第五章景观动态变化
景观生态学第五章
物质的运动通过无规则的布朗运动完成。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。 质量流/重力（mass flow）:是物质沿重力梯度移动的基本作用力。 携带运动（locomotion），指动物和人在景观中的活动对能量、物质与生物体在 空间上的重新分配。形成高度集聚的分布格局。
物。
通过树篱中臭鼬和林地内臭鼬的比较表明，它们喜欢生活在少数树木的开阔景 观地区，多是林地边缘和树篱
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5. 植物流
植物的传播以散布为主 • • • 散布的媒介物：水、风、动物、重力等。 种子散布方式和距离与该种在演替中的地位和生活史对策有关。 散布按距离可分为：长距离散布（景观之间）和短距离散布（景观内）。
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四、景观的一般功能
景观的一般功能包括景观的生产功能、生态功能、美学功能和文化功能。 1. 景观的生产功能：指景观能够为人类社会和生态系统提供物质产品和生物生产的功能。 总初级生产力( GPP)：单位时间和单位面积上,绿色植物通过光合作用所产生的全 部有机物同化量,即光合总量。 净初级生产力( NPP)：单位时间和单位面积上,绿色植物积累的有机干物质的总 量，是从光合作用所产生的有机质总量中扣除自养呼吸后的剩余部分。 陆地生态系统碳的净吸收或净排放被称为净生态系统生产力( net ecosystem production , NEP)：NPP 和土壤呼吸的差值。
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《景观动态变化》课件
城市化、工业化、农业发展等人类活动也是造成景观变化的重要原因。
影响与风险
生态环境影响
景观变化。
人类社会影响
景观变化会对人类社会生产和生 活方式产生重大影响，引发越来 越多的社会风险。
应对措施
制订地方性的防灾减灾规划，通 过绿色基础设施建设和生态修复 等手段来降低风险。
案例分析
1
大草原的变化
草原退化、沙漠化、地下水下降，还原草原是长期性保护的重要任务。
2
旧城区的破产
人口外流、经济萎缩，旧城区破败不堪。如何保护和活化这些城市遗产？
3
茶山的保护
在城市化进程中，茶山作为独特的文化景观，如何进行保护和开发？
景观变化原因
1 自然原因
地质变化、水文地质变化、气候变化等自然因素是引起景观动态变化的主要因素之一。
《景观动态变化》PPT课 件
本次课程将引领您深入了解景观动态变化的内在机制以及对自然环境与人类 社会的影响。
什么是景观动态变化
定义
景观动态变化是指在时间和 空间上发生的景观结构、功 能、过程等方面的全面变化。
特征
非线性、复杂、持续性、不 可逆性、不确定性、非规则 性和多样性。
意义
景观动态变化是生态系统强 化自我调节和应对外部影响 的过程，是景观保护与修复 的基础。
展望
未来，景观保护和修复工作将面 临更多的挑战和机遇，需要不断 创新和提高。
未来展望
1
趋势
随着人类活动和自然环境的变化，景观
应对
2
动态变化将是未来的常态。
未来应加强应对措施，采取有效和可持
续的手段来应对风险。
3
技术
现代技术将在未来起到重要作用，例如 遥感技术和人工智能技术。
第五章 景观动态与模拟
科技
科学技术对景观的作用：
• 科学技术进步导致农业景观用地的巨大变化，科学技术和工艺的发展提高了土地生
产力，阻止了由于人口增加带来的农业用地扩张；同时使得更多的农民摆脱了土地
的束缚，可以从事其他经济活动，促进城市化发展。
2.2 人文驱动因子
经济
经济对景观变化的驱动作用：
• 由手采取的方法基本上是统计分析，统计分析的结果通常表现为一段时间的总体规律，
可能忽略了某些重要时间点的某种景观的重大变化。
• 采用统计的量化方法，只能反映出那些易于量化的指标因素对景观变化的影响。而一
些对景观变化起重要作用，但不宜量化的指标因素则难以反映。
• 当前对景观变化驱动机制的识别实质上是关于景观驱动因子识别的假设和验证，几乎
• 物种多样性：对物种多样性的影响包括影响物种分布、优势种和丰富度及种间关系
等。
• 生态系统多样性：对生态系统多样性的影响集中在影响生态系统分布、结构和组成。
存在的问题：景观变化对生物多样性影响的研究还有待进一步研究。
3.5 不合理景观变化带来的生态环境问题
大气质量降低
景观变化可以改变大气中气
重要联系。
草地变化的影响
草地对水分的影响取决于人们对草地的管理。不合理的管理和过度放牧引起植被减少
土壤板结，使得地下水供应减少，这会严重影响靠地下水补给的河流水量。
耕地变化的影响
一般而言耕地增加，需水量增大；耕地减少，需水量降低。
聚居和其他非农业土地利用的影响
随着世界人口、工业化和城市化发展。城市数量不断增多，对水的需求也越来越大。
景观稳定的原因：因为建立了与干扰相适应的机制。
景观生态学复习材料
第一章景观生态学的一般概念1、景观（Forman）；景观是指一组以相似方式重复出现的相互作用的生态系统所组成的异质性地表区域。
2、景观生态学（Forman）: 景观生态学是以景观结构、功能和动态特征为主要研究对象的一门新兴宏观生态学分支学科。
3、景观生态学研究范畴景观结构：即景观组成单元的数量构成及空间组合与分布特征，其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局。
景观功能：景观对自身内部及其他相关生命系统生存和发展所能提供的支撑作用。
景观动态：景观在各种内外部驱动因素作用下其结构和功能的时间变化过程与特征。
4、尺度:一般是指对某一研究对象或现象在空间上或时间上的量度，分别称为空间尺度和时间尺度。
5、粒度：空间分辨率的最小单位6、幅度：表示研究区域的大小或需要考虑的时间长度。
7、空间异质性：由不相关或不相似的组成构成的系统。
（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。
）8、景观多样性：景观单元结构和功能方面的多样性，反应景观的复杂程度。
9、景观多样性包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性。
在研究中往往更重视它与其他层次生物多样性的关联。
（多样性指数：丰富度、均匀度、优势度）图解：在景观类型少，大均质斑块，小边缘生境条件下，物种多样性低；随着类型（生境）多样化和边缘物种增加，物种多样性也增加。
首先，当景观类型、斑块数目与边缘生境达到最佳比率时，物种多样性最高；其次，随着景观类型和斑块数目增多，景观破碎化，致使斑块内部物种向外迁移，物种多样性也随着降低；最后，残留的小斑块有重要的生境意义，维持着低的物种多样性。
10、景观连接度；是对景观空间结构单元相互之间连续性的量度，侧重于反映景观的功能，是描述景观生态过程的参数；反映了景观促进或阻碍生物体或某种生态过程在源汇斑块间运动的程度。
11、干扰类型：①按干扰产生的来源可以分为自然干扰和人为干扰；②依据干扰的功能可以分为内部干扰和外部干扰；③依据干扰的机制可以分为物理干扰、化学干扰和生物干扰；④依据干扰传播特征，可分为局部干扰和跨边界干扰。
21_景观动态变化-稳定性
景观稳定性的概念
• 平衡(Equilibrium) 平衡(Equilibrium)
• 动态平衡指系统总体上处于稳定的状态，但存在内部变化 动态平衡指系统总体上处于稳定的状态，但存在内部变化 总体上处于稳定的状态 内部 （图）。
The shifting mosaic steady-state concept. Upper panles show a landscape at different times in which the shadings indicate different stand ages (Y= young, M= mature, O= old) and their locations through time. The lower panles depcit the proportion of the landscape occupied by each age class, which remains constant throught time. The shifts occur in reponses to disturbance a0 0 1 图1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 月份 Month 1991 年和 1997 年安塞降水量的季节变化 3 4
150 地上生物量 ( g/m 2 ) A b ov e -g r ou nd b iom a ss 100 50 0 4 /1 5 /1 5 6 /2 9 8 /4 9 /2 2 1 1 /3 日 期 （ 月 / 日 ） D at e(M o n t h /day ) 图 2 群落地上生物量的季节变化 Fig.2 Seaso n al v ariat io n s o f abo v e-gro un d bio m ass o f co m m un it ies 铁 杆 蒿 A rt em isia gm elin ii 长 芒 草 St ip a bun gean a
景观生态学第五章 土地／景观动态过程及模型
１.数据
利用遥感数据获得的土地利用／土地覆盖变 化的信息，可以监测到土地退化的发生或发 展情况。 ２０世纪８０年代中后期，以县为单位的， 遥感资料和大比例尺地形图。
２.土地资源退化过程辨析
土地退化的质变过程是生产力或生态服务功 能高的土地资源类型向难以利用或生产力极 低的沙地、裸土地、盐碱地和非农用地等类 型的转化过程，另外还包括陆地“三大”生 命支持系统——森琳、天然草地和湿地资源 的丧失过程。
３．土地退化评价指标层次结构体系
４.土地资源退化指数
单一土地利用类型的退化指数：
Ｃ ｉ Ｐ ＝ １００％ ｉ Ｓ ｉ
每种土地资源退化过程指数Bi，Bi反映某一土地 退化过程，如沙漠化的状况，计算公式为：
ｎ
Ｂ ＝ Ｐ １００％ ｉ ｉ
ｉ＝１
土地资源总体退化指数：
Ａ＝ （Ｂ －Ｋ ） １００％ ｊ ｊ
建立定量模型（或概念模型的定量化） （1）选用适当的数学方法 （2）确定变量间的函数关系 （3）估计参数值 （4）编写计算机程序 （5）确定模拟的时间步长 （6）运行模型，获得最终结果
模型检验 模型确认（model verif ication） ：仔细检查数学公式和计 算 机程序 模型验证（model validat ing） ： （1）对模型结构和变量间关系合理性的检验 （2）模型输出结果与实际值的直接比较 （3）模型的敏感性分析（sensitiv ity analys is ） （4）模型的不确定性分析（uncertainty analysis ）
第二节 土地／景观变化模型
一、模型的含义
• 模型的定义 是某种对现实系统或现象的抽Байду номын сангаас象或简化； 具体地说，模型是对真实系统 或现象最重要的组成单元及其相互 关系的表述。
景观生态学教学大纲
《景观生态学》课程教学大纲课程代码:10402029课程名称：景观生态学英文名称：Landscape Ecology课程类别: 专业选修课总学时：36总学分：2适用对象: 地理科学专业三年级学生先修课程：地理科学专业基础课教学目的与基本要求一、教学目的本门课程是为地理科学专业四年级本科学生开设的专业选修课程，旨在拓宽学生的专业视野，提高学生们解决实际问题的能力。
景观生态学根据地理学上的景观与环境学中的生态，把地理学对地理现象的空间相互作用的横向研究和生态学对生态系统机能相互作用的纵向研究集合为一体，以景观为对象，通过物质流、能量流、信息流和物种流在地球表层的迁移与交换，研究景观的空间结构、功能及各部分之间的相互关系，研究景观的动态变化及景观优化利用和保护的原理与途径。
通过教学使学生能够掌握景观生态学的基本概念、基本理论、基本原理，全面深入地了解和掌握景观生态学的发展与其在国土整治、资源开发、土地利用、自然保护、环境治理、区域规划、旅游开发和城市园林建设等方面的应用，以培养学生创新精神和分析解决问题的能力。
二、基本要求通过本门课程的学习，要求学生掌握景观和景观生态学的概念，了解景观生态学的发展历程，掌握景观生态学的核心概念，例如斑块、廊道、基质、格局、过程、尺度、异质性、斑块性、连接度、破碎度和干扰等，理解景观格局、过程和尺度三者之间的相互关系，掌握景观生态学的主要理论，例如等级理论、岛屿生物地理学理论和复合种群理论等。
了解景观生态学要解决的关键问题，它与个体、种群、群落和生态系统生态学之间的联系和区别。
了解景观生态学原理和思想在景观规划、自然资源管理、土地持续利用、全球变化研究和生物多样性保护等方面的应用。
教学内容、要点与学时分配一、教学内容与要点第一章景观生态学的概念及发展第—节景观与景观生态学一、景观二、景观生态学第二节景观生态学的发展一、景观综合思想的萌芽二、景观生态学的学科初创三、景观生态学的全面发展第三节景观生态学的展望一、景观生态学基本理论与范式研究二、新技术与方法的应用三、面向实际问题，扩展应用领域本章教学具体要求：（1）了解景观生态学发展的新方向。
第五章-景观动态变化
思考题
1. 2. 3.
4.
5. 6.
7.
如何理解景观的稳定性？景观亚稳定模型有何意义？ 物种共存对景观稳定性有何意义？ 试将景观变化的驱动力与物理系统变化的驱动力作一比 较。 为什么需要建立景观变化模型？ 生态学范式为什么要发生变迁？它是如何进行变迁的？ 如何理解干扰？它对景观的影响是正面还是负面的？为 什么？ 人类为什么要对景观进行改造？改造造成的影响有什么？ 如何对待人类活动对景观的作用？
Hubbell（2001）提出的生态漂变学说，以岛屿生 物学理论和复合种群理论为基础，从完全不同的 角度解释了热带雨林物种共存和多样性维持的机 制。 该学说认为，群落主要是由生物地理范围重叠的 物种组成的非平衡随机集合体；在这个集合体中， 物种可以局部共存，但物种的组合及物种的相对 丰富度会缓慢地发生漂变。
3.景观总体格局的变化
景观格局通常指的是景观的空间结构特征，包括
景观组成单元的多样性和空间配置，景观格局影 响生态学的各种过程。
因此，景观格局的变化可理解为景观组成单元的 结构变化及由此引起的景观过程的变化。
3.1 景观格局变化的驱动力
主要来源：非生物的、生物的和人为的因素。
3.2 景观格局变化的动态模型
对景观稳定性的认识多借用生态系统稳定性的概念，如
Forman（1986）把景观稳定性表达为抗性、持续性、惰 性、弹性等多种概念。 需要说明的是，表征景观稳定性的各个术语，仅能反映景 观稳定性的某一方面的特征，并不能对景观的稳定性作出
全面评价。
可以从以下4个方面来分析和考察景观变化和景观对干扰
相对稳定性，使景观在一定时间和空间尺度上表 现为特定状态。
【课程大纲】《景观生态学》
《景观生态学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：景观生态学（英文）：Landscape Ecology课程编号：14483040课程学分：3学分课程总学时：48课程性质：专业课二、课程内容简介景观生态学是一门新兴的交叉学科，是园林专业的必修专业课程。
它主要来源于地理学上的景观和生物学中的生态，它把地理学对地理现象的空间相互作用的横向研究和生态学对生态系统机能相互作用的纵向研究结合为一体，以景观为对象，通过对物质流、能量流、信息流和物种流在地球表层的迁移与交换，研究景观的空间结构、格局、功能及各部分的相互关系，研究景观的动态变化及景观优化利用和保护的原理和途径。
其中包含的思想和方法对园林规划设计有较强的指导作用。
三、教学目标与要求1、了解景观生态学的发展历史、数量方法及遥感和地理信息系统在景观生态学中的应用。
2、理解景观生态学的一般概念、景观结构、格局、生态过程和景观的动态变化，培养学生系统全面分析景观格局与生态过程的关系以及人类对景观及其组分的影响的能力。
3、掌握景观生态学在生物多样性保护、土地持续利用和全球变化中的应用，培养学生对景观进行准备全面评价的能力，并能提出合理改造的建议。
四、教学内容与学时安排第一章景观生态学的概念及发展（4学时）1、教学目的与要求：了解景观生态学发展的新方向，理解景观生态学学科的产生与发展历程，掌握景观、景观生态学基本概念与内涵。
2、教学重点与难点：教学重点是掌握景观生态学的概念与内涵，难点是把握景观生态学发展的新方向。
第一节景观与景观生态学（2学时）第二节景观生态学的发展及展望（2学时）第二章景观结构（6学时）1、教学目的与要求：理解景观结构及结构和功能间的相互关系，掌握景观结构基本概念。
2、教学重点与难点：重点是对景观结构斑块、廊道、基质的学习，难点是对景观空间格局的理解。
第一节景观发育（2学时）第二节景观斑块、廊道、基质和网络（2学时）第三节景观的异质性（1学时）第四节景观空间格局（1学时）第三章景观生态学的理论基础（4学时）1、教学目的与要求：了解景观生态学的基本原理，理解景观生态学的核心概念。
第五章 景观变化
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。 2、关于稳定性的其他重要概念（p75） 1 ）持久性（persistence)
城市景观：城市化和工业化为本底，存在少数植被。
2）景观类型与生态属性
生态属性
水平结构
热力学性质 生物分布学 营养循环 净生产量 种的对策 抵抗性类型
天然景观
管理景观
农田景观
城郊景观
城市景观
对比度小，曲线 线
相对闭合 粘滞性强 较快 接近于0 K≥r 抗衰老 流动性强 快 正值 K≈r 抗干扰 引入外来种 更快，施肥 显著增加 r ≥K 抗病虫害
2）关于自然干扰的假说 关于干扰的生物学意义有两种假说： 中等干扰假说：一个群落经历的干扰呈某种中等 水平时，种的丰富度最大。比如森林中的干扰。 关于干扰频率与种的丰富度的关系的表达：只有 干扰发生得比竞争排斥所需要的时间更加频繁时， 才能维持种的丰富度。
3）干扰发生及其后果的影响因素 （1）群落结构 不同的生活型和外貌，对干扰发生及造成的后果有 显著的影响。比如火灾对森林和草原。 对森林来说，树种、年龄与干扰有关。比如老龄林 易发生火灾，针叶树比阔叶树易发生火灾。 （2）立地条件 比如草原和沼泽 （3）生活史对策
空间扩散过程
有的物体在空间的扩散是均匀扩散，也有的是跳跃的，两者 的结合可能是生态学中更常见的运动形式。物体以一个结点跳跃 到周围几个结点，如果结点的等级是明显的，这个扩散过程则市 等级式扩散。方向性是等级扩散的一个重要特性。 膨胀扩散与易位扩散也很重要。 扩张(膨胀)扩散：物体在继续占据原位基础上，扩大面积的扩散。 例：热量在无风天气下向四周的散布，树木根系的繁殖。 移位扩散：物体离开某一地方到达新的地方。
景观生态学-5
2
初始状态各土地利用类型的转移概率矩阵（n＝0）
年代 k+1 年代 k 荒地 旱地 水田 菜地 园地 林地 草地
居民点 /工矿
旱地 0.0134 0.9857 0.0145 0.0000 0.0000 0.0002 0.0009 0.0064 0.0023
水田 0.0076 0.0006 0.9623 0.0000 0.0022 0.0036 0.0013 0.0066 0.0064
0.9727 0.0083 0.0000 0.0203 0.0087 0.0146 0.0065 0.0154 0.0161
水域 荒地
边缘式 廊道式 单核心式
多核心式
散布式
随机式
原始土地类型
10％转换成新 土地类型
40％转换成新 土地类型
表 5.6 土地转化的变化的空间格局（Forman 土地转化原因 变化的空间格局 森林砍伐 从一个边缘开始向里砍伐 从中心的一个砍伐带向两边两边扩 张砍伐 从一个新的砍伐道扩张砍伐 从几个分散的砍伐道扩张砍伐 选择性的带状砍伐 郊区化 从相邻城市向外同心圆式环状扩张 沿远郊交通廊道发展 从卫星城镇扩展，包括充填式发展 从城市向外不同时的冒泡式发展 廊道建设 在新的区域修建公路或铁路 在新的区域修建灌渠 荒漠化 从相邻区域扩散颗粒物质 从区域内过牧的地方扩展 个别事件所产生的大量堆积物 整个区域的盐渍化或地下水位下降 住宅区的扩张和 分散的农田和建筑物 农业的发展 没有农田的村子 从景观边缘向外的扩展 植树造林 废弃地上的小的分散斑块 大的具有一定几何形状的种植斑块 火烧 从一个地方或多个地方传播的大火 洪水 堤坝决口或河水上涨和变宽
菜地 0.0005 0.0000 0.0000 0.9627 0.0004 0.0011 0.0000 0.0004 0.0000
景观动态变化
土地利用规划需要与城市规划 、区域规划等相关规划相互协 调，以确保土地资源的合理配 置和高效利用。
土地利用规划的实施需要政府 、企业和公众的共同努力，加 强监管和管理，防止土地资源 的浪费和滥用。
环境保护政策
01 02 03 04
环境保护政策是指政府为了保护环境而制定的一系列法规和措施。
气候变化
气候变化如气温、降水、风速等的变化，会影响植被生长、土壤侵 蚀等，进而影响景观的演变。
生物群落演替
随着时间的推移，生物群落会发生演替，从一种群落类型转变为另 一种群落类型，从而影响景观的外观和结构。
人为因素
01
02
03
土地利用变化
城市化、农业开发、采矿 等活动会改变土地利用方 式，导致景观格局和特征 的变化。
全球变化的挑战与机遇
气候变化
全球气候变化对景观动态变化产生重要影响，如极端气候事件增 多、生态系统的脆弱性等。
城市化进程
城市化进程加速导致土地利用变化、生态环境破坏等问题，同时 也为景观规划和管理提供了新的机遇。
资源环境压力
资源短缺和环境压力加大，要求景观规划和管理更加注重生态保 护和可持续发展。
生态修复的成功与否取决于多种因素， 包括修复前的生态系统状况、修复过 程中的技术和管理水平、修复后的维 护和管理等。
土地利用规划
土地利用规划是指根据土地资 源的自然条件、社会经济状况 和生态环境要求，对土地资源
进行合理的分配和布局。
土地利用规划需要考虑土地资 源的生产能力、生态价值和环 境容量等因素，以实现土地资
输标02入题
在景观动态变化的应对策略中，公众参与可以加强政 策制定和实施的民主性和科学性，提高公众对环境保 护的认识和参与度。
景观生态学重点
景观⽣态学重点第⼀章绪论1.景观（综合理解）：景观由不同空间单元镶嵌组成，具有明显形态特征与功能联系的地理实体，有⼀定⾃然和⽂化特征的地域空间实体，⽣物的栖息地，处于⽣态系统之上，景观具有经济、⽣态和⽂化的多重价值，表现为综合性。
2.景观⽣态学：景观⽣态学是地理学、⽣态学以及系统论、控制论等多学科交叉、渗透⽽形成的⼀门新的综合学科。
主要研究空间格局和⽣态过程的相互作⽤。
3.⽣态学：研究⽣态系统（存在于⽣物与⾮⽣物之间的关系形成⼀个功能单位即可称为⽣态系统）结构、功能及其发⽣发展的进化规律与调控⽣态平衡机理的科学。
4.景观⽣态学的科学地位景观⽣态学的产⽣是基于地理学和⽣态学的结合，它是把地理学研究⾃然现象空间关系的横向关系，同⽣态学研究⽣态学系统内部功能关系的纵向⽅法相结合，是以地理学与⽣态学之间的交叉为主体的⼀门交叉学科。
以景观为对象，通过物质流、能量流、信息流和物种流在地球表层的迁移与交换，研究景观的空间结构、功能及各部分之间的相互关系，研究景观的动态变化及景观优化利⽤和保护的原理与途径。
5.景观⽣态学的由来与发展景观⽣态学是20世纪60年代在欧洲形成的，1939年德国区域地理学家Troll创造了“景观⽣态学”⼀词。
1968年，Rintelen理论与应⽤植物社会学私⽴研究所所长Tuxen主持召开了⾸届国际景观⽣态学研讨会。
1982年10⽉，在捷克举⾏的第六届景观⽣态问题国际研讨会上成⽴了国际景观⽣态学会（IALE），标志着景观⽣态学⾛向⼀个新的发展⽔平。
1981 年在荷兰举⾏的“第⼀届国际景观⽣态学⼤会”及1982 年“国际景观⽣态学协会”的成⽴。
6.景观⽣⽣态学研究的内容和任务内容：（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的相互作⽤，或景观结构单元之间的相互作⽤。
这些作⽤主要体现在能量、物质和⽣物有机体在景观镶嵌体中的运动过程中。
（3）景观动态：即指景观在结构和功能⽅⾯随时间的变化。
《景观生态学》课程教学大纲
《景观生态学》课程教学大纲Landscape Ecology一、课程基本信息（一）知识目标。
了解景观生态学的基本概念、机理、相关测定指标和生态学意义及对生态学过程、功能的影响。
（二）能力目标。
利用相关软件进行景观指数计算，并对指数进行综合分析的能力。
（三）素质目标。
达到能将景观概念、理论和指数与实际生态学过程、功能相联系，分析并判断空间格局动态、意义等。
三、基本要求（一）了解景观生态学的基本概念、理论及在生态学中的应用。
（二）理解空间格局、生态学过程和功能以及景观动态间的相互关系。
（三）掌握利用软件计算、分析、判断空间格局指数。
— 1 —四、教学内容与学时分配第一章绪论 2学时第一节景观与景观生态学知识点：景观；景观生态学；景观生态学研究的内容与任务；景观生态学的科学地位。
第二节景观生态学的由来与发展知识点：景观生态学的发展历史；景观生态学在中国的发展；景观生态学中的十大研究论题本章小结重点：景观和景观生态学、景观生态学的研究内容与任务难点：景观生态学的研究内容与任务思考题：根据已经学过的生态学知识，请举例并分析自然或社会生态系统中涉及到景观生态学的相关内容。
作业：查阅相关论文，举例说明景观与生态的相互关系。
建议教学方法：板书、多媒体第二章景观要素 4学时第一节斑块知识点：斑块的概念；斑块的成因；斑块的数量、大小、形状与构型；斑块的生态学意义；斑块动态。
第二节廊道知识点：廊道的概念与起源；廊道的结构特征；廊道类型；廊道的功能；道路廊道；输电线路；树篱、防风林带和绿道；河流廊道。
第三节基质知识点：基质的概念与标准；基质的特征.本章小结重点：斑块、廊道和基质概念与理论及作用难点：斑块动态与廊道功能— 2 —思考题：不同的廊道如何影响生态学过程？作业：举例分析斑块、廊道和基质的作用。
教学方法：板书、多媒体第三章景观要素的镶嵌 6学时第一节景观异质性知识点：景观异质性的概念；景观异质性的形成；景观异质性的生态意义；景观异质性的测度第二节景观空间格局知识点：空间格局的概念第三节景观多样性知识点：景观多样性的概念与类型；斑块多样性；类型多样性；格局多样性；景观多样性的定量测度第四节景观粒度与景观对比度知识点：景观粒度；景观对比度第五节景观边界与生态交错带知识点：基本概念及特征；景观边界类型；景观边界的功能；景观边界的度量指标；景观边界影响域；基于景观边界特征的景观格局分析第六节网络知识点：网络的结构特征；网络的功能；网络的测度本章小结重点：景观异质性与生态学意义；空间异质性；景观多样性；景观对比度、粒度；景观边界；景观中的网络功能与测度难点：异质性与空间格局；景观多样性与尺度；思考题：如何理解尺度对多样性的影响？作业：1、举例说明空间异质性的生态学意义；2、分析景观多样性的生态学意义；3、讨论景观对比度的生态学意义。
景观生态学复习重点
景观生态学复习重点第一章绪论景观：是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、生态和文化的多重价值。
第三章景观结构1.斑块（概念，起源）（1）概念：依赖于尺度的、与周围环境在性质上或者外观上不同，表现出较明显边界，并具有一定内部均质性的空间实体（2）起源：环境资源斑块、干扰斑块、残存斑块、引进斑块（种植斑块、聚集地斑块）2.残存斑块和干扰斑块之间的相似之处①二者都起源于自然或人为干扰。
②二者都具有较高的物种周转率。
③种群大小、迁入和灭绝的速度都在干扰发生之初变化较大，随后进入平稳的演替阶段。
④当基质和斑块融为一体时，两者都将消失。
3.大斑块的生态学意义，小斑块的生态学意义（1）大斑块：有利于生境敏感物种的生存；为大型脊椎动物提供核心生境和躲避所；为景观中其它组成部分提供种源；在环境变化的情况下，对物种绝灭过程有缓冲作用。
（2）小斑块：作为物种传播的生境以及物种局部灭绝后重新定居的生境和“踏脚石”，从而增加了景观的连接度；为许多边缘种、小型生物类群以及一些稀有种提供生境。
4.斑块形状（内缘比概念）（1）斑块形状：圆形和扁长斑块；环状斑块；半岛状（2）内缘比概念：指斑块内部和外侧边缘带的面积之比（较大的圆形或正方形斑块属于等径斑块，内缘比较高，而相同面积的矩形斑块内缘比则较低，甚至有等于零的情况。
）5.斑块形状的生态学意义①斑块的形状和走向对穿越景观的动植物的扩散和觅食有很大影响；②较宽阔的公路在局部上可视为长形斑块，它对垂直于公路方向迁移的动物来说往往起到很大的阻碍作用，而对平行于公路方向的影响不大；③形状不同，生态效应不同；④内缘比大的斑块有利于能量、生物养合；而内缘比小的斑块易于促进斑块内部6.廊道（概念、起源、连接度）（1）概念：廊道是指不同于两侧基质的狭长地带。
（2）起源：环境资源廊道：由环境资源在空间上的异质性线性分布形成干扰廊道：由带状干扰所致残存廊道：是周围基质受到干扰后的结果种植廊道：由于人类种植形成再生廊道：受干扰区内的再生带状植被（3）连接度：指廊道如何连接或在空间上怎样连续的量度，可用廊道单位长度上间断点的数量表示7.基质（概念、判定标准、孔隙度概念及生态学意义）（1）概念：范围广、连接度最高，在景观功能上起着优势作用的景观要素类型（景观中的背景地域）。
第五章 景观动态变化
粗粒结构与细粒结构的优势比较
粗粒结构景观多样性高，但局部地区的多样性却 低（边界附近例外），这样的景观结构可以为保 护水源或内部特有物种,提供大型自然植被斑块， 或为工业区建设提供大面积的建筑场地，却不利 于多生境物种的生存。 细粒景观整体单调，但局部多样性高，更有利于 多生境物种的生存，却不利于内部特有种生存。 一个带有细粒区域的粗粒景观具有上述所说的各 项优点，是最佳的景观结构。
景观变化空间过程
景观变化空间模式
①边缘式：指新的景观类型从一个边缘单向地呈平 行带状蔓延，景观变化从一个边缘开始； ②廊道式：指新的廊道在开始时把原来的景观类型 一分为二，从廊道的两边向外扩张; ③单核心式：指变化从景观中的一点或一个核心处 蔓延； ④多核心式：指变化从景观中的几个点蔓延，如居 民点或外来物种的侵入（郊区化）； ⑤散布式：指新的斑块广泛散布（如住宅区扩张）
第二节 景观变化的驱动力
一、景观动态与干扰 1 干扰：是系统中一个偶然发生的不可预知的 事件，是在不同时空尺度上发生的现象。 干扰类型
① 按干扰产生的来源划分：自然干扰和人为干扰； ② 按干扰的功能划分：内部干扰和外部干扰； ③ 按干扰产生的机制划分：物理干扰、化学干扰和生 物干扰； ④ 按干扰的传播特征划分：局部干扰和跨边界干扰。
3 景观格局演变与干扰
景观格局是景观异质性的具体表现，同时 又是包括干扰在内的各种生态过程在不同 尺度上作用的结果。景观作为一个整体具 有其组成部分所没有的特性。
景观对比度及景观粒度
1. 景观对比度
景观对比度是指（邻近的）不同景观单元 之间的相异程度。通常分为高对比度的景 观与低对比度景观。
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第五章景观动态变化
第五章景观动态变化
1.2 景观变化空间模式
Forman（1995）提出景观空间格局变化的6种常见空间模 式，即边缘式（edge pattern）、廊道式（corridor pattern）、单核心式（nucleus pattern）、多核心式 （nuclei pattern）、散布式（dispersed pattern）和随机 式（random pattern）。
除了这6种常见的模式之外，还有一些不常见的景观空间 变化模式，如均匀式、瞬间式、网状式和选择性的带状式。
第五章景观动态变化
景观变化的空间模式
第五章景观动态变化
景观变化空间模式的常见类型
空间模式 边缘式
廊道式
单核心式 核心式
散布式 随机式
含义 新的景观类型从一个边缘单向地呈平等带状蔓延，景观 变化从边缘开始 新的廊道在开始时把原来的景观类型一分为二，从廊道 的两边向外扩张 新斑块从景观中的一个点或一个核心处蔓延 新斑块从景观中的今个点开始蔓延，如居民点或外来物 种的侵入 新的斑块广泛散布 新的斑块发生的位置是随机的且不确定的
所有的景观都受气候波动的影响，因此，在短期的季节变 化内，景观特征参数也会上下波动；另外，多数景观具有 长期变化的趋势，如演替过程中生物量的不断增加或随人 类影响的增强，景观要素间的差别增大等。
所以，从全球来看，如果景观参数的长期变化呈水平状态， 且其水平线上下波动幅度周期性具有统计特征，则景观是 稳定的。
第五章景观动态变化颌状模式 Nhomakorabea3个优点
①一直维持着原来方形的生境斑块，到镶嵌序列的最后阶段； ②廊道连接性得到加强，小的残余斑块在新的土地类型所构
成的区域中起的是物种的踏脚石作用，廊道和小斑块使得 大片而连续的新土地类型所产生的负作用降低到最小； ③颌状模式明显地增加了边界长度，为多生境物种和边缘物 种提供了更多的生境。
Forman和Godron（1986）把景观参数随时间变 化的趋势用3个独立参数表征：
①变化的总趋势（上升、下降和水平趋势）； ②围绕总趋势的相对波动幅度（大范围和小范围）； ③波动的韵律（规则或不规则）。
景观随时间变化的一般规律可归纳为12条曲线。
第五章景观动态变化
景观随时间变化的一般规第律五章（景观引动态自变化Forman and Godron，1986）
本章从景观的时空变化模式开始，讲述景观的稳定性和变 化性及其与干扰特别是人类干扰的关系，介绍了一些常用 的景观变化模型及相关的学科范式，以更全面地了解景观 的动态变化。
第五章景观动态变化
思考题
1. 如何理解景观的稳定性？景观亚稳定模型有何意义？ 2. 物种共存对景观稳定性有何意义？ 3. 试将景观变化的驱动力与物理系统变化的驱动力作一比
空间模式
边缘式 廊道式 单核心式 多核心式 选择性的带状式 边缘式 廊道式 多核心式 边缘式 廊道式 廊道式 边缘式 多核心式 瞬间式 均匀式 散布式 多核心式 边缘式 散布式 多核心式 瞬间式
2.景观稳定性
任何景观都处于不断地变化之中，但景观又具有 相对稳定性，使景观在一定时间和空间尺度上表 现为特定状态。
第五章景观动态变化
景观变化原因
森林砍伐
城市化
廊道建设 荒漠化
住宅区扩张和 农业发展 植树造林 火烧
土地转化中变化的空间格局
变化的空间格局（干扰方式）
从一个边缘开始向里砍伐 从中心的一个砍伐带向两边扩张砍伐 从一个新的砍伐道扩张砍伐 从几个分散的砍伐道扩张砍伐 选择行的带状砍伐 从相邻城市向外同心圆式环状扩展 沿远郊交通廊道发展 从卫星城镇扩展，包括充填式发展 从城市向外不同时的冒泡式发展 在新的区域修建公路或铁路 在新的区域修建渠灌 从相邻区域扩散颗粒物质 从区域内过牧的地方扩展 个别时间锁产生的大量堆积物的堆积 整个区域的盐渍化或地下水位下降 分散的农田和建筑物 没有农田的村子 从景观边缘向外的扩展 废弃地上的小的分散斑块 大的具有一定几何形状的种植斑块 从一个地方或多个第地五章方景传观播动态的变大化火
较。 4. 为什么需要建立景观变化模型？ 5. 生态学范式为什么要发生变迁？它是如何进行变迁的？ 6. 如何理解干扰？它对景观的影响是正面还是负面的？为
什么？ 7. 人类为什么要对景观进行改造？改造造成的影响有什么？
如何对待人类活动对景观的作用？
第五章景观动态变化
1.景观变化的模式
一个景观是否已经生了根本性变化，变成另一个 景观，可以从3个方面来判断（Forman，1995）
①某一不同景观要素类型成为基质； ②几种景观要素类型所占景观表面积的百分比发生了足
够大的变化； ③景观内产生一种新的景观要素，并达到一定的覆盖范
围。
景观变化的模式可以通过景观变化曲线和景观变 化空间模式两方面来理解。
第五章景观动态变化
1.1 景观变化曲线
景观生产力、生物量、斑块的形状或面 积、廊道的宽度、基质的孔隙度、生物 多样性、网络发育情况、演替速率、景 观要素间的流等。
将景观稳定性作为景观变化的一个特征加以综合 研究，掌握景观变化的规律性，保持景观的相对 稳定性是景观管理的一个重要目标。
第五章景观动态变化
2.1 景观稳定性概念
第五章景观动态变化
2.1 景观稳定性概念
生态系统稳定性包括了两方面的含义：一是系统保持其原 有状态的能力，即抗干扰的能力；二是系统受到干扰后回 归原有状态的能力，即受干扰后的恢复能力。
第五章景观动态变化
“颌状”模式（jaws model），又称为“口状”模式 （mouth model），是一种较好的景观变化模式。
景观变化的颌状模式（引自Forman，1995）
（a）、（b）和（c）表明土地变化的3个阶段，分别表示10%、50%和90%的黑颜色的土地类型。 图中的点表示小斑块，曲线是廊道
第五章 景观动态变化
第五章景观动态变化
概述
景观总是处在某种动态变化过程中，景观变化的动力既来 自景观内部各种要素相互作用形成的多种过程，也来自景 观外部的干扰。
不同的景观变化驱动力使景观表现出多种多样的动态变化 特征，不断改变着景观的结构和功能。
研究和掌握景观动态变化规律，是合理利用、科学保护和 持续管理景观的基础。