2-斑块

null景观生态学景观生态学郑景明：林学院生态学科 电话：62338100(o) 办公室：林业楼402室第二讲：斑块第二讲：斑块斑块的类型 相关理论：岛屿生物地理，复合种群一、斑块的类型一、斑块的类型空间斑块性是景观格局最普遍的形式，它表现在不同尺度上。 斑块是组成景观的最重要的成分之一。1.1 景观要素的基本类型——斑块、廊道、基质1.1 景观要素的基本类型——斑块、廊道、基质景观是由斑块、廊道和基质等景观要素组成的异质性区域，各要素的数量、大小、类型、形状及在空间上的组合形式构成了景观的空间结构。1.2 斑块的定义1.2 斑块的定义斑块是指与周围不同的相对均质的宽阔区域，在斑块内部呈现微小的异质性，并以相似的形式重复出现。 强调斑块的空间非连续性和内部相对均质性。 广义上，斑块可以是有生命的和无生命的； 而狭义的理解则认为，斑块是指动植物群落。 ★斑块除起源方面表现出显著差异外，其它重要形状特征还包括斑块面积、边界和形状等，这些性状均具有重要的理论和应用价值1.3 斑块的类型1.3 斑块的类型按起源划分斑块的类型： 环境资源斑块 干扰斑块 残存斑块 引进斑块 干扰：一种明显改变景观结构、功能和动态变化过程的突发性非连续事件。干扰具有强烈尺度效应，可以是自然的，也可以是人工的。各种干扰引起null 环境资源斑块: 由于块状环境资源分布产生的斑块。由于环境资源一般相当稳定，因此斑块内物种组成相当稳定，迁入和灭绝率很低。湿地、山脊裸露岩石、沙漠水源绿洲等属于环境资源斑块。 石灰岩草地中的环境资源斑块——湿洼地null 干扰斑块： 景观内，各种局部干扰都可形成斑块。火烧、泥石流、风暴、食草动物爆发、动物践踏等、都可形成斑块。人类活动：如森林采伐、采矿、火烧草场等也能产生斑块。 北方森林采伐形成的干扰斑块小尺度斑块形成的例子：小尺度斑块形成的例子：Wind Cave National Park Pararie dog colony干扰斑块内的物种动态干扰斑块内的物种动态null 残存斑块： 周围环境受干扰，自身未受干扰的残余部分。火烧、虫害、水淹等可能产生残余斑块。 残存斑块在干扰后可能成为一些物种的避难所，物种竞争激烈，此时灭绝的速率明显加大，这就是“松弛期”。草地火烧后的残存斑块null一个例子：yellow stone null 引进斑块： 人类活动将一些生物引进某一地区，或消除本地生物而产生的斑块。 1)种植斑块： 农田系统、人工林等。种植斑块的物种变化和周转率主要取决于人类管理活动。谷物和玉米田形成的引进斑块null2）聚居地斑块 特点：受人干扰的景观中最显著并无处不在的景观成分之一。 物种：人、引进的动植物、不慎引入的害虫、从异地移入的本地种。 例如：村落、城镇null1.4 斑块的动态1.4 斑块的动态斑块的动态变化和持久性依赖于斑块的起源、干扰的频度、面积的大小等方面。例如：林隙动态例如：林隙动态斑块的周转速度（turnover）斑块的周转速度（turnover）例子：残存斑块的物种动态 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ：斑块的动态与持久性总结：斑块的动态与持久性二、与斑块有关的理论二、与斑块有关的理论岛屿生物地理学：岛屿与生境岛屿的物种动态原理基本原理（1） 岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是岛屿面积与物种数量之间的关系，并由Preston(1962)提出以下关于岛屿种—面积关系方程：基本原理（1） 岛屿作为一种特殊的生境类型，生态学家们最早关注的是岛屿面积与物种数量之间的关系，并由Preston(1962)提出以下关于岛屿种—面积关系方程： Log S=log C + Z log A S为物种数 A为面积 C为比例常数 Z为常数，一般为0.18-0.352.1 岛屿生物地理学理论nullMacArthur & Wilson (1967) 岛屿的物种数量S取决于迁入和灭绝的平衡 这种平衡是一种动态的平衡基本原理（2）null基本原理（2） McArthur & Wilson (1967) ：岛屿生物地理学平衡理论 1）大岛屿的物种数量要多于小岛屿（面积效应）； 2）靠近大陆岛屿物种数量要高于远离大陆的岛屿（距离效应）； 3）年轻的岛屿物种丰度较小，物种周转率（迁入量/灭绝量）高，以后则不断降低，直到二者相等，物种数量达到动态均衡。 结论：岛屿的面积、孤立程度和年龄依次是控制生物迁入、灭绝和物种数量的关键因子。nullSpecies turnover of bird during 51 years一个例子：null岛屿上的物种数S最后为定值 物种不断地迁入和灭绝，表现为动态平衡 岛屿越大，物种数量越多(面积效应) 岛屿距大陆越远，物种数量越少(距离效应)S=f（+面积-隔离程度+年龄）总结：岛屿生物地理学理论在景观生态学中的意义景观中某种特定生境空间分布属性类似于岛屿，这种特征在不同尺度均可以表现出来。 生境岛屿 许多自然生境，例如溪流、山洞以及其它边界明显的生态系统都可看作是大小、形状和隔离程度不同的岛屿。 有些陆地生境也可看成是岛屿，例如，林中的沼泽、被沙漠围绕的高山、间断的高山草甸、片段化的森林和保护区等。 由于人类活动的影响，自然景观的片段化，也是产生生境岛屿的重要原因。岛屿生物地理学理论在景观生态学中的意义一个例子：一个例子：Lake “islands” in northern Wisconsin, USAnull但生境岛屿和真正的岛屿还是有差别的null滇金丝猴 Yunnan Golden Monkey生境的岛屿null景观中生境及周围环境的特殊组成使一些岛屿生物地理学理论的结果无法直接应用 1）镶嵌特征：景观的特征是镶嵌，虽然生境类型和适应性的异质性程度较高，但大多数物种可以在景观内迁移，孤立性现象不显著。且生物在长期进化过程中，已经发育了在景观内迁移的能力； 2）斑块特征：由于斑块含有内部生境多样性，单位面积指数现象不显著，干扰可能增加或减少物种数量； 3）物种组成与分布：岛屿生物地理学的均衡理论不适合陆地表面的生物组成和分布情况，因为群落中的物种组成和分布通常是波动的。岛屿生物地理学是以物种数量研究为核心，平等对待每一个物种，而陆地生物研究还同时关注物种组成和关键物种问题研究。null★景观镶嵌中的物种数量 景观镶嵌中的物种数量通常与下列因子有关，另外，在景观内物物种数量预测过程中，面积是第一位的因素，其作用要远远高于斑块年龄、孤立性等因子。 Sp=f[生境多样性(+), 干扰(+或-), 斑块内部生境面积(+), 年龄(+或-), 基质异质性(+), 孤立性(-)]2.2 集合种群理论2.2 集合种群理论复合种群（metapopulation）：是由空间上彼此隔离，功能上又相互联系的两个或两个以上亚种群（subpopulation）或局部种群（local population）组成的种群斑块系统（经典狭义概念，Levins，1970）null有关概念 复合种群的两个基本条件 1）频繁的亚种群（或生境斑块）水平的局部性灭绝； 2）亚种群（或生境斑块）间的生物繁殖体或个体的交流（迁移与再定居过程）。 汇种群（sink population）：因生境质量较差而只能靠外来生物个体或繁殖体维持生存的亚种群。 源种群（source population）：能够为汇种群提供生物个体或繁殖体的亚种群。 null★ 复合种群研究涉及的两种尺度 1）亚种群（或斑块）尺度：生物个体通过采食或繁殖活动发生频繁相互作用； 2）复合种群（景观）尺度：不同亚种群之间通过植物种子和其他繁殖体传播或动物运动发生较频繁的交换作用。 null复合种群的基本类型 鉴于实际上复合种群类型复杂，故有如下广义定义：所有占据空间上非连续生境斑块的种群集合体，只要斑块之间存在个体（对动物而言）或繁殖体（对植物而言），不管是否存在局部种群周转现象，均可称为复合种群（广义概念，Harrison，1991）。 1. 经典复合种群（Levins’ metapopulation） 2. 大陆—岛屿型复合种群 3. 斑块性复合种群 4. 非平衡态复合种群 5. 混合型复合种群（C+B）经典异质种群经典异质种群1）由许多大小和生境特征相似的斑块构成； 2）亚种群灭绝概率相同； 3）系统稳定性来自斑块之间的生物个体或繁殖体交流； 4）系统稳定性随斑块斑块数量增加而增加。“大陆－岛屿”异质种群“大陆－岛屿”异质种群1）由少数大型生境斑块和许多小生境斑块组成； 2）大斑块具有源种群功能，基本不经历局部灭绝现象； 3）小斑块种群虽频繁灭绝，但可获得源种群的有效补充； 4）少数高质量的小斑块或由数量较多的斑块构成的紧密型复合体可能会补偿无大斑块对种群延续形成的影响。nullA-经典复合种群; B- 大陆—岛屿型复合种群; C-斑块性复合种群; D- 非平衡态复合种群; E-混合型复合种群（C+B）复合种群动态原理（经典复合种群）复合种群动态原理（经典复合种群）生境斑块消失会减少复合种群，从而增加局部斑块内物种的灭绝概率，减缓再定居过程，导致复合种群稳定性的下降。管理以复合种群形式存活的物种的建议(Hanski,1997)管理以复合种群形式存活的物种的建议(Hanski,1997)由于斑块的损坏，许多复合种群可能都失去了平衡，孤立种群走向灭绝只是时间上的问题。因此，要逆转生境减少的局面，所要开展的某项管理活动就必须是去恢复和/或扩大适宜的斑块。 如果局部动态的同步性很强，并可能因此而造成许多种群同步灭绝的话，就必须有充足的生境碎片，肯定要在10个以上，也可能要多于15个。 斑块间的距离必须与物种的扩散能力相当，建群概率必须足以抵消灭绝的概率。而物种在景观中的运动，也可能不得不予以增强。 生境质量的实质性差异，可能有利于抵消与空间有关的气候影响，如，干燥的地点可以使物种在多雨的年份存活，而潮湿的地点则使物种在干旱的年份里存活。null复合种群理论的应用延伸及缺陷 1）复合种群现象与景观中的许多斑块作用关系极为相似，因此某些理论成果完全可以用于对应景观问题的研究（如建设用地与珍稀物种保护）； 2）复合种群理论把景观简化为生境和非生境二值性景观，而景观的实际结构要复杂得多； 3）只考虑斑块的相对面积，未考虑生境的覆盖情况； 4）亚种群之间的作用中未考虑廊道的影响。集合种群理论与和实际景观之间的差别： 复合种群理论通常假定景观是由生境斑块和非生境斑块的背景基质组成(A)； 而实际景观(B)中复合种群动态和稳定性还往往受到景观基质异质性、廊道及由各种景观单元组成的空间格局影响。集合种群理论与和实际景观之间的差别： 复合种群理论通常假定景观是由生境斑块和非生境斑块的背景基质组成(A)； 而实际景观(B)中复合种群动态和稳定性还往往受到景观基质异质性、廊道及由各种景观单元组成的空间格局影响。新的思考：景观模型中的两种斑块划分合理吗？新的思考：景观模型中的两种斑块划分合理吗？Concept-2: 复合种群是什么？Concept-2: 复合种群是什么？