李团胜05景观动态变化.ppt

第五章 景观动态变化 景观稳定性及测度 景观动态与干扰 人类在景观变化中的作用 景观变化的生态环境效应 景观变化的空间过程和模式 景观变化的定量表述与动态模拟 第一节 景观稳定性及测度 1.景观稳定性的相关概念 恒定性、持久性、惯性、弹性（恢复性）、抗性、变异性、变幅 一般来说，稳定性包括了两方面的含义：一是系统保持现有状态的能力，即抗干扰的能力；二是系统受干扰后回归该状态的倾向，即受干扰后的恢复能力。 景观的稳定性，多借用生态系统稳定性的概念 E.Neef(1974)把景观稳定性归结为某种惯性： ①当动态系统改变时，一种现象有能力在新环境内存在； ②在系统自然变化框架内，某种现象可以在能恢复其生存能力的区域内消失，形成某种遗迹，当系统动态变化了，该遗迹又重新复活。 徐化成（1996）把景观稳定性归纳为持久性、恢复力和抵抗力。 对景观的稳定性可从以下几个方面来分析和衡量 ①景观基本要素具有再生能力； ②景观中的生物组分保持物质平衡； ③景观空间结构的复杂性和多样性有助于保持景观功能的稳定性； ④人类活动的干扰影响未超出景观自然稳定性的承受能力。 （肖笃宁1989，1999） （一）景观变化与景观稳定性 （二）干扰与景观稳定性 （1）气候 周期性变化；非周期性变化 （2）地貌 通常在研究景观的动态时认为地貌要素是稳定的。 （3）岩石和土壤 除在岩石大面积出露的戈壁、侵蚀剧烈的黄土高原等类似地区研究景观稳定性时，需要慎重考虑岩石和土壤要素外，对其它多数地区来说，岩石和土壤属稳定的景观要素，通常很少考虑。 景观的稳定性取决于观察景观时所选择的时空尺度。 （一）景观稳定性的时间尺度 评价景观是否稳定时首先根据自己假定的一个时间尺度，或者是一个变化速率。景观稳定性的时间尺度以略长于人类的平均寿命为好。 （二）景观稳定性的空间尺度 指景观的复合稳定性（metastability），即在景观尺度上，稳定性实际上是许多复杂结构在立地水平上不断变化和大尺度上相对静止的统一。 四、景观稳定性的测度 定量表示景观稳定性 赵奕和李月辉（1999，2001）把热力学理论引入景观生态学中。若不考虑景观组成的生物量，仅从景观结构上讨论同一景观的稳定性，可以借助波尔兹曼（Boltzman）原理来进行。 景观稳定性的定量探讨及本质 不同的景观结构 S1= 0 S2= -10.48 S3= -24.91 S4= -44.25 景观稳定性的定量探讨及本质 熵值与景观稳定性的关系 在相同的物种情况下，斑块数越多，景观结构的异质性越高，熵值越低，景观越不稳定；相反，斑块数越少，结构越简单，熵值越高，景观越稳定。 草地景观 灌木-草地景观 乔-灌-草组合景观 人工景观 农业景观 自然景观 小斑块结构 大斑块结构 均匀分布结构 斑块数最多 斑块数少 斑块数最少 异质性高 异质性较低 异质性最低 有序度大 有序度小 无序度最大 熵值低 熵值较高 熵值最高 稳定性差 稳定性较强 稳定性最强 景观稳定性的定量探讨及本质 思考问题： 系统的有序度高是否意味着其稳定性强？ 对于生物多样性高的森林景观，是否意味着其结构的异质性也高？如果是的话，为什么以上的计算结果表明，生物多样性更高的森林景观的结构异质性比生物多样性更低的农田景观的结构异质性要低？你如何解释这种矛盾？是理解上的问题，还是计算上的问题？ 我们在以往的生态系统生态学课程中学过，热带雨林的稳定性最强，结构也最复杂，但在这里却说热带雨林的稳定性最强，但结构最简单，这不是矛盾的吗？ 关于景观特性与稳定性关系的基本原则 岩石、水泥路面等无生物定居地，具有物理系统的稳定性。 随生物量的增加景观稳定性增加。 顶级群落的稳定性最大，中间演替阶段次之，先锋阶段最小。 从抵抗力来说，顶级群落大于先锋群落；从恢复力来说，先锋群落大于顶级群落。 第二节 景观动态与干扰 第三节 人类在景观变化中的作用 一、人口因素 1. 人口增加导致耕地等农业景观增加，同时使林业等其他资源流失。 2. 人口增长导致生产的密集化，包括人类投入加大以及出现新的生产技术。 3. 人口增长对区域甚至全球产生影响。 4. 人口增长意味着对粮食需求的增大。 5.?人口同景观变化形成相互作用的反馈环。 二、科学技术因素 三、政治经济体制与政策因素 三、政治经济体制与政策因素 四、文化因素 第四节 景观变化的生态环