六章：景观的动态变化

第五章景观动态变化

一、景观稳定性

（一）景观稳定性的概念

景观的稳定性可以从两个方面来理解：

一种是从景观变化的趋势看景观的稳定性，

另一种是从景观对干扰的反应来认识景观的稳定性。

**有关生态系统稳定性的概念:

恒定性（constancy）：指生态系统的物种数量、群落的生活型或环境的物理特征等参数不发生变化。这是一种绝对稳定的概念，在自然界几乎不存在。

持久性（persistence)：指生态系统在一定边界范围内保持恒定或维持某一特定状态的历时长度。这是一种相对稳定概念，且根据研究对象不同，稳定水平也不同。

惯性（inertia）：生态系统在风、火、病虫害以及食草动物数量剧增等扰动因子出现时保持恒定或持久的能力。

弹性（resilience）：指生态系统缓冲干扰并保持在一定并阈界之内的能力。

恢复性（elasticity）：与弹性同义。

抗性（resistance）：描述系统在外界干扰后产生变化的大小，即衡量其对干扰的敏感性。

变异性（variability）：描述系统在给予搅动后种群密度随时间变化的大小。

变幅（amplitude)：生态系统可被改变并能迅速恢复原来状态的程度。

抗性：是指系统在环境变化或潜在干扰下抗变化的能力；阻抗值可用系统偏离其初始轨迹的偏差量的倒数来量度。偏离较大就意味着抗性较低。

恢复性(或弹性)：是指系统发生变化后恢复原来状态的能力。恢复性可用系统回到原状态所需的时间来度量。

景观稳定性特征类型图

（二）景观要素的稳定性

景观要素是由：气候、地貌、岩石和土壤、植被、水文构成的。

气候：

周期性变化：如地球围绕太阳公转形成的春夏秋冬、地球自转产生的白天黑夜，这种周期性的变化极为有规律，所以人们多用平均温度、年均降水量等来表示其变化的均值，这种变化人们习以为常。不规则变化：如第四纪冰川，其形成原因尚有较大争论，但冰川活动引起的地球表面地貌、生物等的巨变为人所共识。这种变化对景观动态的影响具有异常性。

地貌：

大时间尺度：大面积的高山、平原地貌的变化时间尺度相当长，一般按地质年代来计算；现代人观察尺度属稳定的。

小时间尺度：河口、海岸等洪冲积、海积作用和风积和风蚀活跃的地区和活火山地貌变化较为明显。是属不稳定的。

岩石和土壤：

岩石：地球表面岩石遭受风化的历史已超过30亿年，但发现的岩石表面风化壳的厚度最大不超过150m（非洲热带地区第三纪铝铁岩）。

土壤：生成1 cm厚的土壤大约需上千年或更多的时间，现代形成的土壤一般不超过2万年。但土壤的抗侵蚀力极为脆弱，撒哈拉沙漠平均一年要被吹掉1mm厚的细土层，(从地球化学研究成果)科学家已认定亚马逊河流域热带雨林的土壤主要来自撒哈拉的风积土。流水侵蚀对土壤的破坏更为剧烈。

植被：

稳定：植物的变化同气候一样也具有周期性和异常变化两种情况。不同植物从种子发芽，到花开花落，经历一年、多年或更长的时间，形成某种时间节律，这种变化节律，可以认为是稳定的。

不稳定：遭受某种自然或人为干扰后，植物不能按正常周期变化，需经一相当长时间的恢复，人们通常认为这时的植物失去了稳定性。

水文：

流水（主要指地表水）

是景观中较为活跃的组成要素，

水在景观中起连接各斑块的廊道作用，

水是强大的自然干扰力量，是景观的变化最具影响力的干扰因素。

水的稳定性最差，其变化又很难预测；一场洪水可瞬间吞没城镇、农田，改变一个地区的景观面貌，然后又很快消失了。干旱的气候可以使河流、湖泊干枯，新疆的罗布泊现在呈现在人们面前的就是湖水干涸后，盐分积于地表，一片白茫茫荒凉的景观。

•（三）景观稳定性的尺度问题

•1．景观稳定性的时间尺度

•景观稳定性是一个相对的概念，任何景观都是连续变化中的瞬时状态，这些状态可以看作是时间的函数，

•评价景观是否稳定要有假定时间尺度，或者说是一个变化速率，当所观察的景观的运动速率大于假定的运动速率时，我们认为景观是变化的；当所观察景观的运动速率小于假定的运动速率时，我们认为景观是稳定的。

•景观时间尺度与人类的生活密切相关，景观概念也来自于人对世界的观察。人们观察景观的变化只是在其有限的生命周期中，所以，对一般的景观研究，景观动态尺度以人一生的生命周期为好，实际上我们所谈到的景观稳定与否通常也是假设了这样一个生命周期。在100年左右的时间间隔内，如果观察到的景观有本质的变化，我们说景观失去了稳定性。

2.景观稳定性的空间尺度

景观稳定性：实际上是许多复杂结构在立地水平上不断变化和大尺度上相对静止的统一。我们把这种稳定性称为景观的异质稳定性。

流域尺度上两岸的植被要比沿河流渠道各段植被的稳定性要高，异质稳定性存在于每一景观中。总的来说，大尺度上景观结构和要素组成的变化需要很长的时间才发生，而小尺度上景观的变化在短期就可以发生。例如，沿河两岸的植被，雨季来临时，洪水很容易冲走其根部的沉积物；但是在森林，一场火只能破坏一些植物，并且这种干扰也很容易恢复。

（四）景观稳定性的定量探讨

熵理论作为自然现象不可逆与无序的量度，可以很好地解释景观的稳定性。

自然景观之所以发生变化，由初始景观发育成终极景观，本质上取决于熵的累积，即熵的升高过程。主要现象有：

1.物种：景观内的物种在不断地增加，

2.斑块：植物群落组成的斑块由大转小，最后转化成混杂均匀分布，有序变成无序。

3.景观异质性：当看不到景观异质性时，植物群落变为顶极群落，相应的景观也进入了稳定阶段，此时景观的熵值达到最大。在没有外界能量输人，即没外界干扰时，此过程是不可逆的。

岳天样（1991）将热力学的稳定性原理引人生态系统的相应研究，为生态系统稳定的定量研究提出了新的途径。