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1、生态学生态学(Ecology)第六章第六章 景观生态系统和景观生态规划景观生态系统和景观生态规划一、景观和景观生态学一、景观和景观生态学二、二、景观要素景观要素三、景观结构三、景观结构 四、景观变化四、景观变化五、景观生态学的研究方法五、景观生态学的研究方法 六、六、景观生态学的应用景观生态学的应用七、景观生态规划七、景观生态规划一、景观和景观生态学一、景观和景观生态学 视觉美学视觉美学：与与“风景风景”(scenery)同义或近义同义或近义。地理学地理学：将景观作为地球表面：将景观作为地球表面气候、土壤、生气候、土壤、生物各种成分的综合体物各种成分的综合体，是指，是指反映地形地貌景色反映地形
2、地貌景色的图像的图像，诸如草原、森林、山脉、湖泊等。，诸如草原、森林、山脉、湖泊等。生态学生态学：空间上不同生态系统的聚合镶嵌体，：空间上不同生态系统的聚合镶嵌体，通过一定地貌表现出来通过一定地貌表现出来。1.关于景观的三种理解关于景观的三种理解:52.景观的定义和特征景观的定义和特征:景观：景观：以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态以类似方式重复出现的、相互作用的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域（系统的聚合所组成的异质性土地地域（1986，Forman&Godron)。景观是一个自然生态系统景观是一个自然生态系统和人类生态系统相叠加的和人类生态系统相叠加的复合生态系统，任何一种复
3、合生态系统，任何一种景观中，都有物质、能量景观中，都有物质、能量以及物种的流动。以及物种的流动。景观的特征景观的特征:由不同空间单元镶嵌组成，具有由不同空间单元镶嵌组成，具有异质性异质性；是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其结结构与功能具有相关性和地域性构与功能具有相关性和地域性；既是既是生物的栖息地生物的栖息地，更是，更是人类的生存环境人类的生存环境；是处于生态系统之上，区域生态学之下的中间尺度，是处于生态系统之上，区域生态学之下的中间尺度，具有具有尺度性尺度性；具有具有经济、生态和文化的多重价值经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性。，表现
4、为综合性。3.景观生态学景观生态学德国著名生物地理学家德国著名生物地理学家C.TrollC.Troll最早提出最早提出“景景观生态学观生态学”(landscape ecology)的概念的概念(1939(1939年年)。并将其定义为：研究并将其定义为：研究某一地区不同空间单元的某一地区不同空间单元的自然与生物关系的学科。自然与生物关系的学科。生态学侧重研究生态学侧重研究“垂直关系垂直关系”，即在一个相对，即在一个相对均质的空间内研究植物、动物、大气、水和土均质的空间内研究植物、动物、大气、水和土壤之间的关系；而景观生态学的特殊性在于它壤之间的关系；而景观生态学的特殊性在于它侧重研究侧重研究“水
5、平关系水平关系”，即空间单元之间的关，即空间单元之间的关系。系。(1)景观生态学的发展简史景观生态学的发展简史(p.162)最先在欧洲兴起，最先在欧洲兴起，1939年德国生物地理学家年德国生物地理学家C.Troll提出景观生态学的概念；提出景观生态学的概念；1984年，第一本较有影响的景观生态学英文教科年，第一本较有影响的景观生态学英文教科书出版书出版(景观生态学：理论与应用景观生态学：理论与应用Naveh and Lieberman)；20世纪八十年代初，景观生态学在北美逐渐兴起；世纪八十年代初，景观生态学在北美逐渐兴起；景观生态学在我国起步较晚，但自景观生态学在我国起步较晚，但自20世纪世
6、纪90年代年代以来发展也很快。以来发展也很快。(2)景观生态学的研究内容景观生态学的研究内容(p.162)景观结构：即景观组成单元的类型、多样性景观结构：即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系；及其空间关系；景观功能：即景观结构与生态学过程的相互景观功能：即景观结构与生态学过程的相互作用或景观结构单元之间的相互作用；作用或景观结构单元之间的相互作用；景观动态：即指景观在结构和功能方面随时景观动态：即指景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化间推移发生的变化 景观生态学与其它生态学科的区别景观生态学与其它生态学科的区别(3)景观生态学的研究重点景观生态学的研究重点空间异质性或格局的形成和动态及
7、其与生态空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用学过程的相互作用格局格局过程过程尺度之间的相互作用尺度之间的相互作用景观的等级结果和功能特征以及尺度推绎问景观的等级结果和功能特征以及尺度推绎问题题人类活动与景观结构、功能的相互关系人类活动与景观结构、功能的相互关系景观异质性（或多样性）的维持和管理景观异质性（或多样性）的维持和管理二、景观要素二、景观要素美国生态学家美国生态学家R.Forman和法国生态学家和法国生态学家M.Godron认为，组成景观的结构单元有认为，组成景观的结构单元有3种种(1986)：斑块斑块(patch)廊道廊道(corridor)基底基底(matrix)
8、泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分。这种所谓的内有一定内部均质性的空间部分。这种所谓的内部均质性，是相对于其周围环境而言的。具体部均质性，是相对于其周围环境而言的。具体地讲，斑块包括地讲，斑块包括森林、湖泊、草原、农田、森林、湖泊、草原、农田、居民区居民区等。等。1.1.斑块斑块(patch)(1)(1)斑块的定义斑块的定义(2)(2)斑块的特点斑块的特点可感知性可感知性：斑块的可感知性特征包括大小、形状、内容、：斑块的可感知性特征包括大小、形状、内容、持续时间以及结构和边界特征。持续时间以及结构和边界特征。等级性等级性：
9、斑块具有明显的时空等级性，大尺度上的斑块：斑块具有明显的时空等级性，大尺度上的斑块是小尺度的镶嵌体是小尺度的镶嵌体(mosaic)(mosaic)。相对均质性相对均质性：研究大尺度现象时，常把小尺度斑块看作：研究大尺度现象时，常把小尺度斑块看作是相对均质的，简化研究对象的复杂性。是相对均质的，简化研究对象的复杂性。动态性动态性：随时间不断变化是斑块最基本特征之一。：随时间不断变化是斑块最基本特征之一。尺度依赖性和生物依赖性尺度依赖性和生物依赖性：斑块的特征依赖于观察尺度：斑块的特征依赖于观察尺度以及所研究的生物。大尺度观察会忽视小尺度上的斑块以及所研究的生物。大尺度观察会忽视小尺度上的斑块性，
10、而小尺度观察则不易获得大尺度上的斑块性。不同性，而小尺度观察则不易获得大尺度上的斑块性。不同的生物对斑块性可能有全然不同的反应。的生物对斑块性可能有全然不同的反应。(3)(3)斑块的类型斑块的类型干扰斑块干扰斑块(disturbance patch)(disturbance patch)：基底内的局部干：基底内的局部干扰形成的。例如在一片森林里，发生火灾，形成一扰形成的。例如在一片森林里，发生火灾，形成一个或多个火烧迹地就是干扰斑块。个或多个火烧迹地就是干扰斑块。残存斑块残存斑块(remnant patch)(remnant patch)：是由于它周围的土地：是由于它周围的土地受到干扰而形成的
11、，它内嵌在受干扰基底内，成因受到干扰而形成的，它内嵌在受干扰基底内，成因与干扰斑块相同，只是地位不同。与干扰斑块相同，只是地位不同。(3)(3)斑块的类型斑块的类型环境资源斑块环境资源斑块(environmental resource patch)：起源：起源于环境的异质性。如林区内，在河谷低地的沼泽；于环境的异质性。如林区内，在河谷低地的沼泽；草原植被上的片林；聚集在沙漠绿洲周围的两栖动草原植被上的片林；聚集在沙漠绿洲周围的两栖动物和爬行动物等斑块。物和爬行动物等斑块。引入斑块引入斑块(introduced patch)：把生物引进到一块地：把生物引进到一块地区，就形成引入斑块。引入植物就形
12、成种植斑块区，就形成引入斑块。引入植物就形成种植斑块(planted patch)，如农田、人工林等。，如农田、人工林等。又称走廊，是指景观中与相邻的两边环境不同又称走廊，是指景观中与相邻的两边环境不同的线性或带状结构。的线性或带状结构。2.2.廊道廊道(corridor)(1)(1)廊道的定义廊道的定义(2)(2)廊道的结构特征廊道的结构特征宽度、组成内容、内部环境、形状、连续性以及宽度、组成内容、内部环境、形状、连续性以及与周围缀块或基底的作用关系。廊道常常相互交与周围缀块或基底的作用关系。廊道常常相互交叉形成网络（叉形成网络（networknetwork），使廊道与斑块和基底），使廊道与
13、斑块和基底的相互作用复杂化。的相互作用复杂化。(3)(3)廊道的类型廊道的类型 廊道（廊道（corridor）按起源分为：）按起源分为：干扰廊道干扰廊道:由带状干扰所致，如道路；由带状干扰所致，如道路；残存廊道残存廊道:由周围基底的干扰所引起，如为动物迁由周围基底的干扰所引起，如为动物迁徙保留的植被带；徙保留的植被带；环境资源廊道环境资源廊道:由环境资源在空间上的异质性线性由环境资源在空间上的异质性线性分布形成，如河流、山脊线、谷底动物路径等。分布形成，如河流、山脊线、谷底动物路径等。种植廊道、再生廊道等。种植廊道、再生廊道等。(3)(3)廊道的类型廊道的类型 廊道（廊道（corridor）按
14、结构特点分为：）按结构特点分为：线状廊道（线状廊道（line corridorline corridor）：线状廊道狭窄，以）：线状廊道狭窄，以边缘物种（边缘物种（edge speciesedge species）占优势；）占优势；带状廊道（带状廊道（strip corridorstrip corridor）：带状廊道较宽，）：带状廊道较宽，除边缘物种外，还有内部物种（除边缘物种外，还有内部物种（interior interior speciesspecies）。）。(4)(4)廊道的功能廊道的功能(5)(5)廊道的典型类型廊道的典型类型n绿色道路廊道绿色道路廊道 城市道路绿化城市道路绿化高速
15、公路绿化高速公路绿化铁路绿化铁路绿化n农田防护廊道农田防护廊道n河流廊道河流廊道3.3.基底基底(matrix)(p.174)景观中面积最大、连通性最好、在景观中起控制景观中面积最大、连通性最好、在景观中起控制作用的景观要素（多为背景、或占主体的部分）。作用的景观要素（多为背景、或占主体的部分）。(3)(3)基底的判定标准基底的判定标准：相对面积、连通性、动态控制相对面积、连通性、动态控制(1)(1)基底的定义基底的定义(2)(2)基底的特征基底的特征控制景观动态是基底的最根本特征。控制景观动态是基底的最根本特征。基底在景观功能上起着重要的作用，能影响能流、基底在景观功能上起着重要的作用，能影
16、响能流、物流、信息流和物种流物流、信息流和物种流，如广阔的草原、沙漠，如广阔的草原、沙漠，连片分布的森林、农田等。连片分布的森林、农田等。基底的孔隙度与连接度（基底的孔隙度与连接度（Forman et al.Forman et al.，19861986）M M为基底，为基底，P P为斑块；（为斑块；（a a）孔隙度为）孔隙度为0 0；（；（b b）孔隙度为）孔隙度为1 1；（；（c c）孔隙度为）孔隙度为2 2；（d d）孔隙度为）孔隙度为3 3；（；（e e）孔隙度为）孔隙度为1111；（；（f f）孔隙度为）孔隙度为2 2，连接完全；（，连接完全；（g g）孔）孔隙度为隙度为2 2，连接不完全；（，连接不完全；（h h）孔隙度为）孔隙度为2 2，连接完全，连接完全(4)(4)基底的孔隙度基底的孔隙度(p.174)(p.174)
