第四章 景观空间格局
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景观指数定义:指高度浓缩景观格局信息,反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标;适合定量表达景观格局和生态过程之间关联的空间分析方法。
景观指数公式及其生态意义;斑块类型面积(CA),单位:ha,范围:CA>0(2-1)公式描述:CA等于某一斑块类型中所有斑块的面积之和(m2),除以10000后转化为公顷(ha);即某斑块类型的总面积。
生态意义:CA度量的是景观的组分,也是计算其它指标的基础。
它有很重要的生态意义,其值的大小制约着以此类型斑块作为聚居地(Habitation)的物种的丰度、数量、食物链及其次生种的繁殖等,如许多生物对其聚居地最小面积的需求是其生存的条件之一;不同类型面积的大小能够反映出其间物种、能量和养分等信息流的差异,一般来说,一个斑块中能量和矿物养分的总量与其面积成正比;为了理解和管理景观,我们往往需要了解斑块的面积大小,如所需要的斑块最小面积和最佳面积是极其重要的两个数据。
景观面积(TA),单位:ha,范围:TA>0(2-2)公式描述:TA等于一个景观的总面积,除以10000后转化为公顷(ha)。
生态意义:TA决定了景观的范围以及研究和分析的最大尺度,也是计算其它指标的基础。
在自然保护区设计和景观生态建设中,对于维护高数量的物种,维持稀有种、濒危种以及生态系统的稳定,保护区或景观的面积是最重要的因素。
斑块所占景观面积的比例(%LAND),单位:百分比,范围:0<%LAND<=100 (2-3)公式描述:%LAND等于某一斑块类型的总面积占整个景观面积的百分比。
其值趋于0时,说明景观中此斑块类型变得十分稀少;其值等于100时,说明整个景观只由一类斑块组成。
生态意义:%LAND度量的是景观的组分,其在斑块级别上与斑块相似度指标(LSIM)的意义相同。
由于它计算的是某一斑块类型占整个景观的面积的相对比例,因而是帮助我们确定景观中模地(Matrix)或优势景观元素的依据之一;也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系统指标的重要因素。
景观格局的概念景观格局是指地理空间上不同景观要素之间的组合与分布关系。
它体现了自然和人类活动对地表形态、植被、水体、建筑、道路等要素的改变和配置,反映了一定地理区域的整体特征和空间结构。
景观格局是地表覆盖的空间分布特征,包括景观种类的数量分布、景观要素的形状与大小、边缘的复杂程度以及景观要素之间的相互关系。
通过分析景观格局,可以了解到地区的资源利用方式、生态系统的功能以及人类活动对环境的影响。
景观格局的概念在生态学、地理学、景观规划、景观设计等学科领域中被广泛运用。
景观格局的要素包括景观单位、连通性、分布分析、景观矩阵等。
景观单位是指地表上的一个独立单元,如一个湖泊、一片林地、一个农田等。
连通性是指不同景观单位之间的联系,如河流将不同景观单位连接起来,形成一个连通的水系。
分布分析是对不同景观单位的数量和空间分布进行统计和分析,通过计算指标如景观斑块面积、数量、形状、边缘等,可以得知景观格局的特征。
景观矩阵是由不同景观单位组成的空间结构,反映了不同景观单位之间的关系和相互作用。
景观格局对于人类活动和生态系统具有重要意义。
首先,景观格局可以为景观规划和设计提供依据。
通过分析和评价不同景观要素的分布和连通性,可以确定保护和恢复生态系统的重点区域,合理规划土地利用,优化城市道路和建筑物的布局,提高环境质量。
其次,景观格局对生态系统的功能和生物多样性有影响。
生物多样性是生态系统的重要组成部分,而景观格局是影响生物多样性的关键因素之一。
合理的景观格局有助于提供适宜的栖息地和连接路径,促进物种迁移和基因流动,增加生物多样性。
相反,不合理的景观格局会导致生境破碎化、物种丧失和生态系统功能退化。
再次,景观格局对于人类社会的可持续发展具有重要作用。
合理的景观格局有助于提供良好的生态环境,保障生活质量和人类健康。
例如,通过合理规划城市景观格局和绿地系统,可以改善城市空气质量、调节城市气候和防洪能力。
同时,合理的农田景观格局可以提高农作物产量,降低生产成本,促进农业可持续发展。
`景观生态学中 景观生态学中,一般将景观中景观要素的类型、分类属性及其数量关 般将景观中景观要素的类型 分类属性及其数量关 系特征称为景观结构。
`景观中景观要素在空间上组合配置关系及其变化规律称为景观空间格 局。
`景观结构模型 景观异质性 景观空间格局``` `1 斑块 1、斑块 斑块是在外观上不同于周围环境的非线性地表区域,具有相对同质性, 是构成景观的基本结构和功能单元。
`景观生态学研究中更注重作为生态系统的有生命的斑块 一般指动植 景观生态学研究中更注重作为生态系统的有生命的斑块, 般指动植 物群落。
` `斑块的起源和类型 --环境资源型斑块:自然环境资源的空间异质性或镶嵌分布而形成的 斑块。
` `--干扰斑块:局部干扰形成的斑块 --残存斑块:大面积干扰后残存下来的局部未受干扰的自然或半自然 斑块。
`--引入斑块:由人类有意或无意将生物引进一个地区而形成的或者完 全由人工建立和维护的斑块。
全由人工建立和维护的斑块` `斑块大小 斑块大小: ---斑块大小的意义:斑块大小与生物多样性、斑块大小与生境适宜 性、斑块大小与边缘效应` ` ` `---斑块大小的测度 斑块形状: ---斑块形状的意义:斑块形状影响生物多样性 斑块形状的意义:斑块形状影响生物多样性 ---斑块形状测度`` `斑块的尺度性和相对性:---采用不同的尺度研究景观时,斑块的划分结果可能不同 ---斑块的相对性`` ` ` ` ` ` `斑块的其他生态特征---斑块的可感知性 斑块的可感知性 ---斑块的内部结构 ---斑块的相对均质性 斑块的相对均质性 ---斑块的动态性 ---斑块的尺度性和生物依赖性 斑块的尺度性和生物依赖性 ---斑块等级系统 ---核心等级水平与斑块敏感性 核心等级水平与斑块敏感性` `2 廊道 2、廊道 廊道是不同于两侧本底的狭长地带,可以看作是一个线状或带状斑块。
`廊道的起源:廊道的产生机理与斑块相同,与斑块的起源和成因相类 似。
2.5景观空间格局指标及其分析方法
对景观空间格局的定量描述是分析景观结构功能及过程的基础。
景观空间格局是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置.它是
景观异质性的具体表现(傅伯杰等,2001),是自然、生物和社会要素之间相互作用的结果。
通常,景观空间格局可以用景观格局指数来度量,景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息,反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标(邬建国,2000)。
2.5.1斑块面积(A)和斑块周长(P)斑块面积和斑块周长是描述景观斑块
形态特征和景观空间格局分析的基础。
斑块的面积可以反映湿地景观类型/覆盖斑块的基本特征.斑块的大小直接影响单位面积的生物量、生产力及物种组成和多样性(蒋卫国等,2003)。
2.5.2景观的破碎化指数(C)景观的破碎化指数是指景观被分割的破碎
程度.该指数的研究对景观中生物和资源的保护具有十分重要的意义(陈鹏,2O05)。
其表达式为:C=MPS x(Nf 1)/Nc式中.MPS为景观中各类斑块的平均斑块面积,Nf是某~种景观类型的斑块总数,Nc是景观总面积。
通过景观破碎化分析可以从一定的角度对景观的稳定性和人类干扰程度进行适当评价。
2.5.3斑块的分维数(D) 斑块的分维数主要揭示斑块及斑块组成的
景观的形状和面积大小之间的相互关系,它反映了在一定的观测尺度上斑块和景观格局的复杂程度,表达式是:D = 2Ig(P/4)/Ig(A)
式中,P为斑块周长,A为斑块面积,D为分维数,且满足1≤D≤2。
D
值越大,反映斑块的形状越复杂;当D=1时,斑块形状为简单的欧几
里德正方形(阎传海等,2003)。
第四章景观结构和空间格局教学目的和要求掌握阐述景观结构特征的景观结构模型,景观多样性和景观异质性及其环境生态意义和影响因素。
教学重点和难点掌握景观的结构模型。
第一节景观结构模型主要掌握景观结构模型:斑块-廊道-基底模型一、斑块(patch)斑块(patch)的定义:外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域。
景观的基本结构和功能单元相对同质性(取决于观察的尺度)同质性或异质性取决于观察的尺度同一个斑块在不同的尺度下表现出不同的特征☺如从一张1/50万比例尺的航片上看新乡,它表现为均匀的斑块。
因为其内部的街道、林带、公园及各种建筑物等,从航片上是无法辨识的。
☺若从1/2000比例尺的航片来观察新乡市、便可以凭借肉眼从航片上分辨出林荫道、公园、市区大型建筑、广场等更多的细节。
原比例尺下的斑块变得不均匀、可以进一步细分为更小的斑块。
1.1斑块的起源和类型环境资源斑块(environmental resource patch)干扰斑块(disturbance patch)残存斑块(remnant patch)引入斑块(introduced patch)☺种植斑块(planted patch)☺聚居地斑块(residential patch)●如:村落、城镇、城市、城市群1.2 斑块的大小(patch size)1.2.1 斑块面积对能量和养分的影响大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。
1.2.2 斑块大小与物种多样性岛屿生物地理学理论:☞物种数目随着斑块面积的增加而增加,初期增加的速度很快,当接近斑块最大承载量时逐渐停止。
1.2 斑块的大小(patch size)1.2.3 斑块大小与生境适应性有些物种需要大的同质斑块有些物种需要较小的异质斑块大斑块比小斑块承载更多的物种1.2 斑块的大小(patch size)1.2.4 斑块大小与边缘效应一个小斑块(麦田)边缘的产量高于内部的。
☺原因:充分利用光、温度、水、且竞争少。