景觀多樣性及其保護(hù)

1、第五章 景觀多樣性及其保護(hù) 生物多樣性研究是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，包括多個(gè)層次和水平的多樣性，主要有遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性。而人類活動(dòng)在各個(gè)水平和層次上給生物多樣性造成巨大的影響，景觀破碎化和生境破壞是全球物種滅絕速率加快的主要原因。人類活動(dòng)改變著土地利用和景觀格局，將自然和半自然景觀轉(zhuǎn)變成人工化管理的農(nóng)田及工業(yè)化的城市區(qū)，這就意味著自然種群必然受到農(nóng)業(yè)、工業(yè)及城市廢棄物的影響，還將受到資源開發(fā)的影響。因此，不僅要研究物種、生態(tài)位的多樣性，還要研究生境和棲息地的多樣性，研究景觀的多樣性及其景觀結(jié)構(gòu)的變化對(duì)物種多樣性的影響。而景觀是比生態(tài)系統(tǒng)更高一層次的生物層次

2、。第一節(jié) 景觀多樣性及其保護(hù)意義一、景觀與景觀多樣性的概念（一）、景觀的概念及其結(jié)構(gòu)一般意義上的景觀：視覺美學(xué)角度即風(fēng)景、景色，包含著畫面和美的含義。科學(xué)意義上的景觀：地理學(xué)：景觀作為地球表面氣候、土壤、地貌、生物各種成分的綜合體，類似于生物群落。 景觀生態(tài)學(xué)：空間上相鄰、功能上相關(guān)、發(fā)生上有一定特點(diǎn)的生態(tài)系統(tǒng)的聚合。保護(hù)生物學(xué)：是地球表面的一種空間單位，是人與環(huán)境在空間上和時(shí)間中作用在地面的表現(xiàn)（產(chǎn)物）。具體表現(xiàn)為地形、植被、土地利用和聚落格局相結(jié)合形成的一種特定構(gòu)型，（是以類似方式重復(fù)出現(xiàn)的、相互作用的若干生態(tài)系統(tǒng)的聚合所組成的異質(zhì)性土地地域。）它凝聚著某種自然和文化過程與活動(dòng)，是比生態(tài)系

3、統(tǒng)更高一個(gè)層次的地表系統(tǒng)。景觀是具有高度空間異質(zhì)性的區(qū)域，它是由相互作用的景觀元素或生態(tài)系統(tǒng)以一定的規(guī)律構(gòu)成的。景觀是由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的鑲嵌體，其組成單元稱之為景觀元素。根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的差異，景觀元素可分為斑塊、廊道和基質(zhì)。1、斑塊：1）定義：不同于周圍背景的非線性景觀元素，與其周圍基質(zhì)有著不同的物種組成。外觀上不同于周圍環(huán)境的，具有同質(zhì)性的非線性地表區(qū)域。例：天空的云、嵌花路面的石子。斑塊是物種的集聚地，它的大小、形狀、類型、邊緣和數(shù)量對(duì)于景觀多樣性的形成和分布具有重要意義。2）斑塊的起源與變化干擾斑塊、殘存斑塊、環(huán)境資源斑塊、引進(jìn)斑塊、種植斑塊、人類居住地干擾斑塊：景觀內(nèi)，各種局部干擾都

4、可形成斑塊。原因：由于局部干擾而產(chǎn)生的。火燒、泥石流、風(fēng)暴、食草動(dòng)物爆發(fā)、動(dòng)物踐踏等、都可形成斑塊。人類活動(dòng)：如森林采伐、采礦、火燒草場(chǎng)等也能產(chǎn)生斑塊。干擾是引起生態(tài)系統(tǒng)格局顯著偏離其常態(tài)的事件。特點(diǎn)：短期特點(diǎn)。干擾斑塊具有最高的周轉(zhuǎn)率，持續(xù)時(shí)間最短、是干擾后消失最快的斑塊類型。但是，長(zhǎng)期持續(xù)干擾（如持續(xù)放牧）也能保持斑塊持續(xù)穩(wěn)定。一旦取消干擾，斑塊將加快周轉(zhuǎn)率，經(jīng)段時(shí)間調(diào)整后與環(huán)境一致，斑塊消失。殘存斑塊：周圍環(huán)境受干擾，自身未受干擾的殘余部分?；馃⑾x害、水淹等可能產(chǎn)生殘余斑塊。舉例: 寒冷過后陽坡上留下的鳥巢、火災(zāi)大火過后殘留的一片森林特點(diǎn)：殘余斑塊的周轉(zhuǎn)率取決于環(huán)境恢復(fù)速率。如果繁殖體

5、充分，周轉(zhuǎn)率可能與干擾斑塊相當(dāng)，但如果周圍繁殖體不足，殘存斑塊中的種源和種子散播特征對(duì)周轉(zhuǎn)率的影響很大。殘存斑塊在干擾后可能成為一些物種的避難所，物種競(jìng)爭(zhēng)激烈，潛入和滅絕的速率明顯加大。環(huán)境資源斑塊:原因：由于環(huán)境資源的空間異質(zhì)性或鑲嵌分布而引起。 例如：長(zhǎng)白山植物垂直分布、森林中的沼澤 特點(diǎn)：存留時(shí)間長(zhǎng)、周轉(zhuǎn)率低。 由于環(huán)境資源一般相當(dāng)穩(wěn)定，因此斑塊內(nèi)物種組成相當(dāng)穩(wěn)定，遷入和滅絕率很低。濕地、山脊裸露巖石、沙漠水源綠洲等屬于環(huán)境資源斑塊。環(huán)境變化可能引起環(huán)境資源分布改變，使環(huán)境資源斑塊產(chǎn)生變化（消失或者位置變化）。引進(jìn)斑塊：人類活動(dòng)將一些生物引進(jìn)某一地區(qū)，或消除本地生物而產(chǎn)生的斑塊。種植斑塊

6、：農(nóng)田系統(tǒng)、人工林等。原因：由人種植植物而產(chǎn)生的。特點(diǎn)：人維護(hù)、存留時(shí)間長(zhǎng)種植斑塊的物種變化和周轉(zhuǎn)率主要取決于人類管理活動(dòng)。人類居住地：包括房屋、庭院、草坪和用于保護(hù)作用的樹木組成。也包括人類不慎引入的害蟲和雜草等。人類居住地一般持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。城市化進(jìn)程可能導(dǎo)致居住地斑塊消失。2、廊道1）定義：外觀上不同于兩側(cè)環(huán)境（基質(zhì)）的狹長(zhǎng)地帶。是形狀特化了的（線狀或帶狀）斑塊。2）廊道起源：干擾廊道：道路、動(dòng)力線，帶狀采伐。殘存廊道：采伐保留帶，為動(dòng)物遷徙保留的植被帶環(huán)境資源廊道：河流、山脊線谷底動(dòng)物路徑。種植廊道：防護(hù)林帶、人工樹籬。再生廊道：沿著柵欄、城墻自然長(zhǎng)出的樹籬。3）廊道的功能：雙重作用:將

7、景觀分離、將景觀連接。可以是物種遷移的通道，也可以是物種和能量遷移的屏障。 1.運(yùn)輸：公路、鐵路、運(yùn)河、輸電線等 2.保護(hù)：長(zhǎng)城、圍墻、林帶等 3.資源：走廊地帶野生動(dòng)物豐富、植物種類較多，人工林帶：果實(shí)、燃料、建材。 4.觀賞：古代曲徑通幽、頤和園的長(zhǎng)廊、西湖的蘇堤4）廊道結(jié)構(gòu)：寬度：廊道寬度對(duì)沿廊道或穿越廊道的物種遷移及物質(zhì)能量流有重要意義。高度對(duì)比：高于環(huán)境的廊道對(duì)環(huán)境的影響較大、而低于環(huán)境的廊道受環(huán)境的影響較大。曲度：曲度對(duì)沿廊道的移動(dòng)影響較大。一般而言，廊道曲度越小，移動(dòng)距離越短，阻力越小，移動(dòng)速度越快。連通性：連通性是廊道的連續(xù)程度，一般由單位長(zhǎng)度上的間斷數(shù)表示。廊道有無間斷是通道

8、作用和阻隔作用的重要因素。橋和廊道狹窄是兩種影響連通性的重要結(jié)構(gòu)。狹點(diǎn)：廊道中的狹窄處。作用：影響運(yùn)動(dòng)，例如：河流峽口結(jié)點(diǎn)：兩個(gè)廊道的連接處或一個(gè)廊道與斑塊的連接處。作用：結(jié)點(diǎn)在管理與規(guī)劃中十分有用，因?yàn)樗峁┝嗽S多相連系的物種源，當(dāng)物種在斑塊中消失時(shí)，有利于物種重新遷入。 例如：河流急轉(zhuǎn)彎的凹面常出現(xiàn)一片泛濫平原，兩條公路交叉處的重疊植被內(nèi)環(huán)境：廊道內(nèi)環(huán)境包括溫度、濕度、風(fēng)速等垂直于廊道方向的梯度變化。也包括沿廊道延伸方向的緩慢變化。這些因素對(duì)物種分布、遷移、穿越等都有影響。5）廊道的分類：按寬度方向線狀廊道：是全部由邊緣環(huán)境組成的狹長(zhǎng)廊道。物種主要由邊緣物種和廣布物種組成，沒有內(nèi)部物種存在

9、。道路、鐵道、堤壩、溝渠、動(dòng)力線、樹籬、動(dòng)物遷移保留廊道。帶狀廊道：包含內(nèi)部環(huán)境和內(nèi)部物種的較寬的廊道。常見的帶狀廊道有：采伐保留帶、高壓線路和寬的樹籬等。線狀廊道與帶狀廊道的寬度界限：內(nèi)部物種急劇增加的寬度為界限，界限并不完全明確，存在一定程度的隨意性，不同物種具有不同的寬度界限（草本、鳥類不同）。林帶寬度增加，環(huán)境異質(zhì)性增加，進(jìn)而造成物種多樣性增加。林帶很窄時(shí)，邊緣、內(nèi)部種都很少，隨寬度增加邊緣、內(nèi)部種均增加，但邊緣種在寬度略增加時(shí)即迅速增加，而內(nèi)部種則要在寬度達(dá)到一定值時(shí)才能增加，閾值一般為7-12米。 河流廊道：完整的河流廊道包括水道、河床、河岸植被組成。河岸植被由于具有特別重要的功能

10、，被認(rèn)為是最需要保護(hù)的景觀元素。河岸植被的特殊功能：對(duì)控制水流、礦物養(yǎng)分流的作用：消洪補(bǔ)枯、防止養(yǎng)分流失、防止河流及湖泊的富養(yǎng)化。是一些適應(yīng)水分變化的植物的主要生境。是很多鳥類和兩棲類動(dòng)物的主要生境。是一些陸地動(dòng)植物遷移的重要路徑。調(diào)節(jié)河流水溫，凋落物是河流生物的重要生物鏈。河貍在一些河流廊道中起特殊作用，它能構(gòu)筑堤壩，改變河流生境。對(duì)河貍的研究在美國(guó)生態(tài)學(xué)研究中有特殊的地位。4 基質(zhì)(本底)1)本底（基質(zhì)）定義：景觀中的背景地域，面積最大、分布最廣泛、具有高度的連續(xù)性，在景觀中起控制作用的景觀元素。（在很大程度上決定著景觀的性質(zhì)）控制景觀動(dòng)態(tài)是基質(zhì)的最根本特征。對(duì)景觀的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)起著主導(dǎo)作

11、用。2）判別本底的標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)面積最大：一般面積超過其它類型面積的總和，可基本斷定它為本底。假如一種景觀元素類型覆蓋50%以上的面積，就可以認(rèn)為是本底。連通性：當(dāng)兩景觀要素面積相當(dāng)時(shí)，可判定連通性較高的類型為本底。有時(shí)，相對(duì)面積標(biāo)準(zhǔn)會(huì)與連通性標(biāo)準(zhǔn)矛盾。連通性高的作用： 1) 可以作為障礙物將其他要素分開。 例如：防火帶 2) 便于物種遷移與基因交換。 3) 使其他要素成為生境島。控制景觀動(dòng)態(tài)：當(dāng)前兩標(biāo)準(zhǔn)都相當(dāng)時(shí)，需要理論模型或進(jìn)行野外觀測(cè)，判斷控制程度。一般控制程度高的元素處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。雖然，判別本底非常重要，但并不是所有景觀都存在本底。3）基質(zhì)的結(jié)構(gòu)：相對(duì)面積：本地面積占景觀總面積的比例。相對(duì)

12、面積大小決定本底對(duì)整個(gè)景觀的控制程度。連通性：?jiǎn)挝幻娣e景觀被分割的塊數(shù)。決定本底中物種遷移受其它景觀要素的影響程度。間接影響本底對(duì)景觀的控制程度。孔隙度：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)的斑塊總數(shù)，它是本底中斑塊密度的量度。與斑塊大小無關(guān)。決定其它景觀要素對(duì)整體景觀的影響程度。是對(duì)相對(duì)面積的補(bǔ)充?？紫抖鹊纳鷳B(tài)意義： 1）它提供了一個(gè)了解物種隔離程度和植物種群遺傳變異的線索。 2）孔隙度是邊緣效應(yīng)總量的指標(biāo)，是一個(gè)對(duì)野生生物管理、對(duì)能流物流指導(dǎo)意義的因素?？紫抖鹊捅砻骶坝^中有邊遠(yuǎn)地區(qū)存在，這對(duì)需要邊緣生境的動(dòng)物很重要。 3）孔隙度與動(dòng)物覓食密切相關(guān)，適宜的孔隙對(duì)覓食及育后復(fù)原。 4）采伐對(duì)野生動(dòng)物的影響。 5）人文地

13、理中，研究住宅與村莊孔隙的分別十分重要。邊界密度：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)，各類邊界長(zhǎng)度和。決定景觀中邊緣效應(yīng)的影響程度，以及跨越邊緣的流的普遍性及其總量。邊界形狀：景觀元素間的邊界像一個(gè)半透膜，邊界的形狀對(duì)本底與斑塊間的相互關(guān)系極為重要，具備最小的周長(zhǎng)與面積之比的形狀不利于能量與物質(zhì)交換，具節(jié)省資源的特征；相反，周長(zhǎng)與面積之比大的形狀利于與周圍環(huán)境進(jìn)行大量的能量與物質(zhì)交流。 凸邊界、凹邊界、指狀交錯(cuò)邊界基質(zhì)異質(zhì)性：空間復(fù)雜程度和變異程度，是基質(zhì)生境多樣性和物種多樣性的體現(xiàn)，是整體景觀的重要特征。（二）、景觀多樣性的概念及景觀生態(tài)學(xué)1、景觀多樣性：指景觀在結(jié)構(gòu)、功能以及隨時(shí)間變化方面（即動(dòng)態(tài)）的多樣性，它揭

14、示了景觀的復(fù)雜性，是對(duì)景觀水平上生物多樣性顯著程度的表征。1）景觀結(jié)構(gòu)：主要指景觀元素的大小、形狀、類型、數(shù)量及空間組合，景觀結(jié)構(gòu)及其變化是自然生物和社會(huì)要素相互作用的結(jié)果，影響物種的分布、動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)元素的遷移、地表徑流和土壤侵蝕。2）景觀功能：指物質(zhì)、能量、物種在景觀元素之間的流動(dòng)。長(zhǎng)期的物質(zhì)和能量的流動(dòng)可改變景觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)又受景觀結(jié)構(gòu)的制約。（1）景觀元素間的物質(zhì)流引起物質(zhì)流動(dòng)的力：擴(kuò)散：濃度梯度引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，服從簡(jiǎn)單的擴(kuò)散方程傳質(zhì)：由于能量梯度引起的物質(zhì)流動(dòng)，如風(fēng)、水流搬運(yùn)：由于外力提供能量引起的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。如人和動(dòng)物引起的物質(zhì)流動(dòng)。引起物質(zhì)流動(dòng)的主要媒介：風(fēng)、水、動(dòng)物、人A、風(fēng)媒

15、運(yùn)動(dòng)：風(fēng)攜帶塵土、雪、水汽、污染物、花粉、種子、小的昆蟲等在景觀元素間運(yùn)動(dòng)。B、水媒運(yùn)動(dòng)：水?dāng)y帶土壤顆粒、土壤養(yǎng)分、污染物、種子等在景觀元素間運(yùn)動(dòng)。（2）景觀元素間的生物運(yùn)動(dòng)景觀中的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)：A、動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的主要方式為：巢域運(yùn)動(dòng)、疏散運(yùn)動(dòng)和遷徙運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)的目的是尋求合適的生存環(huán)境和食物資源。動(dòng)物在景觀中遷徙的阻力是動(dòng)物生態(tài)學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)研究的重要方面。初步研究表明阻力大小與動(dòng)物通過景觀邊界的頻率、界面不連續(xù)性和對(duì)比度、對(duì)各景觀類型的適應(yīng)性、以及通過各類型的長(zhǎng)度等。景觀異質(zhì)性大小與動(dòng)物運(yùn)動(dòng)沒有簡(jiǎn)單的關(guān)系。不同動(dòng)物對(duì)異質(zhì)性的反應(yīng)不同，景觀元素類型分布對(duì)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)更為重要，廊道對(duì)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)有特別重要的

16、意義。廊道的作用對(duì)不同動(dòng)物是不同的。自然的植被廊道有利于多數(shù)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)，但也有動(dòng)物由于捕食關(guān)系而回避該廊道。被作為景觀中各種運(yùn)動(dòng)方式范例研究的動(dòng)物包括：野牛、駝鹿、各種候鳥、蝴蝶的季節(jié)性遷移與其對(duì)棲息地的選擇以及中途暫留地的作用，狼、狐、松鼠等的巢域行為與景觀格局的關(guān)系，大角羊在峭壁間運(yùn)動(dòng)防止被捕食，河貍、松雞等需要在多種景觀中穿行以滿足不同生存和繁殖需求等。景觀中的植物運(yùn)動(dòng)由于植物體本身不能運(yùn)動(dòng)，植物是靠繁殖體運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。繁殖體傳播動(dòng)力包括：風(fēng)力、水力、動(dòng)物和人。植物進(jìn)化過程中，發(fā)展出了不同的傳播策略。植物分布變化的方式包括：A、氣候變化引起植物分布區(qū)的緩慢變化、B、植物種適應(yīng)干擾的快速運(yùn)動(dòng)

17、：一些處于演替體早期階段的植物物種是靠周期性的干擾得以保存的。在北方森林中，一些陽性草本、灌木和短壽命的樹種是靠具有周期性的火燒得以維持的。這些物種在進(jìn)化過程中產(chǎn)生了一些生物特性（遠(yuǎn)距離種植傳播、地下休眠的種子庫等），使其能迅速占據(jù)新近干擾的區(qū)域。C、外來物種的入侵：具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力和缺少天敵的植物物種的入侵會(huì)大量繁殖，排擠本地物種，造成生物多樣性降低，甚至引起生態(tài)災(zāi)難。3）景觀動(dòng)態(tài)：是景觀結(jié)構(gòu)和功能隨時(shí)間的變化過程，自然干擾、人類活動(dòng)和植被內(nèi)源演替是景觀動(dòng)態(tài)變化的主要原因。動(dòng)態(tài)變化的結(jié)果既可能增加景觀的多樣性，又可能減小景觀的多樣性。2、景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)自1939年由特羅爾提出后，發(fā)展十分

18、迅速，已成為生態(tài)學(xué)一重要分支，并且已形成一套自己的理論，為生態(tài)學(xué)的發(fā)展提供了一個(gè)全新的空間。研究相關(guān)景觀系統(tǒng)的相互作用、空間組織和相互關(guān)系的一門學(xué)科，即研究由相互作用的生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)地表的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)。1）景觀結(jié)構(gòu)：不同景觀要素之間的空間關(guān)系。2）景觀功能：各種景觀要素之間的相互作用，不同生態(tài)系統(tǒng)之間的能量流、物質(zhì)流和物種流(例到物活動(dòng)等）。 3）景觀變化：景觀的結(jié)構(gòu)和功能上隨時(shí)間的變化。4）景觀管理：通過分析景觀特征，提出景觀利用管理最優(yōu)化方案。使人們能夠從一個(gè)新的、更高的水平上去觀察和認(rèn)識(shí)自然界，明智合理地經(jīng)營(yíng)和管理自然資源。景觀多樣性與景觀生態(tài)學(xué)是密切相關(guān)的，在某種意義上講，景觀

19、多樣性也屬于景觀生態(tài)學(xué)的范疇，其理論體系還在形成和發(fā)展過程中。二、景觀多樣性研究?jī)?nèi)容及其保護(hù)意義（一）景觀多樣性主要研究?jī)?nèi)容景觀多樣性研究可以以其結(jié)構(gòu)、功能、和動(dòng)態(tài)3各方面為重點(diǎn)，從理論上探討有關(guān)的景觀穩(wěn)態(tài)。例如空間格局及其變化如何影響各種生態(tài)過程？景觀的空間結(jié)構(gòu)特征（包括空間梯度、綴塊多樣性、綴塊格局、綴塊連接度等）與生理生態(tài)過程、生物個(gè)體行為、種群動(dòng)態(tài)、群落結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)，以及生態(tài)系統(tǒng)過程在不同時(shí)間、空間尺度上的關(guān)系。（二）景觀多樣性研究與保護(hù)的意義1、可作為認(rèn)識(shí)和研究在比物種、種群、群落或生態(tài)系統(tǒng)更大尺度上運(yùn)作的生態(tài)過程的框架。2、景觀是研究人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的合適尺度。3、人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是

20、開發(fā)活動(dòng)，主要是在景觀層次上進(jìn)行的，景觀破碎化和生境破壞是全球物種滅絕速率加快的主要原因，人類活動(dòng)改變著土地利用和景觀格局，將自然和半自然景觀轉(zhuǎn)變成人工管理的農(nóng)田及工業(yè)化的城市區(qū)，這就意味著自然種群必然受到農(nóng)業(yè)、工業(yè)及城市廢棄物的影響，還將受到資源開發(fā)的影響。因此，不僅要研究物種、生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，還有研究生境和棲息地的多樣性，研究景觀的多樣性及其結(jié)構(gòu)的變化對(duì)物種多樣性的影響；景觀多樣性對(duì)物種遷移、能量交換、生產(chǎn)力水平、物種分布、擴(kuò)散和動(dòng)物覓食的影響。而且景觀多樣性研究在土地利用規(guī)劃、景觀評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)、野生動(dòng)植物保護(hù)和自然保護(hù)區(qū)建設(shè)等方面有著重要意義。第二節(jié) 景觀與景觀多樣性的類型一、景觀的類型

21、根據(jù)景觀的特性和人類對(duì)其影響程度分3種類型：1、自然景觀：1）原始景觀：苔原、冰川、高山、荒島、沼澤、原始林2）有輕度人工干擾的自然景觀：草原、天然林、湖泊2、管理景觀：1）人工自然景觀：經(jīng)營(yíng)的林地、放牧場(chǎng)、水庫2）人工經(jīng)營(yíng)景觀：農(nóng)田、果園、人工林3、人工景觀：城市景觀、工程景觀、風(fēng)景園林景觀二、景觀多樣性的類型 根據(jù)景觀多樣性的研究?jī)?nèi)容分3種類型：斑塊多樣性、類型多樣性、格局多樣性。（一）斑塊多樣性及其生態(tài)意義1、斑塊多樣性：指景觀中斑塊的數(shù)量、大小和斑塊形狀的多樣性和復(fù)雜性。斑塊是內(nèi)部均一的、構(gòu)成景觀的組成部分。是物種的聚集地，是景觀中物質(zhì)和能量遷移與交換的場(chǎng)所。2、斑塊多樣性的生態(tài)意義1

22、）景觀中斑塊面積的大?。喊邏K面積的大小不僅影響物種的分布和生產(chǎn)水平，而且影響能量和養(yǎng)分的分布。面積對(duì)能量和養(yǎng)分的影響：一般的情況總是大斑塊比小斑塊含的能量和養(yǎng)分豐富。也有不同，比如，一個(gè)小斑塊（麥田）從邊緣到內(nèi)部我們會(huì) 發(fā)現(xiàn)邊緣產(chǎn)生的產(chǎn)量高于內(nèi)部。原因：充分利用光、溫度、水、且競(jìng)爭(zhēng)少。動(dòng)物的分布也會(huì)因邊緣內(nèi)部的喜愛程度而有所不同。許多野兔、野雞等喜歡在邊緣地帶活動(dòng)，食草與食肉動(dòng)物也經(jīng)常在邊緣地帶活動(dòng)，邊緣單位的生物量也高于內(nèi)部。 邊緣地帶植物密度高于內(nèi)部，故營(yíng)養(yǎng)也高于內(nèi)部地帶，由于小斑塊的餓邊緣/內(nèi)部比大于大斑塊，因此小斑塊單位面積的能量與物質(zhì)不同于大的斑塊。大斑塊比小斑塊有更高的營(yíng)養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物

23、，并且食物鏈也更長(zhǎng)。 面積對(duì)物種的影響（1）島嶼：在生物群落里，物種的多樣性隨面積的增加而增加。島上種數(shù)與面積大小的關(guān)系的三種解釋：大島嶼物種多，稀有種多，小島近親繁殖。S=CAZ ；其中，S-多樣性；A-面積；C-比例常數(shù)；Z-一般為0.180.35分析表明，大致的規(guī)律是面積增加10倍，物種增加2倍；面積增加100倍，物種增加4倍；即面積每增加10倍， 所含的物種數(shù)量成2的冪函數(shù)增加，2是個(gè)平均值，通常在1.43.0之間。這種關(guān)系的另一層含義表明，如果原生生態(tài)系統(tǒng)保存10%的面積，將有50%的物種保存下來。如果保存1%的面積，則會(huì)有25%保存物種被保存。1967年麥克阿瑟和威爾遜創(chuàng)立島嶼生物

24、地理學(xué)理論。他們認(rèn)為島嶼鐘的多樣性取決于物種的遷入率和滅絕率，而遷入率和滅絕率與島嶼的面積、隔離程度及年齡等有關(guān)。S=f（+生境的多樣性干擾+面積-隔離程度+年齡）設(shè)計(jì)保護(hù)區(qū)時(shí)，面積比較關(guān)鍵。 主要保護(hù)：1 較高的當(dāng)?shù)匚锓N多樣性 2 稀有種和瀕危種 3 穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)2）斑塊形狀：斑塊形狀影響邊緣與內(nèi)部環(huán)境的比例，從而影響物質(zhì)、能量和物種分布，形狀與面積同等重要。形狀分析可了解物種動(dòng)態(tài)（物種分布是穩(wěn)定、擴(kuò)展、收縮、還是遷移甚至以了解遷移路線），斑塊的形狀對(duì)生物的散布和覓食具有重要作用。斑塊的形狀與環(huán)境變化及更新過程有關(guān)。園林設(shè)計(jì)，采取不同斑塊形狀，收到不同的藝術(shù)效果。邊緣與邊緣效應(yīng)邊緣：邊緣是

25、指兩個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)相交而形成的狹窄地區(qū)。邊緣效應(yīng)：斑塊的邊緣部分有不同于內(nèi)部的物種組成和過渡，這就是通常所說的邊緣效應(yīng)。特點(diǎn)：由一種環(huán)境條件組合、過渡為另一種環(huán)境條件組合，由一類動(dòng)植物組合過渡為另一類動(dòng)植物組合，不僅包括兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的成分并且有其特有的成分。 邊緣的類型： 固有邊緣：環(huán)境資源上的差異造成的邊緣。 特點(diǎn)：過渡緩慢、連續(xù)性強(qiáng)、變化很小。 舉例：森林和沼澤之間的邊緣 誘導(dǎo)邊緣：天然或人為干擾造成的邊緣。 特點(diǎn)：過渡顯著、存在時(shí)間短。 舉例：森林與火燒跡地之間的邊緣。根據(jù)對(duì)邊緣或內(nèi)部的反應(yīng)，將生物分為：邊緣種和內(nèi)部種。邊緣種和內(nèi)部種將動(dòng)物分成三類：a 對(duì)兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)均有要求，b

26、對(duì)邊緣的特殊生境有特殊的要求，c 主要與一種生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)系，但可擴(kuò)展到邊緣。3）斑塊的構(gòu)型：斑塊在景觀中的空間排布情況，它們的空間分布對(duì)能量、物種的流動(dòng)有重要影響。相同類型斑塊空間分布格局：隨機(jī)分布、聚集分布和均勻分布？不同類型斑塊之間是否存在比鄰性或排斥性？目前對(duì)斑塊空間格局與干擾傳播的研究較多。假設(shè)1： 如果，一個(gè)斑塊是火災(zāi)或者病蟲害爆發(fā)的干擾源，當(dāng)斑塊被隔離時(shí)，能阻止干擾擴(kuò)散。假設(shè)2：不同類型的斑塊鑲嵌在一起，能夠形成有效的屏障，阻礙干擾傳播。反例：草地、灌叢、針葉林鑲嵌加強(qiáng)干擾傳播，混合林蟲害較少可能主要由于鳥類的撲食作用，而非直接的阻礙作用。 斑塊相關(guān)性的指標(biāo)：隔離度、可及度、相互作

27、用、總隔離度 破碎化指標(biāo)：斑塊密度、邊緣密度、（二）類型多樣性及其生態(tài)意義1、類型多樣性：是指景觀中類型的豐富度和復(fù)雜度，類型多樣性考慮景觀中不同的景觀類型（如農(nóng)田、森林、草地等）的數(shù)目及他們所占的面積。2、景觀類型多樣性的生態(tài)意義1）主要表現(xiàn)為對(duì)物種多樣性的影響類型多樣性與物種多樣性并不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。例：?jiǎn)我坏霓r(nóng)田景觀中增加適度的森林斑塊，可引入一些森林生境的物種，增加物種的多樣性；森林大規(guī)模破壞，毀林開荒，造成生境片斷化，其結(jié)果是增加了景觀的多樣性，但給物種多樣性保護(hù)造成了嚴(yán)重的困難。在一景觀中，類型多樣性和物種多樣性關(guān)系一般呈正態(tài)分布。（三）景觀格局多樣性及其生態(tài)意義1、格局多樣性：

28、指景觀類型空間分布的多樣性及各類型之間以及斑塊與斑塊之間的空間關(guān)系和功能聯(lián)系。格局多樣性多考慮不同類型的空間分布，同一類型間的連接度和連通性、相鄰斑塊間的聚集與分散的程度。2、景觀格局多樣性的生態(tài)意義1）景觀類型的空間結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)過程(物質(zhì)遷移、能量交換、物種運(yùn)動(dòng))有重要影響不同的景觀空間格局(林地、草地、農(nóng)田、裸露地等的不同配置)對(duì)徑流、侵蝕和元素的遷移影響不同。對(duì)養(yǎng)分的截留和傳輸具有選擇性。例如: 農(nóng)田樹籬農(nóng)田這種構(gòu)型構(gòu)成了對(duì)地表水和淺層地下水的屏障，樹籬的植被和土埂增加了水力糙率，減小水流速度，從而降低水的輸沙能力，植被和落葉截留了礦質(zhì)養(yǎng)分的流失。單一的農(nóng)田景觀，增加了田塊的面積，等于增加

29、了坡長(zhǎng)，導(dǎo)致侵蝕量增加。氮在河邊植被帶的滯留率為89，在農(nóng)田的滯留率為8;磷的滯留率分別為80%和41。2）景觀中同一類型間的空間關(guān)系主要用連通性和連接度來表示。具有較高的連通性，不一定有較高的景觀連接度；連通性較差的景觀，景觀連接度不一定較小。 景觀連通性測(cè)定同一景觀類型在空間上的結(jié)構(gòu)聯(lián)系特征，它與同類斑塊之間的距離、廊道存在與否、不同類型樹籬之間相交的頻率以及由樹籬組成的網(wǎng)絡(luò)單元的大小有關(guān)。景觀連接度測(cè)定景觀中同一類型在空間上的功能聯(lián)系特征。通過斑塊之間生物種遷徙或其他生態(tài)過程進(jìn)展的順利程度來反映。3）格局多樣性在景觀設(shè)計(jì)和物種多樣性保護(hù)方面具有重要意義。通過景觀空間格局對(duì)生態(tài)過程的影響研

30、究，尋求合理的景觀配置，在景觀規(guī)劃和管理時(shí)考慮物質(zhì)流的利用率以及營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)。通過景觀連接度和連通性的研究，正確地理解景觀規(guī)劃與管理的原理，其目的不僅僅是提高景觀中各單元之間的連通性，更重要的是增強(qiáng)景觀單元間的連接度。作為規(guī)劃，通常情況下是增加一些景觀單元或減少一些景觀單元，由此將導(dǎo)致景觀結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而影響到景觀生態(tài)功能的變化。生態(tài)學(xué)家往往是通過研究景觀結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)不同的景觀結(jié)構(gòu)而達(dá)到控制景觀生態(tài)功能的目的。為了減少物種多樣性降低，在影響生物群體的重要地段和關(guān)鍵點(diǎn)，保留生物的生境地或在不同生境地之間建立合理的廊道。道路的建設(shè)往往割斷景觀中生物遷移、覓食的路徑，破壞生物生存

31、的生境地，降低景觀中各單元的連接度，通過景觀連接度的分析，可以發(fā)現(xiàn)景觀中不同景觀單元所起的作用，在道路修建時(shí)，為了降低道路對(duì)生物遷移的阻隔作用，可以通過建立橋梁、隧道，增加廊道，達(dá)到保護(hù)生物生境地的目的。在法國(guó)，為了保護(hù)蟾撥和鹿，修建高速公路時(shí)，在它們經(jīng)常出沒的地方通過修建隧道和橋梁來保護(hù)生物種的通過。城市規(guī)劃經(jīng)常是增加人文景觀，減少自然景觀。為了保護(hù)動(dòng)植物的生境地，常在城市郊區(qū)建立動(dòng)植物園、自然保護(hù)區(qū)，但由于人為影響較多，盡管從生物群體上得到了保護(hù)，但在相當(dāng)程度上也改變了生物群體的生態(tài)習(xí)性，甚至降低了生物群體的遺傳能力。為了不改變生物群體的生活習(xí)性，可以通過在動(dòng)植物園或自然保護(hù)區(qū)和自然的野生

32、動(dòng)植物群落之間建立廊道或暫息地，將被保護(hù)的動(dòng)植物和野生的生物群體聯(lián)系起來，這項(xiàng)工作有賴于區(qū)域景觀連接度的研究。在美國(guó)華盛頓州進(jìn)行城市規(guī)劃中，曾做過這種嘗試。通過廊道“溪溝”將城市中零散分布的動(dòng)植物公園和野外的天然生物群落區(qū)直接聯(lián)系起來，可以使野鴨從天然的分布區(qū)進(jìn)入城市公園區(qū)，城市公園區(qū)的動(dòng)物可通過廊道進(jìn)入天然分布區(qū)。這樣，在城市發(fā)展的同時(shí)，又注意生物多樣性的保護(hù)。第三節(jié) 景觀的動(dòng)態(tài)變化一、景觀變化與景觀穩(wěn)定性1、景觀變化景觀的動(dòng)態(tài)變化是指組成景觀的各個(gè)景觀要素，在一定的時(shí)間和空間尺度內(nèi)發(fā)生變化，引起景觀結(jié)構(gòu)和功能的改變。變化既有自然的因素，也有人為的因素，變化有快有慢。比如：1976年唐山的大

33、地震，一夜間。1978年的大興安嶺大火，435萬公頃。荷蘭的圍海造田、沙漠化、濫伐森林等。景觀變化的實(shí)質(zhì)：都是取決于景觀內(nèi)個(gè)別景觀要素和景觀空間結(jié)構(gòu)的改變。2、景觀穩(wěn)定性1）穩(wěn)定性、準(zhǔn)穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性是相對(duì)的，景觀參數(shù)的長(zhǎng)期變化成水平狀態(tài)，并且在其水平線上下波動(dòng)，波動(dòng)幅度和周期具有統(tǒng)計(jì)特征的，我們認(rèn)為是穩(wěn)定的。準(zhǔn)穩(wěn)定性因?yàn)樗⒉皇枪潭ú蛔兊?，而是處于?dòng)態(tài)平衡之中，說它是動(dòng)態(tài)的，是因?yàn)樗€在變化，說它是平衡的，因?yàn)閺妮^長(zhǎng)的尺度來說，它又是不變的。不穩(wěn)定性指的是波動(dòng)方式經(jīng)常發(fā)生變化或不可預(yù)測(cè)。不穩(wěn)定性可能出現(xiàn)兩種情況：一是受到干擾后打破原有平衡后立刻建立新的平衡。即以新的平衡代替原

34、有的平衡。二是舊的平衡被打破后，新的可預(yù)測(cè)的穩(wěn)定狀態(tài)并未出現(xiàn)。比如：干旱的草地一經(jīng)耕墾，就會(huì)不穩(wěn)定。2）關(guān)于穩(wěn)定性的其他重要概念持久性：指一個(gè)系統(tǒng)或它一些分量的持續(xù)存留時(shí)間。抵抗力：指一個(gè)系統(tǒng)對(duì)某種干擾就地抵制的能力。恢復(fù)力：指一個(gè)系統(tǒng)在受到干擾破壞后恢復(fù)其功能的能力。3）關(guān)于景觀特性與穩(wěn)定性關(guān)系的基本原則：巖石、水泥路面等無生物定居地，具有物理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨生物量的增加準(zhǔn)穩(wěn)定性增加。頂級(jí)群落的準(zhǔn)穩(wěn)定最大，中間演替階段次之，先鋒階段最小。從抵抗力來說，頂級(jí)群落大于先鋒群落；從恢復(fù)力來說，先鋒群落大于頂級(jí)群落。4）按穩(wěn)定性將景觀要素分成三種類型具有物理系統(tǒng)穩(wěn)定性的景觀要素。準(zhǔn)穩(wěn)定性低的景觀要素

35、。準(zhǔn)穩(wěn)定性高的景觀要素 景觀穩(wěn)定的方式有三種機(jī)制：物理穩(wěn)定機(jī)制、快速恢復(fù)機(jī)制和抗干擾機(jī)制。在無干擾的景觀中，景觀發(fā)育的方向是朝生物量增加的方向發(fā)展。多數(shù)干擾的作用是生物量迅速降低，少數(shù)干擾增加生物量。無生物量的狀態(tài)是采用物理穩(wěn)定機(jī)制。能量獲得及散失很快，能在很短時(shí)間與環(huán)境達(dá)到平衡。它也可以因生物定居較快地達(dá)到低生物量穩(wěn)定狀態(tài)。低高生物量穩(wěn)定狀態(tài)采用快速恢復(fù)機(jī)制維持其穩(wěn)定。該狀態(tài)抗干擾能力弱，但干擾后可以迅速恢復(fù)到原來的狀態(tài)。高生物量穩(wěn)定狀態(tài)采用抗干擾機(jī)制維持其穩(wěn)定。它具有很強(qiáng)的抗干擾性，中低強(qiáng)度的干擾不會(huì)導(dǎo)致生物量的明顯減少。一旦高強(qiáng)度的干擾破壞了其穩(wěn)定狀態(tài)，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能夠恢復(fù)。某些類型的

36、干擾會(huì)從根本上改變景觀發(fā)育的軌道，使整個(gè)景觀發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變景觀變化的描述和預(yù)測(cè)第四節(jié) 景觀與其它層次生物多樣性之間的關(guān)系在較大的時(shí)空尺度上，景觀多樣性構(gòu)成了其它層次生物多樣性的背景，并制約著這些層次生物多樣性的時(shí)空格局及其變化過程，從以往生物多樣性保護(hù)實(shí)踐來看，單一物種的保護(hù)措施是難以成功的，為長(zhǎng)期保護(hù)某一物種，既要考慮目標(biāo)物種本身，還要考慮它所在的生態(tài)系統(tǒng)及有關(guān)生態(tài)過程，既要重視保護(hù)區(qū)，還要重視保護(hù)區(qū)與周圍環(huán)境的關(guān)系，即問題（物種的稀有或?yàn)l危）的發(fā)生和研究在一個(gè)層次（種群），而問題的解決（保護(hù)和管理）需要在更高層次（整個(gè)景觀上），因此，生物保護(hù)戰(zhàn)略應(yīng)從單純的目標(biāo)物種途徑擴(kuò)展到區(qū)域景觀途徑

37、。一、景觀多樣性與遺傳多樣性的關(guān)系遺傳多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ)，代表著物種適應(yīng)環(huán)境變異的能力。就個(gè)體而言，基因多樣性被認(rèn)為與大多數(shù)物種適合度正相關(guān)。當(dāng)某一物種的基因多樣性消失后，就再不可能恢復(fù)了，而當(dāng)基因多樣性降至某一閾值后，近交衰退導(dǎo)致物種“旋渦”式滅絕則難以避免。遺傳變異與面積、生境多樣性、結(jié)構(gòu)異質(zhì)性、斑塊動(dòng)態(tài)和干擾等景觀特征密切相關(guān)。生境管理或土地利用活動(dòng)產(chǎn)生了孤立的生境斑塊，不同程度上中斷了種群間的基因交流，同時(shí)增強(qiáng)了孤立種群內(nèi)的遺傳漂變效應(yīng)，使群體遺傳結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)化。景觀破碎化對(duì)種群遺傳結(jié)構(gòu)的影響體現(xiàn)再：1、在小種群中，由于個(gè)體數(shù)目少，遺傳漂變的作用將比較突出；2、種群內(nèi)近交將增大；3

38、、種間隔離增大，影響種群間基因流。以上3種遺傳后果將對(duì)種群的遺傳多樣性、適合度和種群分化有著深刻影響。二、景觀多樣性與物種多樣性的關(guān)系1、斑塊與物種多樣性1）景觀中斑塊面積的大?。涸谏锶郝淅?，物種的多樣性隨面積的增加而增加。2）斑塊形狀與邊界特征（寬度、通透性、邊緣效應(yīng)）：通過影響斑塊與基質(zhì)或與其它斑塊間物質(zhì)和能量交換而影響斑塊內(nèi)的物種多樣性。如緊密型形狀有利于保蓄能量、養(yǎng)分和生物；松散型形狀易于促進(jìn)斑塊內(nèi)部與周圍環(huán)境的相互作用?？傮w而言，景觀異質(zhì)性或時(shí)空鑲嵌性有利于物種的生存和延續(xù)及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。2、廊道與物種多樣性廊道在很大程度上影響著斑塊間的流通性，從而影響斑塊間物種、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合和能

39、量的交流。廊道對(duì)物種多樣性的影響主要表現(xiàn)在：1）為某些物種提供特殊生境或暫息地；2）增加生境斑塊的連接性，促進(jìn)斑塊間基因交流和物種流動(dòng)，給缺乏空間擴(kuò)散能能力的物種提供一個(gè)聯(lián)系的棲息地網(wǎng)路，增加物種重新遷入機(jī)會(huì)；3）分割生境斑塊，阻斷基因或物種流，造成生境破碎化，或引導(dǎo)外來物種入侵，威脅鄉(xiāng)土物種生存。廊道功能上的矛盾，要謹(jǐn)慎考慮如何使廊道有利于鄉(xiāng)土物種的保護(hù)，其中重要的一點(diǎn)是必須使廊道具有原始景觀自然的本底及鄉(xiāng)土特性。3、基質(zhì)與物種多樣性1）基質(zhì)控制著整個(gè)景觀的連接度，影響斑塊間物種的遷移。2）作為背景，控制、影響著與生境斑塊之間的物質(zhì)、能量交換，強(qiáng)化或緩沖生境斑塊的“島嶼化”效應(yīng)； 3）為某些

40、物種提供小尺度的生境，（基質(zhì)中的立枯木、風(fēng)倒樹、樹籬、沙礫質(zhì)河床及土壤堆積體等）在景觀尺度上，斑塊基質(zhì)之間相互作用對(duì)物種遷移有顯著影響，從而控制著種群動(dòng)態(tài)。因此，生境管理應(yīng)該重視對(duì)基質(zhì)的管理和調(diào)控。Keitt和Franklin認(rèn)為，生物多樣性保護(hù)的焦點(diǎn)僅停留在保護(hù)區(qū)的數(shù)目，選址和面積是一個(gè)誤區(qū)，生物多樣性保護(hù)必須被看作是一個(gè)規(guī)模更大的工作，即經(jīng)人類的活動(dòng)管理包括斑塊、廊道和基質(zhì)在內(nèi)的所有景觀成分中的所有物種，且該工作不應(yīng)局限于某一特點(diǎn)的時(shí)空尺度內(nèi)，而應(yīng)在所有的時(shí)空尺度上進(jìn)行。三、景觀多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多樣性的關(guān)系 傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)研究，將生態(tài)系統(tǒng)看作結(jié)構(gòu)、功能大體相似的勻質(zhì)體，這種研究范式能較方便的

41、深入到生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)等“垂直”過程的研究，但由于忽略了生態(tài)系統(tǒng)水平方向的空間異質(zhì)性，從而回避了邊緣生境、生態(tài)交錯(cuò)帶、干擾區(qū)域等所具有的特殊生態(tài)功能。強(qiáng)調(diào)景觀多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多樣性的關(guān)系，就是要了解較大尺度的景觀多樣性、異質(zhì)性作為背景和基質(zhì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)（景觀要素）的組織化水平、多樣性和穩(wěn)定性的維持及其動(dòng)態(tài)變化、演替規(guī)律的影響。1、生境多樣性、生態(tài)交錯(cuò)帶與景觀界面生境多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基本條件，是塑造生物多樣性的模板。一般而言，大尺度環(huán)境的物理限制決定了生境資源的空間結(jié)構(gòu)，例如在一個(gè)流域內(nèi)，河流網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和形狀決定了生境的空間分布和范圍，河岸植被既是野生動(dòng)物重要棲息地，也是重

42、要的廊道，動(dòng)植物可沿河運(yùn)動(dòng)。河溪生態(tài)系統(tǒng)的狹長(zhǎng)、網(wǎng)狀特性，明顯提高其在景觀中的功能和地位，特別是加強(qiáng)了景觀的連接性。生態(tài)交錯(cuò)帶是指生態(tài)系統(tǒng)中,不同物質(zhì)能量體系、結(jié)構(gòu)、功能體系之間形成的界面。Formam將此概念擴(kuò)展為景觀界面，即存在于相鄰的不同景觀單元之間的變化過渡帶，它控制著生物和非生物要素的遷移，表現(xiàn)為界面上的突變性和高對(duì)比度。生態(tài)交錯(cuò)帶內(nèi)相鄰生態(tài)系統(tǒng)或景觀相互滲透，內(nèi)部環(huán)境因子和生物因子發(fā)生梯度上的突變，生境對(duì)比度和等值線密度高，生態(tài)位分化程度高，生物多樣性顯著，往往有其特有組分邊緣種，并且種間關(guān)系復(fù)雜，食物鏈較長(zhǎng)，體現(xiàn)出有利于多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)共存的多宜性。2、景觀破碎化及其生態(tài)系統(tǒng)效應(yīng)人類

43、活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、景觀最大危害是促其破碎化，了解斑塊形成、演變的動(dòng)態(tài)規(guī)律和邊緣效應(yīng)，以及景觀破碎化對(duì)生物群落和生態(tài)過程的影響，是探索保護(hù)群落、生態(tài)系統(tǒng)完整性途徑和方法的前提。景觀破碎化改變了生境斑塊間物理環(huán)境，包括熱量平衡、水循環(huán)和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)。主要表現(xiàn)在:破碎生境的能量平衡明顯不同于全部被茂密植被覆蓋的景觀;生境破碎化導(dǎo)致湍流效應(yīng),使風(fēng)的影響增強(qiáng),并導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)水分循環(huán)發(fā)生改變;破碎化影響生物種群的遷入率和絕滅率。生境破碎化使那些需要較大生境斑塊的“森林內(nèi)部種”或“面積敏感種”趨于滅絕,而使適應(yīng)人類干擾環(huán)境的外來種、常見種的豐富度增加。生境破碎化造成的群落內(nèi)物種滅絕機(jī)制:最小存活種群、最小生存面積

44、的喪失,棲息地異質(zhì)性損失、隔離效應(yīng)、邊緣效應(yīng)及某些關(guān)鍵種的喪失使食物鏈、食物網(wǎng)瓦解而造成的次生滅絕。3、生態(tài)過程、功能及其尺度 生態(tài)過程多樣性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞等方面，實(shí)際上，不同層次生物多樣性間均存在不同性質(zhì)、不同等級(jí)和尺度的過程多樣性。過程多樣性不僅成為各層次生物多樣性組分聯(lián)系的紐帶，而且直接控制著不同層次生物多樣性格局內(nèi)部演化及對(duì)外部環(huán)境的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程(圖1)。較高水平的過程多樣性使生物系統(tǒng)對(duì)外部環(huán)境變化擁有更多的調(diào)節(jié)和適應(yīng)機(jī)制，從而具有較高的穩(wěn)定性。生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)功能是生態(tài)系統(tǒng)多樣性研究的核心內(nèi)容之一。關(guān)鍵種、功能群、冗余種等，這些具有不同功能的生態(tài)類群

45、研究目前受到人們重視。基于功能類群的研究往往比以物種為中心的研究能更深刻的揭示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能本質(zhì)聯(lián)系。利用食物鏈、食物網(wǎng)等生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)模型，可以從多個(gè)層次及尺度上探討生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系:種群或物種水平的種內(nèi)多樣性(基因型或表現(xiàn)型);功能群水平的物種多樣性;食物網(wǎng)和景觀水平的生態(tài)或功能群多樣性。第五節(jié) 景觀規(guī)劃與生物多樣性保護(hù)在環(huán)境日益人工化的情況下，仍然可以通過林地、綠帶、水系、水庫和人工池塘及湖泊的巧妙布置來使生物多樣性保持在很高的程度?？傮w規(guī)劃不但考慮經(jīng)濟(jì)效益和美，同時(shí)考慮生物種類的保護(hù)。1、以物種為中心：強(qiáng)調(diào)瀕危物種本身的保護(hù)，規(guī)劃途徑：從物種到景觀格局2、以生態(tài)系統(tǒng)為中心

46、：強(qiáng)調(diào)景觀系統(tǒng)和自然地的整體保護(hù)，力圖通過保護(hù)景觀的多樣性來實(shí)現(xiàn)生物多樣性的保護(hù)。規(guī)劃途徑：從景觀元素到景觀格局。一、生物多樣性保護(hù)的景觀規(guī)劃途徑1、以物種為出發(fā)點(diǎn)的景觀規(guī)劃途徑關(guān)鍵：是選準(zhǔn)保護(hù)對(duì)象，并對(duì)其習(xí)性、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和所有相關(guān)信息有充分的了解。以此為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)針對(duì)特定物種的景觀保護(hù)格局。一個(gè)整體優(yōu)化的生物保護(hù)景觀格局是由多個(gè)以單一物種保護(hù)為對(duì)象的景觀最佳格局的疊加與諧調(diào)。如果有足夠詳盡的關(guān)于物種及其相關(guān)聯(lián)系的信息的話，以物種為中心的景觀規(guī)劃途徑可以說是，最有效和科學(xué)的生物保護(hù)途徑。但是，這一途徑一開始就將可能遇到規(guī)劃師和生物學(xué)家都無法解決的問題，即什么物種應(yīng)優(yōu)先保護(hù)的問題。選擇優(yōu)先保護(hù)的物

47、種的標(biāo)準(zhǔn)：(i)目前的稀有、特有性，受協(xié)狀態(tài)及其實(shí)用性，大型哺乳動(dòng)物和那些被列入國(guó)際瀕危物種名單之列的物種顯然應(yīng)作為首選的保護(hù)對(duì)象。往往被作為首選對(duì)象。(ii)物種在生態(tài)系統(tǒng)及群落中的地位。保護(hù)對(duì)象應(yīng)對(duì)維護(hù)整體生態(tài)平衡有關(guān)鍵作用。(iii)物種的進(jìn)化意義。一種雜草可能本身很不起眼，在群落內(nèi)也表現(xiàn)不出重要意義，但卻有可能對(duì)進(jìn)化史及未來生物多樣性的發(fā)展有重要價(jià)值。用進(jìn)化的觀點(diǎn)來進(jìn)行生物多樣性保護(hù)比被動(dòng)地保護(hù)現(xiàn)存的瀕危物種更具有意義。2、以景觀元素保護(hù)為出發(fā)點(diǎn)的途徑把生物空間等級(jí)系統(tǒng)作為一個(gè)整體來對(duì)待。集中針對(duì)景觀的整體特征如景觀的連續(xù)性，異質(zhì)性和景觀的動(dòng)態(tài)變化來進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。與以物種為核心的規(guī)劃不

48、同，以景觀元素為核心的規(guī)劃的第一步不是確定單一物種作為保護(hù)對(duì)象與研究其特性，而是首先分析現(xiàn)存景觀元素及相互間的空間聯(lián)系或障礙，然后提出方案來利用和改進(jìn)現(xiàn)存的格局，建立景觀保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施。包括在現(xiàn)有景觀格局基礎(chǔ)上，加寬景觀元素間的聯(lián)接廊道、增加景觀的多樣性、引入新的景觀斑塊和調(diào)整土地利用格局。這一規(guī)劃途徑的一個(gè)典型代表是所謂的景觀群島模式，或稱為綜合利用模式。這一模式包括一個(gè)絕對(duì)保護(hù)的核心區(qū)和周圍緩沖區(qū)。沿核心區(qū)向外人類活動(dòng)強(qiáng)度逐漸增加。核心區(qū)是生物多樣性等級(jí)系統(tǒng)中任一層次上的某一節(jié)點(diǎn)。以景觀元素為導(dǎo)向的規(guī)劃避免了上述的以特定物種為核心的規(guī)劃途徑的缺點(diǎn)，而從整體上來設(shè)計(jì)全面的、包容的景觀格局。對(duì)于

49、景觀這一復(fù)雜的系統(tǒng)來說，這似乎是合理的。問題是，這種從形式出發(fā)的景觀格局設(shè)計(jì)是否能滿足內(nèi)容即物種的保護(hù)需要？景觀格局是為誰而設(shè)計(jì)的？二、生物多樣性保護(hù)的空間戰(zhàn)略盡管生物保護(hù)的景觀規(guī)劃途徑有所不同，一些空間戰(zhàn)略都被普遍認(rèn)為是有效的。這些戰(zhàn)略對(duì)克服人為擾有積極作用。包括：(i)建立絕對(duì)保護(hù)的棲息地核心區(qū)；(ii)建立緩沖區(qū)以減少外圍人為活動(dòng)對(duì)核心區(qū)的干擾；(iii)在棲息地之間建立廊道；(iv)增加景觀的異質(zhì)性；(v)在關(guān)鍵性的部位引入或恢復(fù)鄉(xiāng)土景觀斑塊。1、絕對(duì)保護(hù)核心區(qū)這是自然保護(hù)中最傳統(tǒng)的戰(zhàn)略，其基本思想是將保護(hù)對(duì)象(殘遺斑塊或?yàn)l危物種棲息地)盡量完整地保護(hù)起來，并將人類活動(dòng)排斥在核心區(qū)周圍

50、的緩沖區(qū)以外。理論依據(jù)：島嶼生物地理學(xué)假設(shè)一個(gè)島上的物種數(shù)目最終將趨于一種動(dòng)態(tài)平衡。導(dǎo)致平衡的兩種過程是物種的遷入和滅絕。達(dá)到平衡狀態(tài)的物種數(shù)主要取決于島嶼的大小和島嶼離種源的距離，即面積效應(yīng)和距離效應(yīng)。S=CAZ；其中S和A分別是物種數(shù)和面積(公頃)，C和z是特定物種及環(huán)境條件下的參數(shù)?；驹瓌t：越大越好和越近越好，一般認(rèn)為保護(hù)區(qū)的面積每減少十倍，物種數(shù)將損失30%。2、緩沖區(qū)緩沖區(qū)或過渡帶的功能是保護(hù)核心區(qū)的生態(tài)過程和自然演替，減少外界景觀人為干擾帶來的沖擊。通常的方法是在保護(hù)核心區(qū)周圍劃一輔助性的保護(hù)和管理范圍。但試圖在保護(hù)核周圍建立緩沖區(qū)的設(shè)想往往會(huì)落空，原因是緩沖區(qū)土地的所有權(quán)法律上不屬于保護(hù)區(qū)管理部門。在有的情況下保護(hù)區(qū)內(nèi)部也設(shè)緩沖區(qū)。但是，國(guó)際上關(guān)于如何劃分緩沖區(qū)的技術(shù)問題一直沒有解決。也就是說緩沖區(qū)應(yīng)該劃到什么地方，如何劃才最有利于保護(hù)同時(shí)不給當(dāng)?shù)鼐用駧磉^分的經(jīng)濟(jì)損失。顯然，以保護(hù)核心為中心同心圓式地劃分緩沖區(qū)的做法是不科學(xué)的。一個(gè)新的劃分緩沖區(qū)的途徑是利用阻力面的等阻線來確定其邊界和形狀。阻力面類似與地形表面，其中有緩坡和陡坡，呈現(xiàn)一些門檻特征。據(jù)此來劃分緩沖區(qū)不但可以有效地利用土地，而且，可以判別緩沖區(qū)合理的形狀和格局，減少緩沖區(qū)劃分的