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1、精选优质文档-倾情为你奉上第八讲 景观生态分类与评价一 景观生态分类 景观生态分类与评价是景观结构与功能研究的基础，又是景观生态规划、评价及管理等应用研究的前提条件，是景观生态学理论研究与应用研究的纽带。1 景观生态分类（1） 土地分类方法与评价 土地分类始于20世纪30年代。代表性的工作有，20世纪70-80年代澳大利亚的土地调查和土地系统；加拿大的生态土地分类；中国1：100万土地利用图、土地资源图、土地类型图的编制；近年来西欧、北美的景观生态分类；联合国FAO土地适宜性评价。现代土地分类大致可划分为，发生法、景观法及景观生态法3种。往往选择主导及一些辅助指标，加以量化进行分类，即为参数法
2、、对应有传统的定性分类法。发生法 基于土地的形成过程，以发生的关联与相似性为依据分类，土地是复杂开放的等级系统，其形成要素的种类多样，不同等级不同类型间的主要发生形成要素之间各不相同。目前的认识水平下，发生法的可靠依据主要表现在气候和地质构造两个方面。大尺度地域范围的土地分异以气候和地质构造分异为主要框架，发生法的结果容易统一且较为严谨；小尺度则主要与地貌形态发生及相应的水文、物质组成有关。景观法 通过土地空间形态相似相异性的识别进行土地分类的方法。主要依据比较确定的、空间上易于确定的土地特征。强调同一类型内部特征的均质性和不同类型之间的异质性，即景色的一致性和差异性。对空间形态特征的强调，使
3、得遥感影象成为景观法不可缺少的手段。遥感影象上的色彩、色阶、图式及组合结构等能够提供直观的土地单元及其镶嵌的完整空间概念，适合空间边缘的确定。但大尺度地域范围高层次土地单元类型及其边界的识别，因起内部异质性强，任意性也较大。景观生态方法 是20世纪80年代才提出的并开始发展起来的，主要是在景观法中叠加了发生法的优点，以得到更为综合和实用的土地分类。如英、澳等国的土地综合调查方法，加拿大的生态土地分类已具备此特点。景观生态方法不只强调土地水平方向上的空间异质性，还综合土地单元的过程关联和功能统一性。把土地视为特殊的生态系统，与发生法的过程有相同之处。目前需规范其方法，推广应用到实践中。（2） 景
4、观生态分类 景观生态分类是新兴景观生态研究的重要组成部分，目前还有待与完善。需解决的问题如，确定分类中应共同遵守的原则；使用的术语及通用方法，构筑符合逻辑及实用的体系等。 景观生态分类本质，是从景观结构和功能着手对景观生态类型的划分，通过建立分类系统，全面反映一定区域景观的空间分异和组织关联，揭示空间结构与生态功能特征，作为景观规划的基础。 景观空间的异质性是其结构的直观表现，可以间接反映景观系统的内在功能。 系统的功能包括两个方面：其内部各种流的关联机制和形式；对环境的服务功能。前者集中表现在其发生过程，后者体现为对人类提供相应利用方面以及其间的关系。景观生态的分类目的和特点，就在于综合反映
5、景观的形态和发生两个方面特征。一般，在单元确定中，以功能关联为基础；在类群归类中，以空间形态做指标。 景观单元的边界通常难以确定 对单元空间范围的界定和等级水平的确定，是景观生态分类的主要部分。 分类一般可以自上而下和自下而上组合。景观生态分类所面对的客体在地表往往是连续的过渡的，清晰明确的个体界线比较少，多数单元只是相对独立的存在。 景观生态系统自身的多层次性，要求划分出的单元必须隶属于相应的某一层次等级。（3） 景观生态分类体系与指标选取 分类体系的建立宜采取功能与结构双系列制。功能性分类：景观生态系统的整体性特征，主要是生态功能属性来划分归并单元类群，同时要考虑体现人的主导和应用方向的意
6、义。功能包括两个方面，一是类型单元间的空间关联和耦合机制，组合成更高层次地域综合体的整体性特征；二是，系统单元针对人类社会的服务能力。理论上讲，个体景观生态系统的功能一般都不是单一的，往往具有一个基本体现其自身整体结构特征的主要功能，是分类的基本立足点。 结构性分类：是景观生态分类的主体部分，包括系统单元个体的确定及其类型划分和等级体系建立，是以景观生态系统固有结构特征为主要依据，而结构不只是空间结构也包括发生特征。相对于功能性分类，结构性分类更侧重于系统内部特征的分析，主要目标是揭示景观生态系统的内在规律和特征。 体系方面：功能性分类主要区分出景观生态系统的基本功能类型，归并所有单元于各种功
7、能类型中，分类体系是单层次的。 而结构性分类则是多层次、多等级的，因为景观生态系统发生过程的多层次性，形成了结构的多等级性。因此，景观生态系统特征可以从4个方面考虑：空间形态；空间异质组合；发生过程；生态功能。 景观生态系统的整体综合属性，可通过这4个方面的各种指标综合反映，前两者具直观性，后两者具有抽象和可推断性。 在景观分类中为获得一致的看法和共同的理解，必须选择具有直观性的一些指标和属性，即能代表景观生态系统整体特征的几个综合性的指标，对复杂景观的分类，选取多个指标是必要的，但并非愈多愈好。在对复杂系统组成要素相互关联无法定量确定时，就难以确定不同指标对系统整体特征的贡献率，太多的指标互
8、相干扰就多，更难把握分类的可靠性。 一般包括3个步骤：第一步， 根据遥感影象解释，结合地形图和其它图形文字资料，加上野外调查成果，选取并确定区域景观生态分类的主导要素和依据，初步确定个体单元的范围及类型，构件初步分类体系。第二步，详细分析各类单元的定性和定量指标，表列各种特征。通过聚类分析确定分类结果，逻辑序化分类体系。第三步，依据类型单元指标，经由判别分析，确定不同单元的功能归属，作为功能性分类结果。 初始分类指标，一是地貌形态及其界线；二是地表覆盖状况。 单元要素类型特征指标，一般包括地形、海拔、坡向、坡度、坡形、地表物质、构造基础、pH 值、土层厚度、有机质含量、剥蚀侵蚀强度、植被类型及
9、其覆盖率、土地利用、区位指数、气温、降水量、径流指数、干燥度、土壤主要营养成分含量以及管理集约程度等等.(4)景观生态系统的基本功能类型。 地球表面的区域生态综合体是具有不同功能类型景观生态系统的空间镶嵌体，其整体功能是各类个体单元异质功能的耦合。功能类型的认识是从相互关联角度出发，对功能分异的识别。例如从农业生产出发，区域内的景观功能类型可划分为生产性、保护性、及消费性3种，进而提出生产型、保护型、消费型、及调和型四种景观生态系统类型。 调和型类型是指几种功能并重的景观生态系统。如农田、人工管理具有经济开发意义的林地、草地为生产型景观生态系统；自然林地、草地及其它原始景观是典型的保护性景观生
10、态系统；城镇、居民点，工矿等人工建筑为消费型景观生态系统。如果以人类社会的功能需求，区域景观可划分为农业及自然保护，城镇居住与工矿景观。各自的功能特征为，文化支持、生物生产、环境服务。二、生态系统的服务功能1 内涵 生态系统的服务功能主要表现为提供生物进化所需要的丰富物种与遗传资源，虽不表现为直接的生产与消费价值，但是生物资源直接价值产生与形成的基础。 Costaneza 1997把生态系统服务分为17种 气体调节；气候调节；干扰调节，对环境波动的容量衰减和综合反应；水调节；水分供应，集水区、含水层；控制侵蚀和保肥保土； 土壤形成； 养分循环； 废物处理； 传粉； （11） 生物防治；（12）
11、 避难所，为常居和迁徒种群提供生境；（13） 食物生产； （14）原材料；（15） 基因资源； （16） 休闲娱乐 （17） 文化。 对生态系统的服务可以分为4个层次： 生态系统的生产，包括生态系统的产品及生物多样性的维持 生态系统的基本功能，包括传粉、传播种子、生物防治、土壤形成等 生态系统的环境效益 生态系统的游憩价值2、生态系统服务功能的原则四项基本原则：（1） 自然生态系统的服务性能是客观存在的，不依赖于评价的主体，人类没有感知的依然存在。（2） 生态系统的服务功能与生态过程紧密结合在一起，都是自然生态系统的属性。（3） 自然作为进化的整体，是生产服务性功能的源泉。自然生态系统是在不断
12、进化和发展中产生更加完善的物种、演化出更完善的生态系统，同时不断促进功能的进一步完善。（4） 自然生态系统是多种性能的转换器。三 生态系统服务功能价值评估1生产系统服务功能的价值分类 分为4类：直接利用价值，可用市场价格来估计间接利用价值，无法商品化的服务功能选择价值， 人们为了将来能够直接利用与间接利用某种服务功能的支付意愿，存在价值（内在价值）， 表示人们为确保这种服务功能继续存在的支付意愿，它是生态系统本身具有的价值，如流域生态景观的多样性，与人们是否进行消费利用无关。2 评价方法 生态系统的服务未完全进入市场，其服务功能对于经济来说是无限大的，对于不同的生态系统的评估指标体系不同，总的
13、方法有以下几种。（1） 直接市场价格法， 生态系统提供的产品和服务在市场上贸易所产生的货币价值， 又可分为市场价值法：提供的商品价值，即生物资源价值费用支出法： 描述生态服务功能，对某种环境效益的支出费用来表示该效益的经济价值。（2） 替代市场价格法， 当一项产品或服务的市场 不存在，没有市场价格时，用替代市场价格来提供有关价值的信息。通过分析某种与环境效益有密切关系，并且已在市场上进行交易的东西价格来替代， 有时必须作出一些人为的调整。一般采用： 市场价值法，适用没有费用支出但有市场价格的生态服务功能 规避行为和防护费用法，通过观察人们为防止实际或潜在的环境质量退化所愿意花费的钱来获得。 旅
14、行费用法，估价自然资源或环境资源的方法，以参观游览 花费的时间或费用来代替进入此景点的价值。 享乐价格法，某一财产的价格反映了它所处的环境质量，即人们赋予环境质量的价格可能通过他们为包含环境属性的商品所支付的价格来推断，常使用房地产市场。 （3）权变估值法 也称条件价值法、调查法、假设评价法，适用于各种“公共商品”的无形效益评估。属于直接方法，应用模拟市场技术，假设某种公共商品存在并有市场交换，通过调查、询问、问卷、投标等方法来获得消费者对其的支付意愿，综合所有消费者的意愿，即可得到环境商品的经济价值。按调查方法可分为4类： 报价法，先假设环境商品存在并给出其一定的供给水平，再要求消费者回答获
15、得该“公共商品”的支付意愿。 取舍实验法，把调查者分为几个群体，向每个样本提出同样的问题，但开价不同，要求对开价作出取舍。 交易法，给消费者两种不同的选择，一种是一定数量的钱、一种是环境商品，要求消费者选择。 德尔菲法， 调查的对象是专家，要求每个专家对某一环境商品估价，然后讨论，反复几次，最后达成共识。（4）生产成本法 是指为恢复、保护或重建，因开发利用自然资源带来的生态破坏的经济损失，以及消除这些损失需要的花费，即“生态代价”。主要有： 机会成本法， 指人们使用或开发某一资源所必须舍弃的经济所有的价值机会。 如保护某一天然区域的机会成本包括放弃采伐木材所产生的效益及其它商业性开发所产生的效
16、益。 成本有效性分析法， 首先确定一个目标，然后分析达到这一目标的不同方法， 减轻损害的费用法， 可用来分析需要花费多少钱，才能减轻或逆转因土地利用方式的改变或因某一开发项目对环境造成的破坏所需要的费用。 影子项目法，指在生态环境功能破坏后，需以建造工程来弥补的代价，如森林破坏后需建水库来来蓄水。（5）实际影响的市场估值法 通过观察环境的实际变化，并估计此种变化对商品或服务价值有多大的影响，然后反过来估计环境变化。3 Costanza 对全球生态系统服务经济价值估算 主要采用直接或间接地对生态系统服务的意愿支付的估计，包括生态系统服务向产品提供支付一定价值外，还要提供非市场性的美学价值、存在价
17、值和保护价值等。 但生态系统服务对人类福利贡献的很大部分具有单纯公益性能，根本不通过货币而直接增加人类的功益，甚至在很多情况下人们还意识不到其存在。 图 表示一种市场商品的供应（边际成本marginal cost）和需求(边际利润 marginal benefit)曲线。市场价格p 数量 q （面积bpqc）即为计入国民生产总值(GNP)的价值； 供应曲线下的面积cbp为生产成本；市场价格和供应曲线之间的面积 bpc 是某种资源的生产者赢余或纯租金；市场价格和需求曲线之间的面积abp 是消费者赢余。资源的总经济价值是生产盈余和消费者盈余之和，即面积abc。图a指的是一种人造的，可以替代的商品，
18、许多生态系统服务是不可替代的，其曲线象上图B。当某种服务供应量趋近于0， 需求接近无限大，消费者的盈余也趋于无限大。生态系统服务的需求曲线在实践中也是非常困难的。此外，在生态系统服务不可能由于经济系统方面的行动增加或减少的情况下，供应曲线接近于垂直。 Costal 估计，全球生态系统服务平均估计总值，至少为1.3 1013 亿美元（1994年价格），是目前全球GNP的1.8倍，其中63% 来自海洋。四 生态系统的健康评价1、 内涵 生态系统的健康（ecosystem health）是生态系统的综合特征，具有活力、稳定和自我调节的能力。生态系统健康概念的提出只有10余年的历史，是当今生态学研究的
19、前沿。 一个健康生态系统是具有弹性、保持着稳定性，系统发生变化就可能意味着健康的下降；如果系统中任何一种指示物的变化超过正常幅度，系统的健康就受到损害。2、生态系统健康的管理原则 动态性原理（axiom of dynamism） 生态系统总是随着时间发生变化，并与周围环境及生态过程相联系，生态系统管理中要关注动态，不断调整管理体制和策略，以适应系统的动态发展。 层级性原理（axiom of hierarchy）生态系统内部各个亚系统都是开放的，生态过程不是等同的，有高层次、低层次的区别，这是由于系统形成时的时空范围的差别所形成，管理中时空背景应与层级相匹配。 创造性原理（axiom of cr
20、eativity ）系统的自我调节是生物群落的核心，具有创造性，其动力是生态系统的功能流，生态系统的管理应保证生态系统提供充足的资源和良好的服务。 有限性原理（axiom of limitation）生态系统中的一切资源都是有限的，对生态系统的利用必须维持其资源的再生功能，因此对生态系统的各项功能指标（功能极限、环境容量等）都应该认真分析和计算。 多样性原理 人类是生态系统组分的原理。 3、生态系统健康评价（1） 评价要点 健康的评价不应该建立在单个物种的存在、缺失或某一状态为基础的标准上，不应该仅仅对物种大量调查和统计的基础上。 应该能反映人们对生态系统可能发生的相应变化的认识。 虽然作为最
21、佳的评价健康度量应该是简单的，可以系列化，有可分辨的变化状态。但生态系统的健康不是必须为一个单一的数值。 系统健康评价的标准，应该与数量值上的变化相对应，即使给几十年，发生的数量改变也不应该出现间断；健康的度量应该具有统计学属性。 在考虑到最小数量的观察，系统健康的度量应该与观察次数不具相关性，（2） 生态系统健康的监测指标 公认的生态系统敏感性指标： 生态系统中某些植物防御性次生代谢物减少，处于患病、虫害、光合作用受阻、生长速度下降的濒危境地。 物种生态对策改变和多样性下降，生物多样性贫乏。极端的例子是转变成单一优势物种，或物种组分向具有忍受更多压力、或r对策转变。 生态系统净初级生产量和生
22、物量下降 植物根系互惠共生的微生物减少，对生物生长不利的微生物增加。 外来种侵入，造成系统波动及稳定性变化。、 污染物排放；湖泊富营养化、赤潮等。 生态系统中限制植物生长的营养物的流失量增加，系统无法利用和保护。 植物体或生物群落的呼吸量有明显的增加。 系统内产品转化率低和分解速度增加，枯枝落叶的积累明显下降。 系统中水和营养物质的瓶颈效应，以及土壤物理化学条件变劣，生态平衡失调，以非良性循环为主。(3) 生态系统健康的度量 由于生态系统是多变量的，因此生态系统健康标准也是多尺度的、动态的，综合其结构（组织）、功能（活力）、适应（弹性）三个方面是生态系统健康的反映，即健康就是系统表现的三项测量
23、标准。活力V，包括功能、生产力、通过量（新陈代谢），相关度量为GPP、NPP、GNP等，可用度量法组织O，包括结构、生物多样性，属于生态学范畴，可采用网络分析方法弹性R，相关度量为生长范围，采用模拟模型。 健康指数的初步形式为：HI= V O R 但在实践操作中是十分复杂的，因为每个生态系统都有许多组成、结构和功能，许多功能、指标很难匹配，必须对每个生态系统的健康成分单位加以具体的度量；系统是动态的，在变化的条件下，生态系统内敏感物种能动性发生相应变化；度量本身往往因人而异。 生态系统健康的度量还未完善。五、生态系统综合评价1生态系统综合评价的内容 生态系统综合评价（integrated ec
24、osystem assessment, IEA）是分析生态系统提供对人类发展具有重要性的生产及服务能力，这种能力对于满足人类的需要非常重要，而且最终可以影响到一个国家的发展。 具体包括生态系统的生态分析与经济分析，也考虑到生态系统的当前状况及日后可能发展的趋势。 对生态系统综合效益评价开始于50年代； 生态系统公益的经济价值评价是80年代末兴起；目前对生态系统公益的研究越来越受到生态学家和经济学家的重视。2000年在挪威召开千年生态系统评价会议（Millennium assessment）. 生态系统综合评价包括对整个生态系统所能提供的产品和服务的评价，而不是单单关注粮食等单个生态系统的产品和
25、服务。其优点是为审视各种产品与服务之间的联系与平衡提供一个框架，因为从这些产品和服务中所获得的利益，往往回被单独隔离开来时做的评价所遮蔽。 一个生态系统对于生产特定产品或服务时可能处于好的状态，但若考虑到整个系列的服务就必须进行权衡和调整。 综合评价方法，是先分别评价系统提供的各种产品及服务能力，再在这些产品和服务之间作出权衡。 具有两个基本特点 评价的地域性 评价的多维性 一维评价是集中在某个产品或服务功能上，而综合评价是考虑了不同产品与服务功能之间的平衡，从而明确可以获得的有利的综合发展信息。一个国家的生物多样性评价、森林评价、农业评价在其研究的中心内均趋向于部分性。2、 评价在时空尺度上
26、的转换及扩展 评价的一个难点是尺度问题， 时间尺度转换 短期的研究不能揭示数年或几十年的变化趋势，也不能解释这些变化的因果关系，但长期的过程常常隐含于不可见的现实中（invisible present）。因此生态系统的综合评价应建立在长期研究的基础上。 空间尺度转换 在生态系统和景观生态水平以上的生态系统综合评价研究，尺度的扩展十分重要，尺度的研究因不同的评价目的而定，评价范围可从一定点扩展到区域，而生态系统的网络监测提供了更大范围的空间尺度研究，3S 技术的应用使大尺度研究成为可能。 生态系统综合评价的框架， 首先必须获得可靠的生态系统基础信息，对于长期的数据则必须依靠长期的生态监测网络；必
27、须回答所面临的生态问题，如环境因子变化后各种生态系统的反应？如何影响其生产及服务功能？不同生态系统变化的极限及其敏感性？；提出不同的指标体系，对获得的信息定量化，建立包括 、经济学的综合模型，而且为政策管理者提供不同管理选择的后果信息。 在综合评价中，评价指标必须具有可查性、可比性和定量性。 在建立综合模型中，必须保证收集的数据在不同尺度上有结合性，才能保证大尺度的模型可由地方性数据提供 ，也可用于地方性分析。 生态系统的目标不同，有多种形式：如生态影响评价，主要集中在生态行为或人类活动对环境的影响，如高速公路等；生态管理评价，集中在某项自然管理的决策对生态预测性影响上。 主要的步骤： 专心-专注-专业