文档介绍：第二讲景观结构——斑块Landscape Patch
一斑块—廊道—基底模式
景观是由相互作用的嵌块体以类似的形式重复出现表现的,具有高度空间异质性的区域,景观的组成单元称为景观要素,相当于一个具体的生态系统。Forman 1981认为,组成景观的结构单元不外于(嵌块体)Patches、廊道Corridor、背景(基质)Matrix,3种。因此,板块—廊道—基质模式是构成并用来描述景观空间格局的基本模式,它使得对景观结构、功能和动态的表达更为具体,同时还有利于考虑景观结构与功能之间的相互关系。
它是基于岛屿生物地理理论和群落缀块动态研究上形成发展的,为具体形象地描述景观结构提供了一种空间语言。
形成景观格局的主要因素
空间格局影响生态学过程,因为格局与过程是相互联系的,可以通过研究空间格局更好的理解生态学过程。
空间格局的成因主要有3种:非生物、生物和人为因素。生物因素一般只在较小尺度上影响格局的形成。物理和人为因素在一系列尺度上发生作用。
大尺度的非生物因素为景观格局提供物理模板,生物和人为的过程通常在此基础上相互作用而产生空间格局。而现实中,景观格局往往是许多因素共同作用的结果,故具有多种异质结构。
景观格局形成原因和机制在不同尺度上往往不同,如温度与降水决定了全球的植被分布格局;而区域生态系统类型则主要受海拔和地形等影响。
小尺度上,捕食、竞争、植物—土壤相互作用等生物过程起重要的作用。在森林景观中,大尺度格局往往反映自然地理边界、土地利用变化、或大面积干扰的影响;而在森林立地内,异质性常常由个体树木水平的林隙动态所致。
气候是影响景观结构的重要因子,在地形和土壤的改变下,适宜不同生境的动植物形成了景观的镶嵌结构。
人类活动的影响愈来愈广泛,主要包括5个方面:
改变景观中植物优势度和多样性,特别是森林优势树种
扩大或缩小一些动植物物种的分布区
为外来物种提供入侵的机会
改变土壤营养状况
定居和土地利用改变景观镶嵌格局
二斑块的基本概念
定义
Levin 1974 一个均质背景中具有边界的连续体的非连续性
Roughgarden 1977, 环境中生物或资源多度较高的部分
Forman 为外观上不同于周围的不规则表面,景观空间比例尺上所能见到的最小均质单元,是十分相似的同质性的土地单元,它与周围的地块具有明显的差别。
邬建国 1992 认为上述定义缺乏普遍性与概括性,“依赖与尺度的,与周围环境(基底)在性质上或者外观上不同的空间实体”
所有的定义都强调了斑块的空间非连续性和内部的均质性
斑块的属性包括,尺度、形状、边界等,而这些属性对于该斑块的生产力、生物多样性以及土壤水分等都具有一定的生态作用。
2、分类斑块可以根据其形成的原因进行区分。
1)干扰性斑块(嵌体):(Disturbance Patches)
如果在景观背景上发生小范围的干扰则产生斑块,可导致斑块形成的干扰是多种多样的,例如滑坡、风灾、雪雹、动物危害、火灾等等。对于森林景观来说,火灾通常是导致干旱地区斑块形成的主要原因之一。当然来自人类活动的干扰更是造成各种斑块的原因。
一个景观当受到干扰时会发生什么,我们选择干扰发生前就存在的种(post-disturbance species dynamic) 的变化来看,主要为3个环节。。
在受到干扰后,首先,许多种的种群数量迅速改变、通常是急剧下降。(图)一般情况下一些物种在干扰形成的斑块中消失,而有一些种维持在小种群的水平上以可以继续存活在新形成的斑块中(当然取决于干扰的强度),或者暂时以休眠的形式存在于斑块中。
其次,紧接着一些存活下来的种的种群发生迅速的改变,数量增加、一般可能会高于最初失去的个体数量。
然后,原来该景观斑块中没有的种类迅速的迁移进来,成为斑块中的物种。
由于上述在新形成的斑块中出现的恢复与演替,导致斑块中的植被趋向于相对的稳定。同时,随着该过程斑块逐渐失去与周围的差别,最终消失,种类组成、种类的丰富度以及种群的变化速度已经与周围的景观基质及惟有明显的差别。
干扰形成的斑块是能够最快消失的一种景观斑块,因此具有最高的周转率(Turnover rate),最短的寿命。但是干扰斑块经常是因存在较长时间的重复出现的干扰(chronic or repeated disturbance)形成,
单个干扰因子前提下形成的斑块,单因子干扰导致较快的种类消失及迁移进入斑块,这个速度逐渐降低最终斑块消失。在重复单因子干扰的情况下则相反,导致种类的消失很快、但只有很小的迁移发生,因为连续发生的第2、3次以及以后的干扰会阻止斑块中正常演替序列过程中种类的建立。随着种类迁入及消失的速度降低,该斑块趋向于稳定,如果重复发生的干扰中断,可以见到种类的迁入