景觀景觀要素與結(jié)構(gòu).ppt

1、第二講 景觀要素與空間結(jié)構(gòu),景觀是由景觀要素組成，景觀要素是地面上相對同質(zhì)的生態(tài)要素或單元。 景觀三大要素： 斑塊(patch）嵌塊體 廊道 (corridor) 基質(zhì)(matrix),一、景觀要素,斑塊：泛指與周圍環(huán)境在外貌或性質(zhì)上不同，并具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間單元。如植物群落、湖泊、草原、農(nóng)田和居民區(qū)等。 廊道：是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線性或帶狀結(jié)構(gòu)。如河流、道路等。 基質(zhì)：則是指景觀中分布最廣、連續(xù)性最大的背景結(jié)構(gòu)。如森林基質(zhì)、草原基質(zhì)、農(nóng)田基質(zhì)等。,（一）、景觀斑塊,斑塊(patch)及其類型特征,定義：斑塊是一個在外觀上與周圍環(huán)境明顯不同的非線性地表區(qū)域。 例：農(nóng)田中的草地、

2、林地，城市中的綠地、湖泊。,景觀斑塊的屬性特征,（1） 斑塊大小及其生態(tài)意義 （2）斑塊形狀及其生態(tài)意義 （3）斑塊的數(shù)量及其空間構(gòu)成與生態(tài)意義, 景觀斑塊大小指面積； 斑塊面積對能量和養(yǎng)分產(chǎn)生影響，并體現(xiàn)生境的生態(tài)價值差異。,（1） 斑塊大小及其生態(tài)意義,對物種多樣性的影響 -島嶼生物地理學(xué)理論,S=CAZ S-多樣性 A-面積 C-比例常數(shù) Z-一般為0.180.35,（1）面積影響,大致的規(guī)律是面積增加10倍，物種增加2倍；面積增加100倍，物種增加4倍； 原生生態(tài)系統(tǒng)保存10%的面積，將有50%的物種保存下來。如果保存1%的面積，則會有25%保存物種被保存。,面積大，維持高物質(zhì)、能量的

3、能力較強，景觀異質(zhì)性高，生境多樣性高，維持物種多樣性能力大。保護區(qū)設(shè)計基本原則。,物種多樣性的面積大小影響只是一個方面，還涉及許多其他因素： 陸地斑塊屬于生境島嶼，其斑塊的物種多樣性還與景觀格局和過程相關(guān)： ：Sf (生境多樣性, 干擾,面積，年齡, +基質(zhì)異質(zhì)性，隔離, 邊界的不連續(xù)性),斑塊大小對物質(zhì)“源”“匯”的影響,水域面積與水質(zhì)污染關(guān)系-“匯”作用； 城市規(guī)模與熱量關(guān)系-“源”作用； 森林面積與水土保持關(guān)系-“匯”作用,（2）斑塊形狀及其生態(tài)意義,形狀與面積同等重要 例如:鳥、昆蟲覓食，巢域選擇等。, 生態(tài)學(xué)意義 形狀分析可了解物種動態(tài)（物種分布是穩(wěn)定、擴展、收縮、還是遷移甚至可以了

4、解遷移路線） 斑塊的形狀對生物的散布和覓食具有重要作用。, 形狀與邊緣效應(yīng),形狀系數(shù),D-形狀系數(shù) L-斑塊周邊長度 A-斑塊面積 D值說明某一斑塊周邊長度與面積同該斑塊相等的圓的圓周長之比，比值為1為圓形，比值越大說明該斑塊周邊越發(fā)達(dá),不同形狀斑塊周長、面積和邊緣值,1,2,3,4,5,如果比值接近方形或圓形，形狀則越緊密。而緊密形狀的單位面積中的邊緣比例小，有利于保蓄能量、養(yǎng)分和生物。, 圓形斑塊與長條形斑塊的生態(tài)意義比較,生境斑塊是否有較穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，對于許多生境破碎化敏感種來說是很重要的。如一個長條型的39公頃的森林斑塊全部為邊緣生境，沒有鳥類繁殖；而一個相同面積的方形斑塊中含有20

5、公頃的內(nèi)部生境，有6種鳥類繁殖。,邊緣效應(yīng)(edge effect)：斑塊邊緣地帶對物質(zhì)、能量、物種的影響 斑塊內(nèi)/緣比：斑塊內(nèi)部面積與邊緣面積之比。 如果邊緣效應(yīng)寬度一致，邊緣面積基本與邊界長度成正比。斑塊內(nèi)/緣比主要取決于斑塊周長； 如果 斑塊形狀不變，面積發(fā)生變化，內(nèi)/緣比與斑塊面積成反比例關(guān)系。既小斑塊邊緣區(qū)面積比例大些。小斑塊有利于邊緣物種生存。,根據(jù)對邊緣或內(nèi)部的反應(yīng)，將生物分為：邊緣種(edge species)和內(nèi)部種（interior species) 邊緣種和內(nèi)部種將動物分成三類： a 對兩個生態(tài)系統(tǒng)均有要求 b 對邊緣的特殊生境有特殊的要求 c 主要與一種生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)系，

6、但可擴展到邊緣,景觀是許多斑塊構(gòu)成的鑲嵌體； 斑塊數(shù)量決定景觀結(jié)構(gòu)與功能 如何分析景觀斑塊數(shù)量？,斑塊數(shù)量與空間構(gòu)成,（1）景觀斑塊總數(shù)量與生態(tài)學(xué)意義 數(shù)量越多，景觀越破碎！ （2）景觀斑塊類型與數(shù)量及生態(tài)學(xué)意義 數(shù)量或面積越大，代表景觀由該 類型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成。如濕地景觀、農(nóng)田景觀等。 （3）景觀斑塊形狀與數(shù)量及生態(tài)學(xué)意義 景觀斑塊數(shù)量度量與生態(tài)學(xué)意義緊密關(guān)聯(lián)在一起才有意義！,景觀斑塊數(shù)量、結(jié)構(gòu)及生態(tài)學(xué)意義（功能）,（1） 眾多數(shù)量的斑塊，其不同組合格局對生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、養(yǎng)分循環(huán)和水土流失、大氣污染等過程都有重要影響。 （2） 景觀斑塊的空間關(guān)系反映景觀生態(tài)系統(tǒng)間的相互作用，并影響景觀生態(tài)過

7、程。 （3）景觀中同類斑塊集中分布與分散分布所帶來的影響顯然不同。如居民點集中分布的城市與分散分布的鄉(xiāng)村，人口流、物流等存在很大差異。,景觀斑塊數(shù)量、格局及生態(tài)學(xué)意義（功能）,斑塊化及斑塊動態(tài),（1）斑塊化是指斑塊的空間格局及其變異；關(guān)注的是斑塊動態(tài)與生態(tài)過程的關(guān)系。斑塊化的原因、機制和特征依賴于觀察尺度及其研究的生物。 （2）人類活動導(dǎo)致自然景觀趨于斑塊化 人工景觀-聚集化,斑塊化的生態(tài)效應(yīng),（1）種群動態(tài)與斑塊化 伴隨生境的破碎化，種群在空間分布趨于“島嶼化”； 異質(zhì)種群對生境破碎化的反映一般表現(xiàn)為，由于生境的斑塊化，每一斑塊上的種群有可能由于個體數(shù)目太少而喪失基因的變異性，加劇種群消亡滅

8、絕的風(fēng)險,（2）斑塊化與生物多樣性 生物多樣性包括生態(tài)系統(tǒng)多樣性、物種多樣性和基因多樣性。 這些多樣性體現(xiàn)出生物斑塊化，也是非生物斑塊化在不同時空尺度上的產(chǎn)物。,斑塊化過程案例,（二）、廊 道 (corridor),與本底有所區(qū)別的一條帶狀土地,可以看作是一個線狀或帶狀的斑塊. 例如:樹籬、公路,1 廊道類型與作用,雙重作用: 將景觀分離、將景觀連接 （1）.運輸：公路、鐵路、運河、輸電線等 （2）.保護：長城、圍墻、林帶等 （3）.資源：走廊地帶野生動物豐富、植物種類較多 （4）.觀賞：古代曲徑通幽、頤和園的長廊、西湖的蘇堤,廊道的結(jié)構(gòu)特點及其生態(tài)意義, 彎曲度(curvilinearity

9、) 影響物質(zhì)、物種流動路徑和速度, 連通性(connectivety) 作用：一個廊道連通性高低決定了廊道的通道和屏障功能。 狹點(narrow) 作用：影響運動 例如：河流峽口，交通口, 結(jié)點(nodes) 作用：結(jié)點在管理與規(guī)劃中十分有用，因為它提供了許多相連系的物種源，當(dāng)物種在斑塊中消失時，有利于物種重新遷入。 例如：河流急轉(zhuǎn)彎的凹面常出現(xiàn)一片泛濫平原，兩條公路交叉處的重疊植被, 廊道的內(nèi)部特點 從邊緣到中心的物種組成發(fā)生急劇變化 例如：公路、河流、林帶 環(huán)境條件與外部有所不同 例如：林蔭路冬暖夏涼 水平上延伸一段距離，水平梯度也會發(fā)生變化。,4 廊道的分類, 線狀廊道 廊道是一條很窄的

10、帶，植被類型基本上是邊緣占優(yōu)勢。 一般有7種：道路、鐵路、堤堰、溝渠、輸電線、草本或灌絲帶、樹籬 帶狀廊道 廊道是一條很窄的帶，其寬度是可以造成一個內(nèi)部環(huán)境，含有內(nèi)部種，每個側(cè)面都存在邊緣效應(yīng)。, 河流廊道 河流廊道是沿河流分布的，與周圍本底不同的植被帶。,廊道功能： 生境(habitat)，如河邊生態(tài)系統(tǒng)、植被帶 源（source）: 景觀邊界兩側(cè)物質(zhì)和能量水平差異導(dǎo)致的生態(tài)流自景觀邊界向景觀單元流動。 匯（sink）: 景觀邊界對生態(tài)流的聚集作用) 通道(conduit)，河流 屏障(barrier)，防風(fēng)林 過濾器(filter)，道路、河岸帶,廊道網(wǎng)絡(luò),廊道相互交叉構(gòu)成網(wǎng)絡(luò) 如水渠網(wǎng)絡(luò)

11、、道路網(wǎng)絡(luò)、樹籬網(wǎng)絡(luò)等； 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征： 交叉點：十字形、T形等描述形狀特征； 交叉點數(shù)量描述密度特征； 網(wǎng)絡(luò)格局和網(wǎng)眼大小 廊道的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng) 道路網(wǎng)絡(luò)的噪音效應(yīng) 道路綠地網(wǎng)絡(luò)的生物多樣性,“三”、基質(zhì),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。,基質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),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。 連通性 如果一個空間不被兩端與該空間的周界相連的邊界隔開，則認(rèn)為該空間是連通的。,連通性高的作用： 1) 可以作為障礙物將其他要素分開。 例如：防火帶 2) 便于物種遷移與基因交換。 3) 使其他要素成為生境島。 動態(tài)控制 例如：原始林采伐