景观生态学-课件2.ppt

1、 第二章第二章 景观的空间单元景观的空间单元斑块廊道基质一、斑块(patch)1.定义：定义：斑块是与周围环境（基质）有所不同的非线形地斑块是与周围环境（基质）有所不同的非线形地表区域。表区域。2.斑块类型成因斑块类型成因 p干扰斑块。干扰斑块。通常寿命最短，也可能持久延续。通常寿命最短，也可能持久延续。p残存斑块。残存斑块。p环境资源斑块。环境资源斑块。寿命较长，斑块内物种周转率较低。寿命较长，斑块内物种周转率较低。p引入斑块。引入斑块。种植斑块：种植斑块：物种动态及周转率决定于人的活动，稳定性最差。物种动态及周转率决定于人的活动，稳定性最差。聚居斑块：聚居斑块：延续时间决定于管理，高度不稳

2、定的生态系统。延续时间决定于管理，高度不稳定的生态系统。干扰斑块干扰斑块环境资源斑块环境资源斑块聚居斑块聚居斑块3.斑块的度量指标斑块的度量指标 斑块大小即斑块的面积斑块大小即斑块的面积p 生态学意义：物种生态学意义：物种-面积关系。面积关系。物种丰富度物种丰富度斑块面积斑块面积斑块物种多样性斑块物种多样性=f（生境多样性，（生境多样性，-(+)干扰，干扰，+面积，面积，-隔离，隔离，+年龄年龄）。物种多样性物种多样性速率速率迁入迁入近近灭绝灭绝小岛小岛大岛大岛S S小远小远S大近大近迁入迁入远远S大远大远p最小斑块面积最小斑块面积 群落的定性最小面积，定量最小面积（坚持最群落的定性最小面积，

3、定量最小面积（坚持最小面积、更新最小面积，生物学最小面积）。小面积、更新最小面积，生物学最小面积）。景观生态分类中的小块群落地段，矮小植物群景观生态分类中的小块群落地段，矮小植物群落落10m2，较高，较高植物群落植物群落100m2，森林森林1000m2。城市中，森林最小斑块面积城市中，森林最小斑块面积1000m2，生态林最，生态林最小面积（生境梯度、环境异质性）小面积（生境梯度、环境异质性）1hm2。斑块形状斑块形状p 生态学意义：边缘效应生态学意义：边缘效应。生境生境+物种特点。物种特点。边缘与内部环境，边缘与内部环境，内部种与边缘种。内部种与边缘种。斑块内缘比：斑块内部和边缘带的面积比。斑

4、块内缘比：斑块内部和边缘带的面积比。p 斑块形状的表示：斑块形状的表示：S S：斑块形状，：斑块形状，L:L:边界实际长度，边界实际长度，A:A:同面积圆周。同面积圆周。S S值越高，斑块形状越复杂。值越高，斑块形状越复杂。边缘效应与斑块形状、斑块面积的关系边缘效应与斑块形状、斑块面积的关系 其它指标其它指标斑块类型。生态用地斑块：园林用地，农斑块类型。生态用地斑块：园林用地，农田，森林；绿地类型；植被类型。田，森林；绿地类型；植被类型。斑块数目。斑块数目。分辨率与斑块数目。如城市森林斑块。分辨率与斑块数目。如城市森林斑块。二、廊道二、廊道1.定义：廊道是两边与基质有显著区别的狭带状土地，定义

5、：廊道是两边与基质有显著区别的狭带状土地，也可以说是带状斑块。也可以说是带状斑块。2.廊道的作用廊道的作用 双重作用：将景观连接，将景观分隔双重作用：将景观连接，将景观分隔 还有迁移（通道）、过滤（阻隔）、栖息地等。还有迁移（通道）、过滤（阻隔）、栖息地等。3.关于廊道的原理：廊道的连续性、裂隙数目、构成、关于廊道的原理：廊道的连续性、裂隙数目、构成、宽度、宽度与景观过程的关系，等。规划与设计。宽度、宽度与景观过程的关系，等。规划与设计。生态廊道：主要由植被、水体等生态性结构要素构成。生态廊道：主要由植被、水体等生态性结构要素构成。构建城市生态网络和城市开放空间规划的核心。构建城市生态网络和城

6、市开放空间规划的核心。绿道（绿道（green way）：由自然或半自然植被构成的人类）：由自然或半自然植被构成的人类或生物的通道。或生物的通道。发展阶段：林荫道、公园道及绿带发展阶段：林荫道、公园道及绿带游憩绿道游憩绿道多目多目标绿道（保护栖息地、历史文物等功能）标绿道（保护栖息地、历史文物等功能）类型：类型：河流廊道河流廊道(水系廊道水系廊道)：沿河流分布的植被带：沿河流分布的植被带;道路林带道路林带;防护林网。防护林网。功能：生态功能，游憩功能，通勤功能，等。功能：生态功能，游憩功能，通勤功能，等。廊道的宽度廊道的宽度 线状廊道与带状廊道线状廊道与带状廊道 廊道宽度与生物多样性廊道宽度与生

7、物多样性 生物保护为主要目的：林带生物保护为主要目的：林带30m。保护哺乳、爬行和。保护哺乳、爬行和两栖动物两栖动物(Brinson,1981);林带林带20-60m，森林边缘效应，森林边缘效应1030m(Ranney,1981).12m，廊道宽度与草本植物多样性的临界点（区分线，廊道宽度与草本植物多样性的临界点（区分线状、带状），草本多样性平均为狭窄地带的状、带状），草本多样性平均为狭窄地带的2倍以上；倍以上；30m，含有较多边缘种，但物种多样性较低；，含有较多边缘种，但物种多样性较低；60m，对于草本植物和鸟类而言，具有较高的多样性，对于草本植物和鸟类而言，具有较高的多样性和林内种，满足生

8、物迁徙及保护的功能；和林内种，满足生物迁徙及保护的功能；6001200m，创造自然化、物种丰富的景观结构。，创造自然化、物种丰富的景观结构。带状廊道带状廊道 条状廊道条状廊道10m林带宽度与物种多样林带宽度与物种多样性的关系。性的关系。边缘效应，临界阈值边缘效应，临界阈值7-12m。林带宽度林带宽度物种多样性物种多样性 生态廊道宽度设置必须注意以下几个关键问题：生态廊道宽度设置必须注意以下几个关键问题：使生态廊道足够的宽以减少边缘效应的影响，同时应使生态廊道足够的宽以减少边缘效应的影响，同时应该使内部生境尽可能的宽；该使内部生境尽可能的宽；根据可能使用生态廊道的最敏感的物种的需求来设置根据可能

9、使用生态廊道的最敏感的物种的需求来设置廊道宽度；廊道宽度；生态廊道内部应该足够宽以适应大量小尺度自然干扰生态廊道内部应该足够宽以适应大量小尺度自然干扰所引起的不连续状态；所引起的不连续状态；尽可能将最高质量的生境包括在生态廊道的边界内；尽可能将最高质量的生境包括在生态廊道的边界内；对于较窄且缺少内部生境的廊道来说，应该促进和维对于较窄且缺少内部生境的廊道来说，应该促进和维持植被的复杂性，这样会增加覆盖度及廊道的质量；持植被的复杂性，这样会增加覆盖度及廊道的质量；除非廊道足够宽（比如超过除非廊道足够宽（比如超过1km），否则廊道不应该），否则廊道不应该延伸很长的距离都没有一个节点性的生境斑块出现

10、；延伸很长的距离都没有一个节点性的生境斑块出现；廊道应该联系和覆盖尽可能多的环境梯度类型，保护廊道应该联系和覆盖尽可能多的环境梯度类型，保护生境的多样性。生境的多样性。河流廊道的宽度与结构河流廊道的宽度与结构l宏观整体结构宏观整体结构:一个由河流廊道串起一系列小的自然斑一个由河流廊道串起一系列小的自然斑块，并连接几个大型自然斑块。范围可定义为百年一块，并连接几个大型自然斑块。范围可定义为百年一遇的洪泛区。包括滨河带，沿河的植被带、蓄滞洪区、遇的洪泛区。包括滨河带，沿河的植被带、蓄滞洪区、湿地等，形成串珠状的河流走廊。湿地等，形成串珠状的河流走廊。一条完整的河流廊道还应考虑：一条完整的河流廊道还

11、应考虑：各种支流（间歇性和非间歇性）、溪谷和沼泽。各种支流（间歇性和非间歇性）、溪谷和沼泽。与河流相连的潜在或实际的侵蚀或沉积地区。包括陡与河流相连的潜在或实际的侵蚀或沉积地区。包括陡坡、土壤不稳定区、周围湿地及其他易受到干扰、侵坡、土壤不稳定区、周围湿地及其他易受到干扰、侵蚀或可能成为沉积物蚀或可能成为沉积物“汇汇的地方。的地方。其他一些不与河流直接相连，但是却对沉积物的输入其他一些不与河流直接相连，但是却对沉积物的输入有重要影响的地区。如附近的房地产开发、森林砍伐有重要影响的地区。如附近的房地产开发、森林砍伐以及紧邻河流的农田等。以及紧邻河流的农田等。地下水及河流的水源补给及倒灌区。需要经

12、过详细的地下水及河流的水源补给及倒灌区。需要经过详细的水文水分析。水文水分析。微观结构与宽度微观结构与宽度 河流廊道的宽度和剖面形态，应由河流廊道功能河流廊道的宽度和剖面形态，应由河流廊道功能确定：控制水流和矿物养分流，促进廊道内动植物。确定：控制水流和矿物养分流，促进廊道内动植物。廊道剖面结构应包括河槽、河漫滩、河岸以及至少廊道剖面结构应包括河槽、河漫滩、河岸以及至少在一侧、具有一定宽度的、连续的河流阶地植物带。在一侧、具有一定宽度的、连续的河流阶地植物带。沿河绿地对河流廊道的功能的有效性具有重要意义。沿河绿地对河流廊道的功能的有效性具有重要意义。除生物保护功能外，沿河绿带对防洪、防止农业营

13、除生物保护功能外，沿河绿带对防洪、防止农业营养物质流失以及保护养物质流失以及保护 文化遗产和提供游想等都具重文化遗产和提供游想等都具重要价值。要价值。通常洪水风险淹没线（如通常洪水风险淹没线（如20年一遇）是决定防洪缓年一遇）是决定防洪缓冲区宽度和位置的关键，而其决定因素主要包括高冲区宽度和位置的关键，而其决定因素主要包括高程、地形、土壤和植被等。程、地形、土壤和植被等。浙江台州永宁河、椒江生态廊道规划浙江台州永宁河、椒江生态廊道规划4、廊道网络及其构成要素、廊道网络及其构成要素 廊道网络廊道网络 廊道廊道-连接连接-网络。城市生态网络。网络。城市生态网络。结点结点(节点节点node)有些网络

14、交点起到结点的作用，中继点。比廊道宽，有些网络交点起到结点的作用，中继点。比廊道宽，但作为独立景观要素又太小，小片地块，同面积中的但作为独立景观要素又太小，小片地块，同面积中的物种多样性一般大于廊道。物种多样性一般大于廊道。连接程度及连接类型。连接程度及连接类型。网眼：网眼大小。如，农田防护网；距离、面积。网眼：网眼大小。如，农田防护网；距离、面积。道路密度，长度。道路密度，长度。廊道网络廊道网络森林区：条带状基质构成的森林区：条带状基质构成的廊道网络廊道网络5、廊道及网络的主要度量指标、廊道及网络的主要度量指标 连接度：廊道与廊道网络内所有结点的连接程度。连接度：廊道与廊道网络内所有结点的连

15、接程度。指数为指数为该网该网络的连接线数与最大可能连接数之比。络的连接线数与最大可能连接数之比。指数指数=L/=L/L Lmaxmax=L/3(V-2)=L/3(V-2)环度：连接网络中现有结点的环路存在程度。环度：连接网络中现有结点的环路存在程度。指数可用实际环指数可用实际环路数与最大可能出现的环路数的比值来表示。路数与最大可能出现的环路数的比值来表示。指数指数=(L-V+1)/(2V-5)=(L-V+1)/(2V-5)曲度：廊道的弯曲程度曲度：廊道的弯曲程度。可用分维数Dq来描述。Q（L）=LDq 裂隙。用单位长度廊道出现的空隙、裂口、间断数目来表示。裂隙。用单位长度廊道出现的空隙、裂口、

16、间断数目来表示。三、基质三、基质1、定义：基质是占面积最大，连接度最强，对景观的功能、定义：基质是占面积最大，连接度最强，对景观的功能所起的作用也最大的景观要素。所起的作用也最大的景观要素。2、判断标准、判断标准 相对面积较大相对面积较大 连接度较高连接度较高 对景观动态控制程度较其他要素类型明显对景观动态控制程度较其他要素类型明显3、基质的作用、基质的作用 景观阻力：分隔其他景观要素的物理屏障作用。主要与边景观阻力：分隔其他景观要素的物理屏障作用。主要与边界界面通过频率、界面的不连续性有关，也与景观要素的界界面通过频率、界面的不连续性有关，也与景观要素的适宜性、长度有关。（案例）适宜性、长度

17、有关。（案例）廊道的作用：当基质以细条带相互连接时，景观要素可起廊道的作用：当基质以细条带相互连接时，景观要素可起一组廊道的作用，便于物种迁移；一组廊道的作用，便于物种迁移；狭管效应。基质的某些部位可能狭窄，影响到物体沿基狭管效应。基质的某些部位可能狭窄，影响到物体沿基质的运动速度。可能增速质的运动速度。可能增速,也可能减速。也可能减速。基质连接：该要素可环绕其他景观要素而使其形成孤立的基质连接：该要素可环绕其他景观要素而使其形成孤立的生物岛屿。生物岛屿。浙江台州雉类生物保护安全格局分析基于阻力面分析浙江台州雉类生物保护安全格局分析基于阻力面分析 首先，确定阻力因子。以大干首先，确定阻力因子。

18、以大干20hm2的林地斑块为物种的林地斑块为物种源地，考虑物种从源向外扩散过程中所遇到的累积阻力。源地，考虑物种从源向外扩散过程中所遇到的累积阻力。不同的土地覆盖类型会产生不同的阻力。根据适宜雉类生不同的土地覆盖类型会产生不同的阻力。根据适宜雉类生存的栖息地类型，台州的土地覆盖类型的生态阻力等级可存的栖息地类型，台州的土地覆盖类型的生态阻力等级可以进行如下排序：林地灌木林、竹林经济林、草地以进行如下排序：林地灌木林、竹林经济林、草地水田旱地建成区高速道路。水田旱地建成区高速道路。其次，建立阻力面。在其次，建立阻力面。在Arcinfo中利用中利用GRID模块建模块建立阻力面，通过费用距离分析，建

19、立最小累积阻力面。立阻力面，通过费用距离分析，建立最小累积阻力面。对获得的物种空间运动最小阻力进行空间分析，判别对获得的物种空间运动最小阻力进行空间分析，判别缓冲区、源间连接、辐射道以及战略点，从而构建生物保缓冲区、源间连接、辐射道以及战略点，从而构建生物保护安全格局。护安全格局。雉类空间运动阻力因子与阻力系数雉类空间运动阻力因子与阻力系数浙江台州雉类生物保护安全格局分析基于阻力面分析浙江台州雉类生物保护安全格局分析基于阻力面分析游憩安全格局游憩安全格局游憩可以理解为一种人在景观中的主动体验过程，游憩安全游憩可以理解为一种人在景观中的主动体验过程，游憩安全格局是指对人在景观中的游憩体验过程的质

20、量具有关键性意格局是指对人在景观中的游憩体验过程的质量具有关键性意义的景观元素和空间义的景观元素和空间 联系。从适合市民游憩活动的景观来说，联系。从适合市民游憩活动的景观来说，自然景观更为优越，台州区域的森林、水系、水域以及湿地自然景观更为优越，台州区域的森林、水系、水域以及湿地等景观具有较高的游憩价值，同时古桥、寺庙等乡土文化景等景观具有较高的游憩价值，同时古桥、寺庙等乡土文化景观也是游憩活动的重要元素。观也是游憩活动的重要元素。建立游憩安全格局要考虑的因子包括土地覆盖、水系和乡土建立游憩安全格局要考虑的因子包括土地覆盖、水系和乡土文化景观。以山体、水系和乡土文化景观为源，建成区、村文化景观

21、。以山体、水系和乡土文化景观为源，建成区、村庄、道路等土地覆盖类型等为阻力因素，制定阻力系数表。庄、道路等土地覆盖类型等为阻力因素，制定阻力系数表。建立最小累计阻力模型，进行最小累计阻力计算，得到游憩建立最小累计阻力模型，进行最小累计阻力计算，得到游憩安全格局。安全格局。孔隙度孔隙度 单位面积的斑块数目。单位面积的斑块数目。生态意义生态意义:与边缘效应密切相关，对物流、与边缘效应密切相关，对物流、能流和物种流有重要影响。能流和物种流有重要影响。基质的孔隙度与连接度基质的孔隙度与连接度M=基质，基质，P=斑块，斑块，p孔隙度。孔隙度。(b)-(e)基质连接完全；基质连接完全；(f)基质连基质连接完全，但何者为基质不能确定；接完全，但何者为基质不能确定；(g)的基质连接不完全，扩大到的基质连接不完全，扩大到(h)才能确定才能确定P1的边界是闭合的。的边界是闭合的。