第四章园林生态系统的物种流动

1、第四章 园林生态系统的物种流动 第一节 物种流动的概念、特点和方式 第二节 物种流动对生态系统的影响 第三节 物种流动的科学利用第一节 物种流动的概念、特点和方式 一 基本概念 物种流动：指物种的个体或种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。 其三层含义：生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间变化过程。如树木、花草的个体从种子萌发、成苗、开花、结果到死亡，对系统而言构成物种流动。物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的变化过程反应了物种关系的状态。如物种之间的竞争、寄生等造成系统内物种格局和数量的动态变化。生物群落中物种组成、配置，营养结构变化，外来种和本地种的相互作用生态系统对物

2、种增加和空缺的反应等。 二 物种流动的特点 1、偶然性 2、有序性 3、连续性 4、连锁性三、物种流动的方式 （一）迁移 （二）入侵 （三）引种（一）迁移 物种的迁移：多指动物靠主动和自身行为进行扩散和移动，是有规律的，一般都是固有的习性和行为的表现，有一定的途径和路线，跨越不同的生态系统。 现已鸟类为例,我国鸟类有1186种，占世界鸟类种数的13.1%（1994），是世界上拥有鸟类最多的国家之一。 根据鸟类分布、迁徙途径等，我国可划分为3个主要鸟类迁徙区：东部候鸟迁徙区，有东北地区、华北东部的候鸟。中部候鸟迁徙区，有内蒙古东部、中部草原，华北西部地区及陕西地区等候鸟。西部候鸟区，有内蒙古西部

3、干旱草原、甘肃、青海等地区的候鸟。迁移（二） 入侵 入侵：指一种生物向不曾分布过的区域进行扩散、自由繁衍，对本地种或系统造成危害。 生物入侵分为5个步骤：传播、定居、建群、扩展和侵占。 生物入侵对当地生物群落和生物多样性的影响可能有以下三种三种情况： （1）对入侵地生物群落有明显不利影响，有时是毁灭性的灾难； （2）没有明显的影响； （3）对入侵地生态系统有积极意义。 区分入侵与迁移的区别：迁移，指移入生物在新的生境中能与原有生物种和谐共处。 入侵，指移入生物在新的生境下由于天气、环境适宜，迅速增殖，形成优势种，直接威胁本地种的生存。二、生物入侵途径 有意引入有意引入 无意引入无意引入 自然入

4、侵自然入侵植物引种；动物引种；食用目的的引入；作为宠物引入；植物园、动物园的引入等交通工具、国际农产品及货物、进口货物包装材料、旅游者带入、船舶压舱水等通过风力、水流、气流等自然传入；海洋垃圾的漂移；随禽兽鱼类动物的迁移传入等入侵生物种类 脊椎动物脊椎动物(哺乳类、鸟类、两栖爬行类、鱼类等) 无脊椎动物无脊椎动物(昆虫、甲壳类、软体动物等) 高、低等植物高、低等植物 病原微生物病原微生物 转基因生物转基因生物或遗传修饰生物遗传修饰生物在传播中可能对人类健康和生态系统与环境造成威胁而被列入外来种。食人鲳食人鲳，生活在南美洲亚马逊流域的一种性情十分残暴的鱼。在它们的原生地被称为“水中狼族”。200

5、2年11 月，作为观赏鱼，进入我国。 水葫芦水葫芦，一种水生飘浮植物，原产于南美洲，50年前被引进中国，曾被用作猪饲料，但因其“近乎疯狂”的繁殖速度而泛滥成灾，被列为“世界十大害草”之一。加拿大一枝黄花加拿大一枝黄花，又称“霸王花”，原产北美洲东北部，1935年作为观赏植物引入中国。对环境有极强的适应能力和竞争能力，能快速占有空间，使和谐的生态环境遭到严重破坏。目前，它已入侵危害我国10多个省(市)。入侵（三）引种 引种：指将一种生物从现有的分布区域人为地迁移到其他地区生存、发展的过程。 引种类型:（1）简单引种 （2）驯化引种 引种原则:（1）适地适树 （2）改树适树（3）改地适树 引种方法

6、:（1）确定引种目标（2）引种材料的搜集和检疫（3）引种实验、驯化与选择（4）引种材料的评价与应用。引种第二节 物种流动对生态系统的影响一 物种流动对种群的影响 物种流动对种群结构的影响首先反映在种群数量的变动上。一个物种通过流动进入一个新的栖息地后，经过种群增长，建立起新种群，对原有种群结构产生影响，主要有以下几个方面： （一）种群衰落 概念：指某一种植物长久处于不利的环境条件，或栖息地被破坏的情况下，某种群数量可出现持久的下降，甚至出现种群灭亡。种群衰落 （二）种间竞争 概念：指两种或更多种生物共同利用同一资源而相互竞争作用。可分为利用性竞争和干扰性竞争. （三）捕食 （四）寄生 （五）互

7、利共生种间竞争寄生互利共生二 物种流动对群落和生态系统的影响1.对初级生产者的影响 正面影响： 新的生命形式 新的物种类型 外来种课利用本地植物不能利用的资源。 负面、中性影响:外来种生长率等于或小于被取代的乡土种 外来种的残体难分解 外来种促进干扰 2.对土壤营养物的影响 有些外来种可以固氮，影响土壤的含氮量 植物外来种可影响土壤的含盐量 植物外来种可能含有或分泌影响微生物生长的物质，从而影响土壤营养物质的循环。 3.对土壤水平的影响 影响：通过改变栖息地表面特征而影响景观水平平衡 ；外来种改变物候进程表，会改变水分平衡；植物外来种能利用乡土种不能利用的水源或乡土树种利用量少的水，就会改变水

8、分平衡。 4.对群落动态的影响 外来种如果影响初级生产力，就可能改变群落的动态。外来种的竞争力强，且能快速发展扩展，如果成为优势种，就会影响其他物种，甚至可能减少群落中植物的多样性，具体影响如下： 如果外来种改变关键资源的丰度，就会改变群落的演替方向，例如固氮植物通过固氮，可能改变演替方向；物种流动可影响地貌的进程；物种流动课影响微气候。 出以上影响外，物种流动可抑制或促进微生物的活动。产生的原因可能有：外来种的凋落物富含营养物质；外来种的残体难分解等三 物种的增加和去除对生态系统的影响 Brown和Heshe（1990）通过12年的试验证实，把生态相似的三种更格卢鼠去除后，其生态系统从沙漠灌

9、丛变成了干旱草原，多年生草本增加了20多倍，一年生草本增加了3倍。 太平洋上关岛鸟类大量死亡。据统计，18种本地鸟中有17种处于濒临的境地，引起了人们的关注。Savige(1987)证实，是由于该岛引进了一种天敌黑尾林蛇。他不仅捕食了岛上的鸟类，造成了大量的鸟类灭绝，而且，这种蛇对关岛上另一种动物夜行蜥蜴亦产生了同样的结果。四 入侵物种通过资源利用改变了生态过程 晶态冰树入侵美国加利福尼亚的群岛，带来土壤盐份变化。这种树在利用土壤盐份方面不同于群落中其他物种，它能使土壤表面的盐份加重和沉积。改变了土壤的营养输送过程，沉积盐又抑制了其他植物萌发和生长。这些岛屿就成为单一晶态冰树的生长区。消除了不

10、能以冰树为食的动物，从而改变了群岛生态系统的营养结构。 有的入侵物种改变资源的利用或资源更新，从而改变资源的利用率。 大西洋加那利群岛上生长的一种固氮植物称为火树，侵入夏威夷，占据了岛上大部分湿地和干树林。这些树每年给土壤所固定的氮是本地植物固氮的4倍，早在1800年夏威夷火山周围的灰质壤，缺乏氮肥。火树入侵后，土壤含氮量大增，提高了生产力，促进了矿质营养的循环，为新的入侵物种提供了沃土。五 物种丧失、空缺所造成分解作用及其速率的影响 印度洋马里恩岛上缺乏食草性哺乳动物，生态系统中的食碎屑动物占重要位置，如象鼻虫、蜗牛和蚯蚓等。马里恩无翅蛾是本地特有种，是处理有机物的主要物种，Crafford

11、 (1990)估算，无翅蛾每年分解的落叶占该岛最大初级生产量的50%。Smith 做试验，把幼虫放入有落叶的微环境中，氮和磷的矿化作用得到加强，氮提高到10倍，磷提高到3倍。 结论：无翅蛾是岛上营养物质矿化作用中的最主要角色。 1818年，猎海豹的海轮把小家鼠偶尔带到岛上。小家鼠多以无脊椎动物为食，取食无翅蛾占食物总量的50 75%，造成至少1000 kg/hm2 落叶不能分解。如果没有小家鼠，蛾类幼虫处理落叶应是2500 kg/（hm2.年）。 显然，小家鼠的进入，使无翅蛾和其他无脊椎动物空缺，改变了马里恩岛生态系统物质循环过程六六 对生态系统的间接影响对生态系统的间接影响 外来种侵入后改变

12、原有生态系统的干扰机制，从而改变了生态过程。 热带一些岛屿普遍受到火的干扰。例如，在大洋州岛屿上引入外来草种，通过增加落叶层积累燃料，增加了火的发生频率，而本地种原先几乎没有和火接触的机会。因此区域内火燃烧后，本地种的多度和数量会急剧下降。 总之，外来种一旦入侵成功对生态系统的影响是多方面的： 1）改变原有系统内的成员和数量； 2）改变了系统内营养结构； 3）改变了干扰、胁迫的机制；4）获取和利用资源上不同于本地物种。 只要具备其中的一条，许多入侵的外来种就能够直接或间接地改变生态系统过程。 第三节物种流动的科学利用 一 正确选择物种及其流动方式 物种流动对生态系统的结构和功能产生影响，尤其是

13、入侵种往往产生不良影响，威胁本地种的生存，造成生物多样性的丧失。有的入侵种还对本地经济乃至社会构成巨大的危害。因此，必须正确选择物种及其流动方式。（一）正确选择物种的原则1.充分利用生物多样性2.因地制宜，引进外来树种3.防止外来入侵种4.遵从“生态位”原则，搞好植物配置5.遵从“互惠共生”的原则，协调植物之间的关系物种流动的科学利用 （二）正确选择物种流动的方式的原则 1.尊重传统文化和乡土知识； 2.适应场所自然过程； 3.尽可能利用当地材料。 （三）物种流动时应注意的问题 1.引种 引进动植物物种，应当进行科学论证，避免对生态系统造成危害。要求在引进动植物以前应遵循引进规律和引种实验；

14、2.防止外来生物入侵直接破坏生物多样性； 3.保护和恢复湿地系统； 4.将城郊防护林体系与城市绿地系统相结合。二科学规划物种流动的途径和场所（一）建立保护核（二）建立缓冲区（三）建立廊道（四）增加景观的异质性（五）恢复栖息地（六）充分发挥城市园林的作用（一）建立保护核这是自然保护中最传统的战略，其基本思想是将保护对象尽量完整的保护起来，便将人类活动排斥在核心区周围的缓冲区以外。（二）建立缓冲区缓冲区或过度地带的功能是保护核心区的生态过程和自然演替，减少外界景观人为干扰带来的冲击。通常的方法是在保护核心区周围划一辅助性的保护和管理范围。（三）建立廊道对抗景观破碎化的一个重要空间战略是相对孤立的栖息地斑块之间建立联系。其中最主要的是建立廊道。（四）增加景观的异质性实验观察和模拟研究都显示，景观异质性或时空的嵌斑特性有利于物种的生存和连续及整体生态系统的稳定。许多物种需要两种或多种栖息地环境。景观的空间格局与时间更替一样可能会显得杂乱无章。但这种动态和交替抹去了景观中的剧烈行的变化，使系统保持稳定。 （五）恢复栖息地另一种代价很高的生物保护战略是栖息地的恢复，在关键性