11第11章-森林景观生态原理

(G．R．Godron) ——景观生态学是以景观为对 象，研究其结构、功能及变化的生态学科。 徐化成 ——研究内容不仅包括景观的结构、功能和 变化，还包括景观的规划管理。
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景观生态学是以景观为研究对象，重点研究
景观的结构、功能和变化以及景观的科学规 划和有效管理的一门宏观生态学科。其研究 内容包括4个方面：
福尔曼(Forman)和戈德伦(Godron)认为，景 观是指由一组以类似方式重复出现的、相互 作用的态系统所组成的异质性陆地区域其空 间尺度在数千米到数十千米范围。
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狭义的景观：是指一般在几平方千米到数 百平方千米范围内，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。
广义的景观：没有地域空间范围的原则性限 定，表示由不同类型的生态系统组成的异 质性地理空间单元。
按起源分：人工廊道和自然廊道； 按功能分：为河流廊道、输水廊道(渠道)、物 流廊道、能流廊道 按廊道宽度分：线状廊道和带状廊道
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(2)廊道的功能 廊道的功能
纵横
向 的 通 道 功
向 的 屏 障 功
过 滤 功 能
能能
观 赏 美 学 功 能
其 他 社 会 经 济 功 能
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(3)廊道的结构
①曲度 ②宽度 ③连接度或连通性 ④内环境
大尺度 空间上
小尺度（毛虫相片）
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11.1.1 景观和森林景观的概念
1.1.1 景观的美学概念
景观(landscape)最早的概念属于视觉美学意义 上的概念。（一片或一块乡村土地-陆地上的 自然景色-描述自然人文景象-美学风景-感知 的景观；
山水 ） 美学意义上的景观概念，直接从人
类美学观念和身心享受出发来认识客 体的特征，进行景观要素的分类、美 学评价，并探索协调性的变化和维护
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11. 1. 2 景观生态学及其特点
景观生态学发展简史 1. 萌芽阶段（酝酿阶段、史前阶段）
19世纪80年代至20世纪30年代 2. 形成阶段
20世纪40年代至70年代 3. 发展阶段 以1982年国际景观生态学会IALE的成立 为标志进入起发展阶段
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1.2.1 景观生态学的概念
德国地理学家特罗尔——是生物学和地理学的结合 福尔曼(R．T．T．Forman)与戈德伦
第十一章
森林景观生态原理
【本章提要】
理解并掌握：景观的美学、地理学、生态学 概念及森林景观的概念，斑块的类型、形态特 征及功能；廊道的起源、类型、功能；本底的 特征及其意义；网络的特征及其意义。 了解：景观生态学的主要特点及景观要素类型。 景观异质性及景观格局、森林景观结构指标、 景观过程与景观功能、景观生态过程。
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1.1.2 景观的地理学概念
源于德国 德 国 洪 堡 德 (Alexander Humboldt)—— 地 球 表 面 一 个特定区域的总体特征
贝尔格(Л．C．Beepr)——类型方向和 区域方向 “群落之群落 ”
佐讷维尔德（Zonneveld ）—— landscape= land 人类的栖息地
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11．3景观结构和格局
3．1．1景观异质性
(1) 概念 空间异质性是指某种生态学属性或变 量在空间分布上的不均匀性及复杂性。 景观空间异质性包含景观空间构成异质 性、空间构型异质性和空间关系异质性。 高度异质的景观是由丰富的景观构成和 对比度高的分布格局共同决定的。
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(2) 来源和意义 来源：主要是环境资源异质性、生态演替和干 扰。 意义：不仅是景观结构的重要特征和决定因素， 而且对景观的功能及其动态过程有重要影响和 控制作用，决定着景观的整体生产力、承载力、 抗干扰能力、恢复能力，对景观的生物多样性 也有重要影响。 景观异质性可以影响资源、物种，或干扰其在 景观上的流动与传播，进而对 景观功能过程产生显著影响。
学习方法在于：知识累积，思维方式的深化， 一种能力，一种方法。
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11.1 景观和景观生态学 11.1.1 景观和森林景观的概念 11.1.2 景观生态学及其特点
11.2 景观要素 11.2.1 景观要素的概念和类型 11.2.2 斑块 11.2.3 廊道 11.2.4 本底 11.2.5 网络和结点
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人类文明演 进阶段
表2 人类文明演进与景观结构演变
斑块
廊道
本底（基质）
人与自然的 关系
原始农牧渔 猎期
零星岛状分 布的人类活 动区
各类自然廊 道为主，人 工廊道少
原始自然植 被及其他自 然景观
依附于自然 的原始和谐
近现代工农 业发展时期
破碎化、岛 状分布的残 存自然景观
自然廊道遭 到破坏，人 工廊道作用 明显
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11．2．4本底
本底（基质、 模地或背景）： 其中面积最大、 连接度最高、 对景观功能的 控制作用最强 的景观要素。
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2.4.2 本底的特征及其意义
(1)相对面积最大 (2)连通性最高 (3)动态控制作用最强
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11．2．5网络和结点
2．5．1网络的概念
廊道的相互连通或交叉就可以形成网 络。 道路、沟渠、 防护林带、树 篱等均可形成 网络。
斑块的功能主要取决于斑块作为景观要素的 属性。 对于同一类型的景观要素斑块，其功能还受 斑块大小、形状的影响，更为重要的是它还 要受斑块在整个景观中的空间分布模式及其 与其他景观要素的空间配置关系的影响。
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11．2．3 廊道
也称为廊带，廊道是斑块的一种特殊形式， 是指与两边的景观要素或本底有显著区别的 带状地段。
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要科学准确科学地理解景观的现代概念必须 把握以下4个关键特征:
1. 景观是一个生态学系统； 2. 景观是具有一定自然和文化特征的地域空 间实体； 3. 景观是异质生态系统的镶嵌体； 4. 景观是人类活动和生存的基本空间。
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1.1. 4 森林景观
森林景观是以各种类型或不同演替阶段的森 林生态系统为主体构成的一类景观。 森林景观是集参观、游览、娱乐、科教于一 身，融人文与自然于一体的森林，将森林要 素按美学观点完美结合而构成的画面，通过 人的感官给予的美的感受，就是森林景观。
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(3)综合性和宏观性 ——宏观尺度问 题（高度的空间综合能力）
(4)目的性和实践性——来源于现实 景观管理中的实际问题，研究成果须 在实践中得到应用
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
11．2 景观要素 2．1 景观要素的概念和类型
2．1．1 景观要素
景观要素——生态学和自然地理学性 质各异，而形态特征和空间分布特征相 似的景观结构单元。
各种人为及 人为管理景 观
人类沙文主 义
建立可持续 生物圈的生 态文明时期
包容于生态 网络中的城 镇活动区域
区域、大陆 尺度生态网 络
通过生态网 络连接的自 然、半自然 景观
和谐共生的 生态理论
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11．2．2斑块
2．2．1斑块的概念
（1）Levin & Paine（1974）：“一个均质背
景中具有边界的连续体的非连续性”。 （2）Wiens（1976）：“一块与周围环境在性
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2．5．2网络的起源
人工网络： 防护林网、 道路网、灌溉渠道网
自然网络： 河流、 动物通道
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2．5．3结点
结点是网络中网带的交点、连接点或者终点。
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2．5．4 网络的特征及其意义
(1)网络格局和网络连通性 方格状网络和树枝状网络是最为常见和普遍 分布的网络景观类型。 连通性是网络的重要特征， 是反映网络连接关系和网络 复杂度的一个指标。
廊道既可以是孤立的，也可以与某种类型斑 块相连接；既可以是天然的，也可以是人工 的。
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2. 3 .2 廊道的起源
干扰廊道
廊
残余廊道
道
起 源
环境资源廊道
种植廊道
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三 纵 四 横 廊 道
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干 扰 廊 道
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残余廊道
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环境资源廊道
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种植廊道
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2. 3. 3 廊道的特征及其意义
(1)廊道的类型
(1)斑块大小 斑块大小是指斑块的面积。 对于同一类型景观要素斑块来说，可以 用斑块的平均面积、斑块面积结构(粒 级结构)和斑块面积的各种统计量加以 描述和分析。
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(2)斑块形状 ①圆形和扁长
形斑块 ②环状斑块 ③半岛
内缘比率（interior ratio） ——斑块面积与周长的比值
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2.2.4 斑块的功能
质上或外观上不同的表面积”。 （3）Roughgarden（1977）：“环境中生物
或资源多度较高的部分”。 （4）Pickeet & White（1985）：“斑块意味
着相对离散的空间格局”，其大小、内部均质 性及离散程度不同。
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（5）Forman & Godron （1986）：“强 调小面积的空间概念”，为“外观上不同 于周围环境的非线性地表区域，它具有同 质性”，是构成景观的基本结构和功能单 元。
（6）Kotliar & Wiens （1990）：“与周 围环境不同的表面积”。
（7）邬建国等（1992）把斑块定义为： “依赖于尺度的，与周围环境（基底）在 性质上或者外观上不同的空间实体”。
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2.2.2 斑块的起源
环境资源斑块——景观中环境资源的异质性而 形成的斑块 干扰斑块——在一个同质的景观本底内由于发 生局部干扰所形成的斑块就是干扰斑块。 残存斑块——当同质景观的本底发生大面积干 扰时，只有局部地段得以保持原有状态或受到 的干扰较轻，与其周围地段形成明显差异，即 形成残存斑块。
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引入斑块——人类有意识地对景观进行改造和 建设，将当地原来没有的景观要素引入到景观 中来，并通过人类活动的干预或物质、能量的 投入使其得以保存，这类斑块属于引入斑块。 引入斑块包括种植斑块和聚居地
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环 境 资 源 斑 块
环境资源斑块
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干扰斑块
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残存斑块
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引 入 斑 块
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2.2.3 斑块的形态特征
景观结构
研
究
景观功能
内 容
景观动态
景观规划与管理
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①景观结构，即景观组成单元的类型、 多样性及其空间关系； ②景观功能，即景观结构与生态学过程 的拓扑作用或景观结构单元之间的拓扑 作用；
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③景观动态，即景观在结构和功能方面 随时间推移发生的变化；
④景观规划与管理，即根据景观结构、 功能和动态及其相互制约和影响机制， 制定景观恢复、保护、建设和管理的计 划和规划，确定相应的目标、措施和对 策。
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景观生态学
斑块一廊道一本底模式
岛屿生物地理学理论 空间异质性和斑块性 景观结构
复合种群理论
景观功能 等级理论
斑块动态
景观连接度
临界阀现象和渗透理 论
景观动态
人类活动影响
格局、过程、尺度
图1. 景观生态学研究的主要对象、内容
及一些基本概念和理论
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1.2.2.景观生态学的特点
(1)整体观和系统观 ——强调研究对象的整体特征和系统属 性 (2)异质性和尺度性 ——空间复杂性和变异性、研究对象 的时间和空间维度（分辨率、范围）
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地理学:是地球表面地貌、 气候、土壤，生物所形成 的综合体。发生上是立的， 是地表在地带性和非地带 性方面最一致的地域地段， 具有自己的形态，单位的 质和量的对比关系，并以 此与其相邻景观区别。
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1.1.3 景观的生态学概念
创始人：德国著名生物学和地理学家特罗尔 (Carl Troll 、1939 )——将地圈、生物圈 和智慧圈的人类建筑和制造物综合在一起 的，供人类生存的总体空间可见实体。
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注意：景观和景观要素的区别
表1 景观和景观要素异同
景观
景观要素
同 都具有等级结构特征，可在不同的问题或 等级尺度上处于不同的地位。
整体
景观的组成部分
空间实体的整体性 组成景观的空间单元
异
的均质性
异质性地域单元 从属性地域单元
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2．1．2景观要素的类型
福尔曼(Forman 1995) 提出的斑块一廊道一本底 模型中，将各类景观要素 归结为: 斑块(patch)、 廊道(corridor) 本底(matrix) 三类景观结构成分，用来 描述和分析景观的结构和 景观要素的功能性特征。
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11.3 景观结构和格局 11.3.1 景观异质性和格局 11.3.2 森林景观结构
11.4 景观过程和景观功能 11.4.1 景观生态过程 11.4.2 景观功能
11.5 景观动态 11.5.1 景观稳定性 11.5.2 景观变化的动力
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景观?
景观(Landscape)是一个非常大众化 的词汇，同时也是一系列相关学科的 研究对象。 景观在英语中多含义，有美学的，文 化的，地理，专业的……
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(2)网眼大小 在研究中人们把网带间的平均距离或网 络所包围的景观要素的平均面积称为网 眼的大小。网眼大小与物种之间的关系 比较复杂，物种对网眼大小相当敏感。
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(3)结点特征和网带结构 结点特征和网带结构都属于生态系统水 平上的问题，都属于特定类型的生态系 统，具有组成结构、垂直结构、发育阶 段等方面的特点。同时，结点斑块的大 小和形状、网带的宽度和横向纵向结构 都对整个网络的结构和功能有显著影响。