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文檔簡(jiǎn)介
景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)1鄭州大學(xué)校園景觀
鄭州大學(xué)校園景觀2鄭州大學(xué)校園景觀
鄭州大學(xué)校園景觀3上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)
上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)4上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)
上海寶山綠龍公5泰山醫(yī)學(xué)院新校區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)泰山醫(yī)學(xué)院新校區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)6景觀生態(tài)學(xué)部分1課件7第一節(jié)景觀的概念第二節(jié)景觀生態(tài)學(xué)第三節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)第四節(jié)景觀生態(tài)學(xué)中的幾個(gè)重要概念第一章緒論第一節(jié)景觀的概念第一章緒論8
第一節(jié)景觀的概念1美學(xué)上的意義
2地理學(xué)上的理解3景觀生態(tài)學(xué)對(duì)景觀的理解第一節(jié)景觀的概念1美學(xué)上的意義2地理9景觀(Landscape)一詞的使用最早見(jiàn)于希伯來(lái)語(yǔ)“圣經(jīng)”舊約全書(shū),原意是自然風(fēng)光、地表形態(tài)和風(fēng)景畫(huà)面。漢語(yǔ)中的“景觀”一詞涵義豐富,反映“風(fēng)景、景色、景致”之意。景觀沒(méi)有明確的空間界限,主要突出一種綜合直觀的視覺(jué)感受。1美學(xué)上的意義景觀(Landscape)一詞的使用最早見(jiàn)于希伯來(lái)語(yǔ)“圣經(jīng)”10景觀的一般理解常見(jiàn)的宏觀景觀舉例
A.桂林山水景觀;
B.位于美國(guó)亞利桑那洲大峽谷景觀;
C.美國(guó)威斯康辛大學(xué)
Curtis草地景觀;
D.內(nèi)蒙古草原景觀;
E.北美的Sonoran
荒漠景觀;
F.亞洲溫帶荒漠景觀一角
景觀的一般理解112地理學(xué)上的理解
景觀作為科學(xué)名詞被引人地理學(xué),具有地表可見(jiàn)景象的綜合與某個(gè)限定性區(qū)域的雙重含義?!白匀坏赜蚓C合體”的代名詞景觀是由地球表面氣候、土壤、地貌、生物各種自然要素以及文化現(xiàn)象組成的地理綜合體。2地理學(xué)上的理解景觀作為科學(xué)名詞被引1220世紀(jì)30年代,c.Troll將景觀的概念引人生態(tài)學(xué),是希望將地理學(xué)家采用的表示空間的“水平”分析方法和生態(tài)學(xué)家使用的表示功能的“垂直”分析方法結(jié)合起來(lái)研究景觀整體的結(jié)構(gòu)、功能和變化。
3景觀生態(tài)學(xué)對(duì)景觀的理解20世紀(jì)30年代,c.Troll將景觀的概念引人13景觀的定義:景觀是一個(gè)由不同土地單元鑲嵌組成,具有明顯視覺(jué)特征的地理實(shí)體;它處于生態(tài)系統(tǒng)之上,大地理區(qū)域之下的中間尺度;兼具經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和文化的多重價(jià)值。
景觀的定義:景觀是一個(gè)由不同土地單元鑲嵌組成,具有明顯視覺(jué)特14人類與自然共同作用影響下的不同景觀人類與自然共同作用影響下的不同景觀15過(guò)度利用造成嚴(yán)重退化的草地景觀過(guò)度利用造成嚴(yán)重退化的草地景觀16黃土高原梁峁梯田景觀黃土高原梁峁梯田景觀17第二節(jié)景觀生態(tài)學(xué)一、概念
景觀生態(tài)學(xué)(LandscapeEcology)是研究景觀的結(jié)構(gòu)、功能和變化,以及景觀的科學(xué)規(guī)劃和有效管理的一門(mén)生態(tài)學(xué)新分支(屬于宏觀生態(tài)科學(xué))。第二節(jié)景觀生態(tài)學(xué)一、概念景觀生態(tài)學(xué)(La18二、景觀生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展第一階段從19世紀(jì)初到20世紀(jì)30年代,是學(xué)科綜合思想的萌芽期。
洪堡的綜合景觀概念與思想的形成,為景觀生態(tài)學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。1、景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展階段二、景觀生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展第一階段從19世紀(jì)初到20世紀(jì)3019第二階段由20世紀(jì)30年代后期到60年代中期,是學(xué)科思想的鞏固階段。
1939年,德國(guó)地植物學(xué)家特羅爾(Troll)通過(guò)航空相片研究東非土地利用問(wèn)題時(shí),首次提出景觀生態(tài)學(xué)的概念。景觀生態(tài)學(xué)是一種綜合研究的新觀點(diǎn)。第二階段由20世紀(jì)30年代后期到60年代中期,是學(xué)科思想的鞏20第三階段由20世紀(jì)60年代后期到80年代初,是學(xué)科的初創(chuàng)時(shí)期。
1968年在德國(guó)召開(kāi)了“首屆景觀生態(tài)學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”。荷蘭景觀生態(tài)協(xié)會(huì)捷克斯洛伐克景觀生態(tài)學(xué)協(xié)會(huì)
第三階段由20世紀(jì)60年代后期到80年代初,是學(xué)科的初創(chuàng)時(shí)期21第四階段開(kāi)始于20世紀(jì)80年代初的國(guó)際景觀生態(tài)聯(lián)合會(huì)成立之后,是學(xué)科的全面發(fā)展時(shí)期。
1982年10月在捷克斯洛伐克召開(kāi)的”第六次景觀生態(tài)學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)”上,正式成立了“國(guó)際景觀生態(tài)學(xué)協(xié)會(huì)”
.協(xié)會(huì)成立后,景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展顯示出三個(gè)特點(diǎn):一是研究和教學(xué)活動(dòng)普遍化,二是國(guó)際學(xué)術(shù)活動(dòng)頻繁,三是出版物大量涌現(xiàn)。第四階段開(kāi)始于20世紀(jì)80年代初的國(guó)際景觀生態(tài)聯(lián)合會(huì)成立之后222、我國(guó)的景觀生態(tài)學(xué)研究80年代:起步階段,側(cè)重于國(guó)外文獻(xiàn)的介紹90年代:迅速發(fā)展階段2、我國(guó)的景觀生態(tài)學(xué)研究80年代:起步階段,側(cè)重于國(guó)外文獻(xiàn)的23景觀生態(tài)學(xué)的專著:郭晉平,周志翔主編?!毒坝^生態(tài)學(xué)》,中國(guó)林業(yè)出版社,2007許慧、王家驥編著的《景觀生態(tài)學(xué)的理論與應(yīng)用》董雅文編著的《城市景觀生態(tài)》宗躍光編著的《城市景觀規(guī)劃的理論與方法》徐化成主編的《景觀生態(tài)學(xué)》教材(1995)傅伯杰,陳利頂,馬克明,王仰麟等編著的《景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用》(2001)鄔建國(guó)編著的《景觀生態(tài)學(xué)——格局、過(guò)程、尺度與等級(jí)》(2000)趙羿,李月輝編著的《實(shí)用景觀生態(tài)學(xué)》(2001)肖篤寧,李秀珍,高峻等編著?!毒坝^生態(tài)學(xué)》,科學(xué)出版社,2003景觀生態(tài)學(xué)的專著:24主要會(huì)議1989年10月,首屆景觀生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì),出版論文集《景觀生態(tài)學(xué)—理論、方法與應(yīng)用》1996年5月,第二屆景觀生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì),北京,成立“國(guó)際景觀生態(tài)學(xué)會(huì)中國(guó)分會(huì)”1998年,亞洲及太平洋地區(qū)景觀生態(tài)學(xué)國(guó)際會(huì)議沈陽(yáng)2001年9月23~25日,第二屆亞太地區(qū)景觀生態(tài)學(xué)國(guó)際研討會(huì)蘭州2003年12月,全國(guó)第四屆景觀生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)“中國(guó)的景觀生態(tài)學(xué):?jiǎn)栴}·機(jī)遇·發(fā)展”
北京大學(xué)2005年12月,全國(guó)城市景觀生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)在北京大學(xué)深圳研究生院召開(kāi)2007年11月,第五屆全國(guó)景觀生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì),北京
主要會(huì)議1989年10月,首屆景觀生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì),出版論文253、景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)(1)三個(gè)研究方向靜態(tài)研究:著重對(duì)特定景觀的結(jié)構(gòu)和在一定結(jié)構(gòu)控制下的功能進(jìn)行研究。動(dòng)態(tài)研究:對(duì)特定景觀的動(dòng)態(tài)變化歷史過(guò)程、趨勢(shì)及其控制機(jī)制進(jìn)行研究。應(yīng)用研究:是在靜態(tài)研究與動(dòng)態(tài)研究的基礎(chǔ)上,為人類合理利用、開(kāi)發(fā)、管理與保護(hù)和建設(shè)景觀而制定規(guī)劃、設(shè)計(jì)及其實(shí)施技術(shù)和實(shí)踐活動(dòng)。3、景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)(1)三個(gè)研究方向26(2)景觀生態(tài)學(xué)的整合3個(gè)研究方向的整合時(shí)空尺度的匹配多學(xué)科的整合三者的結(jié)合(2)景觀生態(tài)學(xué)的整合3個(gè)研究方向的整合27三、景觀生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容
1、研究對(duì)象:作為復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的景觀。把地理學(xué)家研究自然現(xiàn)象的空間相互作用的橫向研究和生態(tài)學(xué)家研究一個(gè)生態(tài)區(qū)的機(jī)能相互作用的縱向研究結(jié)合為一體,通過(guò)物質(zhì)流、能量流、信息流及價(jià)值流在地球表層的傳輸和交換,通過(guò)生物與非生物以及人類之間的相互作用與轉(zhuǎn)化,運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)原理和系統(tǒng)方法研究景觀結(jié)構(gòu)和功能、景觀動(dòng)態(tài)變化以及相互作用的機(jī)理、研究景觀的美化格局、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、合理利用和保護(hù)。
三、景觀生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容1、研究對(duì)象:作為復(fù)合生態(tài)系282、景觀生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容1)、景觀結(jié)構(gòu):斑塊大小、形狀、類型、異質(zhì)性、連接性,斑塊間的空間關(guān)系2)、景觀功能:空間要素間的相互作用,如動(dòng)物移動(dòng)、水分移動(dòng)等。4)、景觀規(guī)劃與管理:制定景觀恢復(fù)、保護(hù)、建設(shè)和管理的計(jì)劃和規(guī)劃,確定相應(yīng)的目標(biāo)、措施與對(duì)策。3)、景觀變化:結(jié)構(gòu)和功能隨時(shí)間的改變。2、景觀生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容1)、景觀結(jié)構(gòu):斑塊大小、形狀、類型293、景觀生態(tài)學(xué)的特點(diǎn)整體觀和系統(tǒng)觀異質(zhì)性和尺度性綜合性和宏觀性目的性和實(shí)踐性3、景觀生態(tài)學(xué)的特點(diǎn)整體觀和系統(tǒng)觀30第三節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)一景觀生態(tài)學(xué)的基本理論二景觀生態(tài)學(xué)的基本原理第三節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)一景觀生態(tài)學(xué)的基本理論31一、景觀生態(tài)學(xué)的基本理論每一門(mén)學(xué)科都有自身的理論體系與方法論景觀生態(tài)學(xué)的基本理論與原則來(lái)自于:來(lái)自母體學(xué)科,特別是生態(tài)學(xué)與地理學(xué)來(lái)自相關(guān)學(xué)科,特別是系統(tǒng)科學(xué)與信息科學(xué)景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域具有普遍意義的研究成果的抽象和提高一、景觀生態(tài)學(xué)的基本理論每一門(mén)學(xué)科都有自身的理論體系與方法論32基本理論:耗散結(jié)構(gòu)和自組織理論等級(jí)系統(tǒng)理論空間異質(zhì)性與景觀格局時(shí)空尺度空間鑲嵌與生態(tài)交錯(cuò)帶景觀連接度與滲透理論島嶼生物地理學(xué)理論復(fù)合種群理論與源—匯模型基本理論:耗散結(jié)構(gòu)和自組織理論33二、景觀生態(tài)學(xué)的基本原理景觀的系統(tǒng)整體性原理景觀生態(tài)研究的尺度性原理景觀生態(tài)流與空間再分配原理景觀結(jié)構(gòu)鑲嵌性原理景觀的文化性原理景觀演化的人類主導(dǎo)性原理景觀多重價(jià)值原理二、景觀生態(tài)學(xué)的基本原理景觀的系統(tǒng)整體性原理34第四節(jié)、景觀生態(tài)學(xué)中的幾個(gè)重要概念一、尺度二、景觀異質(zhì)性三、景觀多樣性四、干擾第四節(jié)、景觀生態(tài)學(xué)中的幾個(gè)重要概念一、尺度351、尺度的概念尺度(scale):通常指在觀察或研究某一物體或現(xiàn)象時(shí)所采用的空間或時(shí)間單位,同時(shí)又可指某一現(xiàn)象或過(guò)程在空間和時(shí)間上所涉及到的范圍。尺度可分為空間尺度和時(shí)間尺度。一、尺度
1、尺度的概念一、尺度36尺度往往以粒度(grain)和幅度(extent)來(lái)表達(dá)??臻g粒度指景觀中最小可辯識(shí)單元所代表的特征長(zhǎng)度、面積或體積。時(shí)間粒度指某一現(xiàn)象或某一干擾事件發(fā)生的頻率。2、尺度的表達(dá)尺度往往以粒度(grain)和幅度(extent)來(lái)表達(dá)。37幅度是指研究對(duì)象在空間或時(shí)間上的持續(xù)范圍或長(zhǎng)度。
空間幅度:所研究區(qū)域的總面積。
時(shí)間幅度:研究項(xiàng)目持續(xù)的時(shí)間。幅度是指研究對(duì)象在空間或時(shí)間上的持續(xù)范圍或長(zhǎng)度。38空間粒度和空間幅度A、C、D、E具有同樣的空間粒度。A、B、E具有同樣的空間幅度??臻g粒度和空間幅度A、C、D、E具有同樣的空間粒度。39在生態(tài)學(xué)中,尺度的用法往往不同于地理學(xué)或地圖學(xué)中的比例尺(Scale),并且表現(xiàn)為相反的含義。在生態(tài)學(xué)中,尺度的用法往往不同于地理學(xué)或地圖學(xué)中的比例尺(40
景觀生態(tài)學(xué)的研究基本對(duì)應(yīng)著中尺度范圍,即從幾十公里到幾百公里,從幾年到幾百年。
人類尺度3、景觀生態(tài)學(xué)的尺度研究人類尺度3、景觀生態(tài)學(xué)的尺度研究41
尺度轉(zhuǎn)換的重要性
4、尺度轉(zhuǎn)換(尺度推繹)生態(tài)學(xué)中大多數(shù)研究是在小范圍和短時(shí)間內(nèi)完成的,而且缺乏重復(fù)性。然而,大尺度上的現(xiàn)象往往是很重要的。因此,尺度轉(zhuǎn)換在研究景觀的格局和過(guò)程時(shí)非常重要。尺度轉(zhuǎn)換的重要性4、尺度轉(zhuǎn)換(尺度推繹)生態(tài)學(xué)中大42
尺度外推
尺度外推(scaling):利用某一尺度上所獲得的信息和知識(shí)來(lái)推測(cè)其它尺度上的特征,或者通過(guò)在多尺度上的研究探討生態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)和功能跨尺度特征的過(guò)程。包括尺度上推(scalingup)和尺度下推(scalingdown)。將小尺度上的信息轉(zhuǎn)換到大尺度上的過(guò)程。將大尺度上的信息轉(zhuǎn)換到小尺度上的過(guò)程。尺度外推將小尺度上的信息轉(zhuǎn)換到大尺度上的過(guò)程。將大尺度上的43二、景觀異質(zhì)性異質(zhì)性:景觀內(nèi)部事物或者其屬性在時(shí)間或空間分布上的不均勻性或非隨機(jī)性特征。側(cè)重于三方面:空間異質(zhì)性:景觀結(jié)構(gòu)在空間分布的復(fù)雜性時(shí)間異質(zhì)性:景觀空間結(jié)構(gòu)在不同時(shí)段的差異性,景觀動(dòng)態(tài)變化功能異質(zhì)性:景觀結(jié)構(gòu)的功能指標(biāo),如物質(zhì)、能量和物種流等空間分布的差異性。二、景觀異質(zhì)性異質(zhì)性:景觀內(nèi)部事物或者其屬性在時(shí)間或空間分布44景觀異質(zhì)性存在的意義異質(zhì)性是地球上多種多樣景觀形成的原因異質(zhì)性利于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物的共生異質(zhì)性利于景觀生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)資源的充分利用異質(zhì)性可影響景觀的功能過(guò)程
景觀異質(zhì)性存在的意義異質(zhì)性是地球上多種多樣景觀形成的原因45三、景觀多樣性1、定義景觀多樣性:指由不同類型的景觀要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣性或變異性。三、景觀多樣性1、定義462、景觀多樣性類型斑塊多樣性:指景觀中斑塊的數(shù)量、大小和斑塊形狀的多樣性和復(fù)雜性。類型多樣性:景觀中類型的豐富度和復(fù)雜度。格局多樣性:指景觀類型空間分布的多樣性及各類型之間以及斑塊與斑塊之間的空間關(guān)系和功能聯(lián)系。2、景觀多樣性類型473、景觀多樣性的意義是生物多樣性的重要組成部分。保障景觀功能的正常發(fā)揮,保證景觀穩(wěn)定性的前提。保護(hù)物種多樣性與遺傳多樣性的基礎(chǔ)。3、景觀多樣性的意義是生物多樣性的重要組成部分。48四、干擾1.干擾的定義
干擾(disturbance):是一個(gè)偶然發(fā)生的不可預(yù)知的事件,是發(fā)生在一定地理位置上,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成直接損傷的、非連續(xù)性的物理作用或事件。
四、干擾1.干擾的定義492、干擾類型按干擾產(chǎn)生的來(lái)源分:自然干擾和人為干擾依據(jù)干擾的功能分:內(nèi)部干擾和外部干擾依據(jù)干擾的形成機(jī)制分:物理干擾、化學(xué)干擾和生物干擾2、干擾類型按干擾產(chǎn)生的來(lái)源分:自然干擾和人為干擾503、幾種常見(jiàn)的干擾現(xiàn)象火干擾放牧土壤物理干擾土壤施肥踐踏外來(lái)物種入侵人類干擾3、幾種常見(jiàn)的干擾現(xiàn)象火干擾514、干擾的性質(zhì)干擾具有多重性,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響表現(xiàn)為多方面干擾具有較大的相對(duì)性干擾具有明顯的尺度性干擾可以看作是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)演替過(guò)程的再調(diào)節(jié)干擾經(jīng)常是不協(xié)調(diào)的干擾在時(shí)空尺度上具有廣泛性4、干擾的性質(zhì)干擾具有多重性,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響表現(xiàn)為多方面52(1)干擾與景觀異質(zhì)性一方面,干擾對(duì)景觀的影響決定于干擾的性質(zhì)。一般認(rèn)為,低強(qiáng)度的干擾可以增加景觀的異質(zhì)性,但在極強(qiáng)干擾下,將會(huì)導(dǎo)致更低的景觀異質(zhì)性。另一方面,干擾對(duì)景觀的影響在較大程度上還與景觀的性質(zhì)有關(guān)。對(duì)干擾敏感的景觀結(jié)構(gòu),在受到干擾時(shí),受到的影響較大,而對(duì)干擾不敏感的景觀結(jié)構(gòu),可能受到的影響較小。5、干擾的生態(tài)學(xué)意義(1)干擾與景觀異質(zhì)性5、干擾的生態(tài)學(xué)意義53(2)干擾與景觀破碎化A、一些規(guī)模較小的干擾可以導(dǎo)致景觀破碎化。B、大規(guī)模的干擾可能導(dǎo)致景觀的均質(zhì)化,而不是進(jìn)一步的破碎化;但也可能導(dǎo)致更強(qiáng)的破碎化。(2)干擾與景觀破碎化A、一些規(guī)模較小的干擾可以導(dǎo)致景觀破碎54
(3)干擾與物種多樣性適度干擾下生態(tài)系統(tǒng)具有較高的物種多樣性,在較低和較高頻率的干擾作用下,生態(tài)系統(tǒng)中的物種多樣性均趨于下降。(3)干擾與物種多樣性適度干擾下生態(tài)系統(tǒng)具有較高的物種多樣55第二章景觀結(jié)構(gòu)第二章景觀結(jié)構(gòu)56景觀生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容景觀結(jié)構(gòu)斑塊間的空間關(guān)系景觀功能空間要素間的相互作用景觀動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和功能隨時(shí)間的改變景觀生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容景觀結(jié)構(gòu)景觀功能景觀動(dòng)態(tài)57景觀結(jié)構(gòu):
景觀組成單元(景觀要素)的類型、多樣性及其數(shù)量關(guān)系特征。各生態(tài)系統(tǒng)或亞系統(tǒng)、土地利用類型景觀和景觀要素的關(guān)系是相對(duì)的。景觀:強(qiáng)調(diào)的是異質(zhì)鑲嵌體。景觀要素:強(qiáng)調(diào)的是均質(zhì)同一的單元。尺度景觀結(jié)構(gòu):各生態(tài)系統(tǒng)或亞系統(tǒng)、土地利用類型景觀和景觀要素的關(guān)58第一節(jié)斑塊斑塊:依賴于尺度的,外觀上不同于周圍環(huán)境(基質(zhì))的非線性地表區(qū)域,具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間實(shí)體。第一節(jié)斑塊斑塊:依賴于尺度的,外觀上不同于周圍環(huán)境(基質(zhì)59一、斑塊起源
一場(chǎng)大火后的早晨,我們迫不及待地去考察漆黑一片的景觀。這是一個(gè)可怕的景象!但最令人感興趣的是景觀上零星分布的許多種斑塊,兩處孤立的火已燃起。附近一處小斑塊已化為灰燼,而且大火已向遠(yuǎn)處蔓延。經(jīng)對(duì)其考察,發(fā)現(xiàn)隨有火焰躍過(guò)但依然保留著植被的幾個(gè)斑塊。我們返回未燃燒的地區(qū)時(shí),要穿過(guò)小片沼澤。這個(gè)斑塊由于土壤過(guò)濕,具有完全不同的動(dòng)植物。隨后,來(lái)到一片開(kāi)墾地,并眺望一塊微風(fēng)吹拂的谷物斑塊。
一、斑塊起源一場(chǎng)大火后的早晨,我60主要成因機(jī)制或起源包括:自然干擾環(huán)境異質(zhì)性人類種植主要成因機(jī)制或起源包括:61根據(jù)斑塊的起源或成因機(jī)制將常見(jiàn)的景觀斑塊類型分為4種:干擾斑塊殘存斑塊環(huán)境資源斑塊引進(jìn)斑塊根據(jù)斑塊的起源或成因機(jī)制將常見(jiàn)的景觀斑塊類型分為4種:62起源:自然干擾和人類干擾。一般由短期局部性干擾形成;也可由長(zhǎng)期持續(xù)干擾形成,主要是由人類干擾引起的;有時(shí),長(zhǎng)期自然干擾也能夠形成干擾斑塊。特點(diǎn):基質(zhì)未受干擾,而斑塊受到干擾。具有最高的周轉(zhuǎn)率,持續(xù)時(shí)間最短,通常是恢復(fù)最快的斑塊類型。
1干擾斑塊起源:自然干擾和人類干擾。一般由短期局部性干擾形成;也可由長(zhǎng)63起源:基質(zhì)受到大面積自然干擾和人類干擾的影響,在其局部范圍內(nèi)幸存的自然或半自然生態(tài)系統(tǒng)或其片斷,其成因機(jī)制與干擾斑塊相同。特點(diǎn):基質(zhì)受干擾,而斑塊未受到干擾。與干擾斑塊在外部形式上似乎有一種反正對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2殘存斑塊起源:基質(zhì)受到大面積自然干擾和人類干擾的影響,在其局部范圍內(nèi)64起源:根本原因是景觀內(nèi)環(huán)境資源分布的空間異質(zhì)性。特點(diǎn)由于資源的分布相對(duì)持久,所以斑塊也相對(duì)持久而穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng),而且斑塊的周轉(zhuǎn)率相當(dāng)?shù)停荛L(zhǎng)期地存在于與基質(zhì)相異的環(huán)境中。環(huán)境資源斑塊起源:根本原因是景觀內(nèi)環(huán)境資源分布的空間異質(zhì)性。環(huán)境資源斑塊65景觀生態(tài)學(xué)部分1課件66(1)種植斑塊起源:人們有意或無(wú)意地將植物引入某些地區(qū)而形成的局部生態(tài)系統(tǒng)。4引進(jìn)斑塊特點(diǎn):在斑塊內(nèi),物種動(dòng)態(tài)和斑塊周轉(zhuǎn)速率主要取決于人類的管理活動(dòng)。(1)種植斑塊4引進(jìn)斑塊特點(diǎn):在斑塊內(nèi),物種動(dòng)態(tài)和斑塊周轉(zhuǎn)67起源:人類干擾。特點(diǎn):聚居地內(nèi)的生態(tài)結(jié)構(gòu)取決于代替自然生態(tài)系統(tǒng)的生物類型,包括人、引進(jìn)的動(dòng)物、不慎引入的害蟲(chóng)和從異地移入的本地種。聚居地高度人文化,其持續(xù)性部分取決于人類管理的程度和恒定性。(2)聚居地起源:人類干擾。(2)聚居地68景觀生態(tài)學(xué)部分1課件69二斑塊大?。ò邏K規(guī)模)1對(duì)物質(zhì)和能量的影響
一般,斑塊內(nèi)的能量或養(yǎng)分總量與斑塊的面積成正比。然而,斑塊內(nèi)的能量和養(yǎng)分含量不僅與斑塊的大小有關(guān),還與斑塊內(nèi)部和邊緣帶的比例(內(nèi)緣比)有關(guān)。受斑塊大小影響的內(nèi)部區(qū)域和邊緣帶
二斑塊大?。ò邏K規(guī)模)1對(duì)物質(zhì)和能量的影響70
一般地說(shuō),物種多樣性隨斑塊面積的增加而增加。
2對(duì)物種多樣性的影響
景觀中斑塊面積的大小、形狀以及數(shù)目對(duì)生物多樣性和各種生態(tài)學(xué)過(guò)程都會(huì)有影響。一般地說(shuō),物種多樣性隨斑塊面積的增加而增713對(duì)生境適宜性的影響
作為生物棲息地的斑塊,斑塊大小對(duì)不同物種的意義差別很大。3對(duì)生境適宜性的影響作為生物棲息地的斑72三斑塊形狀不同形狀斑塊周長(zhǎng)、面積和邊緣值內(nèi)緣比12345三斑塊形狀不同形狀斑塊周長(zhǎng)、面積和邊緣值內(nèi)緣比1234573斑塊形狀的意義:對(duì)生物多樣性影響較大對(duì)生物的擴(kuò)散和覓食有重要影響園林美學(xué)的意義斑塊形狀的意義:對(duì)生物多樣性影響較大74第二節(jié)廊道
又稱走廊,指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線性或帶狀結(jié)構(gòu)。第二節(jié)廊道又稱走廊,指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同75一廊道的起源環(huán)境資源廊道:由環(huán)境資源在空間上的異質(zhì)性線性分布形成。如河流廊道。干擾廊道:由帶狀干擾所致。殘存廊道:是周圍基質(zhì)受到干擾后的結(jié)果。種植廊道:由于人類種植形成。一廊道的起源環(huán)境資源廊道:由環(huán)境資源在空間上的異質(zhì)性線性分76二廊道的作用雙重作用:將景觀分離、將景觀連接
1.傳輸通道功能
2.過(guò)濾和屏障功能
3.生境功能
4.資源或產(chǎn)品功能
5.美學(xué)觀賞功能二廊道的作用雙重作用:將景觀分離、將景觀連接77景觀生態(tài)學(xué)部分1課件78三廊道的結(jié)構(gòu)特征曲度:常用廊道中兩點(diǎn)間的實(shí)際距離與他們之間的直線距離之比來(lái)表示。寬度:寬度變化對(duì)物種沿廊道或穿越廊道的遷移具有重要意義。
連接度(連通性):可以用單位長(zhǎng)度廊道中的斷點(diǎn)數(shù)來(lái)表示。廊道的一個(gè)重要特點(diǎn)三廊道的結(jié)構(gòu)特征曲度:常用廊道中兩點(diǎn)間的實(shí)際距離與他們之間79景觀生態(tài)學(xué)部分1課件80三廊道的類型線狀廊道帶狀廊道河流廊道三廊道的類型線狀廊道81線狀廊道:是一條很窄的,主要由邊緣物種組成的狹長(zhǎng)條帶。
線狀廊道與帶狀廊道的對(duì)比線狀廊道:是一條很窄的,主要由邊緣物種組成的狹長(zhǎng)條帶。線狀82指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的帶狀結(jié)構(gòu)。包含一個(gè)內(nèi)部環(huán)境;除有邊緣種外,內(nèi)環(huán)境中還含有較豐富的內(nèi)部種。帶狀廊道如:高速公路、寬林帶、寬動(dòng)力線等。帶狀廊道如:高速公路、寬林帶、寬動(dòng)力線等。83含義:指沿河流分布而不同于周圍基質(zhì)的植被帶,包括河床邊緣、河漫灘、堤壩和部分高地。河流廊道河流廊道含義:指沿河流分布而不同于周圍基質(zhì)的植被帶,包括河床邊緣、河84河流廊道的結(jié)構(gòu)與功能河流廊道的結(jié)構(gòu)與功能85功能:它控制著河水及周圍陸地進(jìn)入河流的物質(zhì)流動(dòng)。它影響河流本身的運(yùn)輸。侵蝕、養(yǎng)分流、地表徑流、洪水、沉積作用、水的質(zhì)量都與廊道的寬度有關(guān)。它為物種的遷移和棲息提供了條件。為人類運(yùn)輸航道、物質(zhì)資源、保護(hù)作用。功能:86第三節(jié)基質(zhì)
景觀中分布最廣、連續(xù)性最大的景觀要素類型。
如:森林基質(zhì)、草原基質(zhì)、農(nóng)田基質(zhì)對(duì)景觀動(dòng)態(tài)具有控制作用第三節(jié)基質(zhì)景觀中分布最廣、連續(xù)性最大的景觀87
范圍廣、連接度最高,并且在景觀功能上起著優(yōu)勢(shì)作用的景觀要素類型。景觀中的背景地域。范圍廣、連接度最高,并且在景觀功能上起著優(yōu)勢(shì)作用88相對(duì)面積空間上的連接度動(dòng)態(tài)控制作用基質(zhì)的判定相對(duì)面積基質(zhì)的判定89三個(gè)景觀基質(zhì)的例子:例一:大興安嶺滿歸林業(yè)局原始林景觀要素類型景觀要素類型
斑塊數(shù)
面積總塊數(shù)百分率(%)總面積百分率(%)落葉松林分81855.0529728.558.3樟子松林分885.652256.14.42白樺林分19613.103701.27.27楊柳林分634.24860.41.70火燒跡地19212.967834.315.37沼澤地832.316281.312.33水域100.67200.80.39裸地407.69100.80.70總計(jì)148610050926.5100三個(gè)景觀基質(zhì)的例子:景觀要素類型90例二:極端的均勻廣闊類型(科左后旗)(表);科左后旗土地利用現(xiàn)狀表(1995)例二:極端的均勻廣闊類型(科左后旗)(表);91
例三:整個(gè)景觀均是由彼此不同的小斑塊組成,看起來(lái)象由碎片構(gòu)成的一幅鑲嵌畫(huà)(雙臺(tái)子河口自然保護(hù)區(qū))(表)。例三:整個(gè)景觀均是由彼此不同的小斑塊組成,看起來(lái)象由碎92通常基質(zhì)的面積超過(guò)現(xiàn)存的任何其它景觀要素類型的總面積。如果某種景觀要素占景觀面積的50%以上,那么它很可能就是基質(zhì)。相對(duì)面積通?;|(zhì)的面積超過(guò)現(xiàn)存的任何其它景觀要素類型的總面積。如果某93
基質(zhì)是景觀中連接最好的景觀要素,并包圍其它景觀要素。但基質(zhì)通常并不完全連接在一起,而是被分成幾塊地段。空間上的連接度如果某一空間在延續(xù)途中未被其它邊界所穿插、隔離,就認(rèn)為該空間是完全相連的。基質(zhì)是景觀中連接最好的景觀要素,并包94
面積最大、連接度最好的景觀要素類型往往也控制景觀中的流?;|(zhì)中的優(yōu)勢(shì)種也是景觀中的主要種。基質(zhì)主要是通過(guò)產(chǎn)生未來(lái)景觀來(lái)控制景觀動(dòng)態(tài)。
對(duì)景觀總體動(dòng)態(tài)的控制程度——功能指標(biāo)面積最大、連接度最好的景觀要素類型往往95基質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征:孔隙率:?jiǎn)挝幻娣e基質(zhì)中的斑塊數(shù)目,即斑塊密度。邊界形狀:基質(zhì)與其他景觀結(jié)構(gòu)成分之間邊界的形態(tài)。連通性:基質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征:孔隙率:?jiǎn)挝幻娣e基質(zhì)中的斑塊數(shù)目,即斑塊密度96第四節(jié)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)的概念景觀要素之間的空間聯(lián)系有兩種方式:
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):廊道網(wǎng)絡(luò),斑塊網(wǎng)絡(luò)。
生態(tài)交錯(cuò)帶由廊道相互連接形成由同質(zhì)和(或)異質(zhì)性景觀斑塊通過(guò)廊道的空間聯(lián)系形成第四節(jié)網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)的概念景觀要素之間的空間聯(lián)系有兩種97廊道網(wǎng)絡(luò)概念廊道網(wǎng)絡(luò)由結(jié)點(diǎn)(node)和連接廊道構(gòu)成。
分枝網(wǎng)絡(luò):樹(shù)狀的等級(jí)結(jié)構(gòu)
環(huán)形網(wǎng)絡(luò):封閉環(huán)路結(jié)構(gòu)
兩種形式:廊道網(wǎng)絡(luò)概念分枝網(wǎng)絡(luò):樹(shù)狀的等級(jí)結(jié)構(gòu)兩種形式:98網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)格局網(wǎng)眼大小網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征結(jié)點(diǎn)99農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)結(jié)構(gòu)的測(cè)度農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能100城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):由公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地和其他綠地五大類構(gòu)成。城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的屬性城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):由公園綠地、生產(chǎn)綠地1012生態(tài)交錯(cuò)帶概念:不同景觀斑塊空間鄰接會(huì)產(chǎn)生與斑塊特征不同的邊緣帶。2生態(tài)交錯(cuò)帶概念:不同景觀斑塊空間鄰接會(huì)產(chǎn)生與斑塊特征不同102(1)生態(tài)交錯(cuò)帶具有邊緣效應(yīng)(2)生態(tài)交錯(cuò)帶阻礙物種分布(3)生態(tài)交錯(cuò)帶的敏感性(4)生態(tài)交錯(cuò)帶的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)生態(tài)交錯(cuò)帶的特征(1)生態(tài)交錯(cuò)帶具有邊緣效應(yīng)生態(tài)交錯(cuò)帶的特征103生態(tài)交錯(cuò)帶的結(jié)構(gòu)生態(tài)交錯(cuò)帶的等級(jí)結(jié)構(gòu)特征生態(tài)交錯(cuò)帶的空間格局生態(tài)交錯(cuò)帶空間結(jié)構(gòu)分析指標(biāo)生態(tài)交錯(cuò)帶的結(jié)構(gòu)生態(tài)交錯(cuò)帶的等級(jí)結(jié)構(gòu)特征104生態(tài)交錯(cuò)帶的功能
(1)通道或廊道:景觀中的許多流(物流、能流、信息流、物種流等)是沿生態(tài)交錯(cuò)帶流動(dòng)的,此時(shí)交錯(cuò)帶相當(dāng)于廊道。(2)過(guò)濾或屏障:穿越生態(tài)交錯(cuò)帶的流在質(zhì)、量和速度上大都會(huì)受到不同程度的影響,此時(shí)的交錯(cuò)帶相當(dāng)于—個(gè)半透膜;(3)生境:生態(tài)交錯(cuò)帶有其持有的物種和環(huán)境特征,因此也成為一種棲息地類型。生態(tài)交錯(cuò)帶的功能(1)通道或廊道:景觀中的許多流(物流、能105重要的生態(tài)交錯(cuò)帶河岸帶農(nóng)牧交錯(cuò)帶城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶森林邊際帶重要的生態(tài)交錯(cuò)帶河岸帶106邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng):斑塊邊緣部分由于受外圍影響而表現(xiàn)出與斑塊中心部分不同的生態(tài)學(xué)特征的現(xiàn)象。邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng):斑塊邊緣部分由于受外圍影響而表現(xiàn)出與斑塊中107邊緣效應(yīng)的影響因素邊緣帶寬度邊緣帶面積內(nèi)緣比正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)邊緣效應(yīng)的影響因素邊緣帶寬度108第五節(jié)景觀功能景觀要素內(nèi)部及其之間的能量和物質(zhì)流動(dòng),以及景觀要素的相互作用是景觀過(guò)程的基本功能。景觀的一般功能包括景觀的生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、美學(xué)功能和文化功能。第五節(jié)景觀功能景觀要素內(nèi)部及其之間的能量和物質(zhì)流動(dòng),以及109景觀的生產(chǎn)功能:指景觀能夠?yàn)槿祟惿鐣?huì)和生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)產(chǎn)品和生物生產(chǎn)的功能。景觀的美學(xué)功能:是一個(gè)范圍廣泛、內(nèi)涵豐富、比較難于確定的問(wèn)題。景觀的生產(chǎn)功能:指景觀能夠?yàn)槿祟惿鐣?huì)和生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)產(chǎn)品和110景觀的文化功能自然景觀的文化功能1)自然景觀是藝術(shù)創(chuàng)作的來(lái)源之一。2)自然景觀陶冶人的情操。3)自然景觀是人類學(xué)習(xí)的源泉。景觀的文化功能自然景觀的文化功能111人文景觀的文化功能1)提供歷史見(jiàn)證,是研究歷史的好材料。2)提高景觀作為旅游資源的價(jià)值。3)豐富世界景觀的多樣性。人文景觀的文化功能112景觀的生態(tài)功能指對(duì)人類生存和生活質(zhì)量有貢獻(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。服務(wù)指不能在市場(chǎng)上買賣,但具有重要價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)的性能,如凈化環(huán)境、保持水土、減輕災(zāi)害等。景觀的生態(tài)功能指對(duì)人類生存和生活質(zhì)量有貢獻(xiàn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。113景觀生態(tài)學(xué)部分1課件114景觀生態(tài)學(xué)部分1課件115Castanza根據(jù)已出版的研究報(bào)告和少數(shù)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行最低估計(jì),獲得全球生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)總價(jià)值為:每年平均33萬(wàn)億(16~54萬(wàn)億)美元,與之相比,全球GNP的年總量為18萬(wàn)億美元,即全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值大約為全球GNP的1.8倍。Castanza根據(jù)已出版的研究報(bào)告和少數(shù)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行最低估116景觀生態(tài)學(xué)部分1課件117BioScience1997年的一篇報(bào)道認(rèn)為生物多樣性的恢復(fù)與保育對(duì)每個(gè)國(guó)家都很重要,它提供經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。估計(jì)美國(guó)每年從生物多樣性,如有機(jī)廢物處理、土壤形成和生物固氮等方面可以獲得3000億美元。我國(guó)國(guó)家環(huán)保局估計(jì)我國(guó)生物多樣性的直接使用價(jià)值每年達(dá)2000億美元,間接使用價(jià)值達(dá)4萬(wàn)億每年。BioScience1997年的一篇報(bào)道認(rèn)為生物多樣性的恢復(fù)118
八種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值比較,單位面積價(jià)值最高的是濕地(14785美元),其次是湖泊河流(8494美元),近海水域(4052美元),熱帶森林(2007美元),其他森林(302美元),海洋(252美元),草地(232美元),而農(nóng)田最低(92美元)。八種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值比較,單位面積價(jià)值最高的119從生態(tài)系統(tǒng)類型看,全球總價(jià)值中大約63%來(lái)自海洋;有37%來(lái)自陸地生態(tài)系統(tǒng),主要來(lái)自濕地、熱帶森林,然后是湖泊河流,其他森林和草地,而農(nóng)田比較少。從生態(tài)系統(tǒng)類型看,全球總價(jià)值中大約63%來(lái)自海洋;有37%來(lái)120景觀生態(tài)學(xué)部分1課件121樹(shù)木與草坪生態(tài)效益及投資比例植樹(shù)和種草坪的投資比例為1∶10,而產(chǎn)生的生態(tài)效益比高達(dá)30∶1樹(shù)木與草坪生態(tài)效益及投資比例植樹(shù)和種草坪的投資比例為1∶10122第三章景觀動(dòng)態(tài)變化第三章景觀動(dòng)態(tài)變化123一景觀穩(wěn)定性的概念1景觀參數(shù)的變化曲線若不考慮時(shí)間尺度,景觀參數(shù)隨時(shí)間變化曲線的特點(diǎn)可以由3個(gè)獨(dú)立參數(shù)來(lái)描述:
變化的總趨勢(shì)(上升、下降和水平趨勢(shì));
圍繞總趨勢(shì)的相對(duì)波動(dòng)幅度(大范圍和小范圍);
波動(dòng)的韻律(規(guī)則和不規(guī)則)。第一節(jié)景觀穩(wěn)定性一景觀穩(wěn)定性的概念1景觀參數(shù)的變化曲線第一節(jié)景觀124景觀變化的12條變化曲線景觀生態(tài)學(xué)部分1課件125
(a)美國(guó)田納西洲阿巴拉契亞硬木林在1000年內(nèi)預(yù)測(cè)的生物量變化(b)英國(guó)劍橋附近羅金厄姆林地面積400年來(lái)的變化(c)夏威夷冒納羅亞山上空22年間大氣中CO2含量的變化(a)美國(guó)田納西洲阿巴拉契亞硬木林在1000年內(nèi)預(yù)測(cè)的1262.對(duì)景觀穩(wěn)定性的理解
從景觀變化的趨勢(shì)認(rèn)識(shí):
持久性:表示系統(tǒng)或某些成分的生存時(shí)間。
恒定性或變異性:表示系統(tǒng)某些特征的波動(dòng)頻率和幅度。從景觀對(duì)干擾的反應(yīng)來(lái)認(rèn)識(shí):
恢復(fù)性或彈性:表示系統(tǒng)發(fā)生變化后恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的能力。(恢復(fù)性可用系統(tǒng)回到原狀態(tài)所需的時(shí)間來(lái)度量。)
抗性阻力:表示系統(tǒng)抵抗外界變化的能力。
2.對(duì)景觀穩(wěn)定性的理解從景觀變化的趨勢(shì)認(rèn)識(shí):127二影響景觀穩(wěn)定性的基本因素氣候變化地貌形態(tài)巖石和土壤流水和水文變化植被變化干擾二影響景觀穩(wěn)定性的基本因素氣候變化128三景觀穩(wěn)定性的生態(tài)機(jī)制景觀生態(tài)系統(tǒng)普遍存在的異質(zhì)性景觀生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)放性景觀生態(tài)系統(tǒng)的生物進(jìn)化過(guò)程
三景觀穩(wěn)定性的生態(tài)機(jī)制景觀生態(tài)系統(tǒng)普遍存在的異質(zhì)性129第二節(jié)景觀變化的驅(qū)動(dòng)因子一、自然驅(qū)動(dòng)因子
指在景觀發(fā)育過(guò)程中,對(duì)景觀形成起作用的自然因素。
較大的時(shí)空尺度上作用于景觀,它可以引起大面積的景觀發(fā)生變化。第二節(jié)景觀變化的驅(qū)動(dòng)因子一、自然驅(qū)動(dòng)因子1301地貌的形成氣候的影響3生命的定居4土壤的發(fā)育5自然干擾1地貌的形成131二、人為驅(qū)動(dòng)因子
包括人口、技術(shù)、政治經(jīng)濟(jì)體制、政策和文化等因子,對(duì)景觀的影響十分重要。二、人為驅(qū)動(dòng)因子包括人口、技術(shù)、政治經(jīng)濟(jì)體制、政策132第三節(jié)景觀變化中人的作用一、人類對(duì)自然景觀的干擾作用1、干擾方式主要有:旅游、狩獵、采集、污染等2、人類干擾對(duì)景觀的破壞裸地,采伐跡地,棄耕地,沙漠化土地,采礦廢棄地,垃圾堆放場(chǎng),水域污染第三節(jié)景觀變化中人的作用一、人類對(duì)自然景觀的干擾作用133二、人類對(duì)管理景觀的改造作用改造作用的方式:開(kāi)墾與農(nóng)業(yè)種植農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)森林采伐與更新人工造林圍欄草場(chǎng)二、人類對(duì)管理景觀的改造作用改造作用的方式:134三、人類對(duì)人工景觀的構(gòu)建作用水利工程建設(shè)圍湖造田與梯田建設(shè)河堤建設(shè)城市建設(shè)三、人類對(duì)人工景觀的構(gòu)建作用水利工程建設(shè)135第四節(jié)景觀變化的生態(tài)環(huán)境影響第四節(jié)景觀變化的生態(tài)環(huán)境影響136一、景觀變化對(duì)氣候的影響景觀氣候通過(guò)以下三方面來(lái)實(shí)現(xiàn):土地表面性質(zhì)的變化地表反射率的變化溫室氣體和痕量氣體的變化一、景觀變化對(duì)氣候的影響景觀氣候通過(guò)以下三方面來(lái)實(shí)現(xiàn):137二、景觀變化對(duì)土壤的影響
對(duì)土壤有關(guān)生態(tài)過(guò)程的影響能量交換水交換侵蝕和堆積生物循環(huán)和農(nóng)作物生產(chǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分流動(dòng)的影響二、景觀變化對(duì)土壤的影響對(duì)土壤有關(guān)生態(tài)過(guò)程的影響138
不同土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)土壤水分和養(yǎng)分的影響(傅伯杰等,1998)
a,b,c表示了黃土坡地上三種15年以上不同土地利用結(jié)構(gòu)。a:林地-耕地-草地;b:林地-草地-耕地;c:草地-林地-耕地。不同土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)土壤水分和養(yǎng)分的影響139三、景觀變化對(duì)水環(huán)境的影響對(duì)水量的影響水資源短缺森林變化的影響
草地變化的影響耕地的影響(包括灌溉和農(nóng)業(yè)集水區(qū))聚居地和其它非農(nóng)用影響
對(duì)水質(zhì)的影響非點(diǎn)源污染
三、景觀變化對(duì)水環(huán)境的影響對(duì)水量的影響水資源短缺140四、景觀變化帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題大氣質(zhì)量下降
景觀變化可以改變大氣中氣體的組成和含量,從而影響大氣的質(zhì)量。土壤侵蝕和土地沙化
水資源短缺河水?dāng)嗔鳎狐S河斷流海水入侵:我國(guó)的大渤海地區(qū)由于水資源緊缺,地下水超采,地面下沉,造成沿海地區(qū)的海水入侵。濕地減少四、景觀變化帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題大氣質(zhì)量下降141第五節(jié)景觀變化的動(dòng)態(tài)模擬一、景觀變化動(dòng)態(tài)二、景觀變化模擬的步驟三、景觀變化動(dòng)態(tài)模型四、景觀動(dòng)態(tài)模擬的發(fā)展趨勢(shì)第五節(jié)景觀變化的動(dòng)態(tài)模擬一、景觀變化動(dòng)態(tài)142一、景觀變化動(dòng)態(tài)1、概念景觀變化動(dòng)態(tài):是指景觀變化的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)趨勢(shì)。一、景觀變化動(dòng)態(tài)1、概念1432、類型
根據(jù)關(guān)注景觀變化的側(cè)重點(diǎn)不同,景觀變化動(dòng)態(tài)可分為兩種:景觀空間變化動(dòng)態(tài),景觀過(guò)程變化動(dòng)態(tài)。2、類型根據(jù)關(guān)注景觀變化的側(cè)重點(diǎn)不同,景觀變化1443、景觀變化的動(dòng)態(tài)模擬需要考慮的問(wèn)題
景觀的初始狀態(tài)景觀變化的方向:趨勢(shì)景觀的變化率:過(guò)程景觀變化的可預(yù)測(cè)性:結(jié)果景觀變化的可能性和程度:機(jī)制3、景觀變化的動(dòng)態(tài)模擬需要考慮的問(wèn)題景觀的初始狀態(tài)145(一)、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立(二)、模擬模型的建立(三)、模擬結(jié)果的分析(四)、模擬結(jié)果的驗(yàn)證二、景觀變化模擬的步驟
(一)、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立二、景觀變化模擬的步驟1461、遙感圖像:航空像片、衛(wèi)星圖像航空像片是景觀變化中使用很廣的數(shù)據(jù)來(lái)源,根據(jù)它,可以直接得到土地利用類型和景觀變化率。一般為1~5m分辨率。衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)有AVHRR數(shù)據(jù)(1.1km分辨率)、MSS數(shù)據(jù)(70m分辨率)、TM數(shù)據(jù)(30m分辨率,ETM15m分辨率)、SPOT數(shù)據(jù)(5~15m分辨率)、QUICKBIRD(IKNOS)(2m分辨率)等。(一)、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立1、遙感圖像:航空像片、衛(wèi)星圖像(一)、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立147深圳地區(qū)城市化過(guò)程示意圖2003年衛(wèi)星影像圖(下)1988年衛(wèi)星影像圖(上)深圳地區(qū)城市化過(guò)程示意圖2003年衛(wèi)星影像圖(下)1988年148
遙感數(shù)據(jù)選擇需要考慮的幾個(gè)數(shù)據(jù)屬性
1)類型:遙感平臺(tái)類型、數(shù)據(jù)表達(dá)類型
2)范圍:地表覆蓋范圍、目標(biāo)客體涵蓋范圍
3)分辨率水平:目標(biāo)細(xì)節(jié)的表現(xiàn)水平
4)時(shí)段:數(shù)據(jù)獲取的時(shí)間、不同時(shí)段的分布情況遙感數(shù)據(jù)選擇需要考慮的幾個(gè)數(shù)據(jù)屬性1492、空間數(shù)據(jù)包括植被圖、土地利用圖、土壤圖、地形圖等,以及由此生成的一些圖,如坡度圖、坡向圖、NDVI(歸一化植被指數(shù))圖。一般以矢量或柵格形式儲(chǔ)存。2、空間數(shù)據(jù)150景觀生態(tài)學(xué)部分1課件151景觀生態(tài)學(xué)部分1課件1523、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料文獻(xiàn)數(shù)據(jù)主要是與所要模擬的景觀過(guò)程有關(guān)的變量數(shù)據(jù)和參數(shù)值;統(tǒng)計(jì)資料包括工農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、年鑒、森林資源清查數(shù)據(jù)等。景觀生態(tài)學(xué)部分1課件1534、氣象數(shù)據(jù)主要有溫度、降水量和太陽(yáng)輻射等。4、氣象數(shù)據(jù)154(二)、模擬模型的建立1、統(tǒng)計(jì)相關(guān)模型(1)統(tǒng)計(jì)相關(guān)建模目的①.變量間相關(guān)性研究②.形成科學(xué)的成因假設(shè)③.預(yù)測(cè)④.?dāng)?shù)據(jù)簡(jiǎn)化或結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化
(二)、模擬模型的建立1、統(tǒng)計(jì)相關(guān)模型155(2)模型分類
根據(jù)統(tǒng)計(jì)相關(guān)模型的應(yīng)用目的,將模型分為三類:1)相關(guān)分析:相關(guān)分析模型研究變量間的相互關(guān)系并進(jìn)行信度檢驗(yàn)。2)回歸分析:使用統(tǒng)計(jì)回歸方法,建立解釋變量與因變量之間的關(guān)系表達(dá)式。3)因子分析:是使用數(shù)學(xué)方法建立起來(lái)的關(guān)于變量之間組合關(guān)系的方法。(2)模型分類
根據(jù)統(tǒng)計(jì)相關(guān)模型的應(yīng)用目的,將模型分為三156(3)建模步驟
①.?dāng)?shù)據(jù)整理②.?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理③.模型計(jì)算④.模型檢驗(yàn)⑤.模型解釋和應(yīng)用
(3)建模步驟①.?dāng)?shù)據(jù)整理1572、生理生態(tài)學(xué)過(guò)程模型
包含一些生理生態(tài)學(xué)機(jī)理,機(jī)理意義更明確,普適性更強(qiáng),但實(shí)際應(yīng)用上更多地還是采用半理論半經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,因而這一領(lǐng)域的模型仍處于迅速發(fā)展的階段。2、生理生態(tài)學(xué)過(guò)程模型包含一些生理生態(tài)學(xué)機(jī)1583、遙感模型
遙感模型由地形模型、物理模型和數(shù)學(xué)模型構(gòu)成,是用遙感信息和地理信息影像化的方法建立的一種模型,它是形象模型與抽象模型結(jié)合的一類可視化模型。3、遙感模型遙感模型由地形模型、物理模型和159(三)、模擬結(jié)果的分析
運(yùn)用GIS手段進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的處理、分析和顯示。
(三)、模擬結(jié)果的分析運(yùn)用GIS手段進(jìn)行空間數(shù)160(四)、模擬結(jié)果的驗(yàn)證
模型的模擬結(jié)果必須得到一定程度的驗(yàn)證,才能確定其精度和可行性。
(四)、模擬結(jié)果的驗(yàn)證模型的模擬結(jié)果必須得到一定程161三、景觀變化動(dòng)態(tài)模型
1、景觀整體變化模型
將景觀作為一個(gè)整體,模擬景觀整體某一值或某一屬性的變化情況。用微分方程表示:dx/dt=f(x);用差分方程表示:xt+1=f(xt)。
x是景觀整體的變化量,f(x)是變量x的函數(shù),t是時(shí)間。三、景觀變化動(dòng)態(tài)模型1、景觀整體變化模型1622、景觀分布變化模型
景觀分布變化模型著眼于景觀一系列變量值的分布,對(duì)景觀各變量占景觀的比例變化進(jìn)行模擬;不提供景觀中各要素的實(shí)際位置和構(gòu)型,所包含的信息不十分全面,但它比景觀空間模型簡(jiǎn)單,易于使用和發(fā)展。2、景觀分布變化模型景觀分布變化模型著眼于景1633、景觀空間模型
是景觀變化中最重要的模擬,不僅可以模擬景觀要素變化的數(shù)量,而且可以模擬景觀要素空間位置的變化。
3、景觀空間模型是景觀變化中最重要的模擬,164四、景觀動(dòng)態(tài)模擬的發(fā)展趨勢(shì)1、從景觀空間變化到景觀過(guò)程變化2、從單純景觀現(xiàn)狀模擬到通過(guò)驅(qū)動(dòng)因子模擬景觀變化3、從單一尺度到多尺度的景觀變化4、從宏觀變化到個(gè)體反應(yīng)機(jī)制的模擬
5、與地理信息系統(tǒng)結(jié)合6、與社會(huì)經(jīng)濟(jì)模型結(jié)合7、模型的可視化四、景觀動(dòng)態(tài)模擬的發(fā)展趨勢(shì)1、從景觀空間變化到景觀過(guò)程變化165第四章景觀格局分析方法第一節(jié)概念第二節(jié)景觀格局分析的基本步驟第三節(jié)景觀指數(shù)第四節(jié)空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法第五節(jié)景觀格局分析中的誤差問(wèn)題第四章景觀格局分析方法第一節(jié)概念166一、景觀格局(景觀空間格局)的概念景觀要素在景觀空間內(nèi)的配置和組合形式。
第一節(jié)概念一、景觀格局(景觀空間格局)的概念第一節(jié)概念167二、景觀格局的基本類型1)規(guī)則或均勻分布格局2)聚集(團(tuán)聚)型分布格局3)線狀格局4)平行格局5)特定的組合或空間聯(lián)結(jié)格局二、景觀格局的基本類型1)規(guī)則或均勻分布格局1681)規(guī)則或均勻分布格局:指某一特定類型景觀要素間的距離相對(duì)一致的一種景觀。美國(guó)華盛頓洲貝克山山坡針葉林中砍伐斑塊的規(guī)則分布格局1)規(guī)則或均勻分布格局:指某一特定類型景觀要素間的距離相對(duì)一1692)聚集(團(tuán)聚)型分布格局
同一類型的景觀要素斑塊相對(duì)聚集在一起,同類景觀要素相對(duì)集中,在景觀中形成若干較大面積的分布區(qū),再散布在整個(gè)景觀中。
如:在丘陵農(nóng)業(yè)景觀中,農(nóng)田多聚集在村莊附近或道路的一端。2)聚集(團(tuán)聚)型分布格局同一類型的景1703)線狀格局
指同一類景觀要素的斑塊呈線性分布。
如:沿公路零散分布的房屋,干旱地區(qū)(或山地)沿河分布的耕地。3)線狀格局指同一類景觀要素的斑塊呈線1714)平行格局
指同一類型的景觀要素斑塊呈平行分布。
如:侵蝕活躍地區(qū)的平行河流廊道,以及山地景觀中沿山脊分布的林地。
4)平行格局指同一類型的景觀要素斑塊呈1725)特定的組合或空間聯(lián)結(jié)格局
指不同的景觀要素類型由于某種原因經(jīng)常相聯(lián)結(jié)分布??臻g聯(lián)結(jié)可以是正相關(guān),也可以是負(fù)相關(guān)。
如:稻田總是與河流或渠道并存是正相關(guān)空間聯(lián)結(jié)的實(shí)例;平原的稻田區(qū)很少有大片林地出現(xiàn)是負(fù)相關(guān)的實(shí)例。5)特定的組合或空間聯(lián)結(jié)格局指不同的景觀173三、景觀格局分析概念
用來(lái)研究景觀結(jié)構(gòu)組成特征和空間配置關(guān)系的分析方法。
通過(guò)研究空間格局可以更好地理解生態(tài)學(xué)過(guò)程。
三、景觀格局分析概念174一景觀格局研究的目的確定產(chǎn)生和控制空間格局的因子及其作用機(jī)制;比較不同景觀鑲嵌體的特征和它們的變化;探討空間格局的尺度性質(zhì);確定景觀格局和功能過(guò)程的相互關(guān)系;為景觀的合理管理提供有價(jià)值的資料。第二節(jié)景觀格局分析的基本步驟一景觀格局研究的目的確定產(chǎn)生和控制空間格局的因子及其作用175二景觀格局分析的基本步驟以研究目的和方案為指導(dǎo),收集和處理景觀數(shù)據(jù)將真實(shí)的景觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的景觀,選用適當(dāng)?shù)母窬盅芯糠椒ㄟM(jìn)行分析最后對(duì)分析結(jié)果加以解釋和綜合柵格化數(shù)據(jù)矢量化數(shù)據(jù)二景觀格局分析的基本步驟以研究目的和方案為指導(dǎo),收集和處理176收集景觀數(shù)據(jù)野外考察、測(cè)量(獲得植被、森林、土壤等相關(guān)資料)遙感數(shù)據(jù):航空遙感衛(wèi)星遙感收集景觀數(shù)據(jù)野外考察、測(cè)量(獲得植被、森林、土壤等相關(guān)資料)177景觀格局分析圖示景觀格局分析圖示178
在進(jìn)行景觀格局分析時(shí),實(shí)際景觀首先要經(jīng)過(guò)取樣、數(shù)字化過(guò)程轉(zhuǎn)化為柵格型或矢量型數(shù)字地圖在進(jìn)行景觀格局分析時(shí),實(shí)際景觀首先要經(jīng)過(guò)179第三節(jié)景觀指數(shù)
一、景觀指數(shù)
能夠高度濃縮景觀格局信息,反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)。第三節(jié)景觀指數(shù)一、景觀指數(shù)180二、景觀要素斑塊特征分析1景觀要素斑塊規(guī)模A:斑塊面積B:內(nèi)部生境面積2景觀要素斑塊形狀
A:景觀要素斑塊形狀指數(shù)
B:景觀要素斑塊分維數(shù)二、景觀要素斑塊特征分析1景觀要素斑塊規(guī)模A:斑塊面積2181A:斑塊面積類斑塊平均面積:景觀中某類景觀要素斑塊面積的算術(shù)平均值。式中:Ni——第i類景觀要素的斑塊總數(shù);Aij——第i類景觀要素第i個(gè)斑塊的面積。A:斑塊面積類斑塊平均面積:景觀中某類景觀要素斑塊面積的算182最大和最小斑塊面積:指景觀中某類景觀要素最大和最小斑塊的面積。最大和最小斑塊面積:指景觀中某類景觀要素最大和最小斑塊的面積183類斑面積標(biāo)準(zhǔn)差(Si)和變動(dòng)系數(shù)(Ci):是指景觀中某類景觀要素斑塊面積的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差和變動(dòng)系數(shù)。類斑面積標(biāo)準(zhǔn)差(Si)和變動(dòng)系數(shù)(Ci):是指景觀中某類景觀184B:內(nèi)部生境面積類斑塊內(nèi)部生境總面積:該類生境全部斑塊內(nèi)部面積之和。式中AIi——第i類生境的內(nèi)部生境總面積;
Aij——第i類生境的斑塊平均內(nèi)部生境面積;
EAij——第i類景觀要素第j斑塊的邊際帶面積;B:內(nèi)部生境面積類斑塊內(nèi)部生境總面積:該類生境全部斑塊內(nèi)部185平均內(nèi)部生境面積:該類生境全部斑塊內(nèi)部面積算術(shù)平均值。平均內(nèi)部生境面積:該類生境全部斑塊內(nèi)部面積算術(shù)平均值。186A:景觀要素斑塊形狀指數(shù)斑塊形狀指數(shù)D:通過(guò)計(jì)算某一斑塊形狀與相同面積的圓或正方形之間的偏離程度來(lái)測(cè)量其形狀的復(fù)雜程度。以圓為參照:
以正方形為參照:
P為斑塊周長(zhǎng);A為斑塊面積。斑塊的形狀越復(fù)雜或越扁長(zhǎng),D的值就越大。A:景觀要素斑塊形狀指數(shù)斑塊形狀指數(shù)D:通過(guò)計(jì)算某一斑187B:景觀要素斑塊分維數(shù)分形維數(shù)(fractaldimension)分形:不規(guī)則的非歐幾里德幾何形狀可通稱為分形。組成部分以某種方式與整體相似的形體稱分形。分形維數(shù)或分維數(shù):不規(guī)則幾何形狀的非整數(shù)維數(shù)。B:景觀要素斑塊分維數(shù)分形維數(shù)(fractaldime188對(duì)于單個(gè)斑塊:
P是斑塊的周長(zhǎng),A是斑塊的面積,D是分維數(shù),k是常數(shù)。對(duì)于柵格景觀而言,k=4。一般地說(shuō),歐幾里德幾何形狀的分維為1,具有復(fù)雜邊界斑塊的分維則大于1,但小于2。對(duì)于單個(gè)斑塊:189三景觀異質(zhì)性指數(shù)1)景觀斑塊密度和邊緣密度A:景觀斑塊密度B:景觀邊緣密度2)景觀多樣性A:多樣性指數(shù)與均勻度B:景觀要素優(yōu)勢(shì)度三景觀異質(zhì)性指數(shù)1)景觀斑塊密度和邊緣密度190A:景觀斑塊密度式中:PD——景觀斑塊密度
PDi——景觀要素的斑塊密度
M——研究范圍內(nèi)某空間分辨率上景觀要素類型總數(shù)
A——研究范圍景觀總面積。A:景觀斑塊密度式中:PD——景觀斑塊密度191B:景觀邊緣密度(邊界密度)
Pij——景觀中第i類景觀要素斑塊與相鄰第j類景觀要素斑塊間的邊界長(zhǎng)度。B:景觀邊緣密度(邊界密度)Pij——景觀中第i類景192A:多樣性指數(shù)與均勻度景觀多樣性指數(shù)Shannon多樣性指數(shù):Pk為斑塊類型k在景觀中出現(xiàn)的概率;m為景觀中斑塊類型總數(shù)。
Simpson多樣性指數(shù):A:多樣性指數(shù)與均勻度景觀多樣性指數(shù)Pk為斑塊類型k在景觀193
景觀均勻度指數(shù)
反映景觀中各斑塊類型在面積上分布的均勻程度。
以Shannon多樣性指數(shù)為例:E<=1,當(dāng)E趨于1時(shí),景觀斑塊類型分布的均勻程度也趨于最大。景觀均勻度指數(shù)E<=1,當(dāng)E趨于1時(shí),景觀斑塊類型分布的均194B:景觀要素優(yōu)勢(shì)度
描述景觀由少數(shù)幾類斑塊控制的程度。通常,較大的D(RD)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)斑塊類型占主導(dǎo)地位的景觀。優(yōu)勢(shì)度指數(shù)D:D=Hmax–H相對(duì)優(yōu)勢(shì)度RD:RD=1-E=1—(H/Hmax)B:景觀要素優(yōu)勢(shì)度描述景觀由少數(shù)幾類195景觀指數(shù)應(yīng)用舉例通過(guò)計(jì)算一些景觀指數(shù),可以比較兩個(gè)景觀的結(jié)構(gòu)特征(圖)
兩個(gè)具有不同空間格局的景觀及其相應(yīng)的一些景觀指數(shù)
景觀指數(shù)應(yīng)用舉例通過(guò)計(jì)算一些景觀指數(shù),可以比較兩個(gè)景觀的結(jié)構(gòu)196景觀指數(shù)可以用來(lái)定量地描述和監(jiān)測(cè)景觀結(jié)構(gòu)特征隨時(shí)間的變化(圖)
美國(guó)本土的原始森林由于人類活動(dòng)從1620年1990年間銳減的情形美國(guó)亞利桑那洲鳳凰城地區(qū)從1912年到1995年城市擴(kuò)張的情形景觀指數(shù)可以用來(lái)定量地描述和監(jiān)測(cè)景觀結(jié)構(gòu)特征隨時(shí)間的變化(圖197景觀格局變化的定量描述以10個(gè)景觀指數(shù)舉例說(shuō)明美國(guó)鳳凰城地區(qū)從1912年至1995年土地利用變化的情形景觀生態(tài)學(xué)部分1課件198第四節(jié)空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法景觀格局的最大特征就是空間自相關(guān)性——被稱為是地理學(xué)第一定律,指在空間上越靠近的事物或現(xiàn)象就越相似,即景觀特征或變量在鄰近范圍內(nèi)的變化往往表現(xiàn)出對(duì)空間位置的依賴關(guān)系。
空間自相關(guān)分析
第四節(jié)空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法景觀格局的最大特征就是空間自相關(guān)性——199空間自相關(guān)分析:檢驗(yàn)?zāi)骋豢臻g變量的取值是否與相鄰空間上該變量的取值大小相關(guān),以及相關(guān)程度如何??臻g自相關(guān)系數(shù):度量物理或生態(tài)學(xué)變量在空間上的分布特征及其對(duì)其鄰域的影響程度。若某一空間變量的值隨著測(cè)定距離的縮小而變得更相似,則這一變量呈空間正相關(guān);若所測(cè)值隨距離的縮小而更為不同,則這一變量呈空間負(fù)相關(guān);若表現(xiàn)出任何空間依賴關(guān)系,則這所測(cè)值變量表現(xiàn)出空間不相關(guān)性或空間隨機(jī)性。景觀生態(tài)學(xué)部分1課件200空間自相關(guān)分析的步驟對(duì)所檢驗(yàn)的空間單元進(jìn)行取樣計(jì)算空間自相關(guān)系數(shù)(Moran的I系數(shù)和Geary的c系數(shù))進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)空間自相關(guān)分析的步驟201
景觀格局分析中誤差的來(lái)源原始數(shù)據(jù)收集過(guò)程引入的誤差:技術(shù)方法本身和與觀察者有關(guān)的種種原因造成。數(shù)據(jù)處理和分類過(guò)程引入的誤差:空間分析過(guò)程本身所引入的誤差:各種景觀指數(shù)和空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的局限性和非確定性;采用這些方法的人的實(shí)際操作水平和對(duì)結(jié)果的解譯能力。第五節(jié)景觀格局分析中的誤差問(wèn)題景觀格局分析中誤差的來(lái)源原始數(shù)據(jù)收集過(guò)程引入的誤差:技術(shù)202景觀空間分析中的誤差景觀生態(tài)學(xué)部分1課件203
這些不同階段所產(chǎn)生的誤差還可能相互作用,不斷放大,即所謂的誤差繁衍(errorpropagation)現(xiàn)象。
多層空間數(shù)據(jù)分析的精確度這些不同階段所產(chǎn)生的誤差還可能相互作用,不斷放大,即所謂204第五章土地/景觀動(dòng)態(tài)過(guò)程及模型第五章土地/景觀動(dòng)態(tài)過(guò)程及模型205第一節(jié)土地/景觀變化的空間模式一、人類活動(dòng)對(duì)土地/景觀變化的影響在人類歷史時(shí)期,土地/景觀變化已在不同的時(shí)間和空間發(fā)生。刀耕火種時(shí)期,人類對(duì)土地利用與景觀的影響較小。農(nóng)業(yè)文明時(shí)期,開(kāi)始吧林地、草地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田,引進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、過(guò)程,自然的景觀轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)景觀,以及出現(xiàn)了一些田園化景觀和可持續(xù)農(nóng)業(yè)景觀。工業(yè)化與人口的擴(kuò)張,導(dǎo)致大量的自然與人文景觀退化,從而不可避免地出現(xiàn)了全球性的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。人為活動(dòng)是影響景觀變化的主要因素。人類活動(dòng)對(duì)土地/景觀的影響是多時(shí)間尺度的。第一節(jié)土地/景觀變化的空間模式一、人類活動(dòng)對(duì)土地/景觀變化206二、景觀變化的空間過(guò)程
1.景觀破碎化
定義:指由于自然或人為干擾所致的景觀有簡(jiǎn)單趨于復(fù)雜的過(guò)程,即由單一、均質(zhì)和連續(xù)的整體趨于復(fù)雜、異質(zhì)和不連續(xù)的斑塊鑲嵌體的過(guò)程。
主要表現(xiàn):斑塊數(shù)量增加而面積減少,斑塊形狀趨于不規(guī)則,內(nèi)部生境面積縮小,廊道被截?cái)嘁约鞍邏K彼此隔離。二、景觀變化的空間過(guò)程1.景觀破碎化2072.景觀變化的空間過(guò)程在自然景觀和人類無(wú)計(jì)劃活動(dòng)作用下所產(chǎn)生的景觀變化包括五種空間過(guò)程:穿孔、分割、破碎、縮小和消失2.景觀變化的空間過(guò)程在自然景觀和人類無(wú)計(jì)劃活動(dòng)作用下208景觀生態(tài)學(xué)部分1課件209三、景觀變化的空間模式
Forman提出景觀變化的6種空間模式,即邊緣式、廊道式、但核心式、多核心式、散布式、隨機(jī)式。三、景觀變化的空間模式Forman提出景觀變化的6種空間模210邊緣式是指新的景觀類型從一個(gè)邊緣向另一個(gè)單向地呈平行帶狀蔓延,景觀變化從一個(gè)邊緣開(kāi)始。廊道式是指新的廊道在開(kāi)始時(shí)把原來(lái)的景觀一分為二,從廊道的兩邊向外擴(kuò)張。單核心式是指從景觀的一點(diǎn)或一個(gè)核心處蔓延。多核心式是指從景觀中的幾個(gè)點(diǎn)蔓延,如居民點(diǎn)或外來(lái)物種的入侵。散布式是指新的斑塊廣泛散布。邊緣式是指新的景觀類型從一個(gè)邊緣向另一個(gè)單向地呈平行帶狀蔓延211四、土地利用/覆蓋變化1.土地利用/覆被變化研究框架土地利用和土地覆蓋變化是影響景觀結(jié)構(gòu)、功能及動(dòng)態(tài)變化的最普遍的主導(dǎo)因素之一,涉及對(duì)人類活動(dòng)影響的量化評(píng)價(jià)。土地利用與覆蓋變化已成為景觀生態(tài)學(xué)和全球生態(tài)學(xué)中極重要和具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。四、土地利用/覆蓋變化1.土地利用/覆被變化研究框架212景觀生態(tài)學(xué)部分1課件2132.LUCC生態(tài)效應(yīng)研究主要主題包括:區(qū)域/全球糧食保障;全球氣候變化對(duì)區(qū)域土地/水資源利用的影響;氣候的可變化性及區(qū)域脆弱性;后京都協(xié)議中的碳問(wèn)題;區(qū)域生物多樣性的喪失;社會(huì)和環(huán)境中的脆弱區(qū)。2.LUCC生態(tài)效應(yīng)研究主要主題包括:區(qū)域/全球糧食保障;全214第二節(jié)土地/景觀變化模型第二節(jié)土地/景觀變化模型215一、模型的含義
是某種對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)或現(xiàn)象的抽象或簡(jiǎn)化;具體地說(shuō),模型是對(duì)真實(shí)系統(tǒng)或現(xiàn)象最重要的組成單元及其相互關(guān)系的表述。
模型的定義一、模型的含義是某種對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)或現(xiàn)象的抽象216預(yù)測(cè)增強(qiáng)理解診斷現(xiàn)有知識(shí)中的重要環(huán)節(jié)或薄弱環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化和綜合的工具轉(zhuǎn)化“信息”為“知識(shí)”支持管理和決策
模型的重要作用預(yù)測(cè)模型的重要作用217二、模型的種類
根據(jù)計(jì)算機(jī)在建模中的作用解析模型與模擬模型根據(jù)時(shí)間上和空間上的連續(xù)性連續(xù)型模型和離散型模型根據(jù)數(shù)學(xué)方法微分方程、差分方程和矩陣模型根據(jù)是否含有隨機(jī)變量或參數(shù)隨機(jī)型模型和確定型模型二、模型的種類根據(jù)計(jì)算機(jī)在建模中的作用218
根據(jù)模型所涉及的生態(tài)學(xué)過(guò)程和機(jī)制的多少現(xiàn)象學(xué)模型和機(jī)制或過(guò)程模型根據(jù)模型的內(nèi)容干擾傳播模型、復(fù)合種群模型、植被動(dòng)態(tài)模型、土地利用變化模型以及生物地球化學(xué)循環(huán)模型等根據(jù)模型所涉及的生態(tài)學(xué)過(guò)程和機(jī)制的多少219
根據(jù)模型所涉及的生態(tài)學(xué)組織層次生理生態(tài)模型、種群模型、群落模型、生態(tài)系統(tǒng)模型,景觀模型以及全球模型等根據(jù)模型包含空間異質(zhì)性的程度或處理空間信息的方式點(diǎn)模型或非空間模型,半空間模型或準(zhǔn)空間模型,以及空間顯式模型或空間模型根據(jù)模型所涉及的生態(tài)學(xué)組織層次220三、生態(tài)學(xué)建模的一般原理和過(guò)程生態(tài)學(xué)建模的一般原理生態(tài)學(xué)模型是科學(xué)和藝術(shù)的結(jié)合
“藝術(shù)”成分是指整個(gè)建模過(guò)程包含許多人為或主觀因素,決定了同樣的一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)可以用不同的風(fēng)格或不同類型的模型來(lái)描述。
“科學(xué)”成分指反映系統(tǒng)或現(xiàn)象的客觀現(xiàn)實(shí)。但模型的目的不是“復(fù)制”現(xiàn)實(shí),而是為理解和預(yù)測(cè)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供一個(gè)有效的代替。三、生態(tài)學(xué)建模的一般原理和過(guò)程生態(tài)學(xué)建模的一般原理221Levins(1966)提出了關(guān)于生態(tài)學(xué)建模的“三分”觀點(diǎn):普遍性準(zhǔn)確性真實(shí)性Levins(1966)提出了關(guān)于生態(tài)學(xué)建模的“三分”觀點(diǎn):222Levins(1966)提出了關(guān)于生態(tài)學(xué)建模的“三分”觀點(diǎn):普遍性指其能夠代表的系統(tǒng)或現(xiàn)象的總數(shù)Levins(1966)提出了關(guān)于生態(tài)學(xué)建模的“三分”觀點(diǎn):223Levins(1966)提出了關(guān)于生態(tài)學(xué)建模的“三分”觀點(diǎn):普遍性準(zhǔn)確性指模型輸出結(jié)果與真實(shí)系統(tǒng)觀察值的吻合程度Levins(1966)提出了關(guān)于生態(tài)學(xué)建模的“三分”觀點(diǎn):224景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)225鄭州大學(xué)校園景觀
鄭州大學(xué)校園景觀226鄭州大學(xué)校園景觀
鄭州大學(xué)校園景觀227上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)
上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)228上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)
上海寶山綠龍公229泰山醫(yī)學(xué)院新校區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)泰山醫(yī)學(xué)院新校區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)230景觀生態(tài)學(xué)部分1課件231第一節(jié)景觀的概念第二節(jié)景觀生態(tài)學(xué)第三節(jié)景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)第四節(jié)景觀生態(tài)學(xué)中的幾個(gè)重要概念第一章緒論第一節(jié)景觀的概念第一章緒論232
第一節(jié)景觀的概念1美學(xué)上的意義
2地理學(xué)上的理解3景觀生態(tài)學(xué)對(duì)景觀的理解第一節(jié)景觀的概念1美學(xué)上的意義2地理233景觀(Landscape)一詞的使用最早見(jiàn)于希伯來(lái)語(yǔ)“圣經(jīng)”舊約全書(shū),原意是自然風(fēng)光、地表形態(tài)和風(fēng)景畫(huà)面。漢語(yǔ)中的“景觀”一詞涵義豐富,反映“風(fēng)景、景色、景致”之意。景觀沒(méi)有明確的空間界限,主要突出一種綜合直觀的視覺(jué)感受。1美學(xué)上的意義景觀(Landscape)一詞的使用最早見(jiàn)于希伯來(lái)語(yǔ)“圣經(jīng)”234景觀的一般理解常見(jiàn)的宏觀景觀舉例
A.桂林山水景觀;
B.位于美國(guó)亞利桑那洲大峽谷景觀;
C.美國(guó)威斯康辛大學(xué)
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