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第十一章 森林景观生态原理

第十一章 森林景观生态原理. 【 本章提要 】 理解并掌握： 景观的美学、地理学、生态学概念及森林景观的概念，斑块的类型、形态特征及功能；廊道的起源、类型、功能；本底的特征及其意义；网络的特征及其意义。 了解： 景观生态学的主要特点及景观要素类型。景观异质性及景观格局、森林景观结构指标、景观过程与景观功能、景观生态过程。 学习方法 在于：知识累积，思维方式的深化，一种能力，一种方法。. 11.1 景观和景观生态学 11.1.1 景观和森林景观的概念 11.1.2 景观生态学及其特点 11.2 景观要素 11.2.1 景观要素的概念和类型

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第十一章 森林景观生态原理

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  1. 第十一章森林景观生态原理

  2. 【本章提要】 理解并掌握：景观的美学、地理学、生态学概念及森林景观的概念，斑块的类型、形态特征及功能；廊道的起源、类型、功能；本底的特征及其意义；网络的特征及其意义。 了解：景观生态学的主要特点及景观要素类型。景观异质性及景观格局、森林景观结构指标、景观过程与景观功能、景观生态过程。 学习方法在于：知识累积，思维方式的深化，一种能力，一种方法。 2

  3. 11.1 景观和景观生态学 • 11.1.1 景观和森林景观的概念 • 11.1.2 景观生态学及其特点 • 11.2 景观要素 • 11.2.1 景观要素的概念和类型 • 11.2.2 斑块 • 11.2.3 廊道 • 11.2.4 本底 • 11.2.5 网络和结点 3

  4. 11.3 景观结构和格局 11.3.1 景观异质性和格局 11.3.2 森林景观结构 11.4 景观过程和景观功能 11.4.1 景观生态过程 11.4.2 景观功能 11.5 景观动态 11.5.1 景观稳定性 11.5.2 景观变化的动力 4

  5. 景观? • 景观(Landscape)是一个非常大众化的词汇，同时也是一系列相关学科的研究对象。 • 景观在英语中多含义，有美学的，文化的，地理，专业的…… 大尺度 空间上 小尺度（毛虫相片） 5

  6. 11.1.1 景观和森林景观的概念 1.1.1 景观的美学概念 景观(landscape)最早的概念属于视觉美学意义上的概念。（一片或一块乡村土地-陆地上的自然景色-描述自然人文景象-美学风景-感知的景观； 山水 ） 美学意义上的景观概念，直接从人 类美学观念和身心享受出发来认识客 体的特征，进行景观要素的分类、美 学评价，并探索协调性的变化和维护 6

  7. 1.1.2 景观的地理学概念 源于德国 德国洪堡德(Alexander Humboldt)——地球表面一个特定区域的总体特征 贝尔格(Л．C．Beepr)——类型方向和 区域方向 “群落之群落” 佐讷维尔德（Zonneveld ）—— landscape= land 人类的栖息地 7

  8. 地理学:是地球表面地貌、气候、土壤，生物所形成的综合体。发生上是立的，是地表在地带性和非地带性方面最一致的地域地段，具有自己的形态，单位的质和量的对比关系，并以此与其相邻景观区别。地理学:是地球表面地貌、气候、土壤，生物所形成的综合体。发生上是立的，是地表在地带性和非地带性方面最一致的地域地段，具有自己的形态，单位的质和量的对比关系，并以此与其相邻景观区别。 8

  9. 1.1.3 景观的生态学概念 创始人：德国著名生物学和地理学家特罗尔 (Carl Troll 、1939 )——将地圈、生物圈 和智慧圈的人类建筑和制造物综合在一起 的，供人类生存的总体空间可见实体。 福尔曼(Forman)和戈德伦(Godron)认为，景 观是指由一组以类似方式重复出现的、相互 作用的态系统所组成的异质性陆地区域其空 间尺度在数千米到数十千米范围。 9

  10. 狭义的景观：是指一般在几平方千米到数百平方千米范围内，由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。狭义的景观：是指一般在几平方千米到数百平方千米范围内，由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质性地理空间单元。 广义的景观：没有地域空间范围的原则性限定，表示由不同类型的生态系统组成的异质性地理空间单元。 10

  11. 要科学准确科学地理解景观的现代概念必须把握以下4个关键特征:要科学准确科学地理解景观的现代概念必须把握以下4个关键特征: • 1. 景观是一个生态学系统； • 2. 景观是具有一定自然和文化特征的地域空间实体； • 3. 景观是异质生态系统的镶嵌体； • 4. 景观是人类活动和生存的基本空间。 11

  12. 1.1. 4 森林景观 • 森林景观是以各种类型或不同演替阶段的森林生态系统为主体构成的一类景观。 • 森林景观是集参观、游览、娱乐、科教于一身，融人文与自然于一体的森林，将森林要素按美学观点完美结合而构成的画面，通过人的感官给予的美的感受，就是森林景观。 12

  13. 11. 1. 2 景观生态学及其特点 • 景观生态学发展简史 • 1. 萌芽阶段（酝酿阶段、史前阶段） • 19世纪80年代至20世纪30年代 • 2. 形成阶段 • 20世纪40年代至70年代 • 3. 发展阶段 • 以1982年国际景观生态学会IALE的成立为标志进入起发展阶段 13

  14. 1.2.1 景观生态学的概念 • 德国地理学家特罗尔——是生物学和地理学的结合 • 福尔曼(R．T．T．Forman)与戈德伦 • (G．R．Godron)——景观生态学是以景观为对象，研究其结构、功能及变化的生态学科。 • 徐化成 ——研究内容不仅包括景观的结构、功能和变化，还包括景观的规划管理。 14

  15. 景观结构 研究内容 景观功能 景观动态 景观规划与管理 景观生态学是以景观为研究对象，重点研究景观的结构、功能和变化以及景观的科学规划和有效管理的一门宏观生态学科。其研究内容包括4个方面： 15

  16. ①景观结构，即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系；①景观结构，即景观组成单元的类型、多样性及其空间关系； • ②景观功能，即景观结构与生态学过程的拓扑作用或景观结构单元之间的拓扑作用； 16

  17. ③景观动态，即景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化；③景观动态，即景观在结构和功能方面随时间推移发生的变化； • ④景观规划与管理，即根据景观结构、功能和动态及其相互制约和影响机制，制定景观恢复、保护、建设和管理的计划和规划，确定相应的目标、措施和对策。 17

  18. 景观生态学 斑块一廊道一本底模式 岛屿生物地理学理论 景观结构 景观连接度 空间异质性和斑块性 临界阀现象和渗透理论 复合种群理论 景观功能 景观动态 斑块动态 等级理论 人类活动影响 格局、过程、尺度 图1. 景观生态学研究的主要对象、内容 及一些基本概念和理论 18

  19. 1.2.2.景观生态学的特点 • (1)整体观和系统观 • ——强调研究对象的整体特征和系统属性 • (2)异质性和尺度性 • ——空间复杂性和变异性、研究对象的时间和空间维度（分辨率、范围） 19

  20. (3)综合性和宏观性——宏观尺度问题（高度的空间综合能力）(3)综合性和宏观性——宏观尺度问题（高度的空间综合能力） • (4)目的性和实践性——来源于现实景观管理中的实际问题，研究成果须在实践中得到应用 20

  21. 11．2 景观要素 • 2．1 景观要素的概念和类型 • 2．1．1 景观要素 • 景观要素——生态学和自然地理学性质各异，而形态特征和空间分布特征相似的景观结构单元。 21

  22. 表1 景观和景观要素异同 • 注意：景观和景观要素的区别 22

  23. 福尔曼(Forman 1995)提出的斑块一廊道一本底模型中，将各类景观要素归结为: 斑块(patch)、 廊道(corridor) 本底(matrix) 三类景观结构成分，用来描述和分析景观的结构和景观要素的功能性特征。 • 2．1．2景观要素的类型 23

  24. 表2 人类文明演进与景观结构演变 24

  25. 11．2．2斑块 • 2．2．1斑块的概念 （1）Levin & Paine（1974）：“一个均质背景中具有边界的连续体的非连续性”。 （2）Wiens（1976）：“一块与周围环境在性质上或外观上不同的表面积”。 （3）Roughgarden（1977）：“环境中生物或资源多度较高的部分”。 （4）Pickeet & White（1985）：“斑块意味着相对离散的空间格局”，其大小、内部均质性及离散程度不同。 25

  26. （5）Forman & Godron （1986）：“强调小面积的空间概念”，为“外观上不同于周围环境的非线性地表区域，它具有同质性”，是构成景观的基本结构和功能单元。 （6）Kotliar & Wiens （1990）：“与周围环境不同的表面积”。 （7）邬建国等（1992）把斑块定义为：“依赖于尺度的，与周围环境（基底）在性质上或者外观上不同的空间实体”。 26

  27. 2.2.2 斑块的起源 • 环境资源斑块——景观中环境资源的异质性而形成的斑块 • 干扰斑块——在一个同质的景观本底内由于发生局部干扰所形成的斑块就是干扰斑块。 • 残存斑块——当同质景观的本底发生大面积干扰时，只有局部地段得以保持原有状态或受到的干扰较轻，与其周围地段形成明显差异，即形成残存斑块。 27

  28. 引入斑块——人类有意识地对景观进行改造和建设，将当地原来没有的景观要素引入到景观中来，并通过人类活动的干预或物质、能量的投入使其得以保存，这类斑块属于引入斑块。 • 引入斑块包括种植斑块和聚居地 28

  29. 环境资源斑块 环境资源斑块 29

  30. 干扰斑块 30

  31. 残存斑块 31

  32. 引入斑块 32

  33. 2.2.3 斑块的形态特征 • (1)斑块大小 • 斑块大小是指斑块的面积。 • 对于同一类型景观要素斑块来说，可以用斑块的平均面积、斑块面积结构(粒级结构)和斑块面积的各种统计量加以描述和分析。 33

  34. (2)斑块形状 ①圆形和扁长形斑块 ②环状斑块 ③半岛 内缘比率（interior ratio） ——斑块面积与周长的比值 34

  35. 2.2.4 斑块的功能 • 斑块的功能主要取决于斑块作为景观要素的属性。 • 对于同一类型的景观要素斑块，其功能还受斑块大小、形状的影响，更为重要的是它还要受斑块在整个景观中的空间分布模式及其与其他景观要素的空间配置关系的影响。 35

  36. 11．2．3　廊道 • 也称为廊带，廊道是斑块的一种特殊形式，是指与两边的景观要素或本底有显著区别的带状地段。 • 廊道既可以是孤立的，也可以与某种类型斑块相连接；既可以是天然的，也可以是人工的。 36

  37. 干扰廊道 廊道起源 残余廊道 环境资源廊道 种植廊道 2. 3 .2 廊道的起源 37

  38. 三纵四横廊道 38

  39. 干扰廊道 39

  40. 残余廊道 40

  41. 环境资源廊道 41

  42. 种植廊道 42

  43. 2. 3. 3 廊道的特征及其意义 • (1)廊道的类型 • 按起源分：人工廊道和自然廊道； 按功能分：为河流廊道、输水廊道(渠道)、物流廊道、能流廊道 按廊道宽度分：线状廊道和带状廊道 43

  44. (2)廊道的功能 廊道的功能 纵向的通道功能 横向的屏障功能 过滤功能 观赏美学功能 其他社会经济功能 44

  45. (3)廊道的结构 • ①曲度 • ②宽度 • ③连接度或连通性 • ④内环境 45

  46. 11．2．4本底 • 本底（基质、模地或背景）：其中面积最大、连接度最高、对景观功能的控制作用最强的景观要素。 46

  47. 2.4.2 本底的特征及其意义 • (1)相对面积最大 • (2)连通性最高 • (3)动态控制作用最强 47

  48. 11．2．5网络和结点 • 2．5．1网络的概念 • 廊道的相互连通或交叉就可以形成网络。 • 道路、沟渠、 防护林带、树 篱等均可形成 网络。 48

  49. 2．5．2网络的起源 人工网络： 防护林网、 道路网、灌溉渠道网 自然网络： 河流、 动物通道 49

  50. 2．5．3结点 • 结点是网络中网带的交点、连接点或者终点。 50

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