第八章岛屿生物学与保护区1061208

本章的主要内容本章的主要内容 1 1 自然保护区的概念和分类自然保护区的概念和分类2 2 自然保护区建设相关理论自然保护区建设相关理论3 3 自然保护区设计的原则和内容自然保护区设计的原则和内容4 4 自然保护区的管理自然保护区的管理一、自然保护区（一、自然保护区（Nature reserveNature reserve）的定义）的定义1.1.一般定义：一般定义：保护区保护区(Protected area)(Protected area)为为“受到受到人为保护的特定自然区域人为保护的特定自然区域。2.2.我国自然保护区定义为：我国自然保护区定义为：国家为了保护自然环国家为了保护自然环境和自然资源，促进国民经济的持续发展，将一境和自然资源，促进国民经济的持续发展，将一定面积的陆地和水体划分出来，并经各级人民政定面积的陆地和水体划分出来，并经各级人民政府批准而进行特殊保护和管理的区域。府批准而进行特殊保护和管理的区域。二、二、自然保护区的类型自然保护区的类型1.1.自然保护区的类型自然保护区的类型（1 1）世界保护联盟（）世界保护联盟（IUCNIUCN）的类型（按保护区的性质）：）的类型（按保护区的性质）：（2 2）我国自然保护区的划分）我国自然保护区的划分 按管理归属划分的保护区类型：按管理归属划分的保护区类型：按管理级别可划分类型：按管理级别可划分类型：按保护的主要对象划分为自然保护区按保护的主要对象划分为自然保护区按自然保护区大小按自然保护区大小（1 1）世界保护联盟（）世界保护联盟（IUCNIUCN）的类型（按保护区的性质）：）的类型（按保护区的性质）：严格的自然保护区严格的自然保护区荒野地保护区荒野地保护区国家公园国家公园自然遗迹保护区自然遗迹保护区栖息地栖息地/物种保护区物种保护区陆地陆地/海洋景观保护区海洋景观保护区资源管理保护区资源管理保护区（2 2）我国自然保护区的划分）我国自然保护区的划分（2 2）我国自然保护区的划分）我国自然保护区的划分按管理级别可划分类型：按管理级别可划分类型：（2 2）我国自然保护区的划分）我国自然保护区的划分按保护的主要对象划分为自然保护区：按保护的主要对象划分为自然保护区：生态系统类型保护区：生态系统类型保护区：森林生态系统草原、草甸生态系统、荒漠生态系统、森林生态系统草原、草甸生态系统、荒漠生态系统、陆地水体和湿地生态系统以及海洋生态系统陆地水体和湿地生态系统以及海洋生态系统5 5种类型种类型生物物种保护区：生物物种保护区：野生动物和野生植物野生动物和野生植物2 2种类型种类型 自然遗迹保护区自然遗迹保护区地质遗迹和古生物遗迹地质遗迹和古生物遗迹2 2种类型种类型 按自然保护区大小按自然保护区大小自然保护小区自然保护小区：指面积较小，由指面积较小，由县级以下行政机关设定保护县级以下行政机关设定保护的自然区域，的自然区域，或者在自然保护区的或者在自然保护区的主要保护区域以外划定的主要保护区域以外划定的保护地段，保护地段，一般不一定划分核心区、缓冲区和实验区。一般不一定划分核心区、缓冲区和实验区。自然保护区：自然保护区：指目前常规自然保护区，一般具有三区结构。指目前常规自然保护区，一般具有三区结构。自然保护区域：自然保护区域：指在一个地理单元内，由主要保护对象相同指在一个地理单元内，由主要保护对象相同的自然保护区组成的跨行政界限的大自然保护区，实施统一的自然保护区组成的跨行政界限的大自然保护区，实施统一规划、建设和管理。规划、建设和管理。自然保护区网络：自然保护区网络：指一定区域内由自然保护区和生境廊道构指一定区域内由自然保护区和生境廊道构成的生物保护系统。成的生物保护系统。大熊猫古今分布图图图 大熊猫古今分布图大熊猫古今分布图2.2.自然保护区的功能自然保护区的功能（1 1）保护生物多样性的基地）保护生物多样性的基地 （2 2）开展科学研究的天然实验室）开展科学研究的天然实验室 （3 3）进行宣传教育的自然博物馆）进行宣传教育的自然博物馆 （4 4）合理开发利用自然资源的示范）合理开发利用自然资源的示范 小小 结结:1 1 保护区和自然保护区的概念保护区和自然保护区的概念2 2 国内外关于自然保护区的分类国内外关于自然保护区的分类 根据保护区大小根据保护区大小 林业系统分类林业系统分类3 3 自然保护区主要功能自然保护区主要功能（一）保护区规划的理论基础：（一）保护区规划的理论基础：1岛屿生物地理学岛屿生物地理学 2 Meta-种群理论种群理论 3 种群遗传学种群遗传学 4 景观生态学等理论景观生态学等理论 1 岛屿生物地理学原理岛屿生物地理学原理（1 1）物种数量与岛屿面积的关系物种数量与岛屿面积的关系 19211921和和19221922年，以年，以ArheniusArhenius 和和 GleasonGleason建立了一个模型，揭建立了一个模型，揭示了物种存活数目与所占据面积（空间）之间的一般原则。示了物种存活数目与所占据面积（空间）之间的一般原则。S=CAZ LogS=logC+ZLogA 在上式中在上式中:S-:S-生物物种的数目；生物物种的数目；A-A-这些生物物种所存在的空间面积；这些生物物种所存在的空间面积；C-C-物种的分布密度，既单位面积内的物种数目；物种的分布密度，既单位面积内的物种数目；Z-Z-为某个统计指数。为某个统计指数。物种数量(s)生境面积（A）公式中的公式中的Z Z对于不同区域是一个十分复杂的函数，通过对于不同区域是一个十分复杂的函数，通过大量的研究发现大量的研究发现Z Z值经验数据区间值经验数据区间0.050.370.050.37。该模型是在均质环境条件下成立的该模型是在均质环境条件下成立的 “物种物种-面积面积”关系纯粹是一种经验统计关系，只能说关系纯粹是一种经验统计关系，只能说明静态的宏观模式。明静态的宏观模式。因此，物种面积关系模型需要改进。因此，物种面积关系模型需要改进。（2）“物种物种-面积面积”关系的发展关系的发展2 2 侵移、灭绝和均衡理论侵移、灭绝和均衡理论（1 1）侵移和灭绝的速率与物种数量的关系）侵移和灭绝的速率与物种数量的关系 MacArthurMacArthur和和 WilsonWilson在研究岛屿物种数量和岛屿面积时在研究岛屿物种数量和岛屿面积时证明证明:（下页图）。（下页图）。岛屿上的物种数量是侵移定居和灭绝的岛屿上的物种数量是侵移定居和灭绝的动态平衡。动态平衡。特定侵移和灭绝的速率与物种数量的关系特定侵移和灭绝的速率与物种数量的关系 岛屿上物种数量平衡模型示意图岛屿上物种数量平衡模型示意图 速速率率物种的数量物种的数量迁入率死亡率代表什么代表什么?？这里有这样一个问题：这里有这样一个问题：在迁入源（大陆）相同的情况下，在迁入源（大陆）相同的情况下，岛屿距迁入源远近是否对迁入率有影响。岛屿距迁入源远近是否对迁入率有影响。（1）新物种迁入岛屿的速率随着岛屿（）新物种迁入岛屿的速率随着岛屿（Established）物种的数量的增加而可能性减少。物种的数量的增加而可能性减少。（2）灭绝的速率则随岛屿物种数量的增加而增加）灭绝的速率则随岛屿物种数量的增加而增加。（3）S点的意义是迁入与灭绝处于平衡物种得数量点的意义是迁入与灭绝处于平衡物种得数量根据上图可以得出：根据上图可以得出：（2 2）岛屿物种数量与岛屿面积、大陆的距离的关系）岛屿物种数量与岛屿面积、大陆的距离的关系 近陆近陆远陆远陆迁入率迁入率死亡率死亡率小岛小岛大岛大岛 s1 s2 s3岛屿上的物种数量岛屿上的物种数量 速速率率（1 1）概念概念 集合种群是指在相对独立的地理区域内，由空间集合种群是指在相对独立的地理区域内，由空间上相互隔离，但又有功能联系（一定程度的个体迁上相互隔离，但又有功能联系（一定程度的个体迁移）的两个或两个以上的局部种群的镶嵌系统。移）的两个或两个以上的局部种群的镶嵌系统。在本世纪在本世纪7070年代以前，生物地理学家和生态学家就已广年代以前，生物地理学家和生态学家就已广泛地注意到，生境在泛地注意到，生境在时间和空间上的异质性时间和空间上的异质性作用，将会作用，将会对种群动态、群落结构、物种多样性以及种群内的遗传多样对种群动态、群落结构、物种多样性以及种群内的遗传多样性产生重要影响。性产生重要影响。4 集合种群（集合种群（Meta-population）理论）理论（2 2）集合种群研究的主要问题：）集合种群研究的主要问题：由于各种各样的原因导致了生物种群栖息地破碎化由于各种各样的原因导致了生物种群栖息地破碎化（FRAGMENTATIONFRAGMENTATION），从而形成空间上具有一定距离的），从而形成空间上具有一定距离的生境斑块（生境斑块（Habitat patchHabitat patch）。集合种群理论就是研究过程。集合种群理论就是研究过程。栖息地的岛屿化栖息地的岛屿化-较大的生物种群被分割成为许多小较大的生物种群被分割成为许多小的局部种群（的局部种群（Local populationLocal population）-小的局部种群随时都有小的局部种群随时都有可能发生过程随机性灭绝可能发生过程随机性灭绝-个体在破碎化的栖息地迁移作个体在破碎化的栖息地迁移作用用-生境斑块内有可能建立起新的局部种群。生境斑块内有可能建立起新的局部种群。生境岛屿化的含义生境岛屿化的含义大面积的生境破碎成小片的过程即是生境岛屿化大面积的生境破碎成小片的过程即是生境岛屿化当生境的类型从一种变成另一种类型的时候，生当生境的类型从一种变成另一种类型的时候，生境岛屿化非常严重。境岛屿化非常严重。降低物种的遗传多样性降低物种的遗传多样性边缘生境面积的增加，严重威胁斑块内部物种边缘生境面积的增加，严重威胁斑块内部物种改变了原来生境能够提供食物的质和量改变了原来生境能够提供食物的质和量改变了隐蔽条件的效能和物种的联系改变了隐蔽条件的效能和物种的联系增加了寄生率，捕食率和种间的竞争，放大了人类的影响增加了寄生率，捕食率和种间的竞争，放大了人类的影响v生境岛屿化使花粉和种子的传播媒介受损或丧失，影响植物生境岛屿化使花粉和种子的传播媒介受损或丧失，影响植物传粉系统，引起生境隔离从而导致生殖失败传粉系统，引起生境隔离从而导致生殖失败v影响植物种群的结构，影响植物种群的结构，v生境岛屿化使边缘效应增加生境岛屿化使边缘效应增加v导致植物种群数量减少导致植物种群数量减少 生境岛屿化对生态系统的影响生境岛屿化对生态系统的影响1 1 影响生态系统的物种组成影响生态系统的物种组成2 2 生境岛屿化的最普遍结果是生境异质性的损失，生境岛屿化的最普遍结果是生境异质性的损失，进而影响了生物多样性及其生态系统功能进而影响了生物多样性及其生态系统功能（4 4）集合种群与岛屿生物地理学的关系集合种群与岛屿生物地理学的关系 共同之处：共同之处：集合种群的理论和岛屿生物地理学中的平集合种群的理论和岛屿生物地理学中的平衡理论，都有一个共同的基本过程：衡理论，都有一个共同的基本过程：即个体迁入并建立新的即个体迁入并建立新的局部种群以及局部种群的灭绝过程。局部种群以及局部种群的灭绝过程。区别：区别：在岛屿生物地理学中总假定存在一个所谓的在岛屿生物地理学中总假定存在一个所谓的“大陆大陆”，并且在这个大陆上的大陆种群不仅不会灭绝。并且在这个大陆上的大陆种群不仅不会灭绝。在在集合种群集合种群模型中，迁移个体可以来自于任意一个现模型中，迁移个体可以来自于任意一个现存的局部种群，同时任意一个局部种群都有可能随机灭绝的。存的局部种群，同时任意一个局部种群都有可能随机灭绝的。（5 5）集合种群理论与生物多样性保护集合种群理论与生物多样性保护关于保护区计划的设计：关于保护区计划的设计：（slosssloss 问题）问题）主要是关于保护计划是应该建立主要是关于保护计划是应该建立一个大的保护区，还是建立几个相互联系的小保一个大的保护区，还是建立几个相互联系的小保护区争论，从根本上讲就是一个集合种群的问题。护区争论，从根本上讲就是一个集合种群的问题。自然保护的廊道建设自然保护的廊道建设，种群之间的交流，种群之间的交流