自然保护区学-考试用

1绪论1、自然保护区学是研究自然保护区的性质、职能、规划设计、管理及物种恢复、保护的理论和实践的应用科学2、自然保护区：是指对有代表性的自然生态系统，珍稀濒危野生动植物物种的天然集中分布区，有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在的陆地、陆地水体或者海域，依法划出一定面积，给以特殊保护和管理的区域。3、自然保护区性质：是人类认识、利用和改造自然的科学研究基地；是自然保护事业中的一项重要建设，是保护、发展和研究野生生物资源及自然历史遗产的主要场所；也是自然生态系统和生物种源的储存地（基因库）。1872年建立了世界上第一个自然保护区一一“美国黄石公园”4、研究的基本内容：①名称的由来和含义，性质、类型、作用和职能，自然保护区的发展简史，及其在现代科学、经济和文化发展中的地位。②自然保护区的资源调查，规划设计及划分原则和标准。③自然保护的生物学原理，物种基因的保存及其繁殖驯化。④科学系统与管理体系，包括立法、条例及档案管理。⑤科教宣传作用，包括自然科学博物馆。5、自然保护区学中的几个重要原则(1)在组成结构上具有非均一性和镶嵌性。(2)主要单元是生态系统。(3)主要功能单位是种群。(4)有年限上的区别。(5)是一个经济实体。(6)在时向上保持连续性6、1962年，国务院发布《关于积极保护和合理利用野生功物资源的指示》。这是中国第一个建立自然保护区的法规性文件。7、当前我国自然保护区建设工作中面临的问题：1、自然保护区在地区和类型分布上均不合理。2、机构不健全，管理水平落后，统计工作混乱。3、经费短缺，渠道不畅4、对自然保护区的重要性宣传不够，认识不足。5、土地权属未完全解决，依法治区观念淡薄8、发展趋势：1．完善自然保护区体系建设2．强化自然保护区资源管护3．提高自然保护区管理水平4．推进“一区一法”，严格依法管理5．加大自然保护区建设科技含量，向综合化的方向发展。第二章生物圈是指地球上凡是有生物分布的区域；是生物和非生物环境组成的统一体，是高度集中2的有序系统，不是各种因素的松散聚集；是最大的多层次的生态系统，其结构、能量流动及物质循环是历史的演变着的，并不断趋向于稳定的平衡。1、生物圈的形成–生物进化的历史：–⑴从原始生命道原核细胞的产生。–⑵真核细胞的产生。–⑶从单细胞到多细胞。2、生物圈形成中的三个重大事件：–⑴生物物种变质使生物圈突破了异养演替，这一重大事件的代表是自养的绿色藻类的出现。–⑵O2含量的增加改变了一切生物的生存条件。–⑶生物的登陆彻底改变了生物圈的结构。3、生物圈经历的几次大演变1.第一次冰期（距今6亿年前）2.第二次冰期（石炭纪末期至二迭纪中期）（距今2-3亿年之间）3.白垩纪的大陆漂移4.第三次冰期（第四纪，距今200万年前）4、生物圈演化的优化方向首先，生物圈的结构信息量不断增加，包括基因库的渐渐丰富和生物圈各要素复杂结构关系的形成，从而越来越具有比较完善的自我维持的功能。其次，生物圈屏护机制的形成为物种的保存创造了条件。此外，自由能（如氧、土壤、天然气等）的不断积累，也为后续的生物创造了有利的生存环境。5、生物圈的物种主要集中在地壳表层陆地和整个水圈，生物圈的厚度为地面以下12km至地面以上23km。6、组成要素：无机物质、有机化合物、物理因素、生产者、噬养者和分解者六大要素。•生物圈各要素间的联系–①生物因子与环境因子相适应的关系。–②能量流动和物质流动的关系。–③生物圈中生物系统的层次关系。–④生物圈的空间结构关系7、生物圈的自我调节功能a)生物圈的稳态反应：生物圈的稳态反应表现在各个层次和方面。①在物质的输出和输入方面，全球的生物都能以其特有的生化功能互相补充，共同保证物质循环的畅通和稳定。②生物圈的稳态是由一定的阈限的，抵消扰动的能力毕竟有一定的限度。③从物种的多样性角度看，多样性程度越高，生物圈的稳定程度就越大。b)生物圈控制系统的特点•控制系统的结构通常包括目标系统（程序装置）、控制者、被控对象（被控系统）及联系核反馈的渠道。•生物圈的控制者可能是基因和环境因子。被控系统是生物圈整体。联系和反馈的通道则包括全部环境介质以及能量流和物质流。•生物圈控制系统的特点–控制者本身就存在于整体系统内部，而整个系统又成为被控对象，必然存在双3向的相互作用，控制者也受控制。–极端复杂性，等级层次多，子系统数量庞大。而每个层次和子系统都有自己的控制行为。–生物圈的控制方式也是多样的，既有开环的程序控制，也有闭环的反馈控制。•总之，生物圈是一个极为复杂的，多层次、多回路、多形式、具有组织、自适应功能的控制系统。这种控制系统体现了生物圈自我调节的能力，体现了他最终的稳定状态。c)生物圈的生态平衡•生物圈处于永恒的运动之中，而生态平衡则是生物圈永恒运动中的相对稳定状态，是一种依靠稳定反应所保持的动态平衡。•生态平衡有两层含义–表明生物圈演化处的现存结构已经维持在一个稳定阶段，各组成要素相互协调，稳态机制健全，能够纠正和补偿结构的缺损。–说明生物圈的能流是畅通的，第一性生产（植物稳定太阳能）足以补偿自由能的损耗，物质的输入输出大致均衡，稳态反应机制能够把物流的涨落控制在一定振幅之内。•这种生态平衡不是一成不变的。从生物圈长期演化历史看，既有一定阶段稳定的平衡，又有旧平衡的破坏核心平衡的建立，而局部的调整、重组更是不断发生。相对于物质运动的无限过程，相对于地球几十亿年演化历史来说，现有的生态屏可能是暂时的，但对于特定的物种来说，这种平衡状态却是以千百万年计的，是一种较长期的平衡状态。8、人类控制生物圈的可能性a)人对生物圈的适应首先，人体及其生理功能只能忍受一定限度内的物理条件。其次，人体的物质组成与环境的物质分布也存在适应关系。总之，人是不能脱离生物圈的，危害生物圈就是危害人类的家园b)人对生物圈的改造人能够通过劳动改变物质的存在形式，从而扩大自己对生物圈的适应范围。然而，改造自然的活动，人工自然的创造，又一刻也离不开生物圈和自然界的支持。人类应该协调自己与生物圈的关系，对生物圈功能和人类活动实现自觉的调节和控制。c)人对生物圈的控制目前，人类已经对生物圈的局部发挥了控制作用，但人类要控制整个生物圈还是相当困难的。首先，生物圈有极广大的空间，繁多的子系统，复杂的时空状态和自身的调节机制，而人类现有的科学认识水平还亟待提高。其次，人类对干预生物圈可能产生的后果所至甚少，缺乏准确预测生物圈未来行为的能力。第三，人类社会存在的各种利益矛盾，使人们很难达成一致的对待生物圈的准则和目标。d)人类控制生物圈应当采取的措施：首先，应确定正确的控制目标。其次，应该设法建立社会生态系统稳态反应的优化结构。9、Gilbert的群落关键性结构包括：1.化学镶嵌体和协同进化食物网化学镶嵌体：森林中不同植物种含有不同的次生化合物这些4化合物又随着物种的参差分布而彼此镶嵌在一起。协同进化食物网：物种长期进化、相互适应的独立食物网。2.可动连锁种能够将花粉或种子从某群落、某丛或某株植物向其他群落或植物传播的动物3.核心共生种一般指能够稳持可动连锁种及多数其他动物存活的关键性植物种。核心共生种--可动连锁种--依赖植物--宿主专性昆虫--群落多样性10、最小生存种群：指在遗传特性、环境因素和种群自身的随机变化存在的情况下，能够以99%的概率存活1000年的最小种群。影响因素⑴种群统计（年龄结构和性比等方面）的随机性⑵环境的随机性⑶遗传随机性⑷自然灾害⑸最下动态面积⑹种的社会行为机能障碍⑺疾病11、影响植物种群的因素中，各种小生境的相对多度和连续性是很关键的。小生境斑块的大小、分布、间隔及周转率是在设计保护区时所要考虑的一项重要因素。小生境斑块的动态取决于地形、地质、气候及人为干扰等因素。12、种群统计的随机性：物种种群绝灭的直接先兆，它可定义为个体出生和死亡过程中的偶然性变异。导致严重的种群统计随机性有两个常见的途径：生境数量的减少和环境干扰或环境质量的恶化。13、环境随机性：环境的随机性是指一系列的随机的环境变化。14、种群的绝灭可能因种群的大小（N）和分布范围（D）的减小而发生也可能因种群的增长率（r)和有效种群大小(Ne)的减小而发生环境干扰对种群4个状态变量N、Ne、r、Var(r)，形成R、D、F和A4种类型的绝灭环，进而作用于种群的结构和适合性（PSF），使种群动态受到影响。15、模型S=cAZ可以得到一个粗略的经验概率面积减少10倍，物种平衡数目将减少一半可解释有3种学说：生境多样性学说被动样本学说动态平衡学说16、自然保护区设计的原则1.保护区面积愈大愈好2.一个大保护区比具有相同总面积的几个小保护区更好3.对某些特殊生境和生物类群，最好设计几个保护区，且相互距离越近越好4.自然保护区之间最好用通道性相连，以增加种迁入率5.为了避免“半岛效应”，保护区以圆形为佳517、自然保护区岛屿化的后果及保护对策后果：样本效应的降低，短期岛屿化效应，长期岛屿化效应，动物区系的崩溃保护对策：A、应用斑块动态学理论：就是把注意力集中在隔离区内部的迁入-绝灭动态学上，并认为未来的任何保护区都可能很少存在外部迁入源，因而自然保护应考虑保护区内部的生境斑块中物种的迁入和绝灭。B、确定最小动态面积：确保每一物种在保护区中占据足够的生境斑块所必需的面积。确定方法：在设计保护区时就要提出具休面积方案。将保护区或未受干扰的生境碎块，作为“人工群岛”来加以管理。C、减轻岛屿化，同时注意非保护区的“生境丧失”生境岛屿化第一，排除了区域外部的所需要资源来灭绝区域内“受到保护的”物种，第二，减少为补偿绝灭所必需的迁入源和可能性。生境丧失第一，排除区系的一部分，特别是稀有和斑块分布的物种；第二，增加由于较低数量而造成的残存种的绝灾率。18、物种的生存阀值与进化潜力1.物种的适应性与有效种群大小2.物种的短期适应性与生存监禁种群(Captivepopulation）•将濒危物种个体进行人工饲养，通过物种恢复计划和措施，待这些物种的数是恢复到一定程度后，再考虑是否野化和放归大自然的种群。•监禁种群与自然种群的最大差别恐伯就是数量上的悬殊和近交程度非常高。•近交能够导致基因的纯合性增大和有害基因的固定。随之而来的是繁殖力（如胎仔数）和存活力（如幼仔存活数）的下降，有时在性比上也会发生雄性偏多，雌性短缺的现象。3.物种的长期适应性与生存500个有效种群个体是保持物种长期存活的最低阀值。4.物种的进化趋势19、物种的监禁繁殖计划所谓监禁繁殖是指人为地捕捉部分或保持全部个体，进行“监禁”状态下的繁殖来提高该物种的数量，以达到保存物种的目的。监禁种群在物种维持方面的作用至少有四条：•①可以成为野生种群在生物学研究中的代替•②作为管理技术发展的参照群•③作为种源和基因体向野生种群提供补充•④作用在自然界无生存机会物种的最后据点第三章自然环境的基本特性：纬度地带性、垂直地带性、经度地带性生物圈的构成：水圈、岩圈、气圈61、自然保护区的保护对象主要包括：(1)有代表性的自然生态系统(2)珍稀濒危动植物的天然集中分布区(3)水源涵养区(4)有特殊意义的地质建造(5)地质剖面和化石产地自然保护区的作用：首先，自然保护区能为人类提供生态系统的天然“本底”。第二，自然保护区是各种生态系统以及生物物种的天然贮存库第三，自然保护区是科研的天然实验室第四，自然保护区是向群众进行有关自然和自然保护区宣传教育的活的自然博物馆第五，某些自然保护区可为旅游提供一定的场地第六，自然保护区由于保护了天然植被及其组成的生态系统，在改善环境，保持水土、涵养水源、维持生态平衡等方面具有重要的作用自然保护的生态学规律：1、物物相关2、相生相克3、能流物复4、负载定额5、协调稳定6、时空有宜2、自然保护的对象：具有代表不同自然地带典型性的自然综合体及其生态系统，或已遭受破坏亟待恢复和更新的同类地区。具有我国特产的或世界性珍贵稀有的或具有重要经济意义而濒于绝灭的生物物种