景观生态学讲义.docx

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1、景观生态学讲义整个地球的生态完整性都将取决于我们对景观的结构、功能和变化的理解和尊重——R.富尔曼1景观生态学定义无论是动物个体、生态系统或者经济系统都存在三个共同的基本特征：结构、功能和变化。过去的功能产生现在的结构，现在的结构决定现在的功能，现在的功能产生未来的结构，是一个无穷无尽的反馈环。对景观的研究也必须从结构、功能和变化入手。1.1景观的定义景观一词最初来自德语Landschaft，在法语中是Paysage，英语中是landscape，有风景、景色的意思。是一个空间异质性的区域，由相互作用的斑块(patch)或生态

2、系统组成，以相似的形式重复出现。由定义可知，景观是高于生态系统的自然系统，是生态系统的载体。生态系统是相对同质的系统，而景观是异质性（heterogeneity）的。1.2景观生态学的研究内容景观生态学着重研究景观的三个特征：（1）结构：具体生态系统或存在元素的空间关系，主要指与生态系统的大小、形状、数量、类型及构形相关的能量、物质和物种的分布。（2）功能：指空间元素之间的相互作用，即物质、能量、物种在生态系统间的流动。（3）动态：斑块镶嵌结构与功能随时间的变化。2景观结构景观由地面上各种相对同质的生态要素或单元（包括自然因

3、素或人文因素）组成。这些组成单元也叫景观元素（landscapeelement）。景观元素中最同质的部分又称为镶嵌物（Tessera），如拼花石子地面上的石子，是景观空间范围中可见的最小的同质单元。景观元素共包括三种类型，即斑块、廊道（Corridor）和模地（Matrix）。2.1斑块2.1.1斑块定义与特征斑块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。与周围地区有不同的物种结构和成分。斑块一般是物种的集聚地。景观中的斑块一般都存在四个方面的特征(1)每种群落类型的斑块数目;(2)每一个斑块的产生机理;(3)每一个

4、斑块的大小；（4）每一个斑块的形状。2.1.2斑块的类型与起源影响斑块起源的主要因素包括环境异质性、自然干扰和人类活动。根据起源可以将其分为以下几类。（1）干扰斑块（DisturbancePatches）由于局部干扰而产生。这些干扰包括如飓风、冰雹、雪崩、泥石流、虫害、森林砍伐、垦荒、围田、采矿等。干扰斑块是一种消失最快的斑块，他们的平均年龄最短，经过一段时间的演替可能变得与周围模地难以区别而消失。当然，干扰斑块也可由长期持续干扰形成，如一个重复放牧的牧场，演替过程持续不断地重复进行或重新开始，斑块也能保持稳定，持续较长时间

5、。（2）残存斑块（RemnantPatch）是在大范围干扰中残留下来的未受干扰部分。如在森林大火中被漏过的植被地段，免遭蝗虫危害的植被，都是残存斑块。动物残存斑块，如生活在温暖阳坡免遭严寒淘汰的鸟类，逃脱攻击性捕食动物侵袭的草食动物等。（3）环境资源斑块（environmentalresourcepatch）由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起的。如沙漠中的绿洲、冰川活动流下的泥炭地。由于环境条件或斑块资源不同，斑块中的生物也不同于周围模地。与前两类斑块不同的是，使斑块和模地分开的群落交错区（ecotone）或重叠区往往

6、不分明，可能很宽，形成一个逐步变化的梯度。（4）引进斑块（introducedpatch）当人类将生物引进一个地区，就产生了引进斑块。它有点类似干扰产生的小面积斑块（林窗上出现的新的群落）。新引进的物种包括动植物和人，都对斑块不断施加着重要影响。它是地球上存在最为广泛的斑块。最常见的有以下两种：A种植斑块（plantedpatch）是由人引进植物的斑块，如麦田、稻田、人工林等。B聚居地是受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一，包括房子、院落、农田建筑和比邻的周围环境。2.1.3斑块的大小要管理景观，就必须确定所需要的

7、斑块的最小面积是多少，最佳斑块面积是多少等问题。（1）斑块面积对能量和养分的影响一般而言，面积大小与斑块中的能量和矿物营养总量成正比。但也有边缘效应的情况（一般边缘地带动植物的生物量高于内部。这是野生动物管理中十分重要的原理之一）。由于一个小斑块的边缘/面积比大于大斑块，因此，小斑块单位面积的能量与物质不同于大斑块。大斑块比小斑块有更长的食物链，因为高营养级的种类对斑块大小最敏感。因此，一个拥有许多大斑块、并且环绕小斑块和廊道的边缘地带特别长的景观，将是拥有敏感的内部种和边缘种的野生生物宝库。（2）面积大小对物种的影响A岛屿

8、物种的多样性随岛屿面积的增加而增加，即S=CAZ，S代表多样性，A是面积，C是比例常数；参数z是logA对logS回归线的斜率，代表值是0.18-0.35。大致的规模是：面积增加10倍，物种增加2倍，面积增加100倍，物种增加4倍，而面积增加1000倍，物种的数量增加8倍，即面积每增加10