浅谈森林景观破碎化及其相关问题.docx

shallow talk about the forest fragmentation and related problems肖绍徽（合肥华祥规划建筑设计有限公司 ，安徽 合肥 230051）摘 要：森林景观破碎化与联通度是景观两个综合的结构特征。因为城市化的发展，森林破碎化及其边缘问题日益严峻，林区非林业用地 增加，导致破碎化程度增加，林整度降低。在原始林开发时，应尽量减 少林地及森林破碎化程度。破碎化后果导致森林边缘增加，而此种增 加对生物多样性带来严重问题，导致物种种群数量下降甚至灭绝。森 林经营中应加强边缘管理，尽量减少森林破碎化。 关键词：森林景观；生物多样性；景观破碎化；边缘效应冰河作用、外来种入侵和气候变化等；其中人为因素是近年来破碎化数量和频率上升的主要原因。近百年来,随着农业、城市 化和交通运输业等方面的迅速发展,加上全球气候变化的影响, 导致全世界的景观破碎化问题日益突出。事实上,景观破碎化 是人为因素与非人为因素长期协同作用的结果。2.2 景观破碎化的影响由于破碎化原因的多样性,其影响也是多方面的。按照研 究角度的不同, 可归纳为以下几个方面: 景观破碎化导致嵌 块局部小气候发生变化，例如木材收获导致上层林冠水平的变 化和景观水平的破碎化,从而改变森林的光照、风速和湿度，在 这个意义上,小气候对结构变化的敏感性提供了监测生态系统 和多个空间尺度上景观变化的巨大潜力；景观破碎后产生边 缘效应，边缘效应通过引起生物和非生物条件的变化,影响嵌 块中的有机体，如边缘入射光加强使草本植物生长繁茂,会引 来食草昆虫,进而吸引鸟类造巢,捕鸟者和巢寄生动物也随之增 多；破碎化造成动植物栖息地被破坏,导致生物多样性下降；景观破碎化损害生态系统的健康和完整性,导致生态系统服 务功能发生变化；景观破碎化为病原体入侵提供机会。如修 路和采伐导致林木受伤给病原体提供了感染的场地；景观破 碎化影响动植物种群动态从而改变群落组成。整个破碎化过程是一个连续的动态过程,它取决于人类的 土地利用,而土地利用又受到破碎化速率的影响,这一点在地中 海地区表现最为明显。自然的景观和人类破坏后所形成的景观 有本质的区别，如:自然的景观具有丰富的内部斑块结构(如有 许多林隙、倒木及不同的群落垂直层次等) ,而破坏后的景观则 拥有较为简单的内部斑块结构(如农田、皆伐地、同一树种、同 一树龄的同样大小个体的人工纯林等) ；自然景观相邻斑块间 的对比度比人工破碎景观相邻斑块间的对比度小,因此潜在的边缘效应也就小。边缘效应是造成不同形状的斑块中生态学差 异的最重要的原因, 大多数观点认为, 物种消失的主要原因是 森林片断化后产生的“边缘效应”；人工破碎景观的某些特性对 于种群的生存力会有严重的影响。物种如果不能适应破碎景 观,那么它就必然走向灭绝。在陆地生态系统中,破碎化往往是 以植被基质中空隙的形成开始的,在一定时期内景观的基质是 自然的植被, 物种的多度和格局这时还很少受到影响；但随着 空隙变得越来越大,越来越多时,这些空隙反而变成了景观中的 基质,而自然植被却变成了空间基质中的一个个斑块，这些自 然植被斑块在陆地生态系统中被称为“生境岛”。中图分类号：tu985文献标识码：a文章编号：1007- 7359(2012)03- 0029- 03概述1森林是全球陆地上最大的生态系统, 生物多样性十分丰富, 在维持陆地生态平衡中占有举足轻重的地位。森林和林地 几乎覆盖了地球上 40的陆地面积，并且它们是世界上生物多样性最丰富的生态系统。森林的大量砍伐，导致森林景观的破碎，其大部分面积变 成生态交错带或边缘，改变了该地区的植被结构，并严重影响 了栖息于此的鸟类和哺乳动物的多样性。人为的生境破碎与自 然景观的异质性不同,生境破碎会造成边缘效应和拥挤效应等 一系列的生物学后果。我国生境的破碎化正在加剧，而今迅猛的城市化过程已把 许多遥远的乡村连成一片, 连续的大块自然生境被城市化所隔 离。大规模的公路和铁路工程逐渐延伸到生物多样性比较丰富 的山区和无人区,对野生动植物的生存造成严重威胁。生境破 碎化研究的成果现已广泛应用于发达国家的生态环境建设中。 栖息地片断化是森林景观破碎最明显的效应之一,致使边 缘数量急剧增加。 此过程对景观影响很大,不但对微观环境有 重要影响,而且对生物影响也很大, 会导致物种的减少,甚至会导致许多在栖息地内部生存物种的灭绝。建 筑 思 想 理 论 研 究2景观破碎化2.1 景观破碎化概念景观破碎化的概念有不同的表述，但其内涵与生境破碎化 是一样的,即景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质 和不连续的斑块镶嵌体或嵌块。景观破碎化主要表现为嵌块数量增加而面积缩小,嵌块形 状趋于不规则,内部生境面积缩小,廊道被截断以及嵌块彼此隔 离，造成景观破碎的原因是人为因素、非人为因素以及两者的 共同作用。人为因素即人类进行的各种各样的干扰活动,如农 业耕作、森林砍伐、道路建设、践踏等；非人为因素包括自然火、安徽 建 筑3生物多样性与景观破碎化3.1 景观破碎化对遗传多样性的影响遗传多样性是生物多样性的基础,代表着物适应环境变异 的能力。就个体而言,遗传多样性被认为与大多数物种的适合 度呈正相关, 当某一物种的遗传多样性消失后, 就再不可能恢收稿日期：2012- 03- 14作者简介：肖绍徽（1986- ），男，工程师，学士，主要从事景观设计工作。292012 年第 3 期（总 184 期）安 徽建 筑复了,而当遗传多样性降至某一阈值后,近交衰败难以避免,就会导致物种“涡旋”式灭绝。破碎化造成的遗传隔离导致植物种 群中花粉不育、自交不相容等生物学后果。种群遗传结构在进化上具有显著意义,是生物多样性保护的基本单元。景观破碎 化对种群遗传结构的影响体现在: 在小种群中, 由于个体数 目少,遗传漂变的作用比较突出；种群近交增大；种间隔离 增大,阻碍种群间的基因交流。这三种遗传后果对种群的遗传 多样性、适合度和种群分化均产生深刻影响,导致种群退化。3.2 景观破碎化对物种多样性的影响物种多样性是生物多样性研究的基本层次,物种也是生物 分类系统的基本单元。每个物种对生存空间的要求各不相同。 景观破碎化导致生物生境的破碎化,致使生物生存空间割裂和 缩小。要求较大空间的特殊种与较少受细粒破碎化影响的普通 种相比,破碎化减少了特殊种的栖息地,却对普通种的生存较为 有利。景观的破碎化对物种的影响可借用岛屿生物地理学的一 些概念来解释。相对于大块林地,小块林地物种较少且普通种 较多,特殊种的数量随林地面积的扩大而增加。3.3 景观破碎化对生态系统多样性的影响生态系统多样性是生物多样性的重要表现。景观破碎化使 景观中非适宜生境的类型和面积不断增加,各种斑块的相互作 用增加,最终改变生态系统内的物种丰富度、种间关系、群落结 构和生态系统的生态过程，改变生态系统结构导致了生态系统 功能的退化和类型的消失。哥伦比亚是世界上动植物资源最丰 富的国家之一,生物多样性的丧失和景观的变迁非常迅速以至 于到现在整个生态系统类型有消失的危险,有些地区的原始热 带雨林只剩 25%。近年来对森林景观破碎化所引起的边缘效应研究表明,森林破碎化的边缘效应并不明显,而且边缘效应的产生与其空间 的规模密切相关,规模越大,边缘效应越明显。边缘效应与森林群落的演替均为森林生态系统的动态过程。群落的演替过程, 由于边缘效应而显得复杂, 具有特殊性，混交林群落也是演替 发展中的群落。 景观破碎化引起斑块边缘环境的剧烈变化,景 观破碎化及其对生物多样性的影响而导致了边缘效应。边缘效 应的影响可以深入到森林内 100 m 甚至更远,这在破碎景观中 进一步减小了适宜生境的面积, 引起大量外部物种入侵。而且 边缘效应可以对斑块内部物种丰富度和多度产生重要影响。道 路增加产生的边缘效应可以引起比道路本身所占面积大很多 的生境退化。边缘效应可对斑块内的物种丰富度和多度产生重 要影响。结语6总而言之,景观破碎化会对生存于其中的物种产生一系列的影响, 如影响种群的大小和灭绝速率、扩散和迁入、种群遗传 和变异、种群存活力等；改变生态系统中的一系列重要关系，还 使斑块对外部干扰表现得更加脆弱,如风暴和干旱,威胁这些斑 块的存在和物种多样性的维持。景观破碎化直接影响到物种在 生态系统中的生存和生物多样性的保护,这是生物多样性消失 的最主要原因之一。一般认为,人类活动强度与景观破碎度成 正比关系,人类活动的加强导致破碎化程度的加大。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,而物种的入侵急 剧地改变了动物、植物、微生物的分布、密度、遗传进化、种群动 态及其所在生态系统的特性。生物入侵会改变局部、区域及全 球尺度上的生物多样性,并加速物种灭绝速率。栖息地的消失则直接导致物种的迅速消亡。破碎化阻碍了种群间的基因交 流,引起近交衰败；改变了物种生存所需的生物地理环境,减小 物种的生存空间 ；改变了生态系统特性，影响系统内的能量平 衡和物质流动,加剧了外来物种的入侵。森林生物多样性破坏 给森林持续发展带来严重危害森林病虫日益加剧、林地地 力衰退、森林生产力降低、水土流失加剧。人为干扰的客观存在使科学的景观规划成为必然,一般可 以采取以下通常认为有效的途径来减少破碎化程度。建立绝对保护的栖息地核心区, 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。建立缓冲区以减少外围人为活动对核心区的干扰。廊道能够减轻生境片断化伤害, 在栖息地之间建立廊 道,廊道的联系和辐射功能使它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,连接重要的物种源以保护不断的物种交流和辐 射。在关键性的部位引入或恢复乡土景观斑块，如我国的退 耕还林政策等。综上所述，有关森林破碎化问题应给予足够的重视，通过 科学合理的人工规划措施等途径，尽量减少林地及森林破碎 化，保护生物多样性，只有做到生物多样性的可持续利用，我们（下转第 40 页）建 筑 思 想 理 论 研 究景观破碎化对植物种群的影响4景观破碎化对植物种群动态的影响分别从对植物种群大小和灭绝速率的影响、对植物种群的扩散和迁入的影响、对植 物种群遗传和变异的影响 （包括对有性生殖和无性生殖的影 响、对双倍体和多倍体植物的影响、对生态幅度的影响）、对植 物种群存活力的影响方面加以表述。每一个物种对栖息地破碎 化都有其独特的反应。这种反应很大程度上取决于物种自身的 生物学特性。繁殖能力强、适应干扰的本地种或外来种能以更 快的速度占据破碎化生境中的空地并迅速繁衍；而一些抗干扰 能力弱的本地物种因不能适应变化了的生境而逐渐退化。边缘 效应主要通过两个方面来影响植物种群的大小和灭绝速率: 改变生境条件；影响生态过程。连续生境的破碎化常常导致 植物种群的被迫独立。破碎化造成遗传隔离,使残存种群中遗 传可塑性缺乏而导致有性繁殖的失败；相比之下,无性生殖则 较少或不受之影响。在小而孤立的种群中,多倍体植物拥有比 相关的双倍体植物更高的生存能力。栖息地破碎化常常导致植 物种群剧烈地减少,并伴随着遗传变异的大量丧失,从而可能发 生遗传瓶颈现象。在快速变化的生境中,遗传多样性在种群的 存活中扮演着关键的角色。景观破碎化和生境的随机变化常常 导致许多植物种群的适合度下降或种群灭绝,少数物种却能适 应这种干扰而存活下来并维持种群的发展。安徽 建 筑5边缘效应302012 年第 3 期（总 184 期）安 徽建 筑厂实体，“816 工程”以旅游产品的形式对大众开放，无论在国内还是在国外都是独一无二的。“816 工程”还是一个不可多得 的国防教育工程。作的深入宣传，为“平安重庆”建设做出积极贡献。但是政府宣传只是一个方面，重点还要市民的积极参与，最后要做到的是 防空洞平民化、普级化，以消除防空洞在人们心的的阴影和偏 见。3.4 市民介入、社会关注为了进一步开展人民防空防灾教育，增强当代青少年们的 国防观念和人民防空意识以及防灾自护能力，掌握人民防空和 防灾自护的基本知识和技能，各中小学校应该每年组织学生到 重庆市防空防灾宣传教育中心，开展“人民防空防灾教育”参观 体验学习。每年“6.5”隧道惨案纪念日，应该结合国防教育和人 民防空同时进行，分区进行防空演练。重庆大轰炸是二战期间世界四大轰炸（伦敦大轰炸、柏林 大轰炸、东京大轰炸、重庆大轰炸）之一，是持续时间最长的。纪 录片重庆大轰炸在中央 9 台播出，是第一次全国性的宣传重 庆大轰炸。重庆市政府对电影重庆大轰炸的大力支持，影片 完成之后对重庆防空洞的宣传将会上更高的层次，经历了残酷 轰炸而屹立不倒的重庆防空洞，必将与坚强的重庆人民一起， 重新登上世界历史的舞台，重庆防空洞将不仅仅是重庆的也是 世界的。3重庆市防空洞保护策略3.1 调查整理、理清现状重庆防空洞作为城市中一个特殊的历史文化遗址，是重庆 一种非常重要的地域文化特色，综合了不同的材质、不同的风 格以及不同的挖掘方式等。现存的防空洞大部分裸露在城市街 道、居住区、城市山体绿化带之间，但由于缺乏有效的管理，致 使其洞内、洞外大量空间遭到不合理利用、被闲置甚至是被废 弃，成为了在城市中破败不堪的角落。3.2 分层第及、梯次保护重庆的抗战文化遗产数目众多，区位分散，与当前城市建 设的关系复杂。无区分的保护方式将难以协调抗战文化遗产与 城市建设的矛盾，反而给真正需要保护的抗战文化遗产带来毁 灭性的灾难。只有通过抗战文化遗产的价值评估，划分保护等 级，采取分层次、灵活的保护利用方法，才能实现这些文化财富 的有效保护。通过价值评估和划分保护等级之后，可以较准确地制定相 应的保护和利用措施，对不同级别的文化遗产采取不同的保护与利用尺度，最大化利用和发挥其价值。抗战文化遗产具有不同于其它遗产的特有价值，在价值认知的前提下，一方面要保 护好防空洞所涵盖的历史文化信息，确保改造和再利用的过程 中，以保护为根本，进行适当的再利用；另一方面，再利用工作 需要因地制宜，合理确定再利用方式，使防空洞的生命得以延 续。3.3 加大宣传、扩大影响重庆市对民防知识宣传是有一定积极性，并且通过诸如专 设民防办主持人民防空和人民防空建设、建立重庆市民防宣传 教育中心和在网络上开设重庆民防网等方式进行宣传教育。多 维度、更全面、更广泛开展民防宣传教育工作，进一步增强人民 防空防灾意识和应急自救互救技能。中心展示内容涵盖人民防 空、自然灾害、事故灾难、公共卫生、家庭生活安全等诸多方面， 年接待能力 20 万人次，主要接待对象面向中小学生群体，也是 广大市民的好去处。体现“科技、互动和寓教于乐”地宣传民防 的理念，让参观者通过观看视频、操作体验、信息查询、知识问 答等方式深入浅出地学习民防安全应急知识，从而促进民防工结语4经过重庆人民几十年的坚苦劳动创造的重庆地下的防空洞体系，为重庆的国防和城市建设做出了巨大的贡献。合理地 保护开发重庆防空洞地下空间，能够有效节约人