LANDSCAPE STRUCTURE: PATCHES

LANDSCAPE

 

STRUCTURE:

 

PATCHES

Prof. Dr. HADI SUSILO ARIFIN Referensi:

Forman & Godron (1986), Dramstad, Olson & Forman (1996) dan Farina (1998)

Dr. SYARTINILIA Dr. KASWANTO

PENGANTAR EKOLOGI LANSKAP (ARL 230) DEPARTEMEN ARSITEKTUR LANSKAP

CONTENT

1.

Patch 

Origins and 

Change

1.

Patch 

Origins and 

Change

2.

Patch Size

3.

Patch Shape

4.

Patch Number and Configuration

5.

Additional sources

What

 

is

 

Landscape

 

Ecology?



•…..focuses

 

on

 

(1)

 

the

 

spatial

 

relationships

 

among

 

landscape

 

elements,

 

(2)

 

the

 

flows

 

of

 

energy,

 

mineral

 

nutrients,

 

and

 

species

 

among

 

the

 

elements,

 

and

 

(3)

 

the

 

ecological

 

dynamics

 

of

 

the

 

landscape

p

 

mosaic

 

through

g

 

time

 

PATCHES

 Obyek yang memiliki sifat seperti Patch, 

termasukquilts (selimut), mosaics, tanah,  

b k d l d d l

bercak pada Dalmatian, dan awan di atas langit.

 Suatu permukaan area yang non‐linear yang 

berbeda penampilannya dari area sekitarnya.

 Bervariasi dalam ukuran, bentuk. tipe, 

heterogeneity, dan boundary characteristics.

 Sering dikeliling oleh MATRIX yaitu area sekitar

 Sering dikeliling oleh MATRIX, yaitu area sekitar

yang memiliki perbedaan struktur jenis atau

komposisinya. 

BASIC

 

CONCEPTS

 E.g. After big fire the blackened landscape

T    fi  h d i i d    i l   h 

 Two separate fires had ignited a single patch 

was blackened nearby, and an extensive fire had 

swept the area beyond.

 Unburned area a little swamp;  a clearing and 

gazed at a patch of grain wave gently in the 

breeze

 Fo r t pes of patches each  ith a 

 Four types of patches, each with a 

fundamentally different origin.

 The small burned area was created by a local 

disturbance, fire.  The little swamp resulted from wet soil  The clearing resulted from cutting the vegetation and  planting the crop  The key CAUSATIVE MECHANISMS, or ORIGINS for these  patches involved disturbance, environmental  heterogeneity, and human planting.  These patches for years to come, the differences in their  SPECIES DYNAMICS would become still more evident  SPECIES DYNAMICS would become still more evident  succession  PATCH TURNOVER, the rate at which patches appear and  disappear

DISTURBANCE

 

PATCHES



Disturbance

 

of

 

a

 

small

 

area

 

in

 

a

 

matrix

 

produced

 

a

 



Disturbance

 

of

 

a

 

small

 

area

 

in

 

a

 

matrix

 

produced

 

a

 

DISTURBANCE

 

PATCH.



Mud

 

slides,

 

avalanches,

 

windstorms,

 

ice

 

storms,

 

herbivore

 

outbreaks,

 

mammal

 

trampling,

 

and

 

many

 

other

 

natural

 

change

 

give

 

rise

 

to

 

patches



Human

 

activities

 

also

 

cause

 

disturbance

 

patches

 



logging

 

in

 

forest,

 

burning

 

in

 

grassland,

 

and

 

strip

 

Coal Mining (Source: Y. Setiyadi, 2003) Nickel Mining (Source: Y. Setiyadi, 2003)

Penggundulan hutan akibat penambanganerosi dan lanskap

yang tidak baik…

Source: HS Arifin (2003)

WHAT HAPPENS WHEN AN AREA IS DISTURBED?

The post‐disturbance species dynamics population 

sizes of many species change rapidly

 THE FIRST RESPONSE: Dropping sharply as a results 

f d th   d   f i di id l  C t i   i  

of death or damage of individuals; Certain species 

become locally extinct they disappear from the 

patch area; Some species normally survive and 

remain in lowered population sizes, or in dormant 

forms such as seeds, spore, eggs, or cysts.

 THE SECOND RESPONSE: another drastic change in 

population size of many of the surviving species 

population size of many of the surviving species 

number increase, often more than compensating for 

the initial loss of individuals.

 THE THIRD RESPONSE: in rapid order is immigration, 

the arrival of species previously absent (animals, 

seeds, spores)

SUCCESSION or RECOVERY FROM DISTURBANCE INVOLVES ALL THREE PROCESSES



Major

 

population

 

size

 

change



Extinctions

ENVIRONMENTAL RESOURCE PATCHES

 The origin of each patch is due to the 

heterogeneous or patchy distribution in space of 

environmental resource water and soil for the 

plants, or water and flowers for the animal 

communities.

 In many cases the ECOTONE – or overlap zone –

separating a patch from the matrix is commonly 

h d b d h

the case in disturbance‐caused patches.

 Environmental Resource Patches: are relatively 

permanent and patch turnover is extremely low.

INTRODUCED PATCHES

 When humans introduce organism to an area an introduced 

patch results

 PLANTED PATCHES people introducing plants: rice paddies, 

pine,  golf courses, and arboreta, form planted patches in a matrix 

the species dynamics and patch turnover depend largely upon 

the maintenance activities of people.

 HOMES or HABITATIONS house,, associated yard,y , courtyard,y , 

farm buildings, and immediate surroundings.

 Habitation ecosystem includes 4 types: people, introduced plants 

and animals, introduced pests, and immigrating native species.

2

PATCH SIZE

2.

 

PATCH

 

SIZE

PATCH SIZE

 Land use – what is the minimum patch size 

needed to accomplish a particular objective?

 Wh t i  th   ti   t h  i ?

 What is the optimum patch size?

 The answers to these questions are crucial to the 

understanding and management of landscape.

 The primaryp y characteristics considered are 

ecological: energy, mineral nutrients, and 

species. Others: the ability to operate planting 

and harvesting machinery, the distance to 

habitations and market, or topographic 

EFFECT ON SPECIES

 Large islands have more species than small islands.

 Relationship between species diversity and island size 

is not linear, but CURVILINEAR.

 Mountainous islands have more species than flat 

island of the same size.

 Island with evidence of considerable human 

disturbance activity often have fewer species than 

h h h

those without such activity.

 The relationship plotted between increasing area  

and the number of species is called a SPECIES‐AREA 

CURVE

TERRESTRIAL LANDSCAPE

 Patches in the landscapediffer significantly from 

islandssurrounded by water.

islandssurrounded by water.

 Landscape patches may high average turnover 

rates, whereas island are essentially permanent.

 The landscape matrix often has extremely high 

heterogeneity.

 The landscape matrix may be used as a rest stop 

 The landscape matrix may be used as a rest stop 

for many species moving between patches, 

particularly in the limited area of a landscape 

compared with the extensiveness of oceanic 

archipelagos.

3

PATCH SHAPE

3.

 

PATCH

 

SHAPE

 Ukuran dan bentukpatchmerupakan atribut penting

yang mempengaruhi aliran (fluxes) abiotik dan biotik. 

 Di alam umum dijumpai bentukregulardanirregular 

 Di alam umum dijumpai bentukregulardanirregular. 

Semakin irregular semakin banyak “edges” yang 

tersedia. Hal ini mempunyai implikasi yang sangat

besar terhadap penyebaran tanaman dan pergerakan

hewan. 

 Dengan menggunakan ratio L/2A, di mana L 

= keliling patch dan A = luas, dimungkinkan

untuk mengevaluasi jumlah dari “edges”. 

Lingkaran mempunyai ratio 1 dan menerangkan

gambar geometrik dengan ratio minimum 

antara keliling dan area. 

NILAI NUMERIK JUMLAH PERIMETER, LUAS DAN EDGE DARI BERBAGAI BENTUK PATCH.

Patch

      

Perimeter

       

Area

      

L/2VA

π

1      659       10,027      1.857

2      277       4,900      1.119

3      373      3,652      1.745

4       1,125       9,736      3.217

5      269       5,222      1.051

1 2 3 4 5

4

PATCH NUMBER AND

4.

 

PATCH

 

NUMBER

 

AND

 

CONFIGURATION

PATCH NUMBER AND CONFIGURATION



Patches

 

generally

g

y

 

do

 

not

 

exist

 

singly

g y

 

but

 

are

 

numerous

 

in

 

a

 

landscape.



A

 

single

 

large

 

patch

 

contains

 

more

 

species

 

than

 

several

 

smaller

 

patches.



More

More

 

 

species

species

 

 

are

are

 

 

found

found

 

 

in

in

 

 

several

several

 

 

patches

 

if

 

the

 

patches

 

are

 

widely

 

LANSKAP DAN KOMPONENNYA (PATCHES) DAPAT DIKLASIFIKASIKAN DENGAN PENDEKATAN “ANTHROPOCENTRIC”, ATAU

DENGAN PENDEKATAN YANG TERGANTUNG PADA KAPASITAS

1.

STRUCTURAL

 

PATCH

2.

FUNCTIONAL

 

PATCH

RESOURCE

 

PATCH

TERGANTUNG PADA KAPASITAS PENGAMATAN KITA:

3.

RESOURCE

 

PATCH

 Stucture patch:secara umum terdiri dari satu tipe tanah yang dioverlap oleh asosiasi vegetasi

 Fungsional patch:suatu area yang homogen nt k sat f ngsi ata sat pendeskripsian untuk satu fungsi atau satu pendeskripsian fisik, seperti altitude, temperatur, kelembaban, penetrasi cahaya.

 Resource patch:sebagian besar

berhubungan dengan ekologi hewan; suatu lanskap dapat diuraikan sebagai satu

kombinasi dari beberapa resource patches bagian dari home range hewan (pakan,

tempat bersarang tersedia dengan gampang). See Fig. 1.13



Habitat patch:

dapat didefinisikan

sebagai tipe komunitas tanaman

g

p

tertentu yang secara umum lebih besar

dari pada home range individu.



Corridor patch:

sebagai satu bagian

dari mosaik lahan yang digunakan oleh

organisme untuk pindah/bergerak,

organisme untuk pindah/bergerak,

menjelajah, menyebar dan migrasi.

 Klasifikasi adalah suatu prosedur yang relevan di dalam studi “land mosaic”, khususnya seperti yang diketahui untuk perspektif manusia.

 Pendekatan ini umumnya digunakan oleh ahli ekologi lanskap yang tertarik dalam studi interaksi antara aktivitas manusia dan lanskap. Khususnya berguna untuk

persiapan “master plan”, perencanaan “nature reserve”, dan secara umum sebagai panduan pada beberapa tipe manajemen lanskap. Tidak ada aturan yang pasti, tetapi perubahannya sesuai dengan tujuan, skala investigasi, waktu dan ketersediaan sumber daya finansial.

 Sejumlah informasi diperlukan untuk memproduksiSejumlah informasi diperlukan untuk memproduksi kalsifikasi yang baik dan berguna. Sumber-sumber utama : foto udara, citra landsat (satelite digital images), cadastral maps, peta-peta geologi, hidrologi dan tanah, peta-peta geografi dan biotematik (vegetasi, land use, distribusi hewan). Contoh klasifikasi lanskap di Belanda berdasarkan pada hirarki wilayah

PHYSIOTOPE

 Unit spatial yang dicirikan oleh faktor-faktor keadaan abiotik yang relatif homogen.

 Physiotope secara umum diklasifikasikan dengan menggunakan geologi, aspek dan “slope rate” (tingkat kemiringan). Physiotope merupakan dasar untuk klasifikasi lanskap lebih lanjut.

 Klasifikasi secara hierarchipada level yang terendah kita ketahui : physiotope, kemudian ecotope, land unit, land system. (meskipun pada beberapa kasus physiotope dapat lebih besar daripada ecotope).

ECOTOPE



Unit

 

lahan yang

 

terkecil yang

 

masih

merupakan suatu unit

 

yang

 

holistik.



Ecotope memperlihatkan dimensi topologi

suatu lanskap.



Physiotope – Ecotope – Land

 

Unit

 

– Land

 

System

System.

Contact Address:

kaswanto@ipb.ac.id

www.kaswanto.staff.ipb.ac.id

FB Regan Leonardus Kaswanto

Setiap pengambilan material, copy &  paste sebagian atau keseluruhan material ini harap mensitasi sumber dan mencantumkan link blog.  Terima kasih