2)滤网功能:主要影响景观内的各种生态流的流量和流速。
A.景观内的各种客体(种子、颗粒物、生物量、热量)主要通过六种方式进行移动,即风、水流、飞翔动物、陆地动物、人和机械。
B.景观内的客体移动一般有两种形式,一种为群体移动(如风和水流);另一种为个体移动,如野生动物和人的移动等。
C.边界对于景观中的群体移动影响表现为改变运动状态(如文丘里效应)。 D.边界对于个体移动的影响则表现为明显的选择倾向。 边界与边缘(6)
4 相邻生态系统之间的相互作用
以基质和斑块的相互作用为例,可观察到四种显著的生态过程: 1)基质对斑块施加的影响; 2)斑块对外界影响的抵抗; 3)斑块自身的稳定作用; 4)斑块对基质的扩散性影响 5 边界的宽度和曲度(1) 1)边界的宽度
边界的宽度一般受自然和人为作用的双重影响,并与边界的发育时间和计量标准接系。 A.作用力的方向;B.发育时间;C.计量方式和研究目的 2)边界的曲度
边界的曲度何以利用两点之间的实际边界长度与两点之间的直线距离之间的比值来衡量。自然起源斑块边界的曲度一般应大于人类起源的斑块类型,所以直线型边界一般与人类的城市化过程密切相关。
★在野生动物管理研究中,有如下关于边界曲度的研究结论:
A.斑块内有两个物种沿垂直方向进行扩散时,易于形成曲度较大的边界; B.沿着边界进行的生物运动将随着边界曲度的增加而减少; C.边界曲度增加时,导致跨越边界的生物运动数量的增加; D.大型野生动物趋向于利用直线型边界。
★边界的曲线形状大致有8种类型:浅突起、突起、直线、浅凹型、凹型、夹角型、微波动和大幅度波动。
★物种在跨越不同曲度边界运动时能够观察到显著的半岛效应和管道效应。 6 边界的变化
斑块边界的变化可以通过边界的形状来判断,一般情况下,突起边界意味着扩张边界,而凹陷型边界则意味着收缩边界。而圆形斑块可能是扩张斑块,也可能是收缩斑块。 不同斑块的斑块边界变化情形亦不相同,残遗斑块的边界具有扩张的趋势;干扰斑块则可能会收缩;环境资源斑块的边界一般比较稳定,而引入斑块的边界变化趋势则比较复杂,取决于人类管理工作的维持强度和水平。 四、斑块的形状
1)斑块形状研究的意义:
A.斑块的形状可以综合反映内外界条件对于斑块发育的影响, B.不同形状的斑块对于景观中的生态流亦具有不同的意义, C.同时斑块的形状对于斑块的动态变化具有显著影响。 2)斑块形状研究的三个主要问题:
A.斑块起源对斑块形状的影响;B.斑块形状的功能和动态效应; C.斑块的形状分析方法。
3)斑块的形状与功能联系的一般法则:
A.圆形斑块在自然资源保护方面具有最高的效率;
B.卷曲形斑块在强化斑块与基质之间的联系上具有最高的效率; C.网络性的斑块结构有助于动植物在斑块内的移动。 D.斑块形状差异直接影响斑块内外部生境的分割比例。 第三讲 景观组分(廊道)
廊道是景观中重要的线形要素,它能把景观内部各组分间的生态应力有效地从主体传授到受体上去。跨越景观的廊道,还能把地域范围内的空间联系和功能联系以各种方式渗透到每一个景观中去。 一、廊道的功能
1)保护功能:建造防护林带、各种人工渠道、道路、绿篱和田埂等; 2)传输功能:物质传输、能量传输、物种传输;
3)资源功能:生物能源、食物、其他生物资源(木材)等;
4)美学功能;几乎所有景观都为廊道所分割,同时又被廊道联系在一起,这种双重反向作用决定了廊道在景观内的独特功能位置。 二、廊道的起源
1)干扰廊道:是由各种带状干扰所形成的廊道,例如线性采伐作业、道路的修建以及某些断层区域;
2)残遗廊道:一般是由基质内干扰所形成的带状区域,如森林砍伐后留下的带状林带,穿越农牧交错带大片农田两侧所形成的特殊植被带均是残遗的植被群落;
3)环境资源廊道:是由环境资源的空间线性异质性特征所形成的廊道,如河流廊道或山脊线等;
4)种植廊道:由人类特殊目的的种植活动而形成的廊道,如农田防护林和道路两边的植被带等;
5)再生廊道:是指受到干扰地区再生的植被所形成的廊道,例如沿着一些栅栏或铁丝网形成的特殊廊道类型。 三、廊道的稳态维护
1)廊道内外部环境的稳定性;2)廊道内部生物类群的稳定性;
3)廊道外部斑块的稳定性;4)人工维护性管理投入;5)两侧人类活动特征。 四、廊道的结构 1.廊道的空间特征
空间特征描述参数主要有曲度、结点和间断区特征。 1)廊道的曲度:就是指廊道在空间的蜿蜒程度。
★生态客体在廊道内运动时,对廊道曲度有不同需求,主要包括安全型和效益型两种。决定廊道曲度的因素通常有以下几种:
A.地形地貌的控制作用,对资源廊道的约束作用较强;
B.区域人文活动特征及空间分布格局,对道路廊道的影响明显;
C.生态保护和美化方面的考虑;对防护林和城市带状绿地系统的影响比较突出; D.经济效益方面的考虑,道路建设成本方面的考虑使道路建设一般遵循最短距离法。 2)廊道的结点:廊道中的局部膨大部分被称为结点。
A.廊道中的结点对于内部的生态流而言通常具有中继站的功能; B.两条廊道交叉地区通常形成结点;
C,河流的突起部分往往因新河滩的不断形成,而形成结点,有时会发育串珠状节点。 3)廊道的间断区:廊道的间断区是指廊道的生物部分在空间的不连续地段。
A.廊道间断区形成达原因可以是自然的,也可以是人工的。
B.廊道间断区可以利用数量、累积长度、风险权重或连接度等概念进行评价。 2. 廊道的内部特征
1)多数廊道都包含一个中心带,两侧各有一条边缘带。
2)廊道的高度与基质高度的差异对于廊道边缘效应的宽度有显著影响。 3)廊道内部的结构差异还可以显著地表现在小气候差异上。
4)由于廊道通常可以在景观内延伸很长一段距离,所以其生物组成沿着廊道的走向会显示出一定的差异来。 五、廊道的类型(1) 1. 线状廊道 2. 带状廊道
由于带状廊道结构相对复杂,故存在着显著的边缘效应。 3. 河流廊道
河流廊道是景观中最重要的廊道类型,特别是在矿物养分的输送和某些生物种类迁移方面具有其它廊道类型所无法替代的作用。 河流廊道的主要特点:
A.河流廊道的跨度大,形状条件复杂,如果一侧的高地有连续的森林分布,则往往形成有效的生物迁移通道;
B.河流廊道的发育受地形影响较大,因而常形成复杂的侵蚀和沉积格局,对景观内生态流产生不同的影响;
C.河流廊道通常具有层次性的结构发育,这种层次结构因河流廊道所处的地形条件不同而具有不同的特征(如树枝状水系、扇型水系和平行水系等),对景观内的生态流产生不同影响;
D.河流廊道与人类的社会生产实践关系密切,人工改造活动(修建渠道、水坝、引水、限制河流泛滥等)通常可以极大地影响河流廊道结构和功能特征,并产生一些潜在的生态问题(不利于生物迁移和养分输送、土壤盐化等)。 第三讲 基质
景观构建有两种极端情况:1)景观基质广阔而均匀,各种斑块散布其中,形成一种类似疤痕结构;2)景观是由各种不同的斑块组合而成。现实景观大都界于这两种极端情况之间,其斑块、廊道和基质的构成比例和空间构型的差异,导致功能方面也具有不同的特征。
一、基质的一般特征
基质通常指景观中面积大,连接度好,在景观功能和动态上起着重要作用的组分类型。基质往往呈凹陷型边界将斑块包围起来,当斑块密度比较大时,基质的连接可能是很窄的条带壮区域。 二、基质的判定标准(1) 1. 相对面积指标
景观中基质的面积通常超过现存的任何其它景观要素的总面积。在景观功能执行过程中,面积最大的景观要素类型往往控制着景观中的流。面积指标虽然可以作为基质的判别标准,但不是唯一标准。 2. 连接度指标
当某一种景观要素连接度较其它现存的景观要素类型高,甚至完全连接并环绕其它景观要素类型,那么这种景观要素很可能是基质。
*连接度(connectivity):如果如果某一组分在空间不能分割成两个开放的整体,则此
空间是完全连接的。
★基质连接度的特殊功能含义:
A.该元素可以起到一种分割其它景观要素的物理屏障作用。对于那些只适合于在特殊斑块内生存的植物种类,基质的屏障作用更为明显。
B.当斑块面积较大,基质的联系呈细长的条带状时,基质可能起到廊道的作用,便于物种迁移和基因交换,不过这种功能仅限于那些在基质内生活的物种和部分在斑块内生活的物种。
C.当连接度较高的景观要素环绕其它景观要素,使之成为孤立的生物岛屿时,该要素可以在不同的生物岛屿之间起到一种遗传隔离作用,使得同一景观内不同斑块的生物种群因这种隔离作用而在遗传上出现变异。 3. 动态控制指标
在自然特色比较鲜明的景观中,基质往往具有种源的功能,它可以通过向斑块输送物种而控制整个景观的动态过程。 几个相关问题
1)上述三个指标中,面积指标最好掌握,而动态控制指标则最难评价(有时可能因为时间关系而无法评价,因为生物群落的动态发育周期有时需要以百年来计算),连接度指标界于两者之间。
2)基质对景观动态变化的主导作用不仅仅表现为生物过程上,一些基质类型的主导作用有时会表现成为一种物理作用(如沙漠)。
3)目前在人为活动占优势的景观研究中,由于景观碎裂化程度较大,斑块类型多,加上景观结构、功能和动态变化过程受到人类活动强烈干扰甚至左右,所以很难判断那种景观要素是基质。
第六讲 景观的整体格局与功能 一、景观的整体结构
景观整体结构研究通常涉及多样性、碎裂化、异质性等重要研究参数,且大多数整体结构描述参数均为典型的空间尺度相关属性特征,因此,景观整体结构研究通常与尺度研究联系在一起。
★景观整体结构细节显示水平与人们观察的尺度水平密切相关。
★景观整体结构是一种整体性综合水平的具体表现,而不是组分的简单叠加。 1 景观多样性
景观多样性:是指景观组分类型和数量构成的复杂性; 景观优势度:是指景观实际的多样性与同样类型组成的景观可能的最大多样性水平之间的差异;
景观均匀度:用于衡量景观中组分的数量分布结构的均匀性情况。
景观多样性分析可以通过其他景观属性特征来进行,最常见的属性特征(具有显著类型和数量结构差异)是边界,因此,有学者提出了一套给予边界特征的景观多样性(复杂性)分析方法。 2 景观碎裂化
景观碎裂化通常利用单位面积的组分个体数量(斑块)来加以衡量。碎裂化指标可以用来单独衡量某一类景观组分的碎裂化程度,也可以用来衡量整体景观碎裂化水平。 景观碎裂化通常用于研究对斑块面积敏感的问题,如生境功能问题,景观扩张问题等。 3 景观异质性
景观异质性重点用于描述景观组分的空间分布差异。景观组分的空间分布情况大致有三种比较典型的分布格局:
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