景观要素及其生态属性.ppt

第二章景观要素及其生态属性1种-面积关系（斑块大小对物种数量的影响）2物种数量(S)与生境面积(A)之间的关系是生物地理学和生态学中的研究热点之一。物种数量(S)与生境面积(A)之间的关系为：3S=CAz4式中，S-物种数量，A-生境(斑块)面积，C-常数，C的变化反映地理位置变化对物种丰富度的影响，在同一纬度地区，C为常数，z为常数，通常取0.263(0.18~0.35)。第二章景观要素及其生态属性一般说来，物种多样性随着斑块面积的增加而增加。可以从以下3个方面得到解释：面积越大，记录到的种越多，这已在植物群落调查中得到证实。面积较大，遇到的稀有种的机会越多。面积小支持的种群较小，对外界干扰的抵抗能力较差。因为小种群往往容易近亲繁殖，环境变化或突发事件的发生而灭绝。但是从以上曲线中可以看出，随生境面积的增加，物种的数量增加到一定的程度后，不再随面积的增加而增加，这说明了物种数量与生境面积有关外，还与其他的因素有关。在环境规划时，除了考虑物种与斑块面积大小有关外，还要考虑其它因素，如最小存活种群，维持最小存活种群的最小面积，维持生态系统完整的最小面积。岛屿生物地理学理论岛屿生物地理学理论将生境斑块面积和隔离程度与物种多样性联系在一起，成为早期北美景观生态学的理论基础之一，并对景观生态学的发展起了重要的启发作用。岛屿生物地理学理论的一般表达式为：dS/dt=I–E式中，S为物种数，t为时间，I为迁入率，E为灭绝率。第二章景观要素及其生态属性第二章景观要素及其生态属性第二章景观要素及其生态属性迁入率I由岛屿与种源的隔离程度决定的，由图可以看出，隔离得越厉害，迁入率越低，图中远岛的迁入率曲线明显低于近岛，迁入率均随物种种数的增加而下降。因此I(S,D)=(1-S/SP)2nexp(1-D1/2/D0)灭绝率E与岛屿的面积大小有关，从图中可以看出，岛屿的面积越小，物种的灭绝率越大，且灭绝率随物种数量的减少，灭绝率逐渐下降。因此E(S,A)=RSn/A这一理论说明，在景观规划设计时，应注意斑块面积大小以及斑块与种源之间的距离，以保证斑块物种数量最多，维持斑块生物稳定性。岛屿生物地理学理论在研究斑块物种维持机制方面有重要的参考价值，可以用下面简单的数学模型来描述陆地斑块的这一复杂过程：物种丰富度=f(+生境多样性，—(+)干扰，+面积，—斑块隔离程度，+年龄，+基质异质性，—边界不连续性)斑块大小主要通过影响系统的总能量量来实现对生物多样性支撑能力的贡献，同时较大的斑块也为生境异质性提供了客观基础，对种群灭绝率也有抑制作用。而隔离因素主要影响斑块间的物种交流，斑块间的有机体动态是景观维持生物多样性的重要机制，meta—种群从多个角度证实了这一推论。从生物多样性保护角度分析，斑块面积应该是生物保护设计中首要保证的设计要素，而且景观中生物多样性的保护潜力是景观中斑块大小状况的函数。第二章景观要素及其生态属性4、斑块与自然保护区自然保护区是目前物种多样性保护最重要的途经，对整个生态系统及地球环境亦有重要的意义。一般而言，保护区面积越大，能够保护与维持的物种也越多，但客观条件限制了保护区的面积，所以在设计保护区时，从斑块大小的生态学意义分析，应该遵循一定的原则：①一个大的自然保护区要比小的自然保护区保存物种多；②一个单一的大自然保护区要比总面积与其相当的几个小自然保护区为好；③若设计多个小自然保护区，应使它们尽量靠得近一些，以减少隔离程度；④使几个保护区呈簇状配置，要比线状配置为好；⑤将几个保护区用廊道连接起来，可便于很多物种扩散；⑥应尽可能使保护区成圆形。斑块的形状1生态学意义2斑块的形状对生物与非生物流动有较大影响，在面积相等的情况下，非规则形状的斑快边界的有效性较大，这对生物的扩散和迁移有重要的作用。为了定量评价斑块形状的作用，多采用斑块形状系数描述斑块形状的复杂性，定义形状系数为斑块周长L与具有该斑块同等面积A的圆周长之比；或为斑块周长L与具有该斑块同等面积A的正方形面积开方根之比的四分之一。通常有以下两种计算方法：3（1）以圆作为参考几何形状时4第二章景观要素及其生态属性第二章景观要素及其生态属性同样D=1时，斑块逐渐接近正方形，D值增加，斑块逐渐呈长条形状或不规则的形状。式中D