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环境生态学
1.9.1.4 6.1.4 景观动态变化

6.1.4 景观动态变化

1.景观稳定性

景观是由不同景观要素组成的异质性单元,这些组分处于不断变化中,因而景观也无时无刻地在发生变化,绝对的稳定是不存在的。稳定性是生态学中一个十分复杂而又重要的问题,目前还没有统一的认识。不过,对于景观稳定性可以从景观变化趋势和景观对干扰的反应等方面来理解。

R.T.T.Forman和M.Godron在其《景观生态学》一书中,对景观参数随时间变化进行了总结。他认为如果不考虑时间尺度,景观随时间的变化可由三个独立参数来描述:①变化总趋势(上升、下降、水平趋势);②围绕总趋势的上下波动幅度;③波动的韵律(规则、不规则)。由于景观受气候波动的影响,在不同季节或年度,许多景观参数会表现出上下的波动,同时,景观具有长期变化趋势,如在发展过程中生物量的不断增加,或随着人类的干扰,景观要素间的差异增大等。因此,从全球来讲,如果景观参数的长期变化呈水平状态,并且其水平线上下波动幅度和周期性具有统计学特征,该景观就是稳定的。

景观稳定性也可以看成是干扰条件下景观的不同反应,可以用抗性和恢复性来描述。一般来讲:景观的抗性越强,景观受到外界干扰时变化较小,景观越稳定;景观的恢复性越强,即景观受到干扰后恢复到原来状态的时间越短,景观越稳定。事实上,不同干扰频度和规律下形成的景观稳定性是不同的。如果干扰的强度低且干扰有规则时,则景观能够建立起与干扰相适应的机制,从而保持景观的稳定性;如果干扰较为严重,但干扰经常发生并且可以预测,景观也可以发展起适应干扰的机制来维持稳定性;如果干扰是不规则的,且发生的频率很低,景观不能形成与干扰相适应的机制,景观的稳定性就差。

2.景观变化的驱动因子

景观变化的驱动因子可分为两类,一类是自然驱动因子,另一类是人为驱动因子。自然驱动因子是指在景观发育过程中对景观形成起作用的自然因子,包括地壳运动、流水和风力作用等。它们通常在较大的时空尺度上作用于景观,形成景观中不同的地貌类型、气候特点、土壤及生命定居与演替。人为驱动因子主要包括人口因素、技术因素、政治体制和决策因素、文化因素等。人为驱动因素对景观的影响集中表现为土地利用/土地覆盖的变化。土地利用是人类出于一定的目的,采取一定的手段和方法对自然界的一种经营活动,从而构成不同的土地利用类型。土地覆盖则是覆盖着地球表面的植被及其性质,反映了自然过程和人类共同作用的结果。因而土地利用/土地覆盖的变化是讨论景观变化人为驱动因子最为关注的问题。

3.景观变化的生态环境效应

景观变化结果不仅改变了景观的空间格局,影响景观中的能量分配和物质循环,而且不合理的土地利用会造成土地退化、大气质量下降、非点源污染等严重的生态环境问题,对社会和经济产生影响。

景观变化可以改变大气中气体的组成和含量,从而影响大气质量,如景观变化对CH4有明显的影响,而CO的最大来源就是CH4的氧化。据估计60%的CO来自景观变化。城市和工矿景观的扩展增加了大气中光化学烟雾的组成成分,而光化学烟雾又通过分散和吸收太阳辐射改变地表接受到的辐射量。不合理的土地利用方式如森林砍伐、矿山开采、草地开垦、陡坡开荒、过度放牧等是导致和加剧水土流失、土地沙化的主要原因。非点源污染是景观变化对水质影响的主要方式。农业土地大量使用农药、化肥、污水灌溉等是非点源污染的重要来源,而水土流失则是规模最大、危害最为严重的非点源污染。此外,城市以硬地面为主,地表径流量大,且携带大量的氮、磷、有毒有害物质进入河流或湖泊,造成水体水质恶化。