景观生态学第三章

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3.3.1 基质的结构特征
1）孔隙度(porosity) 斑块在本底中称为孔。 单位面积的斑块数目称为孔隙度。它 是本底中斑块密度的量度。与斑块大小 无关。
2）边界形状 景观元素间的边界像一个半透膜，边界的形状对本底与斑块间的相互关系极为 重要，具备最小的周长与面积之比的形状不利于能量与物质交换，具节省资源的 特征；相反，周长与面积之比大的形状利于与周围环境进行大量的能量与物质交 流。
内部/ 边缘 边缘 与本底作 长度 用 斑块内 障碍物 生境异 质性 物种多 样性 走廊 价值 寻食 效应
圆 形
高
小
小
少
小
大
小
小
长条形
低
大
大多大来自小大大
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圆形
扁长形斑块
环状斑块
半岛
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3.2 廊道 (Corridor)
廊道又称走廊，指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构。
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3.1.1 斑块的类型
残存斑块(remant patch)
起源： 起源：基质受到大面积自然干扰和人 类干扰的影响，在其局部范围内幸存 的自然或半自然生态系统或其片断， 其成因机制与干扰斑块相同。
特点： 特点： 基质受干扰，而斑块未受到干扰。 与干扰斑块在外部形式上似乎有一种 反正对应关系。
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廊道宽度的生态效应
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廊道宽度的生态效应
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廊道宽度的生态效应
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滨水廊道的内部环境设计
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3.3 基质（Matrix）
景观中分布最 景观中分布最 广、连续性最 大、对景观动 态具有控制作 用的景观要素 类型。 类型。
形成景观格局的主要因素
空间格局的成因主要有3种：非生物、 生物和人为因素。
生物因素一般只在较小尺度上影响 格局的形成。物理和人为因素在一 系列尺度上发生作用。 大尺度上的非生物因素为景观格局 提供了物理模板，生物和人为的过 程通常在此基础上相互作用而产生 空间格局。
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3.1 斑块 (Patch)
Levin 1974 一个均质背景中具有边界的连续体 Roughgarden 1977， 环境中生物或资源多度较高的部分 Forman 为外观上不同于周围的不规则表面，景观空间比例尺上所能见到的最小 均质单元，是十分相似的同质性的土地单元，它与周围的地块具有明显的差别。 邬建国认为上述定义缺乏普遍性与概括性，“依赖于尺度的，外观上不同于周围 依赖于尺度的， 依赖于尺度的 环境（基质）的非线性地表区域，具有一定内部均质性的空间实体。” 环境（基质）的非线性地表区域，具有一定内部均质性的空间实体。 所有的定义都强调了斑块的空间非连续性和内部的均质性 斑块的属性包括，尺度、形状、边界等， 而这些属性对于该斑块的生产力、生物多样性以及土壤水分等 都具有一定的生态作用。
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3.1.3 斑块的形状及其生态影响
边缘是指两个不同的生态系统相 边缘 交而形成的狭窄地区。 边缘效应： 边缘效应：是指斑块边缘部分由 于受外围影响而表现出与斑块中 心部分不同的生态学特征的现象。
边缘种：（Edge species）只在边 边缘种： 缘发现的或主要在斑块边缘发现的 种。 内部种： 内部种：（Interior species）,只在 远离边际的斑块内部发现或主要在 斑块内部发现的种类。
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3.1.3 斑块的形状及其生态影响
斑块的总面积、核心区面积以及边缘面 积之间存在一定的数量关系，一般当生 境斑块面积增加、核心面积比边缘面积 增加得快；同样当生境斑块面积减小时， 核心区面积则比边缘面积减小要快。
当斑块面积很小时，核心—边缘环境差 异不复存在，因此整个斑块全部为边缘 种或对生境不敏感的种占据。
3.2.1廊道的功能 双重作用:将景观分离、将景观连接 运输：公路、铁路、运河、输电线等 保护：长城、围墙、林带等 资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多 观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤
廊道在景观中具有5种基本功能： 生境（habitat居息地），通道（conduit），过滤带(filter)，资源(source)，库(sink)
景 观 动态
结构和功能随时间的改变
景观结构： 景观组成单元（景观要素）的类型、多样性及其空间配置特征。 景观结构： 景观组成单元（景观要素）的类型、多样性及其空间配置特征。 景观格局（ 景观格局（Landscape Pattern）是景观的空间结构特征 ） 空间缀块性是景观格局最普遍的形式
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3.1.1 斑块的类型
干扰斑块(disturbance patch)
起源： 起源：自然干扰和人类干扰。一般由 短期局部性干扰形成；也可由长期持 续干扰形成，主要是由人类干扰引起 的；有时，长期自然干扰也能够形成 干扰斑块。
特点： 特点： 基质未受干扰，而斑块受到干扰。 具有最高的周转率，持续时间最 短，通常是恢复最快的斑块类型。
γ=
L L
=
max
L 3(V − 2)
L为连接廊道的数量， V为节点的数目
3) 网络的环路性（Network circuitry）网络中存在环路的程度，采用指数来反映，即环 网络的环路性（ ） 型的实际数量与最高可能的环路数的比。
L −V +1 α= 2V − 5
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3.2.2廊道的类型
1）线状廊道：是一条很窄的，主 ）线状廊道：
要由边缘物种组成的狭长条带。
2）带状廊道：指景观中与相邻 ）带状廊道： 两边环境不同的带状结构。包含 一个内部环境；除有边缘种外， 内环境中还含有较丰富的内部种。
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斑块的持久性与稳定性
未干扰 在斑块内干扰 在本底中干扰
斑 块 持 久 性 时 间 长期干扰 单一干扰 （短期）
环境资源斑块
干扰斑块
残存斑块
引进斑块
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3.1.2 斑块的尺度及其生态影响
面积对能量和养分的影响 一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。 边缘地带植物密度高于内部，故营养也高于内部地带，由于小斑块的边缘/内部 比大于大斑块，因此小斑块单位面积的能量与物质不同于大的斑块。 大斑块比小斑块有更高的营养级的动物，并且食物链也更长。 面积对物种多样性的影响 海洋岛屿：S=f（+生境的多样性-干扰+面积-隔离程度+年龄） 陆地生境岛屿： S=f（+生物多样性-（+）干扰+面积+年龄+本底异质性-隔离程度-边界不连续性） MVP（Minimum Viable Population）最小存活种群 维持最小存活种群的最小面积
第三章 景观结构
Landscape Ecology—Chapter Ⅲ
3 景观结构
3.1 斑块(patch) 3.2 廊道(corridor) 3.3 基质(matrix) 3.4 网络(network)
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景观生态学的研究内容
景观结构
景观要素的空间关系
景观功能
空间要素间的相互作用
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3.3.1 基质的判别
1 相对面积 一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。假如一种景观 元素类型覆盖50%以上的面积，就可以认为是本底。 2 连通性 如果一个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开，则认为该空间是连通的。 连通性高的作用： 1) 可以作为障碍物将其他要素分开。 例如：防火带 2) 便于物种迁移与基因交换。 3) 使其他要素成为生境岛。 3 动态控制 例如：原始林采伐烧地、农田与林网
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3.4 网络（Network）
廊道可以形成网络，网络是由廊道的连接（linkages）和节点（node）组成，通常 被基质所包围，节点位于两个廊道的连接处（intersection node），或附着在两个 节间的廊道上。 网眼 廊道网络分为两种形式： 分枝网络（branching network）,是一种树状结构，如河流网； 环型网络（circuit network），是一种封闭环路结构，如公路。
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3.1.3 斑块的形状及其生态影响
D=
L 2 πA
1
2
4
5
D-形状系数 L-斑块固边长度 A-斑块面积 D值说明某一斑块周边长度与面积同该斑块相 等的圆的圆周长之比，比值为1为圆形，比值 越大说明该斑块周边越发达
3
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圆形斑块与长条形斑块的生态比较 指 标 形 状
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宽度多宽为宜： a 应具备有效地控制从高地到河流的水流和营养的功能。 b 有利于森林内部种沿河运动，宽度应超出边缘效应。
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3.2.3廊道的结构特点
1）曲度(curvilinearity)：常用廊道中两点间的实际距离与他们之间的直线距 曲度(curvilinearity)： (curvilinearity) 离之比来表示。 2）连通性(connectivity) 连通性( 定义：单位长度廊道中断数量来度量。 作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的通道和屏障功能。 3）狭点(narrow) 狭点( 定义：廊道中的狭窄处 作用：影响运动 4）结点(nodes) 结点( 定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。 5) 宽度 宽度变化对物种沿廊道或穿越廊道的迁移具有重要意义。 6）内部结构
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3.4 网络（Network）
1）廊道密度（corridor density）,指一个地区的廊道丰富性，通常采用单位面积中廊 ）廊道密度（ ） 道的长度来计算 。 2）网络的连接性（Network connectivity）， 网络的连接性（ ），在一个系统中所有交点被廊道连接起 网络的连接性 ）， 来的程度就是网络的连通性，即网络中所有节的连接度 。
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3.1.1 斑块的类型
引进斑块(introduced patch)
起源： 起源：人们有意或无意地将动植物引入某些地区而形成的局部生态系统。 特点:在斑块内，物种动态和斑块周转速率主要取决于人类的管理活动。 特点 种植性的斑块（ 种植性的斑块（Planted patch）人类的居息地 Habitat ）
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3）河流廊道： ）河流廊道：
指沿河流分布而不同于周围基质的植被带，包括河床边缘、河漫滩、堤坝和部分高地。
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河流廊道的结构和功能
【结构】 结构】 【功能】 功能】
它控制着河水及周围陆地进入河流的物质流动。 它影响河流本身的运输。 侵蚀、养分流、地表径流、洪水、沉积作用、水的质量都与廊道的宽度有关。 它为物种的迁移和栖息提供了条件。 为人类运输航道、物质资源、保护作用
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3.1.1 斑块的类型
环境资源斑块(environmental patch)
起源： 起源：根本原因是景观内环境资源分布的空间异质性。 特点:由于资源的分布相对持久，所以斑块也相对持久而稳定，抗干扰能力 特点 强，而且斑块的周转率相当低，能长期地存在于与基质相异的环境中。
带状廊道与线状廊道的基本生态差 异主要在于宽度，具有重要的功能 意义。
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林带宽度与物种多样性
多 样 性 （ 物 种 数 ） 量
边缘种
种
林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、 内部种都很少，随宽度增加边缘、内部种均增加，但边缘种在宽度略增加时即迅 速增加，而内部种则要在宽度达到一定值时才能增加，阈值一般为7-12米。