景观生态学课件.ppt

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葛之葳葛之葳南京林业大学森林资源与环境学院南京林业大学森林资源与环境学院景观生态学景观生态学1景观生态学2引言引言1.1.生态学生态学生态学生态学主要研究生物与环境的关系，是一门多分支的学科主要研究生物与环境的关系，是一门多分支的学科地球上生物和人的生存与发展是所处的环境密切相联系的。

研究对象包括个体、种群、群落、生态系统、景观等层次。

发展动力来自20世纪60年代后出现的人口资源环境等问题。

2.2.可持续发展成为世界关注的课题，人们广泛追求可持续发展成为世界关注的课题，人们广泛追求“生态的生态的”重要问题：

如何解决经济发展与环境保护的矛盾？

观点1：

加大环境保护力度会影响当地经济发展观点2：

协调发展，既要金山银山又要绿水青山建立和谐社会既要人之间的和谐，基础是人与自然的和谐。

建立和谐社会既要人之间的和谐，基础是人与自然的和谐。

3引言引言3.3.景观生态学景观生态学景观生态学景观生态学是一门应用性很强的生态学分支学科是一门应用性很强的生态学分支学科景观生态学研究大尺度地域内各种生态系统之间的相互关系。

景观的组成、结构、功能、动态、分类、评价、规划、管理。

其原理方法对促进景观的优化和可持续发展有直接指导作用，是人们从宏观方面认识自然并调节人与自然关系的有力手段。

应用领域：

农业、林业、城市规划、园林设计、自然保护、旅游景区规划设计、环境治理、资源开发利用等。

4.4.景观生态学是一门发展历史不足百年的年轻学科景观生态学是一门发展历史不足百年的年轻学科产生和发展来自人们对大尺度生态环境问题的日益重视；其理论和方法主要来源于现代生态学和地理科学的发展。

景观生态学中的一些概念和理论还不成熟有争议待完善。

4景观生态学的主要内容景观生态学的主要内容1.景观生态学概述2.景观要素的类型3.景观的空间结构4.景观的形成因素5.人类对景观影响6.景观的基本功能7.景观的变化动态8.景观分类与评价9.景观生态学应用5一、景观生态学及发展进程（一、景观生态学及发展进程（22）二、景观组分（二、景观组分（33）三、景观整体结构（三、景观整体结构（11）四、景观生态学的一些基本法则（四、景观生态学的一些基本法则（11）五、景观生态学中的一些重要理论（五、景观生态学中的一些重要理论（22）六、景观生态学数量分析方法（六、景观生态学数量分析方法（66）景观生态学授课结构安排景观生态学授课结构安排61.FormanRTT1.FormanRTT等，景观生态学，肖笃宁等译，科学出等，景观生态学，肖笃宁等译，科学出版社，版社，199019902.傅伯杰等编注，景观生态学原理及应用，科学出版傅伯杰等编注，景观生态学原理及应用，科学出版社，社，200120013.邬建国，景观生态学邬建国，景观生态学格局、过程、尺度与等级，格局、过程、尺度与等级，高等教育出版社，高等教育出版社，20004.ZevNaveh4.ZevNaveh等，景观生态学等，景观生态学理论与应用，李团胜理论与应用，李团胜等译，西安地图出版社，等译，西安地图出版社，20012001参考书目参考书目7*Forman:

*Forman:

景观是指一组以相似方式重复出现的相互作用的生态景观是指一组以相似方式重复出现的相互作用的生态系统所组成的异质性地表区域。

系统所组成的异质性地表区域。

关键词：

相似方式，重复出现，生态系统，异质性，地表区域关键词：

相似方式，重复出现，生态系统，异质性，地表区域景景观观组组分分（landscapelandscapeelementelement）：

景景观观内内部部的的不不同同生生态态系系统统类类型型被称为景观组分。

被称为景观组分。

*Naveh:

Naveh:

景景观观是是地地理理圈圈与与生生物物圈圈和和人人类类圈圈综综合合为为一一体体，是是人人类类生生存空间内可见的客体。

存空间内可见的客体。

关键词：

地理圈，生物圈，人类圈，人类生存空间关键词：

地理圈，生物圈，人类圈，人类生存空间*WiensWiens：

从从微微观观到到宏宏观观不不同同尺尺度度上上具具有有异异质质性性或或镶镶嵌嵌性性的的空空间间单单元。

元。

关键词：

尺度，异质性，镶嵌性，空间单元关键词：

尺度，异质性，镶嵌性，空间单元第一讲第一讲景观生态学：

概念及研究范畴景观生态学：

概念及研究范畴1.1.景观（景观（LandscapeLandscape）8*Forman:

*Forman:

景观生态学是以景观结构、功能和动态特征为主要研究景观生态学是以景观结构、功能和动态特征为主要研究对象的一门新兴宏观生态学分支学科。

对象的一门新兴宏观生态学分支学科。

关键词：

结构，功能，动态，宏观生态学关键词：

结构，功能，动态，宏观生态学*Naveh:

Naveh:

景景观观生生态态学学是是地地理理学学与与生生态态学学之之间间的的一一门门中中间间学学科科，是是对对人人类生态系统进行整体论研究的新兴学科。

类生态系统进行整体论研究的新兴学科。

关键词：

地理学，生态学，中间学科，人类生态系统，整体论关键词：

地理学，生态学，中间学科，人类生态系统，整体论2.2.景观生态学景观生态学（LandscapeEcology）（LandscapeEcology）9*景观结构景观结构（landscapestructure）（landscapestructure）：

景观组分的数量构成及空间：

景观组分的数量构成及空间组合与分布特征，其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局组合与分布特征，其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局（landscapepatternlandscapepattern）*景景观观功功能能（landscape（landscapefunction）function）：

景景观观对对自自身身内内部部及及其其他他相相关关生生命命系统生存和发展所能提供的支撑作用；系统生存和发展所能提供的支撑作用；*景景观观动动态态（landscape（landscapedynamic）dynamic）：

景景观观在在各各种种内内外外部部驱驱动动因因素素作作用用下下其结构和功能的时间变化过程与特征。

其结构和功能的时间变化过程与特征。

*景景观观组组分分（landscape（landscapeelements）elements）：

构构成成景景观观的的不不同同生生态态系系统统类类型型被被称为景观组分称为景观组分*斑块（斑块（patchpatch）：

一个与周围环境不同的相对均质性非线性区域。

）：

一个与周围环境不同的相对均质性非线性区域。

*廊廊道道（corridorcorridor）：

不不同同与与两两侧侧相相邻邻土土地地的的一一种种特特殊殊的的带带状状要要素素类型。

类型。

*基质（基质（matrixmatrix）：

景观镶嵌内的背景生态系统或土地利用类型）：

景观镶嵌内的背景生态系统或土地利用类型*网络（网络（networknetwork）：

是指一个相互连接的廊道系统。

）：

是指一个相互连接的廊道系统。

几个有关概念几个有关概念10个体个体种群种群群落群落生态系统生态系统景观景观区域区域生物圈（全球）生物圈（全球）*主要研究层次：

生态系统、景观和区域。

主要研究层次：

生态系统、景观和区域。

*学科特色：

宏观生态学研究学科特色：

宏观生态学研究*认识论特点：

整体论途径认识论特点：

整体论途径*问题切入点：

格局与过程问题切入点：

格局与过程*传统学科的涉及范畴：

生态学、地理学、社会学、人类学、资源学等传统学科的涉及范畴：

生态学、地理学、社会学、人类学、资源学等*问题解析角度选择：

时间问题解析角度选择：

时间+空间空间3.3.景观生态学的学科特点景观生态学的学科特点11）宏观学科特色）宏观学科特色11强强调调异异质质性性研研究究是是景景观观生生态态学学的的显显著著学学科科特特色色，特特别别是是关关于于空空间间异异质质性性研研究，是所有生态学分支学科中，景观生态学所特有的。

究，是所有生态学分支学科中，景观生态学所特有的。

*异异质质性性（heterogeneity）（heterogeneity）：

景景观观内内部部事事物物或或者者其其属属性性在在时时间间或或空空间间分分布布上上的的不不均均匀匀性性或或非非随随机机性性特特征征。

与与异异质质性性相相反反的的景景观观特特征征被被称称为为均均质质性性（homogeneityhomogeneity）RisserRisser甚至认为景观生态学主要研究景观的空间异质性：

甚至认为景观生态学主要研究景观的空间异质性：

11）景观空间异质性的发展和动态；）景观空间异质性的发展和动态；22）异质性景观的相互作用和变化；）异质性景观的相互作用和变化；33）空间异质性对生物和非生物过程的影响；）空间异质性对生物和非生物过程的影响；44）空间异质性的管理。

）空间异质性的管理。

22）异质性）异质性12景景观观生生态态学学是是生生态态学学学学科科群群中中唯唯一一将将时时空空分分异异特特征征作作为为自自身身研研究究重重点点的的分分支支学学科科，涉涉及及的的重重点点研研究究领领域域包包括括：

异异质质性性、等等级级特征、景观格局、尺度效应、干扰扩散等。

特征、景观格局、尺度效应、干扰扩散等。

*尺尺度度（scale）（scale）：

在在观观察察景景观观现现象象或或过过程程时时一一个个特特定定的的空空间间分分辨辨率或标准时间单元。

率或标准时间单元。

*尺尺度度效效应应（scale（scaleeffect）effect）：

优优势势景景观观现现象象或或过过程程特特征征随随尺尺度度变化而变化的现象。

变化而变化的现象。

33）强强调时时空分异空分异13景景观观的的宏宏观观性性特特征征使使其其成成为为很很容容易易与与人人为为活活动动研研究究进进行行衔衔接接的的生生态态学学分分支支学学科科（城城市市景景观观、人人为为景景观观、干干扰扰等等），NavehNaveh认认为为景景观观生生态态学学是是生生态态学学和和人人类类生生态态学学研研究究的的桥桥梁梁。

（以以下下是是最最初初国国际际景景观观生生态态学学大大会会的的一一些些讨讨论论题题目）目）11）研究和规划的方法论（地域尺度上的应用研究）研究和规划的方法论（地域尺度上的应用研究）22）土地利用格局对景观功能的影响）土地利用格局对景观功能的影响33）生态理论及其管理涵义）生态理论及其管理涵义44）景观生态学中的联结度）景观生态学中的联结度55）海岸沙丘管理）海岸沙丘管理66）城市生态问题）城市生态问题77）景观的空间格局和功能关系）景观的空间格局和功能关系88）景观利用的生态原则）景观利用的生态原则99）景观生态学和空间信息系统）景观生态学和空间信息系统1010）景观结构和生态过程之关系）景观结构和生态过程之关系1111）自然保护：

廊道的作用）自然保护：

廊道的作用1212）气候变化的景观生态评价）气候变化的景观生态评价44）注重人）注重人为活活动1411）景观是一组生态系统的聚合体；）景观是一组生态系统的聚合体；22）各各生生态态系系统统之之间间通通过过相相互互之之间间的的生生态态流流密密切切联联系系在在一一起起（相互影响）；（相互影响）；33）具有特定的气候和地貌类型特征；）具有特定的气候和地貌类型特征；44）具有特定的干扰和动态驱动机制。

）具有特定的干扰和动态驱动机制。

44）景观的界定原则）景观的界定原则15*干干扰扰（disturbancedisturbance）：

一一种种明明显显改改变变景景观观结结构构、功功能能和和动动态态变化过程的事件。

干扰具有以下特点：

变化过程的事件。

干扰具有以下特点：

11）干扰是一种突发性非连续事件；）干扰是一种突发性非连续事件；22）干扰一般对景观格局具有强烈改造作用；）干扰一般对景观格局具有强烈改造作用；33）干扰可能会中断景观中一些甚至全部生态过程；）干扰可能会中断景观中一些甚至全部生态过程；44）干扰具有强烈尺度效应；）干扰具有强烈尺度效应；55）干扰可以是自然的，也可以是人工的。

）干扰可以是自然的，也可以是人工的。

干扰干扰16第二讲：

第二讲：

景观生态学历史与现状景观生态学历史与现状11国际景观生态学发展历程简介国际景观生态学发展历程简介1）景景观观生生态态学学最最初初起起源源与与上上世世纪纪三三十十年年代代的的中中欧欧地地区区，1939年年德德国国学学者者特特罗罗尔尔（C.Troll）提提出出景景观观生生态态学学这这一一研研究究方向。

方向。

2）欧欧洲洲为为适适应应土土地地利利用用及及城城市市规规划划的的需需要要，一一直直延延续续这方面的理论研究与应用探索这方面的理论研究与应用探索3）70年年代代末末到到80年年代代初初，欧欧美美生生态态学学家家们们同同时时意意识识到到了了景景观观这这一一重重要要研研究究层层次次的的重重要要性性。

景景观观生生态态学学进进入入快快速速发发展时期。

展时期。

4）新发展方向得到生态学界的普遍认同（特别是资源）新发展方向得到生态学界的普遍认同（特别是资源学、林学、生物保护学等），学科进入蓬勃发展时期。

学、林学、生物保护学等），学科进入蓬勃发展时期。

172国内学科发展简介国内学科发展简介1）中国的景观生态学研究始于中国的景观生态学研究始于19801980ss年代初期；年代初期；22）地地理理学学家家门门杂杂器器寻寻求求新新的的学学科科定定位位过过程程中中率率先先注注意意到欧洲的经管生态学研究思路；到欧洲的经管生态学研究思路；33）八八十十年年代代初初期期北北美美景景观观生生态态学学的的蓬蓬勃勃发发展展引引起起了了国国内一批学者的关注；内一批学者的关注；44）国内有诸多科研单位面临业务重新定位的发展需求；）国内有诸多科研单位面临业务重新定位的发展需求；55）从从八八十十年年代代中中后后期期开开始始，国国内内景景观观生生态态学学进进入入蓬蓬勃勃发展阶段；发展阶段；66）目前，该学科已经成为最为活跃的分支学科。

）目前，该学科已经成为最为活跃的分支学科。

183景观生态学的发展现状景观生态学的发展现状1）理论和方法论呈现蓬勃发展态势；理论和方法论呈现蓬勃发展态势；22）相相关关学学科科的的全全面面介介入入，为为景景观观生生态态学学拓拓展展了了更更为为广广阔的发展空间；阔的发展空间；33）理论、方法论和应用研究出现了明显的破碎化倾向；）理论、方法论和应用研究出现了明显的破碎化倾向；针针对对近近年年来来景景观观生生态态学学理理论论和和应应用用研研究究逐逐渐渐出出现现的的破破碎碎化化倾倾向向，一一批批有有远远见见的的景景观观生生态态学学家家提提出出了了以以实实际际应应用用问问题题为为导导向向进进行行生生态态学学研研究究的的整整和和，这这从从IALEIALE第第五五次次大大会会上上可可以以明显的反映出来：

明显的反映出来：

*碎碎裂裂化化（fragmentationfragmentation）：

一一种种生生境境、生生态态系系统统或或土土地利用类型被分割成更小单元的现象或过程。

地利用类型被分割成更小单元的现象或过程。

19IALE第五次年会研讨专题第五次年会研讨专题主题：

科学与行动（主题：

科学与行动（22专题）专题）1）碎裂化效应：

概念、实验设计及一般结论）碎裂化效应：

概念、实验设计及一般结论2）生态网络和绿色通道：

自然与人文规划的新理念）生态网络和绿色通道：

自然与人文规划的新理念3）不同农业系统的景观效应）不同农业系统的景观效应4）空间分析的理论与方法）空间分析的理论与方法5）流域与河岸过程）流域与河岸过程6）从人类的综合行为了解景观水平的生态过程）从人类的综合行为了解景观水平的生态过程7）景景观观生生态态学学用用于于景景观观规规划划与与设设计计的的障障碍碍、机机会会、策策略略及及模型模型20IALE第五次年会研讨专题第五次年会研讨专题主题：

科学与行动主题：

科学与行动8）空间格局与生态过程）空间格局与生态过程9）变化景观政策和规划工具的案例研究）变化景观政策和规划工具的案例研究10）生物多样性保护的工具）生物多样性保护的工具11）景观保护规划的地区性途径）景观保护规划的地区性途径12）景观生态学用于森林管理的进展与问题）景观生态学用于森林管理的进展与问题13）景观生态学的实验模型系统）景观生态学的实验模型系统14）景观异质性：

模型及区域化的尺度及层次性问题）景观异质性：

模型及区域化的尺度及层次性问题15）可持续河流管理的恢复与规划）可持续河流管理的恢复与规划21IALE第五次年会研讨专题第五次年会研讨专题主题：

科学与行动主题：

科学与行动16）城市景观与城市梯度）城市景观与城市梯度17）景观的长时限动力学与历史变化）景观的长时限动力学与历史变化18）自然干扰效应）自然干扰效应19）农业景观问题）农业景观问题20）自然与农业景观中的生物多样性）自然与农业景观中的生物多样性21）土地利用规划）土地利用规划22）遥感数据应用）遥感数据应用22总结（基于总结（基于conf.5）1.方法论问题方法论问题2.格局与过程格局与过程3.生物多样性保护生物多样性保护4.规划与设计规划与设计5.景观管理景观管理23第三讲第三讲景观组分：

斑快景观组分：

斑快（patch）一、斑块的起源一、斑块的起源干扰斑块（干扰斑块（disturbancepatch）：

源于小面积干扰活动而形成的斑块类型；）：

源于小面积干扰活动而形成的斑块类型；残残遗遗斑斑块块（remnantpatch）：

景景观观中中一一个个小小面面积积区区域域逃逃逸逸出出周周围围地地区区干干扰而形成的斑块；扰而形成的斑块；环环境境资资源源斑斑块块（environmentalpatch）：

由由于于环环境境条条件件的的局局部部差差异异性性而而形形成的斑块类型；成的斑块类型；更更新新斑斑块块（regeneratedpatch）：

在在大大面面积积受受干干扰扰地地区区通通过过植植被被恢恢复复而而的的斑块类型；斑块类型；引引入入斑斑块块（introducedpatch）：

由由于于人人类类的的种种植植和和建建筑筑活活动动而而形形成成的的斑斑块类型。

块类型。

斑斑块块除除起起源源方方面面表表现现出出显显著著差差异异外外，其其它它重重要要形形状状特特征征还还包包括括斑斑块块面面积、边界和形状等，这些性状均具有重要的理论和应用价值。

积、边界和形状等，这些性状均具有重要的理论和应用价值。

24二、二、斑块的规模效应（斑块的规模效应

（1）大大斑斑块块：

保保护护水水质质、发发育育河河流流网网络络、内内部部生生境境、核核心心生生境境、种种源源、小小生生境境、保保持持自自然干扰、缓冲能力强。

然干扰、缓冲能力强。

小小斑斑块块：

中中继继站站、边边缘缘生生境境、降降低低捕捕食食几几率率、提供特定小生境、保护小型物种与生境提供特定小生境、保护小型物种与生境我我们们可可以以推推断断，一一个个优优化化的的景景观观，应应当当有有一一些些大大的的斑斑块块，周周围围还还有有一一些些小小的的斑斑块块，一一同散布在基质中。

同散布在基质中。

25二、二、斑块的规模效应（斑块的规模效应

（2）此此外外斑斑块块大大小小还还将将影影响响景景观观中中的的许许多多生生态态过过程程的的空空间间分分异异，主主要要包包括：

括：

1）生产率和生物量分布）生产率和生物量分布2）侵蚀和营养元素流动）侵蚀和营养元素流动3）水分流动和循环等）水分流动和循环等不不过过上上述述问问题题的的研研究究目目前前尚尚无无完完整整的的规规律律性性总总结结，但但是是许许多多现现象象已已引引起起了生态学家们的注意。

了生态学家们的注意。

在在涉涉及及为为了了物物种种生生存存和和自自然然保保护护目目的的而而考考虑虑斑斑块块面面积积的的时时候候，通通常常需需要关注以下几个参数：

要关注以下几个参数：

1）斑块内的基因流；）斑块内的基因流；2）最小生存种群；）最小生存种群；3）大斑块的安全数量。

）大斑块的安全数量。

26三、三、边界与边缘（边界与边缘

（1）*边界（边界（boundary）：

构成相邻生态系统边界的区域。

）：

构成相邻生态系统边界的区域。

*边边缘缘（edge）：

一一个个生生态态系系统统周周边边的的附附近近地地区区，该该区域将缓解环境对生态系统内部的影响。

区域将缓解环境对生态系统内部的影响。

景景观观中中的的边边界界具具有有不不同同的的功功能能（生生态态流流障障碍碍、管管理理界界限限、环环境境变变化化的的急急变变区区等等）人人类类是是边边缘缘种种，并并且经常通过各种活动创造更多的边界（景观碎裂化）。

且经常通过各种活动创造更多的边界（景观碎裂化）。

边边界界问问题题研研究究通通常常包包括括：

边边界界结结构构、调调控控机机制制、边界功能以及边界动态。

边界功能以及边界动态。

27三、三、边界与边缘（边界与边缘

（2）：

）：

1类型与突变程度类型与突变程度边界的形成机制：

边界的形成机制：

1）自然环境的镶嵌性特增，如土壤类型或地形等；）自然环境的镶嵌性特增，如土壤类型或地形等；2）自然扰动；）自然扰动；3）人为活动。

）人为活动。

边界突变程度：

边界突变程度：

硬边界：

通常指那些直线型具有高对比度的边界硬边界：

通常指那些直线型具有高对比度的边界软边界：

指那些有一定过渡性质并带有一条或两条边缘的边界区域。

软边界：

指那些有一定过渡性质并带有一条或两条边缘的边界区域。

*边边缘缘效效应应（edgeeffect）：

通通常常指指与与生生态态系系统统内内部部生生境境相相比比，边边缘缘地地区区特特有有的的与与众不同的物种组成和丰度众不同的物种组成和丰度边界的尺度差异：

边界的尺度差异：

精尺度边界：

道路和相邻局部生态系统之间的边界；精尺度边界：

道路和相邻局部生态系统之间的边界；中中尺尺度度边边界界：

中中尺尺度度地地形形及及长长期期土土地地利利用用方方式式之之间间的的边边界界（如如流流域域边边界界或或大大面面积积农田及果园之间的边界）；农田及果园之间的边界）；粗尺度边界：

景观、气候区、生物区边界。

粗尺度边界：

景观、气候区、生物区边界。

28三、三、边界与边缘（边界与边缘（3）：

）：

2边缘发育及调控机制边缘发育及调控机制边边缘缘的的结结构构一一般般受受到到四四类类动动力力学学机机制制的的塑塑造造作作用用，既既小小气气候候、土土壤壤、动动物物和和人人类类。

这这些些因因子子之之间间的的相相互互作作用用决决定定了了边边界界地地区区的的宽宽度度、高高度度和和长长度。

度。

1）小气候：

光照、温度、蒸发、风特征等；）小气候：

光照、温度、蒸发、风特征等；2）土土壤壤：

土土壤壤的的性性质质、发发生生和和发发展展、水水分分含含量量、矿矿物物养养分分含含量量等等（差差异异形形成成原原因因：

两两边边土土地地利利用用方方式式、微微气气候候特特点点、生生物物特特征征、特特定定人人为为活活动动等）；等）；3）动物：

种类、分布、捕食等；）动物：

种类、分布、捕食等；4）人为活动：

生产和管理。

）人为活动：

生产和管理。

29三、边界与边缘（三、边界与边缘（4）：

）：

3边界的功能边界的功能

（1）斑斑块块的的边边界界功功能能类类似似于于细细胞胞膜膜的的功功能能（小小分分子子传传输输、大大分分子子选选择择性性传传输输以以及及能能量量损损耗耗性性传传输输等等），景景观观斑斑块块边边界界的的功功能能大大致致可可以以物物化化成成五五个个部部分分：

生生境境功功能能、滤滤网网功功能能、通通道道功功能能、物物种种源源功功能能以以及及汇汇的的功功能能，这里重点探讨生境功能和滤网功能。

这里重点探讨生境功能和滤网功能。

1）生境功能；主要影响边缘物种的种类、丰度、密度和生物量。

）生境功能；主要影响边缘物种的种类、丰度、密度和生物量。

A边缘生境与内部生境相比具有显著差异；边缘生境与内部生境相比具有显著差异；B边边缘缘地地区区的的生生物物种种类类多多为为景景观观内内部部的的常常见见种种，一一部部分分为为仅仅在在边边缘缘生境中出现的生物种类，很少有稀有种类出现在边缘生境中；生境中出现的生物种类，很少有稀有种类出现在边缘生境中；C边缘生境中的生物种类主要为边缘种和多生境物种；边缘生境中的生物种类主要为边缘种和多生境物种；30三、三、边界与边缘（边界与边缘（5）：

）：

3边界的功能边界的功能

（2）2）滤网功能：