景观生态学-4格局与过程

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1、景观生态学郑景明郑景明林业楼林业楼4024021861204197118612041971zhjmbjfu@gmail.comzhjmbjfu@gmail.com1第四讲：景观格局与过程第四讲：景观格局与过程一、景观格局的含义二、常用的景观格局指标三、景观中的生态流四、格局与过程的关系2一、景观格局的基本概念一、景观格局的基本概念景观是一个生态空间实体，景观要素的相邻性是理解空间格局的重要概念。31.11.1景观的特点景观的特点景观是一个等级系统，并具有空间异质性特征。景观等级系统：斑块-类型-景观景观异质性：在一个景观区域中，景观元素类型、组合、及属性在

2、空间或时间上的差异程度，主要指空间异质性。镶嵌格局对斑块的功能及变化的影响比斑块内的特征对它们的影响更大。景观的格局特征：–组成（丰富度；多样性）；–构型/结构（大小分布；扩散性；对比度；形状复杂性；邻接性/蔓延度；连通性）4等级系统：三个度量水平等级系统：三个度量水平单个斑块(patch)–边界相连的细胞（Cell）–72斑块类型（class）–淡黄：3个斑块构成–黄色：13–褐色：17–青蓝：12–粉红：8–灰色：9–灰白：9景观镶嵌体（landscape）–全部斑块集合体–15生态过程是一个空间过程景观是一个生态空间生物要素与环境要素相互作用与活动变化的

3、舞台，表现出一定的空间形态，空间分布现象和空间运动规律生态过程是一个空间过程非空间过程：空间过程：6两大类景观指标组成（非空间性）：–斑块类型–数量/比例景观构型（空间性）–空间排列方式–斑块的形状–对比度–连接度7二、景观格局的测量方法原理82.12.1景观组成指标（非空间性）景观组成指标（非空间性）每类斑块占的景观比例P=第i类细胞类型数目/景观中的细胞总数iS=类型的数量优势度香农均匀度92.22.2景观构型指标（空间性）景观构型指标（空间性）平均斑块面积斑块形状相邻概率蔓延度边缘指数（多种）102.32.3景观水平的测量原理景观水平的测量原理

4、草地：×。。。××。××。××。。设置多条样线林地：。×××。。×。。×。。××变换尺度信息指标计算方法1-游程法11例子:法国海岸景观异质性的线性测度12某一景观要素在线段上出现的频率f，为线段数量除以剖面线分割成的线段总数，计算公式为：Ff100%S测定景观要素沿线分布的异质性，根据信息论的公式可以计算指数H：S!HlogF!(SF)!–H——平均信息量指数–S——剖面线被分割的等长线段的总数量–F——某一景观要素占据的线段数量13景观格局的测定方法2——网格法14例子：科尔沁沙地景观格局的分析透明格子16×16个，每个代表62.5m×62.5m每

5、个格子中某类斑块面积超过2/3，为该斑块类型，2个以上连续格子中同类斑块面积超过1/2，转换为该斑块类型。15景观多样性指数：包括斑块的面积和类型，反映景观格局的斑块数量和面积方面的信息。HTpilnpipi—景观单元类型i占景观面积比分维数：包括斑块及斑块组成的景观的形状和面积大小之间的相互关系，反映一定观测尺度上斑块和景观格局的复杂程度。2ln(l/4)l—斑块的周长Dln(s)s—同一斑块的面积162.42.4景观格局的测量软件景观格局的测量软件1718单个斑块的指标–面积；常用景观格局指标常用景观格局指标–周长（边缘）；–类型/值；–相邻情况类型水平

6、的指标–单个斑块的隔离度–斑块间的易达性–斑块间的相互作用–多个斑块的分散度景观水平的指标–异质性指数–多样性指数–分维数–聚集度指数–空间镶嵌度指数–景观破碎化指数–景观斑块形状破碎化指数–聚合度指数19景观格局测定的意义景观生态学中的关键问题哪些/种过程创造出景观格局？景观格局有何后果？如何测定景观格局？在何种尺度上测定？景观格局怎样随时间而改变？如何预测和管理景观格局？20三、景观中的生态过程“在一个多山的区域，连接不同“景观”的物质流是显著的。这里，陆地景观，例如高山、针叶树林、盆地草原等等，都趋向于比较小并且边界清楚。在山上，地心引力带着陆地上、溪流

7、里、和地下的水到达地势低的陆地景观。土壤在陆地上缓慢滑动或者急剧泻入溪流中。风带着种子和孢子到达更高的陆地景观，也到达下方和沿着山脉地区的地方。动物，经常会运输种子，向上、向下或沿着山脉移动。供水系统在管道和沟渠里向下冲泻，到达农田和建筑景观…”21景观生态过程的各种生态流。22景观功能的自然观把景观生态功能归结为各种生态流的实现。233.13.1物质和能量流物质和能量流水流和养分流：地形与水文的交互作用水流的物质成分–颗粒物：如种子，植物碎片，土壤颗粒……–溶解物：如无机盐分，有机物24气流：气体、微粒的风力运移土