景观生态学在生物多样性保护中的作用

景观生态学在生物多样性保护中的作用

景观生态学在生物多样性保护中的作用

生物多样性是人类赖以生存的物质基础,随着人类的发展,生物多样性受到了严重的威胁,并得到全世界的关注。下面就来看看景观生

态学在生物多样性保护中的作用吧。

引言

生物多样性是地球上生命经过几十亿年发展进化的结果,是全球

的宝贵财富,是人类赖以生存的物质基础,也是构成人类生存的生物

圈环境。随着人口的迅速增长,人类经济活动的不断加剧,尤其是盲

目地大量的向自然界索取生物资源,作为人类生存最为重要的基础--

生物多样性受到了严重的威胁。生物多样性问题已不再仅仅是科学

家关心研究的问题了,它已引起国际社会和多国政府的广泛关注。

生物多样性表现在生命系统的各个组织水平,即从基因到生态系统。各个组织水平的多样性都是十分重要的。不同水平的生物多样

性是紧密联系、不可分割的。

景观生态学是一门新兴的、正在深入开拓和迅速发展的学科,与

传统生态学研究相比,景观生态学明确强调空间异质性、等级结构和

尺度在研究生态学格局和过程中的重要性以及人类活动对生态学系

统的影响,尤其突出空间结构和生态过程在多个尺度上的相互作用。

就生物多样性保护而言,景观生态学注重景观多样性与生物个体行为、种群、群落动态及生态系统在不同时空尺度上的作用。强调景观空

间格局、生态过程与尺度之间的相互作用是景观生态学的核心所在。

生物多样性研究主要有两条途径,一是从遗传多样性、物种多样

性等底层开始的“Bottom-up”的途径,这种研究途径强调系统的组

分作用,利于揭示自然状况下生物多样性发生、维持、丧失的微观机制,但往往忽略人为干扰等外部环境的作用。目前人类活动通过直接

或间接作用,对种群、生态系统等各层次生物系统均造成巨大影响,

生物多样性的丧失、物种绝灭早已不是自然界正常演化过程的结果。因此,生物多样性保护应特别重视另一条“Top-down”的研究途径,

这种途径将人为干扰看作生物多样性丧失的主要因素,强调人为干扰

下景观格局的改变对遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性的

影响,并据此制定相应的生物保护战略,这正是景观生态学所侧重的

研究途径。

1生物多样性保护中运用的景观生态学原理

在生物多样性保护中运用到的景观生态学基本原理主要有:斑块-廊道-基质理论;等级斑块动态和复合种群理论;景观异质性与景观多

样性;景观连接度、连通性及渗透理论;干扰理论等。

1.1斑块-廊道-基质理论

景观是一个由不同生态系统以相似方式重复出现的异质性陆地区域。按照在景观中的地位和形状,景观要素可以分为斑块、廊道、基

质三种类型。

1.1.1斑块斑块是指与周围环境在外貌或性质上不同,但又具有

一定内部均质性的空间部分。其大小、类型、形状、边界、位置、

数目、动态以及内部均质程度对生物多样性保护都有特定的生态学

意义。

斑块大小不仅影响物种的分布和生产力水平,还影响能量和养分

的分布,决定斑块甚至整个景观的生态功能。最优景观是由几个大型

自然植被斑块组成,并与众多分散在基质中的小斑块相连,形成一个

有机的景观整体。斑块类型对物种动态的影响是非常明显的,它通过

影响某一特定的物种从斑块中迁入或消失,来影响该物种在该斑块中

的种群数量和丰富度,进而影响物种的多样性。斑块的形状在影响生

物多样性方面与面积同等重要,对生态学过程和各种功能流有重要的

影响。斑块形状主要通过影响斑块与基质或其他斑块间的物质和能

量的交换而影响斑块内的物种多样性。圆型斑块物种多样性可望较高,而长条形斑块易于促进斑块与周围环境物质、能量、生物方面的

交换。一般而言,两个大型的自然斑块是保护某一物种的最低斑块数目,4～5个同类型斑块对维持物种的长期健康与安全较为理想。此

外,斑块的边缘效应是造成不同形状斑块中生态学差异的最重要原因。在相同的面积下,内部面积与边缘面积之比,圆形的大于矩形的,细长

斑块的比最低。所以在景观规划中应综合考虑斑块的形状、大小、

数量以及其产生的边缘效应等因素,从而得出最优方案。

1.1.2廊道廊道是指与基质有明显不同的狭带状地,是具有通道

或屏障功能的景观要素,是联系斑块的重要桥梁和纽带。廊道在很大

程度上影响着斑块间的连通性,也在很大程度上影响着斑块间物种、

营养物质、能量的交换和基因交换。廊道的生态功能取决于其结构

特征,包括:宽度、组成内容、内部环境、形状、连续性、及与周围

环境的相互关系等。廊道在景观中具有双重性质,一方面将景观不同

部分隔开,成为两个隔开景观的障碍物;另一方面可作为一个通道,将

景观中不同部分连接起来,起到运输、保护等作用。廊道在生物多样

性保护中的重要作用,主要表现在:①为某些物种提供特殊生境或暂

息地。②增加斑块的'连接度,提高斑块间物种迁移率,促进斑块间的

物种流动和基因交换,方便不同斑块间同一物种的交配,有利于物种

的空间运动,增加物种重新迁入机会。同时使本来孤立的板块内物种

的生存和延续,给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络,从而使小种群免于近亲繁殖遗传退化。③促进种群的增长和斑块

中某一种群灭绝后外来种群侵入,从而在维持物种数量方面起到积极

作用,增加景观的破碎化程度。廊道功能上的矛盾性与复杂性,要求

在廊道设计时慎重考虑,使廊道最好具有原始景观自然的本底及乡土

特性。带状廊道较宽,包含一个有丰富内部生物种组成的中心内部环境,对周围环境的干扰有一定的抵抗性,其内部中和边缘种的多样性

格局随廊道宽度不同而变化,这对生物多样性保护中廊道的设计有重

要意义。

1.1.3基质基质是景观的本底,是景观中面积最大、连接度最好、对景观控制力最强的景观要素。基质对斑块嵌体等景观要素内及景

观要素之间的物质能量流动、生物迁移觅食等生态学过程有明显的

控制作用。因而作为背景的基质对生物多样性保护起关键作用。其

作用主要表现在:①为某些物种提供小尺度的生精;②作为背景,控制、影响着生境斑块之间的物质、能量交换,强化或缓冲生境斑块的“岛

屿化”效应;③控制整个景观的连接度,从而影响斑块间物种的迁移。