景观生态学第五章
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大尺度
航空遥感影像
卫星遥感影像
GIS 地理信息系统
❖ 是在计算机硬、软件系统支持下，对整个 或部分地球表层（包括大气层）空间中的 有关地理分布数据进行采集、储存、管理、 运算、分析、显示和描述的技术系统。
❖ 地理信息系统处理、管理的对象是多种地 理空间实体数据及其关系，包括空间定位 数据、图形数据、遥感图像数据、属性数 据等，用于分析和处理在一定地理区域内 分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、 决策和管理问题。
NOx+O2 →O3
地面
CFCS
臭氧层没有遭破坏情况下
臭氧层遭破坏情况下
引起全球变化的原因
❖ 全球性的人口增长（根本原因） ❖ 人类对大自然盲目的掠夺性开发 ❖ 自私与人类本位主义 ❖ 社会体制、政策、法律的疏漏和失当
二、盖亚假说（Gaia hypothesis）
❖ 由英国大气学家James E.Lovelock和美国生物 学家Margulis共同于20世纪60年代提出
➢ 景观生态学(Landscape ecology)： 研究景观 单元的类型组成、空间格局及其与生态学过 程相互作用的综合性学科。其研究对象和内 容可概括为3个方面，即景观结构、景观功 能和景观动态。
景观生态学的一般概念和理论
景观生态学
生物控制论观点
空间异质性
景观结构
景观连接度
斑块动态理论
岛屿生物地理学理论
❖ 格局：往往指空间格局，即斑块和其他组成 单元的类型、数目以及空间分布与配置等。
❖ 过程：过程则强调事件或现象发生、发展的 程序和动态特征。
斑块－廊道－基底模式
组成景观的结构单元不外有 三种：斑块、廊道和基底。
斑块泛指与周围环境在外貌 或性质上不同，但又具有一 定内部均质性的空间部分
景观生态学5-7章思考题答案
第五章29.如何理解景观的稳定性？景观亚稳定模型有何意义？①对景观稳定性的认识多借用生态系统稳定性的概念，把景观稳定性表达为抗性、持续性、惰性、弹性等多种概念。
②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。
③需表现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做出全面评价。
意义：此模型有助于理解亚稳定性和稳定性的本质，但更适合于描述物理系统，不能充分反映出具有光合作用，植物，异质性结构及反馈机制的生态系统的稳定性特征。
30.物种共存对景观稳定性有何意义？物种共存格局是景观稳定性的生态机制。
31.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。
景观格局变化的驱动力主要来源于非生物的、生物的和人为的因素；其中，非生物的和认为的因素在一系列尺度上均起作用，而生物因素通常只在较小的尺度上称为格局的驱动力。
物理系统变化驱动力：。
自然因素比较多吧？书上都没有。
32.为什么需要建立景观变化模型？重要性和必要性的体现：充分利用和推广有限数据；模拟时、空间相同或相似的景观；理解和预测动态现象；综合不同时、空间上的信息。
33.生态学范式为什么要发生变迁？它是如何进行变迁的？为什么：。
这个范式挺重要的，估计要与时俱进所以要变迁。
如何：基于对生态学中已有范式和理论的分析和归纳，生态学中正在经历着又一次范式变迁。
这一新范式是以斑块动态理论和等级理论的高度综合为特征的，这就是等级斑块动态理论。
34.如何理解干扰？它对景观的影响是正面还是负面的？为什么？①生态学干扰是指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的，非连续性的物理时间或作用②在对生态系统结构造成直接破坏的同时，干扰也可直接影响生态系统的功能。
③生态学干扰由3个方面构成：系统、事件和尺度域。
正面负面看情况，因为干扰对于景观格局的影响不仅仅表现在干扰导致的空间异质性，还表现在干扰导致的物理环境的变化、干扰残留物质的不同，这些因素均会对后来的景观演替和新形成景观的类型和格局产生影响。
第五章 景观动态与模拟
环境可以影响人口的出生率、死亡率、迁移率。
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。
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5-7章思考题答案
第五章29.如何理解景观的稳定性？景观亚稳定模型有何意义？①对景观稳定性的认识多借用生态系统稳定性的概念，把景观稳定性表达为抗性、持续性、惰性、弹性等多种概念。
②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。
③需表现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做出全面评价。
意义：此模型有助于理解亚稳定性和稳定性的本质，但更适合于描述物理系统，不能充分反映出具有光合作用，植物，异质性结构及反馈机制的生态系统的稳定性特征。
30.物种共存对景观稳定性有何意义？物种共存格局是景观稳定性的生态机制。
31.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。
景观格局变化的驱动力主要来源于非生物的、生物的和人为的因素；其中，非生物的和认为的因素在一系列尺度上均起作用，而生物因素通常只在较小的尺度上称为格局的驱动力。
物理系统变化驱动力：。
自然因素比较多吧？书上都没有。
32.为什么需要建立景观变化模型？重要性和必要性的体现：充分利用和推广有限数据；模拟时、空间相同或相似的景观；理解和预测动态现象；综合不同时、空间上的信息。
33.生态学范式为什么要发生变迁？它是如何进行变迁的？为什么：。
这个范式挺重要的，估计要与时俱进所以要变迁。
如何：基于对生态学中已有范式和理论的分析和归纳，生态学中正在经历着又一次范式变迁。
这一新范式是以斑块动态理论和等级理论的高度综合为特征的，这就是等级斑块动态理论。
34.如何理解干扰？它对景观的影响是正面还是负面的？为什么？①生态学干扰是指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的，非连续性的物理时间或作用②在对生态系统结构造成直接破坏的同时，干扰也可直接影响生态系统的功能。
③生态学干扰由3个方面构成：系统、事件和尺度域。
正面负面看情况，因为干扰对于景观格局的影响不仅仅表现在干扰导致的空间异质性，还表现在干扰导致的物理环境的变化、干扰残留物质的不同，这些因素均会对后来的景观演替和新形成景观的类型和格局产生影响。
景观生态学课件5景观空间格局与景观异质性
观中形成若干较大面积的分布区，再散布在整个景 观中的格局景观。
可以是向某一点，或者线聚集，或者由某一点或
线向外扩张的类型。具体的结构类型有：
1 ）点集群格局 4 ）放射格局
2 ）线状格局
5 ）水系格局
3 ）交错格局
6 ）指状格局（掌状）
▪ 3、随机格局景观
所有或某一景观要素在景观内按一定的统计规律呈随机分 布的格局景观。具体的结构类型有：
▪ 刘茂松将其分为：均匀、聚集和随机三种格局类型。 ▪ Forman和Godron将其分为：均匀、聚集、线状、平行和特
定组合五种格局类型。 ▪ 肖笃宁：看作一个总体的异质结构。 ▪ Zonneveld则划分为：镶嵌、网状、散点、点阵、带状、交
替和渐变七大类格局类型，实际上属于景观格局以下的结构 类型，而不属于景观格局。
q
I q
i
ni ni 1 N N 1
N为其所中有,样q为方样中方出数现，的n该i为物第种i个个样体方数中的出总现和的。某若物物种种的呈个随体机数分， 布，则Iδ＝1.0；若物种呈聚集分布，则Iδ＞1.0；若物种呈均匀 分布，则Iδ＜1.0。
一、景观空间格局类型
对景观空间格局的认识没有一定的标准，不同目 的、不同角度可以将景观格局分成不同的类型。
空间自相关分析
▪ 用途：确定景观中某景观元素与相邻景观元素之间 的依赖关系。
▪ 数据类型：类型变量、序数变量、数量变量等。
▪ 数值来源：直接观测、样本统计，但需满足正态分 布，且是随机抽样而来。
▪ 步骤：取样、计算自相关系数（建立函数）、检验
▪ 自相关结果：负相关、一定程度负相关、不相关、 一定程度正相关、很强正相关、完全正相关。
景观生态学常涉及的生态学过程包括：种群动态、物种传 播、捕食者和猎物的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分 循环、水分流动、物质移动等。
景观生态学：第五章 景观生态过程
一般大片同质性地区不适宜于动物生存 廊道与动物运动的关系决定于廊道的类型和动物
的种类
动物巢区通常呈扁长形，有时成线形 景观中的异常特征(如水源地、湖泊、沼泽地等)，
往往成为中继站或栖息地
景观生态学-本科-华中农大
53
（3）植物在景观中的运动
植物的运动以散布为主 散播的媒介物：水、风、动物、重力等
② 散布(dispersal)
指某种动物个体从其出生地向新的巢区的单向运动
景观生态学-本科-华中农大
47
（2）动物在景观中的运动
③ 迁徙(migration)
动物在不同季节、不同地域之间进行的周期性往返 运动
景观生态学-本科-华中农大
48
49
50
51
52
（2）动物在景观中的运动
动物运动的格局
• 运动
locomotion
7
（1）扩散 (diffusion)：
溶质物质或悬浮物质由高浓度区向低浓度区的移动 温度或密度差异、布朗运动 通过势能来推动
8
典型的扩散运动
9
10
（2）质量流(mass flow)
物质沿能量梯度的移动——重力作用
泥石流，地表径流
11
河流
12
（3）运动 (locomotion)：物体通过消耗自身
连续运动对景观影响很小，而间歇运动的动物， 则与停点发生显著的相互作用
景观生态学-本科-华中农大
23
（2）运动格局与空间扩散过程
休息点(rest stop)：一种动物到达某一点经过短 暂停留后继续前进
长歇点(stepping stone)：动物到达某一点后顺 利成长和繁殖
景观生态学-本科-华中农大
的种类
动物巢区通常呈扁长形，有时成线形 景观中的异常特征(如水源地、湖泊、沼泽地等)，
往往成为中继站或栖息地
景观生态学-本科-华中农大
53
（3）植物在景观中的运动
植物的运动以散布为主 散播的媒介物：水、风、动物、重力等
② 散布(dispersal)
指某种动物个体从其出生地向新的巢区的单向运动
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47
（2）动物在景观中的运动
③ 迁徙(migration)
动物在不同季节、不同地域之间进行的周期性往返 运动
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48
49
50
51
52
（2）动物在景观中的运动
动物运动的格局
• 运动
locomotion
7
（1）扩散 (diffusion)：
溶质物质或悬浮物质由高浓度区向低浓度区的移动 温度或密度差异、布朗运动 通过势能来推动
8
典型的扩散运动
9
10
（2）质量流(mass flow)
物质沿能量梯度的移动——重力作用
泥石流，地表径流
11
河流
12
（3）运动 (locomotion)：物体通过消耗自身
连续运动对景观影响很小，而间歇运动的动物， 则与停点发生显著的相互作用
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23
（2）运动格局与空间扩散过程
休息点(rest stop)：一种动物到达某一点经过短 暂停留后继续前进
长歇点(stepping stone)：动物到达某一点后顺 利成长和繁殖
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第五章 景观生态学景观过程
2. 景观连接度与景观设计和规划
景观规Байду номын сангаас和管理的原则可以从景观连接度 和连通性的概念中正确理解， 和连通性的概念中正确理解，其目的不仅 仅是提高景观各元素之间的连通性， 仅是提高景观各元素之间的连通性，关键 是增强景观元素相互间的连接度。 是增强景观元素相互间的连接度。作为规 划，通常情况下是增加或减少一些景观元 由此导致景观结构的变化， 素，由此导致景观结构的变化，进而影响 到景观生态功能的变化。 到景观生态功能的变化。
二、导致景观元素间相互作用的媒介
1.风 它携带水分、灰尘、 种子、 1.风 它携带水分、灰尘、雪、种子、小 昆虫、 昆虫、热量等 2.水 包括雨水、 地表径流、地下水、 2.水 包括雨水、冰、地表径流、地下水、 河流、洪水等， 河流、洪水等，能够携带的物质同上 3.飞行动物 如鸟、蜜蜂、可携带种子、 3.飞行动物 如鸟、蜜蜂、可携带种子、孢 子等 4.地面动物 4.地面动物 功能同飞行动物 5.人 5.人
景观连通性是指景观元素在空间结构上 景观连通性是指景观元素在空间结构上 的联系。（ 。（Baudry1984） 的联系。（ ）
景观连接度与连通性的生态学意义
1. 景观连接度与生物多样性保护 2. 景观连接度与景观设计和规划
1. 景观连接度与生物多样性保护
通过研究不同生物栖息地之间的景观连 接度水平分析生物群体之间的相互作用 和联系， 和联系，进而通过增减廊道的数量或改 进质量促进生物多样性的保护。 进质量促进生物多样性的保护。
第三节 空气流和土壤流 自学） （自学）
第四节 景观连接度与连通性
1984年Merriam首次引用“景观连接度”到景 年 首次引用“ 首次引用 景观连接度” 观生态学中，是测定景观生态过程的一种指标。 观生态学中，是测定景观生态过程的一种指标。 景观连接度： 景观连接度：是描述景观中廊道或基质在空间 上如何连接和延续的一种测定指标。 上如何连接和延续的一种测定指标。 是景观中各元素在功能上 生态过程上的联系 功能上和 上的联系。 是景观中各元素在功能上和生态过程上的联系。 景观连接度的提出和应用， 景观连接度的提出和应用，对景观生态学在生 物多样性保护与生物资源管理方面具有重要的 意义。 意义。
第五章 干扰与景观格局
干扰间隔期 return interval 两次干扰间的平均时间间隔。它是干扰频率的倒数 干扰轮回期 rotation period 干扰面积积累达到研究区域面积所需要的平均时间。干 扰间隔期是一个局地概念，轮回期是一个区域概念。轮 回期可以理解为一个区域内间隔期的空间平均 干扰强度 disturbance intensity 单位时间单位面积内干扰事件的物理能量。是干扰本身 的特征，而不是其生态影响 干扰烈度 disturbance severity 干扰对有机体、群落或生态系统的影响程度。和干扰强 度密切相关，但概念上是不同的 干扰尺寸 disturbance size 每次干扰的面积的统计特征。如平均面积、面积分布等
Foster(1988)在研究新英格兰飓风影响时发现 坡位和坡向控制着受飓风影响的易感性
当坡向与飓风来向一致时，更易受飓风的影响。 由于该地区飓风多来自东南方，东南坡更易受飓 风干扰
对火干扰的大量研究表明，山脊附近和南坡更 易遭受雷击火，而人为火与临近的人口密度分 布关系更为密切 其它一些研究，如对夏威夷飓风、圣海伦的火 上等研究都证实，景观位置与对干扰的易感性 存在联系
Thank your for you attention!
第五章 干扰与景观格局
张 璐
华南农业大学林学院森林生态教研室 zhanglu@
主要内容
相关概念及干扰意义 景观格局对干扰的影响 干扰产生景观格局 干扰、平衡和尺度
第一节 相关概念及干扰意义
一、相关概念
干扰 disturbance 干扰是剧烈影响生态系统、群落或种群结构的相对离ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ散的事件，并能改变资源和物理环境。干扰持续的时 间间隔要比生态系统正常演变短很多。常见的自然干 扰包括野火、飓风、洪水、病虫害爆发、火山喷发等 干扰体系 disturbance regime 一定时间、区域内多次干扰的统计特征。这些特征包 括干扰频率、空间分布、面积分布、干扰强度等 干扰频率 disturbance frequency 某一局地，单位时间内干扰发生的平均次数
景观生态学Chapter 5 景观生态流
(1) 能量流 例：热能、生物能 (2) 养分流 例：无机物质、有机物质、水 (3) 物种流 例：各种类型的动植物以及遗传基因
2 媒介物和力
媒介物(景观元素之间相互作用) (1)风：携带水分、灰尘、雪、种子、小昆虫、热量等；
(2)水：包括雨水、冰、地表径流、地下水、河流、洪水等， 能够携带的物质与风的作用效果相似；
如：树篱是臭鼬的通道，大河是赤狐的障碍屏障等。
2、动物在景观中的特征
3 巢区的形状通常是拉长的，有时是线条状的。 如：赤狐巢区间一般存在障碍物(如小河流、沼泽等)。
4 景观中不寻常的特征有特别重要的作用。 如：沙漠中的绿洲，对沙漠动物狼来说就是水源。
3、植物的运动的三种模式
1) 植物种的边界在短期发生移动，由于环境条件的周期 性变化引起。如：降雨
影响植物传播的因素？
2 植物的传播以散布为主
3) 种子散布方式和距离：主要与该种在演替中的地位 和生活史对策有关。
先锋树种(r对策)： 多靠风或水散布，距离远(杨树)；
顶级群落种(k对策)： 一般种子重，多靠动物、重力散布，散布距离近
(红松)。
练习题
1. 简述景观流的种类及其影响因素。 2. 阐述不同景观元素对景观流的作用机制。 3.举例说明。
2）疏散运动
臭鼬
动物个体离开出生的巢区到达一个新的巢区的运动，
新巢区距老巢一般很远，近成年动物离开父母到新巢区筑
巢。疏散运动可扩展到某一物种的分布范围。例如：鸟
1、动物的运动
3 ）迁徙
动物在不同季节利用的不同地域之间进行的周期性运动。 典型例子：鸟类在冷暖地区的运动； 垂直迁徙：动物在山地高海拔和低海拔间的迁徙。 例：鸟类夏季在高海拔地区繁殖，冬季到低海拔越冬； 欧洲山羊夏季在高山植被觅食，冬季到低海拔草地越冬。
2 媒介物和力
媒介物(景观元素之间相互作用) (1)风：携带水分、灰尘、雪、种子、小昆虫、热量等；
(2)水：包括雨水、冰、地表径流、地下水、河流、洪水等， 能够携带的物质与风的作用效果相似；
如：树篱是臭鼬的通道，大河是赤狐的障碍屏障等。
2、动物在景观中的特征
3 巢区的形状通常是拉长的，有时是线条状的。 如：赤狐巢区间一般存在障碍物(如小河流、沼泽等)。
4 景观中不寻常的特征有特别重要的作用。 如：沙漠中的绿洲，对沙漠动物狼来说就是水源。
3、植物的运动的三种模式
1) 植物种的边界在短期发生移动，由于环境条件的周期 性变化引起。如：降雨
影响植物传播的因素？
2 植物的传播以散布为主
3) 种子散布方式和距离：主要与该种在演替中的地位 和生活史对策有关。
先锋树种(r对策)： 多靠风或水散布，距离远(杨树)；
顶级群落种(k对策)： 一般种子重，多靠动物、重力散布，散布距离近
(红松)。
练习题
1. 简述景观流的种类及其影响因素。 2. 阐述不同景观元素对景观流的作用机制。 3.举例说明。
2）疏散运动
臭鼬
动物个体离开出生的巢区到达一个新的巢区的运动，
新巢区距老巢一般很远，近成年动物离开父母到新巢区筑
巢。疏散运动可扩展到某一物种的分布范围。例如：鸟
1、动物的运动
3 ）迁徙
动物在不同季节利用的不同地域之间进行的周期性运动。 典型例子：鸟类在冷暖地区的运动； 垂直迁徙：动物在山地高海拔和低海拔间的迁徙。 例：鸟类夏季在高海拔地区繁殖，冬季到低海拔越冬； 欧洲山羊夏季在高山植被觅食，冬季到低海拔草地越冬。
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扩散（diffusion）：扩散指溶解物质或悬浮物质由高浓度区向的浓度区的移动，
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
LANDSCAPE ECOLOGY
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）。
LANDSCAPE ECOLOGY
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。
LANDSCAPE ECOLOGY
LANDSCAPE ECOLOGY
LANDSCAPE ECOLOGY
LANDSCAPE ECOLOGY
3.运动格局与空间扩散
动植物的运动是生命现象，水流和空气流是物理现象，运动格局更多是指动、植物的运动。 连续运动和间歇运动 物质和能量在景观中的流动可概括为：连续运动和间歇运动两种运动格局。 连续运动是指某一客体在两点之间运动时，尽管运动速度有时快有时慢，但速度不 降到零；间歇运动是指客体在两点之间运动时，要出现一次或几次的停顿。
LANDSCAPE ECOLOGY
中国陆地生态系统净初级生产力
LANDSCAPE ECOLOGY
中国农田生产力变化的空间格局
LANDSCAPE ECOLOGY
LANDSCAPE ECOLOGY
景观结构变化和气候变化对生产力的影响—上海为例
LANDSCAPE ECOLOGY
2. 生态功能
景观的生态功能不同于生物生产过程，主要表现为公益价值。如提供保 存生物进化所需要的丰富物种和遗传资源，太阳能和二氧化碳的固定， 区域气候调节，维持水及营养物质的循环，土壤的形成和保护，污染物 的吸收和降解，创造物种赖以生存与繁育的条件，维护整个大气化学 组分的平衡和稳定，维持生物多样性等。
LANDSCAPE ECOLOGY
2. 媒介物(vector)
景观生态流在景观中的流动，主要依靠风、水、地面动物、飞翔动物和人等5种媒介物。
风可以携带热能、水分、尘埃、烟、污染物、雪、种子、孢子和很多小昆虫。植物 种子传播的主要途径。 水可以运输矿质养分、种子、昆虫、污泥、肥料和有毒物质。 飞翔动物通过体表和体内远距离携带种子、孢子、昆虫等； 地面动物也可通过体表和内脏传播种子。 人对物质、能量和物种在景观中的传播作用更强，常有意识地造成景观过程的改变。
c：草地-林地-耕地
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4. 动物流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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运动方式
1)巢区内运动 动物在窝的周围进行觅食和其他日常活动。 巢区面积、形状受季节变化而 变化。 2) 疏散运动 动物个体离开出生的巢区到达一个新的巢区的运动，新巢区距老巢一般很 远，近成年动物离开父母到新巢区筑巢。疏散运动可扩展某一物种的分布范围。 3）迁徙 动物在不同季节利用的不同地域之间进行的周期性运动。 典型例子：鸟类在冷暖地区的运动，避开不利环境。 垂直迁徙：动物在山地高海拔和低海拔间的迁徙， 例：鸟类夏季在高海拔地 区繁殖，冬季到低海拔越冬；欧洲山羊夏季在高山植被觅食，冬季到低海拔草地 越冬
作局部传播，当结点明晰可见时，该过程称为等级扩散。（网络结点）
膨胀扩散：物质和能量在继续占据原位置的基础上扩大其分布面积的扩散 方式。
移位扩散：物质和能量离开某一地区移到另一地区的扩散。（景观内的斑 块之间，或者景观之间）
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4.运动方向与距离
运动方向 斑块形状对景观的若干生态特征和现有 物种均存在影响，这种影响与物流方向和 景观空间方向有关，这种相关称为相互作 用角。 物流方向与斑块长轴平行则对运动个
两种运动对景观的影响
连续运动的动物对景观影响较小，间歇运动的动物在其停留点与该点环境发生显著 的相互作用。
休息点与长歇点
为间歇运动的两种停留点，休息点为短暂停留后还将继续前进，而长歇点为长期停 留，并成长和繁殖后代。
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3.运动格局与空间扩散
空间扩散
等级扩散：物种从一个结点跳跃式地迁移到周围多个结点，并在新结点周围
景观过程与景观功能有着密切的联系
景观过程决定景观功能，影响景观格局和功能的动态变化
景观功能是景观过程所引起的景观景观要素之间的空间相互作用及其效应 景观生态流是景观过程和景观功能的载体
景观过程是景观生态流的表现形式
LANDSCAPE ECOLOGY
二、景观过程
1. 景观过程的基本动力：扩散、重力和运动
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八种生态系统服务的价值比较，单位面积价值 最高的是湿地（14785美元），其次是湖泊河 流（8494美元），近海水域（4052美元）， 热带森林（2007美元），其他森林（302美元 ），海洋（252美元），草地（232美元）， 而农田最低（92美元）。
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从生态系统类型看，全球总价值中大约63％来自海洋；有37％来自陆 地生态系统，主要来自湿地、热带森林，然后是湖泊河流，其他森林和 草地，而农田比较少。
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五、景观生态功能评价模型
1. 单位面积核算
生态系统服务功能：是指生态系统与生态过程所形成和维持的人类赖以生存的 自然环境条件与效用。
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Costanza将生态系统的功能归为l7类
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LANDSCAPE ECOLOGY
Castanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统 提供的服务总价值为：每年平均33万亿（16～54万亿）美元，与之相比，全球GNP 的年总量为18万亿美元，即全球生态系统服务总价值大约为全球GNP的1.8倍。
谢高地等参考了Costanza的 理论，并针对其不足(如对耕 地价值估计过低、对湿地估 计偏高等)，结合我国的具体 情况，建立了中国不同陆地 生态系统单位面积生态服务 价值模型。
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生态服务功能价值评估-国家湿地公园景观生态规划
－不同生态系统类型价值构成评估
长治国家湿地公园自然生态系统服务功能价值测算表
体的阻截小，相反则阻截大。
运动的距离
直线距离、时间距离、拓扑空间上的距离
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三、景观生态流
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1.空气流
温差导致气压差，气压差导致空气流。
风的格局：层流（平行状态）、湍流（或上或下）。 海陆风、山谷风、热力环流
大尺度的空气环流起到输送水分和热量的功能。
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绿地对城市建筑物周围风场影响
引自：柯咏东，桑建国
《小型绿化带对城市建筑物周围风场影响的数值模拟》
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2.水流
水流是在重力作用下以物质流的形式 流动，同时携带一些物质。主要表现为水 平和垂直运动，且方向是固定的。 水流方式：地表水流、地下水流、潮汐和 海流。 水流速度主要取决于：
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土地利用结构对土壤水分和养分的影响（傅伯杰等，1998）
a：林地-耕地-草地
b 林地-草地-耕地
黄土高原地区坡面上不同土地利用结构对土壤养 分和水分的影响。a,b,c表示了三种15年以上不同 土地利用结构(自上至下)，研究发现，b是一种较 好的保持土壤水分和养分的土地利用结构。
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动物在景观中分布格局
动物回避对它不利的景观元素，许多动物生存要求一种以上的生境。 廊道有时是障碍，有时却是通道。
巢区的形状通常是扁长的，有时是线条状的。
景观异质性特征有特别重要的作用。
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臭鼬随季节变化的巢区运动
在北美分布很广的臭鼬，其巢穴多沿树篱构筑： 积雪期：只有极少数臭鼬的活动范围超过巢穴附近1000m。说明它们的穴区 一般在1km2之内。
水输入量及其时间；
土壤结构，特别是土壤空隙度； 土壤对水携带物质的过滤作用，包括 土粒对物质的物理吸附和化学吸附。
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3.养分流
景观中的养分流动通常伴随着水流和土 壤侵蚀而发生的。 1）水流携带的养分流 一种 颗粒物质，如细菌、孢子、腐
烂的泥沙树叶等；二种 溶解性物质，如 腐殖质、尿素、硝酸盐、可溶性盐等
春天繁殖季节之后：雄臭鼬跑得更远，主要吃树篱上的小动物；
夏季：在窝附近活动，可能此时食物丰富不需远行； 秋季降雪之前：主要沿树篱运动。
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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3.运动格局与空间扩散
动植物的运动是生命现象，水流和空气流是物理现象，运动格局更多是指动、植物的运动。 连续运动和间歇运动 物质和能量在景观中的流动可概括为：连续运动和间歇运动两种运动格局。 连续运动是指某一客体在两点之间运动时，尽管运动速度有时快有时慢，但速度不 降到零；间歇运动是指客体在两点之间运动时，要出现一次或几次的停顿。
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中国陆地生态系统净初级生产力
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中国农田生产力变化的空间格局
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景观结构变化和气候变化对生产力的影响—上海为例
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2. 生态功能
景观的生态功能不同于生物生产过程，主要表现为公益价值。如提供保 存生物进化所需要的丰富物种和遗传资源，太阳能和二氧化碳的固定， 区域气候调节，维持水及营养物质的循环，土壤的形成和保护，污染物 的吸收和降解，创造物种赖以生存与繁育的条件，维护整个大气化学 组分的平衡和稳定，维持生物多样性等。
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2. 媒介物(vector)
景观生态流在景观中的流动，主要依靠风、水、地面动物、飞翔动物和人等5种媒介物。
风可以携带热能、水分、尘埃、烟、污染物、雪、种子、孢子和很多小昆虫。植物 种子传播的主要途径。 水可以运输矿质养分、种子、昆虫、污泥、肥料和有毒物质。 飞翔动物通过体表和体内远距离携带种子、孢子、昆虫等； 地面动物也可通过体表和内脏传播种子。 人对物质、能量和物种在景观中的传播作用更强，常有意识地造成景观过程的改变。
c：草地-林地-耕地
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4. 动物流ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LANDSCAPE ECOLOGY
运动方式
1)巢区内运动 动物在窝的周围进行觅食和其他日常活动。 巢区面积、形状受季节变化而 变化。 2) 疏散运动 动物个体离开出生的巢区到达一个新的巢区的运动，新巢区距老巢一般很 远，近成年动物离开父母到新巢区筑巢。疏散运动可扩展某一物种的分布范围。 3）迁徙 动物在不同季节利用的不同地域之间进行的周期性运动。 典型例子：鸟类在冷暖地区的运动，避开不利环境。 垂直迁徙：动物在山地高海拔和低海拔间的迁徙， 例：鸟类夏季在高海拔地 区繁殖，冬季到低海拔越冬；欧洲山羊夏季在高山植被觅食，冬季到低海拔草地 越冬
作局部传播，当结点明晰可见时，该过程称为等级扩散。（网络结点）
膨胀扩散：物质和能量在继续占据原位置的基础上扩大其分布面积的扩散 方式。
移位扩散：物质和能量离开某一地区移到另一地区的扩散。（景观内的斑 块之间，或者景观之间）
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4.运动方向与距离
运动方向 斑块形状对景观的若干生态特征和现有 物种均存在影响，这种影响与物流方向和 景观空间方向有关，这种相关称为相互作 用角。 物流方向与斑块长轴平行则对运动个
两种运动对景观的影响
连续运动的动物对景观影响较小，间歇运动的动物在其停留点与该点环境发生显著 的相互作用。
休息点与长歇点
为间歇运动的两种停留点，休息点为短暂停留后还将继续前进，而长歇点为长期停 留，并成长和繁殖后代。
LANDSCAPE ECOLOGY
3.运动格局与空间扩散
空间扩散
等级扩散：物种从一个结点跳跃式地迁移到周围多个结点，并在新结点周围
景观过程与景观功能有着密切的联系
景观过程决定景观功能，影响景观格局和功能的动态变化
景观功能是景观过程所引起的景观景观要素之间的空间相互作用及其效应 景观生态流是景观过程和景观功能的载体
景观过程是景观生态流的表现形式
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二、景观过程
1. 景观过程的基本动力：扩散、重力和运动
LANDSCAPE ECOLOGY
八种生态系统服务的价值比较，单位面积价值 最高的是湿地（14785美元），其次是湖泊河 流（8494美元），近海水域（4052美元）， 热带森林（2007美元），其他森林（302美元 ），海洋（252美元），草地（232美元）， 而农田最低（92美元）。
LANDSCAPE ECOLOGY
从生态系统类型看，全球总价值中大约63％来自海洋；有37％来自陆 地生态系统，主要来自湿地、热带森林，然后是湖泊河流，其他森林和 草地，而农田比较少。
LANDSCAPE ECOLOGY
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五、景观生态功能评价模型
1. 单位面积核算
生态系统服务功能：是指生态系统与生态过程所形成和维持的人类赖以生存的 自然环境条件与效用。
LANDSCAPE ECOLOGY
Costanza将生态系统的功能归为l7类
LANDSCAPE ECOLOGY
LANDSCAPE ECOLOGY
Castanza根据已出版的研究报告和少数原始数据进行最低估计，获得全球生态系统 提供的服务总价值为：每年平均33万亿（16～54万亿）美元，与之相比，全球GNP 的年总量为18万亿美元，即全球生态系统服务总价值大约为全球GNP的1.8倍。
谢高地等参考了Costanza的 理论，并针对其不足(如对耕 地价值估计过低、对湿地估 计偏高等)，结合我国的具体 情况，建立了中国不同陆地 生态系统单位面积生态服务 价值模型。
LANDSCAPE ECOLOGY
生态服务功能价值评估-国家湿地公园景观生态规划
－不同生态系统类型价值构成评估
长治国家湿地公园自然生态系统服务功能价值测算表
体的阻截小，相反则阻截大。
运动的距离
直线距离、时间距离、拓扑空间上的距离
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三、景观生态流
LANDSCAPE ECOLOGY
1.空气流
温差导致气压差，气压差导致空气流。
风的格局：层流（平行状态）、湍流（或上或下）。 海陆风、山谷风、热力环流
大尺度的空气环流起到输送水分和热量的功能。
LANDSCAPE ECOLOGY
绿地对城市建筑物周围风场影响
引自：柯咏东，桑建国
《小型绿化带对城市建筑物周围风场影响的数值模拟》
LANDSCAPE ECOLOGY
2.水流
水流是在重力作用下以物质流的形式 流动，同时携带一些物质。主要表现为水 平和垂直运动，且方向是固定的。 水流方式：地表水流、地下水流、潮汐和 海流。 水流速度主要取决于：
LANDSCAPE ECOLOGY
土地利用结构对土壤水分和养分的影响（傅伯杰等，1998）
a：林地-耕地-草地
b 林地-草地-耕地
黄土高原地区坡面上不同土地利用结构对土壤养 分和水分的影响。a,b,c表示了三种15年以上不同 土地利用结构(自上至下)，研究发现，b是一种较 好的保持土壤水分和养分的土地利用结构。
LANDSCAPE ECOLOGY
动物在景观中分布格局
动物回避对它不利的景观元素，许多动物生存要求一种以上的生境。 廊道有时是障碍，有时却是通道。
巢区的形状通常是扁长的，有时是线条状的。
景观异质性特征有特别重要的作用。
LANDSCAPE ECOLOGY
臭鼬随季节变化的巢区运动
在北美分布很广的臭鼬，其巢穴多沿树篱构筑： 积雪期：只有极少数臭鼬的活动范围超过巢穴附近1000m。说明它们的穴区 一般在1km2之内。
水输入量及其时间；
土壤结构，特别是土壤空隙度； 土壤对水携带物质的过滤作用，包括 土粒对物质的物理吸附和化学吸附。
LANDSCAPE ECOLOGY
3.养分流
景观中的养分流动通常伴随着水流和土 壤侵蚀而发生的。 1）水流携带的养分流 一种 颗粒物质，如细菌、孢子、腐
烂的泥沙树叶等；二种 溶解性物质，如 腐殖质、尿素、硝酸盐、可溶性盐等
春天繁殖季节之后：雄臭鼬跑得更远，主要吃树篱上的小动物；
夏季：在窝附近活动，可能此时食物丰富不需远行； 秋季降雪之前：主要沿树篱运动。