景观生态学格局组
景观生态学-第二章景观结构和空间格局
（2）聚居地(homes habitation) 特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。 物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的 本地种。 例如：村落、城镇
引入斑块
除了上述4种斑块类型外， Forman和Godron (1981，1986)还讨 论了另外两种，即再生斑块 (regenerated patch)和短生斑块 (ephemeral patch)。
1967年麦克阿瑟和威尔逊创立岛屿生物地理学理 论。他们认为岛屿钟的多样性取决于物种的迁入率和 灭绝率，而迁入率和灭绝率与岛屿的面积、隔离程度 及年龄等有关。
S=f（+生境的多样性-干扰+面积-隔离程度+年龄）
（1）陆地景观
陆地景观与岛屿有所不同，斑块的边界并不明确， 并且隔离程度的重要性降低。
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）
1、对能量、营养物质分配的影响 斑块与基质之间、斑块与斑块之间存在着过渡带，即所谓的
生态交错区（也称为边缘）。
边缘区
内部区
边缘区
1 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。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘 到内部我们会 发现边缘产生的产量高于内部。
原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。 动物的分布也会因边缘内部的喜爱程度而有所不 同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与 食肉动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量 也高于内部。
等都发生了明显的变化，主要由各种生物对干扰的抵抗能 力和干扰后的恢复能力决定的。例如，某一景观中经过人 工清除或采伐后，有的物种消失，有新物种入侵，有的物 种仅个体数量发生了变化。
景观生态学原理——景观格局与分析
景观生态学原理|——景观格局与分析景观的三个特征：1、格局：生态系统的大小、形状、数量、类型及空间配置相关的能量、物质和物种的分布2、功能：景观单元之间的相互作用，生态系统组分间的能量流动、物质循环和物种流3、动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化3.1 景观发育景观格局的形成，受到生物与非生物两个方面的影响3.2 景观要素景观要素包括景观斑块、廊道、基质，以及附加结构3.2.1 斑块（patch）空间的非连续性以及内部均质性1. 斑块起源主要因素：环境异质性（environmental heterogeneity）自然干扰（natural disturbance）人类活动（human activity）1、环境资源斑块由于环境异质性导致，稳定，与自然干扰无关，由于环境资源的空间异质性和镶嵌规律2、干扰斑块由于基质内的各种局部干扰引起，具有最高的周转率，持续时间最短3、残存斑块是动植物群落受干扰后基质内残留的部分4、引进斑块人们把生物引入某一地区后形成的斑块1）种植斑块2）聚居地2. 斑块面积1、对物质和能量的影响2、对物种的影响1）岛屿，面积效应——生境多样性（habitat diversity）——物种多样性2）陆地，基质异质性高3. 斑块形状斑块的形状和走向对穿越景观扩散的动植物至关重要1、圆形和扁长形斑块，内缘比（interior ratio）2、环状斑块3、半岛4. 斑块镶嵌相似的斑块容易造成扩散不同类型的斑块镶嵌，能够形成对抗干扰的屏障、5. 斑块化（缀块性，patchiness）与斑块动态1、斑块化机制斑块化：斑块的空间格局及其变异，大小、内容、密度、多样性、排列状况、结构、边界特征对比度（contrast）：斑块之间以及斑块与基质之间的差异程度空间异质性（spatial heterogeneity）：通过斑块化、对比度以及梯度变化所表现出来的空间变异性生物感知（organism-sensed）：生物对于斑块化的反应最小斑块化尺度（smallest patchiness scale）：粒度（grain）最大斑块化尺度（largest patchiness scale）：幅度（extent）斑块化动态：斑块内部变化和斑块间相互作用导致的空间格局及其变异随时间的变化斑块化产生的原因：物理的和生物的，内部和外源的2、斑块化的特点1）可感知2）内部结构，时空等级性，大尺度斑块是小尺度斑块的镶嵌体3）相对均质性4）动态特征5）生物依赖性6）斑块的等级系统（patch hierarchy）7）等级间的相互作用8）斑块敏感性（patch sensitivity）9）斑块等级系统中的核心水平：最能集中体现研究对象或过程特征的等级水平，相应的时空尺度称为核心尺度（focal scale）10）斑块化原因和机制的尺度依赖性3、斑块化的生态与进化效应3.2.2 廊道（corridor）廊道是线性的景观单元，具有通道合阻隔的双重作用1. 廊道的起源干扰廊道、残存廊道、环境资源廊道、种植廊道、再生廊道2. 廊道的结构特征1）曲度：廊道的弯曲程度，影响物质、能量、物质的移动速度2）宽度3）连通性：廊道单位长度上间断点的数量表示4）内环境：较大的边缘生境和较小的内部生境3. 廊道分类1）线状廊道：全部由边缘物种占优势的狭长条带2）带状廊道：较丰富的内部种的内环境的较宽条带3）河流廊道：分布在河流两侧3.2.3 基质（matrix）1. 基质的判定1）相对面积2）连通性3）控制程度4）3个标准结合2. 孔隙度和边界形状孔隙度（porosity）：单位面积的斑块数目3.2.4 附加结构（add-on）异常景观特征，在整个景观中只出现一次或几次的景观类型3.3 景观格局特征目的：从无序的斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性3.3.1 斑块-廊道-基质模式（patch-corridor-matrix model）3.3.2 景观对比度1. 低对比度结构自然形成的，热带雨林，相邻景观要素彼此相似2. 高对比度结构自然、人工3.3.3 景观粒径（landscape grain）粗粒（coarse grain）和细粒（fine grain）生物体粒径（home range）：生物体对其敏感或利用的区域粒径大小取决于整个景观的尺度3.3.4 景观多样性（landscape diversity）由不同类型生态系统构成的景观在格局、功能和动态方面的多样性或变异性，反映景观的复杂性程度1）斑块多样性：数量、大小、形状的多样性2）类型多样性：景观类型的丰富度3）格局多样性：景观类型空间镶嵌的多样性3.3.5 景观异质性（landscape heterogeneity）多样性——斑块性质的多样化异质性——斑块空间镶嵌的复杂性，景观结构空间分布的非均匀性、非随机性1）空间异质性2）时间异质性3）功能异质性梯度分布镶嵌结构3.4 生态交错带与生态网络3.4.1 边缘效应与生态交错带景观单元之间的空间联系：生态交错带、网络结构1. 边缘效应(edge effect)边缘地带由于环境条件不同，可以发现不同的物种组成和丰富度边缘物种：仅仅或主要利用景观边界的物种内部物种：远离景观边界的物种2. 生态交错带(ecotone)描述物种从一个群落到其界限的过渡分布区，由两个不同性质的斑块的交界及各自的边缘带组成生态过渡带（transition zone）景观边界（landscape boundary）1）特征：生态应力带（tension zone）、边缘效应、阻碍物种分布（半透膜）、2）描述：结构：大小、宽度、形状、生物结构、限制因素、内部异质性、密度、分形维数、垂直性、外形或长度、曲合度功能：稳定性、波动、能量、功能差异、通透性、对比度、通道、过滤、屏障、源、汇、栖息地3）尺度效应：某一尺度上可以明辨的交错带在另一尺度上可能模糊不清4）气候变化：更为敏感，迟滞（lag）5）生态交错带与生物多样性：农业生产把异质的自然景观变成大范围同质的人工景观，消灭了自然生态交错带，扩展了人为生态交错带3.4.2 生态网络与景观连通性生态网络（network）将不同的生态系统相互连接起来两类物种：生活在网络包围的景观要素内部的物种，廊道是一种障碍；生活在廊道内、沿着廊道迁移的物种1. 廊道网络由节点（node）和连接廊道构成，分布在基质上形式：分支网络（branching network）：树状的等级结构环形网络（circuit network）：封闭的环路结构1）廊道网络的结构特征网络交点、网状格局、网眼大小、网络结构的决定因素（历史和文化的）2）廊道网络描述连通性：在一个系统中所有交点被廊道连接起来的程度，指示网络的复杂度，用r指数方法来计算r指数：连接廊道数与最大可能连接廊道数之比r=L/Lmax=L/3(V-2)，V为节点数环度：用α指数衡量，表示能流、物流、物种迁移路线的可选择程度。
景观生态学--格局--3组
环规11-3 第3组
小组成员：
景观格局及景观生态学部分应用
一、景观格局的概念
二、景观格局的基本类型 三、景观格局分析的概念、步骤、方法、误 差 四、景观格局与景观指数
五、景观格局研究目的与未来发展方向
六、景观生态学部分应用
一、景观格局(景观空间格局)的概念
一般是指其空间格局，即大小和形状 各异的景观要素在空间上的排列和组 合，包括景观组成单元的类型、数目 及空间分布与配置，它是景观异质性 的具体体现，又是各种生态过程在不 同尺度上作用的结果
（2）景观空间格局分析的步骤
• 1. 收集处理景观数据 • 2. 收集的景观资料数据化（数字化景 观） • 3. 选择适当的方法 • 4. 解释、综合分析结果
景观数量化的两种方法：矢量化数据和栅栏化数据
（3）景观格局的研究方法
1空间统计分析 2动态格局建模分析 3格局指数分析 • 为了确保数据的准确性，一致性，在景观格局的研究中， 单独应用于某一研究方法是不可取的。因为仅凭单个方法 不能完整的描述景观格局的变化，还有复杂的景观生态系 统和社会经济进程的内部特点 • 综合研究的方法包括实地观测，移动观测，遥感监测，实 验与模型模拟的相结合。这些方法对于推动景观生态学的 发展起到了重要作用
指不同的景观要素类型由于某种原因经常相联结分布 。空间联结可以是正相关，也可以是负相关。
如：稻田总是与河流或渠道并存是正相关空间联结的实 例；平原的稻田区很少有大片林地出现是负相关的实例。
三、景观格局分析 （1）概念
用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分 析的方法。通过研究空间格局可以更好地理解生 态学过程。 景观格局分析的目的是从看似无序的景观斑块镶 嵌中，发现潜在 有意义的规律性
景观生态学 第三章 景观结构与格局
2.常见的干扰
① 火干扰 ② 放牧干扰 ③ 土壤物理干扰：翻耕、平整 ④ 土壤施肥干扰 ⑤ 践踏干扰 ⑥ 外来物种入侵干扰 ⑦ 其他干扰：洪水、森林采伐、旅游等
3.干扰的特征因子与性质
• 干扰的特征因子可由4个方面分析：①干扰频率，或称干 扰演替之间的时间间隔；②恢复速率，或称为从受干扰状 况中恢复所需的时间长短；③干扰事件影响的空间范围； ④景观范围的大小。
• 柯本气候类型分类法：
– 首先按最冷月温度、最热月温度和年降水量将赤道至 极地分为5种气候带（热带多雨气候、干燥气候、温带 气候、寒冷气候、冰雪气候）；
– 然后再根据季节雨量及干湿的程度等指标进行二、三 级划分出亚类等，综合为12个气候类型。
中央气象台采用三级指标 将全国划分为9个气候带和1个高原气候区域（1966）
气候带
≥10℃天数
≥10℃积温
最冷月平均气温
备注
Ⅰ寒温带 Ⅱ中温带
Ⅲ暖温带
Ⅳ北亚热带
﹤100 100-171
171-218
218-239
﹤1 600℃ 1 600℃至3 200-3
400℃
3 200—3 400℃ 4 500-4 800℃
4 500-4 800℃ 3 500-4 000℃
﹤－30℃ －30℃至－16
• 也有人指出，无论干扰怎样定义，它都强调干扰和干扰对 象的结构状态及动态变化密切相关，并进而得出干扰是能 够改变景观组分或生态系统结构、功能的重要生态因素， 并且是促进种群、群落、生态系统及整个景观生态变化的 驱动力。
• 在景观生态学中，干扰因其普遍存在和重要性而一直受到 重视，但对这一明显的生态过程的定义至今尚没有形成统 一的认识。
• 在景观中，地貌的作用有以下3点：
生态学中的生态景观格局分析
生态学中的生态景观格局分析在生态学中，生态景观是一个重要的研究领域。
生态景观与生态系统紧密相关，是指一定地理空间范围内由多种生态系统组成的集合体。
其中包括土地利用类型、结构、分布、面积、相互联系和相互作用。
这些景观元素的组合形成了特定的景观图案和空间分布格局。
了解生态景观的格局特点对于生态环境保护和管理具有重要的理论和实践意义。
一、生态景观格局的概念生态景观格局是指在地球表面上的各种生态系统在时间和空间上的特定配置、大小、形态和空间关系。
生态景观格局是生态景观的可视性表现，也是生态环境空间图式的集合体现。
生态景观格局包括以下内容：（1）土地利用类型：指地块用途分类、用地类型的数量和比例；（2）景观结构：在空间层次上，指景观元素间的形成形态、数量、面积、长度和宽度等方面的特征表现；（3）景观分布：是指景观类型在空间上的分布规律，包括加权面积、平均片段面积、分形维数、内聚力、离散度等；（4）景观面积：是指地区内某一景观类型所占的面积百分比，是分区地学分析的基本依据；（5）景观连通性：是指各类景观之间的相互联系和相互影响，包括景观元素的相对位置和距离、网络水平、纵向渠道等。
二、生态景观格局分析的意义生态景观格局是研究生态系统空间分布规律和生态过程的重要方法。
研究生态景观格局有助于加深对生态系统结构和功能的认识，对环保部门和政府决策具有重要参考价值，也有助于推进生态环境保护和资源管理工作。
（1）生态环境修复：生态景观格局分析有助于鉴定生态问题的病因，规划生态修复方案。
特别是在环境污染和生物多样性保护方面，生态景观格局是重要依据。
（2）资源管理与利用：生态景观格局分析可以帮助资源管理者制定可持续管理计划，合理利用资源；对于区域发展和决策也有重要意义。
（3）生物多样性保护：生态景观格局分析可用来评估景观多样性、结构和分布程度，引导建设生境及生态廊道，保障物种丰富度。
（4）景观规划：生态景观格局分析可指导景观规划，提高景观规划的生态适应性和科学性，促进城乡一体化发展。
景观生态学格局组描述
（4）景观格局分析中的误差问题
• 原数据收集过程引入的误差：技术方法 本身和与观察者有关的种种原因造成。 • 数据处理和分类过程引入的误差： • 空间分析过程本身所引入的误差：各种景 观指数和空间统计学方法的局限性和非确 定性；采用这些方法的人的实际操作水平 和对结果的解译能力。
四、景观空间格局指数
（2）景观空间格局分析的步骤
• 1. 收集处理景观数据 • 2. 收集的景观资料数据化（数字化景 观） • 3. 选择适当的方法 • 4. 解释、综合分析结果
景观数量化的两种方法：矢量化数据和栅栏化数据
（3）景观格局的研究方法
1空间统计分析 2动态格局建模分析 3格局指数分析 • 为了确保数据的准确性，一致性，在景观格局的研究中， 单独应用于某一研究方法是不可取的。因为仅凭单个方法 不能完整的描述景观格局的变化，还有复杂的景观生态系 统和社会经济进程的内部特点 • 综合研究的方法包括实地观测，移动观测，遥感监测，实 验与模型模拟的相结合。这些方法对于推动景观生态学的 发展起到了重要作用
景观生态学报告
环规11-3 第3组
小组成员：
景观格局及景观生态学部分应用
一、景观格局的概念
二、景观格局的基本类型 三、景观格局分析的概念、步骤、方法、误 差 四、景观格局与景观指数
五、景观格局研究目的与未来发展方向
六、景观生态学部分应用
一、景观格局(景观空间格局)的概念
一般是指其空间格局，即大小和形状 各异的景观要素在空间上的排列和组 合，包括景观组成单元的类型、数目 及空间分布与配置，它是景观异质性 的具体体现，又是各种生态过程在不 同尺度上作用的结果
空间自相关分析
• 景观格局的最大特征就是空间自相关性——被称为是地理 学第一定律，指在空间上越靠近的事物或现象就越相似， 即景观特征或变量在邻近范围内的变化往往表现出对空间 位置的依赖关系。 • 若某一空间变量的值随着测定距离的缩小而变得更相似， 则这一变量呈空间正相关；若所测值随距离的缩小而更为 不同，则这一变量呈空间负相关；若表现出任何空间依赖 关系，则这所测值变量表现出空间不相关性或空间随机性
景观生态学Chapter 3 景观格局的成因和功能
(二) 如何判定Patch ？
怎样进行判断？ 1). 相对面积：相对面积远小于50% 2). 连通性：连通性低、分散的组分 3). 控制程度：在目前景观中处于非重要位臵
景观斑块的特征及其组合形式
(三) Patch的形状
斑块是形状对事物的扩散和觅食具有重要作用。例：
通过林地迁移到昆虫或脊椎动物，或飞越林地鸟 类……。因此，斑块是形状和走向对动植物在景观中 扩散起着至关重要的作用
景观内的其他组分被廊道分割，同时又被廊道所连接。
廊道的特征和功能
分类：
– 按成因：干扰型、引入型、残留型、再生型、环境资 源型
– 按组成内容：道路、河流、防护林带 特征：宽度、组成、内部环境、形状、连续性等。 功能：双重作用:将景观分离、将景观连接 1. 运输：公路、铁路、运河、输电线等 2. 保护：长城、围墙、林带等 3. 资源：走廊地带野生动物丰富、植物种类较多
各 种 斑 块 的 形 状 及 其 优 缺 点
各 种 斑 块 的 形 状 及 其 优 缺 点
(四) Patch 的种类
斑块的主要成因机制或起源主要包括环境异质
性 (Environmental heterogeneity) 、 自 然 干 扰
(natural disturbance)和人类活动(见P31)
景观的空间格局，是大小、形状、属性不一的景观空间 单元(斑块)在空间上的分布与组合规律
景观格局分析的目的：
在看似无序的的景观中
发现潜在的有意义的秩
序或规律
二、制作景观结构图
(一) 制图的信息源
(二) 制图单元 (三) 制图步骤
(四) 制图的作用
(一 ) 信 息 源
专项地图
1. 专项地图
景观生态学-4格局与过程
景观生态学-4格局与过程景观生态学是一个关注人类与环境相互作用的学科，其研究对象不仅包括自然生态系统，还包括人工生态系统和不同尺度的景观空间。
景观生态学的研究方法和角度主要分为两个方面：格局和过程。
格局是指景观空间的空间结构、组织、形态和分布，描述了景观的形状、大小、分布和连接方式。
景观格局的特点和变化对生态系统功能和生物多样性产生着直接或间接的影响。
在景观格局中，联结性是一个重要的特征。
景观联结性指各个空间要素间通过生态过程的连通程度。
高连通性的景观可以促进物种迁移和种群扩散，降低遗传分化和物种灭绝的风险。
反之，低连通性的景观使得物种无法迁移和扩散，导致物种灭绝和生态系统崩溃。
景观连通性的维护可以通过提高景观的空间复杂度来实现。
景观复杂度指景观中要素间空间关系的多样性和复杂程度。
提高景观复杂度可以增加景观内部的空间异质性，增强生态系统的适应性和稳定性。
相反，降低景观复杂度会降低生态系统的稳定性和弹性，提高对外部干扰的敏感程度。
在景观格局中，景观斑块大小和分布格局也是重要的因素。
斑块大小对物种领域分布、头数大小和维持时间有着重要影响。
斑块的分布格局直接影响物种在景观中的连通程度。
一般来说，大面积、集中分布的斑块会提高物种的连通程度，增加物种迁移和扩散的可能性。
所谓的过程，是指景观中在空间中发生的生态作用，包括物质、能量和信息传输以及地管理作用。
生态过程是指物种在景观空间中的交互作用，包括食物链、捕食和繁殖等过程。
能量和物质循环是景观生态系统维持的重要过程。
通常将景观生态系统中的生态过程分为两类：小区域过程和大区域过程。
小区域过程是指在景观中小面积内发生的相对封闭的生态过程。
典型的小区域过程包括物种之间的关系、食物链的关系和生态圈中微生物的生物地理和化学作用。
大区域过程是指在大规模景观空间范围内发生的宏观生态学过程，例如物种迁移、鸟类迁徙和气候变化。
大区域过程对小区域过程有重要影响，因为大区域过程决定了物种的来源和去向以及其生态系统中的连通性。