城市生态规划：景观变化与稳定性原理

2023-11-19 理论教育版权反馈

【摘要】：景观稳定性是指景观对于干扰的抗性及景观受干扰后的恢复能力。2）干扰与景观破碎化干扰对景观破碎化的影响比较复杂。在研究人为干扰强度对村级景观破碎化程度的影响时发现，重度干扰和中度干扰下的景观比轻度干扰下的景观具有明显高的斑块密度指数和破碎化指数。随着人为干扰的增加，景观破碎化程度相应增加。中度人为干扰使景观破碎化程度更高，而规模和强度大的人为干扰则有可能导致景观的均质化而不是进一步的破碎化。

当不受干扰时，景观的水平结构逐渐趋向于均质化；中等程度的干扰一般可以在景观中产生较多的景观嵌块体或廊道，从而增加异质性；严重的干扰可能消除许多嵌块体和廊道，从而使异质性迅速降低。

景观稳定性是指景观对于干扰的抗性及景观受干扰后的恢复能力。每种景观要素都有自身的稳定性，所以景观的总体稳定性可以反映出每种景观要素所占的比例。根据景观要素的生物量构成可以将景观稳定性分为三种情况：①景观要素基本不存在生物量时，景观无生物学的稳定性，其物理特征很容易发生变化；②景观要素生物量较低时，该系统对干扰几乎没有抗性，但恢复力强，可从干扰中迅速恢复；③景观要素生物量较高时，系统抗干扰能力较强，但恢复力弱。事实上，景观的稳定性机制要复杂得多。

景观稳定性的维持机制称为内稳定性（homeostasis），是通过景观内生态过程与景观结构的正、负反馈机制来实现的。景观内稳态机制是景观生态研究的重要内容。

1.干扰及其生态效应

景观及生态系统的环境因子时刻处于变化过程中，但生态因子正常变动一般极少导致破坏性影响，可将生态因子的变动性称为生态扰动。事实上，生态因子的波动对生物及生态系统具有积极的生态意义，是景观多样性存在的必要条件之一。但当生态因子的变动超出一定的范围，或其发生时间的规律性被突然打乱时，往往会导致生态系统的破坏。对生态系统造成破坏性影响的、相对离散的突发事件，称为干扰。

干扰导致景观内的生物发生全部或部分的明显变化，使生态系统的结构和功能发生位移。从干扰的性质上分析，干扰可分为自然干扰和人为干扰。自然干扰如火灾、火山爆发、洪水、地震等，往往形成特定的景观格局，其发生的时间和空间范围一般较大。人为干扰如开垦耕地、伐木、兴建建筑物等活动，对景观结构的影响一般是小“粒径”、高频度、小范围的，常在景观中形成相对不稳定的嵌块。

1）干扰与景观异质性

景观异质性与干扰的生态效应间存在密切关系。从某种意义上说，景观异质性可以说是不同时空尺度上频繁发生干扰的结果。每一次干扰都会使原来的景观单元发生某种程度的变化，在复杂多样、规模不一的干扰作用下，异质性的景观逐渐形成。

一般认为，低强度的干扰可以增加景观的异质性，而中强度的干扰则会降低景观的异质性。例如山区的小规模森林火灾，可以形成新的小斑块，增加了山地景观的异质性；当森林火灾较大时，可能烧掉山区的森林、灌丛和草地，将大片山地变为均质的荒凉景观。干扰对景观的影响不仅仅取决于干扰的性质，在较大程度上还与景观性质有关，对干扰敏感的景观结构，在受到干扰时，产生的影响较大，而对干扰不敏感的景观结构则可能受到的影响较小。

2）干扰与景观破碎化(www.chuimin.cn)

干扰对景观破碎化的影响比较复杂。一些规模较小的干扰可以导致景观破碎化。在研究人为干扰强度对村级景观破碎化程度的影响时发现，重度干扰和中度干扰下的景观比轻度干扰下的景观具有明显高的斑块密度指数和破碎化指数。随着人为干扰的增加，景观破碎化程度相应增加。中度人为干扰使景观破碎化程度更高，而规模和强度大的人为干扰则有可能导致景观的均质化而不是进一步的破碎化。这是因为在较大干扰条件下，景观中现存的各种异质性斑块将会遭到毁灭，整个区域形成一片荒芜，如大型火灾过后的景观会形成一个较大的均匀基质。

3）干扰与生物多样性

干扰对物种的影响有利有弊。在研究干扰对物种多样性影响时，除了考虑干扰本身的性质外，还必须研究不同物种对各种干扰的反应，即物种对干扰的敏感性。同样干扰条件下，反应敏感的物种在较小的干扰时即会发生明显的变化，而反应不敏感的物种可能受到的影响较小。研究表明，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，生态系统的物种多样性均趋于下降。这是因为在适度干扰作用下，生境受到不断的干扰，一些新的物种或外来物种，尚未完成发育就又受到干扰，这样在群落中新的优势种始终不能形成，从而保持了较高的物种多样性。在频率较低的干扰条件下，由于生态系统的长期稳定发展，某些优势种会逐渐形成，而导致一些劣势种逐渐淘汰，从而造成物种多样性下降。

2.景观变化模式

景观变化模式或景观反应模式是指景观变化在宏观尺度上表现出来的规律性。一般来说，景观变化发生的时空尺度是多维的，也就是说景观变化是多尺度叠加的综合表现。以荒漠化为例，景观变化是全球变化、植被过程、人类活动等综合作用的结果。

从景观变化的总体格局上看，除了时间尺度、节律性、发展趋势等规律以外，景观变化在水平方面也有一些明显可辨的模式，主要有同心圆式、多中心点源扩散型、点轴式、轴心式、同步发展型等。不同模式突出反映了景观发育的生态过程，特别是造成景观发生外源变化的干扰的空间与时间格局，因此对景观动态模式的研究势必加深，从而为景观过程的有效控制提供依据。

3.景观稳定性

系统的稳定性（stability）是与系统的脆弱性（fragility）相对的概念。系统的稳定性是指系统在受到潜在干扰时保持其状态的能力；而脆弱性则是指系统受到干扰后的变化程度，或系统的组成与结构对干扰的敏感程度。物种丰富度与多样性的快速变化是系统脆弱性的重要指标。

景观都有长期的变化趋势和短期的波动特点，若在干扰作用下景观参数的长期变化呈水平状态，并且在其水平线上下波动幅度和周期性有统计特征，则景观可称为是稳定的。系统的稳定性有着尺度效应，在不同时空尺度下，同一系统可能表现出不同的稳定性。从一个较短的时间尺度来看，河流是非常不稳定的，但在相当长的时期内能保持其主要格局，因此在较长的时间尺度下是相对稳定的。湖泊则正好相反，在较短的时间尺度内是相对稳定的，但从较长时间来看，生物和非生物的沉积作用将会改变其状态，并最终由湖泊变为沼泽。

城市生态规划：景观变化与稳定性原理

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