環(huán)境生態(tài)學(xué)-景觀生態(tài)學(xué)理論與人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)利用

第六章景觀生態(tài)學(xué)理論與人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用第一頁(yè)，共53頁(yè)。第一頁(yè)，共53頁(yè)。第一節(jié)景觀生態(tài)學(xué)中的基本概念（一）景觀1.景觀的美學(xué)概念一般意義上的景觀：景色、景致、風(fēng)景、景象……視覺(jué)上與“風(fēng)景”同義。作為審美對(duì)象，是風(fēng)景詩(shī)、畫(huà)及風(fēng)景園林學(xué)科的對(duì)象。一、景觀及景觀生態(tài)學(xué)第二頁(yè)，共53頁(yè)。第二頁(yè)，共53頁(yè)。2.景觀的地理學(xué)概念景觀作為地球表面氣候、土壤、地貌、生物各種成分的綜合體。景觀的概念接近于生態(tài)系統(tǒng)或生物地理群落等術(shù)語(yǔ)。第三頁(yè)，共53頁(yè)。第三頁(yè)，共53頁(yè)。3.景觀的生態(tài)學(xué)概念景觀生態(tài)學(xué)創(chuàng)始人特羅爾將景觀定義為將地圈、生物圈和智能圈的人類(lèi)建筑和制造物綜合在一起的，供人類(lèi)生存的總體可見(jiàn)實(shí)體。福曼在《景觀生態(tài)學(xué)》中，景觀“以類(lèi)似方式重復(fù)出現(xiàn)的相互作用的若干生態(tài)系統(tǒng)的聚合所組成的異質(zhì)性土地地域”。第四頁(yè)，共53頁(yè)。第四頁(yè)，共53頁(yè)。（二）景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)是以景觀為對(duì)象，研究其結(jié)構(gòu)、功能及變化的生態(tài)學(xué)科。1.概念第五頁(yè)，共53頁(yè)。第五頁(yè)，共53頁(yè)。景觀結(jié)構(gòu)景觀功能景觀動(dòng)態(tài)景觀規(guī)劃與管理2.景觀生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容第六頁(yè)，共53頁(yè)。第六頁(yè)，共53頁(yè)。1.結(jié)構(gòu)：即空間單元的特殊配置，通常與空間結(jié)構(gòu)或斑塊結(jié)構(gòu)同義。2.連接度：一個(gè)景觀內(nèi)一種生境或覆蓋類(lèi)型的空間連續(xù)性。3.廊道：指與其兩側(cè)相鄰區(qū)域有差異的相對(duì)呈狹長(zhǎng)形的一種特殊景觀類(lèi)型。4.邊緣：指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)或覆蓋類(lèi)型的周邊部分，其內(nèi)部的環(huán)境條件可能與該生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部區(qū)域有一定差異。第七頁(yè)，共53頁(yè)。第七頁(yè)，共53頁(yè)。5.破碎化：一個(gè)生境或覆蓋類(lèi)型破碎為更小的、不相連的小塊。6.異質(zhì)性：包含不同景觀要素的性質(zhì)或狀態(tài)。7.基質(zhì)（本底）：在景觀中的本底覆蓋類(lèi)型，通常具有高覆蓋率和高連接度。8.斑塊（嵌塊體）：在性質(zhì)或外貌上不同于周?chē)鷨卧膲K狀區(qū)域。9.尺度：對(duì)象或過(guò)程的時(shí)空維度，具有粒度和幅度的特征。第八頁(yè)，共53頁(yè)。第八頁(yè)，共53頁(yè)。（一）斑塊第九頁(yè)，共53頁(yè)。第九頁(yè)，共53頁(yè)。起源與類(lèi)型（起源原因、特點(diǎn)）1、干擾斑塊

原因：由于局部干擾而產(chǎn)生的。采伐后的森林，草原燒荒，地表煤礦干擾是引起生態(tài)系統(tǒng)格局顯著偏離其常態(tài)的事件。按照起源和類(lèi)型，可將斑塊分為四類(lèi)：干擾斑塊、殘余斑塊、環(huán)境資源斑塊、引入斑塊舉例：風(fēng)、火、冰雹、山崩、蟲(chóng)害等。特點(diǎn)：容易恢復(fù)第十頁(yè)，共53頁(yè)。第十頁(yè)，共53頁(yè)。第十一頁(yè)，共53頁(yè)。第十一頁(yè)，共53頁(yè)。第十二頁(yè)，共53頁(yè)。第十二頁(yè)，共53頁(yè)。斑塊特點(diǎn)是：持續(xù)時(shí)間最短、消失最快的斑塊類(lèi)型。森林景觀受到干擾后，有的種個(gè)體數(shù)量發(fā)生很大變化，有的消失了，有的入侵了……，這一切決定于各種物種對(duì)于干擾的抵御能力和干擾后復(fù)生的能力。由于干旱缺水，物種消失……。一旦有了充足的水源，物種會(huì)迅速恢復(fù)……第十三頁(yè)，共53頁(yè)。第十三頁(yè)，共53頁(yè)。原因:

由于周?chē)耐恋厥艿礁蓴_形成。它的成因和干擾斑塊相同，都是天然或人為造成，不過(guò)地位不同。舉例:

火災(zāi)大火過(guò)后殘留的一片森林、大水淹沒(méi)大片農(nóng)田，只有高處的幸免。干擾消失后，在自然界同化的作用下，很快融合在基質(zhì)中。2、殘存斑塊第十四頁(yè)，共53頁(yè)。第十四頁(yè)，共53頁(yè)。第十五頁(yè)，共53頁(yè)。第十五頁(yè)，共53頁(yè)。一個(gè)殘存斑塊，如火燒跡地，盡管在外表上與干擾前的森林類(lèi)似，實(shí)質(zhì)上是不一樣的。最起碼生物種的活動(dòng)范圍小了，食物種類(lèi)少了……因?yàn)樵谘莼倪^(guò)程中，有些物種在干擾中淘汰掉了（本底—基質(zhì)）。這些種的重新進(jìn)居取決于很遠(yuǎn)的種源，因而恢復(fù)很慢。由此看來(lái)，甚至當(dāng)本底和殘余斑塊融合在一起時(shí)，由它會(huì)合在一起的生態(tài)系統(tǒng)，物種仍比原來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)貧乏些。殘存斑塊的特點(diǎn)第十六頁(yè)，共53頁(yè)。第十六頁(yè)，共53頁(yè)。原因：由于環(huán)境資源的空間異質(zhì)性或鑲嵌分布而引起。例如：長(zhǎng)白山植物垂直分布、森林中的沼澤、沙漠中綠洲。月牙泉（沙漠第一泉）3、環(huán)境資源斑塊第十七頁(yè)，共53頁(yè)。第十七頁(yè)，共53頁(yè)。第十八頁(yè)，共53頁(yè)。第十八頁(yè)，共53頁(yè)。第十九頁(yè)，共53頁(yè)。第十九頁(yè)，共53頁(yè)。如沙漠中的綠洲就是土壤內(nèi)水分分布不均勻的結(jié)果。該處土壤水分明顯高于周?chē)纳车兀瑒?dòng)植物來(lái)此定居，形成不同于周?chē)h(huán)境的綠洲斑塊；同樣，在沼澤濕地中大面積生長(zhǎng)著蘆葦?shù)葷裆参?，僅在地形較高的地段，因土壤水分含量明顯地低于周?chē)耐寥?，生長(zhǎng)著與周?chē)鷿裆参锊煌暮瞪参锶郝?；其它如森林?nèi)裸露的基巖、平原上出現(xiàn)的湖泊以及海洋內(nèi)的島嶼等都是典型的環(huán)境資源斑塊。該類(lèi)型斑塊一般較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，能長(zhǎng)期地存在于與基質(zhì)相異的環(huán)境中。環(huán)境資源斑塊舉例第二十頁(yè)，共53頁(yè)。第二十頁(yè)，共53頁(yè)。敦煌月牙泉由敦煌城向南5公里，有一山名曰鳴沙山。鳴沙山沙丘環(huán)繞處，一汪清泉千年不涸。因其形狀如一彎新月，此泉名喚月牙泉。這種水沙共生的奇景，世所罕見(jiàn)。月牙泉千年不干1.特殊的地形使飄沙不致落入水體中。2.原來(lái)有充足的水源補(bǔ)給——黨河現(xiàn)在由于黨河建壩，環(huán)境發(fā)生變化，月牙泉面臨消失的危險(xiǎn)。第二十一頁(yè)，共53頁(yè)。第二十一頁(yè)，共53頁(yè)。長(zhǎng)沙－橘子洲正在進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，將更加美麗和長(zhǎng)久。第二十二頁(yè)，共53頁(yè)。第二十二頁(yè)，共53頁(yè)。

生態(tài)交錯(cuò)區(qū)寬邊界較固定；周轉(zhuǎn)率低；種群變動(dòng)、遷入、滅絕變化水平低。環(huán)境資源斑塊特點(diǎn)：第二十三頁(yè)，共53頁(yè)。第二十三頁(yè)，共53頁(yè)。原因：人類(lèi)將有機(jī)體引進(jìn)一個(gè)地區(qū)，就產(chǎn)生了引入斑塊。沙漠中的綠洲魚(yú)塘4、引入斑塊第二十四頁(yè)，共53頁(yè)。第二十四頁(yè)，共53頁(yè)。第二十五頁(yè)，共53頁(yè)。第二十五頁(yè)，共53頁(yè)。（1）種植斑塊原因：由人種植植物而產(chǎn)生的。特點(diǎn)：人的活動(dòng)對(duì)其影響較大，如果停止人為活動(dòng)，則有的種要有本底向種植斑塊遷入，種植種要被天然種代替，最后的結(jié)果是種植斑塊消失。如果經(jīng)常維護(hù)、存留時(shí)間長(zhǎng)。引入斑塊的類(lèi)型第二十六頁(yè)，共53頁(yè)。第二十六頁(yè)，共53頁(yè)。沈陽(yáng)建筑大學(xué)景觀設(shè)計(jì)——引進(jìn)稻田斑塊景觀當(dāng)然，要想景觀持續(xù)存在，離不開(kāi)人的參與……第二十七頁(yè)，共53頁(yè)。第二十七頁(yè)，共53頁(yè)。例如：村落、城鎮(zhèn)、城市、城市群特點(diǎn)：受人干擾的景觀中最顯著并無(wú)處不在的景觀成分之一。物種：人、引進(jìn)的動(dòng)植物、不慎引入的害蟲(chóng)、從異地移入的本地種。（2）聚居地第二十八頁(yè)，共53頁(yè)。第二十八頁(yè)，共53頁(yè)。斑塊的大小

斑塊面積對(duì)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(gè)小斑塊（麥田）從邊緣到內(nèi)部我們會(huì)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(jìng)爭(zhēng)少。動(dòng)物的分布也會(huì)因邊緣／內(nèi)部的喜愛(ài)程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動(dòng)，食草與食肉動(dòng)物也經(jīng)常在邊緣地帶活動(dòng)，邊緣單位的生物量也高于內(nèi)部。第二十九頁(yè)，共53頁(yè)。第二十九頁(yè)，共53頁(yè)。斑塊的形狀形狀與面積同等重要。

斑塊的形狀對(duì)生物的散布和覓食具有重要的作用。例如：通過(guò)林地遷移的昆蟲(chóng)或脊椎動(dòng)物更容易發(fā)現(xiàn)與他們遷移方向呈垂直的狹長(zhǎng)的采伐跡地，而對(duì)圓形的采伐跡地會(huì)與它們行進(jìn)方向平行的采伐跡地，容易忽視。第三十頁(yè)，共53頁(yè)。第三十頁(yè)，共53頁(yè)。斑塊的功能

斑塊在景觀中主要有3種功能：（1）棲息地：斑塊是景觀的基本單元，每一個(gè)斑塊作為最基本的生態(tài)系統(tǒng)，為某種生物種群提供適宜的生境。成為該種群的棲息地。（2）源：在某一斑塊上棲息、繁衍的物種，種群數(shù)量增大，呈現(xiàn)出”源”的特征，生物流向外擴(kuò)散。（蛙塘---外出覓食）（3）匯：某一斑塊具有適宜的生境。景觀中的生物流就能向該處匯聚。大片農(nóng)地中的小塊林地有擋風(fēng)遮雨的功效，吸引農(nóng)夫休息。第三十一頁(yè)，共53頁(yè)。第三十一頁(yè)，共53頁(yè)。一般來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)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。（二）廊道廊道:與本底有所區(qū)別的一條帶狀土地，可以看作是一個(gè)線狀或帶狀的斑塊。第三十二頁(yè)，共53頁(yè)。第三十二頁(yè)，共53頁(yè)。第三十三頁(yè)，共53頁(yè)。第三十三頁(yè)，共53頁(yè)。第三十四頁(yè)，共53頁(yè)。第三十四頁(yè)，共53頁(yè)。第三十五頁(yè)，共53頁(yè)。第三十五頁(yè)，共53頁(yè)。廊道按起源可分為：干擾廊道、殘余廊道、環(huán)境資源廊道、種植廊道第三十六頁(yè)，共53頁(yè)。第三十六頁(yè)，共53頁(yè)。

不同的標(biāo)準(zhǔn)有多種分類(lèi)方法。按廊道的形成原因分:

人工廊道與自然廊道；按廊道的功能分:

輸水廊道、物流廊道、防御廊道(城墻)、信息廊道、能流廊道。第三十七頁(yè)，共53頁(yè)。第三十七頁(yè)，共53頁(yè)。（1）線狀廊道廊道是一條很窄的帶，植被類(lèi)型基本上是邊緣占優(yōu)勢(shì)。一般有7種：道路、鐵路、堤堰、溝渠、輸電線、草本或灌木帶、樹(shù)籬（2）帶狀廊道廊道是一條很窄的帶，其寬度是可以造成一個(gè)內(nèi)部環(huán)境，含有內(nèi)部種，每個(gè)側(cè)面都存在邊緣效應(yīng)。按廊道的寬度分：第三十八頁(yè)，共53頁(yè)。第三十八頁(yè)，共53頁(yè)。3、廊道的作用

雙重作用:將景觀分離、將景觀連接（1）運(yùn)輸：公路、鐵路、運(yùn)河、輸電線等（2）保護(hù)：長(zhǎng)城、圍墻、林帶等（3）資源：走廊地帶野生動(dòng)物豐富、植物種類(lèi)較多（4）觀賞：古代曲徑通幽、頤和園的長(zhǎng)廊、西湖的蘇堤、長(zhǎng)城、高速公路的景觀設(shè)計(jì)第三十九頁(yè)，共53頁(yè)。第三十九頁(yè)，共53頁(yè)。（三）本底（基質(zhì)）

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(lèi)型。景觀中的背景地域。第四十頁(yè)，共53頁(yè)。第四十頁(yè)，共53頁(yè)。

本底的標(biāo)準(zhǔn)（特點(diǎn)）（1）相對(duì)面積一般來(lái)說(shuō)，本底的面積超過(guò)現(xiàn)存其他類(lèi)型景觀元素的面積總和。假如一種景觀元素類(lèi)型覆蓋50%以上的面積，就可以認(rèn)為是本底。（2）連通性如果一個(gè)空間不被兩端與該空間的周界相連的邊界隔開(kāi)，則認(rèn)為該空間是連通的。第四十一頁(yè)，共53頁(yè)。第四十一頁(yè)，共53頁(yè)。（3）動(dòng)態(tài)控制例如：原始林采伐燒地、農(nóng)田與林網(wǎng)第四十二頁(yè)，共53頁(yè)。第四十二頁(yè)，共53頁(yè)。第四十三頁(yè)，共53頁(yè)。第四十三頁(yè)，共53頁(yè)。

干擾是自然界一個(gè)重要而又廣泛存在的現(xiàn)象。從生態(tài)因子角度考慮，干擾的定義是：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▌?dòng)，這種作用或波動(dòng)能引起有機(jī)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。一、干擾及其特性（一）干擾的定義第四節(jié)干擾與干擾生態(tài)學(xué)第四十四頁(yè)，共53頁(yè)。第四十四頁(yè)，共53頁(yè)。1.干擾范圍：是指干擾體作用的空間范圍的分布特點(diǎn)。2.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(shí)間某一干擾發(fā)生的次數(shù)。倒數(shù)即周期。3.干擾強(qiáng)度：是指干擾發(fā)生時(shí)，干擾因素所表達(dá)出的能量值。4.時(shí)間尺度：是指干擾發(fā)生的具體時(shí)刻及其持續(xù)的時(shí)間跨度。（二）干擾的特性第四十五頁(yè)，共53頁(yè)。第四十五頁(yè)，共53頁(yè)。按干擾動(dòng)因——自然干擾和人為干擾；按干擾來(lái)源——內(nèi)源干擾和外源干擾；按干擾性質(zhì)——破壞性干擾和增益性干擾。（三）干擾的類(lèi)型第四十六頁(yè)，共53頁(yè)。第四十六頁(yè)，共53頁(yè)。1.

對(duì)森林和對(duì)草原植被的砍伐與開(kāi)墾2.污染3.采集4.采樵5.狩獵和捕撈新的形式——旅游、探險(xiǎn)等二、人為干擾的主要形式第四十七頁(yè)，共53頁(yè)。第四十七頁(yè)，共53頁(yè)。人為干擾的特點(diǎn):

廣泛性、多變性、潛在性、協(xié)同性、累積性、放大性第四十八頁(yè)，共53頁(yè)。第四十八頁(yè)，共53頁(yè)。有利于促進(jìn)系統(tǒng)的演化是維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定的因子能調(diào)節(jié)生態(tài)關(guān)系三、干擾的生態(tài)學(xué)意義第四十九頁(yè)，共53頁(yè)。第四十九頁(yè)，共53頁(yè)。景觀學(xué)角度上的干擾的生態(tài)意義

干擾與景觀的異質(zhì)性干擾與景觀破碎化干擾與景觀穩(wěn)定性干擾與物種多樣性第五十頁(yè)，共53頁(yè)。第五十頁(yè)，共53頁(yè)。任務(wù)一：通過(guò)對(duì)干擾類(lèi)型、方式、強(qiáng)度、頻率、時(shí)間等特性的研究，揭示不同干擾對(duì)生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)方式、機(jī)制及其退化的影響原因。任務(wù)二：對(duì)干擾的性質(zhì)及發(fā)展趨勢(shì)做出科學(xué)預(yù)測(cè)，為受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、重建和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。干擾生態(tài)學(xué)及學(xué)科任務(wù)是研究各類(lèi)干擾對(duì)生命系統(tǒng)作用規(guī)律的科學(xué)。第五十一頁(yè)，共5