(xiàn)象或事件發(fā)生的頻率或時間間隔。幅度空間幅度：研究區(qū)域的總面積時間幅度：研究項目持續(xù)的時間尺度蘊含了對細(xì)節(jié)的了解水平。時間和空間尺度包含于任何景觀的生態(tài)過程中。在景觀生態(tài)過程中，小尺度表示較小的面積或較短的時間間隔，因而有較高的分辨率，但概括能力低，而大尺度研究較大的面積或較大的時間間隔，分辨率較低，但概括能力高。尺度（scale）尺度與地理學(xué)中的比例尺不同大尺度(或粗尺度,coarsescale)較大空間范圍內(nèi)的景觀特征；大尺度往往對應(yīng)于小比例尺和低分辨率；小尺度(或細(xì)尺度,finescale)較小空間