景观生态学(5)

流中的“噪声”或“不相关性”；③提供临时贮存地。集材道路旁的贮木场可作为木材分级、备料和运输的临时贮存地；野生生物庇护所内的孤立湖泊可作为水鸟在景观中迁移的重要中继点(站)，可提供食物(扩大)、淘汰弱鸟(降低噪声)和使鸟类聚集以等待有利天气的到来(临时贮存地)。结点彼此相对位置对物流或结点的利用至关重要。 动物散布：指某种动物个体从其出生地向新巢区的单向运动。成年草原田鼠沿高速公路散布。 迁徙：是动物随季节变化在不同地域之间进行的周期性往返运动。迁徙物种适应气候及与之相关的其他环境条件，利用有利因素而避开不利的环境条件，实现种群的繁衍。例子：北极的驯鹿一年迁徙几千公里，南极的企鹅有些种迁移。 动物在景观中如下特征：（1）动物回避对它不利的景观元素，许多动物生存要求一种以上的生境。比如：狐狸避开廊道，臭鼬躲开燕麦，白尾鹿生活在农牧交错带。（2）廊道有时是栅栏，有时是通道。比如：树篱是臭鼬的通道，大河是赤狐的障碍屏障能造成成群的基因差异。（3）巢区的形状通常是拉长的，有时是线条状的，比如：赤狐巢区间一般存在障碍物（如：峡谷，小河流，沼泽等）（4）景观中不寻常的特征有特别重要的作用，比如：沙漠中的绿洲，对沙漠动物比如狼就是水源。

三种防护林带：紧密结构，疏通结构，通风结构。 景观要素的相互作用：1斑块-本底相互作用 2斑块-斑块相互作用：主要由生物动力所致，风的作用很小，能量和养分传输不重要而物种的迁移很重要。斑块之间物种迁移的相互作用主要由运动和散布所致，可以从一个斑块到另一个斑块觅食。当斑块中物种发生局部灭绝时，可以从邻近斑块迅速得到补充。水是斑块间养分流形成的主要媒介物。3斑块-廊道相互作用：斑块与廊道间的相互作用类似斑块之间的相互作用，主要的流是物种流。廊道有利于伴随着斑块内部种局部灭绝后的再迁居，而斑块是廊道的物种源。河流沿岸植物的湿生演替系列、上游到下游的梯度变化。4廊道与本底的相互作用：(1)廊道类型：不同的廊道类型与围绕的本底的相互作用也不同。本底气候对线状廊道具有主导影响。此外，大多数作用的方向都是从廊道到本底，如灰尘、车辆污染会从公路进入农田。在线状廊道中繁育的非原生物种会散布到本底中去。廊道对本底的另一个重要的作用是隔离种群，从而限制基因的流动。 带状廊道与本底之间的流数量众多，且相互依赖。这是由于宽度效应使带状廊道具备许多开阔区域的物种。河流廊道与本底的相互作用中，水是主要的驱动力，流动的方向基本上只有一个，即从本底流向河流廊道。 景观的一般功能：景观要素内部及其之间的能量和物质流动，以及景观要素的相互作用是景观过程的基本功能。景观是各种景观要素组成的空间镶嵌体，其整体功能是各类个体单元异质功能的耦合。在景观生态过程发挥景观基本功能的同时，也表现出总体景观的一般功能。景观的一般功能包括景观的生产功能、生态功能、美学功能和文化功能。

景观的生产功能：指景观能够为人类社会和生态系统提供物质产品和生物生产的功能。 1自然景观的生产功能：净第一性生产，指绿色植物在单位时间和单位面积上所能累积的有机物质，反映植物群落在自然环境下的生产能力。 2农业景观的生产功能：用生产潜力来表示，在假设农作物品种和田间管理处于最佳状态下，由光、热、水、肥4个因子所决定的作物产量的理论值，形成相应的农业景观生产潜力系列，即光合潜力、光温潜力和土地潜力。

3城市景观的生产功能：(1)生物生产：①初级生产：绿色植物生产在整个城市生产中不占主导地位。吸收CO2，释放氧气；生产效率高，人工化程度高，产品种较单调，稳定性差，需要投入大量人力。②生物次级生产：是城市中的消费者对初级生产物质的利用和再生产过程，即城市居民维持生命、繁衍后代的过程。大部分从外地调进，具有明显的依赖性、人为可调性、社会性。城市生态系统的生物次级生产在规模、速度、强度和分布上应与城市生态系统的初级生产和物质、能量的输入、分配等过程取得协调一致。(2)非生物生产：①物质

生产（a．正向物质生产：指满足人类物质生活所需的各类有形产品及服务。包括各类工业、手工艺、文化艺术等产品。b．负向物质生产：指城市景观生态系统向周围环境排出“三废”(废渣、废水、废气)物质，对环境产生严重的危害。） ②非物质生产：指生产满足人们的精神文化生活所需的各种文化、艺术产品及相关的服务。也负向效应。

景观的生态功能：主要表现为公益价值，包括自然资本的能流、物流和信息流，它们与制造业资本和人力资本结合在一起产生人类的福利。 景观的美学功能：然景观结构性最强、“最有序”，与周围的环境相比具有“最大的差异性”和“最大的非规整度”，因此最能吸引人，唤起人们追求奇异的特性；在结构特征或概率组合的测度上具有某种“极端值”或“奇异点”，使其在各种机会的表达上总能表现出临界的特性；在几何空间的描述上，总能表现出抽象价值的“非均衡”，而在维持生命系统方面，表现出最为狭窄，最为严格的条件组合。快感来自审美信息的新颖度与可理解性之间的平衡。景观设计者应该致力于寻求可理解性与新颖度之间的最佳点，才能充分体现景观美学功能。 自然景观具有以下美学特征： a．合适的空间尺度。b．景观结构的适量有序化。有序化是对景观要素组合关系和人类认知的一种表达。适量的有序化而不要太规整，可使得景观生动，即具有少量的无序因素反而是有益的。c．多样性和变化性，即景观类型的多样性和时空动态的变化性。d．清洁性，即景观系统的清鲜、洁净与健康。e．安静性，即景观的静谧、幽美。f ．运动性，包括景观的可达性和生物在其中的移动自由。g．持续性和自然性，景观开发应体现可持续思想，保持其自然特色。 如长白山。

景观的文化功能：1 自然景观的文化功能：(1)自然景观是艺术创作的来源之一(2)自然景观陶冶人的情操 (3)自然景观是人类学习的源泉。2人文景观的文化功能：人文景观有多种定义。按Farina的观点，在长期的人类干扰下，景观的某些部分一直在发生变化，最后形

成一个具有特殊的格局、物种和过程聚集的景观。 (1)提供历史见证，是研究历史的好教材 (2)提高景观作为旅游资源的价值 (3)丰富世界景观的多样性。 第6章 景观动态变化 景观变化是指景观的结构和功能随时间所表现出的动态特征，也称景观动态。

生态系统稳定性包括了两个方面的含义：一是生态系统保持其原有状态的能力，即景观的抗干扰能力；二是生态系统受干扰后回归原有状态的能力，即景观的恢复能力。

从以下4个方面对景观的稳定性作出恰当的评价：①景观基本要素是否具有再生能力；②景观中的生物组分、能量和物质输入输出是否处于平衡状态；③景观空间结构的多样性和复杂性的高低，是否能够保持景观生态过程的连续性和功能的稳定性；④人类活动的影响是否超出了景观的承受能力。 亚稳定性是指系统受一定干扰后发生变化并达到可预测的波动状态。亚稳定性是人类和所有生命赖以生存生态系统属性。 亚稳定性增加，生态系统抗干扰能力增强。

景观是由许多处于不同的稳定性状态的异质景观要素构成的。稳定的景观要素类型有3类： 裸露岩石和铺筑的道路，其光合表面或生物量可忽略不计，具有物理系统的稳定性， “最稳定”。 A点。②处于演替早期的生态系统， “低亚稳定” ，由生命周期较短但繁殖很快的物种组成，生物量较低，恢复力较强，或具有恢复稳定性。B点。③处于演替后期的生态系统， “高亚稳定” ，由生命周期较长的物种组成，其抗性强，如树木和大型哺乳动物，具有较高的生物量。D点。

影响景观稳定性的基本因素：(1)气候变化 (2)地貌形态 (3)岩石和土壤 (4)流水和水文变化 (5)植被变化 (6)干扰。 不同的干扰频度和规律下形成的景观稳定性不同。如果干扰是不规则的，而且发生的频率很低，景观的稳定性最差。因为这种景观不能形成与干扰相适应的机制，换句话说，这种景观一遇到干扰就可能发生重大变化。理论上讲，在干扰经常发生，而且没有一定干扰规

律下形成的景观稳定性最高。这种景观在形成适应正常干扰的机制同时也可以适应非预测性干扰。

景观稳定性的生态机制：(1)景观生态系统普遍存在的异质性：为系统提供了固有的可塑性，可使其承受一定的环境变化，并在遭受干扰后恢复原状。(2)景观生态系统的开放性：通过开放景观的流可增强系统的抗性，促进其恢复过程。(3)景观生态系统的生物进化过程： 自然选择的结果，景观中所保留下来的物种具有很强的遗传变异能力，以适应环境的变化。所以这种进化过程为景观保持动态平衡提供了抗性，并有助于景观从干扰中恢复。

景观变化的驱动力：(1)自然因子：①地质地貌的形成②气候的影响③动植物的定居④土壤的发育⑤自然干扰 。(2)人为因子：如，森林采伐与更新、荒山造林、农田防护林建设、开垦农田、水利工程、城市建设等。

作用强度与景观变化 ：(1)物理系统中的弹性与断裂：①作用力超过断裂点(R)，金属棒断裂，系统被破坏；②作用力比断裂点小得多，并不再施加张力时，金属棒可恢复原状。弹性限度(E)；③当作用力介于E和R之间时，认为系统为永久形变或非弹性形变，当作用力取消时，金属棒不能恢复到原来的形状。(2)不同强度作用力的生态反应：①弱度干扰（小的森林火灾）②中度干扰（干旱致使河流干涸）③强度干扰（耕作）④极度干扰（地震）。(3)物理系统与景观变化的差异 (4)景观变化。

景观变化的速率有快有慢，规模有大有小，总是一个渐进的过程。

一个景观是否已经发生了根本性变化，变成另一个景观，可以从3个方面来判断：①某一不同景观要素类型以景观取代原来的本底成为新的本底；②几种景观要素类型所占景观面积的百分比发生了足够大的变化；③景观内产生一种新的景观要素类型，并达到一定的覆盖范围。

景观变化的一般规律：(1)景观变化的基本参数：描述景观变化过程和趋势的属性指标可以是景观生产力、总生物量、斑块的形状、斑块大小、廊道的宽度、基质孔隙度、生物多样性、网络发育特征、营养元素含量、演替速率和景观流等景观特征值。(2)景观变化的基本类型： 在12种景观变化类型中①变化呈水平趋势、规则波动的景观属于稳定景观(LT—SRO和LT—LRO)。②景观变化呈上升或下降趋势，但波动是规则的、可预测的，则景观处于亚稳定状态(IT—SRO、IT—LRO、DT—SRO和DT—LRO)。③如果景观参数的波动是不可预测的不规则波动，则景观处于不稳定状态(LT—SIO、LT—LIO、IT—SIO、IT—LIO、DT—SIO和DT—LIO)。 景观变化的总体趋势可以由3个独立参数来描述：a．变化的总趋势(上升、下降和水平趋势)； b．围绕总趋势的相对波动幅度(大范围和小范围)；c．波动的韵律或节律(规则和不规则)。

景观变化空间模式的常见类型：边缘式，廊道式，单核心式，多核心式，散布式，随机式。 “颌状”空间模式：又称为“口状”模式，是一种较好的景观变化模式。有3个优点：①一直维持着原来方形的生境斑块，尤其是在镶嵌序列的最后阶段；②廊道连接性得到加强，小的残余斑块在新的土地类型所构成的区域中起的是物种的“踏脚石”作用。廊道和小斑块使得大片而连续的新土地类型所产生的负作用最小；③颌状模式很明显地增加了边界长度，为多生境物种和边缘物种提供了更多的生境。 景观破碎化：是景观变化的一种表现形式，用来描述自然植被景观的变化和作为大型生物生境景观的变化。景观破碎化过程是指景观中景观要素斑块的平均面积减小、斑块数量增加的景观变化过程。景观破碎化的原因大多来自景观外部的人为和自然干扰。

景观破碎的生态效应：破碎化过程对景观的主要作用有：(1) 降低生物多样性(2) 给景观生态过程带来影响。(3) 使斑块对外部干扰表现得更加脆弱(4) 破碎化对许多生物物种和生态过程均有负面影响。

景观破碎化的空间过程：(1)穿孔 (2)分割 (3)破碎化 (4)收缩 (5)磨蚀。

景观破碎化的程度与干扰的强度关系密切。随着干扰强度的增加，景观趋于更加破碎化。当干扰超过一定强度时，致使许多种景观要素类型(或生态系统)退化或消失，景观破碎化程度开始降低，景观的性质发生改变。例如，森林景观中小面积的皆伐和大面积皆伐。景观破碎化的程度还与人类的活动范围和时间长短有关。景观破碎化是一种动态过程，在一定程度上是一个可逆过程。人与自然干扰造成了景观的破碎化，而植被的恢复可减轻破碎化，某些物种的定殖也能减少破碎化的影响。 第七章 景观生态分类 景观生态分类方法：土地分类，发生法，景观法，景观生态法。生态－土地分类=景观生态法=景观法+发生法。

景观性质分类：根据人类影响强度的景观分类：自然景观，经营景观，耕作景观，城郊景观，城市景观。

景观生态调查：收集规划区域的资料与数据，了解规划区域的景观结构与自然过程、生态潜力及社会文化状况，从而获得对区域景观生态系统的整体认识，为景观生态分类与生态适宜性分析奠定基础。

景观生态调查方法手段：历史资料、实地调查、社会调查和遥感及计算机数据库等四类。现状、历史资料、遥感资料、野外调查。调查内容。

调查内容：①自然地理因素：陆地、植被、景观价值。地形地貌因素：地形地貌、坡度分析；地质及土壤：基岩、土壤类型、土壤生产力等；水文：河流及其分布、洪水、地下水、地表水、侵蚀等；气候：温度、湿度、雨量、日照、降雨及其影响范围等；生物：植被及植物组成，动物（水生动物、昆虫）。生态系统的价值、变化和控制。②人为特征：区界、交通、建筑设施、场地利用、公共建筑。③文化因素。社会影响：规划区财力物力、居民的态度和需求、附近区情况、历史价值；政治和法律约束：行政范围、分区布局、环境质量标准；经济因素：土地价值、税收结构、地区增长潜力等。 ④遥感资料和计算机数据库资料。

景观生态调查：野外调查类型：传统的野外调查方法，不用遥感技术；以航片为主的方法。 从野外工作开始，形成有限的、稍加描述的解译图例，然后开始航片解译；以航片为指导的野外调查。航片作为野外地图；以景观为指导的方法。从航片解译开始，在后期野外工作中用来指导采样分区。

景观生态分类：结构性分类:以景观生态系统的固有结构特征为主要依据。根据遥感影像，结合地形图和资料，加上野外调查成果，选取并确定景观生态分类的主导要素和依据，初步确定个体单元的范围及类型。其次详细分析各类单元的定性和定量指标，表列各种特征。通过聚类分析确定分类结果，形成分类体系。功能性分类:根据景观生态系统的生态功能属性(生物生产、环境服务和文化支持)来划分归并类群，同时考虑体现人的主导性和应用价值。 依据类型单元指标，经判别分析，确定不同单元的功能归属。 景观分类图的制作：根据景观生态分类的结果，客观而概括地反映规划区景观生态类型的空间分布模式和面积比例关系，就是景观生态图。

景观生态分类的指标：主要指标：地貌形态及其界线；植被和土地利用等。一般包括地形、海拔、坡向、坡度、坡形、地表物质、构造基础、pH值、土层厚度、有机质含量、剥蚀侵蚀强度、植被类型及其覆盖率、土地利用、区位指数、径流指数、干燥度、土壤营养成分含量以及管理集约程度等。要求以尽可能少的指标反映特性，一般选取代表景观整体特征的几个综合性指标。揭示景观的内部格局、分布规律、演替方向等。 景观分类图的制作：地理信息系统可以将有关景观生态系统空间现象的景观图、遥感影像解译图和地表属性特征等转换成一系列便于计算机管理的数据，并通过计算机的存贮、管理和综合处理，根据研究和应用的需要输出景观生态图。

景观生态分类步骤：工作步骤：1定位和对参考资料的研究；2航片（卫片）浏览、分析，

初步图例准备。关键工作：①对航片和其他遥感图片的快速测览，以对航片镶嵌体的粗略研究为基础，将研究区分成几个主要的景观单元；②航片分析，完成图像处理；③设计一个概括性的初步图例。3初步影像解译和综合：主要在航片等图像上来完成，正式的野外工作之前进行。作用－分区；初步了解各分区的景观生态学意义。在对航片等图片的解译过程中，用不同的颜色、线型区分不同景观要素类型的边界。4野外调查与采样：野外样点调查：土壤、植被、地貌、土地利用类型，以及地质、水文、动物等信息，以获得精确而可靠的资料来描述图像解译单元，进而将它们转化成景观类型。调查方法：随机采样方法。主观分层－层内随机采样。5景观图的绘制：景观图中，不同地物特征的各种过渡情况(水分、肥力和高程)可以用3种不同的色彩要素“颜色”、“灰度”和“亮度”来表示。地图上的每一个图斑都要有一种颜色和一个图形符号。6评价、核实。

景观生态评价：生态系统的服务功能评价；景观生态系统的健康评价；景观系统的文化、美学评价。

生态系统服务功能：是指由生态系统与生态过程所形成的人类赖以生存的自然环境条件与 效用。服务（狭义）、功能、产品三个方面景观性质分类。

评估的意义：直接利用价值。间接利用价值 。选择价值：人们为了将来能直接与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。存在价值：人们为确保生态系统服务功能继续存在的支付意愿，和人类利用无关。

生态系统服务功能价值的评价方法：替代市场技术：以“影子价格”和消费者剩余来表达生态服务功能的经济价值，评价方法有费用支出法、市场价值法、机会成本法等；模拟市场技术：以支付意愿和净支付意愿来表达生态服务功能的经济价值，评价方法是价值评价法。 景观的稀有性是景观文化价值评价中的重要特征。世界自然遗产的标准：包含有超一流的自然现象或不同寻常的自然美和美学重要性地区；代表地球演化主要阶段的突出事件或有意义的地貌或自然地理特征；对生物多样性就地保护具有重要和最有意义的自然生境；某种景观被破坏后可能恢复的时间愈长则愈为稀有。

综合稀有性级别与可能恢复的时间尺度两个方面，对景观独特性价值进行综合判断，划分为低、中、高和最高级别。

景观的美学特征：合适的空间尺度；景观结构的适量有序化；多样性和变化性；清洁性，即景观系统的清鲜、洁净与健康；安静性，即景观的静院、幽美；运动性；持续性和自然性。

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