景观生态过程.ppt

单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版副标题样式 * * 1 1 第四章 景观生态过程 本章考核知识点: 1景观生态流与生态过程 2 景观中生态流移动的机制 3 景观中生态流移动的模式 4 相邻景观要素间的生态流 5 流与景观结构 6 景观的一般功能 一、景观生态流与生态过程 1.景观生态流： 景观中的能量、养分和多数物种，都 可以从一种景观要素迁移到另一种景观要 素，表现为物质、能量、信息、物种等的 流动过程 景观生态流的表现形式即为景观过程 2.生态过程： 生态过程的含义比生态流要广，一个生 态过程往往会伴随有许多流的发生例： 生态系统的演替过程；风、火、地质和人 为因素的干扰过程；景观空间格局和生物 多样性的变化过程 3.与景观生态流有关的两个重要概念 景观边界：在特定时空尺度下，相对均质的景观之间 所存在的异质性过渡区域类似半透膜，能对进入 和要离开景观要素的生态流进行过滤 成熟度：在相邻景观要素成熟度不同的地方，幼年期 和老年期要素，在不同的场合，可以分别起源或汇 的作用如成熟林地可为周围空地提供种源） 二 景观中生态流移动的机制 1 媒介物: 风、水、动物、人 § 风：携带水分、灰尘、雪、种子、小昆虫 、热量等； § 水：包括雨水、冰、地表径流、地下水、 河流、洪水等，能够携带的物质同上 § 动物 ： 如鸟、蜜蜂、可携带种子、孢子 等； § 人：人对物质、能量和物种在景观中的传 播作用更强，常有意识地造成景观过程的 改变。

2 驱动力:扩散、重力、运动 扩散：原描述从高浓度区向低浓度区的分子运动， 现将其概念含义拓宽用来指物体在景观中的随机 运动扩散作用主要取决于不同景观斑块间的温 度或密度差由于均质系统内不存在扩散，因此 其与异质性紧密相连风、气流均是扩散作用的 表现形式例：洒香水、 粉尘扩散等； 扩散是一种低耗能过程 § 重力：是物质沿重力梯度移动的基本作用 力 水流：在重力作用下，水流可携带许多物质（如矿 质养分、种子等）运动，并常引起地表土壤侵蚀 ，对景观中物质的传输和再分配起着不可替代的 作用 风流：是由于大气中的压力差引起的，作为一种传 输媒介，它不仅可以使一些物体（如昆虫、种子 、树叶等）进行短距离扩散，还可传输热能 § 运动：是物体消耗本身能量从一个地方移 动到另一个地方 例：动物捕食、人类走路或乘坐各类交通工具穿越 景观等 扩散：使物体在景观扩散：使物体在景观 中的随机运动中的随机运动 驱动力下,生态流的流 动表现出三种最基本 的形式： 扩散、物质流、运动 物质流：是物质在重力和扩散力 作用影响下沿能量梯度的运动 运动：是物体消耗本身能量从一个地 方移动到另一个地方 扩散：最少的聚 集格局； 物质流：居中； 运动：最明显的 聚集格局 三 景观中生态流移动的模式 § 间歇运动、连续运动、综合运动、扩张扩散 生态流在由甲地向乙地运动的过程中，将与沿途的 景观要素发生作用。

这种相互作用，可以是生态作用， 也可以是机械作用如果这种作用不能使它们停歇下来 ，它们在做连续运动；如果使它们停歇下来，它们在做 间歇运动 1.连续运动 流的主体在从源到汇移动的过程中，不存 在运动速度为0的状况，既为连续运动 2.间歇运动 § 流的主体从源到汇移动的过程中，其间 出现过运动速度为0的状况，即流的主体 在某地出现过停歇，既为间歇运动 间歇运动又可以分为两种： ①休息站式：即该物种在某地做短暂停留后再继 续运动； ②暂住站式：指该物种不仅在某地停留休息，而 且在该地成功地生长和繁殖，从而为物种的进一 步扩散提供了新的种源 3.综合运动 § 流的主体在移动过程中，可以是连续的， 也可以是间歇的 出现连续运动和间歇运动的原因：景观结构的异质性 景观结构的异质性作用： § 生态流运动由连续运动变为跳跃运动； § 运动中的停顿点增强，流的物质与流程环境间 的关系越密切；流的速度降低 4.扩张散布 § 扩张散布是指物体在继续占据原有位置的 基础上扩大其分布面积 如：大型停车场的热能向周围地区的散布， 树种在母树周围萌生时植物物种的扩张性 生长 四、景观生态流的运动方向和距离 1.运动方向 相互作用角：与景观生态流的方向有关的景 观结构的空间方向，即为相互作用角。

斑块的形状平行于生态流的方向， 斑块的形状垂直于生态流的方向， 2.运动的距离 直线距离：连接两点间的距离为直线距离， 是两点间的最短距离 时间距离：把两点间运动速度最快的线路所 需的最短运动时间称为时间距离 五、 相邻景观要素间的生态流 相邻景观要素间的生态流主要包括水流、养 分流、空气流、动物流、植物流，它们往往是联 系在一起共同发生作用的，尤其是养分流往往是 以溶解质的形式伴随水流运动发生的 通过这些流在景观要素间的流动，导致景 观中的物质、物种、信息和能量得到再分配，结 果使景观单一化或多样化 § 水流 1.水流在土壤中的传输形式：下渗、侵蚀和地表径 流、中间径流 ①下渗：雨水进入土壤表面的过程 ②侵蚀和地表径流：侵蚀和地表径流首先冲走落叶 层和腐质层等地表颗粒物质，然后将矿质土冲掉 ，最后侵蚀基岩；在此过程中，也把一些植物种 子、繁殖体和小动物冲走使之扩散 ③中间径流：主要根据水势梯度流动，遇到河流即 入河流除了横向流动外，还可向下流向基岩， 与地下水汇合形成基底径流 2.水流的方向和速度： 水流的方向总是固定的：“水往低处流” 水流的速度主要取决于以下三个因素： ①水输入量及其时间； ②土壤结构，特别是土壤孔隙度； ③土壤对水携带物质的过滤作用。

3.潮汐和海流 潮汐和海流是海洋环境中海水的两种主要流动方式 潮汐：引起水位变化和海浪运动对海岸地形的塑造 作用很强，形成特殊的海岸带景观 海流：盛行风推动和海水密度差异引起的全球范围 内的海水流动传输热量的作用 4.水流携带的物质： § 水流携带物质一般可分成两类： § 颗粒物质：如细菌、孢子、腐烂的泥沙树 叶等 § 溶解性物质：如腐殖质、尿素、硝酸盐、 可溶性盐等 § 养分流：景观中的养分流通常伴随着水流和土壤 侵蚀而发生的 1.水流携带的养分流 水流携带的物质分为颗粒和溶解物两大类 2.土壤侵蚀引起的养分流 土壤侵蚀是景观中养分流的另一种主要形式 养分主要来源于岩石和土壤中无机物的风化、溶解 ，以及有机质的分解，随水分被植物吸收后一部 分进入食物链，在景观中实现再分配，或者迁移 到更远的地方；另一部分可能会被反复循环利用 ；还有一部分会随水流进入河湖海洋，融入更大 范围的物质循环 在景观中，最为活跃的养分运动往往发生在 水陆间，尤其是河流与陆地间陆地与河流廊道 交汇处，异质性最高，可直接利用的自然资源也 极为丰富 矿质养分由高地进入河流廊道的途径： ①养分直接穿越廊道进入河流； ②养分可能被机械阻拦，累积在廊道内的土壤中， 逐渐淤积于谷底； ③养分随植被生长而被廊道植物所吸收，成为生物 量的一部分。

§ 空气流 1. 风流和风型 风可分为平行流动的层状气流和向上或向下 流动的湍流两种风型，不同风型的风流对所携带 物质的流动会有不同影响 大尺度的空气流动起着输送水分和热量的功能带有 大量水汽的气团上升可形成降水，有利于植物生长，下沉 运动造成干旱，使地表形成沙漠景观尺度上风气起着传 播花粉、包子、小昆虫、种子等作用另外风还传播烟尘 和各种污染物 2. 声音 声音也是空气流动的一种方式声能从声 源以线性轨迹向各方面辐射 景观中的声音有两种作用：传递信息和干扰景观结构 对声能的扩散和传播有影响： 例：宽的植被带能有效地反射和吸收声能；常绿 植物能反射更多的噪声，而落叶植物能吸收更多 噪声，几种植物的混交对减弱中等频率的噪声特 别有效 § 动物流 1.动物运动方式：巢域内运动、疏散运动、迁徙运动 ①巢域内运动：动物围绕它们的巢穴取食和日常活动 ②疏散运动：指某种动物个体从其出生地向新巢区的 单向运动，新巢区通常远离其出生地这种疏散多 见于接近成年的个体离开父母区建立自己的巢区 ③迁徙运动：动物随季节变化而在不同地域进行的周 期性往返运动 2.动物的分布格局 ①在大多数情况下，大片同质性地区不适宜动物生存 。

②廊道与动物运动的关系取决于廊道类型和动物类型 小路成为许多动物的通道，大路可能成为障碍 ③动物巢区通常呈偏长形，有时呈线条形不同的巢 区之间通常存在着天然障碍物 ④景观异质性在景观功能中起着重要的作用 § 植物流 1.植物的散布 植物在景观中只能依赖种子、果实或孢 子等繁殖体，通过繁殖体进行散布因此植 物的散布就是植物繁殖体的运动过程 2.植物分布区的变化 ①植物的分布区边界的变化：植物分布区的边界 会由于环境的周期性变化而发生变化 ②植物种的灭绝、适应或散布 ③植物种在新分布区的传播：植物到达一个新的 分布区，如果缺乏相应的限制条件，会发生传 播，并可能对当地物种的生存产生极大的影响 ，形成生态入侵 六、 景观结构对流的影响 1. 廊道与流 2. 斑块与流 3. 基质与流 4. 网络与流 5. 景观边界与流 廊道与流 ①廊道是某些物种的栖息地； ②廊道是一些生态流运动的通道； ③廊道可以起到对生态流的屏障作用或过滤 效应； ④廊道可以成为某些生态流的源或汇 斑块与流 ①斑块大小：影响单位面积内的生物量、生 产力、生物多样性等； ②斑块形状和走向：影响着养分的迁移和物 种的运动； ③斑块密度：影响通过景观的“流”的速率； ④斑块的分布构型：影响干扰的传播和扩散 。

基质与流 ①基质连接度：基质连接度高，生态流受到的屏障作 用小； ②景观阻力：影响景观内各种生态流的速度； ③狭窄地带：可以影响各种生态流的运动速度； ④孔隙度和斑块间的相互作用：高孔隙度的基质可以 对生态流通过基质造成影响，影响的大小取决于生 态流的性质、以及斑块是否适宜于流通过； 网络与流 ①结点结点对流有两种作用：作为廊道的交接区和流动物 体的源和汇结点通常是生态流的中继点而不是迁移的 最终目的地，中继点上常出现对物流的某种控制：扩大 或加速物流，降低流中的“噪声”或“不相关性”，提供临 时贮存地 ②网络的连接度 廊道与景观内所有结点的连接程度，就是网络连接度连 接度高，生态流的速度高 ③网络的环度 环度为能流和物流提供选择性路线的环数 景观边界与流 ①通道或廊道 ②过滤或屏障 ③源 ④汇 ⑤生境 景观中的关键点 ①具有重要内容或源地效应的部位（如大型 自然植被）或不寻常的地物（如沙漠中的 河流）； ②变化较多的区域，特别是生态敏感区，以 及那些一旦受到干扰就长时期得不到恢复 的区域； ③各种形式的流交汇的地方 总言之，景观结构对生态流的影响主要表现在4个方面： ①景观格局的空间分布，如方位（坡向）、母质组成和坡度 等，将影响局部空气流动、地表温度、养分丰缺或其它物 质（如污染物）在景观中的分布状况； ②景观结构将影响景观中生物迁移、扩散、物质和能量在景 观中的流动； ③景观格局同样影响由非地貌因子引起的干扰在空间上的分 布、扩散与发生频率； ④景观结构变化将改变各种生态过程的演变及其在空间上的 分布规律。

从某种意义上来说，景观结构是各种景观生态过程的瞬间表 现例：洪水塑造地貌；森林大火后新的斑块—廊道—基 质构型； 有河狸居住的河流 七、 生态流对景观功能的影响 景观的功能即景观元素之间的相互作用， 即能量流、养分流和物种流等生态流从一种景观 元素迁移到另外一个景观元素 1.斑块—基质之间的相互作用 2.斑块—斑块之间的相互作用 3.斑块—廊道的相互作用 4.廊道—基质间的相互作用 斑块—基质之间的相互作用 例1：农田（或空地）基质与森林斑块 主要的生态流：能量流、养分流、物种流， 能量流只涉及边缘部分，其余的流则多涉及每个 景观要素，且不同形式的流在景观中大多呈双向 流动 主要驱动机制：风、水和生物动力 例2：农田（或空地）基质与聚居斑块 。