斑块多样性及其生态意义
2010-03-14 10:08阅读:
斑块多样性是指景观中斑块的数量、大小和斑块形状的多样性和复杂性。斑块是内部均一的、构成景观的组成部分。斑块是物种的集聚地,是景观中物质和能量迁移与交换的场所。本文所讨论的斑块是指广义的斑块,包括通常所讲的斑块、廊道和基质。斑块多样性可从以下三个方面来考虑。
2.1 景观中斑块的总数
单位面积上斑块的数目,即景观的完整性和破碎化。景观破碎化对物种的灭绝具有重要的影响。包围在原有斑块周围的其它斑块,对原有生境的物种并不适合,物种不易扩散,残存的斑块可以看作“生境的岛屿”。对于自然保护工作来说,面对连续的生境被破坏,应尽可能保护这些片断化生境中生存的物种库。景观破碎化一是缩小了某一类型生境的总面积和每一斑块的面积,会影响到种群的大小和灭绝的速率;二是在不连续的片断中,残留面积的再分配影响物种散布和迁移的速率。
2.2 景观中斑块面积的大小
斑块面积的大小不仅影响物种的分布和生产力水平,而且影响能量和养分的分布。一般来讲,斑块中能量和矿质养分的总量与其面积成正比,物种的多样性和生产力水平也随面积的增加而增加。大致的规律是面积增加10倍,物种增加2倍,面积增加100倍,物种增加4倍。即面积每增加10倍,所含的物种数量以2的幂函数增加,2为平均值,其数值通常在1.4~3.0之间。在陆地景观中,斑块中物种多样性与下列斑块特征有关,其顺序如下:
S = ƒ[+ 生境多样性 ± 干扰 + 面积 + 年龄 + 景观异质性
- 隔离程度-边界不连续性]
(2-1)
从上式可见,物种多样性与斑块面积显著相关。因而,在自然保护区设计时,对保护稀有种和濒危种以及维持稳定的生态系统,保护区面积是主要因素,而斑块的隔离程度、年龄和形状等其它因素则是次要因素。
r> 2.3 景观中斑块的形状
斑块的形状对生物的扩散和动物的觅食以及物质和能量的迁移具有重要的影响。例如,通过林地迁移的昆虫或脊椎动物,或飞越林地的鸟类,更容易发现垂直于它们迁移的方向的狭长采伐迹地,而遗漏圆形采伐迹地和平行迁移方向的狭长采伐迹地。不同的斑块形状对径流的过程和营养物质的截留都有不同的影响。斑块形状的最重要生态学特征是边缘效应。实践证明,林缘对于森林植物和动物区系成分有很大的影响。小片林地中心的种子雨是以林缘植物的种子为主,这样最终将改变森林的种类组成,内部耐阴植物将被来自林缘的不耐阴的种类所代替。小的和形状不规则的森林斑块不大可能维持森林内部的植物种群。人们发现鸣鸟在林缘不易做巢,而在林内做巢较成功,许多典型的物种被限制在边缘环境或内部环境之中。因此,调查斑块的内部面积与边缘面积的比率对了解物种多样性有重要意义。而不同生物种群对由环境决定的边缘宽度的反应是不同的,引起主要植被变化的边缘效应,其向林内伸展距离约为10—30m,距离大小决定于边缘是南向,还是北向。就动物物种而言,其向森林内部伸展的距离为300—600m,与边缘有关的捕食动物增加有关。