景观结构和空间格局.
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。
景观生态学第四章总结
`景观生态学中 景观生态学中，一般将景观中景观要素的类型、分类属性及其数量关 般将景观中景观要素的类型 分类属性及其数量关 系特征称为景观结构。
`景观中景观要素在空间上组合配置关系及其变化规律称为景观空间格 局。
`景观结构模型 景观异质性 景观空间格局``` `1 斑块 1、斑块 斑块是在外观上不同于周围环境的非线性地表区域，具有相对同质性， 是构成景观的基本结构和功能单元。
`景观生态学研究中更注重作为生态系统的有生命的斑块 一般指动植 景观生态学研究中更注重作为生态系统的有生命的斑块， 般指动植 物群落。
` `斑块的起源和类型 --环境资源型斑块:自然环境资源的空间异质性或镶嵌分布而形成的 斑块。
` `--干扰斑块：局部干扰形成的斑块 --残存斑块：大面积干扰后残存下来的局部未受干扰的自然或半自然 斑块。
`--引入斑块：由人类有意或无意将生物引进一个地区而形成的或者完 全由人工建立和维护的斑块。
全由人工建立和维护的斑块` `斑块大小 斑块大小： ---斑块大小的意义：斑块大小与生物多样性、斑块大小与生境适宜 性、斑块大小与边缘效应` ` ` `---斑块大小的测度 斑块形状： ---斑块形状的意义：斑块形状影响生物多样性 斑块形状的意义：斑块形状影响生物多样性 ---斑块形状测度`` `斑块的尺度性和相对性：---采用不同的尺度研究景观时，斑块的划分结果可能不同 ---斑块的相对性`` ` ` ` ` ` `斑块的其他生态特征---斑块的可感知性 斑块的可感知性 ---斑块的内部结构 ---斑块的相对均质性 斑块的相对均质性 ---斑块的动态性 ---斑块的尺度性和生物依赖性 斑块的尺度性和生物依赖性 ---斑块等级系统 ---核心等级水平与斑块敏感性 核心等级水平与斑块敏感性` `2 廊道 2、廊道 廊道是不同于两侧本底的狭长地带，可以看作是一个线状或带状斑块。
`廊道的起源：廊道的产生机理与斑块相同，与斑块的起源和成因相类 似。
!!园林生态学(带答案)09.03复习题
景观生态学复习资料09年4月一、名词解释景观：是由一个不同生态系统组成的镶嵌体。
景观生态学：是1939年德国生态学家特罗尔提出的，是地理学和生态学交叉的产物，是研究景观的结构功能和变化及景观的规划管理的学科。
景观结构：在景观生态学中一般将景观中景观要素的类型、分类属性及其数量关系特征称为景观结构。
景观功能：指的是不同景观要素之间的能流、物质流和物种流。
景观动态：景观的结构和功能随时间而发生的变化。
尺度：是对研究对象在空间上或试剑石的测度。
幅度：指生态系统可被改变并能迅速恢复原来状态的程度。
粒度：指组成景观镶嵌体的景观要素斑块的平均大小极其分异程度。
等级结构（等级系统）：自然界是一个具有多水平分层等级结构的有序整体，在这个有序整体中，每一个层次或水平上的系统都是由低一级层次或水平上的系统组成，并产生新的整体属性。
内部种：一些需要稳定而相对单一环境资源条件的内部物种。
外部种（边缘种）：一些需要多种环境资源条件或适应多变环境的物种，主要分布在边际带。
斑块：在外貌上与周围地区有所不同的一块非线性地表区域。
廊道：与本底有所区别的一条带状土地。
本底：范围广，连接度最高并且在景观功能上起着优势作用的景观要素类型。
斑块的形状系数：是实现斑块周长与相同面积圆形斑块周长之比的面积加权平均值。
景观破碎化：是景观变化的一种重要表现形式，更多的用来描述自然植被景观的变化和作为大型生物生境景观的变化。
景观的孔隙度（孔性）：指单位面积本底中的斑块数目。
斑块密度：指单位面积本底中的斑块数目。
廊道密度：廊道在本底中的数量。
景观多样性：指生物圈内栖息地、生物群落和生态学过程的多样性。
景观空间格局：景观要素在景观空间内的配置和组合形式，是景观结构与景观生态过程相互作用的结果。
景观异质性：由景观的多样性和景观要素的空间相互关系共同决定的景观要素属性的变异程度。
景观空间异质性：是由景观要素类型的数量和比例、形状、空间分布及景观要素之间的空间邻接关系所决定的空间不均匀性。
景观的结构和格局
社会价值
休闲与游憩
景观提供了丰富的休闲和游憩资 源，满足了人们亲近自然、放松
身心的需求。
生态教育
景观作为生态教育的生动教材，可 以让人们了解自然规律、生态系统 和环境保护知识。
促进地方经济发展
优美的景观可以吸引游客和投资， 促进地方旅游和相关产业的发展， 提高经济活力。
04
景观的设计与规划
景观规划的原则
3
大尺度
关注整个地球或大地理区域，如气候变化、地貌形态等。
中尺度
关注较大范围的环境，如城市、流域、海岸线等。
小尺度
关注较小范围的环境，如公园、庭院、街道等。
景观的空间格局
景观的空间组成
包括自然要素和人文要素，如山体、水体、植被、建筑物等。
景观的空间配置
各要素在空间中的分布、排列和组合方式，如对称、均衡、重复等。
生态优先原则
在规划过程中，优先考虑生态系统的保护和恢 复，确保景观的可持续发展。
文化传承原则
尊重和保护地方文化和历史，将文化元素融入 景观设计，增强景观的文化内涵。
整体优化原则
从整体角度出发，综合考虑景观的各个组成部 分，实现景观整体的最优化。
景观设计的要素
地形地貌
利用和改造地形地貌， 塑造景观的续利用
合理利用资源，实现资源的可持续利用，如水资源、土地资源等。
绿色发展
推动绿色发展理念，减少对环境的负面影响，实现经济、社会和环 境的协调发展。
生态旅游
发展生态旅游，促进经济可持续发展，同时保护生态环境和文化传 承。
THANKS
03
景观的功能与价值
生态功能
生物多样性保护
景观结构能够提供多样化 的生态环境，为各种生物 提供栖息地，有助于保护 生物多样性。
第二讲景观-景观要素与结构
• 物种多样性的面积大小影响只是一个方面， 还涉及许多其他因素：
• 陆地斑块属于生境岛屿，其斑块的物种多样 性还与景观格局和过程相关： ：S＝f (＋生境多样性, ±干扰,＋面积，＋年 龄, +基质异质性，－隔离, －边界的不连续性)
斑块大小对物质“源”“汇”的影响
• 水域面积与水质污染关系-“汇”作用； • 城市规模与热量关系-“源”作用； • 森林面积与水土保持关系-“汇”作用
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。
动态控制 例如：原始林采伐烧地、农田与林网
2 基质的变迁与景 观功能改变
与本底有所区别的一条带状土地,可以看作 是一个线状或带状的斑块. 例如:树篱、 公路 1 廊道类型与作用
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 （4）.观赏：古代曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的 苏堤
S-多样性 A-面积 C-比例常数 Z-一般为0.18~0.35
种
的 S=CAZ
丰 富 度
面积
大致的规律是面积增加10倍，物种增加2倍； 面积增加100倍，物种增加4倍； 原生生态系统保存10%的面积，将有50% 的物种保存下来。如果保存1%的面积，则会有 25%保存物种被保存。
面积大，维持高物质、能量的能力 较强，景观异质性高，生境多样性 高，维持物种多样性能力大。－保 护区设计基本原则。
景观斑块的属性特征
06E第四章 景观结构—景观空间格局
２）网络型
在网络状景观中，廊道密度、宽度、连 接度、环度、网眼大小以至结点的大小 和分布是反映景观格局特征的基本参数， 它们对各种生态过程起着重要影响。
３）交叉指状型
④平面格局：用于确定斑块大小、形状、 边界以及分布的规律性；
⑤立体格局：用于确定生态系统在景观三 维空间上的分布。
二、景观构型的确定
1. 线形法：基于信息论，用一条横跨线 描述和直接比较景观结构。
2. 网格法 将网格置于研究区域，记录每一方格内 景观要素的出现或缺失情况，然后用尺 寸逐渐增大的“窗口”沿方格的内部移 动，运用信息论和其它方法就这类数据 进行描述和验证
景观结构镶嵌性原理：景观是由不同景观 元素（斑块、廊道、基质）镶嵌组成的 一个整体，不同的景观元素集合会构成 不同的景观镶嵌格局，并进而影响着生 态流在景观中的运动或流动。
景观系统的整体性与异质性原理
景观整体性，指景观是由不同生态系统或 景观要素通过生态过程而联系形成的一 个复杂系统，具有功能上的整体性和连 续性。
一、景观空间格局构型分类
1. Forman的景观格局基本类型 2. 按景观结构特性的景观格局分类 3. 肖笃宁的 景观格局分类 4. 傅伯杰的景观格局分类
１. Forman和Gordon将景观格局分为：
①均匀分布格局:指某一特定类型景观要素间的距离相对一 致；
②聚集型分布格局:例如在许多热带农业区，农田多聚集在 村庄附近或道路的一端；在丘陵地区，农田往往成片分 布，村庄聚集在较大的山谷内；
进行景观格局分析时，必须注意：
①明确研究对象的具体单元和这些 单元的具体性质；
景观生态学复习(前四章)
1、 景观生态学的主体来源是什么主体来源为地理学上的景观学和生物学中的生态学。
2、 什么是景观景观具有哪些基本的特征景观：由一组以类似方式重复出现的，相互作用的生态系统所组成的异质性陆地区域。
（福尔曼&戈德伦）特征：A 、是一个生态学系统 B 、是具有一定自然和文化特征的地域空间实体C 、是异质生态系统的镶嵌体D 、是人类活动和生存基本空间E 、具有经济、文化、生态、美学观赏、科研等多种价值5、什么是景观生态学景观生态学包括哪些主要研究容景观生态学：以景观为研究对象，以人与自然协调为指导思想，重点研究景观的结构、功能和变化，以及景观的科学规划和有效管理的一门宏观生态学科。
景观生态学的研究容（1） 景观结构：研究景观的组成与空间格局特征。
如各生态系统或景观要素的大小、形状、数量、类型、空间构型等特征，能量、物质和物种在景观中的分布状况（2） 景观功能：研究景观要素（生态系统）间的相互作用过程与机制。
即能量、物质和生物有机体在景观中不同生态系统之间的流动过程及其与景观结构、干扰等之间的关系。
（3） 景观动态（变化）：研究景观结构和功能随时间的变化及其机理。
具体地讲，景观的组成成分、形状和空间排列方式，能量、物质、生物有机体在不同生态系统之间的分布状况的变化，由此导致能量、物质、生物有机体在不同生态系统之间的流动过程的变化。
（4） 景观规划与管理（景观生态分类、景观生态评价、景观规划设计方案实施、景观生态规划设计）8、景观生态学首先在哪里形成目前主要有哪些学派各学派有哪些主要特点首先在东欧和中欧形成19世纪中叶，近代地理学的奠基人德国地理学家洪堡，提出了 “景观是地球上一个区域的总体”，研究地球上自然现象的相互关系。
为景观生态学产生作了准备。
1939年德国著名的地植物学家Troll （特罗尔），提出并采用了“景观生态学”一词，认为景观生态学是地理学的（景观学）和生物学的（生态学）的产物。
（标志着景观生态学的诞生）20世纪70年代，荷兰佐讷维尔德和以色列纳维将欧洲景观生态学的起源、背景、历史及主要论点作了系统的总结和发展，标志欧洲景观生态学的形成。
第四章 景观结构和空间格局
聚居地(residential)：指由人为建筑活动造成的 建筑物和其他设施组成的斑块。包括房屋、院落和毗邻的
周围环境。
▲聚居地含4种不同类型的生物：人、主动引入的动植物、
不慎引入的有害生物和从异地移入的本地种。
第四章 景观结构和空间格局
研究景观，需要认识： ①结构——不同生态系统或景观要素的空间关系。指与生态 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——景观要素间相互作用。即生态系统组分间能量、 物质和物种流。 ③动态——景观镶嵌结构与功能随时间的变化。 注意：景观结构是景观功能的基础，是景观生态学的基 础研究内容。
2）河流廊道
沿河流分布与周围基质不同的植被带。完整的河流廊道由水道、 河床、河岸植被组成。河岸植被由于具有特别重要的功能，被认为 是最需要保护的景观元素。
4.廊道的结构特点
廊道结构特征用曲度、连通性、结点、宽度和间断区 以及横向结构等来反映。
曲度(Curvilinearity)：廊道中两点间的实际距离与它们之间的
4. 斑块的动态与持久性
（ dynamics and persistence）
斑块的动素。 起源类型 disturbance patch remnant patch
environmental patch
成因 干扰 干扰 环境的异质性 天然更新 人工引入
1. 廊道的起源
1）起源类型：
干扰廊道：道路、动力线，带状采伐 残存廊道：采伐保留带，为动物迁徙保留的植被带 环境资源廊道：河流、山脊线谷底动物路径 种植廊道：防护林带、人工树篱 再生廊道：沿着栅栏、城墙自然长出的树篱