《景觀設(shè)計(jì)學(xué)》專題------生物多樣性保護(hù)

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1、《景觀設(shè)計(jì)學(xué)》專題生物多樣性保護(hù) 生物多樣性保護(hù) 生物多樣性(biodiversity)是指一定范圍內(nèi)多種多樣活的有機(jī)體(動(dòng)物、植物、微生物有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成穩(wěn)定的生態(tài)綜合體。 生物多樣性保護(hù)的三層含義 (1) 遺傳多樣性，即指所有遺傳信息的總和，它包含在動(dòng)植物和微生物個(gè)體的基因內(nèi)； (2) 物種多樣性，即生命機(jī)體的變化和多樣化； (3) 生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，而棲息地、生物群落和生物圈內(nèi)生態(tài)過(guò)程的多樣化生物多樣性保護(hù)的層次 (1) 景觀或生態(tài)系統(tǒng)綜合體層次，(2)群落層次，(3)物種層次，(4)種群層次和(5)基因?qū)哟?。生物多樣性保護(hù)兩種途徑 以物種為中心的途徑和以生態(tài)系統(tǒng)為中心

2、的途徑。前者強(qiáng)調(diào)瀕危物種本身的保護(hù)，而后者則強(qiáng)調(diào)景觀系統(tǒng)和自然地的整體保護(hù)，力圖通過(guò)保護(hù)景觀的多樣性來(lái)實(shí)現(xiàn)生物多樣性的保護(hù)。保護(hù)戰(zhàn)略上的兩種不同途徑也體現(xiàn)在以生物保護(hù)為目的的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中：以物種為出發(fā)點(diǎn)的的規(guī)劃途徑和以景觀元素為出發(fā)點(diǎn)的的規(guī)劃途徑。盡管兩者都考慮物種和生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)，但前者的規(guī)劃過(guò)程是從物種到景觀格局，而后者是從景觀元素到景觀格局。 (1) 以物種為出發(fā)點(diǎn)的景觀規(guī)劃途徑該規(guī)劃方法強(qiáng)調(diào)，使景觀生態(tài)規(guī)劃具有意義的充分必要條件是選準(zhǔn)保護(hù)對(duì)象，并對(duì)其習(xí) 性、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和所有相關(guān)信息有充分的了解。以此為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)針對(duì)特定物種的景觀保護(hù)格局。一個(gè)整體優(yōu)化的生物保護(hù)景觀格局是由多個(gè)以

3、單一物種保護(hù)為對(duì)象的景觀最佳格局的疊加與諧調(diào)。 這一途徑一般可分為下列五個(gè)步驟： (1) 根據(jù)物種的重要性，選擇目前的或潛在的保護(hù)對(duì)象。 (2) 收集關(guān)于保護(hù)對(duì)象的信息，包括查閱文獻(xiàn)，明確適合于每一保護(hù)對(duì)象的最佳景觀結(jié)構(gòu)。 (3) 匯總和比較所有保護(hù)對(duì)象對(duì)景觀的需要。 (4) 修改保護(hù)物種清單以取得保護(hù)的諧調(diào)與一致性。 (5) 綜合以單一物種保護(hù)為目的的景觀規(guī)劃來(lái)獲得某一地域的總體生物保護(hù)景觀規(guī)劃。如果有足夠詳盡的關(guān)于物種及其相關(guān)聯(lián)系的信息的話，以物種為中心的景觀規(guī)劃途徑 可以說(shuō)是，最有效和科學(xué)的生物保護(hù)途徑。但是，這一途徑一開始就將可能遇到規(guī)劃師和生物學(xué)家都無(wú)法解決的問(wèn)題，即什

4、么物種應(yīng)優(yōu)先保護(hù)的問(wèn)題。人們一般從三個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇優(yōu)先保護(hù)的物種： (1) 目前的稀有、特有性，受威脅狀態(tài)及其實(shí)用性，大型哺乳動(dòng)物和那些被列入國(guó)際瀕危物種名單之列的物種顯然應(yīng)作為首選的保護(hù)對(duì)象。往往被作為首選對(duì)象。 (2) 物種在生態(tài)系統(tǒng)及群落中的地位。保護(hù)對(duì)象應(yīng)對(duì)維護(hù)整體生態(tài)平衡有關(guān)鍵作用。 (3) 物種的進(jìn)化意義。一種雜草可能本身很不起眼，在群落內(nèi)也表現(xiàn)不出重要意義，但卻有可能對(duì)進(jìn)化史及未來(lái)生物多樣性的發(fā)展有重要價(jià)值。用進(jìn)化的觀點(diǎn)來(lái)進(jìn)行生物多樣性保護(hù)比被動(dòng)地保護(hù)現(xiàn)存的瀕危物種更具有意義。 (2) 以景觀元素保護(hù)為出發(fā)點(diǎn)的途徑這一途徑并不基于對(duì)單一物種的深入研究來(lái)作景觀規(guī)劃，而是

5、把生物空間等級(jí)系統(tǒng)作為 一個(gè)整體來(lái)對(duì)待。集中針對(duì)景觀的整體特征如景觀的連續(xù)性，異質(zhì)性和景觀的動(dòng)態(tài)變化來(lái)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。該途徑認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)的生態(tài)過(guò)程發(fā)生在一個(gè)時(shí)空嵌合體中，包含生物等級(jí)系統(tǒng)的各個(gè)層次。而批評(píng)以物種或群落保護(hù)為對(duì)象的規(guī)劃只是偏面地解決了一個(gè)連續(xù)的復(fù)雜系列的局部和片段。因此，以景觀元素為核心的整體規(guī)劃途徑強(qiáng)調(diào)以下的步驟： (1) 生態(tài)過(guò)程和生物多樣性成份包含在一個(gè)廣泛的時(shí)空尺度上，因此，一個(gè)全面的規(guī)劃應(yīng)該以生物等級(jí)系統(tǒng)的各個(gè)層次的受協(xié)成分或節(jié)點(diǎn)(Node)作為保護(hù)對(duì)象。強(qiáng)調(diào)節(jié)點(diǎn)的多樣性,這些節(jié)點(diǎn)小到一棵孤樹或一個(gè)森林斑塊，大到國(guó)家公園和自然保護(hù)區(qū)。而對(duì)單一物種本身則不作深入考察。

6、(2) 因?yàn)榫坝^的破碎和分割被認(rèn)為是危脅生物多樣性的一個(gè)最重要因素，所以，規(guī)劃強(qiáng)調(diào)景觀的連結(jié)關(guān)系和格局設(shè)計(jì)。規(guī)劃的目標(biāo)是將每一景觀中各種大小的節(jié)點(diǎn)連接成為整體的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，并在區(qū)域和大陸尺度上建立景觀保護(hù)體系。 (3) 景觀及其保護(hù)必須從時(shí)空系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)的、飄移的嵌合體(ShiftingMosaic)角度來(lái)認(rèn)識(shí)和理解。所以，生物多樣性保護(hù)的景觀規(guī)劃旨在維護(hù)嵌合體的穩(wěn)定性，綜合考慮保護(hù)及發(fā)展規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)景觀的可持續(xù)性。 與以物種為核心的規(guī)劃不同，以景觀元素為核心的規(guī)劃的第一步不是確定單一物種作為保護(hù)對(duì)象與研究其特性，而是首先分析現(xiàn)存景觀元素及相互間的空間聯(lián)系或障礙，然后提出方案來(lái)利用和改進(jìn)現(xiàn)存的

7、格局，建立景觀保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施。包括在現(xiàn)有景觀格局基礎(chǔ)上，加寬景觀元素間的聯(lián)接廊道、增加景觀的多樣性、引入新的景觀斑塊和調(diào)整土地利用格局。 此景觀元素為核心的規(guī)劃途徑的理論指導(dǎo)包括島嶼生物地理學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)。景觀的連 續(xù)性、異質(zhì)性、動(dòng)態(tài)和飄移等是規(guī)劃著重考慮的景觀特性。 生物多樣性的喪失主要有以下六方面的原因： (1) 棲息地的消失；(2)棲息地(景觀)的破碎化；(3)外來(lái)種的入侵和疾病的擴(kuò)散；(4)過(guò)度開發(fā)利用；(5)水、空氣和土壤的污染；和(6)氣候的改變。 其中，棲息地的消失和破碎是生物多樣性消失的最主要原因之一。在中國(guó)尤其如此。棲息地的消失直接導(dǎo)致物種的迅速消亡，而棲息地的破碎化

8、則導(dǎo)致棲息地內(nèi)部環(huán)境條件的改變使物種缺乏足夠大的棲息和運(yùn)動(dòng)空間，并有利于外來(lái)物種的侵入。 生物保護(hù)的景觀規(guī)劃途徑 (1) 建立絕對(duì)保護(hù)的棲息地核心區(qū)； (2) 建立緩沖區(qū)以減少外圍人為活動(dòng)對(duì)核心區(qū)的干擾； (3) 在棲息地之間建立廊道； (4) 增加景觀的異質(zhì)性； (5) 在關(guān)鍵性的部位引入或恢復(fù)鄉(xiāng)土景觀斑塊。 (1) 絕對(duì)保護(hù)核這是自然保護(hù)中最傳統(tǒng)的戰(zhàn)略，其基本思想是將保護(hù)對(duì)象(殘遺斑塊或?yàn)l危物種棲息地) 盡量完整地保護(hù)起來(lái)，并將人類活動(dòng)排斥在核心區(qū)周圍的緩沖區(qū)以外。 (2) 緩沖區(qū) 緩沖區(qū)(BufferZones)或過(guò)渡帶(TransitionZones)的功能是保護(hù)核

9、心區(qū)的生態(tài)過(guò)程和自然 演替，減少外界景觀人為干擾帶來(lái)的沖擊。通常的方法是在保護(hù)核心區(qū)周圍劃一輔助性的保護(hù)和管理范圍。 (3) 建立廊道對(duì)抗景觀破碎化的一個(gè)重要空間戰(zhàn)略是在相對(duì)孤立的棲息地斑塊之間建立聯(lián)系。其中最主要的是建立廊道。生態(tài)學(xué)家們普遍認(rèn)為，通過(guò)廊道將孤立的棲息地斑塊與大型的種源棲息地相聯(lián)接有利于物種的持續(xù)，和增加生物多樣性理論上講，相似的棲息地斑塊之間通過(guò)廊道可以增加基因的交換和物種流動(dòng)，給缺乏空間擴(kuò)散能力的物種提供一個(gè)連續(xù)的棲息地網(wǎng)絡(luò)，增加物種重新遷入的機(jī)會(huì)和提供鄉(xiāng)土物種生存的機(jī)會(huì)。廊道的聯(lián)系和輻射功能使他們成為促進(jìn)未來(lái)生物多樣性進(jìn)化的重要景觀結(jié)構(gòu)。根據(jù)這一功能，廊道的設(shè)計(jì)應(yīng)與生

10、物進(jìn)化的軌跡相適應(yīng)，聯(lián)接重要的物種源以保護(hù)不斷的物種交流和輻射。由于廊道功能的這些矛盾，要求景觀設(shè)計(jì)師謹(jǐn)慎考慮如何使廊道有利于鄉(xiāng)土生物多樣性的保護(hù)。特別應(yīng)注重以下幾個(gè)方面的考慮： (1)多于一條廊道：多一條廊道就相當(dāng)于為物種的空間運(yùn)動(dòng)多增加一個(gè)可選擇的途徑，為其安全增加一份保險(xiǎn)。 (2) 鄉(xiāng)土特性：構(gòu)成廊道的植被本身應(yīng)是鄉(xiāng)土植物。 (3) 越寬越好：廊道必須與種源棲息地相聯(lián)接，必須有足夠的寬度。否則，廊道不但起不到空間聯(lián)系的效用，而且，可能引導(dǎo)外來(lái)物種的入侵。至于多寬的廊道較為合適，目前尚無(wú)定論，但越寬越好是一條基本原則。 (4) 恢復(fù)棲息地另一種代價(jià)很高的生物保護(hù)戰(zhàn)略是棲息地的恢復(fù)，

11、在關(guān)鍵性的部位引進(jìn)鄉(xiāng)土棲息地斑塊作為孤立棲息地之間的“跳板”，或增加一個(gè)適宜于保護(hù)對(duì)象的棲息地。這樣可以大大增強(qiáng)生物多樣性保護(hù)的效果，同時(shí)也可提高景觀的美學(xué)價(jià)值。 上述多種生物多樣性的保護(hù)戰(zhàn)略都在不同程度上有積極作用。關(guān)鍵的問(wèn)題是在什么地方和怎樣來(lái)構(gòu)建上述空間結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略。也就是說(shuō)在什么地方劃分緩沖區(qū)?在什么地方建廊道來(lái)聯(lián)接棲息地斑塊?在什么地方引入新的斑塊來(lái)有效地影響生態(tài)過(guò)程?這些問(wèn)題還遠(yuǎn)未得到解決。生物保護(hù)的普遍缺陷 (1)被動(dòng)的途徑除少數(shù)例外，目前生物保護(hù)多采用被動(dòng)方式。生物多樣性或鄉(xiāng)土棲息地被作為被動(dòng)的保護(hù)對(duì)象，被圈在一定的地區(qū)或限制在一定的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如果把生物對(duì)景觀的利用作為一個(gè)

12、能動(dòng)的生態(tài)過(guò)程，一種對(duì)景觀的競(jìng)爭(zhēng)性的控制過(guò)程，情景可能會(huì)很不一樣。在這種假設(shè)下，通過(guò)識(shí)別關(guān)鍵性的景觀局部和空間聯(lián)系，而利用物種自身的對(duì)空間的探索和侵占能力來(lái)保護(hù)生物多樣性。這也正是景觀生態(tài)安全格局概念的基本出發(fā)點(diǎn)之一(Yu1995a-c,1996a-b)。 (2) 局限于對(duì)“實(shí)體”景觀的保護(hù)由于上述關(guān)于把物種作為被動(dòng)對(duì)象保護(hù)在特定地域和現(xiàn)存景觀元素中的局限性，生物保護(hù)中的景觀生態(tài)研究和規(guī)劃往往注重現(xiàn)有景觀元素及格局與生物運(yùn)動(dòng)過(guò)程的關(guān)系或偏于記載和再現(xiàn)現(xiàn)存的景觀實(shí)體元素而對(duì)景觀的另一半，即作為景觀實(shí)體元素背景的部分研究很少。而恰恰是這部分“虛體”景觀，如作為景觀中森林斑塊背景的農(nóng)用基質(zhì)，對(duì)物種

13、的空間運(yùn)動(dòng)起作很重要的作用。那么，在這種景觀基質(zhì)、或背景中是否存在著某種隱藏的或是潛在的結(jié)構(gòu)，影響、甚致控制著景觀生態(tài)過(guò)程呢？下列三個(gè)問(wèn)題依然存在： (a) 如果要選擇某一棲息地進(jìn)行保護(hù)應(yīng)如何選擇，包括什么和在什么位置。 (b) 如果兩個(gè)或多個(gè)孤立的棲息之間需要構(gòu)筑廊道，什么地方設(shè)廊道才具有高效性。 (c) 如果恢復(fù)一個(gè)退化的景觀，應(yīng)在什么地方著手，才可以使恢復(fù)過(guò)程更有效，包括有效地使鄉(xiāng)土物種得以維持和繁衍，和有效地阻止外來(lái)物種的侵入。確定生物廊道寬度時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題 (1) 應(yīng)使生態(tài)廊道足夠的寬以減少邊緣效應(yīng)的影響，同時(shí)應(yīng)該使內(nèi)部生境盡可能的寬； (2) 根據(jù)可能使用生態(tài)廊道的最敏

14、感物種的需求來(lái)設(shè)置廊道寬度； (3) 盡量將最高質(zhì)量的生境包括在生態(tài)廊道的邊界內(nèi)； (4) 對(duì)于較窄且缺少內(nèi)部生境的廊道來(lái)說(shuō)，應(yīng)該促進(jìn)和維持植被的復(fù)雜性以增加覆蓋度及廊道的質(zhì)量； (5) 除非廊道足夠的寬(比如超過(guò)1km),否則廊道應(yīng)該每隔一段距離都有一個(gè)節(jié)點(diǎn)性的生境斑塊出現(xiàn)； (6) 廊道應(yīng)該聯(lián)系和覆蓋盡可能多的環(huán)境梯度類型，也即生境的多樣性。 生物多樣性的形成生物進(jìn)化的過(guò)程中，物種和物種之間、物種和無(wú)機(jī)環(huán)境之間共同進(jìn)化，導(dǎo)致物種多樣性的形成。 生物多樣性的價(jià)值（1）直接價(jià)值：生物為人類提供了食物、纖維、建筑和家具材料及其他工業(yè)原料。生物多樣性還有美學(xué)價(jià)值，可以陶冶人們的情操，美

15、化人們的生活。如果大千世界里沒(méi)有色彩紛呈的植物和神態(tài)各異的動(dòng)物，人們的旅游和休憩也就索然寡味了。正是雄偉秀麗的名山大川與五顏六色的花鳥魚蟲相配合，才構(gòu)成令人賞心悅目、流連忘返的美景。另外，生物多樣性還能激發(fā)人們文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作的靈感。 （2）間接使用價(jià)值：間接使用價(jià)值指生物多樣性具有重要的生態(tài)功能。無(wú)論哪一種生態(tài)系統(tǒng)，野生生物都是其中不可缺少的組成成分。在生態(tài)系統(tǒng)中，野生生物之間具有相互依存和相互制約的關(guān)系，它們共同維系著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。野生生物一旦減少了，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就要遭到破壞，人類的生存環(huán)境也就要受到影響。①非消費(fèi)性使用價(jià)值：保護(hù)生物資源可以為人類社會(huì)帶來(lái)日益增長(zhǎng)的利益，這種效益

16、因地域和物種的不同而各不相同。大致可歸納為以下幾個(gè)方面：*光合作用固定太陽(yáng)能，使光能經(jīng)綠色植物進(jìn)入食物鏈，從而給可收獲物種提供維持系統(tǒng)。*生態(tài)系統(tǒng)的功能包括傳粉、基因流動(dòng)、異花授精的繁殖功能、維持環(huán)境的效力和對(duì)經(jīng)濟(jì)物種獲取有益遺傳品質(zhì)有影響的物種，保持進(jìn)化過(guò)程，在生態(tài)系統(tǒng)中使競(jìng)爭(zhēng)者之間保持永恒的張力。*污染物的吸收和分解，包括有機(jī)廢物、農(nóng)藥以及空氣和水污染物的分解作用。*娛樂(lè)和生態(tài)旅游（recreationandecotourism）。指人們采用不同的方式利用生物資源開展娛樂(lè)活動(dòng)。在不破壞自然環(huán)境的條件下進(jìn)行旅游活動(dòng)稱為生態(tài)旅游。*保護(hù)土壤：受自然植被覆蓋和凋落層保護(hù)的優(yōu)質(zhì)土壤可保持肥力、防止

17、危險(xiǎn)滑坡、保護(hù)海岸和河岸以及防止淤積作用對(duì)珊瑚礁、淡水和近海漁業(yè)的破壞。*調(diào)節(jié)氣候:生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣候及局部氣候均有調(diào)節(jié)作用包括對(duì)溫度降水和氣流的影響*穩(wěn)定水文：在集水區(qū)內(nèi)發(fā)育良好的植被具有調(diào)節(jié)逕流的作用。植物根系深入土壤使土壤對(duì)雨水更具有滲透性。有植被地段比裸地的徑流較為緩慢和均勻。一般在森林覆蓋地區(qū)雨季可減弱洪水干季在河流中仍有流水 ② 選擇價(jià)值：保護(hù)野生動(dòng)植物資源，以盡可能多的基因，可以為農(nóng)作物或家禽，家畜的育種提供更多的可供選擇的機(jī)會(huì)。 ③ 存在價(jià)值：有些物種，盡管其本身的直接價(jià)值很有限，但它的存在能為該地區(qū)人民帶來(lái)某種榮譽(yù)感或心理上的滿足。 ④ 科學(xué)價(jià)值：有些動(dòng)植物物種在生物演化

18、歷史上處于十分重要的地位，對(duì)其開展研究有助于搞清生物演化的過(guò)程。如一些孑遺物種（銀杏） （3）潛在使用價(jià)值：就藥用來(lái)說(shuō)，發(fā)展中國(guó)家人口的80%依賴植物或動(dòng)物提供的傳統(tǒng)藥物，以保證基本的健康，西方醫(yī)藥中使用的藥物有40%含有最初在野生植物中發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)生物多樣性保護(hù)的意義生物多樣性是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我們的衣、食、住、行及物質(zhì)文化生活的許多方面都與生物多樣性的維持密切相關(guān)。 （1）首先，生物多樣性為我們提供了食物、纖維、木材、藥材和多種工業(yè)原料。我們的食物全部來(lái)源于自然界，維持生物多樣性，我們的食物品種會(huì)不斷豐富。人民的生活質(zhì)量會(huì)不斷提高，從溫飽型向小康型轉(zhuǎn)變。 （2）生物多樣性

19、還在保持土壤肥力、保證水質(zhì)以及調(diào)節(jié)氣候等方面發(fā)揮了重要作用。黃河流域曾是我們中華民族的搖籃，在幾千年以前，那里還是一片十分富饒的土地。樹木林立，百花芬芳，各種野生動(dòng)物四處出沒(méi)。但由于長(zhǎng)期的戰(zhàn)爭(zhēng)及人類過(guò)度地開發(fā)利用，這里已變成生物多樣性十分貧乏的地區(qū)，到處是黃土荒坡，遇到刮風(fēng)的天氣便是飛沙走石，沙漠化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。近年來(lái)由于人工植樹，大搞"三北防護(hù)林"工程，生物多樣性得到了一定程度的恢復(fù)，沙漠化進(jìn)程得到了抑制，森林覆蓋率逐年上升，環(huán)境不斷得到改善。 （3）生物多樣性在大氣層成分、地球表面溫度、地表沉積層氧化還原電位以及PH值等方面的調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用。例如，現(xiàn)在地球大氣層中的氧氣含量為21%，供給我們自由呼吸，這主要應(yīng)歸功于植物的光合作用。在地球早期的歷史中，大氣中氧氣的含量要低很多。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，假如斷絕了植物的光合作用，那么大氣層中的氧氣，將會(huì)由于氧化反應(yīng)在數(shù)千年內(nèi)消耗殆盡。 （4）生物多樣性的維持，將有益于一些珍稀瀕危物種的保存。我們都知道，任何一個(gè)物種一旦滅絕，便永遠(yuǎn)不可能再生。今天仍生存在我們地球上的物種，尤其是那些處于滅絕邊緣的瀕危物種，一旦消失了，那么人類將永遠(yuǎn)喪失這些寶貴的生物資源。而保護(hù)生物多樣性，特別是保護(hù)瀕危物種，對(duì)于人類后代，對(duì)科學(xué)事業(yè)都具有重大的戰(zhàn)略意義。