第三章 景觀的結(jié)構(gòu)和格局x.ppt

1、第三章是景觀的總體結(jié)構(gòu)，本章的重點(diǎn)如下：1。景觀多樣性的意義；2.景觀異質(zhì)性；3.景觀空間格局及研究方法。參考文獻(xiàn)：1 .馬克明，傅伯杰，周華鳳。景觀多樣性測(cè)量：模式多樣性的相似性分析生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，(01)。2.傅永能、陳、郭。熱帶地區(qū)景觀級(jí)農(nóng)業(yè)生物多樣性評(píng)價(jià)以西雙版納大開道寨和巴卡小寨不同土地利用階段的植物多樣性為例，云南植物研究，2000年景觀生態(tài)學(xué)，第1卷，景觀多樣性，1。生物多樣性所謂的生物多樣性是指所有生物物種的通稱、物種內(nèi)的遺傳變異及其生活環(huán)境。它包括三個(gè)方面：遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和更高層次的景觀多樣性。第三章是景觀的一般結(jié)構(gòu)，第三章是景觀建筑，第四節(jié)是景觀

2、空間格局和空間相關(guān)性，美國生物多樣性，第四節(jié)是景觀空間格局和空間相關(guān)性，美國生物多樣性，第一節(jié)是景觀多樣性，2、當(dāng)前生物多樣性喪失的原因：棲息地喪失和破碎化。引入物種的生長(zhǎng)率低于替代的本地物種；殘?jiān)y以分解；助長(zhǎng)干擾，容易帶來病蟲害，降低初級(jí)生產(chǎn)力；土壤性質(zhì)變得更糟，影響微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)被分泌出來影響循環(huán)。資源的過度利用。人類活動(dòng)對(duì)生物多樣性的影響，第1節(jié)景觀多樣性，2目前生物多樣性消失的原因：環(huán)境污染。氣候變暖。工業(yè)化農(nóng)業(yè)：?jiǎn)我桓弋a(chǎn)作物品種，高度集約化種植。工業(yè)化林業(yè)：速生樹種、外來樹種和單一林分年齡結(jié)構(gòu)。所有這些都降低了物種的遺傳多樣性。第一節(jié)景觀多樣性意義景觀規(guī)劃以生物多樣性保護(hù)為途徑，

3、一是以物種為出發(fā)點(diǎn)，二是以景觀元素保護(hù)為出發(fā)點(diǎn)。生物多樣性對(duì)人類生存環(huán)境至關(guān)重要，因此保持景觀多樣性，就像保持遺傳多樣性和物種多樣性一樣，應(yīng)該是自然資源管理的主要目標(biāo)之一。第一部分是景觀多樣性；第二部分是景觀多樣性描述指數(shù)(物種多樣性指數(shù))；1.豐富度或相對(duì)豐富度：景觀中生態(tài)系統(tǒng)類別的數(shù)量。通常，相對(duì)豐富度是指某一景觀中出現(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)類別數(shù)量占某一地區(qū)所有可能的生態(tài)系統(tǒng)類別數(shù)量的百分比。2.辛普森多樣性指數(shù)：1-i=1/s，其中s是生態(tài)系統(tǒng)的總數(shù)，Pi是每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的百分比。3.香農(nóng)韋納指數(shù)：第1節(jié)景觀多樣性；第二節(jié)景觀多樣性描述指數(shù)(物種多樣性指數(shù))4均勻度：一個(gè)景觀有兩種生態(tài)系統(tǒng)。優(yōu)勢(shì)度：

4、景觀中單個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)度。6相對(duì)破碎化：物種多樣性的含義，(1)物種的數(shù)量或豐富度：指一個(gè)群落或生境中的物種數(shù)量。(2)物種均勻度：指在一個(gè)生物群落或生境中所有物種個(gè)體數(shù)量的分布。(2)在群落或生態(tài)系統(tǒng)的物種水平上確定生物多樣性。1.多樣性指數(shù)有兩層含義：群落中包含的物種數(shù)，即物種的豐富度；群落中各物種的相對(duì)密度，即物種均勻度。(1)物種豐富度指數(shù)，a .格里森(1922)指數(shù)：D=S/lnA，其中a是面積，S是群落中的物種數(shù)。B.Margalef(1951，1957，1958):D指數(shù)=(S-1)/lnN，其中S是群落中的物種數(shù)，n是觀察到的物種總數(shù)。A:Simpson指數(shù)：d=1-Pi為

5、I物種的個(gè)體數(shù)量與群落中個(gè)體總數(shù)的比率。B:Shannon-weiner指數(shù)：h=-pi=ni/n，在pilnpi公式中，(2)多樣性指數(shù)：豐富度和均勻度綜合指數(shù)，(3)Pielou均勻度指數(shù)，E=H/Hmax公式，其中H為實(shí)際觀察到的物種多樣性指數(shù)，Hmax為最大物種多樣性指數(shù)，Hmax=LnS(S為群落中的總物種數(shù)例如，有三個(gè)群落a、b和c，每個(gè)群落由兩個(gè)物種組成，其中每個(gè)物種的個(gè)體數(shù)量如下：辛普森指數(shù)：da=0db=1-(50/100)2(50/100)2=0.5000 DC=1-pi2=1-(ni/n)2=1-(99/100)2(1/100)2=0.00=0.69 HC=-ni/n l

6、nni/n=-(0)。從以上計(jì)算可以看出，群落的物種多樣性指數(shù)與以下兩個(gè)因素有關(guān)：33，360種的數(shù)量，即豐富度；物種在個(gè)體分布上的一致性。(1)惠塔克指數(shù)(w) w=S/(m-1)，其中S是研究系統(tǒng)中記錄的物種總數(shù)；m是每個(gè)正方形或樣本的平均物種數(shù)。2)科迪指數(shù)(c) c=g(H) I(H)/2，其中g(shù)(H)是沿生境梯度H增加的物種數(shù)；I(H)是沿生境梯度H消失的物種數(shù)，即存在于前一梯度但不存在于下一梯度的物種數(shù)。2.多樣性指數(shù)，第一部分是景觀多樣性。2.景觀多樣性描述指數(shù)(物種多樣性指數(shù))不同的多樣性指數(shù)反映不同的含義，盡管(1)不同的立地條件形成不同的生態(tài)系統(tǒng)；(2)由于干擾；因此，景觀

7、多樣性是常見的，有時(shí)選擇哪個(gè)指標(biāo)來表達(dá)可能需要在許多方面加以考慮。一般來說，可變性和一致性應(yīng)該結(jié)合起來。森林景觀的異質(zhì)性主要體現(xiàn)在年齡結(jié)構(gòu)、組成結(jié)構(gòu)和粒群結(jié)構(gòu)三個(gè)方面。1.年齡結(jié)構(gòu)年齡結(jié)構(gòu)是指林分的年齡構(gòu)成狀態(tài)，不同于林分內(nèi)部的年齡結(jié)構(gòu)。人們通常將同齡森林、不同年齡森林、第一代森林和多代森林劃分為林分內(nèi)的個(gè)體年齡結(jié)構(gòu)。(1)原始森林的年齡結(jié)構(gòu)1。在未經(jīng)人工管理或干擾的原始森林中，景觀的年齡結(jié)構(gòu)主要取決于自然干擾的類型和特征。2.經(jīng)營林的年齡構(gòu)成取決于人們的經(jīng)營活動(dòng)。第二節(jié)森林景觀的異質(zhì)性，1。年齡結(jié)構(gòu)：(2)生態(tài)意義和老化森林的保護(hù)。林分分類甲。根據(jù)經(jīng)營標(biāo)準(zhǔn)，分為幼林、中齡林、近成林、成熟林和

8、過熟林。根據(jù)生態(tài)生物學(xué)：發(fā)生階段、積累階段、生物穩(wěn)態(tài)和衰退階段；2.老齡林的定義不僅指年齡，還指未受人類活動(dòng)干擾或受人類活動(dòng)干擾很小的原始森林，且大多數(shù)處于相對(duì)穩(wěn)定的階段。第二部分是森林景觀的異質(zhì)性。(2)老齡林的生態(tài)意義和保護(hù)。(3)生態(tài)意義：老齡林的特殊結(jié)構(gòu)及其在維護(hù)生物多樣性和生態(tài)平衡中的作用使其不可替代。4.保存：所有國家都采取了一些措施。富蘭克林(FRANKLIN)提出了新的林業(yè)理論，要求林業(yè)應(yīng)將木材生產(chǎn)與維護(hù)生物多樣性相結(jié)合，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，特別是采伐順序。保持舊植物的數(shù)量。切割區(qū)域殘留物的處理等。第二部分是森林景觀異質(zhì)性，第二部分是森林類型結(jié)構(gòu)。(1)它包括時(shí)間序列和景觀

9、序列：前者隨著干擾和演替而產(chǎn)生，后者隨著立地條件而產(chǎn)生。中國的森林類型(見下文)(2)人工森林管理中的問題：純林抵抗力差，過分強(qiáng)調(diào)外來樹種。森林景觀異質(zhì)性景觀異質(zhì)性是指景觀區(qū)域內(nèi)景觀要素類型、組合和屬性的空間或時(shí)間變異性。1.森林年齡結(jié)構(gòu)森林景觀的年齡結(jié)構(gòu)是指林分的年齡組成狀態(tài)1)原始森林的年齡結(jié)構(gòu)不受人為管理的干擾，景觀的年齡結(jié)構(gòu)主要取決于自然干擾的類型和特征。2)經(jīng)營林的年齡結(jié)構(gòu)景觀的年齡結(jié)構(gòu)取決于輪伐期和二次采伐時(shí)間在整個(gè)輪伐期的分布。合法森林思想合法森林：它是由幾個(gè)同齡林分系列組成，有明確的采伐作業(yè)，必須有合法的年齡分布、合法的林分配置和合法的生長(zhǎng)量。合法的完全調(diào)整林和廣義合法林；3)

10、老齡林的生態(tài)意義和老齡林的保護(hù)不僅指年齡，還指未受人類活動(dòng)干擾或受人類活動(dòng)干擾很小的原始森林，且大多處于相對(duì)穩(wěn)定的階段。就經(jīng)營而言，森林分為幼齡林、中年林、近成熟林、成熟林和過成熟林。根據(jù)生物學(xué)原理，林分的發(fā)育過程可分為發(fā)生階段、積累階段、生物穩(wěn)定階段和衰退階段。保存老齡林的意義：形成時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)植物組成復(fù)雜，生產(chǎn)力高，生物量高，固氮，附生植物和細(xì)菌豐富，保存養(yǎng)分的能力強(qiáng)，溪流多，林分異質(zhì)性大，林分中倒下的樹木意義重大。哈里斯的道格拉斯冷杉經(jīng)營模式：中央核心不伐，中間圓長(zhǎng)輪伐，外圓短輪伐，富蘭克林的新林產(chǎn)說：交互式分塊采伐，按分塊順序采伐時(shí)，每英畝保留815棵大樹，森林類型可分為兩個(gè)系列：土地條

11、件系列：具有立地條件的森林類型多樣性。時(shí)間序列：具有干擾和演替的森林類型的多樣性。3森林顆粒結(jié)構(gòu)景觀的顆粒結(jié)構(gòu)是指景觀要素的組成狀態(tài)。森林的粒度結(jié)構(gòu)主要取決于更新單元的組成狀態(tài)。所謂更新單元是指在干擾事件中，舊森林被破壞而新森林出現(xiàn)的地理單元。林火干擾、皆伐和疏伐形成粗粒結(jié)構(gòu)，而倒樹和擇伐形成細(xì)粒結(jié)構(gòu)。第三章是景觀的總體結(jié)構(gòu)。中國的森林資源主要分布在東北和西南地區(qū)。森林質(zhì)量不高。中幼齡林所占比例顯著，占全國森林面積的70%以上，人工林中幼齡林所占比例高于85%。林業(yè)資源趨向于增長(zhǎng)大于消失。由于長(zhǎng)期的濫伐和濫伐，中國珍貴的天然林面積已經(jīng)大大減少。中國西部干旱半干旱地區(qū)占中國陸地面積的50%，森林

12、覆蓋率不到1%，許多地區(qū)沒有森林。在中國，酸雨造成的酸沉降正導(dǎo)致大片森林的衰退和消失，數(shù)百萬公頃的森林遭到破壞。第三部分是景觀的結(jié)構(gòu)類型。首先，根據(jù)FORMAN(1)分散斑塊景觀分類的景觀結(jié)構(gòu)類型：一種生態(tài)系統(tǒng)或一種景觀元素類型作為優(yōu)勢(shì)背景，而另一種或多種斑塊分散在其中。特征(1)背景的相對(duì)面積；(源區(qū)域和匯區(qū)域)(2)補(bǔ)丁大?。?3)斑塊間距(干擾擴(kuò)散)；(4)斑塊分散；(二)網(wǎng)絡(luò)景觀：在景觀中，交叉廊道占主導(dǎo)地位。特征(1)走廊寬度；(2)連通性；(3)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路；(4)網(wǎng)格大??；(5)節(jié)點(diǎn)大?。?6)節(jié)點(diǎn)分布；零散斑塊、網(wǎng)狀景觀，第三節(jié)為景觀結(jié)構(gòu)類型，第一節(jié)為FORMAN劃分的景觀結(jié)構(gòu)類

13、型，第三節(jié)為交錯(cuò)景觀：有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)景觀，相互交錯(cuò)。(4)棋盤結(jié)構(gòu)：由相互交錯(cuò)的棋盤網(wǎng)格組成。景觀生態(tài)學(xué)，2.4.4景觀要素配置(福爾曼戈德龍，1986) 1分散斑塊景觀特征：一種生態(tài)系統(tǒng)或一種景觀要素類型作為優(yōu)勢(shì)背景，而另一種或多種類型分散在其中。例如：有綠洲的沙漠，熱帶草原的主要特征：1)背景的相對(duì)面積2)斑塊大小3)斑塊之間的距離4)斑塊分散(聚集、規(guī)則或隨機(jī))，2)網(wǎng)絡(luò)景觀特征：利用景觀中的交叉走廊，例如：牧場(chǎng)森林網(wǎng)絡(luò)，公路網(wǎng)絡(luò)的主要特征：1)走廊寬度2)連通性3)網(wǎng)絡(luò)的圓度4)網(wǎng)格大小例如，山區(qū)耕地和林地分布主要特征是：1)各因子類型的相對(duì)面積2)半島的豐度和方向3)半島的長(zhǎng)度和方向4)

14、棋盤狀結(jié)構(gòu)特征：它由相互交錯(cuò)的棋盤狀網(wǎng)格組成，如：人工管理采伐區(qū)的主要特征：1)景觀粒子的大小2)棋盤狀網(wǎng)格的規(guī)則性3)總邊界長(zhǎng)度的收斂線， 不同景觀類型斑塊的鑲嵌及交通線路對(duì)其形成的影響，網(wǎng)格狀、魚骨狀、星形、混合型。第四節(jié)為景觀空間格局及空間相關(guān)性。 首先，從人口到群體的幾種不同模式的空間分布規(guī)律是人們關(guān)注的中心問題。對(duì)于景觀而言，空間格局非常重要。人口的空間格局和社區(qū)的依賴性，所謂的空間格局是指構(gòu)成人口的個(gè)人在其生活空間中的位置。第四部分是景觀空間格局與空間相關(guān)性。1.幾種不同的模式類型：均勻分布S2/m=0；S2/m=1的隨機(jī)分布；S2/m1分組分發(fā)；S2和m是由每個(gè)調(diào)查樣本中出現(xiàn)的個(gè)

15、人數(shù)量組成的統(tǒng)計(jì)樣本的方差和平均值。因?yàn)檠芯烤坝^格局的方法大多來自植被研究。景觀要素的格局是非隨機(jī)的，一般有以下四種形式：(1)規(guī)劃統(tǒng)一格局：城市中的小學(xué)和開發(fā)區(qū)；(2)聚集格局：農(nóng)田集中在村莊附近；(3)線性模式：公路、鐵路等。(4)平行格局：山頂植被。第四部分是景觀空間格局與空間相關(guān)性，第二部分是景觀分析的研究方法。模式分析可用于研究顯示規(guī)則分布或聚集分布的景觀。GREIG和KERSHOW提出了一種系統(tǒng)的采樣方法，即根據(jù)棋盤或樣條方法設(shè)置連續(xù)的樣方，然后計(jì)算出模式尺度，這種方法稱為模式分析。樣條的長(zhǎng)度和棋盤每邊的長(zhǎng)度必須是2的n次方。每一個(gè)方格的個(gè)體數(shù)可以用傳統(tǒng)的方法統(tǒng)計(jì)，也可以采用豐度、

16、覆蓋頻率和生物量等多種統(tǒng)計(jì)方法。第四部分是景觀空間格局與空間相關(guān)性。第二，景觀分析的研究方法有幾個(gè)基本概念：豐度：表示群落中一個(gè)物種的個(gè)體數(shù)量。覆蓋范圍：整個(gè)植物群落的垂直投影面積或取樣區(qū)內(nèi)每個(gè)個(gè)體的地上部分的百分比。頻率：每單位面積或單位長(zhǎng)度群落中每個(gè)物種的出現(xiàn)頻率占總物種的比例。生物量：生物每一部分在一定時(shí)期內(nèi)的生長(zhǎng)。例如：直徑、樹高、森林體積等。景觀生態(tài)學(xué)，幾種常用的層次度，第4節(jié)景觀空間格局和空間相關(guān)性，2。景觀分析的研究方法具體做法：將兩個(gè)相鄰的樣方合并成一個(gè)區(qū)塊，得到兩個(gè)樣方，計(jì)算實(shí)地?cái)?shù)據(jù)，然后將兩個(gè)樣方合并成四個(gè)樣方，并繼續(xù)進(jìn)行，直到它們被分成兩組。在該組中，進(jìn)行方差分析，并繪制與均方值相對(duì)應(yīng)的塊大小。曲線中的峰值生成與相鄰區(qū)塊差異最大，如下圖所示：第四節(jié)景觀空間格局及空間相關(guān)性。第二，景觀分析的研究方法，但分塊組合方