05第五章 景观动态变化 [兼容模式]

景观变化的动态模拟需要考虑的问题
景观的初始状态 景观变化的方向：趋势 景观的变化率：过程 景观变化的可预测性：结果 景观变化的可能性和程度：机制
（二）景观变化模拟的步骤 1.数据的来源 2. 景观分类系统的建立 3. 空间数据基础 4. 数据分析
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(一)景观变化对区域气候的影响
景观对气候的影响是通过景观表面性质的变 化，反射率的变化以及随景观变化而改变的 温室气体和痕量气体量实现的
(二)景观变化对土壤的影响
对土壤有关生态过程的影响
能量交换 水交换 侵蚀和堆积 生物循环和农作物生产
土地表面性质的变化 地表反射率的变化 温室气体和痕量气体的变化
(2) 数字遥感
卫星影像数据有 AVHRR数据（1.1km分辨率）、MSS数 据（70m分辨率）、TM数据（30m分辨率，ETM15m 分辨率）、 SPOT数据（5～15m分辨率）、 QUICKBIRD（IKNOS）（2m分辨率）等。
其他空间数据
对土壤养分流动的影响
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（二）人为驱动因子
在人口、技术、政治经济体制、政策以及不同文化的影 响下，景观的变化主要表现为土地利用/土地覆被的变化
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景观变化的12条变化曲线
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(三)景观稳定性的尺度问题



1.景观稳定性的时间尺度 指人们衡量景观变化时假定的一个变化速率。 景观的稳定性取决于我们观察景观时所选择的时 间尺度 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


景观稳定性的空间尺度
主要是指景观的异质稳定性，即景观结构在立地 水平上不断变化和大尺度上相对静止的统一。 在景观尺度上，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 (Farina ， 1998) 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
• 大气质量下降
景观变化可以改变大气中气体的组成和含量，从而影响大气 的质量。
四、景观变化的动态模拟
1、景观变化动态 2、景观变化模拟的步骤 3、景观变化动态模型 4、景观动态模拟的发展趋势
• 土壤侵蚀和土地沙化 • 水资源短缺 河水断流：黄河断流 海水入侵：我国的大渤海地区由于水资源紧缺， 地下水超采，地面下沉，造成沿海地区的海水入 侵。 • 湿地减少 • 非点源污染
(三)景观变化对水环境的影响
• 对水量的影响 水资源短缺
• 森林变化的影响 • 草地变化的影响 • 耕地的影响（包括灌溉和农业集水区） • 聚居地和其它非农用影响
不同土地利用结构对土壤水分和养分的影响 （傅伯杰等，1998）
a，b，c表示了黄土坡地上三种15年以上不同土地利用结构。 a：林地-耕地-草地；b：林地-草地-耕地；c：草地-林地-耕地。

(二)景观要素的稳定性
景观整体的稳定性是由组成其各要素的稳定性所决定的 景观是由气候、地貌、岩石(土壤)、植被、水文5 大要素构成 气候：具有两种变化，一是周期性变化，另一种是不规则变化 地貌：通常大面积的高山、平原地貌的变化时间尺度相当长， 地貌要素是稳定的 岩石和土壤：土壤可能会成为变化极为剧烈的要素 植物：变化同气候一样也具有周期性和异常变化两种情况 水文：水既是景观的组成要素，又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 • •


1.景观变化与景观稳定性
景观参数:是指景观生产力、生物量、斑块的形状 或面积、廊道的宽度、基质的空隙度、生物多样 性、网络发育情况、演替速率、景观要素间的流 等。 景观变化判断标准 ①景观的基质发生变化，一种新的景观要素类型 成为景观基质； ②几种景观要素类型所占景观表面百分比发生足 够大的变化，引起景观内部空间格局的改变； ③景观内产生一种新的景观要素类型，并达到一 定覆盖范围。
景观变化空间过程
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2. 干扰与景观稳定性
景观稳定性可以看作干扰条件下景观的不同反应
抗性是指系统在环境变化或潜在干扰下抗变化的能力 恢复性或弹性是指系统发生变化后恢复原来状态的能力 景观的抗性越强，也就是说景观受到外界干扰时变化较小， 景观越稳定 景观的恢复性(弹性)越强，也就是说景观受到外界干扰后， 恢复到原来状态的时间越短，景观越稳定 在干扰经常发生，而且没有一定干扰规律下形成的景观稳定 性最高
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稳定性：指一个系统对干扰或扰动的反应能力。景观 参数的长期变化呈水平状态并且在其水平线上下波动 幅度和周期性具有统计特征，可以称景观是稳定的。 亚稳定性：生物系统的稳定性不是绝对的，只能是相 对的，即系统处于动态平衡状态----围绕中心位置上下 波动，也可能进入另一种状态，只要景观系统围绕中 心位置波动，他就处于亚稳定平衡状态。 不稳定性：指波动方式经常发生或不可预测。不稳定 性可出现两种情况：一种是系统干扰后发生变化并达 到新的可预测波动状态----即干扰后形成一种新的平衡； 另一种是没有新的统计学意义上的可预测状态出现。 也就是说，不稳定即可以是暂时的，也可以是长期的。
（一）景观稳定性的概念
景观的稳定性：是指景观保持原有状态及其受干 扰后回归该状态的能力 自20世纪50年代生态系统稳定性理论被提出以 来，稳定性一直是生态学中十分复杂而又非常重 要的问题。 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 观对于扰的反应来认识景观的稳定性。
第五章 景观动态变化
Chapter 5 Dynamic changes of landscape
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• 对水质的影响
• 非点源污染
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（四）景观变化带来的生态环境问题
(四)景观稳定性的定量探讨
暖温带一块原始的裸地自然景观，与当地的气候、土壤、 地貌相适应，其变化过程为草地景观、灌木‾草地景观、 最后转化为乔一灌一草组合的景观类型，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 人工建筑景观、农业景观、自然景观中，人工建筑景观熵 值最低，农业景观较高，自然景观最高，量稳定。
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第五章 景观动态变化
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二、景观变化的驱动因子
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一、景观稳定性
景观变化:是指景观的结构和功能随时间所表现 出来的动态特征，景观变化又称景观动态。 变化是景观的主要特征 变化的动力有两个方面:内因和外因;变化既有 自然的因素，也有人为的因素，变化有快有慢 1976年唐山的大地震，一夜间 1978年的大兴安岭大火，435万hm2 围海造田、沙漠化、滥伐森林 用稳定性指标研究动态变化
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深圳地区城市化过程示意图
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1.数据的来源
(1)航空像片 航空像片是景观变化中使用很广的数 据来源，根据它，可以直接得到土地利 用类型和景观变化率。一般为1～5m分辨 率。
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1、景观变化动态
• 景观变化动态是指景观变化的过去，现在和未来趋势。它 包括两方面的内容：景观空间变化动态和景观过程变化动 态。 景观空间变化动态： ①斑块数量；②斑块大小；③斑块类型；④廊道的数量和 类型； ⑤影响扩散的障碍类型和数量；⑥景观要素的配置 ……等 景观过程变化动态： ①系统的输入流；②流的传输率和系统的吸收率；③系统 的输出流；④能量的分配……等
1988年卫星影像图（上）
2003年卫星影像图（下）
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（一）自然驱动因子
1 、地貌的形成 2、气候的影响
(1)赤道景观 (2) 热带气候下的景观 (3) 荒漠景观 (4) 温带景观 (5) 寒冷地区景观
指在景观发育过程中，对景观形 成起作用的自然因素。
较大的时空尺度上作用于景观，它可以 引起大面积的景观发生变化。
3、生命的定居 4、土壤的发育 5、自然干扰
1.人口因素 2. 技术因素 3. 政经体制及决策因素 4. 文化因素
四、景观变化的生态环境影响
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