生物多样性保护的景观规划途径

作者:欧宝体育app发布时间:2022-01-11 01:02

本文摘要:概要:景观规划设计在生物多样性维护中起作决定性的起到。基于有所不同的维护哲学,生物多样性维护的景观规划途径主要可分成两种:一是以物种为核心的景观规划途径,另一种是以景观元素为核心和出发点的规划途径。前者首先确认物种,然后根据物种的生态特性来设计景观格局,后者则以各种尺度的景观元素作为维护对象,根据其空间方位和关系设计景观格局。五种空间战略被指出不利于生物多样性的维护,还包括维护核心栖息地、创建缓冲区、构筑廊道、减少景观异质性和引进或完全恢复栖息地。

欧宝体育app

概要:景观规划设计在生物多样性维护中起作决定性的起到。基于有所不同的维护哲学,生物多样性维护的景观规划途径主要可分成两种:一是以物种为核心的景观规划途径,另一种是以景观元素为核心和出发点的规划途径。前者首先确认物种,然后根据物种的生态特性来设计景观格局,后者则以各种尺度的景观元素作为维护对象,根据其空间方位和关系设计景观格局。五种空间战略被指出不利于生物多样性的维护,还包括维护核心栖息地、创建缓冲区、构筑廊道、减少景观异质性和引进或完全恢复栖息地。

实施这些空间战略必需首先问自由选择什么和在什么地方设计上述景元素的问题。回应,目前尚能没很好的答案。  传统的生物维护战略被动地特别强调现存濒临绝种物种和景观元素的维护,如果将物种运动和生态过程作为一个依存的景观掌控过程来对待,我们将不会有一种全新的景观规划途径。

其中有三个方面的概念对这种新的景观规划途径有灵感意义:即景观的空间构型对生态过程的起到,生物进化空间轨迹与景观格局设计及景观阻力与潜在的生态基础设施的设计。景观生态安全性格局正是在这些方向上的一个新的探寻。

  关键词:生物多样性,生物维护,景观生态,景观规划  1.生物多样性维护的景观规划途径  景观规划设计在生物多样性维护中的意义已引发生物学家的高度重视,用Wilson(1992,P317)的话说道作为一个发展中的专业,景观设计(LandscapeDesign)将在(生物多样性)维护中起着决定性的起到,在环境日益人工化的情况下,依然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的精妙布置来使生物多样性维持在很高的程度。总体规划不但考虑到经济效益和美,同时考虑到生物种类的维护。  生物多样性(Biodiversity)包括三个层次的含义:(i)遗传多样性,即指所有遗传信息的总和,它包括在动植物和微生物个体的基因内;(ii)物种多样性,即生命机体的变化和多样化;(iii)生态系统的多样性,而栖息地、生物群落和生物圈内生态过程的多样化(闻McNeely等1990;Soule1991;NAS1992)。

适当的生物多样性维护也分别在环环相扣的多个生物空间等级层次(Biospatialhierarchy)上展开,即(i)景观或生态系统综合体层次,(ii)群落层次,(iii)物种层次,(iv)种群层次和(v)基因层次。生物多样性的空间等级层次与空间方位和格局密切涉及,这也正是本文关于生物维护景观规划辩论的出发点。  总起来讲,生物多样性维护可分成两种途径:以物种为中心的途径和以生态系统为中心的途径。

前者特别强调濒临绝种物种本身的维护,而后者则特别强调景观系统和大自然地的整体维护,力图通过维护景观的多样性来构建生物多样性的维护。维护战略上的两种有所不同途径也反映在以生物维护为目的的景观规划设计中:以物种为出发点的的规划途径和以景观元素为出发点的的规划途径。

尽管两者都考虑到物种和生态基础设施的维护,但前者的规划过程就是指物种到景观格局,而后者就是指景观元素到景观格局。  1.1以物种为出发点的景观规划途径该规划方法特别强调,使景观生态规划具备意义的充份必要条件是选准维护对象,并对其习性、运动规律和所有涉及信息有充份的理解。以此为基础来设计针对特定物种的景观维护格局。

一个整体优化的生物维护景观格局是由多个以单一物种维护为对象的景观最佳格局的变换与谐调(Amstel等1988;Selm1988)。这一途径一般可分成下列五个步骤:(i)根据物种的重要性,自由选择目前的或潜在的维护对象。

  (ii)搜集关于维护对象的信息,还包括查询文献,具体适合于每一维护对象的最佳景观结构。  (iii)汇总和较为所有维护对象对景观的必须。  (iv)改动维护物种表格以获得维护的谐调与一致性。

  (v)综合以单一物种维护为目的的景观规划来取得某一地域的总体生物维护景观规划。  如果有充足详细的关于物种及其涉及联系的信息的话,以物种为中心的景观规划途径可以说道是,最有效地和科学的生物维护途径。但是,这一途径一开始就将有可能遇上规划师和生物学家都无法解决问题的问题,即什么物种不应优先维护的问题。

人们一般从三个方面的标准来自由选择优先维护的物种:(i)目前的珍贵、特有性,不受协状态及其实用性,大型哺乳动物和那些被列为国际濒临绝种物种名单之列的物种似乎不应作为选用的维护对象。往往被作为选用对象。

  (ii)物种在生态系统及群落中的地位。维护对象应付确保整体生态平衡有关键作用。  (iii)物种的演化意义。

一种杂草有可能本身很不起眼,在群落内也展现出不出有最重要意义,但却有可能对进化史及未来生物多样性的发展有最重要价值。用演化的观点来展开生物多样性维护比被动地维护现存的濒临绝种物种更加具备意义(Edwin1991)。  1.2以景观元素维护为出发点的途径这一途径并不基于对单一物种的深入研究来不作景观规划,而是把生物空间等级系统作为一个整体来对待。

集中于针对景观的整体特征如景观的连续性,异质性和景观的动态变化来展开规划设计。该途径指出,现实的生态过程再次发生在一个时空嵌合体中,包括生物等级系统的各个层次。

而抨击以物种或群落维护为对象的规划只是偏面地解决问题了一个倒数的简单系列的局部和片段(NossandHarris,1986)。因此,以景观元素为核心的整体规划途径特别强调以下的步骤(Harris1984,NossandHarris1986;Noss1991):(i)生态过程和生物多样性成份包括在一个普遍的时空尺度上,因此,一个全面的规划应当以生物等级系统的各个层次的受协成分或节点(Node)作为维护对象。特别强调节点的多样性,这些节点小到一棵孤树或一个森林斑块,大到国家公园和自然保护区。

而对单一物种本身则不加了解实地考察。  (ii)因为景观的碎裂和拆分被指出是危胁生物多样性的一个最重要因素,所以,规划特别强调景观的联结关系和格局设计。

规划的目标是将每一景观中各种大小的节点相连沦为整体的维护网络,并在区域和大陆尺度上创建景观维护体系。  (iii)景观及其维护必需从时空系统和动态的、西移动的嵌合体(ShiftingMosaic)角度来了解和解读。

所以,生物多样性维护的景观规划目的确保嵌合体的稳定性,综合考虑到维护及发展规划,以构建景观的可持续性。  与以物种为核心的规划有所不同,以景观元素为核心的规划的第一步不是确认单一物种作为维护对象与研究其特性,而是首先分析现存景观元素及相互间的空间联系或障碍,然后明确提出方案来利用和改良现存的格局,创建景观维护基础设施(ConservationInfrastruture)。

还包括在现有景观格局基础上,加高景观元素间的连接起来廊道、减少景观的多样性、引进新的景观斑块和调整土地利用格局。此景观元素为核心的规划途径的理论指导还包括岛屿生物地理学(IslandBiogeography)和景观生态学。

景观的连续性、异质性、动态和西移动等是规划侧重考虑到的景观特性。  这一规划途径的一个典型代表是所谓的景观群岛模式(ArchipelagoModel),或称作综合利用模式(Multiple-useModel,全称MUMs)(Harris,1984;NossandHarris1986)。这一模式还包括一个意味著维护的核心区和周围缓冲区。

沿核心区向外人类活动强度渐渐减少。核心区是生物多样性等级系统中任一层次上的某一节点。

  一个关于整体景观维护的类似于的概念是所谓的景观补偿区网络(NetworkofLandscapeCompensativeAreas),这一概念特别强调景观规划和管理的一个最重要原则是景观的多样性和拟合格局。而这样一种拟合格局展现出为地域内多层次的景观补偿系统和生态基础设施(Mander等1988)。

这一理想的景观格局实质上是一个等边六角形。在这样一个六角形中,景观的生态多样性和稳定性通过多层次的生态过渡带和补偿区网络来构建。  以景观元素为导向的规划防止了上述的以特定物种为核心的规划途径的缺点,而从整体上来设计全面的、多元文化的景观格局。

对于景观这一简单的系统来说,这或许是合理的。问题是,这种从形式抵达的景观格局设计否能符合内容即物种的维护必须?景观格局是为谁而设计的?  2.多样性维护的空间战略  生物多样性的失去主要有以下六方面的原因:(i)栖息地的消失;(ii)栖息地(景观)的碎裂化;(iii)外来种的侵略和疾病的蔓延;(iv)过度开发利用;(v)水、空气和土壤的污染;和(vi)气候的转变其中,栖息地的消失和碎裂是生物多样性消失的最主要原因之一。在中国特别是在如此(BCCA,1992)。

栖息地的消失必要造成物种的很快消失,而栖息地的碎裂化则造成栖息地内部环境条件的转变,使物种缺少充足大的栖息于和运动空间,并不利于外来物种的入侵。适应环境于在大的整体景观中存活的物种一般蔓延能力都弱,所以最易受到碎裂简化的影响。  尽管生物维护的景观规划途径有所不同,一些空间战略都被普遍认为是有效地的。

这些战略对解决上述人为扰有大力起到。还包括:  (i)创建意味著维护的栖息地核心区;  (ii)创建缓冲区以增加外围人为活动对核心区的阻碍;  (iii)在栖息地之间创建廊道;  (iv)减少景观的异质性;  (v)在关键性的部位引进或完全恢复乡土景观斑块。  2.1意味著维护核这是大自然维护中最传统的战略,其基本思想是将维护对象(割遗斑块或濒临绝种物种栖息地)尽可能原始地维护一起,并将人类活动敌视在核心区周围的缓冲区以外。  岛屿生物地理学特别强调自然保护区设计中的面积和邻近关系。

这一理论最先由Preston(1962)和MacArthur及Wilson(1963,1967)等首先明确提出并发展。这一理论假设一个岛上的物种数目最后将渐趋一种动态平衡。造成均衡的两种过程是物种的迁出和绝种。超过平衡状态的物种数主要各不相同岛屿的大小和岛屿离种源的距离,即面积效应(AreaEffect)和距离效应(DistanceEffect)。

也就是说,一个小的保护区不但最后将不能容许少数物种的存活,并在一开始就使物种很快消失。而靠近种源的保护地,则很难使物种有再行迁出来代替消失的个体。这一假设某种程度在海洋岛屿和孤立无援的陆地割遗斑块的仔细观察中获得证实(闻FrankelandSoule,1981;Harris1984;FormanandGodron1986;Forman1995)。

但是,陆地景观斑块与海洋岛屿的状况有相当大差异(Forman1979;Harris1984),目前还没一个有效地的途径来取决于陆地景观斑块隔绝状况。有学者明确提出用景观阻力(LandscapeResistance)来取决于栖息地斑块间的隔绝程度(FormanandGodronz1986;Formam1995)。影响景观阻力的因素还包括景观的基相质地和边界频率等。Kanaapen等(1992)明确提出用大于积累阻力来取决于隔绝程度。

  岛屿生物地理学的越大就越好和就越将近就越好的基本原则在今天仍被广为拒绝接受,但也有有所不同的观点(如SimberloffandAbele1976),指出几个小的保护区有可能比一个大型保护区有更加多的优越性。一些体现面积和物种及种群关系的门槛为规划获取了简单的指导。

其中之一是种群身体健康所必须的大于面积(ViableMinimumArea)。回应,有两条法则,即近期法则和长年法则。近期法则主张大于的有效地种群数是50;长年法则主张大于种群数为200-500,这样才能确保生物维护的长年安全性。

根据这两个门槛,可以适当地确认大于面积(FrankelandSoule1981;Harris1984)。根据岛屿生物地理学,物种与面积之间不存在着以下的关系(MacArthurandWilson1967)  其中S和A分别是物种数和面积(公顷),C和z是特定物种及环境条件下的参数。尽管C和Z因具体情况变化很大(闻Wilcox1980),这一公式认为,当栖息地斑块很小时维护面积的微小减少不会造成物种的大幅减少,而当栖息地斑块相当大时,其面积的更进一步不断扩大不能减少少量的物种。

根据这一特点,一般指出保护区的面积每增加十倍,物种数将损失30%.  另一种门槛变量是碎裂度。根据砍伐的仿真指出,景观中最少有50-70%的原先森林生境才能维护物种及生态过程的身体健康和保持长时间秩序(FranklinandForman1987)  2.2缓冲区缓冲区(BufferZones)或过渡带(TransitionZones)的功能是维护核心区的生态过程和大自然物种形成,增加外界景观人为阻碍带给的冲击。一般来说的方法是在维护核心区周围划一辅助性的维护和管理范围。

但企图在维护核周围创建缓冲区的设想往往不会落空,原因是缓冲区土地的所有权法律上不属于保护区管理部门(闻McNee1y1992)。在有的情况下保护区内部也另设缓冲区。

但是,国际上关于如何区分缓冲区的技术问题仍然没解决问题。也就是说缓冲区应当划出到什么地方,如何划出才最不利于维护同时不给当地居民带给过分的经济损失。似乎,以维护核心为中心同心圆式地区分缓冲区的作法是不科学的。

一个新的区分缓冲区的途径是利用阻力面的等阻线来确认其边界和形状(Yu,1995a-b,1996a)。阻力面类似于与地形表面,其中有斜坡和陡坡,呈现出一些门槛特征。据此来区分缓冲区不但可以有效地利用土地,而且,可以判断缓冲区合理的形状和格局,增加缓冲区区分的盲目性。  2.3创建廊道(Corridor)  对付景观碎裂简化的一个最重要空间战略是在比较孤立无援的栖息地斑块之间建立联系。

其中最主要的是创建廊道。生态学家们普遍认为,通过廊道将孤立无援的栖息地斑块与大型的种源栖息地相联接不利于物种的持续,和减少生物多样性(闻FormanandGodron1986;HarrisandScheck1991;SaundersandHobbe1991;Forman1995)。这一观点最近在景观规划和设计领域内获得严肃的对待(SmithandHellmund1993)。

  理论上谈,相近的栖息地斑块之间通过廊道可以减少基因的互相交换和物种流动,给缺少空间蔓延能力的物种获取一个倒数的栖息地网络,减少物种新的迁出的机会和获取乡土物种存活的机会。许多实地仔细观察也证实了廊道的这种功能(参见HarrisandScheck1991;Forman1995)。  廊道的联系和电磁辐射功能使他们沦为增进未来生物多样性演化的最重要景观结构(Erwin1991)。根据这一功能,廊道的设计不应与生物进化的轨迹相适应,连接起来最重要的物种源以维护大大的物种交流和电磁辐射。

  但是,廊道的意义也无法过分地特别强调。他们有时并无法起着联系乡土栖息地的起到。忽略,他们有可能对乡土物种带给危害。

在大尺度空间上的一个例子是南北美大陆连接起来的构成在过去几百万年内造成生物多样性的灾难性的损失(May1978;Gould1993,p347)。在小尺度上的仔细观察也证明廊道对乡土物种的危害性(闻HarrisandSheck1991)。对某些生态过程有促进作用的廊道,才是对某些物种的运动有妨碍起到。连结孤立无援栖息地之间的廊道往往不会引领天敌的转入,或外来物种的入侵而危协到乡土物种的存活。

美国佛罗里达州的研发就有许多这样的问题。外来物种沿着交通廊道入侵景观深处,危协乡土物种的存活(闻HarrisandScheck1991)。  由于廊道功能的这些对立,拒绝景观设计师慎重考虑到如何使廊道不利于乡土生物多样性的维护。

尤其不应侧重以下几个方面的考虑到(Harrisandsheck1991):(i)少于一条廊道:多一条廊道就相等于为物种的空间运动多减少一个可选择的途径,为其安全性减少一份保险。  (ii)乡土特性:包含廊道的植被本身不应是乡土植物。  (iii)就越长就越好:廊道必需与种源栖息地相联接,必需有充足的宽度。

否则,廊道不但起将近空间联系的效用,而且,有可能引领外来物种的侵略。至于多长的廊道更为适合,目前尚不定论,但就越长越少是一条基本原则。  至于针对某一种动物运动的廊道,当地的生物和生态专家的经验往往能获取最可信的参照(Binford等1993)  (iv)大自然的本底:廊道不应是大自然的或是对原先大自然廊道的完全恢复。

任何人为设计的廊道都必需与大自然的景观格局,如水系格局相适应。其它连接起来碎裂斑块的方式还包括创建动物运动的跳板(SteppingStones),改建栖息地斑块之间的质地和增加景观中的硬性边界频度等以增加动物穿过景观的阻力。  2.4减少景观的异质性(Heterogeneity)  实验仔细观察和仿真研究都表明,景观异质性或时空的金字斑特性(Patchenes)不利于物种的存活和倒数及整体生态系统的平稳(Turner1987;PickettandThompson1978;KolasaandPickett1991;Renshaw1991;Kozakienicz1995;Forman1995)。许多物种必须两种或多种栖息地环境。

景观的空间格局与时间更迭一样可能会变得杂乱无章。但这种动态和交错抹去了景观中的剧烈性的变化,使系统保持稳定。

所以,维护和有意识地减少景观的异质性有时是适当的。(FrankelandSoule1981;Hayes等1987)。减少异质性的人为措施还包括控制性的火烧或水淹、砍伐等。  2.5完全恢复栖息地另一种代价很高的生物维护战略是栖息地的完全恢复,在关键性的部位引入乡土栖息地斑块,作为孤立无援栖息地之间的跳板,或减少一个适宜于维护对象的栖息地。

这样可以大大强化生物多样性维护的效果,同时也可提升景观的美学价值(Hayes等1987;Morris1987)。  上述多种生物多样性的维护战略都在有所不同程度上有大力起到。

关键的问题是在什么地方和怎样来建构上述空间结构和战略。也就是说在什么地方区分缓冲区?在什么地方辟廊道来连接起来栖息地斑块?在什么地方引进新的斑块来有效地影响生态过程?这些问题还预想获得解决问题。  3.生物维护的景观规划途径辩论  3.1广泛的缺失和不应改良的方面上述关于生物维护的景观规划途径和空间战略总一起有以下两个方面的严重不足:(i)被动的途径除少数值得注意,目前生物维护多使用被动方式。

生物多样性或乡土栖息地被作为被动的维护对象,被圈在一定的地区或容许在一定的网络内运动。如果把生物对景观的利用作为一个依存的生态过程,一种对景观的竞争性的掌控过程,情景可能会很不一样。在这种假设下,通过辨识关键性的景观局部和空间联系,而利用物种自身的对空间的探寻和强占能力来维护生物多样性。

这也正是景观生态安全性格局(EcologicalSecurityPatterns)概念的基本出发点之一(Yu1995a-c,1996a-b)。  (ii)局限于对实体景观的维护由于上述关于把物种作为被动对象维护在特定地域和现存景观元素中的局限性,生物维护中的景观生态研究和规划往往侧重现有景观元素及格局与生物运动过程的关系(LaverandHaine-Young1993)或略显记述和重现现存的景观实体元素而对景观的另一半,即作为景观实体元素背景的部分研究很少。而才是是这部分虚体景观,如作为景观中森林斑块背景的农用基质,对物种的空间运动起作很最重要的起到。

那么,在这种景观基质、或背景中否不存在着某种隐蔽的或是潜在的结构,影响、甚致掌控着景观生态过程呢?  由于上述两个局限性,生物维护的上述空间战略的有效性也就有一点猜测了。如传统的缓冲区的区分方法,和根据现存的大自然结构来创建廊道并坚信物种能利用其展开空间运动等都有一点更进一步辩论。  所以,下列三个问题仍然不存在:  (a)如果要自由选择某一栖息地展开维护不应如何自由选择,还包括什么和在什么方位。  (b)如果两个或多个孤立无援的栖息于之间必须构筑廊道,什么地方另设廊道才具备高效性。

  (c)如果完全恢复一个发育的景观,不应在什么地方著手,才可以使完全恢复过程更加有效地,还包括有效地使乡土物种以求保持和后代,和有效地制止外来物种的入侵。  对这些问题的问不但必须实地考察现存景观元素及其空间格局,同时还不应研究潜在的景观基础设施。景观生态安全性格局理论在这方面不作了可行性的探究(Yu1995a-c,1996a-b)  3.2一些具备灵感意义的概念针对上述广泛使用的景观规划和空间战略的局限性,有学者明确提出了一些新的概念和模式。

尽管这些新概念仍相当大程度上还逗留在理论阶段。但对未来生物维护的景观规划放有最重要的灵感意义。  (i)景观的空间构型概念(SpatialConfiguration)  这一概念特别强调景观的构型,即景观元素的坐落关系。景观的空间构型有可能比笼统意义上的景观异质性或景观的嵌合体特性更加具备意义(Forman1990,1995)但关于这一设想尚能没更进一步的实验仔细观察的反对。

  某种程度的设想也包括在森林的群岛模式之中,这一模式主要辩论碎裂简化的割遗森林景观的空间产于(Harrs1984)。该模式特别强调斑块在联系整体群岛系统中的起到不应作为斑块被中选作为维护对象的首要因素。单一斑块自由选择作为维护对象的标准还包括:①空间方位,②总的物种丰富性,③对特有区系成分存活和沿袭的意义,④再次发生遗传变异的可能性。

而自由选择栖息地岛屿保护地的压倒一切的维护标准是其在整体景观生态系统中的作?quot;(Harris1984,p158)。  (ii)演化动态世系概念(EvolutionaryDynamicLineage)  这一概念指出,目前生物维护的战略基本上是维护那些于是以南北绝种的珍贵物种,而这并不是我们所需的。应当维护的是演化的过程(Erwin1991)。

那些对当代演化过程有最重要意义的关键地区不应作为我们的维护和管理重点。根据物种演化的空间轨@瓷杓凭肮凵;窬郑攀股锉;哂幸庖宥魑颐墙窈笈姆较颉?/p  (3)景观阻力的概念(LandscapeReristance)  用景观阻力来取决于景观中栖息地岛屿的隔绝状态在景观生态规划中具备最重要意义(Forman1995)。景观阻力根据景观介面特征和距离来取决于物种穿过景观时遇上的阻力。

其中一个最具备吸引力的阻力计算出来模型是大于积累阻力模型(MinimumCumulativeResistance即MCR)(Knaapen等1992;Yu1995a-b,1996a)。根据MCR可以获得一个阻力表面。根据阻力表面的上的某些空间属性,还包括点线面特征可以判断对掌控生态东流和运动有关键意义的潜在的战略性局部、方位和空间联系,即景观生态安全性格局,它们对维护生物多样性和确保生态过程的身体健康与安全性具备最重要意义。

基于景观生态安全性格局展开景观生态规划设计可以使生物维护和景观转变具备高效性(Yu1995a-c,1996a-b)。  总之,景观生态学,维护生物学和岛屿生物地理学的研究成果为生物维护获取了非常丰富的经验累积和理论指导,而景观规划设计在生态学的理论和经验与生物多样性维护实践中之间构筑了一道桥梁,其专业前景是辽阔而极富挑战性的。.。


本文关键词:生物,多样性,保护,的,景观,规划,途径,概要,欧宝体育官网

本文来源:欧宝体育app-www.jshahy.com