第九章生态系统与景观.ppt

应用生态学 闫 明 山西师范大学生命科学学院 2011.05 应用生态学 景观生态学 全球生态学 环境保护与可持续发展 生态风险评价与生态规划 第一节 景观生态学 景观生态学概述 景观结构 景观功能 景观应用 一、景观生态学概述 （一）景观与景观生态学 （二）景观生态学研究内容 （一）景观与景观生态学 景观 景观生态学 1. 景观 景观（landscape）：反映地形地貌景色的图像。 景观由相互作用的生态系统镶嵌构成，并以类似形式重复出现，具有高度空间异质性的区域，其主要特征是可辨识性、空间重复性和异质性。 对景观的六种认识 景观是相互作用的生态系统的异质性镶嵌体； 景观是地貌、植被、土地利用和人类居住格局的特殊结构； 景观是生态系统向上延伸的组织层次，处于生态系统之上，区域之下的中间尺度，具有尺度性； 景观是综合人类活动与土地的区域整体系统； 景观是一种风景，其美学价值由文化所决定，具有经济、生态和文化的多重价值，表现为综合性； 景观是遥感图像中的像元排列。 2. 景观生态学 景观生态学（landscape ecology）研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的一门综合性学科。其核心是空间格局、生态过程及其相互作用。 景观生态学是一门新兴的多学科之间交叉的学科，其主体是地理学与生态学之间的交叉；它强调异质性，重视尺度性，高度综合性；与土地利用规划、自然保护等应用实践有密切关系。 （二）景观生态学研究内容 景观结构：景观组成（元素）的类型、多样性、空间关系 景观功能：景观空间结构与生态过程的相互作用 景观动态：景观结构与功能随时间的变化 二、景观结构 景观结构包括：景观中各种生态系统（在景观中称斑块，patch）的大小、形状、组成、数目和分布。 定量描述：各个拼块的大小、面积、数目、形状在不同景观中的定量描述。 结构元素：Forman和Gordan（1986）提出：“斑块——廊道——基底模式”，为我们提供了一种描述生态系统的“空间语言”，使得描述更具体、形象。 ① 斑块 斑块是指依赖于尺度的，与周围环境在性质上或外观上不同的，但又具有同质性的非线性空间实体。 按其起源不同，可将其分为如下几类： 　☆ 环境资源斑块 　☆ 干扰斑块 　☆ 残存斑块 　☆ 引进斑块 　☆ 种植斑块 　☆ 聚居地 斑块镶嵌的作用 如果一个斑块是火灾或害虫爆发的干扰源，则当它被隔离时，干扰就不会进一步扩散；反之，如果相邻斑块与之类似，则干扰很容易扩散。 不同类型的斑块镶嵌在一起，就能够形成一种有效的屏障。 斑块化的生态与进化效应 形成异质种群 资源分布的斑块化 直接控制干扰的扩散 人类影响的斑块化 斑块化与物种的共同演化 影响生物多样性的形成 ② 廊道 廊道：景观中与相邻两边的环境不同的线状或带状结构。 廊道的作用：通道（运输）的作用和阻隔（资源保护）的作用。 廊道的类型： 按起源分：干扰廊道、残存廊道、环境资源廊道、种植廊道、再生廊道 按宽窄分：线状廊道、带状廊道、河流廊道 按高矮分：低位廊道、高位廊道 廊道的结构特征 曲度：与生物沿廊道的移动有关。 宽度：影响物种沿廊道或穿越廊道的迁移。 连通性：廊道如何连接或在空间上怎样连续的量度。 内环境：廊道内部的环境变化。 ③ 基底 基底又称基质：范围最广、连通性最高并且在景观功能上起着优势作用的景观要素。 基底的判定方法： 在一个景观中占的相对面积最大； 连通性最大，并把其它景观要素包围； 对景观动态有显著的控制作用。 相对面积、连通性、控制程度三者结合。 三、景观功能 景观中斑块的总数 景观破碎化影响种群的大小和灭绝的速率 景观破碎化影响物种的散布和迁移的速率 景观中斑块的面积和形状 影响物种的分布和生产力 影响能量和养分的分布和转移 四、景观应用 景观破碎化与异质种群动态 作为一种过程，栖息地的破坏使得剩下的斑块碎片散布在整个景观中，对于那些只局限于原始栖息地类型的物种，破碎化意味着其原来完整的种群被那些不适合于栖息的地块分割为隔离的小种群。 作为一种格局，是破碎化过程的结果。具有一定的大小、形状、空间配置关系和能对特定物种运动形成阻力的一群斑块在空间中分配的集合。 异质种群理论 异质种群是指由一组空间相隔，相互有联系的局部种群所组成。 一个异质种群要长期生存，各组成的局部种群之间的迁入率必须大于各自的灭绝率。 异质种群越大，种群能生存的时间越长。 异质种群的稳定性由局部种群之间的迁移率来维持，迁移率越高，则动态稳定性越高。 不同栖息地局部种群因环境的不同会导致遗传结构的不同，当这些个体相互迁移时，能增加局部种群的遗传多样性，从而提高种群的生存力。 组成异质种群的局部种群之间的距离、动物的扩散能力对异质种群的维持有重要作用。 有一个大种群和许多小的卫星种群所组成的异质种群，若大种群