景观生态学与生物多样性保护

• 单一物种保护达不到生物多样性保护的目的，必须进一步设法保护物种的生存环境（生态系统和景观）

8.1 生物多样性

8.1.1 生物多样性的概念

• 生物多样性（biological diversity，biodiversity）：指生命有机体及其借以存在的生态复合体的多样性和变异性
• 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性（马克平，1993）

8.1.2 生物多样性的保护需求

8.2 景观格局与生物多样性

两种途径：

• 以物种为中心的传统保护途径，强调濒危物种本身的保护
• 以生态系统为中心的景观保护途径，强调通过保护景观多样性来实现物种多样性的保护

8.2.1 斑块与生物多样性

• 景观中斑块的类型、大小、形状、组合、动态对生物多样性都会产生影响
• 类型
  • 干扰斑块，如火烧斑块
  • 残存斑块
  • 环境资源斑块，如永久沼泽地
  • 引进斑块，如毁林开荒、农作物斑块
• 形状：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板块内的物种多样性

8.2.2 廊道与生物多样性

• 影响斑块的连通性
• 线状廊道
• 带状廊道
• 河流廊道
• 廊道存在着正反两方面的效应，有可能促进种群的多样性和稳定性，但也可能导致疾病、捕食者、外界干扰

8.2.3 基质与生物多样性

• 基质类型
• 基质质量
• 影响廊道的有效性

8.2.4 景观格局多样性与物种多样性

• 通过研究景观类型的物种多样性，测度景观格局多样性，可以揭示景观类型之间的差异，与环境因子间的关系，及其分布规律

8.3 景观生态学与自然保护区（nature reserve）设计

8.3.1 自然保护区设计的景观生态学原理

• 景观生态学研究在一个相当大的区域内由不同生态系统所组成的景观的 空间结构、相互作用、协调功能 ，强调系统的 等级结构、空间异质性、时空尺度效应、干扰作用、人类对景观的影响、景观管理 ，直接涉足于人类活动的问题

1. 结构与功能原理

• 结构的差异导致了功能的差异
• 最优的自然保护区应由几个大型的自然植被斑块组成本地，并由分散在其中的小班块或小廊道所补充

1. 景观异质性原理

• 自然保护区的景观异质性是自然保护区或其特征（物种组成）的 变异程度
• 景观异质性对景观功能与过程有重要的影响
• 时间异质性：植被演替、濒危种的灭绝过程
• 空间异质性：植被的镶嵌结构
  • 空间组成，生态系统类型、数量、面积比
  • 空间构型，生态系统的空间分布
  • 空间相关，生态系统及参数的空间关联程度及尺度

1. 景观格局与过程原理

• 指各种生态系统斑块在整个自然保护区景观空间上的 排列
• 点格局、线格局、网格局、平面格局、立体格局、生态交错带

1. 等级结构原理

• 注重保护区与保护区之间的关系

1. 干扰与景观稳定性原理

• 自然干扰、人文干扰
• 干扰是景观 环境、资源的时空异质性 和 生物多样性 的主要来源
• 景观的稳定性：抗性、恢复性、持久性、恒定性
• 流动镶嵌稳态（shifting mosaic steady state）：自然保护区是由不同演替阶段、不同类型的斑块构成的镶嵌体

8.3.2 自然保护区设计

1. 自然保护区选址

• 在何时何地建立何等级别的保护区
• 典型性或代表性 * 稀有性 * 脆弱性 * 多样性 * 面积因素 * 天然性 * 感染力 * 潜在的保护价值 * 科研的潜力

1. 保护区的大小与形状

• 保护区面积越大，对物种多样性的保护作用越好
• 保护区面积应根据保护对象和目的而定
• SLOSS之争，（single large or several small），一个大的保护区有效还是多个小的保护区
• 圆形保护区对核心区的保护作用更好

1. 人和生物圈计划（man and biosphere）提出的 生物圈保护思想 ，保护区应该具有三个功能区域：

• 核心区
• 缓冲区
• 实验区

1. 自然保护区与生境走廊

• 区域自然保护区网（Noss & Harris，1986），节点-网络-模块-走廊模式（node-network-modules-corridors）

8.3.3 自然保护区景观结构设计案例研究

1. 自然保护区景观结构设计的基本原则及流程

• 基本原则：
  • 生物保护优先原则
  • 微观与宏观相结合的原则
  • 综合性原则
• 设计流程：
  • 景观适宜性评价
  • 基于适宜性评价的保护区 功能和廊道 的景观结构配置
• 孤立的保护区不仅不能起到保护物种和生物多样性的作用，更有可能加速物种生态习性的退化，不利于生物多样性的保护
• 要从更大的尺度上考虑不同栖息地之间物种的迁移和交换，如建立生境廊道、缓冲区等

参考资料： 傅伯杰. 景观生态学原理及应用（第二版）[M]. 科学出版社, 2011.