景观生态学--课堂笔记(园林专业)
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景观⽣态学--课堂笔记(园林专业)
第⼀章绪论
⼀、景观⽣态学的概念与发展
在19世纪中期由Haeckel提出⽣态学⼀词,随着时间的推移,⽣态学已成为⼀个既古⽼⽽⼜现代的学科,它研究的主要内容就是⽣物或⽣物群体与其环境的关系,⽽通常我们⼜将它分为⼏个层次:个体、种群、群落和⽣态系统,⽽景观是⽐⽣态系统更⾼⼀层次的⽣物层次。
景观⽣态学⾃1939年由特罗尔提出后,发展⼗分迅速,已成为⽣态学⼀重要分⽀,并且已形成⼀套⾃⼰的理论,为⽣态学的发展提供了⼀个全新的空间。
1、景观(landscape)
“景观”的三种理解:
1.视觉美学在欧洲,“景观”⼀词最早来源于《圣经》中,⽤来描述耶路撒冷城美丽的景画。
与“风景”同意。
例“黄⼭”、“泰⼭”、“苏州园林”。
2.地理学景观作为地球表⾯⽓候、⼟壤、地貌、⽣物各种成分的综合体,类似于⽣物群落。
3.景观⽣态学空间上相邻、功能上相关、发⽣上有⼀定特点的⽣态系统的聚合。
2 、景观的定义和特征
景观:是以类似⽅式重复出现的、相互作⽤的若⼲⽣态系统的聚合所组成的异质性⼟地地域。
(1986,Forman & Godron)例:“秦岭”
景观⽣态学:研究相关景观系统的相互作⽤、空间组织和相互关系的⼀门学科,即研究由相互作⽤的⽣态系统组成的异质地表的结构、功能和动态。
其他定义:
(1)Troll(1983) 德国景观是控制某⼀地区不同空间单元的⾃然与⽣物的关系。
(2 )Zonneveld 荷兰景观是地球表⾯空间的⼀部分,是由岩⽯、⽔、空⽓、植物、动物以及⼈类活动所形成的系统的复合体,并通过其外貌构成⼀个可识别的实体。
(3 )V ink 荷兰景观是连同其所有现象(地形、⼟壤、植被、⼈为影响)的陆地表⾯;是具有特有的地形、⼟壤、植被的陆地表⾯的⼀个区域;是相互有关的⼏⽚⼟地的天然配置。
特征: 1 ⽣态系统的聚合。
2 各⽣态系统之间的物质能量流动和相互影响。
3 具有⼀定的⽓候和地貌特征。
4 与⼀定的⼲扰状况的聚合相对应。
3、景观要素
定义:景观是由不同⽣态系统组成的镶嵌体,其组成单元称之为景观要素
按⾃然条件或⽴地条件划分的景观单元—景观成分。
按⼈类活动的影响划分的景观单元—景观要素。
景观和景观要素是相对的,景观强调异质,景观要素强调匀质。
景观现象具有尺度效应。
4、景观⽣态学的发展历史
国外
(1).萌芽(19世纪初~20世纪30年代)
⾸先⽣态学的出现,19世纪中期Haeckel,把研究⽣物和环境关系的科学称之为⽣态学。
其后,从个体⽣态学发展到群落⽣态学。
1935年,英国⽣态学家坦斯利提出了⽣态系统的术语。
(2.)巩固(20世纪30年代后期~60年代中期)
1939年,德国著名的地植物学家特罗尔,在利⽤航⽚中研究东⾮⼟地利⽤问题时提出了景观⽣态学⼀词。
随后,⼀些科学家将景观⽣态学作为⽣态学⼀分⽀进⾏研究。
⼆战爆发过程中,景观⽣态学研究⼏乎处于停滞状态,⼆战后,由于⼈⼝、粮⾷、环境问题,景观⽣态学得到蓬勃发展,中欧成为景观⽣态学研究的主要地区。
(例德国、荷兰、捷克等)
美国从70年代开始景观⽣态学研究,发展很快。
(3.)发展(20世纪60年代后期~80年代初,初步发展;20世纪80年代,全⾯发展)
80年代进⼊景观⽣态学研究热潮。
1981年,在荷兰召开“第⼀届景观⽣态学⼤会”。
1982年,国际景观⽣态学协会成⽴。
(IALE)
1984年,Narch.Z和Lieberman(美国)出版《景观⽣态学的理论和应⽤》,第⼀本景观⽣态学专著。
1986年,Forman.R&Godron出版《景观⽣态学》教材,标志景观⽣态学发展进⼊了⼀个全新阶段。
1987年,国际性杂志《景观⽣态学》出版。
(4).提⾼(20世纪90年代,学科的全⾯提⾼时期)
90年代,景观⽣态学全球化普遍提⾼,技术、⼿段更为先进。
(例GIS、遥感等)
国内
从80年代初开始,1989年10⽉在沈阳召开⾸届景观⽣态学学术讨论会。
1998年在沈阳举⾏“亚洲及太平洋地区景观⽣态学国际会议”。
80年代:起步阶段,侧重于国外⽂献的介绍
1981年,黄锡畴在《地理科学》上发表了《德意志联帮共和国⽣态环境现状及保护》⼀⽂。
同期还发表了刘安国的《捷克斯洛伐克的景观⽣态研究》。
这是国内⾸次介绍景观⽣态学的⽂献。
1983年,林超在《地理译报》上发表了两篇译⽂,⼀篇是Troll的《景观⽣态学》,⼀篇是E.纳夫的《景观⽣态学发展阶段》。
1985年,陈昌笃在《植物⽣态学与地植物学丛刊》发表《评介Z.纳维等著的景观⽣态学》⼀⽂,这是国内⾸次对景观⽣态学理论问题的探讨。
1986年,景贵和在《地理学报》发表了《⼟地⽣态评价与⼟地⽣态设计》,这是国内景观⽣态规划与设计的第⼀篇⽂献。
1988年,李哈滨在《⽣态学进展》发表了《景观⽣态学——⽣态学领域⾥的新概念构架》⼀⽂。
同年的《⽣态学杂志》分别发表了⾦维根的《⼟地资源研究与景观⽣态学》和肖笃宁等的《景观⽣态学的发展与应⽤》。
1990年肖笃宁主持翻译了R.T.T.Forman和M. Godron的《景观⽣态学》⼀书。
90年代迅速发展,⼤量论⽂书籍出现
1990年,肖笃宁等在《应⽤⽣态学报》发表了《沈阳西郊景观结构变化的研究》⼀⽂,该⽂是我国学者参照北美学派的研究⽅法⽽开展的景观格局研究的典范著作。
同年景贵和出版了《吉林省中西部沙化⼟地景观⽣态建设》论⽂集。
伍业钢和李哈滨的《景观⽣态学的理论发展》(1992)和《景观⽣态学的数量研究⽅法》(1992);
傅伯杰的《黄⼟区农业景观空间格局分析》(1995)、《景观多样性分析及其制图研究》(1995)、《景观多样性的类型及其⽣态意义》(1996
5、景观⽣态学研究内容和基本原理
(1)研究内容
1.景观结构不同景观要素之间的空间关系。
2.景观功能各种景观要素之间的相互作⽤,不同⽣态系统之间的能量流、物质流和物种流(例到物活动等)。
3.景观变化景观的结构和功能上随时间的变化。
4.景观管理通过分析景观特征,提出景观利⽤管理最优化⽅案。
景观⽣态分类
景观⽣态评价
景观⽣态规划设计
景观规划设计的实施
(2)理论基础
1 景观结构和功能原理
2 ⽣物多样性原理
1.整体论 3 物种流动原理
2.系统论 4 营养再分配原理
5 能量流动原理
6 景观变化原理
7 景观稳定性原理
6、景观⽣态学的重要学派
(1)美国的景观格局和景观功能研究(Forman, Risser,Turner)
(2)荷兰和德国的⼟地⽣态设计(Zorreveld,Haber 国家公园景观规划)
(3)东欧的景观综合研究和景观⽣态规划。
(Mazur, Ruzicka(捷克)最优设计)(4)加拿⼤和澳⼤利亚的⼟地⽣态分类(5)前苏联的景观地球化学研究(波雷诺夫)
7、景观⽣态学的研究展望
(1)学科主要研究领域的进展
经济观念与⽣态学研究的融合
⼈地和谐的未来景观研究
在景观结构和空间格局⽅⾯
在景观⽣态过程研究⽅⾯
在景观格局与过程的关系研究上
在景观变化分析⽅⾯
(2)新出现的学科领域与⽣长点
公路和公路⽹的⽣态效应
景观毒理(landscape toxicology)研究
湿地景观⽣态研究
⼤城市的景观⽣态过程
(3)重点研究⽅法和新技术现状及动向
景观⽣态动态模型
景观指数(Landscape indicators)研究:
区域尺度上多因⼦风险评价的相对估计法
流域动态模型
遥感与地理信息系统应⽤
(4)景观⽣态的应⽤进展
农业与⼟地利⽤
⾃然资源管理
景观规划与设计
城市景观规划
第⼀章 3 景观结构景观是由景观元素组成,景观元素是地⾯上相对同质的⽣态要素或单元。
景观元素有三种类型:1 斑块(patch) 2 ⾛廊(corridor) 3 基质(matrix) 3.1 斑块(patch)
定义:斑块是⼀个在外观上与周围环境明显不同的⾮线性地表区域。
例:天空的云、嵌花路⾯的⽯⼦。
3.1.1 起源与类型(起源原因、特点)
1 ⼲扰斑块(disturbance patch)
原因:由于局部⼲扰⽽产⽣的。
采伐后的森林,草原烧荒,地表煤矿
⼲扰是引起⽣态系统格局显著偏离其常态的事件。
举例:风、⽕、冰雹、⼭崩、⾍害…
↗内、外因(如⽕灾)
⼲扰
↘短期、长期短期特点:具有最⾼的周转率、持续时间最短、消失最快的斑块类型。
2 残存斑块(remant patch)
原因: 由包围着⼀⼩块未受⼲扰地区的⼤范围⼲扰造成的.
举例: 寒冷过后阳坡上留下的鸟巢、⽕灾⼤⽕过后残留的⼀⽚森林
松弛期:某些种群灭绝速率升⾼的时期。
调整期:物种变动速率增⾼的时期。
3 环境资源斑块(environmental patch)
原因:由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布⽽引起。
例如:长⽩⼭植物垂直分布、森林中的沼泽。
特点:存留时间长、周转率低。
4 引进斑块(introduced patch)
原因:⼈类将⽣物引进⼀个地区,就产⽣了引进斑块。
(1)种植斑块(planted patch) 原因:由⼈种植植物⽽产⽣的特点:⼈维护、存留时间长。
(2)聚居地(homes habitation)
特点:受⼈⼲扰的景观中最显著并⽆处不在的景观成分之⼀。
物种:⼈、引进的动植物、不慎引⼊的害⾍、从异地移⼊的本地种
例如:村落、城镇
斑块的持久性与稳定性
3.1.2 斑块的⼤⼩
1 ⾯积对能量和养分的影响
⼀般的情况总是⼤斑块⽐⼩斑块含的能量和养分丰富。
也有不同,⽐如,⼀个⼩斑块(麦⽥)从边缘到内部我们会发现边缘产⽣的产量⾼于内部。
原因:充分利⽤光、温度、⽔、且竞争少。
动物的分布也会因边缘内部的喜爱程度⽽有所不同。
许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动,⾷草与⾷⾁动物也经常在边缘地带活动,边缘单位的⽣物量也⾼于内部。
边缘地带植物密度⾼于内部,故营养也⾼于内部地带,由于⼩斑块的饿边缘/内部⽐⼤于⼤斑块,因此⼩斑块单位⾯积的能量与物质不同于⼤的斑块。
⼤斑块⽐⼩斑块有更⾼的营养级的动物,并且⾷物链也更长。
2 ⾯积对物种的影响
(1)岛屿
在⽣物群落⾥,物种的多样性随⾯积的增加⽽增加。
岛上种数与⾯积⼤⼩的关系的三种解释:
⼤岛屿物种多
稀有种多
⼩岛近亲繁殖
S=CAZ
S-多样性A-⾯积C-⽐例常数Z-⼀般为0.18~0.35
S=f(+⽣境的多样性-⼲扰+⾯积-隔离程度+年龄)
(2)陆地景观
陆地景观与岛屿有所不同,斑块的边界并不明确,并且隔离程度的重要性降低。
S=f(+⽣物多样性-(+)⼲扰+⾯积+年龄+本底异质性-隔离程度-边界不连续性)
区别:
障碍物不同
海岛的隔离是与⼤陆相对⽽⾔
岛屿与陆地景观的形成时间⼤相径庭
与边缘的作⽤
设计保护区时,⾯积⽐较关键。
主要保护:1 较⾼的当地物种多样性
2 稀有种和濒危种
3 稳定的⽣态系统
3 森林的破碎化及其⽣态后果
物种⽣存环境危机
动物的变化
鸟类
昆⾍
4 斑块与⾃然保护区
⼤的⾃然保护区保护物种多
完整⽐破碎要好
尽量减少隔离度
簇状⽐线状好
⾛廊连接
圆形较好
3.1.3 斑块的形状
形状与⾯积同等重要例如:鸟、昆⾍觅⾷,巢域⼀般为长⽅形。
1 ⽣态学意义
形状分析可了解物种动态(物种分布是稳定、扩展、收缩、还是迁移甚⾄以了解迁移路线)斑块的形状对⽣物的散布和觅⾷具有重要作⽤。
斑块的形状与环境变化及更新过程有关。
园林设计,采取不同斑块形状,收到不同的艺术效果。
形状系数
D-形状系数L-斑块固边长度A-斑块⾯积
D值说明某⼀斑块周边长度与⾯积同该斑块相等的圆的圆周长之⽐,⽐值为1为圆形,⽐值越⼤说明该斑块周边越发达
2 边缘与边缘效应
定义:边缘是指两个不同的⽣态系统相交⽽形成的狭窄地区。
斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡,这就是通常所说的边缘效应。
特点:由⼀种环境条件组合、过渡为另⼀种环境条件组合,由⼀类动植物组合过渡为另⼀类动植物组合,不仅包括两个⽣态系统内部的成分并且有其特有的成分。
边缘的类型:
固有边缘(inherent edge):环境资源上的差异造成的边缘。
特点:过渡缓慢、连续性强、变化很⼩。
举例:森林和沼泽之间的边缘
诱导边缘(induced edge):天然或⼈为⼲扰造成的边缘。
特点:过渡显著、存在时间短。
举例:森林与⽕烧迹地之间的边缘。
边缘宽度的影响因⼦:
a 太阳⾓向⾚道⽅向超过向极地⽅向的宽度。
c 主风超过其他风向
d 斑块与本底垂直结构差异越⼤,边缘宽度差异越⼤。
根据对边缘或内部的反应,将⽣物分为:边缘种(edge species)和内部种(interior species)
边缘种和内部种将动物分成三类:a 对两个⽣态系统均有要求 b 对边缘的特殊⽣境有特殊的要求c 主要与⼀种⽣态系统有关系,但可扩展到边缘
4 环状斑块形状很特殊的斑块
特点:内部/边缘低,内部种少
举例:环绕北极地区分布格局,⾼⼭环绕⼭体,绕湖周围
5 半岛(peninsula)
定义:指的是⼀个斑块中狭长的外延部分。
漏⽃效应:⼈们常见的在半岛顶端,动物路径密度⾼的现象。
3.1.4 斑块的构型
斑块在景观中的空间排布情况,它们的空间分布对能量、物种的流动有重要影响。
例如:居住区Fragstats
斑块相关性的指标:隔离度、可及度、相互作⽤、总隔离度
破碎化指标:斑块密度、边缘密度、
3.2 廊道(corridor)
与本底有所区别的⼀条带状⼟地,可以看作是⼀个线状或带状的斑块.例如:树篱、公路
3.2.1 廊道的作⽤
双重作⽤:将景观分离、将景观连接
1.运输:公路、铁路、运河、输电线等
2.保护:长城、围墙、林带等
3.资源:⾛廊地带野⽣动物丰富、植物种类较多
4.观赏:古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤
3.2.2 廊道的起源
⾛廊按起源可分为:⼲扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道
3.2.3 廊道的结构特点
1 弯曲度(curvilinearity)
廊道中两点间的实际距离与它们之间的直线距离之⽐,与沿廊道的移动有关。
动物、⼈更消耗体⼒.
2 连通性(connectivety)
定义:单位长度廊道中中断数量来度量。
例如:农⽥树篱
作⽤:⼀个廊道连通性⾼低决定了廊道的通道和屏障功能。
3 狭点(narrow)
定义:廊道中的狭窄处。
作⽤:影响运动。
例如:河流峡⼝
4 结点(nodes)
定义:两个廊道的连接处或⼀个廊道与斑块的连接处。
作⽤:结点在管理与规划中⼗分有⽤,因为它提供了许多相连系的物种源,当物种在斑块中消失时,有利于物种重新迁⼊。
例如:河流急转弯的凹⾯常出现⼀⽚泛滥平原,两条公路交叉处的重叠植被
5 廊道的内部特点
1) 从边缘到中⼼的物种组成发⽣急剧变化例如:公路、河流、林带
2) 环境条件与外部有所不同例如:林荫路冬暖夏凉
3) ⽔平上延伸⼀段距离,⽔平梯度也会发⽣变化
3.2.4 廊道的分类
1 线状廊道
廊道是⼀条很窄的带,植被类型基本上是边缘占优势。
⼀般有7种:道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌丝带、树篱
2 带状廊道
廊道是⼀条很窄的带,其宽度是可以造成⼀个内部环境,含有内部种,每个侧⾯都存在边缘效应。
带状廊道与线状廊道的基本⽣态差异主要在于宽度,具有重要的功能意义。
3 河流廊道
河流廊道是沿河流分布的,与周围本底不同的植被带。
1) 结构:河床边缘、漫滩、堤坝、岸上⾼地。
举例:长江、黄河
2) 宽度多宽为宜:a 应具备有效地控制从⾼地到河流的⽔流和营养的功能。
b 有利于森林内部种沿河运动,宽度应超出边缘效应。
3) 河流等级:最⼩的河流叫⼀级河流。
两个⼀级河流合成⼀个⼆级河。
4) 功能:1 它控制着河⽔及周围陆地进⼊河流的物质流动。
2 它影响河流本⾝的运输。
3 侵蚀、养分流、地表径流、洪⽔、沉积作⽤、⽔的质量都与廊道的宽度有关。
4 它为物种的迁移和栖息提供了条件。
5 为⼈类运输航道、物质资源、保护作⽤。
3.3 本底(基质)
范围⼴、连接度最⾼,并且在景观功能上起着优势作⽤的景观要素类型。
景观中的背景地域。
2.3.1 本底的标准
1 相对⾯积
⼀般来说,本底的⾯积超过现存其他类型景观元素的⾯积总和。
假如⼀种景观元素类型覆盖50%以上的⾯积,就可以认为是本底。
2 连通性
如果⼀个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开,则认为该空间是连通的。
连通性⾼的作⽤:
1) 可以作为障碍物将其他要素分开。
例如:防⽕带
2) 便于物种迁移与基因交换。
3) 使其他要素成为⽣境岛。
3 动态控制,例如:原始林采伐烧地、农⽥与林⽹
3.3.2 结构特征
1 孔隙度(porosity):斑块在本底中称为孔。
单位⾯积的斑块数⽬称为孔隙度。
它是本底中斑块密度的量度。
与斑块⼤⼩⽆关。
孔隙度的⽣态意义:
1)它提供了⼀个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。
2)孔隙度是边缘效应总量的指标,是⼀个对野⽣⽣物管理、对能流物流指导意义的因素。
孔隙度低表明景观中有边远地区存在,这对需要边缘⽣境的动物很重要。
3)孔隙度与动物觅⾷密切相关,适宜的孔隙对觅⾷及育后复原。
4)采伐对野⽣动物的影响。
5)⼈⽂地理中,研究住宅与村庄孔隙的分别⼗分重要。
2 边界形状
景观元素间的边界像⼀个半透膜,边界的形状对本底与斑块间的相互关系极为重要,具备最⼩的周长与⾯积之⽐的形状不利于能量与物质交换,具节省资源的特征;相反,周长与⾯积之⽐⼤的形状利于与周围环境进⾏⼤量的能量与物质交流。
看凹⾯边界的左边元素向右扩展更为有效。
扩展元素即它们最可能在周边的凸⾯上扩展。
残存元素即处于缩减过程,有凹⾯边界的元素。
扩展元素能迅速地以凹⾯边界变为凸⾯边界。
3 ⽹络
景观的孔隙度⾼时,这种⽹络本底就是廊道⽹络。
结构特征:1)连接类型⼗字型、T型、L型
2)⽹线上有没有中断,以及中断处的长度。
3)结点的⼤⼩
4)⽹眼⼤⼩
组成⽹络的线之间的平均距离或者线所环绕的景观元素的平均⾯积。
对物种粒种有影响,例如:法国布列塔地区研究表明,⼩甲⾍、⼟地⽹眼>4 ha时消失,猫头鹰在⽹眼为7ha 时消失。
3.4 景观的整体结构
3.4.1 景观多样性
1 ⽣物多样性(biodiversity)
⽣物多样性是所有⽣物种类、种内遗传变异和它们的⽣存环境的总和。
遗传多样性(genetic diversity)
种内所有遗传变异信息的总和,蕴藏在动植物和微⽣物的个体基因⾥。
物种多样性(species diversity)
以种为单位的⽣命有机体的复杂多样化
景观多样性(landscape diversity)
⽣物圈内栖息地、⽣物群落和⽣态学过程的多样化,⼜称⽣态系统多样性(ecosystem diversity)。
2 ⽣物多样性丧失的主要原因:
⽣境的丧失和破碎化
引⼊物种
植物和动物种的过度利⽤
⼟壤、⽔和⼤⽓污染
全球⽓候变暖
⼯业化的农业和林业
3 景观多样性的意义:
只有多种⽣态系统的共存,才能保证物种多样性和遗传多样性。
只有多种⽣态系统的共存,并与异质的⽴地条件相适应,才能使景观的总体⽣产⼒达到⼀定⽔平。
只有多种⽣态系统共存,才能保证景观功能的正常发挥,并使景观的稳定性达到⼀定⽔平。
4 景观多样性的描述指标
丰富度(richness):指的是⼀个景观中⽣态系统类别数,以绝对值表⽰。
相对丰富度是指⼀定景观内出现的⽣态系统类别数占⼀地区全部可能出现的⽣态系统类别数的百分⽐。
Simpson多样性指数(diversity index)
D-Simpson多样性指数,S-⽣态系统总数,Pi-每⼀⽣态系统所占⾯积百分⽐。
⽣态系统类型越多,景观多样性指数越⼤。
Shannon-Weiner
H’-⾹农指数,S-⽣态系统总数,Pi-每⼀⽣态系统所占⾯积百分⽐。
根据信息论的理论⽽来,它的指标H’代表⼀个景观“信息”的不确定性,其组成成分变化越⼤,其不确定性也越⼤。
均匀性(evenness) E=H’/H’(max)
E-均匀性,H’-现实景观多样性,H’(max)-完全均匀情况下的景观多样性。
优势度(dominance) 优势度=1-均匀度
说明⼀个景观中某⼀⽣态系统占优势的程度。
相对分块性(relative patchness)
P-分块性,N-相邻⽣态系统边界数,Di-相邻⽣态系统相异性指数
5 景观多样性普遍存在的原因
因为⽴地条件不同⽽形成不同的⽣态系统
由于⼲扰作⽤的结果
2.4.2 森林景观异质性
景观异质性指在⼀个景观区域中,景观元素类型、组合及属性在空间或时间上的变异性。
1 森林年龄结构
森林景观的年龄结构指的是林分间的年龄构成状态
1)原始林的年龄结构
未受⼈为经营或⼲扰、景观年龄结构主要决定于⾃然⼲扰种类及特点。
2)经营林的年龄结构
景观的年龄结构决定于轮伐期和在整个轮伐期仲采伐时间上的分配。
法正林思想
法正林:由若⼲实⾏皆伐作业的同龄林分系列组成,它必须具备法正龄级分配、法正林分排列和法正⽣长量。
法正龄级分配:要具备从⼩到各个龄级的林分,并且各龄级分配相等。
完全调整林、⼴义法正林
3)⽼龄林的⽣态意义和保存
⽼龄林,不仅指年龄,并且指未受⼈为⼲扰或受⼈为⼲扰很⼩的原始林,它们多处于⽐较稳定的阶段。
在经营管理上,将林分划为:幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林。
按照⽣物学将林分发育过程分为:发⽣阶段、集累阶段、⽣物稳定阶段和衰退阶段。
⽼龄林保存的意义:
形成时间长
动植物组成复杂
⽣产⼒及⽣物量⾼
固氮附⽣植物及细菌丰富
具有保存营养物质的巨⼤能⼒
溪流较多
林分异质性⼤
倒⽊在林分中具有重要意义
Harris的花旗松经营模型:中央核⼼不伐,中圈长轮伐期,外圈短轮伐期
Franklin的新林业说:
将交互块状采伐,改为块状顺序采伐
采伐时每英亩保留8~15棵⼤树
保留伐区剩余物
2 森林类型结构森林类型可分为两个系列:
地境系列:随⽴地条件⽽发⽣的森林类型多样性。
时间系列:随⼲扰和演替⽽产⽣的森林类型多样性。
3 森林粒级结构
景观的粒级结构指的是景观要素的构成状态。
森林的粒级结构主要决定于更新单元的构成状态。
所谓更新单元是指⼀次⼲扰事件中⽼林被破坏和新林发⽣的⼀个地域单位。
林⽕⼲扰、皆伐、间伐形成粗粒级结构,倒⽊和择伐形成细粒级结构。
3.4.3 尺度(scale)
尺度是研究对象时间和空间的细化⽔平.
尺度是指在研究某⼀物体或现象时所采⽤的空间或时间单位,同时⼜可指某⼀现象或过程在空间上和时间上所涉及到的范围和
发⽣频率.
前者是从研究者的⾓度来定义尺度,后者根据所研究的过程或现象的特征来定义尺度。
(空间尺度,时间尺度)尺度以粒度(grain) 和幅度(extent)来表达。
与尺度相关的另⼀个重要概念:
尺度择维(scaling):把某⼀尺度获得的信息扩展到其他长度上。
下推(scaling down) 、上推(scaling up)
例如:爬⼭
3.4.3 确定异质性的⽅法
由于尺度不同景观有产⽣异质性。
⼀般情况采⽤线性抽样来测定异质性,令直线通过⼀个景观,把这条线分成相等的线段,记录每段线段中每类景观元素出现的频率。
3.4.4 景观元素的构型(Forman & Godron,1986)
1 分散的斑块景观
特点:以⼀种⽣态系统或⼀种景观要素类型作为优势的本底,⽽以另⼀种或多种类型分散在其内。
例如:带绿洲的荒漠,热带稀树草原
关键特征:1)本底的相对⾯积2)斑块⼤⼩3)斑块间的距离
4)斑块分散性(集聚、规则或随机)
2 ⽹状景观
特点:在景观中以相互交叉的廊道的优势
例如:牧场林⽹,⾼速公路⽹
关键特征:1) 廊道的宽度2) 连通性3) ⽹的圆路4) ⽹格⼤⼩5) 结点⼤⼩
6) 结点分布
3 交错景观
特点:占优势的有两种景观要素,彼此⽝⽛交错,但共有⼀个边界。
例如:⼭区农⽥与林地分布
关键特征:1) 每⼀要素类型的相对⾯积2) 半岛的多度和⽅向
3) 半岛的长度与⽅向
4 棋盘状结构
特点:由相互交错的棋盘状格⼦组成
例如:⼈为管理的伐区
关键特征:1) 景观颗粒的⼤⼩2) 棋盘格⼦的规整性3) 总的边界长度
汇聚点(convergency points) 汇聚线
3.4.5 景观中的对⽐度(contrast)
对⽐度:即相邻地区的差异程度⼤⼩和过渡的急缓程度,对⽐度低的景观可能由⼀种景观元素组成,只有本底。
例如:热带⾬林低对⽐度的景观由⾃然形成
⾼对⽐度的景观多由⼈为形成,但也有⾃然形成的
3.4.6 景观空间格局和空间关联
1 ⼏种不同的格局
规则式均匀格局
聚集格局
线状格局
平⾏格局
第⼆章 4 景观的⽣态过程
景观的功能就是景观元素之间的相互作⽤,即能量流、养分流和物种流以⼀种景观元素迁移到另外⼀个景观元素。
通过⼤量的“流”,⼀种景观元素对另外⼀种景观元素施加于控制作⽤。
4.1 景观间流的运动机制
关于景观要素间的流有两个基本观点:其⼀是半透膜观点,其⼆是关于源区和汇区的观点。
1 通过景观的流有三种:
1)能量流例如:热能、⽣物能
2)养分流例如:⽆机物质、有机物质、⽔
3)物种流例如:各种类型的动植物以及遗传基因
2 导致景观元素之间相互作⽤的5种媒介物
1)风它携带⽔分、灰尘、雪、种⼦、⼩昆⾍、热量等
2)⽔包括⾬⽔、冰、地表径流、地下⽔、河流、洪⽔等,能够携带的物质同上
3)飞⾏动物如鸟、蜜蜂、可携带种⼦、孢⼦等
4)地⾯动物功能同飞⾏动物
5)⼈
3 影响三种流运动的⼒
1)扩散:扩散原指分⼦运动,从⾼浓度区向低浓度区的运动。
扩散:溶质物质或悬浮物质由⾼浓度区向低浓度区的移动,物质通过⾃⾝的布郎运动作⽆规则的运动。
例如:将⾹⽔洒在屋⼦的⼀⾓,满屋都是⾹⽔味。
⼭区的⽔泥加⼯⼚的粉尘扩散。
市区采暖的⽕烟囱、滇池的污染等
2)物质流
物质流是物质沿能量梯度的运动。
风是⼀种重要的物质流,由⼤⽓压产⽣。
⽔流是由⾼处向低处
3)移动
移动:是消耗本⾝能量从⼀个地⽅运动到另⼀个地⽅。
例如:采蜜的蜜蜂,捕⾷的动物
运动最组要的⽣态特征就是⾼度聚集性格局。
4.2 空⽓流和⼟壤流
1 空⽓流:空⽓层流是平⾏流动的层状⽓流。