第四章-景观生态过程与功能课件.ppt
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1、第四章 景观生态过程与功能概述景观生态过程是景观生态流的表现形式,景观生态流是景景观生态过程是景观生态流的表现形式,景观生态流是景观生态过程和景观功能的载体。观生态过程和景观功能的载体。景观生态过程与景观功能关系密切,景观生态过程决定景景观生态过程与景观功能关系密切,景观生态过程决定景观功能,同时也影响景观格局以及景观功能的动态变化,观功能,同时也影响景观格局以及景观功能的动态变化,而景观功能是景观生态过程所引起的景观要素之间的空间而景观功能是景观生态过程所引起的景观要素之间的空间相互作用及其效应,通过了解景观生态流、景观过程的动相互作用及其效应,通过了解景观生态流、景观过程的动力与运动机制、
2、景观中动植物的运动、景观要素的过程与力与运动机制、景观中动植物的运动、景观要素的过程与功能以及景观破碎化及连接度,把握景观格局与景观生态功能以及景观破碎化及连接度,把握景观格局与景观生态过程之间的关系,实现认识景观生态过程本质的目的。过程之间的关系,实现认识景观生态过程本质的目的。主要内容1 1景观间的生态流及其基本观点景观间的生态流及其基本观点2 2景观破碎化景观破碎化3 3景观连接度与连通性的关系景观连接度与连通性的关系4 4景观要素的过程与功能景观要素的过程与功能思考题1.1.什么是景观生态流?它有哪些类型?什么是景观生态流?它有哪些类型?2.2.景观生态过程的基本动力包括哪些?景观生态
3、过程的基本动力包括哪些?3.3.景观生态过程的媒介物是什么?景观生态过程的媒介物是什么?4.4.什么是景观破碎化?什么是景观破碎化过程?景观破碎什么是景观破碎化?什么是景观破碎化过程?景观破碎化的空间过程包括哪几种?景观破碎化的生态学意义?化的空间过程包括哪几种?景观破碎化的生态学意义?5.5.什么是景观连接度?什么是结构连接度?什么是功能连什么是景观连接度?什么是结构连接度?什么是功能连接度?接度?6.6.景观连接度与连通性的关系如何?景观连接度与连通性的关系如何?7.7.廊道对景观生态流的影响如何?屏障、断开和结点如何廊道对景观生态流的影响如何?屏障、断开和结点如何影响景观生态流?影响景观
4、生态流?一、景观间的生态流及其基本观点1.景观中的生态流景观中的生态流空气流空气流水流水流养分流养分流2.关于流的基本观点和基本机制关于流的基本观点和基本机制u媒介物媒介物u力力1.景观中的生态流(1)空气流:风(层流、湍流)空气流:风(层流、湍流)(2)水流:)水流:地表水流地表水流地下水流地下水流潮汐和海流潮汐和海流(3)养分流:)养分流:p水流携带水流携带p土壤侵蚀引起土壤侵蚀引起对流雨对流雨发生的条件:发生的条件:地面受辐射温度升高,下层暖湿空气膨胀上升,上层温度较低的空地面受辐射温度升高,下层暖湿空气膨胀上升,上层温度较低的空气则下沉补充。下层较暖的空气在上升到温度较低的高空后发生冷
5、气则下沉补充。下层较暖的空气在上升到温度较低的高空后发生冷却,所含的水汽凝结成云,形成降雨。却,所含的水汽凝结成云,形成降雨。发生的特点:发生的特点:a.a.对流雨是在大气不稳定的条件下产生的,多发生在夏季酷热的午后;对流雨是在大气不稳定的条件下产生的,多发生在夏季酷热的午后;b.b.其水平尺度很小其水平尺度很小(0.150公里公里),降雨历时较短(几十分钟),形,降雨历时较短(几十分钟),形成阵性降水,常称阵雨。成阵性降水,常称阵雨。c.c.降水强度的变化很大。对流性降水常伴有闪电和雷声,称为雷阵雨。降水强度的变化很大。对流性降水常伴有闪电和雷声,称为雷阵雨。地形雨地形雨发生条件发生条件:暖
6、湿空气在运移过程中,因受地形(如山脉等)影响而暖湿空气在运移过程中,因受地形(如山脉等)影响而被抬升,发生冷却,所含的水汽凝结形成降雨。被抬升,发生冷却,所含的水汽凝结形成降雨。特点:特点:地形作用一般使山的迎风面的降水量大,而背风面降水地形作用一般使山的迎风面的降水量大,而背风面降水量减少,其特征因空气本身的温湿特性、运行速度以及量减少,其特征因空气本身的温湿特性、运行速度以及地形特点而异,差别较大地形特点而异,差别较大。锋面雨锋面雨由于不同性质的气团相遇所形成的雨称为锋面雨。由于不同性质的气团相遇所形成的雨称为锋面雨。气团气团:物理属性在水平方向差异很小的空气质点群体。物理属性在水平方向差
7、异很小的空气质点群体。锋面锋面:温度或密度差异很大的两个气团相遇,接触区形成温度或密度差异很大的两个气团相遇,接触区形成的的过渡带称过渡带称为为锋面。锋面。锋面是倾斜的,坡度很小锋面是倾斜的,坡度很小;冷气团在下,暖气团在上冷气团在下,暖气团在上;锋面的厚度约锋面的厚度约1公里,水平宽度在近地面约数十公里,其高度可达公里,水平宽度在近地面约数十公里,其高度可达400公里以上(延伸到对流层顶)。公里以上(延伸到对流层顶)。2.关于流的基本观点和基本机制(1)媒介物:)媒介物:风、水、飞行动物、地面动物、人风、水、飞行动物、地面动物、人(2)力)力u扩散(异质性)扩散(异质性)u重力(水流、滑坡、
8、种子落地等)重力(水流、滑坡、种子落地等)u运动(高度聚集分布格局)运动(高度聚集分布格局)二、景观破碎化1.1.景观破碎化过程景观破碎化过程穿孔(穿孔(perforation)分割(分割(dissection)破碎化(破碎化(fragmentation)收缩(收缩(shrinkage)磨蚀(磨蚀(attrition)2.2.景观破碎化的生态意义景观破碎化的生态意义1.景观破碎化过程(1)穿孔)穿孔穿孔是在大面积景观要素单元中在外力作用下穿孔是在大面积景观要素单元中在外力作用下形成小面积斑块的过程,是景观破碎化的最普形成小面积斑块的过程,是景观破碎化的最普遍的方式。遍的方式。如一大片林地由于伐
9、木而产生的空地,大面积如一大片林地由于伐木而产生的空地,大面积森林中小面积强度火烧形成的火烧迹地等。森林中小面积强度火烧形成的火烧迹地等。1.景观破碎化过程(2)分割)分割分割是用宽度相等的带来划分一个区域,形成分割是用宽度相等的带来划分一个区域,形成几个较小斑块的空间过程。几个较小斑块的空间过程。如我国三北地区的防护林网格,大面积人工林如我国三北地区的防护林网格,大面积人工林中开设的防火生土隔离带等。中开设的防火生土隔离带等。1.景观破碎化过程(3)破碎化破碎化破碎化是将一个生境或土地类型分成小块生境破碎化是将一个生境或土地类型分成小块生境或小块地的过程或小块地的过程(狭义)(狭义)。广义的
10、破碎化把这广义的破碎化把这5个过程全包括在内。个过程全包括在内。分割和破碎化的生态效应既可以类似,也可以分割和破碎化的生态效应既可以类似,也可以不同,主要依赖于分割廊道是否是物种运动或不同,主要依赖于分割廊道是否是物种运动或考虑过程的障碍。考虑过程的障碍。1.景观破碎化过程(4)收缩)收缩收缩或缩小在景观变化中是很普遍的过程,它收缩或缩小在景观变化中是很普遍的过程,它意味着研究对象(如斑块)规模的减小。意味着研究对象(如斑块)规模的减小。如林地的一部分被用于耕种或建房,那么残余如林地的一部分被用于耕种或建房,那么残余的林地就会缩小。的林地就会缩小。1.景观破碎化过程(5)磨蚀)磨蚀磨蚀或消失是
11、景观中破碎化形成的斑块磨蚀或消失是景观中破碎化形成的斑块被被重复重复破坏而消失的过程。破坏而消失的过程。1.景观破碎化过程开开始始阶阶段段,穿穿孔孔和和分分割割过过程程其其重重要要作作用用,而而破破碎碎化化和和缩缩小小过过程程在在景景观观变变化化的的中中间间阶阶段段更更显显重重要要,磨磨蚀蚀过过程程是是景景观观变变化的化的最后阶段最后阶段。这这5种种景景观观破破碎碎化化的的过过程程对对生生物物多多样样性性、侵侵蚀蚀和和水水化化等等生生态态特特征征均均具具有有重重要要的的影影响响,但但景景观观变变化化过过程程中中,这这5种种过过程程的的重要性不同重要性不同。1.景观破碎化过程穿穿孔孔、分分割割和
12、和破破碎碎化化既既可可以以影影响响整整个个区区域域,也也可可以以影影响响区区域中的一个斑块。域中的一个斑块。而而缩小和磨蚀缩小和磨蚀过程主要影响单个斑块或廊道。过程主要影响单个斑块或廊道。景景观观中中斑斑块块的的数数量量随随分分割割过过程程和和破破碎碎化化过过程程而而增增加加,随随磨磨蚀过程而减少。蚀过程而减少。内内部部生生境境的的总总数数量量随随着着这这5种种过过程程而而减减少少,整整个个区区域域的的连连接接性随着分割过程和破碎化过程而降低。性随着分割过程和破碎化过程而降低。2.景观破碎化的生态意义景观的破碎化过程是景观的破碎化过程是降低生物多样性降低生物多样性最重要的过最重要的过程之一。程
13、之一。植被的破碎化能形成植被的破碎化能形成不同的景观格局不同的景观格局,给景观生,给景观生态过程带来不同的影响。态过程带来不同的影响。景观的破碎化使斑块对外部干扰表现得景观的破碎化使斑块对外部干扰表现得更加脆弱更加脆弱。破碎化对许多生物物种和生态过程具有破碎化对许多生物物种和生态过程具有负面影响负面影响。2.景观破碎化的生态意义景观破碎化的程度与干扰的强度关系密切。景观破碎化的程度与干扰的强度关系密切。景观破碎化的程度还与人类的活动范围和时间长景观破碎化的程度还与人类的活动范围和时间长短有关。短有关。景观破碎化是一种动态过程,在一定程度上是一景观破碎化是一种动态过程,在一定程度上是一个个可逆过
14、程可逆过程。三、景观连接度与连通性的关系景观连通性景观连通性测定景观的结构特征,测定景观的结构特征,景观连接度景观连接度测定景观的测定景观的功能特征,反映了景观特征的功能特征,反映了景观特征的2个不同方面。个不同方面。景观连通性景观连通性可从下述几个方面得到反映:斑块的大小、形可从下述几个方面得到反映:斑块的大小、形状,同类斑块之间的距离,廊道存在与否,不同类型树篱状,同类斑块之间的距离,廊道存在与否,不同类型树篱之间相互交的频率和由树篱组成的网络单元的大小。而之间相互交的频率和由树篱组成的网络单元的大小。而景景观连接度观连接度要通过斑块之间生物种迁徒或其他生态过程进展要通过斑块之间生物种迁徒
15、或其他生态过程进展的顺利程度来反映。的顺利程度来反映。景观连接度景观连接度是描述景观功能的特征的一个指标,是一个抽是描述景观功能的特征的一个指标,是一个抽象的、相对的测定指标。象的、相对的测定指标。景观连通性景观连通性是描述景观结构特征是描述景观结构特征的一个指标,是一个客观存在的、可以定量化的测定指标。的一个指标,是一个客观存在的、可以定量化的测定指标。四、景观要素的过程与功能1.1.廊道的过程与功能廊道的过程与功能2.2.基质的过程与功能基质的过程与功能3.3.网络的过程与功能网络的过程与功能4.4.几种典型的景观生态过程与功能几种典型的景观生态过程与功能1.廊道的过程与功能 廊道廊道的的
16、4种较为重要的功能:种较为重要的功能:作为某些物种的栖息地;作为某些物种的栖息地;作为物种沿廊道迁移的通道;作为物种沿廊道迁移的通道;对其两侧的景观要素间的流起屏障或过滤器对其两侧的景观要素间的流起屏障或过滤器的作用;的作用;影响周围基质的环境和生物源。影响周围基质的环境和生物源。(1)通道动植物是沿廊道迁移的主要物流动植物是沿廊道迁移的主要物流火灾、虫害爆发等沿廊道蔓延火灾、虫害爆发等沿廊道蔓延廊道也可起廊道也可起“隘道隘道”或或“瓶颈瓶颈”的作用的作用u合理利用可有效控制干扰的传播合理利用可有效控制干扰的传播(2)屏障和过滤器廊道对横穿景观的生态功能流有一定的屏障作用廊道对横穿景观的生态功
17、能流有一定的屏障作用景观中廊道具有景观中廊道具有“半渗透性半渗透性”(3)断开断开一般可阻止物种沿廊道的迁移,而且其长度断开一般可阻止物种沿廊道的迁移,而且其长度是决定哪些物种受到影响的主导决定因素是决定哪些物种受到影响的主导决定因素。断开可以促进一些物种穿越通常对物种迁移起屏断开可以促进一些物种穿越通常对物种迁移起屏障作用的廊道障作用的廊道。2.基质的过程和基本功能基质连接度景观阻力孔隙度和斑块间的相互作用影响范围生态交错区距离(1)基质连接度基质连接度较高是指物体穿越基质时几乎基质连接度较高是指物体穿越基质时几乎不不受屏障的阻拦。受屏障的阻拦。为了保护那些不能穿越狭窄廊道的内部物种,有时又
18、必须为了保护那些不能穿越狭窄廊道的内部物种,有时又必须提高或增大基质或嵌块体的连接度提高或增大基质或嵌块体的连接度。基质连接度对物种多样性保护的影响。基质连接度对物种多样性保护的影响。如果生境面积足够大,不同生境斑块间的相对隔离可能更如果生境面积足够大,不同生境斑块间的相对隔离可能更有利于保护物种的遗传多样性。有利于保护物种的遗传多样性。(2)景观阻力影响物体流动速度的所有景观结构特征可统称为影响物体流动速度的所有景观结构特征可统称为景观对运动的阻力。景观对运动的阻力。景观阻力来源于景观阻力来源于2个边界特性:界面通过频率和界面的个边界特性:界面通过频率和界面的不连续性;不连续性;以及以及2个
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