9第十章 景观动态变化

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空间过程
影响整个区 域或斑块
消失
分析图10-4,空间过程?空间变化方式或者组合成五个阶段? 1、怎样穿孔及孔的大小变化可以是过程。可仅仅说这种现 象就可以理解为方式。 2、纵向变化可以看作过程,可图10-5又说的是五种空间过 程。 3、破碎化一般要在穿孔或者分割到一定程度后产生,所以 破碎化的前提是否该是穿孔或者分割。
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 连续变化的瞬息状态 瞬息状态,这些状态可以看作是时间的 瞬息状态 函数,我们评价景观是否稳定首先根据自己假定的 我们评价景观是否稳定首先根据自己假定的 一个时间尺度。 一个时间尺度。(或者变化速率)。 景观稳定性的时间尺度以人一生的生命周期为好。
非稳定性(instability (instability) 3) 非稳定性(instability):是指波动方式经常发生变化 或不可预测。 非稳定性可能以两种类型存在: (1) 系统发生变化后,达到新的可预测波动状态,形成 一种新的亚稳定平衡。 (2) 在统计学意义上没有新的可预测波动状态出现。 非稳定性既可以是暂时的,也可以是长期的。 非稳定性既可以是暂时的,也可以是长期的。
对景观稳定性概念的理解(两个方面) 对景观稳定性概念的理解(两个方面)
1)从景观变化的趋势来认识: )从景观变化的趋势来认识: 持久性:表示系统或某些成分的生存时间。 恒定性:表示系统某些特征的波动频率和幅度。 2)从景观对干扰的反应来认识: )从景观对干扰的反应来认识: 恢复性或弹性:表示系统发生变化后恢复到原来状态的 能力。(可用系统回到原状态所需的时间来度量。) 抗性阻力:表示系统抵抗外界变化的能力。
景观稳定性的空间尺度
指景观的异质稳定性,即在立地水平上不断变化 在立地水平上不断变化 和大尺度上相对静止的统一 大尺度上相对静止的统一。 大尺度上相对静止的统一 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。
四、干扰与景观稳定性
景观可以看作是干扰的产物。 稳定性是系统两种特征——恢复性和抗性的产物。 一般地说, )景观抗性越强,景观越稳定; ) 一般地说,1)景观抗性越强,景观越稳定;2)景观恢 复性越强,景观越稳定; ) 复性越强,景观越稳定;3)终级景观的抗干扰能力比初始 景观强;4)受到干扰之后,初始景观的恢复能力又比终级 景观强; )受到干扰之后, 景观强。 景观强。 景观对干扰的抵抗能力被限定在一定的阈值之内。在稳 定性研究中,最好用不同稳定性的组分 不同稳定性的组分来量度和表示抗性和 不同稳定性的组分 恢复性。
案例:P167 浦东新区景观类型面积变化。
二、景观变化的驱动因子 景观变化的驱动因子
傅伯杰(2001):自然和人文两大类。 张秋菊(2003):大尺度上 大尺度上是地貌、气候自然因 大尺度上 子和人口、文化、社会经济等人文因子占主导作用; 小尺度上是植被、土壤和技术革新等因子起主导作 小尺度上 用。
二、 景观形成要素的稳定性
景观是由气候、地貌、岩石和土壤、植被、水 文五大要素组成。 景观整体的稳定性是由其各形成要素的稳定性所 决定的,景观各形成要素的稳定性千差万别,为此 在对景观稳定性做总体评价时,应考虑到各要素在 景观稳定性中的作用及其相互联系。
1、气候 、 气候具有两种变化:周期性变化、异常变 化,具有不稳定性。 2、地貌 、 通常在研究景观的动态时认为地貌要素是 稳定的。 3、岩石和土壤 、 对多数地区来说,岩石和土壤属稳定的景 观要素,通常很少考虑。
惯性 指在风、火、病虫害及食草动物数量剧增等扰动因 子出现时生态系统保持恒定或持久的能力。 弹性或称恢复性 指生态系统缓冲干扰并仍保持在一定阈 限之内的能力。 抗性或称抵抗力,描述生态系统在受到扰动后产生变化 抗性或称抵抗力 的大小,也就是衡量生态系统对敏感性的大小。 变异性 描述系统受到扰动后种群密度随时间变化的大小。 变 幅 指生态系统可被改变并能迅速恢复原来状态的程 度。
一、景观稳定性的概念 1、景观参数的变化曲线 、
若不考虑时间尺度,景观参数 景观参数随时间变化曲线的特点 景观参数 可以由3个独立参数Fra Baidu bibliotek描述: • 变化的总趋势(上升、下降和水平趋势); • 围绕总趋势的相对波动幅度(大范围和小范围); • 波动的韵律(规则和不规则)。
景 观 变 化 的 12 条 变 化 曲 线
3、对稳定性、亚稳定性和非稳定性三种状态的理 、对稳定性、 解
稳定性(stability) (stability): 1) 稳定性(stability):是相对的,景观参数的长期变化 成水平状态,并且在其水平线上下波动,波动幅度和周期具 有统计特征的,我们认为是稳定的。从四个方面来分析P162. 从四个方面来分析P162 从四个方面来分析P162 亚稳定性(meta stability):景观处于动态平衡之中。 (meta2) 亚稳定性 (meta-stability) 说它是动态的,是因为它还在变化;说它是平衡的,因为从 较长的尺度来说,它又是不变的。亦即相对稳定状态,是景 是景 观自组织的一种表现,具有可预测的波动状态 观自组织的一种表现,具有可预测的波动状态。
第十章 景观动态变化
亚马逊河流域大片森林被毁灭,现代社会一座座高 楼拔地而起,洪水顷刻间淹没了农田,落荒地逐渐 演变成与当地气候相适应的顶极群落,等等。 我们周围的景观无时无刻不在发生着变化。其结果 不仅改变了人类的自然环境,而且影响着人类的社 会制度、经济制度甚至文化思想。
景观变化(景观动态):景观在各种内外部驱动因 景观变化(景观动态): ): 素作用下其结构和功能随时间推移发生的变化过程, 表现出的特征与规律。 变化形式:有规律的变化(演替、物种进化、地貌 变化形式: 形成)和非规律变化(自然灾害、人为干扰)。 变化时间: 变化时间:长时间尺度(几百年、上千年)和短时 间尺度(瞬间、几年、几十年)。
空间模式:原因不一, 空间模式:原因不一,格局各异
第一节 景观稳定性 第二节 景观变化
第一节 景观稳定性
景观稳定性只是相对于一定时段和空间的稳定性; 景观稳定性 景观组分稳定性的不同影响着景观整体的稳定性; 景观组分稳定性 景观要素的空间组合方式也影响着景观的稳定性; 景观要素的空间组合方式 稳定性最大威胁来自于人类活动的干扰,因而人类 稳定性最大威胁 同自然的有机结合是保证景观稳定性的决定因素。
4、稳定性的其他相关概念(特征)
稳定性概念很多,使用频繁,人们从不同角度(刘增 文等,1997;蔡晓明,2000;傅伯杰等,2001)形 成了许多有区别的概念。
恒定性 指生态系统的物种数量、群落生活型或环境的物 理特征等参数不发生变化。是一种绝对稳定的概念,这种稳 定在自然界中几乎不存在。 持久性 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。这是一种相对稳定的概念,且根据 研究对象不同,稳定水平也不同。
4、植被 、
在景观稳定性中起主要作用。具有周期性和异 常变化两种情况。对多数景观来说,植被的稳定性 实际上代表了景观的稳定性。 一般地说,在实际评价景观稳定性时, 一般地说,在实际评价景观稳定性时,主要考 虑的是植被要素的变化。 植被要素的变化 虑的是植被要素的变化
5、水文 、
水既是景观中较为活跃的组成要素,又是对景 观的变化最具影响力的干扰因素。水的稳定性最差, 水的稳定性最差, 水的稳定性最差 其变化又很难预测。 其变化又很难预测。
干扰的强度和频率常常相互作用影响景观稳定性: 干扰的强度和频率常常相互作用影响景观稳定性: (1)若干扰的强度很低,而且干扰是规则的,景观能够
建立起与干扰相适应的机制,从而保持 保持景观的稳定性。 保持 (2)若干扰的强度比较严重,但干扰经常发生,并且可 以预测,景观也可以逐渐适应干扰的机制来维持 维持稳定性。 维持 (3)若干扰不规则,而且发生的频率很低,则景观的稳 )若干扰不规则,而且发生的频率很低, 定性最差。 定性最差。 (4)理论上讲,在干扰经常发生,而且没有一定干扰规 )理论上讲,在干扰经常发生, 律下形成的景观,其稳定性最高。 律下形成的景观,其稳定性最高。
五、景观稳定性测度
自然景观中自然植被的自发演替过程是由非均匀化逐渐向 均匀化转变,不同物种逐渐聚集形成一定结构,其内部有序 性发生改变。 熵就是一个衡量系统内部有序性或者混沌程度的量。经修 正后用于景观稳定性的计算。 P163-164. 结论:自然植被无序度高,熵值大,景观就越稳定;相反, 有序性强,熵值愈低,景观越不稳定。
肖笃宁、王宪礼等对湿地景观变化的研究证明了人为和 自然不同性质的驱动因子的主导和叠加影响。 土地利用/土地覆盖变化是研究驱动因子的切入点。 分析方法:典型相关分析法和逐步回归分析法。 分析方法:典型相关分析法和逐步回归分析法。
三、景观变化的空间过程与模式
影响单个斑 块或廊道
穿孔 分割 破碎化 缩小
三、景观稳定性的尺度问题 景观稳定性的尺度问题
我们以上所谈到的景观稳定性,实际上都没有 考虑景观稳定性的尺度问题,或者下意识地根据自 己假定的一个尺度来评判景观是否稳定。 景观稳定性的尺度问题包括: 景观稳定性的尺度问题包括:景观稳定性的时间 尺度问题和景观稳定性的空间尺度问题 尺度问题 景观稳定性的空间尺度问题。 景观稳定性的空间尺度问题 景观的稳定性取决于观察景观时所选择的时空 尺度。
不 同 的 稳 定 态 势
变化趋势
波动 韵律
波 动 幅 度
(a)美国田纳西洲阿巴拉契亚硬木林在1000年内预测的生物量变化 (b)英国剑桥附近罗金厄姆林地面积400年来的变化 (c)夏威夷冒纳罗亚山上空 22年间大气中CO2含量的变化
2、景观稳定性的概念: Forman(1986):表达为抗性、惰性、弹性等 : 多种理解。 Neef(1974): ( ):认为是景观的某种惯性。 ): 本书作者: 本书作者:景观保持原有状态及其受干扰后 回归该状态的能力。
第二节 景观变化
一、景观变化的基本规律性及其判断标准 1、基本模式 恒定式: 周期循环式: 定向式: 分段模式 灾变模式
2、判断标准
1)基质 基质是否发生了改变; 基质 2)若基质未发生改变,那么景观要素类型所占比 景观要素类型所占比 例是否发生了变化; 3)是否有占有一定比例的新景观要素类型 新景观要素类型出现。 新景观要素类型
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