景观结构

第三章 景观结构

【教学目的】通过本章的学习，让学生掌握景观“斑块-廊道—基质”的基本结构模型；斑块的起源、分类、面积和形状生态学意义；廊道起源、廊道结构特征、廊道分类；基质的判定、孔隙度和边界形状；网络结构要素、分类和特征。

【重点难点】

●斑块类型，尺度和形状效应；

●廊道的功能和结构特征；

●基质的判定。

景观是由相互作用的嵌块体以类似的形式重复出现表现的，具有高度空间异质性的区域，景观的组成单元称为景观要素，相当于一个具体的生态系统。Forman 1981认为，组成景观的结构单元不外于（嵌块体）Patches、廊道Corridor、背景（基质）Matrix，3种。因此，板块—廊道—基质模式是构成并用来描述景观空间格局的基本模式，它使得对景观结构、功能和动态的表达更为具体，同时还有利于考虑景观结构与功能之间的相互关系。

第一节景观格局形成的主要因素

空间格局影响生态学过程，因为格局与过程是相互联系的，可以通过研究空间格局更好的理解生态学过程。

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。

大尺度的非生物因素为景观格局提供物理模板，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。而现实中，景观格局往往是许多因素共同作用的结果，故具有多种异质结构。

景观格局形成原因和机制在不同尺度上往往不同，如温度与降水决定了全球的植被分布格局；而区域生态系统类型则主要受海拔和地形等影响。

小尺度上，捕食、竞争、植物—土壤相互作用等生物过程起重要的作用。在森林景观中，大尺度格局往往反映自然地理边界、土地利用变化、或大面积干扰的影响；而在森林立地内，异质性常常由个体树木水平的林隙动态所致。

气候是影响景观结构的重要因子，在地形和土壤的改变下，适宜不同生境的动植物形成了景观的镶嵌结构。

人类活动的影响愈来愈广泛，主要包括5个方面：

●改变景观中植物优势度和多样性，特别是森林优势树种

●扩大或缩小一些动植物物种的分布区

●为外来物种提供入侵的机会

●改变土壤营养状况

●定居和土地利用改变景观镶嵌格局

第二节斑块

一、斑块的起源

●Levin 1974 一个均质背景中具有边界的连续体的非连续性

●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1992 认为上述定义缺乏普遍性与概括性，“依赖与尺度的，与周围环境（基

底）在性质上或者外观上不同的空间实体”

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。

根据斑块的起源或成因机制将常见的景观斑块类型分为4种：干扰斑块、残存斑块、环境资源斑块和引进斑块。

1、干扰斑块（disturbance ）

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：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。

2、残存斑块（remnant patch）

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：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。

3、环境资源斑块（environmental resource

patch）

•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。

4、引进斑块（introduced patch）

（1）种植斑块

•起源：人们有意或无意地将植物引入某些地区而形成的局部生态系统。如农田、人工林、

高尔夫球场

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。

（2）聚居地

起源：人类干扰，包括局部或几乎全部消除当地的自然生态系统，然后兴建土木，并通常引进新物种。

•特点：聚居地内的生态结构取决于代替自然生态系统的生物类型，包括人、引进的动物、不慎引入的害虫和从异地移入的本地种。聚居地高度人文化，其持续性部分取决于人类管理的程度和恒定性。

二、斑块的大小及其生态效应

1、对物质和能量的影响

一般地说，斑块内的能量或养分总量与斑块的面积成正比，大斑块的能量和养分含

量较小斑块多得多。然而，斑块内的能量和养分含量不仅与斑块的大小有关，还与斑块内部和边缘带的比例（内缘比）有关。

●斑块大小及与其密切相关的内缘比对斑块内能量和养分含量的影响非常复杂。

●边缘带和内部的能量和养分含量关系本身很复杂。

●大斑块单位面积和总面积上的能量和养分含量既有可能高于小斑块，也有可能低于

小斑块。

●一些物种对斑块大小十分敏感，在大斑块上分布得较多。

2、对物种多样性的影响

物种多样性与景观斑块大小的关系是生物地理学和生态学中经久不衰的研究热点之一。

●岛屿斑块：一般地说，物种多样性随着岛屿面积的增加而增加，两者呈曲线关系。

小岛物种初始增长较快，大岛物种增长较慢，但较持久。

●岛屿斑块物种多样性S = f（+生境多样性，—（+）干扰，+岛屿斑块面积，—隔

离程度，+年龄（演替阶段））

●陆地斑块：一般地说，陆地物种多样性随着斑块面积的增加而增加。陆地景观中

隔离的重要性不如岛屿强。

●陆地斑块物种多样性S = f（+生境多样性，—（+）干扰，+陆地斑块面积，+年龄

（演替阶段），+基质异质性，—隔离程度，—边界的不连续性）

3、其它生态学价值

●大斑块的生态学价值

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；

能维持更近乎自然的生态干扰体系

在环境变化的情况下，对物种绝灭过程有缓冲作用。

●小斑块的生态学价值

作为物种传播的生境以及物种局部绝灭后重新定居的生境和“踏脚石”

（stepping-stone），从而增加了景观的连接度；

许多边缘种、小型生物类群以及一些稀有种提供生境。

三、斑块形状的生态意义