南华大学环境保护与安全工程学院环境生态学课件第十章 景观空间结构与景观异质性.pptVIP

第十章 景观空间结构与景观异质性 ? 景观空间结构 ? 景观粒度与对比度 ? 景观边界与生态交错带 ? 网络 ? 景观异质性及其测度 景观空间结构 景观空间结构－－景观单元的空间关系， 即景观大小、形状、数量、类型及空 间配置等。 景观结构是功能的支体，是景观生态学的基础研究内容。 斑块 斑块(patch): 外观上不同于周围环境的非线性地表区域。 斑块有大小、形状及外部特征各异。自然与人工之分。 斑块的主要类型、成因和机制 影响斑块起源的主要因素包括环境异质性(environmental heterogeneity)、自然干扰(natural disturbance)和人类活动等。 根据斑块起源影响因素，斑块可分为： （1）干扰斑块：在一个基质（背景）内发生局部干扰，形成的新斑块。如森林火烧、采伐等。 （2）残余斑块：由于大面积干扰造成的局部范围内残存的自然或半自然斑块。 （3）环境资源斑块：由于环境资源条件（土壤类型、水分、养分以及与地形有关的各种因素）在空间分布不均匀造成的斑块。 （4）引入斑块：由于人们有意或无意将动植物引入某些地区形成的局部性生态系统（种植园、居民区、外来物种入侵地） （1）干扰斑块(disturbance patch) 干扰斑块：基质内部的各种局部干扰都可以形成干扰斑块。其周转速率快、持续时间短、恢复相对比较容易。 干扰因素包括泥石流、雪崩、风暴、冰雹、食草动物的大暴发、哺乳动物的践踏以及其他多种自然变化。 （2）残存斑块(remnant patch) 残存斑块：在强度大、范围广的干扰下，整个基质发生改变，只有局部区域未受到干扰或干扰较轻，原先的生态系统残留下来，形成残留斑块。 大规模土地开发活动、城市化、森林砍伐活动 (3) 环境资源斑块(environmental resource patch) 环境资源斑块：由环境异质性引起的环境资源斑块，其结构相对稳定、持续时间久、周转速率低。 湿地、草地、森林等 （4）引进斑块(introduced patch) 引进斑块：在自然基质上人工引进的各种动植物、构建的各种人工建筑（如水库、运河、农田、城镇等），形成引进斑块。 (a) 种植斑块：在自然基质上，通过人工改造，种植养殖各种动植物形成的斑块。 (b) 聚居地斑块：人类聚居地是最明显而又普遍存在的景观成分之一，包括房屋、庭院、场院和毗邻的周围环境。 斑块特征 （1）斑块大小：斑块的大小指斑块的面积； 一般，斑块内物质、能量与斑块面积大小呈正相关，但相关是非线性的。 斑块面积与物种多样性有关。 （2）斑块形状：一般指斑块所在基质的轮廓。 斑块形状指数：边缘值D: D= L/(2√2A π) （边界实际长度与同面积圆周的比值） 不同形状斑块周长、面积和边缘值 斑块内缘比与边缘效应 内缘比：斑块内部与外测边缘的面积比。圆形和正方形斑块内缘比较高，长条型斑块全部由边缘组成。如平原区防风林。 斑块的边缘效应： 边缘效应（edge effect)是指斑块边缘部分由于受外围影响而表现出与中心部分不同的生态学特征的现象。斑块中心部分在气象条件（光、温度、湿度、风速）、物种的组成以及生物地球化学循环方面都可能与其边缘部分不同。 内部种： 边缘种： 斑块破碎化对物种影响： 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。 斑块构型的作用： 斑块的不同组合结构对生态系统的生产力、养分循环和水土流失等过程都有重要影响。 不同的景观结构决定不同的生态学过程，如水土流失、生物多样性等。 ? 干扰与斑块化 干扰（如火干扰）是时空斑块化形成的主要原因，影响资源的空间分布，同时斑块化也直接控制干扰的扩散。干扰与斑块化的研究主要涉及以下三个问题（1）景观斑块和干扰过程是怎样相互作用的？（2）斑块大小、形状、边界结构和斑块间距离如何影响干扰过程？（3）是否存在一个与某一干扰强度和频率相对应的景观斑块化的亚稳态？ ? 人类活动影响的斑块化 人类活动无处不在。人类影响包括国家政策、法律、经济和政治制度，以及人口密度、生活方式、文化水准、公共道德伦理和价值观等。 人类影响的斑块化在结构和功能上不同于自然斑块化。斑块大、形状单一、边界整齐，结构简单，缺乏廊道，不利于斑块间信息交流和物种迁