第三章 景观异质性(景观格局的数量化方法)
景观生态学
名词解释：1景观：在几平方千米到数百平方千米的范围内，由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。
2景观要素：景观是由异质性生态系统组成的陆地空间镶嵌体，这些相互作用的，性质不同的生态系统称为景观要素。
3异质性：景观内部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性或非随机性特征。
4尺度：对研究对象在空间上或时间上的测度。
5尺度效应：生态学系统的结构、功能及其动态变化在不同的空间和时间尺度上有不同的表现，产生的不同的生态系统。
6空间异质性：指某种生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。
7复合种群：由空间上相互隔离，但又有功能联系的2个或2个以上亚种群组成的种群系统。
8气候：是指地球表面长期以来大气物理现象的综合体现，既包括稳定的情况也包括其变化和极端的情况。
8有效积温：从某一时期内的平均温度减去生物学零度，再乘以该时期天数。
9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。
影响因素有纬度、经度、海拔高度。
10干扰：是使生态系统、群落或种群的结构遭到破坏和使资源、基质的有效性或物理环境发生变化的任何相对离散的事件。
11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。
12边缘：指两个不同的生态系统相交而形成的狭窄空间。
边缘效应：斑块的边缘部分有不同于内部的物种组成和过渡。
13本底（基质）是景观中范围最大、连通性最好，在很大程度上决定着景观的性质，对景观的动态起着主导作用的景观要素。
：14生态交错带：在生态系统中，不同物质能量体系、结构功能体系之间形成的界面。
有河岸带和林带填空：1景观的三种理解：视觉美学、地理学、景观生态学。
2景观的基本特征：1景观是一个生态系统，2是具有一定自然和文化特征的地域空间实体3是异质生态系统的镶嵌体4是人类活动和生存的基本空间补充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对应。
景观生态学原理——景观格局与分析
景观生态学原理|——景观格局与分析景观的三个特征：1、格局：生态系统的大小、形状、数量、类型及空间配置相关的能量、物质和物种的分布2、功能：景观单元之间的相互作用，生态系统组分间的能量流动、物质循环和物种流3、动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化3.1 景观发育景观格局的形成，受到生物与非生物两个方面的影响3.2 景观要素景观要素包括景观斑块、廊道、基质，以及附加结构3.2.1 斑块（patch）空间的非连续性以及内部均质性1. 斑块起源主要因素：环境异质性（environmental heterogeneity）自然干扰（natural disturbance）人类活动（human activity）1、环境资源斑块由于环境异质性导致，稳定，与自然干扰无关，由于环境资源的空间异质性和镶嵌规律2、干扰斑块由于基质内的各种局部干扰引起，具有最高的周转率，持续时间最短3、残存斑块是动植物群落受干扰后基质内残留的部分4、引进斑块人们把生物引入某一地区后形成的斑块1）种植斑块2）聚居地2. 斑块面积1、对物质和能量的影响2、对物种的影响1）岛屿，面积效应——生境多样性（habitat diversity）——物种多样性2）陆地，基质异质性高3. 斑块形状斑块的形状和走向对穿越景观扩散的动植物至关重要1、圆形和扁长形斑块，内缘比（interior ratio）2、环状斑块3、半岛4. 斑块镶嵌相似的斑块容易造成扩散不同类型的斑块镶嵌，能够形成对抗干扰的屏障、5. 斑块化（缀块性，patchiness）与斑块动态1、斑块化机制斑块化：斑块的空间格局及其变异，大小、内容、密度、多样性、排列状况、结构、边界特征对比度（contrast）：斑块之间以及斑块与基质之间的差异程度空间异质性（spatial heterogeneity）：通过斑块化、对比度以及梯度变化所表现出来的空间变异性生物感知（organism-sensed）：生物对于斑块化的反应最小斑块化尺度（smallest patchiness scale）：粒度（grain）最大斑块化尺度（largest patchiness scale）：幅度（extent）斑块化动态：斑块内部变化和斑块间相互作用导致的空间格局及其变异随时间的变化斑块化产生的原因：物理的和生物的，内部和外源的2、斑块化的特点1）可感知2）内部结构，时空等级性，大尺度斑块是小尺度斑块的镶嵌体3）相对均质性4）动态特征5）生物依赖性6）斑块的等级系统（patch hierarchy）7）等级间的相互作用8）斑块敏感性（patch sensitivity）9）斑块等级系统中的核心水平：最能集中体现研究对象或过程特征的等级水平，相应的时空尺度称为核心尺度（focal scale）10）斑块化原因和机制的尺度依赖性3、斑块化的生态与进化效应3.2.2 廊道（corridor）廊道是线性的景观单元，具有通道合阻隔的双重作用1. 廊道的起源干扰廊道、残存廊道、环境资源廊道、种植廊道、再生廊道2. 廊道的结构特征1）曲度：廊道的弯曲程度，影响物质、能量、物质的移动速度2）宽度3）连通性：廊道单位长度上间断点的数量表示4）内环境：较大的边缘生境和较小的内部生境3. 廊道分类1）线状廊道：全部由边缘物种占优势的狭长条带2）带状廊道：较丰富的内部种的内环境的较宽条带3）河流廊道：分布在河流两侧3.2.3 基质（matrix）1. 基质的判定1）相对面积2）连通性3）控制程度4）3个标准结合2. 孔隙度和边界形状孔隙度（porosity）：单位面积的斑块数目3.2.4 附加结构（add-on）异常景观特征，在整个景观中只出现一次或几次的景观类型3.3 景观格局特征目的：从无序的斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性3.3.1 斑块-廊道-基质模式（patch-corridor-matrix model）3.3.2 景观对比度1. 低对比度结构自然形成的，热带雨林，相邻景观要素彼此相似2. 高对比度结构自然、人工3.3.3 景观粒径（landscape grain）粗粒（coarse grain）和细粒（fine grain）生物体粒径（home range）：生物体对其敏感或利用的区域粒径大小取决于整个景观的尺度3.3.4 景观多样性（landscape diversity）由不同类型生态系统构成的景观在格局、功能和动态方面的多样性或变异性，反映景观的复杂性程度1）斑块多样性：数量、大小、形状的多样性2）类型多样性：景观类型的丰富度3）格局多样性：景观类型空间镶嵌的多样性3.3.5 景观异质性（landscape heterogeneity）多样性——斑块性质的多样化异质性——斑块空间镶嵌的复杂性，景观结构空间分布的非均匀性、非随机性1）空间异质性2）时间异质性3）功能异质性梯度分布镶嵌结构3.4 生态交错带与生态网络3.4.1 边缘效应与生态交错带景观单元之间的空间联系：生态交错带、网络结构1. 边缘效应(edge effect)边缘地带由于环境条件不同，可以发现不同的物种组成和丰富度边缘物种：仅仅或主要利用景观边界的物种内部物种：远离景观边界的物种2. 生态交错带(ecotone)描述物种从一个群落到其界限的过渡分布区，由两个不同性质的斑块的交界及各自的边缘带组成生态过渡带（transition zone）景观边界（landscape boundary）1）特征：生态应力带（tension zone）、边缘效应、阻碍物种分布（半透膜）、2）描述：结构：大小、宽度、形状、生物结构、限制因素、内部异质性、密度、分形维数、垂直性、外形或长度、曲合度功能：稳定性、波动、能量、功能差异、通透性、对比度、通道、过滤、屏障、源、汇、栖息地3）尺度效应：某一尺度上可以明辨的交错带在另一尺度上可能模糊不清4）气候变化：更为敏感，迟滞（lag）5）生态交错带与生物多样性：农业生产把异质的自然景观变成大范围同质的人工景观，消灭了自然生态交错带，扩展了人为生态交错带3.4.2 生态网络与景观连通性生态网络（network）将不同的生态系统相互连接起来两类物种：生活在网络包围的景观要素内部的物种，廊道是一种障碍；生活在廊道内、沿着廊道迁移的物种1. 廊道网络由节点（node）和连接廊道构成，分布在基质上形式：分支网络（branching network）：树状的等级结构环形网络（circuit network）：封闭的环路结构1）廊道网络的结构特征网络交点、网状格局、网眼大小、网络结构的决定因素（历史和文化的）2）廊道网络描述连通性：在一个系统中所有交点被廊道连接起来的程度，指示网络的复杂度，用r指数方法来计算r指数：连接廊道数与最大可能连接廊道数之比r=L/Lmax=L/3(V-2)，V为节点数环度：用α指数衡量，表示能流、物流、物种迁移路线的可选择程度。
景观生态学--格局--3组
环规11-3 第3组
小组成员：
景观格局及景观生态学部分应用
一、景观格局的概念
二、景观格局的基本类型 三、景观格局分析的概念、步骤、方法、误 差 四、景观格局与景观指数
五、景观格局研究目的与未来发展方向
六、景观生态学部分应用
一、景观格局(景观空间格局)的概念
一般是指其空间格局，即大小和形状 各异的景观要素在空间上的排列和组 合，包括景观组成单元的类型、数目 及空间分布与配置，它是景观异质性 的具体体现，又是各种生态过程在不 同尺度上作用的结果
（2）景观空间格局分析的步骤
• 1. 收集处理景观数据 • 2. 收集的景观资料数据化（数字化景 观） • 3. 选择适当的方法 • 4. 解释、综合分析结果
景观数量化的两种方法：矢量化数据和栅栏化数据
（3）景观格局的研究方法
1空间统计分析 2动态格局建模分析 3格局指数分析 • 为了确保数据的准确性，一致性，在景观格局的研究中， 单独应用于某一研究方法是不可取的。因为仅凭单个方法 不能完整的描述景观格局的变化，还有复杂的景观生态系 统和社会经济进程的内部特点 • 综合研究的方法包括实地观测，移动观测，遥感监测，实 验与模型模拟的相结合。这些方法对于推动景观生态学的 发展起到了重要作用
指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布 。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。
如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实 例；平原的稻田区很少有大片林地出现是负相关的实例。
三、景观格局分析 （1）概念
用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分 析的方法。通过研究空间格局可以更好地理解生 态学过程。 景观格局分析的目的是从看似无序的景观斑块镶 嵌中，发现潜在 有意义的规律性
景观生态学
景观异质性和生物多样性的关系何为景观异质性？概念：景观异质性是由景观要素的多样性和景观要素的空间相互关系共同决定的景观要素属性的变异程度。
景观异质性的表现有两个：1、组成要素的异质性，即景观包含的景观要素的丰富程度及其相对数量关系或称多样性。
2、空间分布的异质性，即景观要素空间分布的相互关系。
综上，可得知，高度异质的景观是由丰富的景观要素类型和对比度高的分布格局共同决定的。
何为生物多样性？概念：生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样性和变异性。
它包括生命形式的多样性，各种生命形式之间及其与环境之间的相互作用的多样性，以及各种生物群落、生态系统及其生境与生态过程的复杂性。
此外我们应该了解，生物多样性包括4个层次。
1、遗传多样性2、物种多样性、3、生态系统多样性4、景观多样性通过概念来分析二者间的关系：（一）、景观异质性导致了生物多样性1、首先，景观异质性意味着景观中的要素类型多样性，也就意味着生境类型的多样性，所以它能够为多种生物提供栖息地，从而维持更高的生物多样性。
2、其次，异质性大会增加增加边缘生境和边缘种的丰富度，增加需要多种景观要素的物种丰富度，增强了物种共存的总体潜力；景观异质性越大，大规模斑块减少，完整的大面积内部生境面积缩小，稀有内部种的丰富度减少，边境生境和边缘物种的丰富度增加，要求两个以上景观要素的物种的丰富度增加，同时提高了总的物种共存的潜力。
所以可以这样说，景观异质性有利于物种的生存和整体生态系统的稳定性和持续性。
许多物种需要两种或多种栖息地，景观空间格局和时间动态和更替缓解或缓冲了景观中的剧烈变化，使系统保持相对稳定，也有利于生物多样性的保持和提高。
（二）、景观异质性与生物多样性相互促进1、景观异质性越高，越有利于景观的生物多样性保持，有利于景观的持续性和稳定性，而生物多样性高也有利于景观异质性的维持，表现为相互促进的关系2、景观的异质性有利于促进景观生态系统能量流动和物质循环，从而使生物的生命活动更加旺盛，更具有高度异质性的景观与外界的物质、能量、信息等生态交换的过程强烈。
景观生态学教学大纲
《景观生态学》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务本课程为生态学专业核心课程。
通过本课程教学，使学生了解景观生态学的发展历史、现状和未来发展趋势，掌握景观生态学中格局、尺度、过程、空间异质性、生态学干扰、景观分类、斑块、廊道、基底等基本概念以及景观等级结构、景观渗透、复合种群、源汇系统等基本理论。
通过对个例的分析，掌握景观格局、景观尺度和景观过程的基本分析方法。
并结合野外考察领会、掌握景观评估、景观保护、景观管理和景观设计的基本思路和方法。
三、学时分配教学课时分配四、教学内容及教学要求第一章绪论第一节景观1. 景观的地理学、美学概念2. 景观的基本特征•第二节景观生态学1. 景观生态学的的概念2. 景观生态学的特点3. 景观生态学的学科地位•第三节景观生态学的发展现状1. 景观生态学发展简史2. 景观生态学的主要流派•第四节景观生态学的发展趋势1. 3个研究方向2. 景观生态学的整合3. 研究热点和发展方向习题要点：景观生态学的概念、特点及当前研究热点。
本章重点、难点：景观生态学的概念及当前研究热点和发展趋势。
本章教学要求：了解景观生态学发展的历史及当前研究热点，理解并掌握景观生态学的概念。
第二章景观生态学基本理论和原理•第一节景观生态学的基本理论1. 耗散结构和自组织2. 时空尺度和空间异质性3. 等级结构系统4. 渗透理论5. 复合种群理论6. 源-汇模型7. 岛屿生物地理学•第二节景观生态学的基本理论1. 系统整体性2. 尺度性3. 生态流及其空间再分配4. 结构镶嵌性5. 文化性6. 人类主导性7. 多重价值习题要点：景观生态学的基本原理及基本理论。
本章重点、难点：等级结构系统理论、空间异质性、岛屿生物地理学理论、复合种群理论、尺度效应以及生态交错带等基本原理和理论。
本章教学要求：要求学生理解并掌握景观生态学的基本原理及理论。
第三章景观形成因素•第一节地质地貌因素1. 地貌营力2. 主要岩石类型及其地貌特征3. 中国主要地貌类型及其景观特征•第二节气候因素1. 气候类型和气候分区2. 气候与景观特征3. 全球气候变化与景观变化•第三节土壤因素1. 土壤及土壤分类2. 土壤的地域分布规律3. 土壤的景观意义•第四节植被因素1. 植被类型2. 植被对景观的作用•第五节干扰1. 干扰的概念和类型2. 干扰状况3. 干扰的景观意义习题要点：景观形成因素中的气候、植被及干扰因素及其影响机制。
城市热群岛和景观异质性
城市热岛和景观异质性:地表温度的时空变化与地表覆盖物及社会经济模式的耦合亚历山大Buyantuyev吴建国收到:2009年2月4号/接受:2009年8月17 /发布在网上:4 2009年9月施普林格科学+商业媒体B.V. 2009摘要城市热岛现象(UHI)是城市景观中的一种常见的影响气候和生态进程的环境问题。
在此,我们调查了位于美国北索诺兰沙漠亚利桑纳州凤凰城大都市区地表昼夜和季节性特征。
来源于先进的卫星热发射和反射辐射仪表面温度场对于夏(6月)和秋(10月)两个季节的昼夜进行了分析。
虽然核心城市是比其他的地区普遍变更暖(尤其在晚上),但还是没有发现城市化梯度的统一趋势。
数据显示,10月份大多数的城市化地区扮演了一个散热器。
温度模式也显示城市内部温度差异大，甚至大于城乡差异。
回归分析证实植物(白天)和人行道(夜间)在解释表面温度时空分异的重要作用。
虽然这些因素是表面温度变化的主要驱动力,它们对地表温度的影响很大程度上受人类介导的影响，正如白天温度和中值家庭收入之间的高度联系.然而,晚上时,相近的社会经济地位是控制表面温度的次要因素。
最后,本研究利用地理加权回归占空间变化的关系, 它是一个更合适的分析框架来进行研究涉及多个空间数据层与自相关结构关键词;城市化、表面温度、城市热岛、土地表面、地理加权回归引言尽管存在区域气候差异，世界各大城市已经研究出了一种共同的特点-城市热岛效应(UHI),例如,城市地区相对于他们的农村环境有较高的空气和地表温度。
UHI作为地表覆盖物改变的结果，主要是由革哩底、沥青、屋顶、建筑与城市土利用替代天然植被、不透水表面和农业用地”情况。
这些地表附近能量收支的改变是变是通过减少表面能量预算，增加地表对太阳能的吸收，创造热而封闭的像山谷效果的城市。
过多的热量通过建立真正的基础设施和交通运输在城市不断产生和排放到大气中。
城市地域成为地方和区域气候和环境改变越来越重要的驱动器,并伴随许多社会和生态进程不良后果。
景观总体结构景观异质性
第三章 景观总体结构
第三章 景观总体结构
2、时间异质性 时间异质性包括两个方面的含义。一是景观 内的组成、构型、相关性随着时间不同而发生变 化，导致景观的结构和组分在不同时间阶段而不 同。 二是在景观中某种生态学变量在时间上分 布也表现为不同时间阶段，具有不同的量和性质 等。如从裸地到森林群落的演替过程，不同时期 呈现出不同的植被群落： 裸地 杂草 灌木 先锋的乔木 耐阴乔木 景观的时间和空间异质性常常是相互关联的， 异质性的产生总是在一定的时间和空间范围内通 过一定的过程实现的，如空间异质性随时间的变 化等。
第三章 景观总体结构
(1)空间异质性的研究内容 ①空间组成，即该景观内生态系统的类型、 种类、数量和面积比例。在一定的观察尺度下， 如果景观是由一种要素组成，可以认为其空间异 质性不存在。如果由两种以上要素组成的，则出 现空间异质性。 如果组成景观的各要素所占的面积比例相同， 其空间异质性较弱，比例差异较大则较强。 ②空间结构，即各生态系统的空间分布、斑 块大小、形状、景观对比度、连接度等。如斑块 的形状对空间异质性有很大影响，长条形、不规 则的斑块多，空间异质性增强。 ③空间相关，各生态系统的空间关联程度、 整体或参数的关联程度，空间梯度和趋势度。
第三章 景观总体结构
2、景观异质性与生物多样性
景观的空间异质性满足不同生态位物种的
需要，有利于不同物种存在于空间的不同位置， 从而允许物种共存；景观异质性增大，生物多 样性增加。Roth(1976)发现景观异质性与鸟类多 样性之间存在明显的相关性。
此外景观多样性影响群落的生产力和生物 量；导致群落内物种组成结构的小尺度差异；
第三章 景观总体结构
1、景观异质性的定义 异质性是景观组分类型、组合及属性的变异 程度，是景观区别于其他生命组织层次的显著特 征。目前对景观异质性的定义较多，一般认为： 景观异质性是指在景观中对一个物种或更高级生 物组织的存在起决定作用的资源(或某种性状)在 空间、时间上的变异程度或强度。 景观是由异质的景观要素组成的，这使景观 生态学区别于其他生态学科的最显著的特征。景 观异质性是景观生态学的核心之一，由于生物不 断进化、物质、能量的不断流动和转化，以及干 扰不断发生，使得景观永远也达不到均质性的要 求。
景观生态学是研究景观的异质性
廊道( corridor)
• 廊道是指不同于两侧基质的狭长地带。从旅游角度讲，主
要表现为旅游功能区之间的林带、交通线及其两侧带状的
树木、草地、河流等自然要素，有三种类型：区间廊，指
旅游地与客源地及四周邻区的各种交通方式、路线与通道；
区内廊，指旅游地内部的通道体系；斑内廊，指斑块之间
的联络线，如景点的参观路线。廊道是线性的不同于两侧
景观生态学的概念
• 景观生态学 (landscape ecology) 是在1939 年由德国地理学家C. 特 洛尔提出的 景观生态学。它是以 整个景观为对象，通过物质流、能 量流、信息流与价值流在地球表层 的传输和交换，通过生物与非生物 以及与人类之间的相互作用与转化， 运用生态系统原理和系统方法研究 景观结构和功能、景观动态变化以 及相互作用机理、研究景观的美化 格局、优化结构、合理利用和保护 的学科。是一门新兴的多学科之间 交叉学科，主体是生态学和地理学。
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景观生态学的发展历史
• 地理学中的景观学产生于德国，19世纪末叶，由近代地理学的创始人之一、 德国的洪堡（Alexander Von Humboldt）将景观的概念引入地理学中，他认 为景观的地理学含义是“一个地理区域的总体特征”。作为一门研究景观形 成、演变和特征学科的景观学产生于19世纪后期至20世纪初期。德国地理学 家Seigfried Passarge 于1919―1920年出版了三卷本《景观学基础》之 后，又于1921―1930年出版了四卷本的《比较景观学》。在这两部著作中， 他认为景观是相关要素的复合体，并系统地提出了全球范围内景观分类、分 级的原理；并认为划分景观的最好标志是植被，同时，他还提出了城市景观 的概念。作为景观学说的提出者之一的德国人文地理学家Otto Schluter 于本 世纪初发表了《人类地理学的目的》一书，在该书中他提出了文化景观形态 学和景观研究是地理学的主题的观点。在1952-1958年间先后完成的三卷本 《早期中欧聚落区域》一书中，他提出了自然景观与人文景观的区别，并最 早把人类创造景观的活动提到了方法论原理上来。其实有关人文景观的思想， 早在1925年即在美国人文地理学家Carl Sauer的《景观的形态》一书中得到 了反映，在该书中，Sauer 提出应重视不同文化对景观的影响，认为解释文 化景观是人文地理学研究的核心。自本世纪30年代以后，又出现了一个景观 学研究的中心，这就是前苏联的景观学研究。其代表人物为贝尔格。他于 1913年即提出，景观是地形形态的一定的、有规律地重复的综合体或群体这 一概念。1931年，贝尔格的巨著《苏联景观地理地带》一书出版，该书是苏 联系统阐述景观学原理的第一次尝试。在该书中他进一步明确和补充了1913 年所下的景观定义，提出了景观的例子，研究了景观与其组成成份之间的相 互作用，谈到了景观的发展与起源问题。
[城郊景观异质性和城市生态建设(方天纵)]什么是景观异质性
![[城郊景观异质性和城市生态建设(方天纵)]什么是景观异质性](https://img.taocdn.com/s3/m/c7fff35576232f60ddccda38376baf1ffc4fe3ca.png)
[城郊景观异质性和城市生态建设（方天纵）]什么是景观异质性由于现代城市特别是特大城市包括了其周围的郊区,将市区与郊区进行整体规划是城市生态建设的主要内容。
根据景观生态学原理和方法,合理地对城郊景观空间结构进行规划,使廊道、斑块及基质等景观要素的数量及其空间分布合理,使市区内、郊区内及市郊之间的信息流、物质流与能量流循环畅通。
既要使城郊景观符合生态学原理,又具有一定的美学价值。
将自然组分引入城市的规划与建设中,使城市景观具多样性。
这是国内外城市生态建设的目标。
例如,针对北京的生态环境建设,有关专家提出了“21世纪北京绿色生态建设”的要求:“保护好原生性生态系统,大力促进次生生态系统的恢复、重建;让更多的次生林向原生的落叶阔叶林变化;将保护区、风景区及森林公园按世界保护联盟分类,分类系统纳入统一领导的保护网络,按照生态系统理论,北京应建立3个绿色生态圈。
即山地水源涵养生态圈,防风固沙—农林果生产带生态圈,城市调气防污美化生态圈”。
显然,北京的生态建设规划目标要依赖于景观生态学的原理来实施、完成。
依据景观异质性的原理,建立良好有序发展的城郊景观格局,提高多样性维持异质性,促进城市可持续发展是景观生态学理论与城市建设结合的有意义的实践。
本文就此问题做初步探讨。
1 异质性及其尺度性城市是被人类改造较为彻底的景观。
现代城市市区及其近郊区在日益扩大的城市化进程中,已经连为一个整体。
具有合理的景观结构及能流顺畅的城市景观是人类的追求目标。
高度异质性的景观是城郊良好发展的基础。
尺度性就是尺度效应,空间尺度通常是指观察或研究的物体或过程的空间分辨度。
从生态学角度来看,空间尺度指所研究的面积大小。
尺度越大,表示研究面积越大,异质性与尺度是相关的,如一景观单元在小尺度上是异质的,而在大尺度上则变成均质的,正确选择尺度是科学地研究某一景观,得出准确、客观结论的保证。
由于航空、航天、遥感手段的进步,研究尺度增大,但并非任意增大,一般将景观生态的研究范围界定在几公里到几百公里的中尺度区域。
河流廊道尺度栖息地景观异质性 分析方法研究
3.2.3 景观多样性指数
（1）Shannon 多样性指数 SHDI SHDI 能反映景观异质性， 特别对景观中各景观类型非均衡分布状况较为敏感， 即强调 稀有景观类型对信息的贡献，这也是与其它多样性指数不同之处。在一个景观系统中，栖息 地类型越丰富，其不定性的信息含量也越大，计算出的 SHDI 值也就越高。
河流廊道尺度栖息地景观异质性 分析方法研究
赵进勇 董哲仁 翟正丽 孙东亚 张爱静 中国水利水电科学研究院
摘要： 文章分析了河流廊道尺度栖息地景观异质性分析流程， 建立了土地分类系统与河流地 貌单元特征相结合的河流廊道尺度栖息地景观类型分类体系。利用景观格局分析方法和3S 技术， 发展了河流廊道尺度下考虑边滩、 江心洲等河流地貌单元特征的栖息地景观异质性定 量分析方法， 可在河流廊道尺度上进行栖息地景观格局分析， 从而反映栖息地景观的空间异 质性和时间异质性。 景观格局研究主要集中于两个方面： 景观格局的空间特征分析和变化分 析， 空间特征分析包括不同年份景观要素特征统计和面积转移分析， 变化分析包括不同年份 景观斑块性质分析、 景观形状指数分析和景观多样性分析。 利用河流廊道尺度下的栖息地景 观异质性定量分析方法对瓯江目标河段的栖息地景观异质性进行了分析。 分析结果表明： （1） 目标河段河流廊道尺度下的栖息地在2004年和2009年均以有林地、 建设用地和耕地景观类型 为基质景观，水体、边滩、江心洲、灌木林等景观类型之间互相转化。 （2）2004~2009年间， 研究区域栖息地景观空间异质性程度减小； 研究区域景观整体形状趋于简单化， 栖息地景观 格局趋于简单化；研究区域栖息地各景观类型之间聚合度增加，多样性和均匀性指数减小， 研究区域内栖息地质量有退化趋势。 关键词：河流廊道、栖息地、景观格局、异质性 景观空间格局分析是景观生态学研究的重要组成部分[1]。 对特定区域的景观生态空间格 局进行研究，是揭示该区域生态状况及空间变异特征的有效手段[2-5]。随着计算机技术、信 息技术及3S技术的发展，景观格局变化研究逐步发展到定量化阶段，主要表现为运用不同 时期遥感影像对区域景观格局及其变化过程进行研究[6-7]。 河流廊道是陆地生态景观中最重要的廊道，对于生态系统和人类社会都具有生命源泉 的功能。 河流廊道范围可以定义为河流及其两岸水陆交错区植被带， 或者定义为河流及其某 一洪水频率下的洪泛区的带状地区，广义的河流廊道还应包括由河流连接的湖泊、水库、池 塘、湿地、河汊、蓄滞洪区以及河口地区。把河流廊道作为一个整体研究时，景观生态学具 有很大的优势，能够将河流廊道的结构、功能和动态有机地结合起来[8]。 为了突出河流景观类型的功能特点， 反映河流廊道尺度下的栖息地景观异质性特征， 本 文尝试在河流廊道尺度上进行景观格局分析， 以反映其景观空间异质性和时间异质性。 本文 以瓯江流域开潭-玉溪河段高分辨率遥感影像、野外实地调查资料和各种相关的统计数据为
城市生态学(7.3.1)--景观多样性与城市景观异质性
异 质 性 是 景 观 的 根 本 属 性 ， 任 何 景 观 都 是 异 质 的 。
城 市 景 观 的 异 质 性 首 先 表 现 为 二 维 平 面 的 空 间 异 质 性 ， 公园、绿地、水面、建筑物、街道性质各异，功能各不相 同。
城 市 景 观 的 异 质 性 同 时 还 表 现 为 垂 直 的 空 间 异 质 性 。 垂 直的异质性导致了水平的异质性，如高楼两侧接受太阳辐 射的多少，气温高低不同，植物开花，放叶时间早晚。
理由：街道主要职能是交通运输。 城 市 街 道 是 线 形 污 染 源 ， 汽 车 排 放 的 尾 气 、 噪 声 、尘埃、垃圾等污染物沿街道分布于扩散，街道的 长度、宽度、方向与污染的扩散有密切关系。 城 市 的 街 道 直 接 起 人 流 导 向 作 用 。 城 市 的 社 区 组 织 或 居 民 委 员 会 等 城 市 小 区 都 靠 街 道分隔划界与彼此联系，有利于城市社区的管理。
时空耦合（ coupling ）异质性，也存在于城市景观中。 一般而言，异质性是指景观要素的空间分布的不均匀性， 而把时间异质性用动态变化来表述，异质性的表现形式为 空间格局。（景观植物的搭配，落叶，常绿，针叶，阔
四、廊道效应（见图 7-1 ）（见图 7-2 ）（见图 7-3 ） 城 市 廊 道 的 经 济 ， 社 会 ， 生 态 效 益 结 合 街道 ( 廊道 ) 在城建中不可或缺，须合理规划
第七章 城市景观生态
第三节 景观多样性与城市景观异 质性
第三节 景观多样性与城市景观异质性
一、景观多样性的概念和描述指标
景观多样性又常被成为生态系统多样性。
Simpson 多样性指数（ diversity
第三章 景观空间结构与景观异质性
长期干扰 单一干扰 （短期）
环境资源斑块
干扰斑块
残存斑块
引入斑块
斑块的持久性与稳定性
斑块的度量指标
• • • • • 常用的指标： 1.斑块大小 2.斑块形状 3.内缘比 4.斑块数量和构型
• 1.斑块大小 • 斑块大小即斑块的面积，通常以平方米或 公顷为单位。最小和最适斑块大小是人们 最关心的话题。 • 特别在自然保护区设计中具有重要的意义
• 4.斑块的数量和构型 • 景观是由许多斑块共同构成的一个镶嵌体， 其中同类斑块的数量和面积往往决定着景 观中物种的动态分布。斑块密度对野生动 物保护和林业管理具有重要意义。
• 研究表明，单一的大斑块所含有的物种数 量往往比总面积相同的几个小斑块要多得 多(Higgs and Usher,1980)；但如果斑块散 布的范围较广，则会发现几块斑块的物种 较多。这是因为，所有的斑块含有类似的 边缘种，而大斑块通常含有敏感的内部种； 广泛分布的斑块可以分布在不同的动植物 区系内。
基质的特征及其作用
• （1）基质连接度。在具有高连接度的基质 里，物体穿越基质是不受屏障的阻拦。为 降低连接度，山林建立防火带；为保护内 部种，有时需要挺高连接度。基质连接度 较高的地方，遗传变异和种群差别小。 • （2）景观阻力。减少物体流动速度的所有 景观结构特征都可以统称为景观对运动的 阻力。一般来说，突变边界比渐变边界更 能有效地阻止动植物迁移。
干扰与斑块空间构型存 在负反馈机制：相邻的 类似斑块越多，干扰越 容易扩散；干扰越扩散， 斑块就越少；斑块越少， 干扰就越不容易扩散； 干扰越不容易扩散，斑 块就越加的发育。如此 往复，只要干扰水平和 斑块密度在一定限度内 被动，其结果都是稳定 的。
二、廊道
• 廊道是线性的不同于两侧基质的狭长景观 单元，具有通道和阻隔的双重作用。所有 的景观都会被廊道分割同时又被廊道连结 在一起，其结构物征对一个景观的生态过 程有强烈的影响。
景观数量化研究方法与手段共57页文档
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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连接度指标(connectance index)
斑块粘合度指标(patch cohesion index)
二、常用的景观指标及计算公式：
• 多样性指标
多样性指标只有景观水平的指标，没有斑块类 型和单个斑块水平的指标。主要有：多样性指 标、均匀度指标、优势度指标、景观丰富度指 标。 Shannon Weaver 多样性指标
Pk: 类型k的斑块在景观中的面积比例
Simpson 多样性指标
景观均匀度指标(landscape evenness index)
形状指标(shape index)
形状分维指标(fractal dimension index)
• 聚集度指标 • 聚集度指标描述景观中斑块的整体属性或斑块间的 关系，因此没有斑块层次的指标 • 斑块类型层次的指标包括：聚合指标 (aggregation index)、分割指标 (landscape division index)。 • 景观层次的指标包括：聚合指标、分割指标、以及 聚集度指标(contagion)。 聚集度指标是对整体 景观各类型斑块聚集程度的描述，是景观生态学中 引人注目的一个景观指标。
聚合指标(aggregation index)
分割指标(landscape division index)
聚集度指标(contagion index)
• 连接度指标 • 连接度表示相同生境类型的斑块之间的连接性，与 很多景观功能密切相关。该指标能很好地反映动物 对生境破碎化的反应。 • 连接度指标只在斑块类型和景观水平上有效，没有 单个斑块水平的指标。 • 描述景观连接度的指标主要有两个：斑块粘合度指 标(patch cohesion index)和连接度指标 (connectance index)
景观数据类型
• 类型数据(categorical data) • 数值数据(quantitative data)
景观指数：指能够高度浓缩景观格局信息，反映其 结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标
一、景观指数概述：
• 适合的数据类型
类型数据表达的景观适合使用景观指标法
• 三个层次的景观指标
形状指标(shape metrics)
核心区指标(core area metrics) 隔离指标(isolation metrics) 对比度指标(contrast metrics) 聚集度指标(contagion metrics) 连接度指标(connectivity metrics)
整体景观的指标(landscape indices/metrics) 斑块层次的指标(patch class indices/metrics) 单个斑块的指标(individual patch indices/metrics)
• 景观指标的种类
多样性指标(diversity metrics) 斑块面积/密度/边界长度指标 (area/density/perimeter)
景观丰富度指标(landscape richness index)
R: 绝对丰富度， Rr: 相对丰富度， Rd: 丰富度密度
m: 景观中斑块类型数， mmax: 景观中最大可能类型数
A: 景观面积
• 斑块面积/密度/边界长度指标 • 单个斑块层次的指标包括：斑块面积、周长、 Gyration 半径。 • 斑块类型层次的指标包括：斑块类型面积比例、 斑块密度、边界密度、最大斑块指标、斑块面 积分布等。 • 景观层次的指标包括：斑块密度、边界密度、 最大斑块指标、斑块面积分布等。这些指标的 定义与斑块类型层次的定义类似，只是对所有 斑块类型适用，而不仅仅对一种类型的斑块。 • 多数指标的定义简单，从字面上即可理解其含 义，下面解释：Gyration 半径、最大斑块指标 和斑块面积分布
最大斑块指标(largest patch index)：
• 形状指标
• 单个斑块层次的指标主要有：周长面积比、形状 指数和形状分维指数。 • 斑块类型层次的指标包括：各单斑块指标的分布 （均值，中值、面积加权均值、范围等） • 整个景观层次的指标包括：各单斑块指标的分布 • 斑块类型层次、景观层次的指标有一个独特的指 标：周长面积分维数是单个斑块所没有的。 • 形状指数、形状分维值数、周长面积分维指数。
第五节
景观异质性及其测度
——景观指数用于景观格局分析
景观格局分析基本步骤：
• 收集和处理景观数据-> 景观图数字化 -> 选用适当的格局研究方法-> 对分析结果加以解释和综合
数据来源
• 野外考察、大地测量、现有地图、航空照片、卫星遥感图像、雷 达图像等
数字化景观图的空间数据模型
• 矢量数据(vector data model) • 栅格数据(raster data model) • 点数据类型(point data model)