景观生态学在自然保护区中的应用

景观生态学在自然保护区中的应用：理论与方法姓名：田可学号：071340613摘要：本文讨论了应用景观生态学原理和方法规划设计自然保护区。首先介绍我国自然保护区的基本情况，然后熟悉景观生态学定义和原理，其次讨论景观生态学在自然保护区的应用，最后介绍了两者的结合。关键词：景观生态学、自然保护区、规划设计引言自然保护区是保护、发展和研究自然条件、自然资源，拯救某些濒于灭绝的生物种源和有重要科学价值的重要基地，包括有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物天然分布区、独特的自然景观、有科学价值的自然历史遗迹，以及重要的自然风景区和水源涵养区等。建立自然保护区是保护自然资源和生态环境最重要、最有效的措施，是维护生态安全，促进生态文明，实现经济全面、协调、可持续发展和人与自然和谐共存的重要保障。自然保护区的发展至今已有100多年的历史，但却一直缺乏科学的理论指导，极大地削弱了其保护功能的发挥，景观生态学给自然保护区研究带来了新思想、新理论和新方法，景现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。1、我国自然保护区概况自20世纪90年代以来，我国自然保护区得到迅猛的发展，但自然保护区的建设和管理还处在初级阶段，存在许多困难和问题。分析了我国自然保护的现状与问题，并提出了一些建自然保护区发展概况我国的自然保护区建设始于1956年，至今已有50的历史，特别是进人20世纪90年代，自然保护区的数量迅速增加，类型逐渐丰富。我国现有自然保护区2194处，其中国家级自然保护区226处，保护着我国所有自然生态环境的典型区域，有着丰富的科学和历史价值。在发挥生态效益、社会效益和经济效益上起到了至关重要的作用，这是人类面对自身发展引起的生态环境恶化和生物多样性急剧丧失所采取的一项保护性措施。但是，随着人口的不断增加和地方经济的发展，资源和开发利用活动日益加剧，规划管理这些自然保护区缺乏科学的理论指导，保护与发展的矛盾日益尖锐和突出，自然保护区的生存和发展面临着严峻的考验.因此，在规划设计保护区事需要用科学的理论原理指导。2、景观生态学定义和基本原理景观生态学是在1939年由德国地理学家C.特洛尔提出的。它是以整个景观为对象，通过物质流、能量流、信息流与价值流在地球表层的传输和交换，通过生物与非生物以及与人类之间的相互作用与转化，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理、研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护的学科。是一门新兴的多学科之间交叉学科，主体是生态学和地理学。如今，景观生态学的研究焦点是在较大的空间和时间尺度上生态系统的空间格局和生态过程，景观生态学是生物生态学和人类生态学的桥梁。景观生态学基本原理美国哈佛大学的福尔曼和戈德伦(1986年)根据对景观的结构、功能和动态的初步研究，提出7条景观生态学原理①景观结构和功能原理：景观是异质性的，在其斑块、廊道和本底中，物种、能量和物质的流动方面有功能性的差别。②生物多样性原理：景观异质性可降低内部稀有物种的丰度，增加需要两个或两个以上景观要素的边缘种和动物的丰度，增强总体物种共存的潜在能力。③物种流动原理:景观要素中物种的扩张和收缩既对景观异质性有较大影响，又受其制约。④养分再分配原理:景观要素间矿质养分的再分配速度随景观要素中干扰强度的增大而增加。⑤能量流动原理:景观中流经不同斑块、廊道和本底边界的热量和生物量随景观异质性的增加而增加。⑥景观变化原理:当不受干扰时，景观的水平结构逐渐趋向于均质化，中度干扰会迅速增加异质性，而严重干扰则可能增加或减少异质性。⑦景观稳定性原理:景观斑块的稳定性按以下3种方式增高，趋向于物理系统稳定性;受干扰后的快速恢复;对干扰的较高抗性。3、景观生态学原理在自然保护区规划中的应用1）自然保护区划分为三个功能区:核心区、缓冲区和实验区。(1)核心区是自然保护区的精华所在，是被保护物种和环境的核心，需要加以绝对严格保护，一般将典性的森林植被和濒危动植物资源，认为干扰少，自然生态系统保存比较完好的区域化为核心区。根据景观生态学规划原理，核心区的面积一般不得小于自然保护区面积的三分之一。(2)缓冲区是指核心区外围为保护、防止和减缓外界对核心区造成影响和干扰所划出的区域。根据景观生态学原理，缓冲区的建立可根据边际效应影响程度来确定，缓冲区的设立应遵循以下两点:一是到每一个核心斑块的距离不低于某一特定值，二是缓冲区应该覆盖所有的斑块，我国规定自然保护区的缓冲区宽度不应低于500m(3)实验区是指自然保护区内可进行多种科学实验的地区。它为核心区提供良好的缓冲条件，同时可开展科学实验、科考、珍惜动植物驯养繁殖、多种经营及生态旅游活动。2）自然保护区景观生态规划原则(1)自然优先原则:进行自然保护区的规划建设，首先要考虑自然资源和生态环境的维系保护。保护原生态的自然景观、维持自然景观过程及功能，是自然保护区生物多样性以及自然景观资源得到合理开发和持续利用的基础。(2)多样性原则:景观中斑块多样性、类型多样性和格局多样性，构成了景观空间结构复杂的异质性。维持自然保护区景观生态的异质性，就能维护其生态系统的稳定性，对于自然保护区的生存发展有重要的意义。(3)持续性原则:自然保护区的景观规划应以可持续发展为基础，立足于景观资源的可持续利用和生态环境的维持改善，保证社会经济资源环境的可持续发展。(4)综合性原则:景观是由多个生态系统组成具有一定结构和功能的整体，是自然与文化的复合载体，这就要求景观生态规划必须从整体综合的角度出发，对整个景观进行综合分析，使保护区的景观结构、格局与保护区自然特征和经济发展相适应，谋求社会、经济、生态效益的协调统一，以达到景观的整体最优化利用。4、自然保护区的景观生态规划1）基质的规划设计基质是景观的本底，是景观中面积最大、连接最最好、对景观控制能力最强的景观要素基质对于斑块嵌体等景观要素内的物质能量流动、生物迁移觅食等生态过程有着明显的控制作用，因此作为背景的基质对于自然保护区生物多样性保护以及生态功能过程的维持至关重要。根据岛屿生物地理学理论，大保护区比小保护区更有利于维持物种数量，因为它们拥有更大的种群数量和多样化的生境，能把边缘效应减至最小。因此，在规划设计自然保护区时，对于同样类型的生境，应该选择大面积的保护区，同时尽可能保证本底基质的完整，避免破碎化，以便保护尽可能多的物种;对于已建立的自然保护区，可以通过扩大与保护区相连的其他土地来增加现存保护区的面积;保护区之间应该尽量距离靠近，呈拥簇状配置，以减少隔离程度，便于物种扩散。根据景观生态学与岛屿生物地立学理论，就自然保护区稀有性、多样性、脆弱性、自然型进行科学评价，在此基础上，进行保护区的功能分区，保护区基质形状最好符合同心圆状，中间是核心区，其次是缓冲区，外围是实验区，3个区的面积从里向外逐步拓宽。核心区的面积一般不得小于自然保护区面积的三分之一。2）斑块的规划设计斑块是不同于周围背景的非线性景观元素，有着与周围基质不同的物种组成。斑块是物种的聚集地，它的大小、形状、类型、数量以及内部均质程度对自然保护区景观结构和多样性保护具有重要意义。斑块的最优设置是在几个大型自然植被斑块组合中，分散众多与之相联系的小斑块，形成一个有机的整体。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。同时，由于斑块之间的紧密联系，有利于物种的扩散迁移。圆形斑块形状的保护区内部障碍可能较小，生境异质性较小，对内部种和边缘种都能提供生存条件，有利于保存能量、养分，是生物多样性保持的理想模式。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，因此对于保护区的设计规划应该根据实际情况具体分析。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，物种灭绝的危险性将增大。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，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。3）廊道的规划设计廊道是景观中与周围基质有显著区别的狭长带状景观，是联系斑块之间的纽带。在自然保护区中，可能是小溪、河流、道路、植被带等。廊道的作用在很大程度上影响着斑块之间的连通性，同时影响着斑块间物种、物质、能量的交流。廊道的数目、构成、宽度、形状、格局等都是影响廊道作用发挥的重要因素。廊道能增加生境斑块的连接度，提高斑块间物种的迁移率，促进斑块间基因交换和物种流动，有利于物种的空间运动，增加物种重新迁入机会。同时，廊道在一定程度上分割生境斑块，造成生境破碎化，或引导外来物种及天敌的侵入，威胁乡土物种生存。正是廊道功能上的矛盾性与复杂性，要求谨慎考虑如何使廊道有利于特殊物种的保护，其中最重要的一点是必须使廊道具有原始景观的本底及乡土特性，廊道应是自然的或是对原有自然廊道的恢复，任何人为设计的廊道都必须与自然的景观格局相适应。廊道的宽度，要根据规划目的和保护区的具体情况，确定适宜的廊道宽度。为游人修建的廊道，道路宽度在1.5m~2m之间较为适宜，为一般动物修建的廊道宽度1km左右，而大型动物则需要几公里宽。廊道的格局，网状或辐射状较好，可提高自然保护区中的通达度，有利于保护物种之间的交换，从而增强整个群体的生存能力;有利于物质和能量的流动，从而维持保护区的整个生态系统功能得到最优发挥。3.3.4景观格局规划设计依据自然优先原则确定自然保护区的基本格局在基本格局中应该包括天然植被，水系水道、生物栖息的斑块和流动扩散的廊道，在基质上设置小斑块，增加景观的多样性和异质性，此种格局是生态规划的基本格局。其次，从生态学意义上设计“集中与分散相结合”的景观格局。它包括以下7种景观生态属性:(1)大型自然植被斑块用以涵养水源，维持关键物种的生存;(2)兼有大斑块和小斑块，满足景观整体的多样性和局部点的多样性;(3)注重干扰时的风险扩散;(4)基因多样性的维持;(5)交错带降低边界抗干扰性;(6)小型自然植被斑块作为临时栖息地或避难所;(7)廊道用以物种的扩散及物质和能量的分布与流动。通过对自然保护区景观空间结构的调整，使各类斑块大集中、小分散，确立景观异质性来实现生物多样性以及自然景观的保护。5、结论建立自然保护区，保护自然资源和物种赖以生存的生态系统和栖息地，从而保护生物多样性，特别是拯救某些濒于灭绝的生物种源。利用景观环境生态学原理，从基质、斑块、廊道、景观格局几方面进行自然保护区的规划。。以景观生态学原理为指导,定性、定量地分析了大丰市麋鹿自然保护区的景观生态环境,着重探讨了自然保护区的三个重要的功能分区的规划建设,从而为建立一个可持续发展的自然保护区提供科学基础。自然保护是个长期的目标,只有在实践中不断33第1期黄霞:景观生态学在自然保护区中的应用的摸索,才能实现二者有机的结合,为物种保护和实现可持续发展提供保证。参考文献:〔1〕福尔曼，戈德伦(肖笃宁等译).景观生态学(M)，北京:科学出版社，1990〔2〕黄霞.景观生态学在自然保护区中的应用-以江苏大丰市麇鹿自然保护区规划设计为例.〔3〕陈利顶，傅伯杰，刘雪华.自然保护区景观结构设计与物种保护---以卧龙自然保护区为例.〔4〕曹新向等.城市生物多样性保护的景观生态学原理和方法