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景观生态学 ppt课件(共28张PPT)
生态系统类型越多，景观多样性指数越大。
▪ Shannon-Weiner指数
S
H' (Pi)(lo2Pgi ) i1
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。
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。
植物和动物种的过度利用
法正林思想
优势度(dominance)
优势度=1-均匀度
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。
均匀性(evenness)
E=H’/H’(max)
例如：爬山
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.
倒完木全在 调林整分林中、具广有义重法它要正意林必义 须具备法正龄级分配、法正林分排列和法正生长量。
中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期
法正龄级分配：要具备从小到各个龄级的林分，并且各龄 优势度(dominance)
优势度=1-均匀度
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.
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
▪ Shannon-Weiner指数
S
H' (Pi)(lo2Pgi ) i1
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。
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。
植物和动物种的过度利用
法正林思想
优势度(dominance)
优势度=1-均匀度
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。
均匀性(evenness)
E=H’/H’(max)
例如：爬山
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.
倒完木全在 调林整分林中、具广有义重法它要正意林必义 须具备法正龄级分配、法正林分排列和法正生长量。
中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期
法正龄级分配：要具备从小到各个龄级的林分，并且各龄 优势度(dominance)
优势度=1-均匀度
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.
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
好景观生态学PPT课件
5. 景观生态学在园林景观规划设计中的应用
(1) 城市绿地系统、风景区的景观生态规划： 大中空间尺度; 基于景观生态分类、景观格局与功能分析; 根据“斑块—廊道—基质”、“网络－结点”景观结 构模型进行绿地布置。
(2) 中小空间尺度上的景观生态规划设计： 规划区内存在生态系统的多样性和异质性; 绿地斑块的配置原理、廊道宽度原理等。
④ 廊道网络及其构成要素 连接廊道 结点(节点node)：有些网络交点起到结点的作用，中继 点。比廊道宽，但作为独立景观要素又太小，小片地 块，同面积中的物种多样性一般大于廊道。 网眼：网眼大小。★ 连接度：廊道与廊道网络内所有结点的连接程度。 裂隙。单位长度廊道出现的空隙、裂口、间断数目。
4. 景观生态学基本原理或核心概念
(1) 景观的系统整体性与异质性 景观是由景观要素组成的复杂系统。区域－景观－生态系 统－生物群落。 景观由异质性要素组成，异质性是景观生态学研究的基本 问题之一 。
(2) 景观的时空尺度性 空间尺度－等级结构, 分辨率, 反应时间； 尺度效应－小尺度的剧烈波动与大尺度上的稳定。
2. 景观的特征
① 生态系统的聚合 景观是由若干不同生态系统组成的异质性地区。★ 空间异质性－梯度变化、镶嵌变化。
① 各生态系统间物质流动和相互影响★ ② 具有一定的气候和地貌特征 ③ 与一定的干扰状况的集合相对应
人为干扰影响程度：自然景观，经营景观，人工景观 文化景观 = 经营景观 + 人工景观
－拍照－专家、公众、居民打分。
(2) 景观的地理学概念 地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体。 地表可见景象的综合。
(3) 景观的生态学概念 空间的水平分析＋功能的垂直分析方法。
直观、狭义的景观: 由一组以类似方式重复出现的、相 互作用的生态系统所组成的异质性区域，空间尺度为 数千米到数十千米；
景观生态学——景观生态过程 ppt课件
第二节 景观生态流
一、概述 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控制作用。 景观生态流的运动机制：半透膜观点、源和汇的观 点。
与景观生态流有关的两个重要概念
景观边界：在特定时空尺度下，相对均质的景观之间 所存在的异质性过渡区域。类似半透膜，能对进入 和要离开景观要素的生态流进行过滤
物质流：是物质在重力和扩散力 作用影响下沿能量梯度的运动
运动：是物体消耗本身能量从一个地 方移动到另一个地方。
扩散：最少的聚 集格局；
物质流：居中；
运动：最明显的 聚集格局
二、媒介物(vector)
景观生态流在景观中的流动，主要依靠风、水、地面动物、 飞翔动物和人等5种媒介物。
风可以携带热能、水分、尘埃、烟、污染物、雪、种子、 孢子和很多小昆虫。植物种子传播的主要途径。
不同景观元素对养分流的影响
水平 运动
态起
环到合
境对理
的养组
保分合
护 具 有 重
的 过 滤
和 设 计
要作景
意用观
义，结
这构
对可
生以
三、物种流—动植物在景观中的运动
影响运动的两个因素
1) 取决于廊道、障碍和斑块等结构因素 同质地区，物种流稳定、连续 物种从一景观进入另一景观时会发生变速或停顿 例：大草原上的牛羊，沙漠上的狼群
扩散是与空间异质性相联系的具有普遍性的作用力，是 一种低能耗过程。基本动力之一。
2、质量流(重力)
质量流：物质沿能量梯度的移动过程。 重力：是物质沿重力梯度移动的基本作用力。 陆地水流就是重力作用下水由高处向低处的运动 过程；滑坡、山崩、塌岸、融冻土溜和土层蠕动等 都是岩屑或块体在重力作用下的移动。
景观生态学的基本原理和方法 PPT
展望
汶川地震
Weihua Xu et al、, Front Ecol Environ 2009
感谢您的聆听！
Forman (1995):空间上镶嵌出现的紧密联系的生态系统组合。在区域尺度上,景观是不重复的且对比 性强的结构单元。它具有可辨识性、空间重复性和异质性。 ▪ (全球、区域、景观、生态系统、群落、种群、个体、生理)
Farina (1998):景观至少存在三种不同的视角:人的视角、动物的视角和植物的视角。
应用研究
景观规划
➢ 1)基础调查:组分类型及分布、数量统计; ➢ 2)评价:依照规划目标,基于遥感数据特性进行相关方法论建设和应用实践; ➢ 3)预测研究:多时段数据构建预测基础; ➢ 4)决策支持:专用系统构建,结合GIS技术组合使用。
展望
汶川地震
Dajun Wang et al、, Conserv Biol 2008
邬建国 (2000):狭义景观和广义景观 狭义景观:以Forman 为代表的将空间范围限定在几公里到几百公里的景观。(暗含着人类视角的观点) 广义景观:以Wiens和Risser为代表的,没有空间范围限制的,只强调空间异质性的景观。(暗含生物感知 的观点) 从近几年的文献看,景观生态学突破了空间范围的限制,广义景观为多数生态学家所接受。
景观生态学的基本原理和方法
景观(Landscape)
Zonneveld (1979): 地球表面的一部分,由空气、水、植物、动物和人组成的系统的复合体,并可通过 外貌特征进行辨识。
Naveh (1984): 自然、生态、地理之综合体
Haber (1990): 生物或者人类综合感知的土地的若干生态系统组构成的异质性土地地域。并建议 将其空间范围限定在几公里到几百公里(中尺度)。
景观生态学ppt 付博杰
☺景观与土地的关系：
景观是指土地的具体一部分，与土地不仅有着外延上的从 属关系，而且景观更代表了一种较为精细的尺度涵义，强调景 观供人类观赏的美学价值和景观作为复杂生命组织整体的生态 价值及其带给人类的长期效益，具有更大的内涵；土地则侧重 于社会经济属性，主要关注土地的肥力、土地的产权关系、土 地的经济价值等。
临界阈值 绝对尺度 相对尺度 尺度分析 尺度效应
三、岛屿生物地理学理论与异质种群
岛屿生物地理学理论 假设生境中物种迁移和灭绝过程之间达到生态平 衡态，除面积外，其它环境因素都相似，则物种数量 与生境面积之间的关系可用下式表示： S=cAz 或 lgS=lgc+zlgA 式中，S为生物物种数目，A为生物物种存在的空间面 积，C为物种分布密度，Z为某个统计指数。 岛屿生物地理学理论模型： dS/dt=I-E 式中，I为迁入率，与隔离程度有关；E为灭绝率，与 岛屿面积有关。
四、渗透理论
渗透理论是用于研究多孔介质中流体的运 动规律的。渗透过程一般存在一个临界值（渗 透概率），当多孔介质所构成的有限单元中渗 透概率P＜PC＝0.5928时，流体就保留其中； 而当P＞PC，流体就会穿越有限单元网格发生 渗透。 渗透理论已广泛用于疾病流行、干扰、森 林火灾和害虫爆发以及动物运动和资源利用方 面的研究。
生物学研究对象的生命组织层次
自 然 界 中 的 物 质 组 织 模 型
现代生态学的研究热点：
生物多样性的研究 生态系统服务功能的研究 全球生态变化的研究 景观生态学 恢复生态学 生物灾害与生物安全的研究 环境污染过程中的重要生态学问题研究 分子生态学
二、景观与景观生态学
对景观的一般理解： 主要关注景观的视觉特性和文化价值， 没有明确的空间界限，突出一种综合直观的 视觉感受，这时景观等同于“景色”、“风 景”、“景致”、“景象”等。 景观的科学含义：（Forman & Godron) 由相互作用的生态系统镶嵌构成，并以 类似形式重复出现，具有高度空间异质性的 区域，其主要特征是可辨识性、空间重复性 和异质性。
景观生态学简介概述PPT课件
基质（matrix）：景观镶嵌内的背景生态系统或土 地利用类型。景观中面积最大、连通性最好的景观 要素类型，如广阔的草原、沙漠等
.
6
1.斑块 3.基质
2.廊道
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7
景观生态学是以景观为研究
对象，重点研究其结构、功能、 变化以及景观的科学规划和有 效管理的一门新兴宏观生态学 分支学科。（郭晋平，2001）
间上的分布特征，均属于景观结构。
.
9
（2）景观功能：研究景观要素（生态系统）间的相互作用过程
与机制。 即能量、物质和生物有机体在景观中不同生态系统之 间的流动过程及其与景观结构、干扰等之间的关系。
例如：农田景观中，农田中的能量、物质、生物有机体与河流、林地、 村落、水库等生态系统之间不断进行交换，相互影响。
种类、形状、空间排列方式等。
.
11
景观规划设计方案的实施
3.景观生态学中的几个重要理论
3.1 岛屿生物地理学理论
岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是
岛屿面积与物种数量之间的关系，并由Preston(1962)提
出以下关于岛屿种—面积关系方程：
Ss=cAz
logSs=logc+zlogA
（1）景观结构：研究景观的组成与空间格局特征。如各
生态系统或景观要素的大小、形状、数量、类型、空间构 型等特征，能量、物质和物种在景观中的分布状况。
例如：城市景观中，生态系统的种类及面积（道路、
道路绿化带、草坪、林地、建筑用地），形状（方、圆、
无规则）和丰富程度（数量），在空间上的排列方式（网
状、指状、棋盘状、散斑）以及能量、物质和生物体在空
景观生态学与其他生态学相 比 ，强调空间异质性的维持与 发展，生态系统之间的相互作 用，大区域生物种群的保护与 管理，环境资源的经营管理， 以及人类对景观及其组分的影 响。在景观这个层次上，低层 次上的生态学研究可以得到必 要的综合。
景观生态学PPT课件
狭义景观的范围：为几至几百公里；处于生态系统之上。 广义景观的范围：从微观至宏观任意；随研究对象和目的而变。
已越来越多地被接受和采用。
第1节 景观的有关概念
16
景观可分为：
1.自然景观：如高山、荒漠、草原、森林、极地等。 包括原始景观、半自然景观即受轻度人类干扰。
2.经营景观：如农田、果园、人工林、牧场。 3.人工景观：完全由人类所创建。
主要体现经济、文化和视觉特性和价值的景观。 如城市景观、旅游地风景园林景观、工程景观（工厂、矿山、 水利工程、交通系统、军事工程）等。
第1节 景观的有关概念
17
3.景观概念的内涵 ①具有异质性：由不同空间单元（生态系统）镶嵌组成。
景观由林地,草原,农田,村庄,河流等异质空间单元组成。 ②具有地域性：是具有明显形态结构特征的地理实体。
7
第1章 景观生态学概述
1. 景观的有关概念 2. 景观生态学原理 3. 景观生态学发展
8
第1节 景观的有关概念
一、景观的直观理解 英语中：景观的原意表示自然风光、地面形态和风景画面。 用于描述乡村自然风光和美丽的景色。(Landscape) 汉语中：景 ～反映了风景、景象、景色、景致。(等同scenery) 观 ～表达了观察者的直观感受。
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。
5
引言
3.景观生态学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。
已越来越多地被接受和采用。
第1节 景观的有关概念
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景观可分为：
1.自然景观：如高山、荒漠、草原、森林、极地等。 包括原始景观、半自然景观即受轻度人类干扰。
2.经营景观：如农田、果园、人工林、牧场。 3.人工景观：完全由人类所创建。
主要体现经济、文化和视觉特性和价值的景观。 如城市景观、旅游地风景园林景观、工程景观（工厂、矿山、 水利工程、交通系统、军事工程）等。
第1节 景观的有关概念
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3.景观概念的内涵 ①具有异质性：由不同空间单元（生态系统）镶嵌组成。
景观由林地,草原,农田,村庄,河流等异质空间单元组成。 ②具有地域性：是具有明显形态结构特征的地理实体。
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第1章 景观生态学概述
1. 景观的有关概念 2. 景观生态学原理 3. 景观生态学发展
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第1节 景观的有关概念
一、景观的直观理解 英语中：景观的原意表示自然风光、地面形态和风景画面。 用于描述乡村自然风光和美丽的景色。(Landscape) 汉语中：景 ～反映了风景、景象、景色、景致。(等同scenery) 观 ～表达了观察者的直观感受。
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。
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引言
3.景观生态学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。
第六章 景观生态学理论与人类对生态系统的利用-环境生态学(共43张PPT)
（三） 廊道的分类
廊道有三种基本类型：线状廊道、带状（窄带）廊道和河流 （宽带）廊道。
线状廊道
带状廊道
河流廊道
六、基质
基质是面积最大、连通性最好的景观要素类型
（一） 基质的判定
相对面积 连通性 控制程度
相对面积的大小、连通性和对景观动态的控制作用是判定基质的 三个基本标准。
（二） 基质的孔隙度
②传输通道（如植物传播体、动物以及其他物质随植被或河流廊道 在景观中运动）。
③过滤和阻抑作用（如道路、防风林道及其他植物廊道对能量、物 质和生物（个体）流在穿越时的阻截作用）。
④作为能量、物质和生物的源或汇（如农田中的森林廊道，一 方面具有较高的生物量和若干野生动植物种群，为景观中其他 组分起到源的作用，而另一方面也可阻截和吸收来自周围农田 水土流失的养分与其他物质，从而起到汇的作用）。
布的差异性）三个方面。 而另一方面也可阻截和吸收来自周围农田水土流失的养分与其他物质，从而起到汇的作用）。
从生态因子角度考虑，干扰的定义是：
离同“岛屿”空间分布格局具有某种可比关系时，对岛屿生物地理学理论表达有利。
基质（matrix）：在景观中的本底覆盖类型，通常具有高覆盖率和高连接度；
（二） 基质的孔隙度
一、景观及景观生态学
傅伯杰等（2001）在综合国内外有关景观的概念的基础上， 总结了对景观的五个方面的理解： ①景观由不同空间单元镶嵌组成，具有异质性。 ②景观是具有明显形态特征与功能联系的地理实体，其结构与 功能具有相关性和地域性。
③景观既是生物的栖息地，更是人类的生存环境。
④景观是处于生态系统之上，区域之下的中间尺度，具有尺度 性。 ⑤景观具有经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性.
景观生态学
pattern）：一般指景观的空间格 局，是大小、形状、属性不一的景观空间单元（斑块）在 空间上的分布与组合规律。p143
景观格局是景观异质性的具体表现
景观生态学的核心是：空间格局、生态学过程及其相互作用
景观格局往往是许 多因素和过程共同 作用的结果，具有 多层异质结构。
大尺度上的非生物因素（如气候、 地形、地貌）为景观格局提供了 物理模板，生物的和人为的过程 通常在此基础上相互作用而产生 空间格局。 不同因素在景观格局形成过程中的重 要性随尺度而异。例如，温度和降水 量；种间关系。 园林建设是人为干扰主导的景观格局 形成过程
月牙泉（沙漠第一泉）
环境资源斑块举例
如沙漠中的绿洲就是土壤内水分分布不均匀的结果。该处土壤水分 明显高于周围的沙地，动植物来此定居，形成不同于周围环境的绿洲斑 块； 同样，在沼泽湿地中大面积生长着芦苇等湿生植物，仅在地形较高 的地段，因土壤水分含量明显地低于周围的土壤，生长着与周围湿生植 物不同的旱生植物群落；
广义：与周围环境在外貌或性质上不同，并具有一定内 部均质性的空间单元。
按性质和组成分；草原、森林、农田、居民区、湖泊、 岛屿、沙漠、戈壁滩
起源与类型（起源原因、特点）
按照起源和类型，可将斑块分 为四类：干扰斑块、残余斑块、 环境资源斑块、引入斑块 1、干扰斑块 原因：由于局部干扰而产生的。
采伐后的森林，草原烧荒，地表
主要表现为中西欧国家结合自然和环境保护、土地利用及规划等 应用实践开展景观生态学理论与应用研究。
景观生态学的全面Biblioteka 展（20世纪80年代至今）景观结构（空间格局）
影响景观发育的因素 斑块 廊道 基质
景观格局（Landscape
景观生态学PPT课件
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6-5
人类与自然共同作用影响下的不同景观
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1.2 景观生态学（Landscape Ecology)
❖ 德国地理学家Troll特洛尔，1939年，创立景 观生态学一词，定义为：研究某一景观中生物 群落之间错综负责的因果反馈关系的科学。
❖强调航空摄影测量学、地理学、与植被生态学 结合在一起综合性研究。
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6-8
二、 景观生态学研究内容
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。
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。
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6接度 廊道 边缘 异质化、破碎化 斑块、基质 尺度
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（1）尺度（scale）
➢ 一般用粒度（grain）和幅度（extent）表示
❖粒度
– 空间粒度：最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积； – 时间粒度：某一现象或事件发生的频率或时间间隔。
2 残存斑块(remant patch)
原 因: 由大范围干扰活动，如森林砍伐、 城市化等造成局部范围内幸存或残存的自 然与半自然生态系统片段包围着一小块未 受干扰地区的大范围干扰造成的.
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6-23
3 环境资源斑块
原因：由于环境条件如气候、地形、土壤、 养分等在空间上分布不均匀形成的斑块。
景观生态学PPT课件
➢要点：媒介的密度达到一临界值时，渗透物 能够突然从媒介的一端到达另一端；
➢景观连接度临界值（临界阈限）
❖某一因素的影响能否产生突变作用。
6-66
（4）等级理论（hierarchy theory）
是一种关于复杂系统的结构、功能和动态的理论，以 用于简化复杂系统，并对其进行理解和预测。
根据等级理论
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。
6-46
6-47
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。
6-48
3.2.2 廊道的功能
6-1
第一节 景观生态学中的基本概念
景观及景观生态学概念 景观生态学研究对象和内容 景观生态学基本术语
6-2
1.1 景观（landscape)
1. 19世纪初,德国近代地理学创始人洪堡德 (A.V.Humboldt) 将其作为“自然地域综 合体”代名词.
2. 此后，生态学家对“景观”一词提出各种 各样的定义。
（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。
6-28
6-29
6-30
6-22
3 环境资源斑块
均匀形成的斑块。
例如：长白山植物垂直分布、森林中的沼 泽、沙漠绿洲
特点：存留时间长、周转率低。
➢景观连接度临界值（临界阈限）
❖某一因素的影响能否产生突变作用。
6-66
（4）等级理论（hierarchy theory）
是一种关于复杂系统的结构、功能和动态的理论，以 用于简化复杂系统，并对其进行理解和预测。
根据等级理论
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。
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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。
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3.2.2 廊道的功能
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第一节 景观生态学中的基本概念
景观及景观生态学概念 景观生态学研究对象和内容 景观生态学基本术语
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1.1 景观（landscape)
1. 19世纪初,德国近代地理学创始人洪堡德 (A.V.Humboldt) 将其作为“自然地域综 合体”代名词.
2. 此后，生态学家对“景观”一词提出各种 各样的定义。
（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。
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3 环境资源斑块
均匀形成的斑块。
例如：长白山植物垂直分布、森林中的沼 泽、沙漠绿洲
特点：存留时间长、周转率低。
景观生态学——专题一PPT课件
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，用来表 示由生物与其相关的非生物环中景观综合体思想 的发展。
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2.形成阶段(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，
第4页/共42页
3. 景观是地球表面空间的一部分，是由岩石、水通过其外貌构成一个可识别的实 体（ Zonneveld ）。
4. 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（Vink）。
参考书： 1. 郭晋平等. 景观生态学. 2007. 北京：中国林业出版社 2. 徐化成. 景观生态学. 1996. 北京：中国林业出版社 3. 傅伯杰, 陈利顶, 马克明, 王仰麟等. 2001. 景观生态学原理及应
用. 北京: 科学出版社 4. 邬建国. 2000. 景观生态学—格局、过程、尺度与等级. 北京:
11. Navel Z. and Lieberman AS. 1993. Landscape ecology: Theory and application (2nd edition). Now York: Springer-Verlag
12. Farina, A. 2000. Landscape Ecology in Action. Dordercht: Kluwer Academic Publishers
异质性是景观的基本属性，异质生态系统的空间构型、 空间配置和空间格局是景观结构的重要表现形式，也是决定 景观功能、过程及其变化的基础。
（4）景观是人类活动和生存的基本空间
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2.形成阶段(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，
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3. 景观是地球表面空间的一部分，是由岩石、水通过其外貌构成一个可识别的实 体（ Zonneveld ）。
4. 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（Vink）。
参考书： 1. 郭晋平等. 景观生态学. 2007. 北京：中国林业出版社 2. 徐化成. 景观生态学. 1996. 北京：中国林业出版社 3. 傅伯杰, 陈利顶, 马克明, 王仰麟等. 2001. 景观生态学原理及应
用. 北京: 科学出版社 4. 邬建国. 2000. 景观生态学—格局、过程、尺度与等级. 北京:
11. Navel Z. and Lieberman AS. 1993. Landscape ecology: Theory and application (2nd edition). Now York: Springer-Verlag
12. Farina, A. 2000. Landscape Ecology in Action. Dordercht: Kluwer Academic Publishers
异质性是景观的基本属性，异质生态系统的空间构型、 空间配置和空间格局是景观结构的重要表现形式，也是决定 景观功能、过程及其变化的基础。
（4）景观是人类活动和生存的基本空间
景观生态学PPT5
预测预报功能加强 景观生态规划与设计具有动态特性，把景观状态作为 时间的函数，预测预报规划后景观变化的结果，并提出 相应的管理对策。 生态合理性与实效性更强 生态合理性是一个合理规范人类生态行为的科学时间 概念。 实效性指研究成果能直接或间接取得的经济效益、社 会效益和生态效益。 定性向定量模拟发展，方法与技术更新 遥感、地理信息系统的应用等。
环境问题 保护生物学 资源经济学 环境伦理学 决策机构
景观生态学 对策
自然 气候 干扰 流行病
人类影响 社会学 政治学 经济学 土地利用
环境问题 保护生物学 资源经济学 景观生态学 环境伦理学 决策机构
对策
景观生态学的应用
确立景观生态学的科学地位， 确立景观生态学的科学地位，发展和检验一 系列能够应用于实际的概念、 系列能够应用于实际的概念、理论和方法 在解决实际环境问题时，景观生态学只是多 在解决实际环境问题时， 种途径之一，而不是囊括一切的答案。 种途径之一，而不是囊括一切的答案。
内涵： 它涉及景观生态学、生态经济学、人类生态学、地 理学、社会政策法律等相关学科的知识，具有高度的 综合性； 它建立在充分理解景观与自然环境的特性、生态过 程及其与人类活动的关系基础之上； 其目的是协调景观内部结构和生态过程及人与自然 的关系，正确处理生产与生态、资源开发与保护、经 济发展与环境质量的关系，进而改善景观生态系统的 整体功能，达到人与自然的和谐；
景观生态规划
景观生态规划的概念与内涵 概念： 概念：景观生态规划是应用景观生态学 原理及其他相关学科的知识， 原理及其他相关学科的知识，通过研究景观 格局与生态过程以及人类活动与景观的相互 作用，在景观生态分析、 作用，在景观生态分析、综合及评价的基础 提出景观最优利用方案和对策及建议。 上，提出景观最优利用方案和对策及建议。
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Forman和Godron（1986）：由相互作用的生 态系统镶嵌构成，并以类似形式重复出现，具有 高度空间异质性的区域。 Forman（1995）：空间上镶嵌出现和紧密联系 的生态系统的组合，在更大尺度的区域中，景观 是互不重复且对比性强的基本结构单元，它的主 要特征是可辨识性、空间重复性和异质性。 肖笃宁（1997）：一个由不同土地单元镶嵌组成， 具有明显视觉特征的地理实体；它处于生态系统 之上，大地理区域之下的中间尺度；兼具经济、 生态和美学价值。
Moss（1999）总结了景观特征： ①相互作用的生态系统的异质性镶嵌； ②地貌、植被、土地利用和人类居住格局的特 别结构； ③生态系统以上区域以下的组织层次； ④综合人类活动与土地的区域系统； ⑤一种风景，其美学价值由文化所决定； ⑥遥感图像中的像元排列。
什么是景观生态学？
1939年德国生物地理学家特罗尔Troll提出景 观生态学landscape ecology 研究大尺度空间格局与生态功能过程的关系及 其发展动态的科学，着重于大尺度时空异质性， 并关注人类活动的影响。
生态环境问题
干扰分析
生态系统 综合评价
区 域 景 观
生 态 系 统
重 要 物 种
生物多样性 状况评价
干扰特征
风险评价
社会经济驱动
生态功能恢复对策
干扰控制对策
社会经济对策
预案研究、规划方案评价比较
确定总体规划目标和安全层次
区域生态安全格局设计
规划实施效果监测
规划实施效果评价
多样性评价
生态系统评价
景观生态评价
三个条件促使物种多样性提高： 如果干扰减少的只是由普遍种组成的群落的面 积，但不减少普遍种和稀有种的群落类型时 如果普遍种组成的群落面积减少时，新的潜在 的生物区系(biotopes)能够占据这些面积时 如果在新的可供生境中能建立新群落的物种包 含在当地的植物区系中或存在于附近地区时
景观破碎化landscape fragmentation 一种栖息地不断变成碎片的过程 一种破碎化过程的结果即格局状态 导致生物多样性丧失： 它缩小了某一类型生境的总面积和每一斑块的 面积，影响到种群的大小和灭绝速率 在不连续的片断中，残留面积的再分配影响物 种散布和迁移的速率
岛屿生物地理学island biogeography －MacArthur＆Wilson（1967） s=f(+生境多样性-干扰+面积-隔离程度+年龄) 揭示了种－面积关系 岛屿的物种丰富度取决于物种的迁入率和灭绝 率，而迁入率和灭绝率与岛屿的面积及隔离程 度有关。
SLOSS-single large or several small
景观生态恢复步骤：I 发现问题： 生物分布变化：物种消失、生物入类型的减少
景观生态恢复步骤：II 寻找原因： 本地植被的消失和破碎化 景观的格局和多样性变化 是否存在人工管理的影响
景观生态恢复步骤：III 目的物种： 物种数量受栖息地面积限制 物种迁移受栖息地连接度限制 物种数量受生态过程限制（捕食、干扰和火）
两种保护途径： 以物种为中心的传统保护途径 以生态系统为中心的景观保护途径
斑块对生物多样性的影响 斑块大小 s=f(+生境多样性-(+)干扰+面积+年龄+异质性隔离-边界不连续性)。 斑块形状 斑块形状通过边缘效应的形成间接的对生物多 样性产生巨大的影响。
廊道对生物多样性的影响 功能: 通道、屏障、源汇、栖息地
研究多变量和复杂过程，一般的数量化方法无 法满足需要；
大尺度的景观生态学实验困难，跟踪调查时间 长花费大。 RS、GIS和模型方法的进步，使 得景观生态学可以通过景观数量方法来描述和 预测景观格局和过程。
FRAGSTATS －景观结构数量化软件包 (McGarigal ＆ Marks, 1995)
干扰对生物多样性的影响 干扰disturbance是一种自然现象
主要影响： 景观异质性 景观稳定性 景观破碎化 适度干扰会增加物种多样性 人类对自然干扰的人为再干扰，不仅导致生物 多样性降低，也会伤害人文景观多样性
干扰与生物多样性的关系
中度干扰假说
Connell(1978)：Intermediate Disturbance Hypothesis 中度干扰导致最大的多样性//支持、反对
景观生态学与生物保护
生态保护起因： 生物多样性丧失 生态系统服务功能降低：稳定性和生产力 生态环境恶化：水、土、气 必须及时采取措施阻止退化、恢复生态系统 生态保护对策： 首先，保护残存生境 其次，生态系统管理 第三，生态系统恢复
长期保存一个物种： 遗传学及其种群生态学特性 所在的生态系统及相关生态过程
实验区
缓冲区
核心区
理想的自然保护区的功能分区(Noss等，1994)
异质种群理论Metapopulation theory
Levins(1969)：斑块生境中同种局部种群集合体
四种类型： 1）大陆和岛屿型(mainland and island) 2）斑块型(patchy population) 3）卫星型(satellite population) 4）完全隔绝型(非平衡型 non-equilibrium)
结合了地理学研究自然现象空间关系的“横向” 方法和生态学研究生态系统功能关系的“纵向” 方法。
学科地位－尺度角度
个体生态学 种群生态学 群落生态学 生态系统生态学
景观生态学
区域生态学 全球生态学
内容： 景观格局 ＆ 格局与过程关系 景观动态 ＆ 景观管理 工具： RS 、GIS 、GPS 技术 模型方法
景观生态学数量方法
目的（Turner & Gardner, 1991） 景观组成和结构—景观空间异质性 景观斑块的性质和参数的空间相关性—空间相 互作用 景观格局的趋向性—空间规律性或梯度 景观格局在不同尺度上变化—等级结构 景观格局与生态过程的相互关系
为什么需要新方法？ 经典生态学研究并不十分重视的大时空尺度特 征，以往的数量化模型不能完全适用；
景观生态恢复目标： 使退化生态系统恢复某种外形 使之具有保护性、生产性和美学效应 进一步发展成为一种可持续性生态系统 景观生态恢复原则： 首先，保护状态良好的组分 其次，促进景观要素的恢复 最后，对片段化和残存景观进行重建
需要考虑的生态系统特征 组分：当前物种和它们的相对丰富度 结构：土壤和植物组分的垂直配置 格局：生态系统组分的水平配置 异质性：特征1-3的复杂变化 功能：基本生态过程的表现（能量、水分、和 养分输运） 种间作用：包括授粉，种子散布等 动力学和恢复力：演替规律、恢复力
强调： 时空异质性 尺度变化 ＆ 等级层次性
格局-过程-尺度-等级（From Wu, J.）
景观生态学理论
斑块—廊道—基质模式 斑块patch—最小的异质性单元，即一个具体 的生态系统。 廊道corridor—不同于两侧基质的狭长地带。
基质matrix —是景观中范围广阔、相对同质且 连通性最强的背景地域，很大程度上决定着景 观的性质。
例如 多样性指数Diversity Index 镶嵌度指数Patchiness Index 距离指数Distance Index 生境破碎化指数Fragmentation Index
景观模型（傅伯杰等，2001）
空 间 自 相 关 (Spatial Autocorrelation) ： 地 统 计 学 (Goestatistics) 格局周期性：谱分析(Spectral analysis) 尺 度 变 化 ： 聚 块 样 方 方 差 分 析 (Blocked Quadrat Variance Analysis)、分形几何学(Fractal geometry) 和小波分析(Wavelet analysis) 景观局域相互作用、局部因果关系的多体系统所表现 出的集体行为及其时间演化：细胞自动机 (Cellular Automata) 格局梯度特征：趋面分析(Trend Surface Analysis) 和亲合度分析(Affinity analysis)
景观生态学
—生态保护与恢复的新途径
马克明 中国科学院生态环境研究中心
mkm@
什么是景观？
Niagara Falls
景观landscape意为风景，源于德语landcraft， 指一种直观的视觉感受。 19世纪初，现代地植物学和自然地理学先驱洪 堡（A. Von. Humboldt）提出景观由气候、 水文、土壤、植被等自然要素以及文化现象组 成的地理综合体。 由地圈、生物圈和智慧圈组成。
尺度scale 任何自然现象和生态过程均具有明显的时空特 征尺度。 确定合适的研究尺度以及相适应的研究方法， 是取得合理研究成果的必要保证。 RS和GIS为尺度效应分析提供了技术基础。
河流分支结构的生物体型分布
森林动态的时空尺度
环境-生物-植被的时空尺度
景观格局对生态过程的影响 物种分布与迁徙 地表径流与侵蚀 元素分布与迁移 能量交换与转化 生物地球化学循环
城市景观的物流能流(H T Odum 蓝盛芳译，1992)
格局与过程相互作用 景观单元的空间配置影响其内部的生态过程
景观格局是由于镶嵌体上的其它过程产生
景观格局与生态过程相互影响协同进化
景观生态学的任务 描述景观
解释和理解其中的生态过程
跟踪景观动态 分析不同文化背景下的景观格局,以便更好地 理解景观本身的格局动态，并实施管理。
局部种群空间上隔离，通过个体扩散联系 局部种群不断灭绝，又不断迁入重建 迁入重建率大于灭绝率时，异质种群才能续存
生物保护研究的发展 保护生物学：物种
保护生态学：生态系统和景观保护
保护经济学、社会学、伦理学、哲学。。。
景观生态学与生态恢复
生态恢复Ecological restoration 恢复完全受损生态系统和退化生态系统。 Recovery／Restoration／Rehabilitation／ Rebuilt／Regeneration／Reconstruction 多数生态恢复是局域性的。以点为基础的生态 恢复对解决大尺度的生态恢复问题是不够的。 区域生态恢复需要在特殊地点和景观尺度上同 时进行。