景观干扰与景观尺度.ppt

第十一章景观干扰与景观尺度v第一节第一节 景观干扰的概念和类型景观干扰的概念和类型v第二节第二节 干扰状况干扰状况v第三节第三节 景观尺度景观尺度 概 述v胁迫（stress)的理解：生理学上的概念，不损伤系统结构，直接改变系统功能v生态扰动的理解：生态因子在一定范围内的变动，极少导致破坏性P185、P188v生态学干扰的构成因素：系统、事件和尺度v赵奕（ 2001）：干扰既是破坏因素，也是建设因素； 干扰倾向于对优势种竞争力的有效破坏和对弱势竞争力物种生存机会的创造第一节 景观干扰的概念和类型v一、干扰的概念一、干扰的概念 由于研究人员的研究背景和侧重点不同，干扰也有不同的定义 Sousa(1984)认为：干扰是一种突发性事件，对个体或群体产生破坏或毁灭性作用 Pickett和White(1985)将干扰定义为：相对来说非连续的事件，它破坏生态系统、群落或种群的结构，改变资源、养分的有效性；或者改变物理环境 Turner(1993)认为：干扰是破坏生态系统、群落、种群的结构，并改变资源、基质的适应性；或者物理环境的任何时间上发生的相对不连续事件。

v邬建国（2000）、刘志明（2002）的定义；P185.v本书作者的理解：本书作者的理解：剧烈影响生态系统、群落或种群结构，并能改变资源和物理环境的相对离散事件v适用于各种生物系统的一般化定义适用于各种生物系统的一般化定义：干扰是阻断原有生物系统生态过程的非连续性事件，它改变或破坏生态系统、群落或种群的组成组成和结构，改变生物系统的资源基础和环境状况v二、干扰类型 干扰的来源、规模和后果等方面差异很大，系统地对干扰进行分类是困难的，但可以根据不同的目的从需要的角度对干扰进行适当的划分 1、按干扰发生的范围分类 小规模干扰：0.1hm2以下的干扰； 大规模干扰： 0.1hm2以上的干扰 2、按干扰来源分类 自然干扰和人为干扰 3、按干扰的功能分类 内部干扰和外部干扰 4、按干扰的性质来分类 物理干扰、化学干扰和生物干扰 5、按干扰的传播特征分类 局部干扰和跨界干扰 6、按干扰的作用强度分类 轻度干扰、适度干扰、严重干扰和极度干扰（图11-1） 7、按干扰的后果来分类 破坏性干扰和增益性干扰第二节第二节 干扰状况干扰状况v一、干扰状况的概念一、干扰状况的概念 指的是某个地区或某种特定立地上某种干扰因素各种参数（如干扰发生的规模、强度、频率、分布和周期等）的综合表现。

v 二、干扰特征二、干扰特征 1、干扰的空间分布 指干扰在不同空间的分配与组合规律指干扰在不同空间的分配与组合规律包括与地理、地形、环境以及群落梯度的关系如干扰斑块的大小、形状、分散程度等指标均可表明干扰空间分布的特点 2、干扰的频率 指单位时间内发生干扰事件的次数包括干扰的重现间重现间隔期隔期和干扰的持续期干扰的持续期 3、干扰强度 从干扰因素本身来看，在一定时间内，一定面积上，该事件的物理力(干扰程度) 4、预测性？ 根据以往重发干扰的时间间隔，推测下次发生的可能性及其状况只是可能性，干扰一般不可测只是可能性，干扰一般不可测） 5、协同效应 一种干扰引发其他干扰产生的协同力的大小v三、干扰的性质三、干扰的性质 1、干扰具有多重性，对生态系统影响表现为多方面 2、干扰的影响具有较大的相对性（基于敏感性来说的） *3、 干扰的影响具有明显的尺度性（组织尺度的不同，干扰存在与否或程度不一样） 4、干扰可以看作是对生态系统演替过程的再调节（正向或逆向演替两方面理解） 5、干扰的结果多数情况下多数情况下具有不协调性 6、干扰在时空尺度上具有广泛性（有不同组织层次的干扰） Fig. The four stages of pine succession in Yellowstone National Park. In stage I (0-50 years) after the fire.Fig. The four stages of pine succession in Yellowstone National Park. In stage II, characterized by the maturation of the trees. (50-150 years)Fig. The four stages of pine succession in Yellowstone National Park. In stage III.As some of the trees in Stage II begin to die. Trees mature and weaken, and many are killed by bark beetles.Light reaches the forest floor, and seedlings germinate and grow.Fig. Stage IV begins after approximately 250 years. pine are reaching their maximum life span and death are common. This stage is very vulnerable(受攻击）受攻击） to fire. 1）干扰与景观异质性）干扰与景观异质性 一方面，干扰对景一方面，干扰对景观异质性异质性的观异质性异质性的影响决定于干扰的影响决定于干扰的性质。

性质一般认为，低、中强度的干扰可以增加景观的异质性，但在高强度干扰下，将会导致更低的景观异质性 另一方面，干扰对景观的影响在较大程度上还与景观的另一方面，干扰对景观的影响在较大程度上还与景观的性质有关性质有关对干扰敏感的景观结构，在受到干扰时，受到的影响较大，而对干扰不敏感的景观结构，受到的影响较小 另外，景观异质性变化同样也会影响干扰在空间上的传播另外，景观异质性变化同样也会影响干扰在空间上的传播与扩散与扩散四、四、干扰的生态学意义干扰的生态学意义2）干扰与景观破碎化）干扰与景观破碎化A、一些规模较小的干扰可以导致景观破碎化B、一般情况下，大规模的干扰可能导致景观的均质化，而不是进一步的破碎化；但也可能导致更强的破碎化 景观破碎化对景观的影响：景观破碎化对景观的影响：P191. 3）干扰与物种多样性）干扰与物种多样性v适度干扰适度干扰下生态系统具有较高的物种多样性，在较低和较高频率的干扰作用下，生态系统中的物种多样性均趋于下降v中度干扰假说： 竞争力与抗干扰能力；干扰发生在演替中期v干扰频率假说： 干扰发生的时间间隔短于竞争排斥所需时间。

第三节 景观尺度v一、尺度的基本概念一、尺度的基本概念 1、定义 对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度 2、尺度表达 粒度、幅度、范围 3、尺度的基本类型 空间尺度、时间尺度、组织尺度 另外还有：另外还有：测量尺度、本征尺度；绝对尺度、相对尺度二、尺度的等级 与生物系统的等级结构相对应，从叶片、树木、林窗、斑块、景观到区域，不同等级水平上系统的空间和时间尺度大小都不一样 目前对尺度等级的划分还没有统一的标准，按德尔考特的意见可一般认为： 微观尺度域：1-500年，1-106m2 中观尺度域：500-104年，106-1010m2 宏观尺度域：…………………… 超级尺度域：………………………尺度不同研究内容也就不同尺度不同研究内容也就不同不同等级系统的时空尺度不同等级系统的时空尺度万年万年千年千年世纪世纪10年年年年月月日日秒秒时时间间尺尺度度微米微米 毫米毫米 米米 公里公里 千公里千公里 万公里万公里空间尺度空间尺度叶片生理叶片生理树木生理树木生理斑块动态斑块动态林窗动态林窗动态树木生长树木生长森林演替森林演替景观动态景观动态区域动态区域动态v三、尺度效应三、尺度效应 1、尺度效应的概念 通过尺度变换分析而显示出的一系列景观特征变化。

2、时空尺度扩展 1）目的：：进一步分析事物的发展趋势和分布范围 2）途径： A 粒度不变，时空范围扩展；表现出景观格局和生态过程的逐渐丰富 B 粒度随时空范围的扩展而变化；表现出性质不同的、不可重复的景观格局和生态过程v3、时滞效应 1）概念 生态过程的因果之间或者对自然生态系统的干扰及其引起的生态响应之间常常有一个明显的时间间隔---时滞效应 2）时滞效应产生的原因 a．某些生物和物理过程需要时间，如生物量的积累等； b．环境虽然改变，但仍有原来的生物量或其他生态过程的残余影响； c．物质、能量及有机体在不同景观单元之间的运移需要时间； d．引发一个生态过程或事件的几个必要条件很少同时发生； e．由一系列因果关系引发的事件也增加了时滞； f．在空间上景观尺度的扩展，也会造成时滞效应v四、尺度推绎四、尺度推绎 在景观生态学研究中，由于景观尺度上进行控制性实验往往代价高昂，因此，人们越来越重视尺度转换技术。

1、尺度推绎的概念 尺度推绎(scaling)：是指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上的特征，也称尺度外推 包括三层含义： ①尺度的放大或缩小；②系统要素和结构随尺度变化的重新组合或显现；③根据某一尺度上的信息(要素、结构、特征等)，按照一定的规律或方法，推断其他尺度上的问题  2、尺度推绎的意义 通过小尺度上的研究，探讨解决大尺度问题的途径 3、尺度推绎的类型 尺度上推、尺度下推； 显式尺度推绎（局部模型随时空变化上推）、隐式尺度推绎（特定环境条件下，已经考虑了与时空有关的因素） 空间尺度推绎、时间尺度推绎。