安徽农业大学景观生态学第五部分景观生态分类与评价
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景观生态学Landscape Ecology●课程安排第一部分景观生态学的相关概念及发展第二部分景观生态学的理论框架第三部分景观格局第四部分景观生态过程及动态变化第五部分景观生态评价第六部分景观生态学应用第一部分景观生态学的相关概念及发展一.景观生态学相关概念辨析1、第一组概念景观: 景观是土地的具体一部分,代表一种更精细的尺度的含义;更强调供人类观赏的美学价值和作为复杂生命组织整体的生态价值及给人类带来的长期效益。
景观是构成环境的实体部分,既不是环境中所有要素的全部,也不是它们简单相加而成的整体,而是综合的产物。
风景:景观在美学意义上的概念。
包括自然风光、地表形态、风景画面等。
没有明确的空间界限,主要突出一种综合直观的视觉感受。
土地:土地概念侧重于社会经济属性,主要关注的是土地的生产力、土地的产权关系、土地的经济价值等。
环境:环绕于人类周围的客观事物的整体,包括自然因素和社会因素,它们既可以实体形式存在,也可以非实体形式存在。
●景观生态学中的景观✓地理空间概念(19世纪):A. von Humboldt自然地域综合体:景观是由各种具有空间位置的地理要素组成的地理复杂体(或称地理系统)。
✓生态过程思想(20世纪30年代以来):Call Troll(1)Naveh (1987): “landscape deal with in their totality as physical, ecological and geographical entities, integrating all natural and human patterns and processes…”.(2)Forman and Godron (1986): landscape as a heterogeneous land area composed of a cluster of interacting ecosystems that is repeated in similar form throughout.”(3)Leser (1997): regards the landscape ecosystem as a spatial pattern of abotic, biotic and anthropogenic components which form a functional entity and serve as human’s environment. (4)肖笃宁(1997):景观是一个由不同土地单元镶嵌组成,具有明显视觉特征的地理实体;它处于生态系统之上,大地理区域之下的中间尺度;兼具景观、生态和文化的多重价值。
生态学景观分类与评价景观生态规划发展历程(a)前麦克哈格时代的景观系统规划,即自然系统思想为指导的没有生态学的生态规划(b)麦克哈格时代的生态规划,即以生物生态学的适应性原理为基础的人类生态规划(c)后麦克哈格时代的景观生态规划,即以景观生态学的过程与格局关系研究为主要基础的规划方法。
McHarg被认为是继美国景观设计之父Olmsted之后最著名的景观设计师和规划师。
由于他在1969年出版的《设计遵从自然》(DesignWithNature),使景观设计师成为当时正处于萌芽状态的环境运动的主导力量。
McHarg既是环境保护的鼓动者,如他主持《人与环境》电视节目,到处巡回演讲,同时他也是个实践家。
在他的传世之作中,他用多个案例来说明生态规划的原理和方法,从由美国东部海岸带的保护和利用,到新泽西州的高速公路选线,区域的土地的开发利用,如华盛顿和费城大都市区域的城市土地利用适宜性研究。
早在20世纪60年代初,他就和同事合作成立了Wallace.McHarg设计事务所,在景观设计职业中倡导多层次、多学科背景的实践.景观是一个有机的系统,是一个自然生态系统和人类生态系统相叠加的复合生态系统。
任何一种景观:一片森林,一片沼泽地,一个城市里面都是有物质、能量及物种在流动的,是“活”的,是有功能和结构的。
在一个景观系统中,至少存在着五个层次上的生态关系。
第一是景观与外部系统的关系第二是景观内部各元素之间的生态关系,即水平生态过程。
第三种生态关系,是景观元素内部的结构与功能的关系第四种生态关系则存在于生命与环境之间第五种生态关系则存在于人类与其环境之间的物质、营养及能量的关系关于景观规划景观设计学(Landscapearchitecture)的一个方向,景观规划的理念和实践由来已久,但作为一个专业术语的出现并开始普遍使用则是上世纪70年代初期(Sedon,1986)。
景观规划:在较大范围内,为某种使用目的安排最合适的地方和在特定地方安排最合适的利用。
景观生态学原理|——景观生态分类与评价6.1 景观生态分类景观生态学是以人类与地表景观的相互作用为基本出发点,研究景观生态系统的结构、功能及变化规律,并进行有关评价、规划及管理的应用研究。
6.1.1 景观生态分类的发展1 从土地分类到景观生态分类土地分类:将各土地单位按质地共同性或相似性作不同程度的抽象、概括与并归,获得分类级别高低不同的各种土地分类单位发生法:着眼于土地的形成过程,以发生的关联与相似性为依据进行分类,地质、气象分类景观法:通过土地空间形态相似、相异性的识别进行土地分类的方法2 景观生态分类现状1. 国际研究现状北美学派:注重景观格局与生态功能,强调景观空间异质性和景观镶嵌体,对景观分类较少重视,多是将土地利用分类体系直接转换为景观类型欧洲学派:注重严谨的景观分类与分级结合的景观分类体系,包括自然景观、半自然景观、半农业景观、农业景观、乡村景观、城郊景观和城市工业景观等2. 国内研究现状主要关注景观生态分类的时间应用,解决区域实际生态环境问题存在问题:主要考虑的还是土地的生态属性和空间结构,在本质上仍然属于发生法和景观法的土地分类,没有把景观的功能特征切实纳入分类体系中3. 发展趋势两种思路:从传统土地分类角度出发,融入生态学属性基于景观是相互作用的生态系统做成的镶嵌体的思想,基于生态系统类型进行分类景观生态分类应该注重景观生态功能、过程6.1.2 景观生态分类目的与体系定义:通过对景观进行类型归并,将复杂的景观要素综合体划分为具有等级体系的景观类型分类体系:功能性分类结构性分类景观生态立地-景观生态单元-景观生态系统6.1.3 景观生态分类方法1 景观生态分类的主要原则功能与结构相结合,单元确定中以功能关联为基础,类群归并中以空间形态做指标等级层次性原则,尺度效应人类主导与自然表征相结合2 景观生态分类的基本途径自上而下的划分途径(分解式分类)自下而上的归并途径(聚集式分类)步骤:选取并确定区域景观生态分类的主要因素和依据,初步确定个体单元的范围及类型,构建初步的分类体系详细分析各类单元的定性和定量指标,表列各种特征依据类型单元指标,经由判别分析确定功能归属3 景观生态分类的指标体系景观生态系统的特征:空间形态、空间异质组合、发生过程、生态功能基本内容:选取综合性的指标进行有效而可靠的分类两类指标:初始分类的主要指标地貌形态及界限地表覆被状况由于区域特征不同,景观生态系统的单元分异要素也不同,类型特征指标中选择的内容就应有所区别6.1.4 景观生态系统功能类型地球表层是具有不同功能类型的景观生态系统的空间镶嵌体,整体功能表现为各类异质功能的耦合1 景观生态系统的三大基本功能基于生态系统服务功能供给功能,如粮食和水供应调节功能,如调节洪涝、干旱、土地退化等支持功能,如土壤形成和养分循环等文化功能,如娱乐、精神、宗教及其他非物质方面的效益宏观生态学角度景观的利用价值和作用角度生产功能生态功能社会伦理功能承载和调节功能人类社会的功能需求角度城镇居住与工矿景观,文化支持功能,不具备自维持性农业景观,生物生存功能,受人类调节的半自然/半人文生态系统自然及自然保护景观,环境服务功能,环境调节和环境资源供应功能,不直接受人类控制调节的自维持系统2 景观生态系统的基本功能类型功能类型间往往相互制约又相互作用生产型景观,为人类社会提供各种初级产品的景观类型保护型景观,对景观生态系统具有环境平衡调节功能的景观类型消费型景观,景观生态系统中需要生产型景观和保护型景观作为支持的景观类型调和型景观,兼具两种以上功能的景观类型,缓解冲突的缓冲和过渡作用,人工修饰的自然景观、依赖自然景观衍生的半自然景观类型6.2 景观生态评价上承景观生态分类,下启景观生态规划与管理,评价内容主要包括三个方面:景观适应性评价、景观生态健康评价、景观安全格局评价6.2.1 景观适宜性评价对景观提供的支持功能与人类需求之间的契合程度进行评判,为景观生态规划与管理实现资源的最优利用提供依据回答了自然环境能够提供何种服务于功能1 从土地适宜性评价到景观适宜性评价土地适宜性:由土地内在属性所决定的对特定用途的适宜或限制程度2 景观适宜性评价基本原则主导因素与综合分析结果相结合综合自然属性与社会经济属性的原定量分析与定性分析相结合重视尺度效应3 景观适宜性评价的主要方法千层饼法(地图叠加法)地图重叠法加权叠加法生态因子组合法步骤:选取评价指标单因素评价确定各因素权重综合评价逻辑规则组合法为了解决地图叠加法中评价指标权重确定困难的问题,演化产生了逻辑规则组合法无需大量计算,依据定性判断就可实现生态适宜性评价的方法,难点在于逻辑规则的制定4 案例:城市土地开发的景观景观适宜性评价6.2.2 景观生态健康评价1 生态系统健康与景观生态健康生态系统健康:指结合人类健康,在生态学框架下对生态系统状态特征的一种系统诊断方式景观生态健康:指在一定时空范围内,不同类型生态系统空间镶嵌而成的地域综合体,在维持各生态系统自身健康的前提下,提供丰富的生态系统服务功能的稳定性和可持续性活力,新陈代谢能力、初级生产力组织力,景观结构的整体稳定性和各组分间的互连通性恢复力,景观镶嵌体在胁迫下维持期原状结构与功能的能力生态系统服务功能,不同生态系统空间邻接关系对其服务与功能的影响2 生态系统健康评价的原理与方法评价的目标单元:地域空间内多种生态系统组成的空间镶嵌体的健康状态的综合评价评价的模型方法:指示物种法,未考虑人类社会经济因素指标体系法综合指标法,通过层次分析法确定指标权重模糊综合评价法,评价指标的选取:指标体系的建立是景观生态健康评价的核心评价指标的阈值:目的是确立健康生态系统的标准,即定义一个人类所希望的生态系统的状态只能是比较同一类型的生态系统的健康程度,而不是哪一种生态系统更健康评价指标的权重权重表示的是各指标变量或要素对上一层次等级要素的相对重要程度的信息主观赋权法:古林法、Delphi法、AHP法客观赋权法:熵权法、因子分析法、均方差法6.2.3 景观安全格局评价1 从区域生态安全到景观生态安全生态安全的定义广义:使人的生活、健康、安乐等方面不受威胁的状态,包括自然生态安全、经济生态安全、社会生态安全狭义:自然和半自然生态系统的安全,即生态系统完整性和健康的整体水平生态系统管理:关键是将管理政策落实到具体的空间单元上。
第八讲景观生态分类与评价一景观生态分类景观生态分类与评价是景观结构与功能研究的基础,又是景观生态规划、评价及管理等应用研究的前提条件,是景观生态学理论研究与应用研究的纽带。
1 景观生态分类(1)土地分类方法与评价土地分类始于20世纪30年代。
代表性的工作有,20世纪70-80年代澳大利亚的土地调查和土地系统;加拿大的生态土地分类;中国1:100万土地利用图、土地资源图、土地类型图的编制;近年来西欧、北美的景观生态分类;联合国FAO土地适宜性评价。
现代土地分类大致可划分为,发生法、景观法及景观生态法3种。
往往选择主导及一些辅助指标,加以量化进行分类,即为参数法、对应有传统的定性分类法。
——发生法基于土地的形成过程,以发生的关联与相似性为依据分类,土地是复杂开放的等级系统,其形成要素的种类多样,不同等级不同类型间的主要发生形成要素之间各不相同。
目前的认识水平下,发生法的可靠依据主要表现在气候和地质构造两个方面。
大尺度地域范围的土地分异以气候和地质构造分异为主要框架,发生法的结果容易统一且较为严谨;小尺度则主要与地貌形态发生及相应的水文、物质组成有关。
——景观法通过土地空间形态相似相异性的识别进行土地分类的方法。
主要依据比较确定的、空间上易于确定的土地特征。
强调同一类型内部特征的均质性和不同类型之间的异质性,即景色的一致性和差异性。
对空间形态特征的强调,使得遥感影象成为景观法不可缺少的手段。
遥感影象上的色彩、色阶、图式及组合结构等能够提供直观的土地单元及其镶嵌的完整空间概念,适合空间边缘的确定。
但大尺度地域范围高层次土地单元类型及其边界的识别,因起内部异质性强,任意性也较大。
——景观生态方法是20世纪80年代才提出的并开始发展起来的,主要是在景观法中叠加了发生法的优点,以得到更为综合和实用的土地分类。
如英、澳等国的土地综合调查方法,加拿大的生态土地分类已具备此特点。
景观生态方法不只强调土地水平方向上的空间异质性,还综合土地单元的过程关联和功能统一性。
景观生态学Landscape Ecology第五部分景观生态分类与评价一.景观生态分类1、景观生态分类的概念景观生态分类是研究景观结构与功能的基础和景观生态评价、规划、管理的前提;景观生态分类是景观生态学理论与应用研究的纽带。
景观生态分类就是根据景观的空间结构与生态功能特性,划分景观生态系统的类型。
2、景观生态分类的原则(1)结构与功能相结合原则(2)等级层次性原则(3)人类主导与自然表征相结合原则3、景观生态分类体系根据景观生态分类的特征及指标选取,分类体系的建立,宜采取功能与结构双系列制(傅伯杰等,2002)。
1)功能性分类根据景观生态系统的整体特征,即生态功能属性来划分归并单元类群,同时考虑体现人的主导和应用方向的意义。
包括两方面内容:a.类型单元间的空间关联与耦合机制,组合成更高层次地域综合体的整体性特征;b.系统单元针对人类社会的服务能力。
2)结构性分类:属景观生态分类的主体部分,包括系统单元个体的确定及其类型划分和等级体系的建立,是以景观生态系统的固有结构特征为主要依据。
景观生态系统特征可以分4个方面来考察:空间形态、空间异质性组合、发生过程、生态功能。
4、景观生态分类步骤A.首先是根据遥感影像解译,结合地形图和其它图形文字资料,加上野外调查成果,选取并确定景观生态分类的主导要素和指标,初步确定个体单元的范围及类型,构建初步的分类体系。
B.详细分析各类单元的定性和定量指标,表列各种特征,通过聚类或其它统计方法确定分类结果。
C.依据类型单元指标,经判别分析,确定不同单元的功能归属,作为功能性分类结果。
前两步是结构性分类,第三步是功能性分类。
二、景观生态评价景观生态评价是:✓景观分类工作的延续;✓是景观生态规划的基础和前提;✓是景观生态规划、管理和建设实践的必要环节。
1、景观生态评价的内涵(1)景观生态评价的概念不同学者对景观评价有不同的定义,但是又有以下相似之处:必须依据一定的评价标准景观评价是一个系统分析的过程,即必须作出事实判断景观评价的本质是对景观功能价值进行判断。
景观生态学
Landscape Ecology
第五部分景观生态分类与评价
一.景观生态分类
1、景观生态分类的概念
景观生态分类是研究景观结构与功能的基础和景观生态评价、规划、管理的前提;
景观生态分类是景观生态学理论与应用研究的纽带。
景观生态分类就是根据景观的空间结构与生态功能特性,划分景观生态系统的类型。
2、景观生态分类的原则
(1)结构与功能相结合原则
(2)等级层次性原则
(3)人类主导与自然表征相结合原则
3、景观生态分类体系
根据景观生态分类的特征及指标选取,分类体系的建立,宜采取功能与结构双系列制(傅伯杰等,2002)。
1)功能性分类
根据景观生态系统的整体特征,即生态功能属性来划分归并单元类群,同时考虑体现人的主导和应用方向的意义。
包括两方面内容:a. 类型单元间的空间关联与耦合机制,组合成更高层次地域综合体的整体性特征;
b. 系统单元针对人类社会的服务能力。
2) 结构性分类:
属景观生态分类的主体部分,包括系统单元个体的确定及其类型划分和等级体系的建立,是以景观生态系统的固有结构特征为主要依据。
景观生态系统特征可以分4个方面来考察:空间形态、空间异质性组合、发生过程、生态功能。
4、景观生态分类步骤
A.首先是根据遥感影像解译,结合地形图和其它图形文字资料,加上野外调查成果,
选取并确定景观生态分类的主导要素和指标,初步确定个体单元的范围及类型,构
建初步的分类体系。
B.详细分析各类单元的定性和定量指标,表列各种特征,通过聚类或其它统计方法
确定分类结果。
C.依据类型单元指标,经判别分析,确定不同单元的功能归属,作为功能性分类结
果。
前两步是结构性分类,第三步是功能性分类。
二、景观生态评价
景观生态评价是:
✓景观分类工作的延续;
✓是景观生态规划的基础和前提;
✓是景观生态规划、管理和建设实践的必要环节。
1、景观生态评价的内涵
(1)景观生态评价的概念
不同学者对景观评价有不同的定义,但是又有以下相似之处:
必须依据一定的评价标准
景观评价是一个系统分析的过程,即必须作出事实判断
景观评价的本质是对景观功能价值进行判断。
景观生态评价:对景观属性的现状、生态功能及可能的利用方案进行综合判定的过程。
通过景观生态评价,可以全面认识景观现状、景观及其组成要素敏感性、干扰状况等级、景观抗性阈值及其等级分布、景观功能大小和景观格局等,为景观规划、景观管理提供科学依据。
(2)景观生态评价的特点
☐1、评价对象的特定性与针对性。
研究对象主要是与人类有关的某些特定的景观类型。
☐2、评价标准的相对性和发展性。
☐3、评价指标和结果的时空尺度性。
采用不同的时空尺度评价景观状况及景观质量(如景观的稳定性、敏感性、多样性、抗性、完整性等),评定的指标和结果就会不一样。
☐4、评价指标的可调控性。
景观管理的前提是景观生态评价标准必须以人类所要求的指标因子来表征和衡量,所选择的指标应具实用性和可操作性,以便在景观规划与管理工作中进行调控。
(3)景观生态评价的内容
景观质量评价、景观开发利用评价与景观功能价值三者在许多方面有相同之处,评价的目的性却存在差异。
景观质量评价是通过评价景观的自然属性、健康状况及视觉美学意义,对景观的保护和开发提出建设性建议;
景观适宜性评价分析景观中限制条件,关注景观组成、结构与格局改变后的功能变化与效应,为景观生态规划与管理实现资源的最优利用提供依据;
景观功能价值评价则是景观资产评估的过程,实质上是对景观质量、景观生产价值等进行综合评价并货币化,注重景观价值潜力的转化过程。
2、几种主要的景观生态评价
在具体进行景观生态评价时,评价的内容应根据评价目标要求和景观资源特点及问题而定,可以是景观生态综合评价,如乡村景观评价、风景区景观生态评价等,也可以是某一方面
的专项评价,如适宜性、生态系统健康、美学、生态服务功能和生态安全评价等。
(1)景观适宜性评价
景观适宜性评价:指相对于特定生态过程的景观潜力和景观利用的合适程度的综合评估。
例如对以保护生物多样性为目的的景观适宜性评价着重考虑生境条件对物种生存的适宜性。
以土地适宜性评价为目的的指标主要从气候,地貌、土壤肥力与质量、土地利用格局变化等,对土地不同利用方式的适宜性进行评价。
(2)景观生态服务功能评价
生态系统服务功能(Ecosystem services functions):指生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。
它不仅为人类提供食品、医药及其他生产生活原料,还创造与维持了地球生命支持系统,形成了人类生存所必须的环境条件。
主要服务功能(Costanza,1997):大气调节;气候调节;干扰调节;水调节;水供给;侵蚀控制和沉积物保持;促进土壤发育;保持营养循环;废物处理;传粉;生物控制;庇护所;食物生产;原材料;基因资源;休闲娱乐功能;文化功能。
生态系统服务功能价值的评价方法:
直接市场价格法
替代市场价格法
权变估值法
生产成本法
实际影响的市场估值法
(3)景观生态健康评价
景观生态系统健康是一个逐步演化的概念。
由土地健康(land health,荒野性)→景观健康(landscape health, 土地再生能力)→生态系统健康(ecosystem health) 景观生态系统健康的内涵:
健康是系统的自动平衡;
生态系统不发生疾病;
是多样性和复杂性;
是稳定性和弹性;
是生长的活力和生活幅;
是系统组分之间的平衡;
是生态系统的整合性。
评价要点
不应建立在单个物种的存在、缺失或某一状态为基础的标准上。
应反映人们对生态系统可能发生相应变化的认识。
最佳评价健康度量应该是简单的、可系列化、有可分辨的变化状态。
但是,生态系统健康并非必须为一个单一的数值。
系统健康的度量应具有统计学特征并与观察的次数不具相关性。
指标选取
(4)景观美学质量评价
景观美学价值
景观除了具有保持生态环境及提供一定数量的生物量和生物物种外,还具有景观美学观赏及游憩价值。
景观美学价值通过多层次审美意识系统和多层次景观信息系统相互作用。
因此,景观的美学质量评价不像其他方面的质量评价,它不能用数量大小直接表示。
一方面美学质量本身是一个较为模糊的尺度,不同的人对同一景点的评价结果不同;
另一方面同一个人对同一景点从不同的角度去评价美学价值,其结果也不同。
景观美学质量评价指标体系的构建
●普遍原则:有效性、完整性、科学性
●景观美学质量评价既要突出景观的客观性,又要全面反映景观的特征,同时要突出
景观的认知程度,反映景观的主观性。
●还应考虑以下四个方面:
①依据不同的景观特点,结合评价区的实际情况,选取相应的指标。
②依据人们普遍的审美标准选取指标。
③指标应有层次性。
④指标应具有可比、可量、可操作性。