景观生态学原理与生物多样性保护

须与自然的景观格局1如水系格局2相适应 " 同时$廊道 还要具有一定的宽度$ 廊道如果达不到一定的宽度 $ 不但起不到保护对象的作用 $反而为外来物种的入侵 创造条件 " 带状廊道较宽0 包含一个有丰富内部生物 种组成的中心内部环境0$ 对周围环境的干扰有一定 的抵抗性 $其内部种和边缘种的多样性格局随廊道宽 度不同而变化 $这对城市绿地系统绿廊设计有重要的 参考价值 $对城市生物多样性保护有重要意义 "
!"!"% 斑块数目
斑块的数目越多! 景观和物种的多样性就越 高 ) 斑块数目小 ! 就意味着物种生境的减少 ! 物种灭 绝的危险性增大 # 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 $,-. 个 同 类 型 斑 块对维持物种的长期健康与安全较为理想 #
!"!"& 单斑块的边缘效应
响 # 斑块形状主要通过影响斑块与基质或其它斑块 间的 物 质 和 能 量 的 交 换 而 影 响 斑 块 内 的 物 种 多 样 性 # 例如% 湖泊可看作为一种环境资源斑块 # 湖泊的 形状 直 接 影 响 着 湖 泊 的 生 产 率 和 水 体 中 有 机 体 的 存在$ 从而对湖泊水体中的生物多样性产生影响 # 现在一个被广泛接受度量斑块形状的公式是 %!"# &
第 # 卷第 ! 期 !""# 年 ) 月
金华职业技术学院学报
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景观生态学原理与生物多样性保护 2
赵 青 &胡玉敏 &陈 玲 &陈志斌
, 金华职业技术学院 & 浙江 金华 ,!&""" %
摘要 ! 生物多样性保护是目前全世界亟待解决的严峻问题 ! 传统的保护忽略了景观等高层次的保护 ! 近年来兴起 的景观生态学为生物多样性的保护提供了新的思路和视角 " 导入景观生态学原理 ! 讨论斑块 ! 廊道 ! 基质模式 # 景观多 样性与景观异质性 # 景观连接度与景观连通性 ! 景观生态规划格局原理及干扰与生物多样性保护的相关性 ! 为指导生 物多样性保护 # 保护区设计 # 景观规划及土地开发提供相应的科学依据 " 关键词 ! 景观生态学 " 原理 " 生物多样性保护 中图分类号 !3&’) 文献标识码 !4 文章编号 !&)’&$,)(( ,!""# %"!$"",($")
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!"# 廊道
廊道是具有通道或屏障功能的线状或带状的景 观要素 !是联系斑块的重要桥梁和纽带 # 它不同于两 侧的基质 !可以看作是一个线状或带状斑块 # 廊道在 很大程度上影响着斑块间的连通性 ! 也在很大程度
!"!"$ 斑块形状
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 ’ 包括生物的扩 散和动物的觅食以及物质和能量的迁移 ( 有重要影
! 斑 块!廊 道!基 质 模 式 与 生 物 多 样性
!"! 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 生物多样性的保护都有特定的生态学意义 $
’’! $ # # 为斑块周长%& 为斑块面积 %当 !() 时$ 表明
!
引言
生物多样性是指各种各样的生物及其与环境
力大大降低 ’ 如 ! 世界每年因作物单一型种植导致 病虫害所造成的损失就高达 !%" 亿美元 ’ 生物多样 性的丧失是当今人类社会面临的一类重大灾害 & 因 此 & 加强生物多 样 性 的 保 护 & 合 理 开 发 利 用 自 然 资 源已成为全世界人们的一项紧迫的任务 & 也是人类 社会可持续发展的基础 ’ 生物多样性的保护途径可 分为两种 ! 以物种为中心的传统保护途径和以生态 系统为中心的景观生态保护途径 & 前者强调对濒危 物种本身的保护 & 后者强调对景观系统和自然栖息 地的整体保护 & 但 经 验 表 明 & 单 一 的 物 种 保 护 不 能 够达到生物多样性保护的目的 & 我们必须进一步设 法保护物种的生存环境 $ $$ 生态系统和景观 & 导入 景观 生 态 学 原 理 必 将 为 生 物 多 样 性 的 保 护 提 供 新 + 的视角 ’ 景观生态学最早由德国人 特罗尔 ,./011 %
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斑块是圆形 *!+)$ 表明斑块有些长方形 # 圆形 ’ 紧密 型 ( 与长条形 ’ 松散型 ( 斑块相比 $ 前者边线最短 ! 因 而斑块与本底的相互作用最小 $ 而且斑块内部最大 直线距离以圆形最短 $ 它的内部障碍可能较小 $ 生境 异质性较小 $ 对内部种和边缘种都能提供生存条件 ! 有利于保储能量 % 养分和生物 # 因此 $ 圆形斑块物种 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 ! 这些对城市生 物多样性保护的设计有重要的指导意义 #
收稿日期 !!""#$"%$&’ 基金项目 ! 金华职业技术学院校级科研基金资助项目 "!""#&&"(# 作者简介 ! 赵
青 "&()( $ %& 女 & 浙江义乌人 & 讲师 & 从事景观生态学研究 ’
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金华职业技术学院学报
’ / / , 年
在 !"#" 年提出后 ! 目前已发展成一门复杂综合的 重要交叉学科 ! 也 是 一 门 新 兴 学 科 ! 由 于 它 在 景 观 生态分析 " 景观生 态 评 价 " 景 观 生 态 建 设 和 景 观 生 态规划方面所做的 贡 献 ! 对 资 源 保 护 " 管 理 及 开 发 利用起着越来越明显的作用 #
形成的生态复合体总和以及它们的各种生态过程 ’ 它既是 生 物 之 间 以 及 与 其 环 境 之 间 复 杂 的 相 互 关 系的体现 & 也是生物资源丰富多彩的标志 ’ 目前 & 对 全球生物的估计约为 & """ 万种 & 据联合国环境规 划署在 (&((% 年世界环境报道 ) 中预测 &&(("*!""" 年间 & 由于生境的破坏将使 %+*&%+ 的物种消失 & 在未来 !"*," 年中 & 将有 !%+ 物种处于濒危状态 ’ 由于栖息地面积缩小和片段化 & 导致野生生物种类 遗传多样性丧失 & 出现近亲交配 & 种群萎缩 & 致使野 生生物种对疾病 * 气候变化和栖息地变迁的抵抗力 降低 & 从而使驯化 物 种 的 品 种 迅 速 减 少 & 抗 病 害 能
!"#"! 廊道能为某些物种提供特殊生境或暂息地
!"!"! 斑块大小
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 $ 通常 ! 斑 块 面 积 越 大 ! 物 种 多 样 性 越 高 ! 它们之间存在着正相关 $ 大型斑块能提高碎裂 种群的 存 活 率 ! 更 有 能 力 维 持 和 保 护 基 因 的 多 样 性 ! 尤其有利于保护稀有种 $ 小型斑块虽不利于内 部物种的生存和生物多样性的保护 ! 但占地少 ! 可 分布在人为景观中 ! 提 高 景 观 多 样 性 ! 起 到 临 时 栖 息地的作用 ! 可作为对大斑块的补充 $ 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
根据斑块产生机制和起源将斑块分成四种类 型 &干 扰 斑 块 %残 存 斑 块 %环 境 资 源 斑 块 和 引 进 斑 块 $ 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 $ 如 & 在永久沼泽地 ’ 环境资源斑 块 (! 物种动态相对不明显 ! 生物多样性的改变较 小 ) 然而在小的火烧斑块 ’ 干 扰 斑 块 ( 中 ! 演 替 的 迅 速发生 ! 使得物种 动 态 变 化 非 常 迅 速 ! 生 物 多 样 性 的改变就较大 # 另外 ! 人类活动如毁林开荒 ! 形成引 进斑块 ! 在这种斑块中 ! 农作物的高度单一性 ! 必然 造成生物多样性的下降 #
边缘是指两个不同的生态系统相交而形成的狭 窄地区 # 斑块的边缘部分有不同于斑块内部的物种 组成和丰度 # 由于斑块边缘的环境状况与斑块内部 相差很大 ! 造成了边缘与内部物种组成和丰度的差 异 # 其原因是 &在边缘地带会有新的微观环境 ! 导致 有高的生物多样性 ) 边缘地带会为生物提供更多的 栖息场所和食物来源 ! 允许有特殊需求的物种散布 和定居 !从而有利于异质种群的生存 !并增强了居群 个体觅食和躲避自然灾害的能力 ! 有较高的生物多 样性 # 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 # 许多典型物种被限制在边缘环境或 者内部环境之中 # 因此 !调查斑块的内部面积与边缘 面积的比率对于了解物种多样性有重要意义 # 这个 比率是描述边缘效应的重要参数 # 在相同的面积下 ! 内部 面 积 与 边 缘 面 积 之 比 能 大 致 说 明 该 斑 块 的 形 状 !即圆形的大于矩形的 !细长斑块比率最低 #
第6期
赵Hale Waihona Puke Baidu
青 等 # 景观生态学原理与生物多样性保护 5
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上影响着斑块间物种 !营养物质 ! 能量的交流和基因 交换 " 廊道的生态功能取决于其内部生境结构 !长度 和宽度及目标种的生物学特性等因素 " 廊道有着双 重性质 #一方面将景观不同部分隔开 $ 对被隔开的景 观是一个障碍物 % 另一方面又将景观中不同部分连 接起来 $ 是一个通道 $ 最显著的作用是运输 $ 它还可 以起到保护作用 " 廊道在生物多样性的保护中有重 要作用 $主要表现在以下几个方面 "