生物多样性保护的景观规划途径

　　生物多样性保护的景观规划途径          生物多样性保护的景观规划途径			     生物多样性保护的景观规划途径
　　摘要
　　景观规划设计在生物多样性保护中起作决定性的作用。基于不同的保护哲学,生物多样性保护的景观规划途径主要可分为两种：一是以物种为核心的景观规划途径，另一种是以景观元素为核心和出发点的规划途径。前者首先确定物种，然后根据物种的生态特性来设计景观格局，后者则以各种尺度的景观元素作为保护对象，根据其空间位置和关系设计景观格局。五种空间战略被认为有利于生物多样性的保护，包括保护核心栖息地、建立缓冲区、构筑廊道、增加景观异质性和引入或恢复栖息地。落实这些空间战略必须首先回答选择什么和在什么地方设计上述景元素的问题。对此，目前尚没有很好的答案。
　　传统的生物保护战略被动地强调现存濒危物种和景观元素的保护，如果将物种运动和生态过程作为一个能动的景观控制过程来对待，我们将会有一种全新的景观规划途径。其中有三个方面的概念对这种新的景观规划途径有启发意义：即景观的空间构型对生态过程的作用，生物进化空间轨迹与景观格局设计及景观阻力与潜在的生态基础设施的设计。景观生态安全格局正是在这些方向上的一个新的探索。
　　关键词：生物多样性，生物保护，景观生态，景观规划。
　　1.生物多样性保护的景观规划途径
　　总起来讲，生物多样性保护可分为两种途径：以物种为中心的途径和以生态系统为中心的途径。前者强调濒危物种本身的保护，而后者则强调景观系统和自然地的整体保护，力图通过保护景观的多样性来实现生物多样性的保护。保护战略上的两种不同途径也体现在以生物保护为目的的景观规划设计中：以物种为出发点的的规划途径和以景观元素为出发点的的规划途径。尽管两者都考虑物种和生态基础设施的保护，但前者的规划过程是从物种到景观格局，而后者是从景观元素到景观格局。
　　1.1以物种为出发点的景观规划途径
　　该规划方法强调，使景观生态规划具有意义的充分必要条件是选准保护对象，并对其习性、运动规律和所有相关信息有充分的了解。以此为基础来设计针对特定物种的景观保护格局。一个整体优化的生物保护景观格局是由多个以单一物种保护为对象的景观最佳格局的叠加与谐调(Amstel等1988；Selm 19
　　8
　　8)。这一途径一般可分为下列五个步骤：
　　(i)根据物种的重要性，选择目前的或潜在的保护对象。
　　(ii)收集关于保护对象的信息，包括查阅文献，明确适合于每一保护对象的最佳景观结构。
　　(iii)汇总和比较所有保护对象对景观的需要。
　　(iv)修改保护物种清单以取得保护的谐调与一致性。
　　(v)综合以单一物种保护为目的的景观规划来获得某一地域的总体生物保护景观规划。
　　如果有足够详尽的关于物种及其相关联系的信息的话， 以物种为中心的景观规划途径可以说是，最有效和科学的生物保护途径。但是，这一途径一开始就将可能遇到规划师和生物学家都无法解决的问题，即什么物种应优先保护的问题。人们一般从三个方面的标准来选择优先保护的物种：
　　(i)目前的稀有、特有性，受协状态及其实用性，大型哺乳动物和那些被列入国际濒危物种名单之列的物种显然应作为首选的保护对象。往往被作为首选对象。
　　(ii)物种在生态系统及群落中的地位。保护对象应对维护整体生态平衡有关键作用。
　　(iii)物种的进化意义。一种杂草可能本身很不起眼，在群落内也表现不出重要意义，但却有可能对进化史及未来生物多样性的发展有重要价值。用进化的观点来进行生物多样性保护比被动地保护现存的濒危物种更具有意义(Edwin 19
　　9
　　1)。
　　1.2以景观元素保护为出发点的途径
　　这一途径并不基于对单一物种的深入研究来作景观规划，而是把生物空间等级系统作为一个整体来对待。集中针对景观的整体特征如景观的连续性，异质性和景观的动态变化来进行规划设计。该途径认为，现实的生态过程发生在一个时空嵌合体中，包含生物等级系统的各个层次。而批评以物种或群落保护为对象的规划只是偏面地解决了一个连续的复杂系列的局部和片段(Noss and Harris，19
　　8
　　6)。因此，以景观元素为核心的整体规划途径强调以下的步骤(Harris 1984, Noss and Harris 1986; Noss19
　　9
　　1):
　　(i)生态过程和生物多样性成份包含在一个广泛的时空尺度上，因此，一个全面的规划应该以生物等级系统的各个层次的受协成分或节点(Node)作为保护对象。强调节点的多样性，这些节点小到一棵孤树或一个森林斑块，大到国家公园和自然保护区。而对单一物种本身则不作深入考察。
　　(ii)因为景观的破碎和分割被认为是危胁生物多样性的一个最重要因素，所以，规划强调景观的连结关系和格局设计。规划的目标是将每一景观中各种大小的节点连接成为整体的保护网络，并在区域和大陆尺度上建立景观保护体系。
　　(iii)景观及其保护必须从时空系统和动态的、飘移的嵌合体(Shifting Mosaic)角度来认识和理解。所以，生物多样性保护的景观规划旨在维护嵌合体的稳定性，综合考虑保护及发展规划，以实现景观的可持续性。
　　与以物种为核心的规划不同，以景观元素为核心的规划的第一步不是确定单一物种作为保护对象与研究其特性，而是首先分析现存景观元素及相互间的空间联系或障碍，然后提出方案来利用和改进现存的格局，建立景观保护基础设施(Conservation Infrastruture)。包括在现有景观格局基础上，加宽景观元素间的联接廊道、增加景观的多样性、引入新的景观斑块和调整土地利用格局。此景观元素为核心的规划途径的理论指导包括岛屿生物地理学(Island Bioge
　　ography)和景观生态学。景观的连续性、异质性、动态和飘移等是规划着重考虑的景观特性。
　　这一规划途径的一个典型代表是所谓的景观群岛模式(Archipelago Model)，或称为综合利用模式(Multiple-use Model，简称MUMs)(Harris,1984；Noss and Harris 19
　　8
　　6)。这一模式包括一个绝对保护的核心区和周围缓冲区。沿核心区向外人类活动强度逐渐增加。核心区是生物多样性等级系统中任一层次上的某一节点。
　　一个关于整体景观保护的类似的概念是所谓的景观补偿区网络(Network of Landscape Compensative Areas)，这一概念强调景观规划和管理的一个最重要原则是景观的多样性和最优格局。而这样一种最优格局表现为地域内多层次的景观补偿系统和生态基础设施(Mander等19
　　8
　　8)。这一理想的景观格局实际上是一个等边六角形。在这样一个六角形中，景观的生态多样性和稳定性通过多层次的生态过渡带和补偿区网络来实现。
　　以景观元素为导向的规划避免了上述的以特定物种为核心的规划途径的缺点，而从整体上来设计全面的、包容的景观格局。对于景观这一复杂的系统来说，这似乎是合理的。问题是，这种从形式出发的景观格局设计是否能满足内容即物种的保护需要?景观格局是为谁而设计的?
　　2.多样性保护的空间战略
　　生物多样性的丧失主要有以下六方面的原因：
　　(i)栖息地的消失； (ii)栖息地(景观)的破碎化；(iii)外来种的入侵和疾病的扩散；(iv)过度开发利用；(v)水、空气和土壤的污染；和(vi)气候的改变  尽管生物保护的景观规划途径有所不同，一些空间战略都被普遍认为是有效的。这些战略对克服上述人为扰有积极作用。包括：
　　(i)建立绝对保护的栖息地核心区；
　　(ii)建立缓冲区以减少外围人为活动对核心区的干扰；
　　(iii)在栖息地之间建立廊道；
　　(iv)增加景观的异质性；
　　(v)在关键性的部位引入或恢复乡土景观斑块。
　　2.1绝对保护核
　　这是自然保护中最传统的战略，其基本思想是将保护对象(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。
　　其中S和A分别是物种数和面积(公顷)， C和z是特定物种及环境条件下的参数。尽管C和Z因具体情况变化很大(见Wilcox 19
　　80)，这一公式指出，当栖息地斑块很小时保护面积的微小增加会导致物种的大幅度增加，而当栖息地斑块很大时，其面积的进一步扩大只能增加少量的物种。根据这一特点，一般认为保护区的面积每减少十倍，物种数将损失30%。
　　另一种门槛变量是破碎度。根据采伐的模拟表明，景观中至少有50-70%的原有森林生境才能保护物种及生态过程的健康和维持正常秩序(Franklin and Forman 19
　　8
　　7)
　　2.2缓冲区
　　2.3建立廊道(Corridor)
　　对抗景观破碎化的一个重要空间战略是在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。生态学家们普遍认为，通过廊道将孤立的栖息地斑块与大型的种源栖息地相联接有利于物种的持续，和增加生物多样性(见Forman and Godron 1986;Ha
　　rris and Scheck 1991;Saunders and Hobbe 1991；Forman 19
　　9
　　5)。这一观点最近在景观规划和设计领域内得到认真的对待(Smith and Hellmund 19
　　9
　　3)。
　　理论上讲，相似的栖息地斑块之间通过廊道可以增加基因的交换和物种流动，给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络，增加物种重新迁入的机会和提供乡土物种生存的机会。许多实地观察也证实了廊道的这种功能(详见Harris and Scheck 1991；Forman 19
　　9
　　5).
　　廊道的联系和辐射功能使他们成为促进未来生物多样性进化的重要景观结构(Erwin 19
　　9
　　1)。根据这一功能，廊道的设计应与生物进化的轨迹相适应，联接重要的物种源以保护不断的物种交流和辐射。
　　但是，廊道的意义也不能过分地强调。他们有时并不能起到联系乡土栖息地的作用。相反，他们有可能对乡土物种带来危害。在大尺度空间上的一个例子是南北美大陆联接的形成在过去几百万年内导致生物多样性的灾难性的损失(May 1978;Gould 1993， p3
　　4
　　7)。在小尺度上的观察也证明廊道对乡土物种的危害性(见Harris and Sheck 19
　　9
　　1)。对某些生态过程有促进作用的廊道，恰恰对某些物种的运动有阻碍作用。联结孤立栖息地之间的廊道往往会引导天敌的进入，或外来物种的侵入而危协到乡土物种的生存。美国佛罗里达州的开发就有许多这样的问题。外来物种沿着交通廊道侵入景观深处，危协乡土物种的生存(见Harris and Scheck 19
　　9
　　1)。
　　由于廊道功能的这些矛盾，要求景观设计师谨慎考虑如何使廊道有利于乡土生物多样性的保护。特别应注重以下几个方面的考虑(Harris and sheck 19
　　9
　　1)：
　　(i)多于一条廊道：多一条廊道就相当于为物种的空间运动多增加一个可选择的途径，为其安全增加一份保险。
　　(ii)乡土特性：构成廊道的植被本身应是乡土植物。
　　(iii)越宽越好：廊道必须与种源栖息地相联接，必须有足够的宽度。否则，廊道不但起不到空间联系的效用，而且，可能引导外来物种的入侵。至于多宽的廊道较为合适，目前尚无定论，但越宽越好是一条基本原则。
　　至于针对某一种动物运动的廊道，当地的