岛屿生物学与保护区

岛屿生物学与保护区第1页/共40页本章的主要内容

1自然保护区的概念和分类2自然保护区建设相关理论3自然保护区设计的原则和内容4自然保护区的管理第2页/共40页什么是自然保护区?第3页/共40页一、自然保护区（Naturereserve）的定义一般定义：保护区(Protectedarea)为“受到人为保护的特定自然区域。2.我国自然保护区定义为：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。

第4页/共40页自然保护区包含哪些类型?第5页/共40页二、自然保护区的类型1.自然保护区的类型（1）世界保护联盟（IUCN）的类型（按保护区的性质）：（2）我国自然保护区的划分

按管理归属划分的保护区类型：按管理级别可划分类型：按保护的主要对象划分为自然保护区按自然保护区大小第6页/共40页（1）世界保护联盟（IUCN）的类型（按保护区的性质）：严格的自然保护区荒野地保护区国家公园自然遗迹保护区栖息地/物种保护区陆地/海洋景观保护区资源管理保护区第7页/共40页（2）我国自然保护区的划分按管理归属划分的保护区类型：林业部门管理的保护区环境保护部门管理的保护区建设部门管理的保护区海洋部门管理的保护区农业部门管理的保护区地矿部门管理的保护区科教部门管理的保护区和文化部门管理的保护区。第8页/共40页（2）我国自然保护区的划分按管理级别可划分类型：国际级自然保护区国家级自然保护区省级自然保护区市级自然保护区以及县级和乡村级保护区。第9页/共40页（2）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：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、陆地水体和湿地生态系统以及海洋生态系统5种类型生物物种保护区：野生动物和野生植物2种类型自然遗迹保护区地质遗迹和古生物遗迹2种类型第10页/共40页

按自然保护区大小自然保护小区：指面积较小，由县级以下行政机关设定保护的自然区域，或者在自然保护区的主要保护区域以外划定的保护地段，一般不一定划分核心区、缓冲区和实验区。自然保护区：指目前常规自然保护区，一般具有三区结构。自然保护区域：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，实施统一规划、建设和管理。

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成的生物保护系统。第11页/共40页大熊猫古今分布图图大熊猫古今分布图第12页/共40页自然保护区的功能是什么?第13页/共40页2.自然保护区的功能

（1）保护生物多样性的基地（2）开展科学研究的天然实验室（3）进行宣传教育的自然博物馆（4）合理开发利用自然资源的示范第14页/共40页小结:1保护区和自然保护区的概念2国内外关于自然保护区的分类

根据保护区大小\林业系统分类3自然保护区主要功能第15页/共40页三自然保护区规划自然保护区建设依据的理论是什么?第16页/共40页（一）保护区规划的理论基础：

1岛屿生物地理学

2Meta-种群理论

3种群遗传学

4景观生态学等理论

第17页/共40页自然保护区建设中一个很关键的问题在保持生态系统的完整性、保护更多的物种，那么保护区的面积要多大合适呢？是不是保护区建的越大越好呢？问题的提出：第18页/共40页1岛屿生物地理学原理（1）物种数量与岛屿面积的关系

1921和1922年，以Arhenius和Gleason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。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。

第19页/共40页物种数量(s)生境面积（A）

公式中的Z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Z值经验数据区间0.05~0.37。第20页/共40页物种数量与岛屿面积的关系成立的条件是什么?第21页/共40页

该模型是在均质环境条件下成立的

“物种-面积”关系纯粹是一种经验统计关系，只能说明静态的宏观模式。因此，物种－面积关系模型需要改进。

（2）“物种-面积”关系的发展第22页/共40页2侵移、灭绝和均衡理论（1）侵移和灭绝的速率与物种数量的关系

MacArthur和Wilson在研究岛屿物种数量和岛屿面积时证明:

（下页图）。

岛屿上的物种数量是侵移定居和灭绝的动态平衡。第23页/共40页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

速率物种的数量迁入率死亡率代表什么?第24页/共40页？这里有这样一个问题：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。（1）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。（2）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根据上图可以得出：第25页/共40页（2）岛屿物种数量与岛屿面积、大陆的距离的关系

近陆远陆迁入率死亡率小岛大岛

s1s2s3岛屿上的物种数量

速率第26页/共40页岛屿生物地理学理论局限性（1）首先，岛屿生物地理学理论把岛屿的几乎所有的生物特征都归结为一个变量，只关注岛屿上物种的数目与面积的关系，没有考虑同一物种内部个体的大小和数量。（2）其次，认为决定岛屿物种平衡的主要过程是随机的，而且对岛屿上所有物种作用都是均等的。（3）岛屿生物地理学理论中存在着一个永远都不会灭绝的大陆种群的假定，而实际上这一假定是难以成立的。

第27页/共40页在自然界中物种生境是连续的吗第28页/共40页（1）概念

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（一定程度的个体迁移）的两个或两个以上的局部种群的镶嵌系统。

在本世纪70年代以前，生物地理学家和生态学家就已广泛地注意到，生境在时间和空间上的异质性作用，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性产生重要影响。

4集合种群（Meta-population）理论第29页/共40页（2）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（FRAGMENTATION），从而形成空间上具有一定距离的生境斑块（Habitatpatch）。

集合种群理论就是研究过程。

栖息地的岛屿化-----较大的生物种群被分割成为许多小的局部种群（Localpopulation）------小的局部种群随时都有可能发生过程随机性灭绝------个体在破碎化的栖息地迁移作用-------生境斑块内有可能建立起新的局部种群。

第30页/共40页（3）生境岛屿化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。第31页/共40页生境岛屿化的主要影响

生境岛屿化对动物的影响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增加了寄生率，捕食率和种间的竞争，放大了人类的影响

第32页/共40页第33页/共40页

生境岛屿化对植物的影响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影响植物种群的结构，生境岛屿化使边缘效应增加导致植物种群数量减少

第34页/共40页箭头的粗细表示物种交换量的多少，越粗交换的越多。生境斑块之间的物种交换率与生境斑块之间的距离相关，越近，交换率越大。

生境岛屿化对生态系统的影响1影响生态系统的物种组成第35页/共40页2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第36页/共40页第37页/共40页（4）集合种群与岛屿生物地理学的关系

共同之处：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：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。区别：

在岛屿生物地理学中总假定存在一个所谓的“大陆”，并且在这个大陆上的大陆种群不仅不会灭绝。在集合种群模型中，迁