景观生态系统

斑块-廊道-基地模式
• 景观的结构单元不外乎3种，斑块 （patch），廊道（corridor）和基底 （matrix）； • 斑块:泛指与周围环境在外貌或性质上不同， 并具有一定内部均质性的空间单元； • 廊道：是指景观中与相邻两边环境不同的 线性或带状结构； • 基底：是指景观中分布最广、连续性最大 的背景结构；
空间异质性和斑块性
• 空间异质性（spatial heterogeneity）：是指生 态学变量在空间上的不均匀性及复杂程度；空 间异质性是空间斑块性和空间梯度的综合反映； • 斑块性强调斑块的种类组成特征及其空间分布 与配置关系，比异质性在概念上更具体一些； • 空间异质性依赖于景观尺度（粒度和幅度）， 粒度和幅度对空间异质性的测量和理解有重要 影响； • 空间异质性是自然界最普遍的特征，也是景观 生态学研究的核心所在；
第二节 景观生态学中 的一般概念和理论
• 研究范围越大，景观粒度分辨率越低； • 研究时间越长，景观时间粒度分辨率 越低；
• 景观大尺度—地图小比例尺—低分辨率； • 景观小尺度—地图大比例尺—高分辨率； • 尺度推译（scaling）——尺度转换：尺 度上推（scaling up），尺度下推 （scaling down）；
常用遥感信息源
• 航空照片（航片）：包括黑白航片 和彩色航片，比例尺一般在1：2万 ￣5万； • 卫星照片（卫片）：陆地资源卫星 航片，分辨率一般30￣80米；法国 的SPOT地球观测卫星照片分辨率可 达10米；气象卫星信息，分辨率一 般为400米左右；
新 疆 阜 康 市 及 周 边 地 区
塔 克 拉 玛 干 沙 漠 公 路
第十四章
景观生态学系统
第一节：景观和景观生态学； 第二节：景观生态学中的一般概 念和理论； 第三节：景观生态学的研究方法 和应用； 第四节：景观生态学的应用；
第一节 景观和景观生态学
• 景观（landscape）：可概括为狭义景观和 广义景观两种； • 狭义景观:指几十公里到几百公里范围内， 由不同生态系统所组成的、具有重复性格 局的异质性地理单元； • 广义景观：包括从微观到宏观不同尺度上 的，具有异质性和斑块性的空间单元；广 义景观概念强调空间异质性，景观的绝对 空间尺度随研究对象、方法和目的而变化；
地理信息系统（GIS）
什么是地理信息系统？ • 收集、储存、转换和展示地理空间 数据的一种计算机软件系统； • 地理信息系统已经发展成为非常成 熟的、应用非常广泛的计算机技术； • 地理信息系统已成为景观生态规划、 生态系统管理的重要手段；
GIS Components
• • • • • Hardware SoftwarБайду номын сангаас Data Methods People
格局、过程、尺度
空间异质性和斑块性 景观结构 景观连接度
景观功能 等级理论 斑块动态
景观动态 人类活动和影响
第二节 景观生态学中 的一般概念和理论
• 格局（pattern）：是指空间格局，广义的讲， 它包括景观组成单元的类型、数目以及空间 分布与配置；例如种群空间分布呈随机型、 均匀性、和聚集性分布； • 过程(process)：是指生态学过程；例如种群 动态、种子或生物体传播；群落演替、物质 循环、能量流动等； • 尺度（scale）是指研究某一物体或现象时所 采用的空间或时间单位；尺度往往以粒度 (grain)和幅度(extent)表示；
景观结构分析的数量方法
（一）景观指数： • 景观相对丰富度指数：表征景观中 斑块类型多少的一个景观指数； • 景观多样性指数：表征景观中斑块 类型以及分布均匀程度的指数； • 景观聚集度指数：反映景观中不同 斑块类型的非随机性或聚集程度；
景观结构分析的数量方法
（二）其他分析方法： • 空间统计学方法； • 地统计学方法； • 各种统计学方法主要用于景观空间 格局分析和时间序列变化； • 这些分析方法的本质是描述景观空 间格局分布特征以及变化规律；
景观生态学发展简史
• 20世纪30年代起源于东欧和中欧； • 1939年德国区域地理学家TROLL创造了景 观生态学一词； • 前苏联生态学家发展的生物地理群落学与 欧洲早期景观生态学相似； • 欧洲景观生态学的一个重要观点是强调整 体论和生物控制论； • 景观生态学在20世纪80年代在北美兴起；
廊道
基底
斑块
斑块-廊道-基底模式
第二节 景观生态学中 的一般概念和理论
• • • • • • 种-面积关系和岛屿生物学理论； 边缘效应； Meta-种群理论； 景观连接度、渗透理论和中性理论； 等级理论； 斑块动态理论；
第三节 景观生态学 的研究方法和应用
• 遥感：利用航空照片和卫星影象进 行景观生态学研究；
斑块-廊道-基底模式
• 景观结构单元的划分是与观察尺度相联 系的；斑块、廊道和基底的区分是相对 的。 • 在任一尺度上，景观结构模式都表现为 在基质背景上分布有线、条状廊道连接 的各种斑块； • 斑块-廊道-基底模式是景观生态学结构 的基本模式；在不同景观尺度、不同景 观结构单元上都表现为相似结构模式；
景观生态学的定义
• 景观生态学（landscape ecology） 是研究景观单元的类型组成、空 间配置及其与生态学过程相互作 用的综合性学科； • 强调空间格局、生态学过程与尺 度之间的相互作用是景观生态学 研究的核心所在；
景观生态学的研究对象和内容
1、景观结构：即景观组成单元的类型、 多样性及其空间关系； 2、景观功能：即景观结构与生态学过 程的相互作用或景观结构单元之间 的相互作用； 3、景观动态：即景观在结构和功能方 面随时间推移发生的变化；
景观模型
（一）景观格局变化的概率模型：研 究景观空间结构变化数学模型，最 常用的是基于马尔柯夫过程的景观 概率模型； （二）景观格局-动态过程模型：考虑 空间格局和生态学过程之间的相互 关系，将一个景观内状态变化与相 邻景观的净交换作用综合运算；
第四节 景观生态学的应用
• • • • • 土地规划、管理； 保育生态学； 景观规划、生态规划； 自然资源管理； 城市规划及设计；
What Is Remote Sensing?
• Spatial data from an aircraft or satellite • Data obtained at a distance • Aerial photos • Satellite images from Landsat 5 or 7
第二节 景观生态学中 的一般概念和理论
• 空间粒度：景观中最小可辩识单元，例如 长度、面积、体积； • 时间粒度：现象或事件发生（或取样）频 率或时间间隔；； • 空间粒度的例子：不同卫星照片，航空照 片，光学照相机，不同数码相机等； • 时间粒度的例子：不同取样时间，冰岩芯， 湖底（或海底）沉积层，树木年轮等；
生态学干扰
• 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 的物理作用或事件； • 干扰可直接影响生态系统的功能； • 生态学干扰在概念上不同于生理学意义上 的胁迫（影响生物体的生理代谢）； • 常见的干扰事件：森林（草原）火灾，森 林风灾造成林窗，开荒毁林、草地等； • 离散性干扰；扩散性干扰；
人文地理 土地利用 政策
功能生态学
欧洲景观 生态学 政治
景观规划
社会学
欧洲景观生态学
空间格局分析
现代景观 生态学
北美景观 生态学 资源管理
数学模型
地理信息系统GIS
景观生态学研究范畴
• 景观生态学是生态学的一个重要层次； • 景观结构、功能、动态以及它们之间的相互 依赖、相互作用关系； • 空间异质性或格局的形成及动态； • 空间异质性与生态学过程的相互作用； • 景观的等级结构特征； • 格局-过程-尺度之间的相互关系； • 人类活动与景观结构、功能的反馈关系； • 景观异质性（或多样性）的维持和管理；
λIR- λ R 标准化植被差异指数NDVI= ————— λ IR+ λ R • 可确定各种景观单元的边界，分析各种 景观单元的特征；监测景观动态变化；
第三节 景观生态学 的研究方法和应用 遥感资料在景观生态学中的利用： 1、植被和土地利用分类； 2、生态系统和景观特征的定量化； 3、景观动态以及生态系统管理；