景观景观要素与结构.ppt

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1、第二讲第二讲 景观要素与空间结构l l 景观是由景观是由景观要素景观要素组成，景观要素是地面组成，景观要素是地面上相对同质的上相对同质的生态要素或单元生态要素或单元。l l 景观三大要素：景观三大要素：斑块斑块(patchpatch）嵌块体）嵌块体 廊道廊道(corridor)corridor)基质基质(matrix)matrix)一、景观要素斑块斑块：泛指与周围环境在外貌或：泛指与周围环境在外貌或性质性质上不同，并具上不同，并具有一定有一定内部均质性内部均质性的的空间单元空间单元。如植物群落、湖。如植物群落、湖泊、草原、农田和居民区等。泊、草原、农田和居民区等。廊道廊道：是指景观中与相邻两边

2、环境不同的线性或带是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。如河流、道路等。状结构。如河流、道路等。基质基质：则是指景观中分布最广、连续性最大的背景则是指景观中分布最广、连续性最大的背景结构。如森林基质、草原基质、农田基质等。结构。如森林基质、草原基质、农田基质等。（一）、景观斑块 斑块(patch)及其类型特征 定义：斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地定义：斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。表区域。例：农田中的草地、林地，城市中的绿地、湖泊。例：农田中的草地、林地，城市中的绿地、湖泊。景观斑块的属性特征（1）斑块大小大小及其生态意义（2）斑块形状形状及其生

3、态意义（3）斑块的数量及其空间构成与空间构成与生态意义 景观斑块大小指面积；景观斑块大小指面积；斑斑块块面积对能量和养分产生影响，并体现生境面积对能量和养分产生影响，并体现生境的生态价值差异。的生态价值差异。（1）斑块斑块大小大小及其生态意义及其生态意义 对物种多样性的影响 -岛屿生物地理学理论S=CAZ种的丰富度面积S=CAZ S-多样性 A-面积 C-比例常数 Z-（1）面积影响l l 大致的规律是面积增加大致的规律是面积增加1010倍，物种增加倍，物种增加2 2倍；倍；面积增加面积增加100100倍，物种增加倍，物种增加4 4倍；倍；l l 原生生态系统保存原生生态系统保存10%10%的

4、面积，将有的面积，将有50%50%的物种保存下来。如果保存的物种保存下来。如果保存1%1%的面积，则会有的面积，则会有25%25%保存物种被保存。保存物种被保存。面积大，维持高物质、能量的能力较强，景观异质性高，生境多样性高，维持物种多样性能力大。保护区设计基本原则。物种多样性的面积大小影响只是一个方面，还涉及许多其他因素：陆地斑块陆地斑块属于生境岛屿，其斑块的物种多样性还与景观格局和过程相关：Sf(生境多样性,干扰,面积，年龄,+基质异质性，隔离,边界的不连续性)斑块大小对物质物质“源源”“汇汇”的影响 水域面积与水质污染关系-“汇”作用；城市规模与热量关系-“源”作用；森林面积与水土保持关

5、系-“汇”作用（2）斑块）斑块形状形状及其生态意义及其生态意义 形状与面积同等重要 例如:鸟、昆虫觅食，巢域选择等。生态学意义生态学意义 形状分析可了解物种动态（物种分布是稳定、扩展、收缩、还是迁移甚至可以了解迁移路线）斑块的形状对生物的散布和觅食具有重要作用。形状与边缘效应 形状系数 D-D-形状系数形状系数 L-L-斑块周边长度斑块周边长度 A-A-斑块面积斑块面积 D D值说明某一斑块周边长度与面积同该斑块相等的值说明某一斑块周边长度与面积同该斑块相等的圆的圆周长之比，比值为圆的圆周长之比，比值为1 1为圆形，比值越大说明该为圆形，比值越大说明该斑块周边越发达斑块周边越发达斑块编号斑块编

6、号周长周长,L,L面积面积,A,A边缘值边缘值,D,D1 1 659 659 10027 100271.8571.8572 2 277 277 4900 49001.1161.1163 3 373 373 3652 36521.7411.7414 411251125 9736 97363.2163.2165 5 269 269 5222 52221.0501.050 不同形状斑块周长、面积和边缘值不同形状斑块周长、面积和边缘值12345如果比值接近方形或圆形，形状则越紧如果比值接近方形或圆形，形状则越紧密。而紧密形状的单位面积中的边缘比密。而紧密形状的单位面积中的边缘比例小，有利于保蓄能量、养

7、分和生物。例小，有利于保蓄能量、养分和生物。圆形斑块与长条形斑块的生态意义比较形形 状状指指 标标内部内部/边缘边缘边缘边缘长度长度与本底与本底作用作用斑块内斑块内障碍物障碍物生境异生境异质性质性物种多物种多样性样性走廊走廊价值价值寻食寻食效应效应圆圆 形形高高小小小小少少小小大大小小小小长条形长条形低低大大大大多多大大小小大大大大生境斑块是否有较稳定的内部环境，对于许多生境破碎化敏感种来说是很重要的。如一个长条型的39公顷的森林斑块全部为边缘生境，没有鸟类繁殖；而一个相同面积的方形斑块中含有20公顷的内部生境，有6种鸟类繁殖。边缘效应边缘效应(edge effect)(edge effect

8、)：斑块边缘地带对物质、：斑块边缘地带对物质、能量、物种的影响能量、物种的影响斑斑斑斑块块块块内内内内/缘缘缘缘比比比比：斑：斑块块内内部面部面积积与与边缘边缘面面积积之比。之比。l l 如果如果边缘边缘效效应宽应宽度一致，度一致，边缘边缘面面积积基本基本与与边边界界长长度成正度成正比。斑比。斑块块内内/缘缘比主要取比主要取决决于斑于斑块块周周长长；l l 如果如果 斑斑块块形形状状不不变变，面，面积发积发生生变变化，化，内内/缘缘比比与与斑斑块块面面积积成反比例成反比例关关系。系。既既小斑小斑块边缘块边缘区区面面积积比例大些比例大些。小斑。小斑块块有有利于利于边缘边缘物物种种生存。生存。l

9、l根据对边缘或内部的反应，将生物分为：边缘种(edge species)和内部种（interior species)l l边缘种和内部种将动物分成三类：a 对两个生态系统均有要求 b 对边缘的特殊生境有特殊的要求 c 主要与一种生态系统有关系，但可扩展到边缘 景观是许多斑块构成的镶嵌体；景观是许多斑块构成的镶嵌体；景观是许多斑块构成的镶嵌体；景观是许多斑块构成的镶嵌体；斑块数量决定景观结构与功能斑块数量决定景观结构与功能斑块数量决定景观结构与功能斑块数量决定景观结构与功能如何分析景观斑块数量？如何分析景观斑块数量？如何分析景观斑块数量？如何分析景观斑块数量？斑块斑块数量数量与与空间构成空间构成

10、（1 1）景观斑块）景观斑块）景观斑块）景观斑块总数量总数量总数量总数量与生态学意义与生态学意义与生态学意义与生态学意义 数量越多，景观越破碎！数量越多，景观越破碎！数量越多，景观越破碎！数量越多，景观越破碎！（2 2）景观斑块）景观斑块）景观斑块）景观斑块类型与数量及类型与数量及类型与数量及类型与数量及生态学意义生态学意义生态学意义生态学意义 数量或面积越大，代表景观由该数量或面积越大，代表景观由该数量或面积越大，代表景观由该数量或面积越大，代表景观由该 类型生态系类型生态系类型生态系类型生态系统构成。如湿地景观、农田景观等。统构成。如湿地景观、农田景观等。统构成。如湿地景观、农田景观等。统

11、构成。如湿地景观、农田景观等。（3 3）景观景观斑块形状与数量及生态学意义斑块形状与数量及生态学意义 景观斑块数量度量与生态学意义紧密关联在一景观斑块数量度量与生态学意义紧密关联在一景观斑块数量度量与生态学意义紧密关联在一景观斑块数量度量与生态学意义紧密关联在一起才有意义！起才有意义！起才有意义！起才有意义！景观斑块数量、结构及生态学意义（功能）（1）众多数量的斑块，其不同组合格局对众多数量的斑块，其不同组合格局对生态系统的生态系统的生产力、养分循环和水土流失、生产力、养分循环和水土流失、大气污染大气污染等过程过程都有重要影响。（2）景观斑块的空间关系反映景观斑块的空间关系反映景观景观生态系生

12、态系统间的相互作用统间的相互作用，并影响景观生态过程。，并影响景观生态过程。（3）景观中）景观中同类斑块同类斑块集中分布与分散分布集中分布与分散分布所带来的影响显然不同。如居民点集中分所带来的影响显然不同。如居民点集中分布的城市与分散分布的乡村，人口流、物布的城市与分散分布的乡村，人口流、物流等存在很大差异。流等存在很大差异。景观斑块数量、格局及生态学意义（功能）斑块化及斑块动态斑块化及斑块动态（1）斑块化是指斑块的空间格局及其变异；）斑块化是指斑块的空间格局及其变异；关注的是斑块动态与生态过程的关系。斑块关注的是斑块动态与生态过程的关系。斑块化的原因、机制和特征依赖于观察尺度及其化的原因、机

13、制和特征依赖于观察尺度及其研究的生物。研究的生物。（2）人类活动导致）人类活动导致自然景观趋于斑块化自然景观趋于斑块化 人工景观-聚集化 斑块化的生态效应斑块化的生态效应（1）种群动态与斑块化）种群动态与斑块化 伴随生境的破碎化，种群在空间分布伴随生境的破碎化，种群在空间分布趋于趋于“岛屿化岛屿化”；异质种群对生境破碎化的反映一般表异质种群对生境破碎化的反映一般表现为，由于生境的斑块化，每一斑块上的现为，由于生境的斑块化，每一斑块上的种群有可能由于个体数目太少而丧失基因种群有可能由于个体数目太少而丧失基因的变异性，加剧种群消亡灭绝的风险的变异性，加剧种群消亡灭绝的风险（2）斑块化与生物多样性）

14、斑块化与生物多样性 生物多样性包括生态系统多样性、物生物多样性包括生态系统多样性、物种多样性和基因多样性。种多样性和基因多样性。这些多样性体现出生物斑块化，也是这些多样性体现出生物斑块化，也是非生物斑块化在不同时空尺度上的产物。非生物斑块化在不同时空尺度上的产物。斑斑块块化化过过程程案案例例（二）、廊 道(corridor)l l与本底有所区别的一条带状土地与本底有所区别的一条带状土地,可以看作可以看作是一个线状或带状的斑块是一个线状或带状的斑块.例如例如:树篱、树篱、公路公路1 廊道类型与作用 双重作用:将景观分离、将景观连接 （1）.运输：公路、铁路、运河、输电线等 （2）.保护：长城、围

15、墙、林带等 （3）.资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多 （4）.观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤廊道的结构特点及其生态意义 弯曲度弯曲度(curvilinearity)curvilinearity)影响物质、物种流动路径和速度影响物质、物种流动路径和速度 连通性(connectivety)作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功能。和屏障功能。狭点(narrow)作用：影响运动作用：影响运动 例如：河流峡口，交通口例如：河流峡口，交通口 结点(nodes)l l作用：结点在管理与规划中十分有用，因为作用：结点在管理与规划中十分有

16、用，因为它提供了许多相连系的物种源，当物种在斑它提供了许多相连系的物种源，当物种在斑块中消失时，有利于物种重新迁入。块中消失时，有利于物种重新迁入。例如：河流急转弯的凹面常出现一片泛滥平原，例如：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两条公路交叉处的重叠植被 廊道的内部特点廊道的内部特点l l从从边缘到中心边缘到中心的物种组成发生急剧变化的物种组成发生急剧变化 例如：公路、河流、林带例如：公路、河流、林带l l 环境条件与外部有所不同环境条件与外部有所不同 例如：林荫路冬暖夏凉例如：林荫路冬暖夏凉l l 水平上延伸一段距离，水平梯度也会发生变化。水平上延伸一段距离，水平梯

17、度也会发生变化。4 廊道的分类 线状廊道线状廊道 廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是边缘占优势。廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是边缘占优势。一般有一般有7 7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱灌丝带、树篱 带状廊道带状廊道 廊道是一条很窄的带，其宽度是可以造成一个内部环廊道是一条很窄的带，其宽度是可以造成一个内部环境，含有内部种，每个侧面都存在边缘效应。境，含有内部种，每个侧面都存在边缘效应。河流廊道 河流廊道是沿河流分布的，与周围本底不同的植被带。廊道功能：廊道功能：l l生境生境(habitat)，如河边生态系统、植被带如

18、河边生态系统、植被带l l源源（source）:景观边界两侧物质和能量景观边界两侧物质和能量水平差异导致的生态流自景观边界向景观水平差异导致的生态流自景观边界向景观单元流动。单元流动。l l汇汇（sink）:景观边界对生态流的聚集作景观边界对生态流的聚集作用用)l l通道通道(conduit)，河流河流l l屏障屏障(barrier)，防风林防风林l l过滤器过滤器(filter)，道路、河岸带道路、河岸带廊道网络廊道网络l l廊道相互交叉构成网络 如水渠网络、道路网络、树篱网络等；l l网络结构特征：交叉点：十字形、T形等描述形状特征；交叉点数量描述密度特征；网络格局和网眼大小l l 廊道的

19、网络效应 道路网络的噪音效应 道路绿地网络的生物多样性 “三”、基质 范围广、连接度最高，并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型。景观中的背景地域。基质的标准l l相对面积相对面积 一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。积总和。假如一种景观元素类型覆盖假如一种景观元素类型覆盖50%50%以上的面积，就可以认以上的面积，就可以认为是本底。为是本底。l l 连通性连通性 如果一个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开，如果一个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开，则认为该空间是连通的。则认为该空间是连通的。连通性高的作用：1)可以作为障碍物将其他要素分开。例如：防火带 2)便于物种迁移与基因交换。3)使其他要素成为生境岛。动态控制 例如：原始林采伐烧地、农田与林网2 基质的变迁与景基质的变迁与景观功能改变观功能改变（一）景观结构景观结构是描述景观最为基（一）景观结构景观结构是描述景观最为基础内容础内容景观结构：景观要素的组成景观结构：景观要素的组成 林地景观占比林地景观占比 湿地景观占比湿地景观占比 农田景观占比农田景观占比：二、景观结构与格局景观格局l l景观要素空间排列组成形式景观格局是描述区域景观空间构成方式最为基础内容 景观格局与过程关系密切 景观格局决定功能 景观格局与景观保护与合理利用息息相关