景觀生態(tài)學部分課件

景觀生態(tài)學景觀生態(tài)學1鄭州大學校園景觀

鄭州大學校園景觀2鄭州大學校園景觀

鄭州大學校園景觀3上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設計

上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設計4上海寶山綠龍公園景觀規(guī)劃設計

上海寶山綠龍公5泰山醫(yī)學院新校區(qū)規(guī)劃設計泰山醫(yī)學院新校區(qū)規(guī)劃設計6景觀生態(tài)學部分課件7第一節(jié)景觀的概念第二節(jié)景觀生態(tài)學第三節(jié)景觀生態(tài)學的理論基礎第四節(jié)景觀生態(tài)學中的幾個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美學上的意義

2地理學上的理解3景觀生態(tài)學對景觀的理解第一節(jié)景觀的概念1美學上的意義2地理9景觀(Landscape)一詞的使用最早見于希伯來語“圣經(jīng)”舊約全書，原意是自然風光、地表形態(tài)和風景畫面。漢語中的“景觀”一詞涵義豐富，反映“風景、景色、景致”之意。景觀沒有明確的空間界限，主要突出一種綜合直觀的視覺感受。1美學上的意義景觀(Landscape)一詞的使用最早見于希伯來語“圣經(jīng)”10景觀的一般理解常見的宏觀景觀舉例

A.桂林山水景觀；

B.位于美國亞利桑那洲大峽谷景觀；

C.美國威斯康辛大學

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地理學上的理解

景觀作為科學名詞被引人地理學，具有地表可見景象的綜合與某個限定性區(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地理學上的理解景觀作為科學名詞被引1220世紀30年代,c．Troll將景觀的概念引人生態(tài)學，是希望將地理學家采用的表示空間的“水平”分析方法和生態(tài)學家使用的表示功能的“垂直”分析方法結(jié)合起來研究景觀整體的結(jié)構、功能和變化。

3景觀生態(tài)學對景觀的理解20世紀30年代,c．Troll將景觀的概念引人13景觀的定義：景觀是一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特征的地理實體；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、生態(tài)和文化的多重價值。

景觀的定義：景觀是一個由不同土地單元鑲嵌組成，具有明顯視覺特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過度利用造成嚴重退化的草地景觀過度利用造成嚴重退化的草地景觀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)學一、概念

景觀生態(tài)學（LandscapeEcology）是研究景觀的結(jié)構、功能和變化，以及景觀的科學規(guī)劃和有效管理的一門生態(tài)學新分支（屬于宏觀生態(tài)科學）。第二節(jié)景觀生態(tài)學一、概念景觀生態(tài)學（La18二、景觀生態(tài)學的產(chǎn)生與發(fā)展第一階段從19世紀初到20世紀30年代，是學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)學的誕生奠定了基礎。1、景觀生態(tài)學的發(fā)展階段二、景觀生態(tài)學的產(chǎn)生與發(fā)展第一階段從19世紀初到20世紀3019第二階段由20世紀30年代后期到60年代中期，是學科思想的鞏固階段。

1939年，德國地植物學家特羅爾（Troll）通過航空相片研究東非土地利用問題時，首次提出景觀生態(tài)學的概念。景觀生態(tài)學是一種綜合研究的新觀點。第二階段由20世紀30年代后期到60年代中期，是學科思想的鞏20第三階段由20世紀60年代后期到80年代初，是學科的初創(chuàng)時期。

1968年在德國召開了“首屆景觀生態(tài)學國際學術討論會”。荷蘭景觀生態(tài)協(xié)會捷克斯洛伐克景觀生態(tài)學協(xié)會

第三階段由20世紀60年代后期到80年代初，是學科的初創(chuàng)時期21第四階段開始于20世紀80年代初的國際景觀生態(tài)聯(lián)合會成立之后，是學科的全面發(fā)展時期。

1982年10月在捷克斯洛伐克召開的”第六次景觀生態(tài)學國際學術討論會”上，正式成立了“國際景觀生態(tài)學協(xié)會”

.協(xié)會成立后，景觀生態(tài)學的發(fā)展顯示出三個特點：一是研究和教學活動普遍化，二是國際學術活動頻繁，三是出版物大量涌現(xiàn)。第四階段開始于20世紀80年代初的國際景觀生態(tài)聯(lián)合會成立之后222、我國的景觀生態(tài)學研究80年代：起步階段，側(cè)重于國外文獻的介紹90年代：迅速發(fā)展階段2、我國的景觀生態(tài)學研究80年代：起步階段，側(cè)重于國外文獻的23景觀生態(tài)學的專著：郭晉平，周志翔主編?！毒坝^生態(tài)學》，中國林業(yè)出版社，2007許慧、王家驥編著的《景觀生態(tài)學的理論與應用》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》教材（1995）傅伯杰,陳利頂,馬克明,王仰麟等編著的《景觀生態(tài)學原理及應用》（2001）鄔建國編著的《景觀生態(tài)學——格局、過程、尺度與等級》（2000）趙羿，李月輝編著的《實用景觀生態(tài)學》（2001）肖篤寧，李秀珍，高峻等編著?！毒坝^生態(tài)學》，科學出版社，2003景觀生態(tài)學的專著：24主要會議1989年10月，首屆景觀生態(tài)學學術討論會，出版論文集《景觀生態(tài)學—理論、方法與應用》1996年5月，第二屆景觀生態(tài)學學術討論會，北京，成立“國際景觀生態(tài)學會中國分會”1998年，亞洲及太平洋地區(qū)景觀生態(tài)學國際會議沈陽2001年9月23~25日，第二屆亞太地區(qū)景觀生態(tài)學國際研討會蘭州2003年12月，全國第四屆景觀生態(tài)學學術研討會“中國的景觀生態(tài)學：問題·機遇·發(fā)展”

北京大學2005年12月，全國城市景觀生態(tài)學學術研討會在北京大學深圳研究生院召開2007年11月，第五屆全國景觀生態(tài)學學術研討會，北京

主要會議1989年10月，首屆景觀生態(tài)學學術討論會，出版論文253、景觀生態(tài)學的發(fā)展趨勢（1）三個研究方向靜態(tài)研究：著重對特定景觀的結(jié)構和在一定結(jié)構控制下的功能進行研究。動態(tài)研究：對特定景觀的動態(tài)變化歷史過程、趨勢及其控制機制進行研究。應用研究：是在靜態(tài)研究與動態(tài)研究的基礎上，為人類合理利用、開發(fā)、管理與保護和建設景觀而制定規(guī)劃、設計及其實施技術和實踐活動。3、景觀生態(tài)學的發(fā)展趨勢（1）三個研究方向26（2）景觀生態(tài)學的整合3個研究方向的整合時空尺度的匹配多學科的整合三者的結(jié)合（2）景觀生態(tài)學的整合3個研究方向的整合27三、景觀生態(tài)學的研究對象和內(nèi)容

1、研究對象：作為復合生態(tài)系統(tǒng)的景觀。把地理學家研究自然現(xiàn)象的空間相互作用的橫向研究和生態(tài)學家研究一個生態(tài)區(qū)的機能相互作用的縱向研究結(jié)合為一體，通過物質(zhì)流、能量流、信息流及價值流在地球表層的傳輸和交換，通過生物與非生物以及人類之間的相互作用與轉(zhuǎn)化，運用生態(tài)系統(tǒng)原理和系統(tǒng)方法研究景觀結(jié)構和功能、景觀動態(tài)變化以及相互作用的機理、研究景觀的美化格局、優(yōu)化結(jié)構、合理利用和保護。

三、景觀生態(tài)學的研究對象和內(nèi)容1、研究對象：作為復合生態(tài)系282、景觀生態(tài)學的研究內(nèi)容1）、景觀結(jié)構：斑塊大小、形狀、類型、異質(zhì)性、連接性，斑塊間的空間關系2）、景觀功能：空間要素間的相互作用，如動物移動、水分移動等。4）、景觀規(guī)劃與管理：制定景觀恢復、保護、建設和管理的計劃和規(guī)劃，確定相應的目標、措施與對策。3）、景觀變化：結(jié)構和功能隨時間的改變。2、景觀生態(tài)學的研究內(nèi)容1）、景觀結(jié)構：斑塊大小、形狀、類型293、景觀生態(tài)學的特點整體觀和系統(tǒng)觀異質(zhì)性和尺度性綜合性和宏觀性目的性和實踐性3、景觀生態(tài)學的特點整體觀和系統(tǒng)觀30第三節(jié)景觀生態(tài)學的理論基礎一景觀生態(tài)學的基本理論二景觀生態(tài)學的基本原理第三節(jié)景觀生態(tài)學的理論基礎一景觀生態(tài)學的基本理論31一、景觀生態(tài)學的基本理論每一門學科都有自身的理論體系與方法論景觀生態(tài)學的基本理論與原則來自于:來自母體學科，特別是生態(tài)學與地理學來自相關學科，特別是系統(tǒng)科學與信息科學景觀生態(tài)學領域具有普遍意義的研究成果的抽象和提高一、景觀生態(tài)學的基本理論每一門學科都有自身的理論體系與方法論32基本理論：耗散結(jié)構和自組織理論等級系統(tǒng)理論空間異質(zhì)性與景觀格局時空尺度空間鑲嵌與生態(tài)交錯帶景觀連接度與滲透理論島嶼生物地理學理論復合種群理論與源—匯模型基本理論：耗散結(jié)構和自組織理論33二、景觀生態(tài)學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)構鑲嵌性原理景觀的文化性原理景觀演化的人類主導性原理景觀多重價值原理二、景觀生態(tài)學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)學中的幾個重要概念一、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)學中的幾個重要概念一、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)象時所采用的空間或時間單位，同時又可指某一現(xiàn)象或過程在空間和時間上所涉及到的范圍。尺度可分為空間尺度和時間尺度。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)來表達?？臻g粒度指景觀中最小可辯識單元所代表的特征長度、面積或體積。時間粒度指某一現(xiàn)象或某一干擾事件發(fā)生的頻率。2、尺度的表達尺度往往以粒度(grain)和幅度(extent)來表達。37幅度是指研究對象在空間或時間上的持續(xù)范圍或長度。

空間幅度：所研究區(qū)域的總面積。

時間幅度：研究項目持續(xù)的時間。幅度是指研究對象在空間或時間上的持續(xù)范圍或長度。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。空間粒度和空間幅度A、C、D、E具有同樣的空間粒度。39

在生態(tài)學中，尺度的用法往往不同于地理學或地圖學中的比例尺（Scale），并且表現(xiàn)為相反的含義。在生態(tài)學中，尺度的用法往往不同于地理學或地圖學中的比例尺（40

景觀生態(tài)學的研究基本對應著中尺度范圍，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)學的尺度研究人類尺度3、景觀生態(tài)學的尺度研究41

尺度轉(zhuǎn)換的重要性

4、尺度轉(zhuǎn)換(尺度推繹）生態(tài)學中大多數(shù)研究是在小范圍和短時間內(nèi)完成的，而且缺乏重復性。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程時非常重要。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來推測其它尺度上的特征，或者通過在多尺度上的研究探討生態(tài)學結(jié)構和功能跨尺度特征的過程。包括尺度上推（scalingup）和尺度下推（scalingdown）。將小尺度上的信息轉(zhuǎn)換到大尺度上的過程。將大尺度上的信息轉(zhuǎn)換到小尺度上的過程。尺度外推將小尺度上的信息轉(zhuǎn)換到大尺度上的過程。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間或空間分布上的不均勻性或非隨機性特征。側(cè)重于三方面：空間異質(zhì)性：景觀結(jié)構在空間分布的復雜性時間異質(zhì)性：景觀空間結(jié)構在不同時段的差異性，景觀動態(tài)變化功能異質(zhì)性：景觀結(jié)構的功能指標，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)中對資源的充分利用異質(zhì)性可影響景觀的功能過程

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)構成的景觀在空間結(jié)構、功能機制和時間動態(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雜性。類型多樣性：景觀中類型的豐富度和復雜度。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。保護物種多樣性與遺傳多樣性的基礎。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）：是一個偶然發(fā)生的不可預知的事件，是發(fā)生在一定地理位置上，對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構造成直接損傷的、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)干擾的形成機制分：物理干擾、化學干擾和生物干擾2、干擾類型按干擾產(chǎn)生的來源分：自然干擾和人為干擾503、幾種常見的干擾現(xiàn)象火干擾放牧土壤物理干擾土壤施肥踐踏外來物種入侵人類干擾3、幾種常見的干擾現(xiàn)象火干擾514、干擾的性質(zhì)干擾具有多重性，對生態(tài)系統(tǒng)影響表現(xiàn)為多方面干擾具有較大的相對性干擾具有明顯的尺度性干擾可以看作是對生態(tài)系統(tǒng)演替過程的再調(diào)節(jié)干擾經(jīng)常是不協(xié)調(diào)的干擾在時空尺度上具有廣泛性4、干擾的性質(zhì)干擾具有多重性，對生態(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，干擾對景觀的影響決定于干擾的性質(zhì)。一般認為，低強度的干擾可以增加景觀的異質(zhì)性，但在極強干擾下，將會導致更低的景觀異質(zhì)性。另一方面，干擾對景觀的影響在較大程度上還與景觀的性質(zhì)有關。對干擾敏感的景觀結(jié)構，在受到干擾時，受到的影響較大，而對干擾不敏感的景觀結(jié)構，可能受到的影響較小。5、干擾的生態(tài)學意義（1）干擾與景觀異質(zhì)性5、干擾的生態(tài)學意義53（2）干擾與景觀破碎化A、一些規(guī)模較小的干擾可以導致景觀破碎化。B、大規(guī)模的干擾可能導致景觀的均質(zhì)化，而不是進一步的破碎化；但也可能導致更強的破碎化。（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)構第二章景觀結(jié)構56景觀生態(tài)學的研究內(nèi)容景觀結(jié)構斑塊間的空間關系景觀功能空間要素間的相互作用景觀動態(tài)結(jié)構和功能隨時間的改變景觀生態(tài)學的研究內(nèi)容景觀結(jié)構景觀功能景觀動態(tài)57景觀結(jié)構：

景觀組成單元（景觀要素）的類型、多樣性及其數(shù)量關系特征。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系是相對的。景觀：強調(diào)的是異質(zhì)鑲嵌體。景觀要素：強調(diào)的是均質(zhì)同一的單元。尺度景觀結(jié)構：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，而且大火已向遠處蔓延。經(jīng)對其考察，發(fā)現(xiàn)隨有火焰躍過但依然保留著植被的幾個斑塊。我們返回未燃燒的地區(qū)時，要穿過小片沼澤。這個斑塊由于土壤過濕，具有完全不同的動植物。隨后，來到一片開墾地，并眺望一塊微風吹拂的谷物斑塊。

一、斑塊起源一場大火后的早晨，我60主要成因機制或起源包括：自然干擾環(huán)境異質(zhì)性人類種植主要成因機制或起源包括：61根據(jù)斑塊的起源或成因機制將常見的景觀斑塊類型分為4種：干擾斑塊殘存斑塊環(huán)境資源斑塊引進斑塊根據(jù)斑塊的起源或成因機制將常見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；也可由長期持續(xù)干擾形成，主要是由人類干擾引起的；有時，長期自然干擾也能夠形成干擾斑塊。特點：

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)時間最短，通常是恢復最快的斑塊類型。

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，其成因機制與干擾斑塊相同。特點：

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應關系。

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

由于資源的分布相對持久，所以斑塊也相對持久而穩(wěn)定，抗干擾能力強，而且斑塊的周轉(zhuǎn)率相當?shù)停荛L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)學部分課件66（1）種植斑塊起源：人們有意或無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引進斑塊特點：在斑塊內(nèi)，物種動態(tài)和斑塊周轉(zhuǎn)速率主要取決于人類的管理活動。（1）種植斑塊4引進斑塊特點：在斑塊內(nèi)，物種動態(tài)和斑塊周轉(zhuǎn)67起源：人類干擾。特點：

聚居地內(nèi)的生態(tài)結(jié)構取決于代替自然生態(tài)系統(tǒng)的生物類型，包括人、引進的動物、不慎引入的害蟲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)學部分課件69二斑塊大?。ò邏K規(guī)模）1對物質(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，還與斑塊內(nèi)部和邊緣帶的比例（內(nèi)緣比）有關。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對物質(zhì)和能量的影響70

一般地說，物種多樣性隨斑塊面積的增加而增加。

2對物種多樣性的影響

景觀中斑塊面積的大小、形狀以及數(shù)目對生物多樣性和各種生態(tài)學過程都會有影響。一般地說，物種多樣性隨斑塊面積的增加而增713對生境適宜性的影響

作為生物棲息地的斑塊，斑塊大小對不同物種的意義差別很大。3對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、面積和邊緣值內(nèi)緣比12345三斑塊形狀不同形狀斑塊周長、面積和邊緣值內(nèi)緣比1234573斑塊形狀的意義：對生物多樣性影響較大對生物的擴散和覓食有重要影響園林美學的意義斑塊形狀的意義：對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。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.過濾和屏障功能

3.生境功能

4.資源或產(chǎn)品功能

5.美學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)學部分課件78三廊道的結(jié)構特征曲度：常用廊道中兩點間的實際距離與他們之間的直線距離之比來表示。寬度：寬度變化對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）：可以用單位長度廊道中的斷點數(shù)來表示。廊道的一個重要特點三廊道的結(jié)構特征曲度：常用廊道中兩點間的實際距離與他們之間79景觀生態(tài)學部分課件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條帶。

線狀廊道與帶狀廊道的對比線狀廊道：是一條很窄的，主要由邊緣物種組成的狹長條帶。線狀82指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的帶狀結(jié)構。包含一個內(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、寬動力線等。帶狀廊道如：高速公路、寬林帶、寬動力線等。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)構與功能河流廊道的結(jié)構與功能85功能：它控制著河水及周圍陸地進入河流的物質(zhì)流動。它影響河流本身的運輸。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。它為物種的遷移和棲息提供了條件。為人類運輸航道、物質(zhì)資源、保護作用。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)對景觀動態(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)勢作用88相對面積空間上的連接度動態(tài)控制作用基質(zhì)的判定相對面積基質(zhì)的判定89三個景觀基質(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148610050926.5100三個景觀基質(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：整個景觀均是由彼此不同的小斑塊組成，看起來象由碎片構成的一幅鑲嵌畫（雙臺子河口自然保護區(qū)）（表）。例三：整個景觀均是由彼此不同的小斑塊組成，看起來象由碎92通?；|(zhì)的面積超過現(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)。相對面積通?；|(zhì)的面積超過現(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?？臻g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。基質(zhì)中的優(yōu)勢種也是景觀中的主要種。基質(zhì)主要是通過產(chǎn)生未來景觀來控制景觀動態(tài)。

對景觀總體動態(tài)的控制程度——功能指標面積最大、連接度最好的景觀要素類型往往95基質(zhì)的結(jié)構特征：孔隙率：單位面積基質(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)構成分之間邊界的形態(tài)。連通性：基質(zhì)的結(jié)構特征：孔隙率：單位面積基質(zhì)中的斑塊數(shù)目，即斑塊密度96第四節(jié)網(wǎng)絡1網(wǎng)絡的概念景觀要素之間的空間聯(lián)系有兩種方式：

網(wǎng)絡結(jié)構：廊道網(wǎng)絡，斑塊網(wǎng)絡。

生態(tài)交錯帶由廊道相互連接形成由同質(zhì)和（或）異質(zhì)性景觀斑塊通過廊道的空間聯(lián)系形成第四節(jié)網(wǎng)絡1網(wǎng)絡的概念景觀要素之間的空間聯(lián)系有兩種97廊道網(wǎng)絡概念廊道網(wǎng)絡由結(jié)點（node）和連接廊道構成。

分枝網(wǎng)絡：樹狀的等級結(jié)構

環(huán)形網(wǎng)絡：封閉環(huán)路結(jié)構

兩種形式：廊道網(wǎng)絡概念分枝網(wǎng)絡：樹狀的等級結(jié)構兩種形式：98網(wǎng)絡結(jié)構特征結(jié)點網(wǎng)絡格局網(wǎng)眼大小網(wǎng)絡結(jié)構特征結(jié)點99農(nóng)田防護林網(wǎng)農(nóng)田防護林網(wǎng)的結(jié)構和功能農(nóng)田防護林網(wǎng)結(jié)構的測度農(nóng)田防護林網(wǎng)農(nóng)田防護林網(wǎng)的結(jié)構和功能100城市綠地網(wǎng)絡系統(tǒng)城市綠地網(wǎng)絡系統(tǒng)的結(jié)構：由公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護綠地、附屬綠地和其他綠地五大類構成。城市綠地網(wǎng)絡系統(tǒng)的屬性城市綠地網(wǎng)絡系統(tǒng)城市綠地網(wǎng)絡系統(tǒng)的結(jié)構：由公園綠地、生產(chǎn)綠地1012生態(tài)交錯帶概念：不同景觀斑塊空間鄰接會產(chǎn)生與斑塊特征不同的邊緣帶。2生態(tài)交錯帶概念：不同景觀斑塊空間鄰接會產(chǎn)生與斑塊特征不同102（1）生態(tài)交錯帶具有邊緣效應（2）生態(tài)交錯帶阻礙物種分布（3）生態(tài)交錯帶的敏感性（4）生態(tài)交錯帶的生態(tài)風險生態(tài)交錯帶的特征（1）生態(tài)交錯帶具有邊緣效應生態(tài)交錯帶的特征103生態(tài)交錯帶的結(jié)構生態(tài)交錯帶的等級結(jié)構特征生態(tài)交錯帶的空間格局生態(tài)交錯帶空間結(jié)構分析指標生態(tài)交錯帶的結(jié)構生態(tài)交錯帶的等級結(jié)構特征104生態(tài)交錯帶的功能

（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)交錯帶流動的，此時交錯帶相當于廊道。（2）過濾或屏障：穿越生態(tài)交錯帶的流在質(zhì)、量和速度上大都會受到不同程度的影響，此時的交錯帶相當于—個半透膜；（3）生境：生態(tài)交錯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)交錯帶河岸帶農(nóng)牧交錯帶城鄉(xiāng)交錯帶森林邊際帶重要的生態(tài)交錯帶河岸帶106邊緣效應邊緣效應: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)學特征的現(xiàn)象。邊緣效應邊緣效應:斑塊邊緣部分由于受外圍影響而表現(xiàn)出與斑塊中107邊緣效應的影響因素邊緣帶寬度邊緣帶面積內(nèi)緣比正效應和負效應邊緣效應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，以及景觀要素的相互作用是景觀過程的基本功能。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，以及109景觀的生產(chǎn)功能：指景觀能夠為人類社會和生態(tài)系統(tǒng)提供物質(zhì)產(chǎn)品和生物生產(chǎn)的功能。景觀的美學功能：是一個范圍廣泛、內(nèi)涵豐富、比較難于確定的問題。景觀的生產(chǎn)功能：指景觀能夠為人類社會和生態(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）自然景觀是藝術創(chuàng)作的來源之一。2）自然景觀陶冶人的情操。3）自然景觀是人類學習的源泉。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）提供歷史見證，是研究歷史的好材料。2）提高景觀作為旅游資源的價值。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)功能指對人類生存和生活質(zhì)量有貢獻的生態(tài)系統(tǒng)服務。服務指不能在市場上買賣，但具有重要價值的生態(tài)系統(tǒng)的性能，如凈化環(huán)境、保持水土、減輕災害等。景觀的生態(tài)功能指對人類生存和生活質(zhì)量有貢獻的生態(tài)系統(tǒng)服務。113景觀生態(tài)學部分課件114景觀生態(tài)學部分課件115Castanza根據(jù)已出版的研究報告和少數(shù)原始數(shù)據(jù)進行最低估計，獲得全球生態(tài)系統(tǒng)提供的服務總價值為：每年平均33萬億（16～54萬億）美元，與之相比，全球GNP的年總量為18萬億美元，即全球生態(tài)系統(tǒng)服務總價值大約為全球GNP的1.8倍。Castanza根據(jù)已出版的研究報告和少數(shù)原始數(shù)據(jù)進行最低估116景觀生態(tài)學部分課件117BioScience1997年的一篇報道認為生物多樣性的恢復與保育對每個國家都很重要，它提供經(jīng)濟和環(huán)境效益。估計美國每年從生物多樣性，如有機廢物處理、土壤形成和生物固氮等方面可以獲得3000億美元。我國國家環(huán)保局估計我國生物多樣性的直接使用價值每年達2000億美元，間接使用價值達4萬億每年。BioScience1997年的一篇報道認為生物多樣性的恢復118

八種生態(tài)系統(tǒng)服務的價值比較，單位面積價值最高的是濕地（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)服務的價值比較，單位面積價值最高的119從生態(tài)系統(tǒng)類型看，全球總價值中大約63％來自海洋；有37％來自陸地生態(tài)系統(tǒng)，主要來自濕地、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，全球總價值中大約63％來自海洋；有37％來120景觀生態(tài)學部分課件121樹木與草坪生態(tài)效益及投資比例植樹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３０∶１樹木與草坪生態(tài)效益及投資比例植樹和種草坪的投資比例為１∶１０122第三章景觀動態(tài)變化第三章景觀動態(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間尺度，景觀參數(shù)隨時間變化曲線的特點可以由3個獨立參數(shù)來描述：

變化的總趨勢（上升、下降和水平趨勢）；

圍繞總趨勢的相對波動幅度（大范圍和小范圍）；

波動的韻律（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)學部分課件125

（a）美國田納西洲阿巴拉契亞硬木林在1000年內(nèi)預測的生物量變化（b）英國劍橋附近羅金厄姆林地面積400年來的變化（c）夏威夷冒納羅亞山上空22年間大氣中CO2含量的變化（a）美國田納西洲阿巴拉契亞硬木林在1000年內(nèi)預測的1262.對景觀穩(wěn)定性的理解

從景觀變化的趨勢認識：

持久性：表示系統(tǒng)或某些成分的生存時間。

恒定性或變異性：表示系統(tǒng)某些特征的波動頻率和幅度。

從景觀對干擾的反應來認識：

恢復性或彈性：表示系統(tǒng)發(fā)生變化后恢復到原來狀態(tài)的能力。（恢復性可用系統(tǒng)回到原狀態(tài)所需的時間來度量。）

抗性阻力：表示系統(tǒng)抵抗外界變化的能力。

2.對景觀穩(wěn)定性的理解從景觀變化的趨勢認識：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)的開放性景觀生態(tài)系統(tǒng)的生物進化過程

三景觀穩(wěn)定性的生態(tài)機制景觀生態(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)動因子一、自然驅(qū)動因子

指在景觀發(fā)育過程中，對景觀形成起作用的自然因素。

較大的時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)動因子一、自然驅(qū)動因子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)動因子

包括人口、技術、政治經(jīng)濟體制、政策和文化等因子，對景觀的影響十分重要。二、人為驅(qū)動因子包括人口、技術、政治經(jīng)濟體制、政策132第三節(jié)景觀變化中人的作用一、人類對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，水域污染第三節(jié)景觀變化中人的作用一、人類對自然景觀的干擾作用133二、人類對管理景觀的改造作用改造作用的方式：開墾與農(nóng)業(yè)種植農(nóng)田防護林建設森林采伐與更新人工造林圍欄草場二、人類對管理景觀的改造作用改造作用的方式：134三、人類對人工景觀的構建作用水利工程建設圍湖造田與梯田建設河堤建設城市建設三、人類對人工景觀的構建作用水利工程建設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、景觀變化對氣候的影響景觀氣候通過以下三方面來實現(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、景觀變化對氣候的影響景觀氣候通過以下三方面來實現(xiàn)：137二、景觀變化對土壤的影響

對土壤有關生態(tài)過程的影響

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)對土壤養(yǎng)分流動的影響二、景觀變化對土壤的影響對土壤有關生態(tài)過程的影響138

不同土地利用結(jié)構對土壤水分和養(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。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)構對土壤水分和養(yǎng)分的影響139三、景觀變化對水環(huán)境的影響對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

對水質(zhì)的影響非點源污染

三、景觀變化對水環(huán)境的影響對水量的影響水資源短缺140四、景觀變化帶來的生態(tài)環(huán)境問題大氣質(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

河水斷流：黃河斷流

海水入侵：我國的大渤海地區(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、景觀變化帶來的生態(tài)環(huán)境問題大氣質(zhì)量下降141第五節(jié)景觀變化的動態(tài)模擬一、景觀變化動態(tài)二、景觀變化模擬的步驟三、景觀變化動態(tài)模型四、景觀動態(tài)模擬的發(fā)展趨勢第五節(jié)景觀變化的動態(tài)模擬一、景觀變化動態(tài)142一、景觀變化動態(tài)1、概念景觀變化動態(tài)：是指景觀變化的過去、現(xiàn)在和未來趨勢。一、景觀變化動態(tài)1、概念1432、類型

根據(jù)關注景觀變化的側(cè)重點不同，景觀變化動態(tài)可分為兩種：景觀空間變化動態(tài)，景觀過程變化動態(tài)。2、類型根據(jù)關注景觀變化的側(cè)重點不同，景觀變化1443、景觀變化的動態(tài)模擬需要考慮的問題

景觀的初始狀態(tài)

景觀變化的方向：趨勢

景觀的變化率：過程

景觀變化的可預測性：結(jié)果

景觀變化的可能性和程度：機制3、景觀變化的動態(tài)模擬需要考慮的問題景觀的初始狀態(tài)145（一）、數(shù)據(jù)庫的建立（二）、模擬模型的建立（三）、模擬結(jié)果的分析（四）、模擬結(jié)果的驗證二、景觀變化模擬的步驟

（一）、數(shù)據(jù)庫的建立二、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)庫的建立1、遙感圖像：航空像片、衛(wèi)星圖像（一）、數(shù)據(jù)庫的建立147深圳地區(qū)城市化過程示意圖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數(shù)據(jù)屬性

1）類型：遙感平臺類型、數(shù)據(jù)表達類型

2）范圍：地表覆蓋范圍、目標客體涵蓋范圍

3）分辨率水平：目標細節(jié)的表現(xiàn)水平

4）時段：數(shù)據(jù)獲取的時間、不同時段的分布情況遙感數(shù)據(jù)選擇需要考慮的幾個數(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存。2、空間數(shù)據(jù)150景觀生態(tài)學部分課件151景觀生態(tài)學部分課件1523、文獻數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料文獻數(shù)據(jù)主要是與所要模擬的景觀過程有關的變量數(shù)據(jù)和參數(shù)值；統(tǒng)計資料包括工農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、年鑒、森林資源清查數(shù)據(jù)等。景觀生態(tài)學部分課件1534、氣象數(shù)據(jù)主要有溫度、降水量和太陽輻射等。4、氣象數(shù)據(jù)154（二）、模擬模型的建立1、統(tǒng)計相關模型（1）統(tǒng)計相關建模目的①．變量間相關性研究②．形成科學的成因假設③．預測④．數(shù)據(jù)簡化或結(jié)構簡化

（二）、模擬模型的建立1、統(tǒng)計相關模型155（2）模型分類

根據(jù)統(tǒng)計相關模型的應用目的，將模型分為三類：1）相關分析：相關分析模型研究變量間的相互關系并進行信度檢驗。2）回歸分析：使用統(tǒng)計回歸方法，建立解釋變量與因變量之間的關系表達式。3）因子分析：是使用數(shù)學方法建立起來的關于變量之間組合關系的方法。（2）模型分類

根據(jù)統(tǒng)計相關模型的應用目的，將模型分為三156（3）建模步驟

①．數(shù)據(jù)整理②．數(shù)據(jù)預處理③．模型計算④．模型檢驗⑤．模型解釋和應用

（3）建模步驟①．數(shù)據(jù)整理1572、生理生態(tài)學過程模型

包含一些生理生態(tài)學機理，機理意義更明確，普適性更強，但實際應用上更多地還是采用半理論半經(jīng)驗模型，因而這一領域的模型仍處于迅速發(fā)展的階段。2、生理生態(tài)學過程模型包含一些生理生態(tài)學機1583、遙感模型

遙感模型由地形模型、物理模型和數(shù)學模型構成，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

運用GIS手段進行空間數(shù)據(jù)的處理、分析和顯示。

（三）、模擬結(jié)果的分析運用GIS手段進行空間數(shù)160（四）、模擬結(jié)果的驗證

模型的模擬結(jié)果必須得到一定程度的驗證，才能確定其精度和可行性。

（四）、模擬結(jié)果的驗證模型的模擬結(jié)果必須得到一定程161三、景觀變化動態(tài)模型

1、景觀整體變化模型

將景觀作為一個整體，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是時間。三、景觀變化動態(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，對景觀各變量占景觀的比例變化進行模擬；不提供景觀中各要素的實際位置和構型，所包含的信息不十分全面，但它比景觀空間模型簡單，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、景觀動態(tài)模擬的發(fā)展趨勢1、從景觀空間變化到景觀過程變化2、從單純景觀現(xiàn)狀模擬到通過驅(qū)動因子模擬景觀變化3、從單一尺度到多尺度的景觀變化4、從宏觀變化到個體反應機制的模擬

5、與地理信息系統(tǒng)結(jié)合6、與社會經(jīng)濟模型結(jié)合7、模型的可視化四、景觀動態(tài)模擬的發(fā)展趨勢1、從景觀空間變化到景觀過程變化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)計學方法第五節(jié)景觀格局分析中的誤差問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一致的一種景觀。美國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一1692）聚集（團聚）型分布格局

同一類型的景觀要素斑塊相對聚集在一起，同類景觀要素相對集中，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，也可以是負相關。

如：稻田總是與河流或渠道并存是正相關空間聯(lián)結(jié)的實例；平原的稻田區(qū)很少有大片林地出現(xiàn)是負相關的實例。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

用來研究景觀結(jié)構組成特征和空間配置關系的分析方法。

通過研究空間格局可以更好地理解生態(tài)學過程。

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程的相互關系；為景觀的合理管理提供有價值的資料。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，收集和處理景觀數(shù)據(jù)

將真實的景觀系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的景觀，選用適當?shù)母窬盅芯糠椒ㄟM行分析

最后對分析結(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，收集和處理176收集景觀數(shù)據(jù)野外考察、測量（獲得植被、森林、土壤等相關資料）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、測量（獲得植被、森林、土壤等相關資料）177景觀格局分析圖示景觀格局分析圖示178

在進行景觀格局分析時，實際景觀首先要經(jīng)過取樣、數(shù)字化過程轉(zhuǎn)化為柵格型或矢量型數(shù)字地圖在進行景觀格局分析時，實際景觀首先要經(jīng)過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)構組成和空間配置某些方面特征的簡單定量指標。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類斑面積標準差(Si)和變動系數(shù)(Ci)：是指景觀中某類景觀要素斑塊面積的統(tǒng)計標準差和變動系數(shù)。類斑面積標準差(Si)和變動系數(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：通過計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測量其形狀的復雜程度。以圓為參照：

以正方形為參照：

P為斑塊周長；A為斑塊面積。斑塊的形狀越復雜或越扁長，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：通過計算某一斑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對于單個斑塊：

P是斑塊的周長，A是斑塊的面積，D是分維數(shù)，k是常數(shù)。對于柵格景觀而言，k=4。一般地說，歐幾里德幾何形狀的分維為1，具有復雜邊界斑塊的分維則大于1，但小于2。對于單個斑塊：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E趨于1時，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E趨于1時，景觀斑塊類型分布的均194B:景觀要素優(yōu)勢度

描述景觀由少數(shù)幾類斑塊控制的程度。通常，較大的D（RD）對應于一個或少數(shù)幾個斑塊類型占主導地位的景觀。優(yōu)勢度指數(shù)D：D=Hmax–H相對優(yōu)勢度RD：RD=1-E=1—（H/Hmax）B:景觀要素優(yōu)勢度描述景觀由少數(shù)幾類195景觀指數(shù)應用舉例通過計算一些景觀指數(shù)，可以比較兩個景觀的結(jié)構特征（圖）

兩個具有不同空間格局的景觀及其相應的一些景觀指數(shù)

景觀指數(shù)應用舉例通過計算一些景觀指數(shù)，可以比較兩個景觀的結(jié)構196景觀指數(shù)可以用來定量地描述和監(jiān)測景觀結(jié)構特征隨時間的變化（圖）

美國本土的原始森林由于人類活動從1620年1990年間銳減的情形美國亞利桑那洲鳳凰城地區(qū)從1912年到1995年城市擴張的情形景觀指數(shù)可以用來定量地描述和監(jiān)測景觀結(jié)構特征隨時間的變化（圖197景觀格局變化的定量描述以10個景觀指數(shù)舉例說明美國鳳凰城地區(qū)從1912年至1995年土地利用變化的情形景觀生態(tài)學部分課件198第四節(jié)空間統(tǒng)計學方法景觀格局的最大特征就是空間自相關性——被稱為是地理學第一定律，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)出對空間位置的依賴關系。

空間自相關分析

第四節(jié)空間統(tǒng)計學方法景觀格局的最大特征就是空間自相關性——199空間自相關分析：檢驗某一空間變量的取值是否與相鄰空間上該變量的取值大小相關，以及相關程度如何?？臻g自相關系數(shù)：度量物理或生態(tài)學變量在空間上的分布特征及其對其鄰域的影響程度。若某一空間變量的值隨著測定距離的縮小而變得更相似，則這一變量呈空間正相關；若所測值隨距離的縮小而更為不同，則這一變量呈空間負相關；若表現(xiàn)出任何空間依賴關系，則這所測值變量表現(xiàn)出空間不相關性或空間隨機性。景觀生態(tài)學部分課件200

空間自相關分析的步驟對所檢驗的空間單元進行取樣計算空間自相關系數(shù)（Moran的I系數(shù)和Geary的c系數(shù)）進行顯著性檢驗空間自相關分析的步驟201

景觀格局分析中誤差的來源原始數(shù)據(jù)收集過程引入的誤差：技術方法本身和與觀察者有關的種種原因造成。數(shù)據(jù)處理和分類過程引入的誤差：空間分析過程本身所引入的誤差：各種景觀指數(shù)和空間統(tǒng)計學方法的局限性和非確定性；采用這些方法的人的實際操作水平和對結(jié)果的解譯能力。第五節(jié)景觀格局分析中的誤差問題景觀格局分析中誤差的來源原始數(shù)據(jù)收集過程引入的誤差：技術202景觀空間分析中的誤差景觀生態(tài)學部分課件2