农业生态学课件 第八章景观生态学.ppt

第八章第八章 景观生态学景观生态学生态保护与恢复的新途径生态保护与恢复的新途径 景观生态学景观生态学区域生态学区域生态学 全球生态学全球生态学 个体生态学个体生态学 种群生态学种群生态学 群落生态学群落生态学 生态系统生态学生态系统生态学 第一节景观和景观生态学第一节景观和景观生态学第一节景观结构第一节景观结构第二节景观功能第二节景观功能第三节景观动态变化第三节景观动态变化第四节景观生态学理论第四节景观生态学理论第一节第一节 景观和景观生态学景观和景观生态学一、什么是景观一、什么是景观景观景观(landscape)(landscape)意为风景，是一种视觉意为风景，是一种视觉感受多用来描述森林、草原、山脉或感受多用来描述森林、草原、山脉或胡泊的美丽景色胡泊的美丽景色生态学中，景观是指一定空间范围内，生态学中，景观是指一定空间范围内，由不同类型生态系统所组成的、具有重由不同类型生态系统所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元复性格局的异质性地理单元景观的景观的5 5个特征：个特征：1 1、由不同空间单元镶嵌而成，具有异质性；、由不同空间单元镶嵌而成，具有异质性；2 2、是具有明显形态特征与功能联系的地理实体；、是具有明显形态特征与功能联系的地理实体；3 3、既是生物栖息地，更是人类的生存环境；、既是生物栖息地，更是人类的生存环境；4 4、是处于生态系统之上、区域之下的中度尺度；、是处于生态系统之上、区域之下的中度尺度；5 5、具有经济、生态和文化的多重属性。

具有经济、生态和文化的多重属性二、景观生态学及其发展二、景观生态学及其发展19391939年，年，TrollTroll创立景观生态学一词创立景观生态学一词19841984年，年，NavechNavech和和LiebermanLieberman提出景观生态学是基于提出景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科生态地系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支19861986年，年，FormanForman和和GodronGodron出版美国第一本景观生态出版美国第一本景观生态学著作19871987年，国际景观生态学杂志在美国创刊年，国际景观生态学杂志在美国创刊19881988年，沈阳召开我国首届景观生态学学术研讨会年，沈阳召开我国首届景观生态学学术研讨会三、景观生态学的研究对象和研究内容三、景观生态学的研究对象和研究内容对象：对象：由不同生态系统与景观要素组成的异质性由不同生态系统与景观要素组成的异质性景观景观内容：内容：景观功能：景观要素之间的相互联系与相互作用景观功能：景观要素之间的相互联系与相互作用景观动态：景观结构和功能随时间的变化规律景观动态：景观结构和功能随时间的变化规律景观结构：景观组成单元的类型、多样性和空间关系景观结构：景观组成单元的类型、多样性和空间关系四、景观生态学研究的基本方法四、景观生态学研究的基本方法（一）遥感（一）遥感(remote sensing, RS):(remote sensing, RS):（二）地理信息系统（二）地理信息系统(geographic information system, (geographic information system, GIS):GIS):（三）全球定位系统（三）全球定位系统(global positioning system, GPS):(global positioning system, GPS):（四）景观模型（四）景观模型: :（五）景观尺度转换：（五）景观尺度转换：1 1、含义、含义: :遥远感知事物。

不直接接触目标物和现象，在距离地遥远感知事物不直接接触目标物和现象，在距离地物一定高度的飞机、宇宙飞船、卫星上，使用光学或电子光学物一定高度的飞机、宇宙飞船、卫星上，使用光学或电子光学仪器（遥感器）仪器（遥感器）接受接受地面物体反射或发射的电磁波信号，并以地面物体反射或发射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带形式记录下来，图像胶片或数据磁带形式记录下来，传送传送到地面，经过信息到地面，经过信息处处理理、判读、判读分析分析，最终，最终服务服务于勘探、监测和规划决策于勘探、监测和规划决策2 2、特点、特点: :利用地表不同覆盖物对不同波长的太阳光或其它形式利用地表不同覆盖物对不同波长的太阳光或其它形式的电磁波发射率不同优点：的电磁波发射率不同优点：避免研究者对研究对象的直接干扰，允许重复观察；避免研究者对研究对象的直接干扰，允许重复观察； 航空摄影和卫星遥感是获取大范围信息的主要渠道；航空摄影和卫星遥感是获取大范围信息的主要渠道； RSRS技术室大尺度格局动态的唯一监测手段；技术室大尺度格局动态的唯一监测手段；提供多尺度资料；提供多尺度资料； 遥感数据都是空间数据，所测信息与地理位置相对应。

遥感数据都是空间数据，所测信息与地理位置相对应一）遥感（一）遥感(remote sensing, RS):(remote sensing, RS):3 3、组成、组成: :4 4、应用：植被类型及分布、土地利用类型及面积、土壤类型、应用：植被类型及分布、土地利用类型及面积、土壤类型及水分特征、群落蒸腾量、叶面积指数、叶绿素含量等及水分特征、群落蒸腾量、叶面积指数、叶绿素含量等传感器：收集目标物所反射或发射的电磁波信息的装置传感器：收集目标物所反射或发射的电磁波信息的装置如多波段照相机、光谱扫描仪、摄影机、红外光谱仪等如多波段照相机、光谱扫描仪、摄影机、红外光谱仪等 载体：负载传感器的工具，如相机支架、气球、飞机、卫载体：负载传感器的工具，如相机支架、气球、飞机、卫星等指挥系统：指挥和控制传感器及载体并接收其信息的指挥指挥系统：指挥和控制传感器及载体并接收其信息的指挥部，主要是计算机系统部，主要是计算机系统1 1、含义：、含义：是以地理空间数据库为基础，在计算机软件和是以地理空间数据库为基础，在计算机软件和硬件的支持下，对有关空间数据按地理坐标或空间位置进硬件的支持下，对有关空间数据按地理坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用级研究，并处理各种空间实体及空间关系更新和提供应用级研究，并处理各种空间实体及空间关系为主的技术系统。

为主的技术系统2 2、特性：、特性：采集、管理、分析、输出空间信息；采集、管理、分析、输出空间信息； 预测预报；预测预报； 动态监测动态监测二）地理信息系统（二）地理信息系统(geographic information system, (geographic information system, GIS):GIS):3 3、组成：、组成：计算机硬件系统；计算机硬件系统； 软件系统；软件系统； 地理空间数据；图形、图像、文字、表格、数字地理空间数据；图形、图像、文字、表格、数字 管理人员管理人员4 4、应用：、应用：分析景观空间格局及其变化；分析景观空间格局及其变化； 确定不同环境和生物学特征在空间上的相关性；确定不同环境和生物学特征在空间上的相关性； 确定斑块大小、形状、毗邻性和连接度；确定斑块大小、形状、毗邻性和连接度； 分析景观中能量、物质和生物流的方向和通量分析景观中能量、物质和生物流的方向和通量1 1、含义：导航卫星测时和测距全球定位系统含义：导航卫星测时和测距全球定位系统2 2、组成：、组成：卫星：卫星：2424颗，颗，20183km20183km高度，高度，6 6轨道，轨道，11h58min11h58min控制系统：控制系统：印度洋、大西洋、太平洋、夏威夷、美国本土印度洋、大西洋、太平洋、夏威夷、美国本土 5 5个监测站个监测站用户设备：用户设备：接收机下载卫星信号码及载波相位并提取传播的接收机下载卫星信号码及载波相位并提取传播的 信息信息（三）全球定位系统（三）全球定位系统(global positioning system, GPS):(global positioning system, GPS):3 3、应用、应用：获取地理位置或地理坐标：获取地理位置或地理坐标； 监测动物活动行踪；监测动物活动行踪； 绘制生境图、植被图、资源图；绘制生境图、植被图、资源图； 环境监测。

环境监测1 1、含义：、含义：利用计算机构建系统模型，让模型在给定利用计算机构建系统模型，让模型在给定参数下模拟系统结构、功能或过程，通过检查不同参数下模拟系统结构、功能或过程，通过检查不同参数对系统行为的影响来确定和比较系统在不同条参数对系统行为的影响来确定和比较系统在不同条件下的反应件下的反应2 2、分类：、分类：空间动态模型：空间动态模型：景观格局在时间和空间上的整体动态马景观格局在时间和空间上的整体动态马尔柯夫尔柯夫(Maarkovian)(Maarkovian)模型描述群落演替、土地利用变化等描述群落演替、土地利用变化等景观过程模型：景观过程模型：研究某种生态过程在景观空间里发生发展研究某种生态过程在景观空间里发生发展和传播土壤中氮含量在时间和空间上的变化土壤中氮含量在时间和空间上的变化四）景观模型（四）景观模型: :景观生态学的研究内容景观生态学的研究内容景景 观观 结结 构构斑块间的空间关系斑块间的空间关系景景 观观 功功 能能空间要素间的相互作用空间要素间的相互作用景景 观观 动态动态结构和功能随时间的改变结构和功能随时间的改变第二节第二节 景观结构景观结构景观结构：景观结构： 景观组成单元景观组成单元（景观要素）的（景观要素）的类型、多样性及其数量关系特征。

类型、多样性及其数量关系特征各生态系统或亚系统、各生态系统或亚系统、土地利用类型土地利用类型景观和景观要素的关系是相对的景观和景观要素的关系是相对的景观：强调的是异质镶嵌体景观：强调的是异质镶嵌体景观要素：强调的是均质同一的单元景观要素：强调的是均质同一的单元尺度尺度一、一、 斑块斑块（一）斑块的概念（一）斑块的概念斑斑块块：在在外外貌貌上上与与周周围围环环境境有有所所不不同同的的一一块块非非线线性性地地表表区区域域，是是构成景观的基本结构和功能单元构成景观的基本结构和功能单元二）斑块起源（二）斑块起源 一场大火后的早晨，我们迫不及待地去考察漆一场大火后的早晨，我们迫不及待地去考察漆黑一片的景观这是一个可怕的景象！但最令人感黑一片的景观这是一个可怕的景象！但最令人感兴趣的是景观上零星分布的许多种斑块，两处孤立兴趣的是景观上零星分布的许多种斑块，两处孤立的火已燃起附近一处的火已燃起附近一处小斑块已化为灰烬小斑块已化为灰烬，而且大，而且大火已向远处蔓延经对其考察，发现虽有火焰跃过火已向远处蔓延经对其考察，发现虽有火焰跃过但依然保留着但依然保留着植被的几个斑块植被的几个斑块我们返回未燃烧的我们返回未燃烧的地区时，要穿过地区时，要穿过小片沼泽小片沼泽。

这个斑块由于土壤过湿，这个斑块由于土壤过湿，具有完全不同的动植物随后，来到一片具有完全不同的动植物随后，来到一片开垦地开垦地，并眺望一块微风吹拂的并眺望一块微风吹拂的谷物斑块谷物斑块 主要成因机制或起源包括：主要成因机制或起源包括：环境异质性环境异质性自然干扰自然干扰人类人类活动活动根据斑块的起源或成因机制将常见的景观根据斑块的起源或成因机制将常见的景观斑块类型分为斑块类型分为4 4种：种：环境资源斑块环境资源斑块干扰斑块干扰斑块残存斑块残存斑块人工斑块人工斑块 （引进斑块引进斑块）（三）（三）斑块斑块类型类型起源：根本原因是景观内环境资源分布的空起源：根本原因是景观内环境资源分布的空间异质性（气候、地形、土壤、水分、养分间异质性（气候、地形、土壤、水分、养分等）如沙漠绿洲、湿地等）如沙漠绿洲、湿地特点特点由于资。