景观生态学课件第五章景观生态流与景观功能.ppt

第五章 景观生态流与景观功能,内容概要第一节 景观过程 一、景观过程的动力与运动机制 二、景观要素间的生态流（一）景观中的空气运动（二）景观中的水分和养分运动（三）景观中的物种运动第二节 景观的一般功能,第一节 景观过程,一、景观过程的动力与运动机制,1、景观过程的基本动力（1）扩散（2）重力（梯度力）（3）运动,扩散：使物体在景观中的随机运动。,梯度力：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。,2、媒介物:景观生态流在景观中的运动，主要依靠风、水、飞行动物、地面动物和人等媒介物来传递。,风的媒介作用,水的媒介作用,动物媒介作用,人的媒介作用,3、景观中生态流模式,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：休息站式：即该物种在某地做短暂停留后再继续运动；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。,4、景观生态流的运动方向与距离,（1）运动方向 生态流的运动方向与景观要素的不同关系，对景观的功能会有一定的影响。,上图为斑块的走向和内部-边缘比与主要作用力方向的关系。,（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。拓扑距离：拓扑空间上的距离。,西班牙、葡萄牙和意大利主要铁路的实际图和拓扑图（a）根据西班牙地图；（b）根据意大利地图,二、景观要素间的生态流,景观生态流主要包括空气流、水流、养分流、动物流和植物流。,（一）景观中的空气运动1、空气运动的方式（1）风：不同地段或区域气压的差异所形成的空气流动称为风。风的格局有两种，一种是层流，即：平行流动的层状气流；一种是湍流，即：质点的无规则运动，向上或向下运动。,在一定范围内，由于地貌形态与地面物质的不同，可形成局地环流，如山谷风、海陆风、热岛环流等；（2）声音：是一种波动，空气是声音传递的主要的媒介。,2、空气流的作用 大尺度空气环流起着传输水分和热量的功能；,大尺度环流,2、空气流的作用 大尺度空气环流起着传输水分和热量的功能；景观尺度上的风起着传播花粉、包子、小昆虫、种子等作用；,2、空气流的作用 大尺度空气环流起着传输水分和热量的功能；景观尺度上的风起着传播花粉、包子、小昆虫、种子等作用；风除了传播空气的成分以外，还传递烟尘和各种污染物质；,2、空气流的作用 大尺度空气环流起着传输水分和热量的功能；景观尺度上的风起着传播花粉、包子、小昆虫、种子等作用；风除了传播空气的成分以外，还传递烟尘和各种污染物质；湍流能增加空气上下运动，逆温能阻止污染物扩散；,逆温现象,2、空气流的作用 大尺度空气环流起着传输水分和热量的功能；景观尺度上的风起着传播花粉、包子、小昆虫、种子等作用；风除了传播空气的成分以外，还传递烟尘和各种污染物质；湍流能增加空气上下运动，逆温能阻止污染物扩散；风可以影响地球表面人类居住的环境质量。,热岛环流与焚风,3、景观要素对空气流的作用,（1）景观要素特征对风的影响 景观结构特征会对风型和风速造成影响，因此在景观规划设计中必须考虑到风的运动规律和作用。,1）三种防风林在一定距离内可使风速减少50-70%；2）圆面下风处风速降低等延伸距离比其他两种长，并且湍流最小，防风效果最好。,防风林的穿透性对下风向的气流也有影响。密实的屏障可在下风处形成严重的湍流，而允许风穿过的多孔屏障可避免多数湍流；屏障的防风林对强风的效果最大，而多孔风障防护效应的眼神距离比密实风障远。,（2）声音：景观结构对声能的扩散和传播也有一定影响。如宽的植被带能有效的反射和吸收声能；常绿植物能反射更多的噪声，而落叶植物能吸收更多的噪声；几种植物的混交对减弱中等频率的噪声特别有效。,（二）景观中的水分和养分运动,1、景观中水分和养分运动的形式,（1）水平运动,景观要素特征对水分和养分的水平运动有很大影响，如地表透水性、地表坡度等。,（2）垂直运动,2、景观结构与水分和养分运动（1）生态交错带与水分和养分运动 生态交错带具有过滤或屏障的作用，对各种物质和生物体起到扩散和滞缓的作用，对景观中水分和养分的运动起重要作用。,（2）农业景观中的树篱、沟渠网络与水分和养分的运动 树篱、沟渠等人工网络系统，除了对农民来说界定地块范围的作用以外，又具有较高的生态价值。,（3）岸边植被缓冲带与水分和养分运动 岸边植被缓冲带的建立，目的是为了保护河岸免遭侵蚀而发生崩塌，但目前随着生态学和景观生态学的发展，岸边植被缓冲带在控制非点源污染中的生态作用日益为生态学家和环境学家所重视。,N的输入与输出,（4）微景观结构与水分和养分的运动,微景观结构主要是指不同景观要素在空间上的组合，不同的景观空间格局对径流、侵蚀和元素的迁移影响差异较大。研究微景观结构对土壤侵蚀和养分在空间上迁移和分布的影响已经成为景观生态学研究的一个热点。,动物和人在景观中的作用对养分的运动也具有重要的影响。,（三）景观中的物种运动,景观中物种的运动和迁移直接影响到物种的生存，景观格局对物种的影响一方面与景观元素组成成分有关，另一方面与物种的生态行为有关。,1、景观中物种运动的方式1）主动运动：指物种通过本身有目的的行为从一个地方迁移到另一个地方；2）被动运动：要借助外界的作用来达到迁移到目的。,2、景观中的动物运动（1）动物的运动方式 巢域范围内运动；散布运动；迁徙。,（2）景观结构特征与动物运动斑块大小、形状与动物运动,廊道与动物运动 建立适宜的廊道可以起到连接不同栖息地的作用；某些廊道在景观中会对动物运动起屏障作用。,奥林匹克森林公园的生态桥梁,赤狐的运动 赤狐广泛分布于北美，栖息在地下的巢穴里，以各种小动物为食，一种夜行动物，研究表明赤狐的窝几乎都筑在高地生境中，比如，林地、谷物地、草场、树篱、沙石地等。并且在调查的517个巢穴中只有8个位于居民区275米以内。说明与建筑物的距离是赤狐巢穴分布的主要限制因素，巢区比臭鼬大，一般4千米、2-4千米，形状长方形。在秋季和冬季，快成年和成年狐狸离开巢穴，原因不明，目标也不能预测，运动的平均直线距离雄性为31千米（最远211千米），雌性为11千米（最远为108千米），赤狐的扩散为不规则扩散，分析具体个体的运行路线,的运行路线发现有建筑物地区是它们穿越景观的障碍，在距农家场院92米以内极少发现这种动物，湖泊迫使赤狐改变运行路线，没有狐狸游水过去。小河、小溪不是重要障碍，河宽成为赤狐的障碍，赤狐的运动是跳跃的，不是连续的。在夜间，赤狐的运动时间占85%，停顿时间占15%，用来休息或进行其他活动。赤狐都躲避廊道，没有一只狐狸沿着河流大道，高速公路等主要廊道运动（也不与廊道平行运动），甚至白天睡觉也远离大道92米以外。在这个实例中，廊道只起“过滤器”作用，而没有显示廊道的功能。,景观结构与动物运动 景观不同结构特征对于动物运动会产生重要的影响。,举例说明景观结构对动物的影响,一个冬夜臭鼬的活动,穿行在玉米地中，而避开燕麦地、草地。由于玉米地有较高的层和完全荫蔽的地面,可以预防空中和地面的天敌，而且还有丰富的食物。通过树篱中臭鼬和林地内臭鼬的比较表明，它们喜欢生活在少数树木的开阔景观地区，多是林地边缘和树篱。,斑块（节点）的性质差别及距离大小也会对生物流动及其它运动产生影响。,景观中的关键点与动物运动 景观中一些特殊的关键点对动物运动影响很大，如干旱地区的水源地、鸟类迁徙路线中的休息地、网络的节点处、动物迁徙路径中的狭窄地带等，对动物运动均有重要影响。,3、景观中的植物运动,植物种群不像动物能在适宜的环境中自由迁徙，但它们可以产生繁殖体，如果实、种子、孢子或幼苗，由此向四周扩散和传播，因此植物的运动是植物繁殖体的运动过程。某种植物只有在新生境繁殖定居后，才能确认实现了散布。,（1）植物散布的方式 根据植物繁殖体散布媒介的差异有以下散布方式：风播植物；水播植物；动物传播植物。,人类是植物传播过程中重要媒介之一，但人类对植物中的传播有2种方式：一是有目的的移植或播种；二是人类无意识的传播。,（2）景观结构与植物运动景观结构导致传播植物的动力机制发生变化；景观结构变化可以改变小气候，导致局域环境对植物的适应性发生变化。,第二节 景观的一般功能,一、景观的生产功能1.自然景观的生产功能（自然植被的净第一性生产）2.农业景观的生产功能（粮食作物）生产力大大提高3.城市景观的生产功能 生物生产（生物初级生产、生物次级生产）非生物生产（物质生产、非物质生产）,二、景观的生态功能 景观的生态功能不同于生物生产过程，它主要表现为公益价值，如提供保存生物进化所需要的丰富物种和遗传资源，太阳能和二氧化碳的固定，区域气候的调解，维持水及营养物质的循环，维护整个大气化学成分的稳定等等。,三、景观的美学功能 景观的美学价值是一个范围广泛、内涵丰富、比较难于确定的问题。随着时代的发展，人们的审美观也在变化，如人工景观的创造是工业社会强大生产力的体现，城市化与工业化相伴生，然而久居高楼如林、车声嘈杂的城市之后，人们又期盼亲近自然和回归自然。,四、景观的文化功能1.自然景观的文化功能（1）自然景观是艺术创作的来源之一（2）自然景观陶冶人的情操（3）自然景观是人类学习的源泉,2.人文景观的文化功能（1）提供历史见证，是研究历史的好教材（2）提高景观作为旅游资源的价值（3）丰富世界景观的多样性,