第掌-景观生态流.pptx
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1、第四章第四章 反映景观功能的生态流反映景观功能的生态流一、生态流的含义与类型一、生态流的含义与类型二、水流、土壤流动、养分流二、水流、土壤流动、养分流三、动植物的运动三、动植物的运动四、景观空间格局优化四、景观空间格局优化 格局与生态流(过程)格局与生态流(过程)一、生态流的含义与类型一、生态流的含义与类型1、定义、定义 物质、能量、物种和信息在景观中毗物质、能量、物种和信息在景观中毗邻的生态系统之间的流动或运动。邻的生态系统之间的流动或运动。景观功能的主要部分,也是景观生态景观功能的主要部分,也是景观生态过程的具体体现。过程的具体体现。生态流生态流物质流物质流能量流能量流信息流信息流无机流无
2、机流 有机流有机流水流水流养分流养分流空气流空气流地下径流地下径流地面径流地面径流动植物的迁移动植物的迁移食物流食物流土壤流土壤流2、生态流的类型、生态流的类型3、生态流与景观结构、生态流与景观结构 景观格局与生态过程(生态流)的关景观格局与生态过程(生态流)的关系是景观生态学研究的核心问题之一。系是景观生态学研究的核心问题之一。景观格局通过改变驱动力大小,媒景观格局通过改变驱动力大小,媒介密度,传播线路影响生态流;介密度,传播线路影响生态流;生态流在传播过程中反作用于景观生态流在传播过程中反作用于景观格局。格局。二、水流、养分流二、水流、养分流1、水流、水流 水流是一种重要的生态流类型,还是
3、其他水流是一种重要的生态流类型,还是其他生态流的重要介质。生态流的重要介质。水流携带能力与携带的物质水流携带能力与携带的物质 影响水流携带能力的因素主要是流速。影响水流携带能力的因素主要是流速。影响水流流速因素:地形地貌(坡度),水输影响水流流速因素:地形地貌(坡度),水输入量及其时间,土壤结构(土壤空隙度),土入量及其时间,土壤结构(土壤空隙度),土壤对水携带物质的过滤作用(物理和化学吸附)壤对水携带物质的过滤作用(物理和化学吸附)。n水流携带的物质水流携带的物质 颗粒物质:其流量与水量和流速呈指数颗粒物质:其流量与水量和流速呈指数关系。关系。土壤侵蚀,滑坡。土壤侵蚀,滑坡。溶解物质:一般其
4、浓度与水流速度呈反溶解物质:一般其浓度与水流速度呈反比关系,总搬运量与水流量呈正比。比关系,总搬运量与水流量呈正比。生态湿地净化生态湿地净化-污水流速。污水流速。(2 2)地面径流)地面径流)地面径流)地面径流n n地表径流地表径流地表径流地表径流n n城市地表径流显著增加城市地表径流显著增加城市地表径流显著增加城市地表径流显著增加:硬质铺装,渗透量小,地表径:硬质铺装,渗透量小,地表径:硬质铺装,渗透量小,地表径:硬质铺装,渗透量小,地表径流通过城市完善的下水管道迅速流出城区。在洪水季节流通过城市完善的下水管道迅速流出城区。在洪水季节流通过城市完善的下水管道迅速流出城区。在洪水季节流通过城市
5、完善的下水管道迅速流出城区。在洪水季节,增加了产生迅猛洪水的可能性。增加了产生迅猛洪水的可能性。增加了产生迅猛洪水的可能性。增加了产生迅猛洪水的可能性。n n影响地表径流与渗透的主要因素:地表覆盖(植被覆盖、土地影响地表径流与渗透的主要因素:地表覆盖(植被覆盖、土地影响地表径流与渗透的主要因素:地表覆盖(植被覆盖、土地影响地表径流与渗透的主要因素:地表覆盖(植被覆盖、土地利用),坡度,土壤质地。利用),坡度,土壤质地。利用),坡度,土壤质地。利用),坡度,土壤质地。n n农村地区的径流系数农村地区的径流系数农村地区的径流系数农村地区的径流系数 部分城市地区的径流系数部分城市地区的径流系数部分城
6、市地区的径流系数部分城市地区的径流系数n n小流域(坡面)径流计算小流域(坡面)径流计算小流域(坡面)径流计算小流域(坡面)径流计算 推理法(推理法(推理法(推理法(rational methodrational method)Q=A Q=A C C I I 一次暴雨或一段时期的径流量面积一次暴雨或一段时期的径流量面积一次暴雨或一段时期的径流量面积一次暴雨或一段时期的径流量面积 径流系数径流系数径流系数径流系数 降雨强度降雨强度降雨强度降雨强度水蚀水蚀 2 2、土壤侵蚀土壤侵蚀 水蚀:水冲刷土壤表面颗粒物质并使土壤养分水蚀:水冲刷土壤表面颗粒物质并使土壤养分淋失的过程。淋失的过程。多发区域:农
7、田;过度放牧区;采伐、开采矿多发区域:农田;过度放牧区;采伐、开采矿石、筑路等干扰的陡坡。石、筑路等干扰的陡坡。土壤侵蚀量:土壤侵蚀量:通用土壤侵蚀方程:通用土壤侵蚀方程:Af(R,K,L,S,C)A土壤侵蚀量;土壤侵蚀量;R降水量;降水量;K土壤可侵土壤可侵蚀性;蚀性;L坡长;坡长;S坡度;坡度;C植被盖度植被盖度 生态景观对策:增加植被,树篱,坡改梯生态景观对策:增加植被,树篱,坡改梯 注意土壤物理结构可渗透性注意土壤物理结构可渗透性 3、养分流、养分流 土壤养分以融解质的形式随水流迁移,属于土壤养分以融解质的形式随水流迁移,属于土壤流的一部分。土壤流的一部分。分解分解 植物吸收植物吸收
8、物理化学吸附物理化学吸附 地表水地表水 地下水地下水养分库养分库土壤岩石风化物土壤岩石风化物(主要部分)(主要部分)植物体有机质植物体有机质农业施肥农业施肥食物链食物链(进行循环)(进行循环)土壤土壤水体水体部分被利用部分被利用部分沉积部分沉积n 养分流的主要去向是河流、湖泊。养分流的主要去向是河流、湖泊。穿越河流廊道进入河流;受到机械阻挡,累穿越河流廊道进入河流;受到机械阻挡,累积在廊道土壤中;被廊道中的植物吸收。积在廊道土壤中;被廊道中的植物吸收。过量的养分进入河流,会对河水水质和水过量的养分进入河流,会对河水水质和水生生物多样性造成不利影响。生生物多样性造成不利影响。面源污染富营养化。面
9、源污染富营养化。保护河岸廊道植被,改善其结构和物种,增保护河岸廊道植被,改善其结构和物种,增加养分吸收量加养分吸收量,防止过量养分进入河流。防止过量养分进入河流。4、景观格局对水流的影响、景观格局对水流的影响 景观结构的改变对水分、养分在空景观结构的改变对水分、养分在空间上的重新分配。结构优化。间上的重新分配。结构优化。不同景观要素类型的渗透性差异不同景观要素类型的渗透性差异 渗水铺装,生态园林。渗水铺装,生态园林。地形地貌对流速、流量的影响。地形地貌对流速、流量的影响。下凹式绿地,调洪蓄水。下凹式绿地,调洪蓄水。河岸林带与氮的循环河岸林带与氮的循环 氮在河岸林带的滞留率为氮在河岸林带的滞留率
10、为89,在农田的滞留率为,在农田的滞留率为8。5 5、案例分析、案例分析n重庆某居住区湿地公园(包括湿地重庆某居住区湿地公园(包括湿地1 1区和区和2 2区)规划区)规划区位于山体与居住区之间的沟谷地带。区位于山体与居住区之间的沟谷地带。n调查分析山体与谷地的地形坡度、土壤物理性质、调查分析山体与谷地的地形坡度、土壤物理性质、植被组成特点,分析水文特征,采样测定分析水体植被组成特点,分析水文特征,采样测定分析水体质量。质量。规划湿地规划湿地1区的水区的水系示意图系示意图 n湿地湿地1 1区的水输入。水有区的水输入。水有3 3个来源(系统输入):个来源(系统输入):上游来水;上游来水;北端与西侧
11、山体两个汇水区(北端与西侧山体两个汇水区(ABAB与与CDCD汇水汇水沟)的径流(包括地面径流与地下径流)。地沟)的径流(包括地面径流与地下径流)。地面径流按近面径流按近3030年平均降雨量、最大年降雨量、年平均降雨量、最大年降雨量、最小年降雨量计算,并实地测量径流量;最小年降雨量计算,并实地测量径流量;湿地湿地1 1区范围的降水。区范围的降水。山体地面径流模拟估测数值山体地面径流模拟估测数值汇水沟汇水沟面积面积(m2)径流量径流量(m3)最大径流量最大径流量(m3)最小径流量最小径流量(m3)(30年年年年均)均)(1998年)年)(2001年)年)AB662851937125816.714
12、042.3CD243157105.89470.25151.1小计小计9060026476.835286.919193.4n输出包括蒸发蒸腾、流出、侧面渗漏。输出包括蒸发蒸腾、流出、侧面渗漏。渗漏量根据湿地渗漏量根据湿地区的底部与侧部的土壤渗透系区的底部与侧部的土壤渗透系数来估算。数来估算。该地土壤入渗系数介于该地土壤入渗系数介于10-2 10-4 cm/s,渗透性,渗透性较强。较强。底部及下方侧部选择相应的防渗措施,保证渗透底部及下方侧部选择相应的防渗措施,保证渗透系数控制在系数控制在10-6 cm/s以下。以下。水水量量平平衡衡分分析析项目项目最大值最大值 m3/a最小值最小值m3/a设计值
13、设计值m3/a设计值设计值125m3设计值设计值设计值设计值75m350m31 总进水量总进水量24299216575120353724398417816496670径流量径流量AB23222126311742521433160758037CD852646376398787059022951降雨量降雨量690037535177517751775177上游来水上游来水204344144730174537214681161010805052 水面面积水面面积(高程)(高程)4606m2 4606m2 3648 m2 3648 m2(324.5m)(324.5m)(322m)(322m)3 蓄水量蓄
14、水量160451604578117811(324.5m)(324.5m)(322m)(322m)4 总输出量总输出量24299216575120353724398417816496670蒸发量蒸发量671941845094509450945094流出量流出量23585714427218958822782216642987149侧面渗漏侧面渗漏147582951885511068664144275 交换周期交换周期d35 2429 n重庆是湿润地区,降雨量大于蒸发量;从测定的重庆是湿润地区,降雨量大于蒸发量;从测定的来水量看,湖景公园的进水量充足,可以保证所来水量看,湖景公园的进水量充足,可以保
15、证所需水量;交换周期为需水量;交换周期为29天,最大交换周期为天,最大交换周期为35天,天,最小为最小为24天,都小于天,都小于1:1的水体交换指标。因此,的水体交换指标。因此,来水量能满足控制水位线水量需求,能保证水体来水量能满足控制水位线水量需求,能保证水体更换,降低富营养化发生的可能性。更换,降低富营养化发生的可能性。n建议湿地面积和蓄水量:最深为建议湿地面积和蓄水量:最深为6.5m,最浅,最浅4.5m,波动水位,波动水位2m,湖面面积为,湖面面积为4606 m2,蓄水量为,蓄水量为16045m3。n1-11-1氨态氮含量为氨态氮含量为0.62mg/L0.62mg/L,小于(,小于(GB
16、3838GB383820022002)IIIIII类标准;全磷含量为类标准;全磷含量为0.55 0.75 mg/L0.55 0.75 mg/L,高于,高于类标准,即存在一定程度的富营养化。类标准,即存在一定程度的富营养化。在湿地植物茂盛的荒废池塘出水处(在湿地植物茂盛的荒废池塘出水处(1-31-3采样点),采样点),全磷含量为全磷含量为0.32 0.45mg/L0.32 0.45mg/L,说明规划区水系上,说明规划区水系上游的现有湿地植物具有一定的水体净化效果。因游的现有湿地植物具有一定的水体净化效果。因此,建议将此地现有的池塘改建成一个以湿地植此,建议将此地现有的池塘改建成一个以湿地植物为主
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