景观生态学之景观变化

5 ）按稳定性将景观要素分成三种类型 ▪ 具有物理系统稳定性的景观要素。 ▪ 准稳定性低的景观要素 ▪ 准稳定性高的景观要素
4.1.4 物种共存与斑块动态 物种共存的两种机制：平衡观点和非平衡的观点 1 ）平衡观点： 从Gause的竞争排斥原理出发，以生态位分化作为
物种共存的基本机制。
这个观点包括两点内容：
我国的地貌 由三大阶梯组成 • 青藏高原 • 青藏高原的外缘到大兴安岭、太行山、巫山 和雪峰山之间。 • 我国东部宽广的平原和丘陵
3）山地地貌 （1）山坡地貌 山坡部位
坡积物：在坡面流水作用下，在坡地平缓处或坡麓地 带常堆积着由坡上面流来的沉积物，称之为坡积物， 这种地貌可称为坡积裙。特点：
• 纵剖面为下凹曲线，坡度为7-10度 • 坡积裙上部覆盖在坡上，下部堆积在山麓或盆地 边缘或河谷底部。 • 组成碎屑决定于基岩，磨圆性差。 • 由上到下，颗粒由粗变细。
2 ）有人用准稳定性（metastability)来表达这种稳 定状态
因为它并不是固定不变的，而是处于动态平衡之 中，说它是动态的，是因为它还在变化，说它是平 衡的，因为从较长的尺度来说，它又是不变的。
3 ）不稳定性指的是波动方式经常发生变化或不可预测 不稳定性可能出现两种情况： 一是受到干扰后打破原有平衡后立刻建立新的平衡。 即以新的平衡代替原有的平衡。 二是旧的平衡被打破后，新的可预测的稳定状态并未 出现。比如：干旱的草地一经耕垦，就会不稳定。
东西带状分布。由西北向东南黄土的粒度变细，说明 我国的黄土是由风造成的，除原生黄土还有次生黄土。 原生黄土分布陕西北部、甘肃中部和东部、宁夏南部 和山西西部，这些地区分布广厚度大。
黄土质地疏松，多孔隙，垂直节理发育，极易渗水， 很容易被流水侵蚀形成沟谷，易沉陷和崩塌。
（2）黄土沟谷地貌 根据发生部位、发育阶段和形态特征，可将黄土
5.1.3 关于稳定性的其他重要概念 1 ）持久性（persistence) 指一个系统或它一些分量的持续存留时间。 2） 抵抗力（resistance) 指一个系统对某种干扰就地抵制的能力。
3 ）恢复力（resilience) 指一个系统在受到干扰破坏后恢复其功能的能力。
4 ）关于景观特性与稳定性关系的基本原则： ▪ 岩石、水泥路面等无生物定居地，具有物理系统的 稳定性。 ▪ 随生物量的增加准稳定性增加。 ▪ 顶级群落的准稳定最大，中间演替阶段次之，先锋 阶段最小。 ▪ 从抵抗力来说，顶级群落大于先锋群落；从恢复力 来说，先锋群落大于顶级群落。
1 ）气候的意义 ➢ 它影响到有机体的生命过程 ➢ 气候影响土壤过程 ➢ 气候控制地形、地貌的形成过程
2 ）气温（年均温、月均温、生长季长度和绝对低温等） 年较差是1月和7月平均温度的差值。它随纬度而加
大，陆地一般比同纬度海洋大。
气温的分布用年均温的等温线图表示，一个地区的 气温决定于：纬度、陆地-海洋对比和海拔高度
5 景观变化
景观变化包括景观的结构和功能随时间而变化。 变化既有自然的因素，也有人为的因素，变化有快 有慢。
比如：1976年唐山的大地震，一夜间。1978年的大 兴安岭大火，435万公顷。荷ຫໍສະໝຸດ Baidu的围海造田、沙漠 化、滥伐森林等。
城市化景观
现代农业景观1950~
传统农业景观1800~1950
历史乡村景观1100~1800
中度：使景观发生很大变化，可产生超过平衡 的波动，但是一旦停止干扰仍可使景观恢复到 原有的平衡状态。
比如：连续几年干旱，河流干涸，气候正常， 恢复原有景观。
弱度：使景观产生围绕中心点的波动。比如： 小的森林火灾。
四种强度产生四种结果：波动、恢复、建立新 的平衡和景观替代。
5.2 影响景观变化的自然过程 5.2.1 气候
3）斑块动态
指的是相互隔离的斑块是变化的。
与斑块动态类似的概念是“流动镶嵌体” （shifting mosaic), 强调受到干扰的斑块在空间和 时间上的分布式均匀的，并且在总体上是平衡的。 一个景观是否平衡决定于两点： ▪ 群落特征和干扰事件之间存在着反馈关系 ▪ 当干扰斑块相对于整个景观的面积，占的比重较
4 ）气候类型和气候区划
我国气候分布
5.2.2 地貌 1) 地貌的意义
▪ 地貌影响整个生态环境 ▪ 地貌影响物质的流动和生物的移动 ▪ 地貌影响各种干扰发生的频率、强度和空间格局 2）地貌类型 根据地貌形成的作用力： 原始地貌（内营力）、后续地貌（外营力） 按地面高度和形态分： 平原 12% 丘陵 10% 山地（极高山、高山、中山和低山）33% 高原 26% 盆地 19%
2 ）非平衡观点： 不反对竞争排斥原理，但认为由于干扰的存在，
竞争排斥不是通则，而是某些局部特点；干扰是 维持物种共存的机制。 竞争排斥在自然界能否发生，有三个前提： ▪ 确实两个物种在同一时间对同一资源产生竞争 ▪ 要在一个稳定的环境中 ▪ 要一直等到一个物种完全排斥另一个物种所需
的时间为止
干扰的作用： ▪ 干扰可创造一种有利于竞争力弱的种的环境条件 ▪ 干扰频度如果比竞争排斥所需的时间短，就可以防 止竞争排斥的发生。 ▪ 干扰斑块如果在空间上接近于正在发生竞争排斥的 斑块，就可以使被排斥种迁移到本斑块来。
小时。
5.1.5 景观变化的作用力 1）作用力的种类
❖ 人力 比如：采伐、造林、灌溉等
❖ 自然力 ▪物理力（比如：地震、洪水、台风） ▪ 生物力（比如：病害、虫害）
2）不同强度作用力的生态反应 按照作用的强度分为四级： 极度：产生新景观。比如：地震 衡量某一景观变成另一景观的标准：
▪ 某一景观要素成为本底 ▪ 几种景观要素所占面积的百分比发生了非常大 的变化 ▪ 景观内产生了一种新的景观要素类型。 强度：使景观产生新的平衡。景观成分未发生绝对 变化，只是相对地位有所改变。比如：耕作
沟谷分成纹沟、细沟、切沟和冲沟。
纹沟： 形成：片状水流侵蚀形成 特点：经耕作后消失 细沟: 形成：片流汇集成股流侵蚀 特点：沟底纵剖面与斜坡形成一致，横剖面呈“V”字 形，沟坡没有明显的转折。宽0.5m，深0.1-0.4m，长几 十米。
切沟： 形成：细沟下切加深超过耕作层 特点：纵剖面与斜坡坡面不一致，沟床多陡坎，横 剖面有明显谷缘。宽、深1-2m，长几十米。 冲沟： 形成：切沟进一步下切侵蚀 特点：纵剖面呈一下凹曲线，沟头、沟壁都陡，规 模较大，长数公里，深数十米到几百米。冲沟进一 步发展，河床剖面逐渐变缓，沟底平坦，称坳沟。
3）降水量和干燥度
我国降水量分布规律：自东南沿海向西北内陆而 逐渐递减。
降水的分布格局：均匀分布型、冬雨型、夏雨型 郞格雨量指数： R=N / T, N年降雨量，T年均温 德马通干燥指数：I=P / (T+10), P年雨量，T年均温，I＜5， 纯荒漠，I＝30森林气候 柯本干燥限界： 全年雨量均匀：r≤2(t+7) 夏雨型：r ≤2(t+14) 冬雨型：r ≤2t, r降雨量, 温度 小于该值为干燥气候，大于该值是湿润气候；在为干 燥气候时，雨量小于该值的一半时为沙漠气候，否则 为草原气候。
▪ 凡生态位完全相同的种，将产生种间竞争，一个种 将被另一个种所排挤，最后又一个种占优势。
▪ 由多个种组成的稳定群落，必然是由生态位不同的种 所组成。 生态位，是物种的特性，指一个种与其周围环境的 关系总和。 从植物角度可分为四种生态位： 生境生态位：植物对物理自然因素的要求 生活型生态位：包括个体大小、生产能力等属性。 季相生态位：季节格局变化 更新生态位：成熟个体被下一代代替过程中为达到 成功所表现出来的特殊性，可能表现在种子生产、散 布、发芽、生长等各个方面。
形成原因：
河流下切侵蚀的原因，主要的有构造运动和气候 变化等。构造运动主要指地壳升降运动，当地壳上 升时，原先河床纵剖面的位置相对提高，水流严重 切割河床，靠近两侧谷坡的谷底部分就形成阶地。
根据形态结构特征和形成特点可分为侵蚀阶地 （基岩阶地）和堆积阶地。
4）黄土地貌
（1）黄土的分布和性质 北方干旱和半干旱区，位于北纬34 °-45 °之间，
我国物候规律：1）南北差异：春季始花期，由南向北 渐迟，纬度差1度，延迟5－3天，夏季，开花期， 向北差1度，延迟1－2天。春季推迟的日数向北逐 渐减少；夏季则相反，推迟的日数向北逐渐增多。
2）东西差异：春季开花期，内陆早，近海迟，由西向 东延迟的日期，自春到季差异减少。
3）垂直差异：春季开花期，每上升100米延迟4天， 夏季延迟1－2天，由春到夏差异减少。
积温：大于一定温度的一定时期的日平均温度的 累加之和。 积温的作用： ▪ 研究热量条件的地理分布规律 ▪ 研究各种植物对热量要求的差别 ▪ 用积温预报作物的发育时期
温暖期：春季0℃到秋季0 ℃之间的时期，其余 时期为霜冻期。 大多数树木或冬作物开始和停止生长的时期为5 ℃ 左右，所以湿度高于5 ℃的时期为生长期。
形成原因： 暂时性的河流洪水从出口流出后，由于地形变缓，
水流速度变慢，水流分散并不断下渗，因而带来的 大量碎屑物质在出口处堆积，形成一个扇形堆积体。 结构：
上部沙砾孔隙大，透水性强，下部粘土孔隙小， 透水性差。
河流阶地：
河流下切侵蚀，原先的河谷底部超出一般洪水位 以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡上，这种地形称之 为河流阶地。
物候：自然界的生物和非生物受外界环境因素综合影 响而表现出来的季节性现象。
比如：植物的萌芽、开花、结实，动物的冬眠、复苏、 换毛、迁徙等。
物候的意义： ▪ 说明一定地区的气候和土壤状况 ▪ 了解气候变化规律，进行超长气象预报 ▪ 指导农时 ▪ 制定农业区划
霍普金斯定律：在其它因素相同时，北美温带地区纬 度每向北移动1度，经度每向东移动5经度，或海拔 上升122米，植物的发育时期在春天和初夏将各延 迟4天，在晚夏和秋天，则正好相反，提早4天。
铁器时代末期景观约公元前1000
新石器及青铜时代 景观-
原始自然景观-
景 观 土 地 利 用 变 迁 过 程
自然→人工
5.1 稳定性的基本概念
5.1.1 景观变化曲线
Forman & Godron 用3个独立参数表征所有变化曲线： ▪ 变化的总趋势（上升、下降和水平趋势）； ▪ 围绕总趋势的相对波动幅度（大范围和小范围）； ▪ 波动的韵律（规则和不规则）
（3）黄土沟间地貌 黄土塬 黄土堆积的高原面，塬的中心地势平坦，坡度不到1 度，边缘的坡度可达5度，有些黄土塬面积可达20003000km2 黄土墚 长条状的高原面，按形态可分为平顶墚和斜顶墚。 黄土峁 一种孤立的黄土丘，平面呈圆形或椭圆形。
5.2.3 土壤 1）土壤的意义
• 土壤具有一定肥力，可生长植物。 • 它提供给植物水、营养是物质交换的场所。 • 它也是独立的生态系统 • 是建筑上的基础材料 2）土壤的性质 （1）土壤厚度和土壤物理性 土壤厚度影响植物利用的空间，也就是水分和费力的 最大限度。不同地区土壤厚度不同，阳坡薄，阴坡厚， 上部薄，下部厚。与侵蚀相关。
山坡方向和位置
（2）河谷地貌 河谷-谷底（河床、河漫滩）、谷坡
河漫滩： 洪水期间被河水淹没的河床以外的谷底部分
形成原因： 与河床的侧方移动和枯水期和洪水期水位变化
相关。 结构：
上层由细沙和粘土组成，称为河漫滩冲积物； 下层有粗沙和砾石组成，称为河床冲积物，这称 为河漫滩的二元结构。
洪积扇： 河流出口处堆积的扇形堆积体。
坡度 坡度决定土地利用种类，坡度大小决定于土壤
机械组成、土壤侵蚀强度、植被类型和盖度。 坡度的等级：
平坦地（5° 以下） 缓坡（6° -15° ） 斜坡（16° -25° ） 陡坡（26° -35° ) 急坡（36° -45° ） 险坡（45° 以上）
山坡的形态 剖面和海拔上的凸形、凹形和线形组成12种山坡的形态
（a）美国田纳西洲阿巴拉契亚硬木林在1000年内预测的生 物量变化
（b）英国剑桥附近罗金厄姆林地面积400年来的变化 （c）夏威夷冒纳罗亚山上空22年间大气中CO2含量的变化
5.1.2 稳定性、准稳定性和不稳定性 1 ）LT-SRO和LT-LRO稳定曲线 生物系统的稳定性（stability）是相对的，景观参 数的长期变化成水平状态，并且在其水平线上下波 动，波动幅度和周期具有统计特征的，我们认为是 稳定的。