第四章 景观结构和空间格局

▲种植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。如果不进行管理，基质中的物种将侵入引发演替．导 致斑块与基质融合。
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
2）廊道的持续性
与形成机理有关。环境资源廊道（河流）相对持久， 而带状采伐廊道则是短暂的；影响廊道持续性的另一因素 是人的维护。
C. 残存斑块(remnant patch): 指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。 如火烧、虫害、水淹等可能产 生残余斑块，典型例子为火烧 后残留下的小片植被。 特点：成因来自天然或人为干 扰；周转率较高；基质物种迁 入残余斑块，之后物种增加时 期被物种灭绝时期所替代，最 终与基质融合。
结点在管理与规划中非常重要。 如河流急转弯的凹面常出现一 片泛滥平原，两条公路交叉处的重叠植被。
宽度：对沿廊道或穿越廊道的物种迁移及物质能量流 有重要意义。 高度对比：高于环境的廊道对环境的影响较大、而低 于环境的廊道受环境的影响较大。 狭点(narrow)：指廊道中的狭窄处。狭点影响物种或 物质的运动。 廊道结构：从横断面看一般由一个中央区和两侧的边 缘区构成。
三.基质（matrix）
景观中的背景地域。在景观中，面 积最大、连接性最高、起控制作用的景 观要素类型。控制景观动态是基质的最 根本特征。
1. 判别基质的标准
1）相对面积：某一类景观要素面积占景观总 面积的比例。景观中某一类景观要素面积最 大，占景观总面积的50％以上，甚至超过其 他各类要素面积总和． Q：在异质性很强的镶嵌景观中，任何一种景 观要素的面积都不会超过50％，那么应如何 确定基质的判定标准？
自然演替方向 进展演替 退化—恢复 稳定 进展 不定
变化速度 快 快 慢 快 较快
regenerated patch introduced patch
5.景观斑块的组合形式
6. 斑块类型（Patch Types）
在不同的景观中，依据研究的需要，斑块类型有不同 的划分方法。 斑块划分的依据：
斑块的面积 群落类型 地形特征 斑块的外貌特征 景观的类型
西双版纳乡居景观结构
聚居地属人造斑块，其存在取决于人的管理强度 和持续时间，不稳定性显著。而且聚居地中城市 和乡村差异很大。城市及其郊区范围较大，成为 城市景观；而小城镇、村舍、乡村居民点则为乡 村景观中的聚居地斑块。 解释：引入斑块实质是一种干扰斑块。但因其分 布面积广量大，遍及全球，故单独划为一类。
直线距离之比。曲度对沿廊道的移动影响较大。一般而言，廊道 曲度越小，移动距离越短，阻力越小，移动速度越快。
连通性(Connectivity)：指廊道的连续程度。一般以单位长度
廊道中断数量来度量。廊道有无间断是通道作用和阻隔作用的重 要因素。
结点(nodes)：指两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。
2）连通性：当一种景观要素类型完全连通，可确定为基 质。 解析：当两种景观要素面积相当时，连通性较高的类 型，或者当景观中的某一要素（线性或带状要素）连接 较为完好，并环绕所有其他现存景观要素时，均可判定 为基质。如具有一定规模的树篱等。 有时，相对面积标准会与连通性标准矛盾。
3）动态控制作用：指对景观的动态变化的起点、速度、 方向起主导和控制作用。从生态意义上看，对景观的 动态控制作用是判断景观基质最重要的标准。
D. 引入斑块(introduced patch)：指 由人类有意或无意将生物引进一个地 区而形成的，或完全由人工建立和维 护的斑块。 如种植园、作物地、高尔大球场、居 民区绿地等人工生态系统。
种植斑块(planted patch):指自然植被景观中由人类种 指自然植被景观中由人类种 植活动形成的斑块。
斑块大小的意义
大斑块存在内部环境，边缘物种和内部物种能够共 存，因此（比小斑块）包含更多物种 ； 其次，营养级位序较高的物种数量以大斑块高于小 斑块。但是研究表明：影响物种数量更重要的因素 是大斑块具有更高的生境多样性。
岛屿斑块物种多样性
岛屿斑块物种数量： S = f ( +habitat diversity, - disturbances, + area, - isolation, + age) 陆地斑块物种数量： S = f ( + habitat diversity, + (-) disturbances + area, + age, + matrix heterogeneity, - isolation, - boundary discreteness ) 变量顺序表示影响重要程度 + - 号表示正影响和负影响
景观是由景观要素即斑块、廊道和基质组成的异 质性区域。各要素的数量、大小、类型、形状及 在空间上的组合形式构成了景观的空间结构。 分析量化景观镶嵌格局，进而分析景观的生态过 程，研究格局与过程间相互作用、相互影响的机 理，首先应认识分析景观的空间结构单元。
本章教学内容
1. 景观结构模型 2. 景观异质性 3. 景观空间格局
2. 斑块大小
斑块大小：指斑块规模(patch size)或面积。 影响斑块内部生境、斑块与基质或其他斑块间的物种、 物质和能量交换流动等多种生态过程。 影响物质与能量的分布： 一般斑块内的物质、能量与斑块面积大小呈 正相关，但并非线性。斑块内部和边缘在物质和 能量储存上存在差异，小斑块的边缘比例高于大 斑块。
景观空间格局图示：斑块－廊道－基质的组合
第一节 景观空间单元
一.斑块（Patch） 斑块：指与周围不同的相对均质的宽阔区域， 在斑块内部呈现微小的异质性，并以相似的形 式重复出现。 实际上，该定义强调斑块的空间非连续性 和内部均质性。广义地，斑块或有生命的或无 生命的；而狭义地，斑块是指动植物群落。
特点：斑块中的生物不同于周围的基质；由于自然环境资
源的空间分布格局具有相对稳定性，斑块寿命较长，周 转速率很低，斑块与基质间的生态交错区可能很宽 。
B. 干扰斑块
(disturbance
patch)：指 ：
由于基质 内局部干 扰而形成 的斑块。
如，飓风、冰雹、雪崩、泥石流、病虫害、火灾、 动物践踏与取食，树木枯死等自然干扰都会造 成干扰斑块；森林砍伐、垦荒、围田、采矿等 人类活动亦可造成干扰斑块。 特点：通常消失得最快，平均年龄最短，周转速 率(turnover rates)最高 。
解析：若前两标准都相当时，需要理论模型或进行野外观测，判断 某一景观要素对景观的动态控制程度。 一般控制程度高的元素处于扩展状态。 在实际判定基质时，可将三 个标准结合起来使用。具体计算全部景观要素类型的相对面积和 连接度水平，进行判定。 虽然，判别基质非常重要，但并不是所有景观都存在基质。
与隙孔 斑度隙 块。度斑 : 大它 块 小是单在 无基位基 关质面质 。中积中 斑的称 块斑为 密块孔 度数。 的目 量称 度为 。孔
2. 廊道的功能
廊道分割景观，同时景观又被廊道联系在一起。即廊道的双重作用－ 对物种的迁移和过滤作用。 如河流是许多鱼类和其他水生生物的迁移通道，但又阻碍一些 陆地生物和人类的迁移；又如高速公路的作用。 廊道还可成为某些物种的栖息地，对周围环境构成影响源。
功能
运输: 铁路、公路、输电线、林间小道、动物迁移保留廊道 阻隔、过滤: 道路、石墙、栅栏、河边植物带、防火林带 物种源汇: 树篱、采伐保留带 特殊生境: 河流、树篱 资源或产品：树篱、人工林带 观赏：曲径通幽、颐和园的长廊、西湖的苏堤
3. 斑块形状：影响边缘与内部生境的比例， 从而影响物质、能量和物种分布
斑块形状变化：从狭长形到圆形，从平滑边界到回旋边界。 分析斑块形状旨在认识物种分布的稳定性、扩展、收缩和 迁移的趋势，甚至推断物种的迁移路线。 斑块形状（S）用斑块边界实际长度（L）与同面积（A） 圆周长的比值来表示。即：
斑块大小与边缘效应：斑块间物质交换或能量流动随边缘 的增加而增大，此现象称为“边缘效应”表现之一。 一般地，斑块越小，单位面积斑块的边缘长度越长，斑块 越易受到外围环境或基质的干扰，斑块与周围其他景观要 素间物质交换越强烈，斑块的稳定性越差。 所以，采用斑块内部面积与边缘面积的比率（内缘比）反 映斑块的特征。
S =
L 2 A
环状斑块与半岛斑块