《景观设计学》专题------生物多样性保护

1《景观设计学》专题------生物多样性保护1.生物多样性保护生物多样性（biodiversity）是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生态综合体。2.生物多样性保护的三层含义(1)遗传多样性，即指所有遗传信息的总和，它包含在动植物和微生物个体的基因内；(2)物种多样性，即生命机体的变化和多样化；(3)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3.生物多样性保护的层次(1)景观或生态系统综合体层次，(2)群落层次，(3)物种层次，(4)种群层次和(5)基因层次。4.生物多样性保护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。前者强调濒危物种本身的保护，而后者则强调景观系统和自然地的整体保护，力图通过保护景观的多样性来实现生物多样性的保护。保护战略上的两种不同途径也体现在以生物保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。尽管两者都考虑物种和生态基础设施的保护，但前者的规划过程是从物种到景观格局，而后者是从景观元素到景观格局。（1）以物种为出发点的景观规划途径该规划方法强调，使景观生态规划具有意义的充分必要条件是选准保护对象，并对其习性、运动规律和所有相关信息有充分的了解。以此为基础来设计针对特定物种的景观保护格局。一个整体优化的生物保护景观格局是由多个以单一物种保护为对象的景观最佳格局的叠加与谐调。这一途径一般可分为下列五个步骤：(1)根据物种的重要性，选择目前的或潜在的保护对象。(2)收集关于保护对象的信息，包括查阅文献，明确适合于每一保护对象的最佳景观结构。(3)汇总和比较所有保护对象对景观的需要。(4)修改保护物种清单以取得保护的谐调与一致性。(5)综合以单一物种保护为目的的景观规划来获得某一地域的总体生物保护景观规划。如果有足够详尽的关于物种及其相关联系的信息的话，以物种为中心的景观规划途径可以说是，最有效和科学的生物保护途径。但是，这一途径一开始就将可能遇到规划师和生物学家都无法解决的问题，即什么物种应优先保护的问题。人们一般从三个方面的标准来选择优先保护的物种：(1)目前的稀有、特有性，受威胁状态及其实用性，大型哺乳动物和那些被列入国际濒危物种名单之列的物种显然应作为首选的保护对象。往往被作为首选对象。(2)物种在生态系统及群落中的地位。保护对象应对维护整体生态平衡有关键作用。(3)物种的进化意义。一种杂草可能本身很不起眼，在群落内也表现不出重要意义，但却有可能对进化史及未来生物多样性的发展有重要价值。用进化的观点来进行生物多样性保护比被动地保护现存的濒危物种更具有意义。（2）以景观元素保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进行规划设计。该途径认为，现实的生态过程发生在一个时空嵌合体中，包含生物等级系统的各个层次。而批评以物种或群落保护为对象的规划只是偏面地解决了一个连续的复杂系列的局部和片段。因此，以景观元素为核心的整体规划途径强调以下的步骤：(1)生态过程和生物多样性成份包含在一个广泛的时空尺度上，因此，一个全面的规划应该以生物等级系统的各个层次的受协成分或节点(Node)作为保护对象。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2国家公园和自然保护区。而对单一物种本身则不作深入考察。(2)因为景观的破碎和分割被认为是危胁生物多样性的一个最重要因素，所以，规划强调景观的连结关系和格局设计。规划的目标是将每一景观中各种大小的节点连接成为整体的保护网络，并在区域和大陆尺度上建立景观保护体系。(3)景观及其保护必须从时空系统和动态的、飘移的嵌合体(ShiftingMosaic)角度来认识和理解。所以，生物多样性保护的景观规划旨在维护嵌合体的稳定性，综合考虑保护及发展规划，以实现景观的可持续性。与以物种为核心的规划不同，以景观元素为核心的规划的第一步不是确定单一物种作为保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，然后提出方案来利用和改进现存的格局，建立景观保护基础设施。包括在现有景观格局基础上，加宽景观元素间的联接廊道、增加景观的多样性、引入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包括岛屿生物地理学和景观生态学。景观的连续性、异质性、动态和飘移等是规划着重考虑的景观特性。5.生物多样性的丧失主要有以下六方面的原因：(1)栖息地的消失；(2)栖息地(景观)的破碎化；(3)外来种的入侵和疾病的扩散；(4)过度开发利用；(5)水、空气和土壤的污染；和(6)气候的改变。其中，栖息地的消失和破碎是生物多样性消失的最主要原因之一。在中国尤其如此。栖息地的消失直接导致物种的迅速消亡，而栖息地的破碎化则导致栖息地内部环境条件的改变，使物种缺乏足够大的栖息和运动空间，并有利于外来物种的侵入。6.生物保护的景观规划途径(1)建立绝对保护的栖息地核心区；(2)建立缓冲区以减少外围人为活动对核心区的干扰；(3)在栖息地之间建立廊道；(4)增加景观的异质性；(5)在关键性的部位引入或恢复乡土景观斑块。（1）绝对保护核这是自然保护中最传统的战略，其基本思想是将保护对象(残遗斑块或濒危物种栖息地)尽量完整地保护起来，并将人类活动排斥在核心区周围的缓冲区以外。（2）缓冲区缓冲区(BufferZones)或过渡带(TransitionZones)的功能是保护核心区的生态过程和自然演替，减少外界景观人为干扰带来的冲击。通常的方法是在保护核心区周围划一辅助性的保护和管理范围。（3）建立廊道对抗景观破碎化的一个重要空间战略是在相对孤立的栖息地斑块之间建立联系。其中最主要的是建立廊道。生态学家们普遍认为，通过廊道将孤立的栖息地斑块与大型的种源栖息地相联接有利于物种的持续，和增加生物多样性理论上讲，相似的栖息地斑块之间通过廊道可以增加基因的交换和物种流动，给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络，增加物种重新迁入的机会和提供乡土物种生存的机会。廊道的联系和辐射功能使他们成为促进未来生物多样性进化的重要景观结构。根据这一功能，廊道的设计应与生物进化的轨迹相适应，联接重要的物种源以保护不断的物种交流和辐射。由于廊道功能的这些矛盾，要求景观设计师谨慎考虑如何使廊道有利于乡土生物多样性的保护。特别应注重以下几个方面的考虑：(1)多于一条廊道：多一条廊道就相当于为物种的空间运动多增加一个可选择的途径，为其安全增加一份保险。3(2)乡土特性：构成廊道的植被本身应是乡土植物。(3)越宽越好：廊道必须与种源栖息地相联接，必须有足够的宽度。否则，廊道不但起不到空间联系的效用，而且，可能引导外来物种的入侵。至于多宽的廊道较为合适，目前尚无定论，但越宽越好是一条基本原则。（4）恢复栖息地另一种代价很高的生物保护战略是栖息地的恢复，在关键性的部位引进乡土栖息地斑块，作为孤立栖息地之间的“跳板”，或增加一个适宜于保护对象的栖息地。这样可以大大增强生物多样性保护的效果，同时也可提高景观的美学价值。上述多种生物多样性的保护战略都在不同程度上有积极作用。关键的问题是在什么地方和怎样来构建上述空间结构和战略。也就是说在什么地方划分缓冲区?在什么地方建廊道来联接栖息地斑块?在什么地方引入新的斑块来有效地影响生态过程?这些问题还远未得到解决。7.生物保护的普遍缺陷(1)被动的途径除少数例外，目前生物保护多采用被动方式。生物多样性或乡土栖息地被作为被动的保护对象，被圈在一定的地区或限制在一定的网络内运动。如果把生物对景观的利用作为一个能动的生态过程，一种对景观的竞争性的控制过程，情景可能会很不一样。在这种假设下，通过识别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索和侵占能力来保护生物多样性。这也正是景观生态安全格局概念的基本出发点之一(Yu1995a-c,1996a-b)。(2)局限于对“实体”景观的保护由于上述关于把物种作为被动对象保护在特定地域和现存景观元素中的局限性，生物保护中的景观生态研究和规划往往注重现有景观元素及格局与生物运动过程的关系或偏于记载和再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。而恰恰是这部分“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重要的作用。那么，在这种景观基质、或背景中是否存在着某种隐藏的或是潜在的结构，影响、甚致控制着景观生态过程呢？下列三个问题依然存在：(a)如果要选择某一栖息地进行保护应如何选择，包括什么和在什么位置。(b)如果两个或多个孤立的栖息之间需要构筑廊道，什么地方设廊道才具有高效性。(c)如果恢复一个退化的景观，应在什么地方着手，才可以使恢复过程更有效，包括有效地使乡土物种得以维持和繁衍，和有效地阻止外来物种的侵入。8.确定生物廊道宽度时应该注意的问题（1）应使生态廊道足够的宽以减少边缘效应的影响，同时应该使内部生境尽可能的宽；（2）根据可能使用生态廊道的最敏感物种的需求来设置廊道宽度；（3）尽量将最高质量的生境包括在生态廊道的边界内；（4）对于较窄且缺少内部生境的廊道来说，应该促进和维持植被的复杂性以增加覆盖度及廊道的质量；（5）除非廊道足够的宽（比如超过1km），否则廊道应该每隔一段距离都有一个节点性的生境斑块出现；（6）廊道应该联系和覆盖尽可能多的环境梯度类型，也即生境的多样性。9.生物多样性的形成生物进化的过程中，物种和物种之间、物种和无机环境之间共同进化，导致物种多样性的形成。10.生物多样性的价值（1）直接价值：生物为人类提供了食物、纤维、建筑和家具材料及其他工业原料。生物多样性还有美学价值，可以陶冶人们的情操，美化人们的生活。如果大千世界里没有色彩纷呈的植物和神态各异的动物，人们的旅游和休憩也就索然寡味了。正是雄伟秀丽的名山大川与五颜六色的花鸟鱼虫相配合，才构成令人赏心悦4目、流连忘返的美景。另外，生物多样性还能激发人们文学艺术创作的灵感。（2）间接使用价值：间接使用价值指生物多样性具有重要的生态功能。无论哪一种生态系统，野生生物都是其中不可缺少的组成成分。在生态系统中，野生生物之间具有相互依存和相互制约的关系，它们共同维系着生态系统的结构和功能。野生生物一旦减少了，生态系统的稳定性就要遭到破坏，人类的生存环境也就要受到影响。①非消费性使用价值：保护生物资源可以为人类社会带来日益增长的利益，这种效益因地域和物种的不同而各不相同。大致可归纳为以下几个方面：*光合作用固定太阳能，使光能经绿色植物进入食物链，从而给可收获物种提供维持系统。*生态系统的功能包括传粉、基因流动、异花授精的繁殖功能、维持环境的效力和对经济物种获取有益遗传品质有影响的物种，保持进化过程，在生态系统中使竞争者之间保持永恒的张力。*污染物的吸收和分解，包括有机废物、农药以及空气和水污染物的分解作用。*娱乐和生态旅游（recreationandecotourism）。指人们采用不同的方式利用生物资源开展娱乐活动。在不破坏自然环境的条件下进行旅游活动称为生态旅游。*保护土壤：受自然植被覆盖和凋落层保护的优质土壤可保持肥力、防止危险滑坡、保护海岸和河岸以及防止淤积作用对珊瑚礁、淡水和近海渔业的破坏。*调节气候:生态系统对大气候及局部气候均有调节作用包括对温度降水和气流的影响*稳定水文：在集水区内发育良好的植被具有调节迳流的作用。植物根系深入土壤使土壤对雨水更具有渗透性。有植被地段比裸地的径流较为缓慢和均匀。一般在森林覆盖地区雨季可减弱洪水干季在河流中仍有流水。②选择价值：保护野生动植物资源，以尽可能多的基因，可以为农作物或家禽，家畜的育种提供更多的可供选择的机会。③存在价值：有些物种，尽管其本身的直接价值很有限，但它的存在能为该地区人民带来某种荣誉感或心理上的满足。④科学价值：有些动植物物种在生物演化历史上处于十分重要的地位，对其开展研究有助于搞清生物演化的过程。如一些孑遗