景观生态过程-干扰

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常见的干扰现象
• 外来物种入侵
• 新华网北京 2005年9 月 19 日电 ： 农业部总经济师朱秀岩 19 日说 ， 新华网北京2005 年 19日电 农业部总经济师朱秀岩19日说， 日电： 19日说 2005 目前已有400 多种外来物种 全面”入侵我国， 400多种 外来物种“ 目前已有 400 多种 外来物种 “ 全面 ” 入侵我国 ， 在国际自然保 护联盟公布的全球100 种最具有威胁的外来生物中， 100种最具有威胁的外来生物中 护联盟公布的全球 100 种最具有威胁的外来生物中 ， 入侵我国 的物种有50余种，其中11 50余种 11种主要外来生物每年给我国造成的直 的物种有50余种，其中11种主要外来生物每年给我国造成的直 接经济损失高达570亿元。 570亿元 接经济损失高达570亿元。 • 我国已成为外来生物入侵最严重的国家之一，近10年来，新入 我国已成为外来生物入侵最严重的国家之一 最严重的国家之一， 10年来 年来， 侵我国的外来生物至少有20余种， 平均每年新增约2 20余种 侵我国的外来生物至少有 20 余种 ， 平均每年新增约 2 种 ， 外来 生物入侵呈现出传入数量增多、频率加快、蔓延范围扩大、 生物入侵呈现出传入数量增多、频率加快、蔓延范围扩大、发 生危害加剧、经济损失加重的趋势。 生危害加剧、经济损失加重的趋势。 • “洋蚊子”、“食人鲳”、“清道夫”鱼、福寿螺、美洲斑潜 洋蚊子” 食人鲳” 清道夫” 福寿螺、 红火蚁、水葫芦、紫茎泽兰、豚草、水花生、少花蒺藜、 蝇、红火蚁、水葫芦、紫茎泽兰、豚草、水花生、少花蒺藜、 超级杂草大米草、飞机草、薇甘菊、北美鬼针草等， 超级杂草大米草、飞机草、薇甘菊、北美鬼针草等，严重威胁 我国的生态安全。 我国的生态安全。
干扰的性质
• 干扰具有多重性，对生态系统影响表现为多方面 干扰具有多重性，
干扰性质（ 干扰性质（disturbance regime）指在一段较长时间内干 ） 扰的时空动态 (Spatial and temporal dynamics of disturbances over a longer time period)。 。 包括如下特征：干扰的空间分布； 包括如下特征：干扰的空间分布；干扰发生的频率 (frequency)、重复间隔 和周期(rotation 、重复间隔(return interval)和周期 和周期 period)；干扰的面积 ；干扰的面积(size)、尺度、强度 、尺度、强度(intensity)、影响 、 度(severity)。 。 通常，面积较小、强度较低的干扰发生的频率较高， 通常，面积较小、强度较低的干扰发生的频率较高，周 期短；而面积较大、强度较高的干扰发生的频率较低， 期短；而面积较大、强度较高的干扰发生的频率较低， 周期长。 周期长。
替起到重要作用。 替起到重要作用。 思考：许多学者认为内部干扰是自然演替过程的一部分，而不是干扰。 思考：许多学者认为内部干扰是自然演替过程的一部分，而不是干扰。 如森林中林隙的形成与更新。你的观点？ 如森林中林隙的形成与更新。你的观点？
外部干扰：是短期内的大规模干扰，打破了自然生态系统的演替过程。 外部干扰：是短期内的大规模干扰，打破了自然生态系统的演替过程。 • 按干扰的形成机制：物理干扰、化学干扰和生物干扰 按干扰的形成机制：物理干扰、 • 按干扰的传播特征：局部干扰和跨边界干扰 按干扰的传播特征： • 按干扰的结果： 按干扰的结果： ）：指产生有明显边界斑块的干扰 离散性干扰（discrete disturbance）：指产生有明显边界斑块的干扰。 ）：指产生有明显边界斑块的干扰。
干扰常常是生态学家关注的热点。 干扰常常是生态学家关注的热点。
干扰的概念
生态学干扰由3个方面构成：系统、事件和尺度域（ 生态学干扰由 个方面构成：系统、事件和尺度域（图）。 个方面构成 系统具有一定的尺度域，而干扰事件来自于系统外部， 系统具有一定的尺度域，而干扰事件来自于系统外部，并 发生在一定尺度上。 发生在一定尺度上。
干扰的概念
• 干扰（disturbance） ：是一个偶然发生的不可预知的事 干扰（disturbance） 是发生在一定地理位置上，对生态学系统结构 结构造成直 件，是发生在一定地理位置上，对生态学系统结构造成直 接损伤的、非连续性的物理作用或事件。 接损伤的、非连续性的物理作用或事件。 "Any relatively discrete event in time that disrupts ecosystem, community, or population structure and changes resources, substrate availability, or the physical environment" (Pickett & White 1985) • 对于不同的研究客体，干扰的定义是有区别的。如在景观 对于不同的研究客体，干扰的定义是有区别的。如在景观 尺度上 生态系统尺度上 种群尺度上 尺度上，在生态系统尺度上，在种群尺度上。 • 从不同的角度来看，干扰具有不同的性质。如从人类发展 从不同的角度来看，干扰具有不同的性质。如从人类发展 的角度来看 来看； 自然生态系统的角度来看 来看， 的角度来看；从自然生态系统的角度来看，干扰是一个中 性概念， 性概念，既可以对生态系统或物种进化起到一种积极的正 效应，也可以起到一种消极的负效应。 效应，也可以起到一种消极的负效应。
常见的干扰现象
• 土壤施肥（nutrient input） 土壤施肥（ input）
可以增加土壤的养分。 可以增加土壤的养分。 更有利于外来物种的入侵。 更有利于外来物种的入侵。 造成物种丰富度的急剧减少。 造成物种丰富度的急剧减少。 在一定程度上可以导致淡水水体富营养化。 在一定程度上可以导致淡水水体富营养化。
• 土壤物理干扰（soil disturbance）：土地的翻耕和 土壤物理干扰（ disturbance）
平整等。 平整等。 改变了土壤的结构、水分和养分状况。 改变了土壤的结构、水分和养分状况。 地表粗糙度增加，有利于外来物种的入侵。 地表粗糙度增加，有利于外来物种的入侵。 地表粗糙度增加还可以减少物种的丰富度。 地表粗糙度增加还可以减少物种的丰富度。
Beijing International Symposium on Biodiversity Invasions 北京外来入侵物种国际研讨会：北美和东亚之间 北京外来入侵物种国际研讨会：
的物种交换： 的物种交换：经济和环境威胁 2004年6月8-11日 中国 北京 年 月 日
为外来物种的侵入提供有利场所。 为外来物种的侵入提供有利场所。 保持较高的物种丰富度。 保持较高的物种丰富度。
• 人类干扰
人类正常的经济生产活动对于自然生态系统来说是一种干扰。 人类正常的经济生产活动对于自然生态系统来说是一种干扰。
常见的干扰现象
• 外来物种入侵
是一种最为严重的干扰类型。 是一种最为严重的干扰类型。外来物种是一个生态系统中原 来没有的物种， 来没有的物种，借助人类活动有目的或无意识地越过不能自 然逾越的空间障碍而进来。 然逾越的空间障碍而进来。如果这个外来种在新的生态系统 中大量繁殖和扩散，并对当地的生态系统造成了明显的改变， 中大量繁殖和扩散，并对当地的生态系统造成了明显的改变， 它们就变成外来入侵种 。 外来物种入侵除了影响生物多样性以外，对水资源安全、 外来物种入侵除了影响生物多样性以外，对水资源安全、 自然系统的生态完整性、生态环境造成深远的影响。 自然系统的生态完整性、生态环境造成深远的影响。举例说 澳洲引入欧洲家兔；巴拿马的加通湖引入非洲丽鱼， 明：澳洲引入欧洲家兔；巴拿马的加通湖引入非洲丽鱼，南 太平洋的穆尔岛引入一种蜗牛，北美内陆水域引入斑贻贝， 太平洋的穆尔岛引入一种蜗牛，北美内陆水域引入斑贻贝， 澳大利亚引入带刺的仙人掌，滇池引入水葫芦。 澳大利亚引入带刺的仙人掌，滇池引入水葫芦。 • Invasive non-native plants can displace native species through e.g., competition for nutrients, water, light and space. • One of the most dramatic ecological events in human history that threatens our life, environment and economy.
提高生物生产力； 提高生物生产力； 在一定程度上可以影响物种的结构和多样性。 在一定程度上可以影响物种的结构和多样性。
• 放牧（grazing） 放牧（grazing）
放牧对于那些放牧历史较短的草原来说是一种严重干扰， 放牧对于那些放牧历史较短的草原来说是一种严重干扰，而 对于已有较长放牧历史的草原，放牧已经不再成为干扰。 对于已有较长放牧历史的草原，放牧已经不再成为干扰。 适度的放牧可以使草场保持较高的物种多样性， 适度的放牧可以使草场保持较高的物种多样性，促进草地景 观物质和养分的良性循环。 观物质和养分的良性循环。
常见的干扰现象
外来物种入侵
The economic cost，e.g. China & USA ， The non-indigenous species in China cause damage and loss totally several hundred billion RMB(￥) per year. ￥ The non-indigenous species in USA cause damage and loss totally approximately $ 137 billion per year, about 13% of the GDP of USA.
生态学干扰的概念 引自Pickett，Wu和Cadenasso，1999） （引自 ， 和 ， ）
干扰的类型
• 按干扰的起源： 按干扰的起源： 自然干扰和人为干扰 • 按干扰的功能： 按干扰的功能： 是在相对静止的长时间内发生的小规模干扰， 内部干扰：是在相对静止的长时间内发生的小规模干扰，对生态系统演
• 外来物种入侵
会议主要内容
常见的干扰现象
（1）生物入侵现状及他们的生态和经济后果影响 北美地区目前和将来的东亚入侵种 东亚地区目前和将来北美的入侵种 （2）入侵过程 ） 物种入侵性和群落的可入侵性 东亚和北美的生物地理比较 忽视的后果： 忽视的后果：畜牧和栽培在形成外来生物入侵中的作用 外来物种的遗传型变异和种群适应性的关系 （3）研究、政策和管理 ）研究、 早期探测、控制非目的外来物种：根除、控制（包括生物控制、火烧、 早期探测、控制非目的外来物种：根除、控制（包括生物控制、火烧、 除草剂、捕捉） 除草剂、捕捉） 本地群落的恢复 目前影响外来物种转移的进出口政策 国家在物种管理上的调控机制 公共教育 建立减少或消除零售市场外来植物和动物销售的合作战略
第四章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
景观生态过程
干扰与景观格局演变 景观要素间的流 景观中的物种运动 景观功能 景观中的人文与文化过程
干扰与景观格局演变
一、干扰的概念 二、干扰的类型 三、常见的干扰现象 四、干扰的性质 五、干扰的生态学意义
干扰与景观异质性 干扰与景观破碎化 干扰与景观稳定性 干扰与物种多样性
例如，火灾、放牧、森林砍伐等。 例如，火灾、放牧、森林砍伐等。 ）：指在某一尺度上增加系统整体的 扩散性干扰（diffuse disturbance）：指在某一尺度上增加系统整体的 ）： 异质性，但并不产生有明显边界斑块的干扰。 异质性，但并不产生有明显边界斑块的干扰。
常见的干扰现象
• 火干扰（fire） 火干扰（fire）
如何将火、放牧、土壤物理干扰、土壤施肥这几种干扰有机 如何将火、放牧、土壤物理干扰、 地结合起来，研究土壤中养分的循环和平衡，对于土地管理 地结合起来，研究土壤中养分的循环和平衡， 和物种多样性保护具有重要意义。 和物种多样性保护具有重要意义。
• 践踏（trampling）：对大多数物种，具有负面的影响。 践踏（trampling） 对大多数物种，具有负面的影响。
Some invasive plants in China
Five-fingered Morning Glory Ipomoea cairica (L.) Sweet
Castorbean Ricinus communis L.
Mile-a-minute Weed Mikania micrantha H.B.K.