第四章 景观结构和空间格局
▲种植斑块内物种动态和斑块周转速率主要取决于人类的管理 活动。如果不进行管理,基质中的物种将侵入引发演替.导 致斑块与基质融合。
聚居地(residential):指由人为建筑活动造成的 建筑物和其他设施组成的斑块。包括房屋、院落和毗邻的
周围环境。
▲聚居地含4种不同类型的生物:人、主动引入的动植物、
不慎引入的有害生物和从异地移入的本地种。
第四章 景观结构和空间格局
研究景观,需要认识: ①结构——不同生态系统或景观要素的空间关系。指与生态 系统的大小、形状、数量、类型及空间配置相关的能量、物 质和物种的分布。 ②功能——景观要素间相互作用。即生态系统组分间能量、 物质和物种流。 ③动态——景观镶嵌结构与功能随时间的变化。 注意:景观结构是景观功能的基础,是景观生态学的基 础研究内容。
2)河流廊道
沿河流分布与周围基质不同的植被带。完整的河流廊道由水道、 河床、河岸植被组成。河岸植被由于具有特别重要的功能,被认为 是最需要保护的景观元素。
4.廊道的结构特点
廊道结构特征用曲度、连通性、结点、宽度和间断区 以及横向结构等来反映。
曲度(Curvilinearity):廊道中两点间的实际距离与它们之间的
4. 斑块的动态与持久性
( dynamics and persistence)
斑块的动素。 起源类型 disturbance patch remnant patch
environmental patch
成因 干扰 干扰 环境的异质性 天然更新 人工引入
1. 廊道的起源
1)起源类型:
干扰廊道:道路、动力线,带状采伐 残存廊道:采伐保留带,为动物迁徙保留的植被带 环境资源廊道:河流、山脊线谷底动物路径 种植廊道:防护林带、人工树篱 再生廊道:沿着栅栏、城墙自然长出的树篱
2)廊道的持续性
与形成机理有关。环境资源廊道(河流)相对持久, 而带状采伐廊道则是短暂的;影响廊道持续性的另一因素 是人的维护。
C. 残存斑块(remnant patch): 指大面积干扰后残存下来的 局部未受干扰的自然或半自 然斑块。 如火烧、虫害、水淹等可能产 生残余斑块,典型例子为火烧 后残留下的小片植被。 特点:成因来自天然或人为干 扰;周转率较高;基质物种迁 入残余斑块,之后物种增加时 期被物种灭绝时期所替代,最 终与基质融合。
结点在管理与规划中非常重要。 如河流急转弯的凹面常出现一 片泛滥平原,两条公路交叉处的重叠植被。
宽度:对沿廊道或穿越廊道的物种迁移及物质能量流 有重要意义。 高度对比:高于环境的廊道对环境的影响较大、而低 于环境的廊道受环境的影响较大。 狭点(narrow):指廊道中的狭窄处。狭点影响物种或 物质的运动。 廊道结构:从横断面看一般由一个中央区和两侧的边 缘区构成。
三.基质(matrix)
景观中的背景地域。在景观中,面 积最大、连接性最高、起控制作用的景 观要素类型。控制景观动态是基质的最 根本特征。
1. 判别基质的标准
1)相对面积:某一类景观要素面积占景观总 面积的比例。景观中某一类景观要素面积最 大,占景观总面积的50%以上,甚至超过其 他各类要素面积总和. Q:在异质性很强的镶嵌景观中,任何一种景 观要素的面积都不会超过50%,那么应如何 确定基质的判定标准?
自然演替方向 进展演替 退化—恢复 稳定 进展 不定
变化速度 快 快 慢 快 较快
regenerated patch introduced patch
5.景观斑块的组合形式
6. 斑块类型(Patch Types)
在不同的景观中,依据研究的需要,斑块类型有不同 的划分方法。 斑块划分的依据:
斑块的面积 群落类型 地形特征 斑块的外貌特征 景观的类型
西双版纳乡居景观结构
聚居地属人造斑块,其存在取决于人的管理强度 和持续时间,不稳定性显著。而且聚居地中城市 和乡村差异很大。城市及其郊区范围较大,成为 城市景观;而小城镇、村舍、乡村居民点则为乡 村景观中的聚居地斑块。 解释:引入斑块实质是一种干扰斑块。但因其分 布面积广量大,遍及全球,故单独划为一类。
直线距离之比。曲度对沿廊道的移动影响较大。一般而言,廊道 曲度越小,移动距离越短,阻力越小,移动速度越快。
连通性(Connectivity):指廊道的连续程度。一般以单位长度
廊道中断数量来度量。廊道有无间断是通道作用和阻隔作用的重 要因素。
结点(nodes):指两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。
2)连通性:当一种景观要素类型完全连通,可确定为基 质。 解析:当两种景观要素面积相当时,连通性较高的类 型,或者当景观中的某一要素(线性或带状要素)连接 较为完好,并环绕所有其他现存景观要素时,均可判定 为基质。如具有一定规模的树篱等。 有时,相对面积标准会与连通性标准矛盾。
3)动态控制作用:指对景观的动态变化的起点、速度、 方向起主导和控制作用。从生态意义上看,对景观的 动态控制作用是判断景观基质最重要的标准。
D. 引入斑块(introduced patch):指 由人类有意或无意将生物引进一个地 区而形成的,或完全由人工建立和维 护的斑块。 如种植园、作物地、高尔大球场、居 民区绿地等人工生态系统。
种植斑块(planted patch):指自然植被景观中由人类种 指自然植被景观中由人类种 植活动形成的斑块。
斑块大小的意义
大斑块存在内部环境,边缘物种和内部物种能够共 存,因此(比小斑块)包含更多物种 ; 其次,营养级位序较高的物种数量以大斑块高于小 斑块。但是研究表明:影响物种数量更重要的因素 是大斑块具有更高的生境多样性。
岛屿斑块物种多样性
岛屿斑块物种数量: S = f ( +habitat diversity, - disturbances, + area, - isolation, + age) 陆地斑块物种数量: S = f ( + habitat diversity, + (-) disturbances + area, + age, + matrix heterogeneity, - isolation, - boundary discreteness ) 变量顺序表示影响重要程度 + - 号表示正影响和负影响
景观是由景观要素即斑块、廊道和基质组成的异 质性区域。各要素的数量、大小、类型、形状及 在空间上的组合形式构成了景观的空间结构。 分析量化景观镶嵌格局,进而分析景观的生态过 程,研究格局与过程间相互作用、相互影响的机 理,首先应认识分析景观的空间结构单元。
本章教学内容
1. 景观结构模型 2. 景观异质性 3. 景观空间格局
2. 斑块大小
斑块大小:指斑块规模(patch size)或面积。 影响斑块内部生境、斑块与基质或其他斑块间的物种、 物质和能量交换流动等多种生态过程。 影响物质与能量的分布: 一般斑块内的物质、能量与斑块面积大小呈 正相关,但并非线性。斑块内部和边缘在物质和 能量储存上存在差异,小斑块的边缘比例高于大 斑块。
景观空间格局图示:斑块-廊道-基质的组合
第一节 景观空间单元
一.斑块(Patch) 斑块:指与周围不同的相对均质的宽阔区域, 在斑块内部呈现微小的异质性,并以相似的形 式重复出现。 实际上,该定义强调斑块的空间非连续性 和内部均质性。广义地,斑块或有生命的或无 生命的;而狭义地,斑块是指动植物群落。
特点:斑块中的生物不同于周围的基质;由于自然环境资
源的空间分布格局具有相对稳定性,斑块寿命较长,周 转速率很低,斑块与基质间的生态交错区可能很宽 。
B. 干扰斑块
(disturbance
patch):指 :
由于基质 内局部干 扰而形成 的斑块。
如,飓风、冰雹、雪崩、泥石流、病虫害、火灾、 动物践踏与取食,树木枯死等自然干扰都会造 成干扰斑块;森林砍伐、垦荒、围田、采矿等 人类活动亦可造成干扰斑块。 特点:通常消失得最快,平均年龄最短,周转速 率(turnover rates)最高 。
解析:若前两标准都相当时,需要理论模型或进行野外观测,判断 某一景观要素对景观的动态控制程度。 一般控制程度高的元素处于扩展状态。 在实际判定基质时,可将三 个标准结合起来使用。具体计算全部景观要素类型的相对面积和 连接度水平,进行判定。 虽然,判别基质非常重要,但并不是所有景观都存在基质。
与隙孔 斑度隙 块。度斑 : 大它 块 小是单在 无基位基 关质面质 。中积中 斑的称 块斑为 密块孔 度数。 的目 量称 度为 。孔
2. 廊道的功能
廊道分割景观,同时景观又被廊道联系在一起。即廊道的双重作用- 对物种的迁移和过滤作用。 如河流是许多鱼类和其他水生生物的迁移通道,但又阻碍一些 陆地生物和人类的迁移;又如高速公路的作用。 廊道还可成为某些物种的栖息地,对周围环境构成影响源。
功能
运输: 铁路、公路、输电线、林间小道、动物迁移保留廊道 阻隔、过滤: 道路、石墙、栅栏、河边植物带、防火林带 物种源汇: 树篱、采伐保留带 特殊生境: 河流、树篱 资源或产品:树篱、人工林带 观赏:曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤
3. 斑块形状:影响边缘与内部生境的比例, 从而影响物质、能量和物种分布
斑块形状变化:从狭长形到圆形,从平滑边界到回旋边界。 分析斑块形状旨在认识物种分布的稳定性、扩展、收缩和 迁移的趋势,甚至推断物种的迁移路线。 斑块形状(S)用斑块边界实际长度(L)与同面积(A) 圆周长的比值来表示。即:
斑块大小与边缘效应:斑块间物质交换或能量流动随边缘 的增加而增大,此现象称为“边缘效应”表现之一。 一般地,斑块越小,单位面积斑块的边缘长度越长,斑块 越易受到外围环境或基质的干扰,斑块与周围其他景观要 素间物质交换越强烈,斑块的稳定性越差。 所以,采用斑块内部面积与边缘面积的比率(内缘比)反 映斑块的特征。
S =
L 2 A
环状斑块与半岛斑块