《岛屿生物地理学》PPT课件.ppt

第五章岛屿生物地理学 岛屿生物地理学的核心是研究物种丰富度与栖息地面积及岛屿栖息地与外界隔离程度的关系 因此岛屿生物地理学广泛应用于岛状生境的研究 成为自然保护区规划 设计的理论基础 第一节岛屿的概念 岛屿 与其他地区相隔离的地区生物学的岛屿 为了保护动植物的栖息地所建立的自然保护区和国家公园 被周围的农田 工厂 城市所包围的地区 许多生物赖以生存的生境 高山 自然保护区 溪流 山沿以及其他边界明显的生态系统 林窗 甚至叶片 都可以看作是大小 形状 隔离程度不同的岛屿 岛屿性是生物地理所具备的普遍特征 岛屿具有的特征 岛屿比陆地和海洋简单 地球上岛屿的数量要比大陆和海洋多 岛屿的大小 形状和隔离程度都不同岛屿化的原因 人类活动 自然景观片段化 地质活动 第二节岛屿生物地理学理论 种 面积曲线在气候条件相对一致的一定区域内 岛屿上物种数目会随着岛屿面积的增加而增加 开始增加迅速 当物种接近该生境所能承受的最大数量时 增加逐渐停止 随着面积的增加 物种多样性增加的效果在岛屿要比连续生境内明显 二 物种数量与岛屿面积的关系S CAZLogS logC ZLogA在上式中 S 生物物种的数目 A 这些生物物种所存在的空间面积 C 物种的分布密度 既单位面积内的物种数目 Z 为某个统计指数 物种数目的对数与面积对数呈线性关系 关系空间面积每增加10倍 物种数目平均增加1倍 反之亦然 这里 十分重要的是K的数值 根据大量研究证明 K的取值从0 05 0 37 最大值约为最小值的7 8倍 其变幅之大是惊人的 就全球陆地植物而言 K的平均值位0 22 它决定着物种数目的基础动态变化状况 因此我们可以粗劣地回答 保护好1 的物种空间面积 相当于保护原有物中数目的25 Z值的生物学意义 当Z 0 5时 只需要将岛屿面积增加4倍 物种数即可加倍Z值还取决于观测的目标是隔离种群 还是样本隔离种群 样本 随着取样面积的增大 物种数增大 但新物种增加的频率下降 物种的个体数增加 平衡理论 平衡理论的内容 每个岛屿的物种数都有一个平衡密度 岛屿越大 物种平衡密度越高 不管目前物种数多于平衡密度还是少于平衡密度 岛屿上的物种数总是不断地趋向于平衡密度 任何岛屿上的物种数都处于一种动态的平衡之中 这种动态平衡是由于新的物种不断迁入和原有的物种不断消失所维持的 岛屿上的物种数在年与年之间是相对稳定的 但是他的组成成分是不断变化的 平衡理论认为岛屿生物种类的丰富程度取决于新物种的迁入和原有物种的灭绝 当物种的迁入率和灭绝率相等时 岛屿物种的数目达到动态平衡 从下图看出 随着岛屿上物种数目的增多 物种迁入率下降 灭绝率上升 三 侵移 灭绝和均衡理论 1 侵移和灭绝的速率与在岛屿上存在的物种数量的关系 速迁入率灭绝率率s岛屿上物种数量 岛屿上物种数量平衡模型 面积效应 面积效应 生物多样性随岛屿面积增加而增加的现象小岛上物种灭绝率要比大岛快 为什么 物种数越多灭绝率越高 为什么 小岛的物种周转率比大岛高 面积效应结论 1 物种数随着时间的推移而趋向稳定 达到平衡密度 2 物种数达到平衡密度后 还会有物种迁入和灭绝 但相等 3 物种周转率的大小与岛屿的面积呈负相关 距离效应 距离效应 岛屿离陆地和其他岛屿越远 物种数目越少 原因 迁入漫 注意 灭绝率没有关系 达到平衡点的时间 小岛屿比大岛屿要长距离是衡量岛屿隔离程度的重要指标 2 岛屿上的物种数量与岛屿面积 大陆的距离 侵移 灭绝过程的关系 近陆远陆 迁入率 死亡率 小岛 大岛 s1s2s3 岛屿上的物种数量 岛屿大小与岛屿距离大陆远近对迁入率和死亡率的影响 对于陆地岛屿 绝对距离不是决定岛屿隔离程度的唯一因素 因为 动物在一年中不同的月份迁移的距离不同 不同的物种迁移能力不同 不同物种对于不同环境条件变化的反应和忍耐程度不同 植物资源多样性和生境质量也影响物种的迁入 没有植物 动物不能生存 平衡状态 1 非互作物种平衡 在物种侵殖后立即开始 此时 新物种的迁入率正好等于原有物种的灭绝率 2 互作物种平衡 该平衡态开始于物种之间的相互作用成为决定物种生存的重要因素 3 选择性物种平衡 开始于互作物种平衡之后 逐渐变为这一阶段的主要平衡力量 4 进化物种平衡 通过时间的选择性物种平衡过程 最终在岛屿上达到物种之间的进化物种平衡 平衡理论的不足 1 迁入率和灭绝率曲线的确切形状无法估计 因此 难以对某个时期的种群做出准确的估计 该理论缺乏预测性 2 在模型中 平衡态物种的数目是由迁入率和灭绝率决定的 这样的假设过于简单化 3 对于不同的动物类群 不同岛屿或者同一岛屿的不同时间来说 迁入率和灭绝率曲线是不同的 4 平衡理论将物种的迁入和灭绝看成是相互独立的过程 但实际上并非完全如此 5 平衡理论认为岛屿上物种存在的数目主要是由迁入率和灭绝率决定的 忽视了其他物种互作关系 如竞争 捕食 互惠共生 寄生 等调节群落结构的作用 6 岛屿生物地理学理论的另一缺陷是它假定同一分类群内不同的种之间的迁入率和灭绝率是一致的 但是 同一分类单位的不同种之间其扩散能力和灭绝脆弱性是不同的 第三节岛屿生物地理学与自然保护区 一 自然保护区与岛屿的关系 自然保护区相当于一个岛屿岛屿生物地理学理论可应用于自然保护区建设自然保护区的物种数量和面积需依据岛屿理论 岛屿化后物种下降的速度 面积大的岛屿物种丧失的速度比面积小的岛屿慢 种的生物学习性对生境的要求在设计保护区时 特别要考虑容易灭绝的物种对生境的特殊要求 低密度种群有较高的灭绝危险性 波动大 需要大栖息地 在食物链中处于较高营养级 食物量较少的种群 需要大的栖息地 一些食性特殊的动物 需要特别的栖息地 保护区的面积 自然保护区的大小取决于保护区的功能和目标面积越大 支持的物种数越多不同的物种需要不同的范围保护区被相似的生态系统包围 面积可小一些 保护区地点的选择 1 具有物种丰富的地区 2 特有种 受威胁种和濒危物种所需要的特殊生境 3 保护区的形状 最佳形状是圆形 尽量避免狭长形 为什么 边缘效应 人为影响 4 群落演替 5 几个保护区最好有廊道连接 关心地球热爱生命