3.4.1 景观多样性
1 生物多样性 (biodiversity)
生物多样性是所有生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总和。
遗传多样性 (genetic diversity)
种内所有遗传变异信息的总和，蕴藏在动植物和微生物的个体基因里。
物种多样性 (species diversity)
以种为单位的生命有机体的复杂多样化。
3.4 景观的整体结构
景观多样性 (landscape diversity)
生物圈内栖息地、生物群落和生态学过程的多样化，又称生态系统多样性 (ecosystem diversity)。
2 生物多样性丧失的主要原因：
生境的丧失和破碎化
引入物种
植物和动物种的过度利用
土壤、水和大气污染
全球气候变暖
工业化的农业和林业
3 景观多样性的意义：
只有多种生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性。
只有多种生态系统的共存，并与异质的立地条件相适应，才能使景观的总体生产力达到一定水平。
只有多种生态系统共存，才能保证景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水平。
4 景观多样性的描述指标
丰富度 (richness),指的是一个景观中生态系统类别数，以绝对值表示。 相对丰富度 是指一定景观内出现的生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系统类别数的百分比。
Simpson多样性指数 (diversity index)
s
i
iPD
1
2)(1
D-Simpson多样性指数,S-生态系统总数,Pi-每一生态系统所占面积百分比。
生态系统类型越多，景观多样性指数越大。
Shannon-Weiner指数
S
i
P
i
iPH
1
2
' )) ( l o g(
H’-香农指数,S-生态系统总数,Pi-每一生态系统所占面积百分比。
根据信息论的理论而来，它的指标 H’代表一个景观
“信息”的不确定性，其组成成分变化越大，其不确定性也越大。
均匀性 (evenness) E=H’/H’(max)
E-均匀性,H’-现实景观多样性,H’(max)-完全均匀情况下的景观多样性。
优势度 (dominance) 优势度 =1-均匀度说明一个景观中某一生态系统占优势的程度。
相对分块性 (relative patchness)
N
D
P
N
i
i?
1
P-分块性,N-相邻生态系统边界数,Di-相邻生态系统相异性指数
5 景观多样性普遍存在的原因
因为立地条件不同而形成不同的生态系统
由于干扰作用的结果
2.4.2 森林景观异质性景观异质性 指在一个景观区域中，景观元素类型、
组合及属性在空间或时间上的变异性。
1 森林年龄结构森林景观的年龄结构指的是林分间的年龄构成状态
1）原始林的年龄结构未受人为经营或干扰、景观年龄结构主要决定于自然干扰种类及特点。
2）经营林的年龄结构景观的年龄结构决定于轮伐期和在整个轮伐期仲采伐时间上的分配。
法正林思想法正林：由若干实行皆伐作业的同龄林分系列组成，它必须具备法正龄级分配、法正林分排列和法正生长量。
法正龄级分配：要具备从小到各个龄级的林分，
并且各龄级分配相等。
完全调整林、广义法正林
3）老龄林的生态意义和保存老龄林，不仅指年龄，并且指未受人为干扰或受人为干扰很小的原始林，它们多处于比较稳定的阶段。
在经营管理上，将林分划为：幼龄林、中龄林、
近熟林、成熟林和过熟林。
按照生物学将林分发育过程分为：发生阶段、集累阶段、生物稳定阶段和衰退阶段。
老龄林保存的意义：
形成时间长
动植物组成复杂
生产力及生物量高
固氮附生植物及细菌丰富
具有保存营养物质的巨大能力
溪流较多
林分异质性大
倒木在林分中具有重要意义
Harris的花旗松经营模型：
中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期
Franklin的新林业说：
将交互块状采伐，改为块状顺序采伐
采伐时每英亩保留 8~15棵大树
保留伐区剩余物
2 森林类型结构森林类型可分为两个系列：
地境系列：随立地条件而发生的森林类型多样性。
时间系列：随干扰和演替而产生的森林类型多样性。
3 森林粒级结构景观的粒级结构指的是景观要素的构成状态。森林的粒级结构主要决定于更新单元的构成状态。所谓更新单元是指一次干扰事件中老林被破坏和新林发生的一个地域单位。
林火干扰、皆伐、间伐形成粗粒级结构，倒木和择伐形成细粒级结构。
3.4.3 尺度 (scale)
尺度是研究对象时间和空间的细化水平,
尺度是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间上和时间上所涉及到的范围和发生频率,
前者是从研究者的角度来定义尺度，后者根据所研究的过程或现象的特征来定义尺度。
（空间尺度，时间尺度）
尺度以粒度（ grain) 和幅度（ extent)来表达。
与尺度相关的另一个重要概念：
尺度择维（ scaling):把某一尺度获得的信息扩展到其他长度上。
下推 (scaling down),上推 (scaling up)
例如：爬山
3.4.3 确定异质性的方法由于尺度不同景观有产生异质性。
一般情况采用线性抽样来测定异质性，令直线通过一个景观，把这条线分成相等的线段，记录每段线段中每类景观元素出现的频率。
2.4.4 景观元素的构型 （ Forman & Godron,1986)
1 分散的斑块景观特点：以一种生态系统或一种景观要素类型作为优势的本底，而以另一种或多种类型分散在其内。
例如：带绿洲的荒漠，热带稀树草原关键特征,1)本底的相对面积
2)斑块大小
3)斑块间的距离
4)斑块分散性（集聚、规则或随机）
2 网状景观特点：在景观中以相互交叉的廊道的优势例如：牧场林网，高速公路网关键特征,1) 廊道的宽度
2) 连通性
3) 网的圆路
4) 网格大小
5) 结点大小
6) 结点分布
3 交错景观特点：占优势的有两种景观要素，彼此犬牙交错，
但共有一个边界。
例如：山区农田与林地分布关键特征,1) 每一要素类型的相对面积
2) 半岛的多度和方向
3) 半岛的长度与方向
4 棋盘状结构特点：由相互交错的棋盘状格子组成例如：人为管理的伐区关键特征：
1) 景观颗粒的大小
2) 棋盘格子的规整性
3) 总的边界长度汇聚点（ convergency points) 汇聚线
3.4.5 景观中的对比度 (contrast)
对比度：即相邻地区的差异程度大小和过渡的急缓程度，对比度低的景观可能由一种景观元素组成，只有本底。
例如：热带雨林低对比度的景观由自然形成高对比度的景观多由人为形成，但也有自然形成的
3.4.6 景观空间格局和空间关联
1 几种不同的格局
规则式均匀格局
聚集格局
线状格局
平行格局不同景观类型的斑块镶嵌以及交通线对其形成的影响格栅状 鱼骨状 星状 混合型
2 空间关联
))()()((
)( 22
dbcadcba
bcadn
A
c
B
ba
d
如果,x2<x20.05,则认为两景观无关，否则相关。
相关系数
))()()(( dbcadcba
bcadr
-1 < r<1,bc=0最大正相关,ad=0最大负相关
1 生物多样性 (biodiversity)
生物多样性是所有生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总和。
遗传多样性 (genetic diversity)
种内所有遗传变异信息的总和，蕴藏在动植物和微生物的个体基因里。
物种多样性 (species diversity)
以种为单位的生命有机体的复杂多样化。
3.4 景观的整体结构
景观多样性 (landscape diversity)
生物圈内栖息地、生物群落和生态学过程的多样化，又称生态系统多样性 (ecosystem diversity)。
2 生物多样性丧失的主要原因：
生境的丧失和破碎化
引入物种
植物和动物种的过度利用
土壤、水和大气污染
全球气候变暖
工业化的农业和林业
3 景观多样性的意义：
只有多种生态系统的共存，才能保证物种多样性和遗传多样性。
只有多种生态系统的共存，并与异质的立地条件相适应，才能使景观的总体生产力达到一定水平。
只有多种生态系统共存，才能保证景观功能的正常发挥，并使景观的稳定性达到一定水平。
4 景观多样性的描述指标
丰富度 (richness),指的是一个景观中生态系统类别数，以绝对值表示。 相对丰富度 是指一定景观内出现的生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系统类别数的百分比。
Simpson多样性指数 (diversity index)
s
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iPD
1
2)(1
D-Simpson多样性指数,S-生态系统总数,Pi-每一生态系统所占面积百分比。
生态系统类型越多，景观多样性指数越大。
Shannon-Weiner指数
S
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P
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iPH
1
2
' )) ( l o g(
H’-香农指数,S-生态系统总数,Pi-每一生态系统所占面积百分比。
根据信息论的理论而来，它的指标 H’代表一个景观
“信息”的不确定性，其组成成分变化越大，其不确定性也越大。
均匀性 (evenness) E=H’/H’(max)
E-均匀性,H’-现实景观多样性,H’(max)-完全均匀情况下的景观多样性。
优势度 (dominance) 优势度 =1-均匀度说明一个景观中某一生态系统占优势的程度。
相对分块性 (relative patchness)
N
D
P
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1
P-分块性,N-相邻生态系统边界数,Di-相邻生态系统相异性指数
5 景观多样性普遍存在的原因
因为立地条件不同而形成不同的生态系统
由于干扰作用的结果
2.4.2 森林景观异质性景观异质性 指在一个景观区域中，景观元素类型、
组合及属性在空间或时间上的变异性。
1 森林年龄结构森林景观的年龄结构指的是林分间的年龄构成状态
1）原始林的年龄结构未受人为经营或干扰、景观年龄结构主要决定于自然干扰种类及特点。
2）经营林的年龄结构景观的年龄结构决定于轮伐期和在整个轮伐期仲采伐时间上的分配。
法正林思想法正林：由若干实行皆伐作业的同龄林分系列组成，它必须具备法正龄级分配、法正林分排列和法正生长量。
法正龄级分配：要具备从小到各个龄级的林分，
并且各龄级分配相等。
完全调整林、广义法正林
3）老龄林的生态意义和保存老龄林，不仅指年龄，并且指未受人为干扰或受人为干扰很小的原始林，它们多处于比较稳定的阶段。
在经营管理上，将林分划为：幼龄林、中龄林、
近熟林、成熟林和过熟林。
按照生物学将林分发育过程分为：发生阶段、集累阶段、生物稳定阶段和衰退阶段。
老龄林保存的意义：
形成时间长
动植物组成复杂
生产力及生物量高
固氮附生植物及细菌丰富
具有保存营养物质的巨大能力
溪流较多
林分异质性大
倒木在林分中具有重要意义
Harris的花旗松经营模型：
中央核心不伐，中圈长轮伐期，外圈短轮伐期
Franklin的新林业说：
将交互块状采伐，改为块状顺序采伐
采伐时每英亩保留 8~15棵大树
保留伐区剩余物
2 森林类型结构森林类型可分为两个系列：
地境系列：随立地条件而发生的森林类型多样性。
时间系列：随干扰和演替而产生的森林类型多样性。
3 森林粒级结构景观的粒级结构指的是景观要素的构成状态。森林的粒级结构主要决定于更新单元的构成状态。所谓更新单元是指一次干扰事件中老林被破坏和新林发生的一个地域单位。
林火干扰、皆伐、间伐形成粗粒级结构，倒木和择伐形成细粒级结构。
3.4.3 尺度 (scale)
尺度是研究对象时间和空间的细化水平,
尺度是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间上和时间上所涉及到的范围和发生频率,
前者是从研究者的角度来定义尺度，后者根据所研究的过程或现象的特征来定义尺度。
（空间尺度，时间尺度）
尺度以粒度（ grain) 和幅度（ extent)来表达。
与尺度相关的另一个重要概念：
尺度择维（ scaling):把某一尺度获得的信息扩展到其他长度上。
下推 (scaling down),上推 (scaling up)
例如：爬山
3.4.3 确定异质性的方法由于尺度不同景观有产生异质性。
一般情况采用线性抽样来测定异质性，令直线通过一个景观，把这条线分成相等的线段，记录每段线段中每类景观元素出现的频率。
2.4.4 景观元素的构型 （ Forman & Godron,1986)
1 分散的斑块景观特点：以一种生态系统或一种景观要素类型作为优势的本底，而以另一种或多种类型分散在其内。
例如：带绿洲的荒漠，热带稀树草原关键特征,1)本底的相对面积
2)斑块大小
3)斑块间的距离
4)斑块分散性（集聚、规则或随机）
2 网状景观特点：在景观中以相互交叉的廊道的优势例如：牧场林网，高速公路网关键特征,1) 廊道的宽度
2) 连通性
3) 网的圆路
4) 网格大小
5) 结点大小
6) 结点分布
3 交错景观特点：占优势的有两种景观要素，彼此犬牙交错，
但共有一个边界。
例如：山区农田与林地分布关键特征,1) 每一要素类型的相对面积
2) 半岛的多度和方向
3) 半岛的长度与方向
4 棋盘状结构特点：由相互交错的棋盘状格子组成例如：人为管理的伐区关键特征：
1) 景观颗粒的大小
2) 棋盘格子的规整性
3) 总的边界长度汇聚点（ convergency points) 汇聚线
3.4.5 景观中的对比度 (contrast)
对比度：即相邻地区的差异程度大小和过渡的急缓程度，对比度低的景观可能由一种景观元素组成，只有本底。
例如：热带雨林低对比度的景观由自然形成高对比度的景观多由人为形成，但也有自然形成的
3.4.6 景观空间格局和空间关联
1 几种不同的格局
规则式均匀格局
聚集格局
线状格局
平行格局不同景观类型的斑块镶嵌以及交通线对其形成的影响格栅状 鱼骨状 星状 混合型
2 空间关联
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如果,x2<x20.05,则认为两景观无关，否则相关。
相关系数
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-1 < r<1,bc=0最大正相关,ad=0最大负相关
