自然保护区规划研究课件.ppt

1、1q自然保护区的理论与实践q中国珍濒植物濒危等级与保护现状 整体概述概述二点击此处输入相关文本内容概述一点击此处输入相关文本内容概述三点击此处输入相关文本内容3自然保护区的理论与实践1 自然保护区的研究现状2 自然保护区的理论基础 3 自然保护区的实践4 自然保护区的新思维411 什么是自然保护区？自然保护区是指为了自然保护的目的，把包含保护对象的一定面积的陆地和水体划分出来，进行特殊的保护和管理的区域。自然保护区是保护生物多样性的基地，也是就地保护生物多样性的最有效手段。自然保护区在维持生态平衡、保持水土、涵养水源、调节气候、改善人们的生活环境、促进国民经济发展等方面发挥着重要作用。自然保护

2、区与社区的协调发展。512 国内自然保护区的建设与研究现状1.2.1 成就q1956年建立第一个自然保护区-广东鼎湖山自然保护区。q截止2001年底，全国已建1551个,面积12989万公顷，占陆地国土面积的12.9%。q中国70%的陆地生态系统、80%的野生动物和60%的高等植物，特别是国家重点保护的珍稀濒危动植物绝大多数都在自然保护区里得到较好的保护。612 国内自然保护区的建设与研究现状1.2.1 成就（续）1993年发布了自然保护区类型与级别划分原则（GB/T 14529-93），将自然保护区划分为自然生态系统、野生生物和自然遗迹3个类别及9个类型。中国自然保护纲要、中国生物多样性保护

3、行动计划和中国自然保护发展规划纲要（1996-2010年）自然保护区条例、风景名胜区管理暂行条例和森林和野生动物类型自然保护区管理办法 7类 别类 型 自然生态系统类森林生态系统类型43.62草原与草甸生态系统类型荒漠生态系统类型内陆湿地和水域生态系统类型海洋和海岸生态系统类型 野生生物类野生动物类型34.36野生植物类型15.44%自然遗迹类地质遗迹类型古生物遗迹类型我国自然保护区（1551个）的分类812 国内自然保护区的建设与研究现状1.2.2 问题 我国自然保护区的设计缺乏理论基础 对保护区系统规划重视不够，造成保护区内部功能分区不合理 缺乏顶层设计，没有从区域生态系统高度出发规划保护

4、区，形成了国家级自然保护区群和空白区。资源开发与保护的矛盾日益加剧。如云南怒江自然保护区10万hm2森林砍伐。913国外自然保护区的建设与研究现状1.3.1建设1872年，美国建立世界上第一个国家公园-黄石公园。1972年，联合国教科文组织（UNESCO）启动了人与生物圈（MAB）计划。到2003年7月，已经在97个国家建立了440个生物圈保护区。中国有24个保护区位列其中。1013国外自然保护区的建设与研究现状1.3.2规划与政策生态评价已应用于不同的层次：（1）生物评价；（2）非生物评价；（3）生态敏感度评价 自然保护区的政策，如保护区投资政策、信贷政策、保护政策和资源利用政策 自然保护区

5、系统规划 1113国外自然保护区的建设与研究现状1.3.2规划与政策（续）国际上主要在分类标准、监测、战略和政策等方面研究自然保护区的建设问题 IUCN于1978年提出（1994年修订）了保护区分类标准：严格自然保护区/荒野地、国家公园、自然纪念地、生境/物种管理区、保护性陆地、海洋景观区、资源经营管理保护区 保护区监测趋向于网络化和国际化 1213国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（1）岛屿生物地理学假说q岛屿的特点：地理隔离，生物类群简单。q研究的优势：1）便于重复性研究和统计分析，有利于许多深入而细致的生物学研究。2）为发展和检验自然选择、物种形成及演化，以及生物地理学和生

6、态学诸领域的理论和假说，提供了重要的自然实验室。1313国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（1）岛屿生物地理学假说（续）q MacArthur 和Wilson(1963,1967)认为，岛屿生物种类的丰富程度完全取决于两个过程的平衡状态，即物种的数目相对稳定，但物种的组成却不断变化和更新，也称为平衡理论。q 面积效应与距离效应：达到平衡状态的物种数主要取决于岛屿的大小和岛屿离种源的距离，物种数随岛屿面积的增加而增加，这是所谓的面积效应；岛屿离陆地和其它岛屿越远，其上的物种数目就越少，这称为距离效应。1413国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（1）岛屿生物地理学假说在

7、自然保护方面的启发：保护区面积越大，物种灭绝率越小，生境多样性越大，物种丰富度亦越大；隔离程度越高，物种迁入率越小，物种丰富度越低；面积大而隔离度又低的自然保护区具有较高的平衡物种丰富度功能；1.面积小或隔离程度低的生境岛具有较高的物种周转率。1513国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（1）岛屿生物地理学假说有关原则已被IUCN纳入世界自然保护策略：保护区面积愈大愈好；一个大保护区比具有相同总面积的几个小保护区为好；对某些特殊生境和生物类群，最好设计几个保护区，且相互距离愈近愈好；自然保护区间最好用通道相连，以增加物种迁入率；1.为避免边缘效应，保护区以圆形为佳。1613国外自然

8、保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（1）岛屿生物地理学假说岛屿生物地理学假说在自然保护区中的争论 对保护区以圆形为佳存在许多不同的观点。Blouin等检验了33个海洋岛屿上物种丰富与岛屿形状的数据：岛屿形状并不能说明岛屿上物种丰富度的差异。形状不是海洋岛屿保护区设计的主要因素。保护区彼此越接近越好与保护区圆形的准则互相矛盾。1.保护区间的通道：增加种的迁入率，减少局部绝灭度，但传播疾病和扩散干扰源的弊端也不容忽视。1713国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（1）岛屿生物地理学假说岛屿生物地理学假说在自然保护区中的争论（续）对大保护区建立常会受到社会、经济以及管理方面因素的限

9、制，因此存在“SLOSS之争”。许多研究表明，几个分散的小保护区通常比一个具有相同总面积的大保护区有更多的物种丰富度。因为每个小保护区含有不同的地方性物种、不同的小生境。3.岛屿生物地理学理论还没有得到实证，应用于保护区设计是危险的。但该理论对异质环境中种群动态模型的发展有着明显的促进，对于景观生态学的发展有贡献。1813国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（2）异质种群理论 Levins(1970)提出了异质种群的思想，其在自然保护方面的要点：空间上有一定距离的生境斑块。同时由于栖息地的破碎而使得一个较大的生物种群被分割成许多小的局域种群。异质种群指在空间上具有一定距离，但彼此间

10、通过扩散个体相互联系在一起的许多小种群或局域种群的集合。1913国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（2）异质种群理论 异质种群在时间、空间和功能上均是一个生态单元。这些小局域种群呈斑块状分布，很不稳定，经常面临灭绝。异质种群理论着重研究局域种群灭绝、再定居规律及异质种群的生存力，这是近年来保护生物学研究重点的一个重要转移。2013国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（2）异质种群理论异质种群理论与岛屿生物学假说在自然保护方面的联系：着眼点不同：种群水平vs群落水平SLOSS争论的对立派：认为SS优于SL(岛屿生物学)。保护区设计中的应用性不同：现实意义vs理论意义。异

11、质种群理论将分散的栖息地碎片用廊道连接起来，是异质种群理论在自然保护区设计上所着重强调的，既保护了局域种群之间的独立性，又能实现局域种群之间的再定居。2113国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（3）种群生存力分析种群生存力分析（PVA）分析计算一定面积或一定大小的种群在一定时间内的存活概率，因此它是自然保护区设计的重要依据。PVA得出的主要结论是最小可存活种群（MVP），它是维护保护对象长期安全的重要标志。根据最小可存活种群可确定保护区面积的大小。岛屿生物地理学理论只给出保护区越大越好的原则，并不能得出具体的保护区面积；PVA 对于确定保护区有效面积是有用的概念。2213国外自然

12、保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（4）景观生态学就生物多样性保护而言，景观生态学注重景观多样性与生物个体行为、功能、群落动态及生态系统不同时空尺度上的作用。按照景观生态学的观点，一个自然保护区即是一个由生态系统组成的景观。景观要素本身在大小、形状、数目、类型和外貌上的变化，影响保护区景观的结构。保护区景观的差异导致了景观功能的差异。因此，按照网络结构和景观功能的原理，在设计保护区时，应使景观组分间的连接度尽可能大，以防止种群的隔离，增加种群内变异和遗传多样性。2313国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（5）景观生态学 景观生态学认为，自然保护区的最佳形状应为一个大的核心区

13、域加上弯曲的边界和狭窄的裂开形延伸，其延伸方向与周围生态流的方向一致。景观规划从景观要素保护出发提出了一些有利于生物多样性保护的空间战略，为自然保护区的设计提供了有效的指导。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。2413国外自然保护区的建设与研究现状1.3.3理论研究（6）问题和展望自然保护区的设计过分强调濒危物种本身的保护，对生态系统在保护生态系统的完整性、代表性和维持生态过程方面存在较多问题。自然保护区设计还没有形成自己的理论体系和方法。吸取各种理论的精华，建立保护区设计的理论与方法体系，是今后发展的重要方向。252 自然保护区设计的理论基础 21 必

14、要性q 保护区的主要功能即保护生态系统的完整性、代表性、生态过程以及保护生物多样性受到质疑 q 自然保护区生态安全设计就是从区域生态系统高度，根据保护生态系统的完整性、代表性和生态过程的原则及一定的保护目标，提出一个区域内自然保护区网络、保护区各功能区和保护区间廊道的合理布置。262 自然保护区设计的理论基础 21 必要性q 保护区的主要功能即保护生态系统的完整性、代表性、生态过程。自然保护区生态安全设计是综合考虑生态、社会、经济的一种协调设计战略。q 自然保护区生态安全设计有三个层次：从区域层次研究保护区网络的优化设计；在网络的每个节点（保护区），研究保护区的面积、形状和内部功能分区；研究网

15、络与节点的连接（廊道）。q 自然保护区生态安全设计涉及的主要理论包括异质种群理论、景观生态学理论和种群生存力分析理论。272 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构 一个典型的异质种群，一般满足下列四个条件：（1 1）适宜的生境以离散斑块形式存在。（2 2）即使是最大的局域种群也有灭绝风险。否则，异质种群将会形成大陆岛屿型异质种群。（3 3）生境斑块不可过于隔离而阻碍局域种群的重新建立。（4 4）各个局域种群的动态不能完全同步。否则，异质种群不会比灭绝风险最小的局域种群续存更长的时间。282 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构异质种群的尺度特征：局部尺度：个体在这一

16、尺度内完成取食和繁殖活动；异质种群尺度：扩散个体在不同的斑块生境之间迁移，但并不是所有个体都将迁移，这意味着当一个斑块生境不利于特定个体的取食和繁殖时，该个体将会迁出这个斑块；1.地理尺度：也称为一个物种所占据的整个地理区域上的尺度，个体几乎没有扩散出这个地理区域的可能。292 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构异质种群的结构特征：（a a）大陆岛屿型异质种群结构：一个斑块（大陆）如此之大，该局域种群实际上不会灭绝，且是迁入剩余小生境斑块的唯一来源，这一结构也称为Boorman-LevittBoorman-Levitt异质种群结构；(c)Levins(c)Levins 结构（1

17、970)1970)：所有斑块的面积相同，且非常小以致于所有局域种群都有非常大的灭绝风险；(b)(b)中间型：大部分异质种群结构介于（a a）和（c c）之间。302 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构异质种群动态模型Levins 模型首先区别了单种群动态与异质种群动态之间的不同。该模型假定有大量的离散生境斑块，它们大小相同，且只分为已被定居和未被定居两种，而局域种群的真实大小则忽略不计。dP/dt=cP(1-P)-eP种群建立的概率与斑块有种群定居的比例。其中，c,e分别为侵占和灭绝参数。1.关键属性：异质种群若要持续生存，局域种群的重建速率必须高到足以补偿灭绝速率，并使异质种

18、群大小在很小时能够增长。312 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构q若不同局域种群之间相互独立，且局域种群个体数量又不是太小的话，这样的一个异质种群要比一个大局域种群具有更高的生存力。q隔离度对异质种群的生存力至关重要。过分的隔离，无法实现扩散和再侵入；太近，相关性灭绝的概率就大。322 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构-对自然保护区设计的启示（1）异质种群的长期续存需要维持生境斑块网络。异质种群概念对生活于破碎景观中的各种植物、两栖类、鸟类、哺乳类是合适的（Hanski,1994）。以往生物保护主要是通过维持局部生境质量来减少局部灭绝的速率，但一个物种很难在

19、一个孤立的生境斑块中持续很长时间，保护的重点应从单一生境斑块中某一物种的保护转化为维持这种斑块网络上来。332 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构-对自然保护区设计的启示（2）适度的隔离有利于异质种群的长期生存 如果斑块之间的距离太远，以致于无法通过迁移和再侵入来拯求种群的灭绝，那么即使有大量的小生境片断也无法保证异质种群长期存活下去。对异质种群长期续存所需的最低斑块密度是一个重要的参数，斑块密度增加有利于侵占，因而对异质种群的长期生存是有益的。理论上讲，一系列连接良好的生境斑块通常比紧密斑块簇更有利于物种的长期生存。342 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构-

20、对自然保护区设计的启示（3）生境质量在空间上的较高异质性是有益的 提高斑块生境质量的异质性可降低异质种群灭绝的风险。当然实质性地改变斑块内的异质性是不可能做到的，但当有多个备选地点时，被选定生境斑块的质量应当包含或多或少的变化。尽管提高保护区的生境质量很吸引人，但仍有理由保留多种生境类型，这样可以缓冲环境和区域随机性对异质种群造成的负面影响，并可以保持较高的遗传多样性。352 自然保护区设计的理论基础 22异质种群的概念和结构-对自然保护区设计的启示（4）边缘效应也有利于异质种群的生存。适度的片段化，使得局域种群单位面积接触到其它类型生境的机会增多，它增加了局域种群个体觅食的机会及躲避自然灾害

21、的能力；异质种群产生了更多交错带，因而有利于生物多样性的保护（张知彬，1994）。362 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（1）景观异质性 景观异质性是景观的重要属性之一，它对景观的功能与过程有重要的影响。包括时间异质性（如植被演替）和空间异质性（如植被的镶嵌结构）。空间异质性包括三个方面：空间组成，如生态系统的类型、数量和面积；空间构型，如生态系统的空间分布；空间相关，如生态系统的空间关联程度及尺度。372 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（2）景观格局景观格局是生态系统或系统属性空间变异程度的具体表现，它决定着资源环境的地理分布，制约着各种生

22、态过程。影响基本生态过程的景观格局参数包括：斑块大小：影响单位面积的生物量、生产力、养分储存、物种多样性，以及内部种的移动和外来种的数量。斑块形状：影响生物种的发育、扩展、收缩和迁移。斑块密度：影响通过景观的“流”的速率。斑块的分布构型：影响干扰的传播和扩散。按结构特征可以划分出4种景观类型，即斑块散布的景观、网络状景观、指状景观和棋盘状景观。382 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（3）廊道线状或带状斑块，其生态功能取决于其内部生境结构、长度和宽度及目标种的生物学特性等因素。q 为某些物种提供特殊生境或暂息地；q 增加生境斑块的连接性，促进流动，给缺乏空间扩散能力的物

23、种提供一个连续的栖息地网络，增加物种重新迁入机会；q 分割生境斑块，阻断基因或物种流，造成生境破碎化，或引导外来种及天敌的侵入，威胁乡土物种生存。廊道功能上的矛盾，要求谨慎考虑如何使廊道有利于乡土物种的保护。392 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（4）景观连接度（connectivity）景观空间结构单元相互之间连续性的量度，包括结构连接度和功能连接等。景观连接度是研究同类斑块之间或异类斑块之间在功能和生态过程上的有机联系。402 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构廊道、景观连接度和景观连通性景观连接度不同于景观连通性。景观连通性是指空间结构上的

24、联系，而景观连接度是在功能上和生态上的联系。具有较高的连通性，不一定有较高的景观连接度；连通性差的景观，其景观连接度不一定较小。廊道是景观连接度在空间的具体表现形态，不能反映景观连接度的水平，景观连接度的大小还取决于廊道的质量。斑块之间可以有廊道存在，但其景观连接度也许为零。412 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（5）等级-尺度理论v 等级理论认为，任何系统皆属于一定的等级，并具有一定的时间和空间尺度。v 景观是生态系统组成的空间镶嵌体，同样具有等级特征。景观的性质依其所属的等级不同而异。v 不同等级上的生态系统都是由低一等级的系统所构成，如斑块构成景观，景观又构成区

25、域。某一等级的组分既受其高一级水平上整体的环境约束，又受下一级水平上组分的生物约束。422 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（6）干扰学说v 干扰是空间上和时间上环境与资源异质性的主要来源之一，是景观的一种重要生态过程，可分为自然干扰和人为干扰。v 干扰造成景观的异质性，决定斑块的大小、密度和时间频率，改变景观的格局，同时景观对干扰也具有一定的抗性。432 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构生物多样性保护的景观规划q 生物多样性保护可以分为两种途径，即以物种为中心的途径和以生态系统为中心的途径。q 这两种不同保护途径也体现在景观规划设计中：以物种为

26、出发点的规划途径和以景观元素为出发点的规划途径。尽管两者的目标都是保护生物多样性，但前者从物种到景观格局，而后者是从景观元素到景观格局。442 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构基于物种的景观规划途径为了使所作的景观规划有效地保护生物多样性，该途径强调要选准保护对象，并充分掌握保护对象的生态学特性。选择保护对象一般从三个方面考虑：保护对象的稀有性，特有性和受威胁状况保护对象在生态系统中的作用；1)保护对象的进化意义452 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构基于景观元素规划途径q 把生物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、

27、异质性和动态变化来进行规划设计。q 分析现存景观元素及相互间的空间联系或障碍，提出利用或改进现存格局的方案，包括在现有景观格局基础上加大景观元素的连续廊道，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。462 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构基于景观元素的整体规划途径强调：在广泛的时空尺度上包含生态过程和生物多样性各组成成分，以生物等级系统的各个层次或节点（node）作为保护对象；1.将节点连接成为一个整体的保护网络，建立区域景观保护体系，维持景观的多样性和稳定性。472 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构景观生态安全格局的概念（Ecolo

28、gical security patterns）q 不论景观是均质的还是异质的，景观中的各点对生态过程的重要程度是不相同的，其中有些局部、点和空间关系对控制景观水平上的生态过程起着关键作用。q 景观中存在着某种潜在的空间格局，它们由一些关键性的局部、点和位置关系所构成，对维护和控制某种生态过程有着关键性的作用，这种格局称为景观生态安全格局（Yu,1996;俞孔坚，1999）。482 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构一个典型的安全格局包括以下几个景观组分：源（source）:现存乡土物种栖息地，是物种扩散和维持的源泉。缓冲区（buffer zone）:环绕的周边地区，物种

29、扩散系数的低阻力区。源间联接（inter-source linkage）:相邻两源间最易联系的低阻力通道。辐射道（radiating routes）:由源向外围景观辐射的低阻力通道。1.战略点（strategic point）:对沟通相邻源之间联系有关键意义的“跳板”（stepping stone）（俞孔坚，1999）。492 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构景观生态学理论对自然保护区设计的指导（1）景观异质性或时空镶嵌性有利于物种的生存和延续以及生态系统的稳定。如一些物种在幼体和成体不同生活史阶段需要两种完全不同的栖息环境，还有不少物种随着季节变换或进行不同生命活动时

30、也需要不同类型的栖息环境。502 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（2）按照等级-尺度理论，自然保护区仅是更大时空尺度系统中的一个组分。因而，在对自然保护区景观的研究和管理中，应注重研究保护区与周围其它生态系统或影响因素的关系，以及保护区与保护区之间的关系；保护区设计应以生物等级系统的各个层次或节点作为保护对象，将节点连接成为一个整体的保护网络。512 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（3）景观规划在自然保护区设计中起着决定作用。q 多种空间战略被认为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

31、。q 传统的生物保护战略被动地强调濒危物种和景观元素保护，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，就应建立一种全新的景观规划途径。q 三个方面的概念对这种新的景观规划途径有启发意义：景观的空间构型对生态过程作用，生物进化空间轨迹与景观格局设计，以及景观阻力与潜在的生态基础设施的设计。522 自然保护区设计的理论基础 23景观生态学理论的概念和结构（4）生物多样性保护的焦点仅停留在保护区的数目、选址和面积大小是一个误区。q 生物多样性保护必须看作是一个更高层次和更综合性的工作，包括斑块、廊道和基质。q 为了减少生物多样性和景观多样性的降低，必须研究景观各元素之间的景观连接度，在

32、影响生物群体的关键局部和地点，保留生物栖息地或在不同生境斑块间建立廊道。532 自然保护区设计的理论基础 24种群生存力分析的应用-模拟模型（1）Shaffer 模拟模型（1978）v 数据：黄石公园大灰熊种群的灭绝过程。1959-1970年的种群动态数据。v 指标：种群的性比，年龄结构、死亡率和繁殖以及密度制约关系。用死亡率方差和繁殖率方差表示环境随机性。v 条件：MVP（95%，100年）v 结果：50-90个个体能满足此MVP。542 自然保护区设计的理论基础 24种群生存力分析的应用-模拟模型（2）ALEX（Analysis of the Likelihood f Extinction

33、）模型（Possingham等，1994）q 只模拟一个性别；q 不考虑种群的遗传学因素，也不考虑近亲繁殖；q 分为三个年龄组：2岁；q 死亡率与密度无关，死亡率、繁殖率和扩散是稳定的(3)其它PVA模拟模型：VORTEX、GAPPS、RAMAS/SPACE552 自然保护区设计的理论基础 24种群生存力分析的应用对自然保护区设计的指导qPVA确定的MVP不是静态的(随统计和环境随机性而变）。q一定面积或一定大小的种群在一定时间内的存活概率，可以确定自然保护区所需的最小面积。其具体步骤为：研究目标类群；用种群生存力分析求解最小可存活种群；评估目标类群的生境需要；确定最小面积。562 自然保护区

34、设计的理论基础 24种群生存力分析的应用对自然保护区设计的指导PVA与最小面积之间的重要联系是根据如下因素确定的：物种的生境和面积需要；适宜生境在空间和时间上的可达性；1.剩余生境对维持最小面积的有效性。572 自然保护区设计的理论基础 24种群生存力分析的应用对自然保护区设计的指导设计和评价保护区Newmark(1985)：美国西北部8个公园，只有1个能支持广布的哺乳类种群，另7个难以维持MVP为50的种群。Schonewald-Cox(1983)：美国55%的国家公园对大多数脊椎动物和长寿命植物很少提供保护；难以保护繁殖较慢和高度特化的物种长期存活。1)Belovsky(1987)比较了当

35、今世界各国的保护区面积和哺乳动物存活所需面积：其中0-20%，最大的食肉动物，100年；4%-100%，最大的食草动物，100年。582 自然保护区设计的理论基础 24种群生存力分析的应用的总体评价 针对野生动物的分布和丰富度在空间上的差异可以利用PVA，GIS 和生境模型集成的办法，识别保护区和具有长期保护价值的地区。获取种群和环境的准确参数需要长期研究和经验。物种灭绝的概率，但没有考虑物种的生态功能，或个体的相互依赖性。简化了参数的相互关系，没有考虑影响实际种群的所有综合因素。已被保护生物学家和野生动物管理者逐渐认同和接受，IUCN推荐为物种濒危等级划分的工具。593 自然保护区的实践 v

36、 受自然保护区预算的限制，保护区实际能提供保护的生态系统、物种或生境也是有限的。v 自然保护区网络设计就是在一定的预算（如土地面积、资金等）范围内，最大程度地保护生物多样性，或者在一定的保护目标（如包含所有物种或典型生态系统）下，使保护区数或总面积最少。603 自然保护区的实践 311 自然保护区网络设计的原则与指标（1）自然保护区网络设计的原则q 完整性原则：应以生物等级系统的各个层次或节点作为保护对象，将节点连接成一个完整的保护网络（等级尺度理论）。应考虑保护对象的各生长阶段或各季节生活必需的生境需要，如游迁性物种的冬夏两季的栖息地，鱼类的产卵场、越冬场、幼体索饵场以及洄游通道，侯鸟的繁殖

37、及越冬地的联合保护。613 自然保护区的实践 311 自然保护区网络设计的原则与指标（1）自然保护区网络设计的原则q 生物多样性原则：所处生物地理区域内的典型生态系统、野生生物资源以及珍稀濒危物种的集中分布区都将受到保护。为了尽可能维持生态过程和进化，保护区网络应包括一个区域的大部分地方特有种和稀有物种，因为它们是该地区群落的主要组成部分。623 自然保护区的实践 311 自然保护区网络设计的原则与指标（2）自然保护区网络设计的指标自然保护区网络设计包括两种指标：代表性指标，如多样性指标和稀有性指标；1)控制性指标，限制保护区网络的成本，如保护区个数或面积百分比。633 自然保护区的实践 31

38、1 自然保护区网络设计的原则与指标（2）自然保护区网络设计的指标多样性指标（不加权多样性指标和加权多样性指标）：不加权多样性指标直接计算每一单元中的物种种数。由于一些物种只代表非常特殊的类群，而有些物种则有很多近缘种，因此物种的遗传学意义不同。加权多样性利用现有分类系统中已有的特有性信息来确定物种差异的程度，它实际上是分类多样性指标。643 自然保护区的实践 311 自然保护区网络设计的原则与指标（2）自然保护区网络设计的指标稀有性指标：地理分布受限与统计上量值低少的概念，分成5类：地理区域广布但每个分布区数量均很少的广泛分布稀有种；具有严格地理区域的地方种；与物种主要分布区发生地理学分离的分

39、割种群；处于物种地理分布边缘的边缘种群；曾经丰度很高或者广布但现在已为数不多的濒危种。653 自然保护区的实践 311 自然保护区网络设计的原则与指标Lombard等（1995）提出了南非蛇类的稀有性指标：稀有性指标=（分布范围）+（特有性）+（红皮书物种）+（广布性）稀有性分值 分布范围/万km2 特有性（占南部非洲的%）红皮书物种 广布性（在南部非洲出现率）50.1-1 92-100 1-931.1-4.4 60-89 极危10-3325.2-13.1 22-51 易危39-69115-37.5 1-19 84-132038.1-118.8 没有分布 143-382663 自然保护区的实践

40、（3）保护目标的表达选择保护区的最基本问题是“从特定生物区域选择最少量的保护区，以尽可能代表这一区域的所有物种”。因此，保护目标一般可以表达为：以最少的保护区数或保护区总面积包含所有物种；以最少的保护数或保护区总面积，包含每一物种一定比例的分布面积。保护目标应根据实际保护需要确定。673 自然保护区的实践312自然保护区网络设计的地理途径（GAP分析）q 对研究区域的信息分析，寻找保护的热点地区（hot spots）,对比保护现状，最终识别当前生物多样性保护的空白点（gaps）和差距。q 强调至少应该使每一物种和植被类型在已有保护区系统中出现一次。它识别的热点地区或空白点为选择自然保护区网络提

41、供了依据。q 从景观尺度上将物种保护和生境保护结合起来，它提出的热点地区是对国家或区域范围内生物多样性保护状况的初步评价。683 自然保护区的实践312自然保护区网络设计的GAP分析实例Ramesh等（1997）,印度西高止山脉的保护区(1900-1990)q 植物物种丰富度图层(5级)：0,50,100,150q 植物特有性图层(5级%)：无林区，0,1-8,9-16,17-24q 特有动物生境图层(5级)：特有动物种类 0,5,10,15,保护价值图层与现有保护区分布图比较，提出保护区网络的修改方案。693 自然保护区的实践3.2 自然保护区功能分区的原则与方法自然保护区具有多种功能，如生

42、物多样性保护、科学研究、自然保护教育、自然资源合理开发示范。发挥保护区的多种功能是自然保护区功能分区的目的之一。1994年国务院发布实施的自然保护区条例规定了保护区各功能区的自然属性、空间关系以及管理要求。实现自然保护区的可持续发展，是保护区实施分区管理的现实要求。703 自然保护区的实践3.2 自然保护区功能分区的原则与方法一个典型的自然保护区，一般可划分为三个区域，即核心区、缓冲区和实验区。核心区是各种原生性生态系统保存最好和珍稀濒危动植物集中分布的区域。反映保护目的，包括保护对象持续生存所必需的所有资源。自然多样性和一定程度的文化多样性，重点是保护完整的、有代表性的生态系统及其生态过程，

43、因此核心区的面积应大到足以构成有效的保护单元。核心区可以有一个或几个。713 自然保护区的实践3.2 自然保护区功能分区的原则与方法v缓冲区是自然性景观向人为影响下的自然景观过渡的区域，其主要目的是保护核心区，以缓冲外来干扰对核心区的影响。v缓冲区的生物群落应与核心区相同或是其中的一部分，其宽度应根据保护性质和实际需要确定，一般不应小于 500m。v对于核心区比较小或保护对象季节性迁移的保护区，较宽阔的缓冲区直接起到保护作用。v缓冲区是保护区内开展定位科学研究的主要区域，可以适当采样和采集标本，以及有限制的旅游活动。723 自然保护区的实践3.2 自然保护区功能分区的原则与方法核心区和缓冲区的

44、外围是实验区，它包括部分原生或次生生态系统也可以包括传统土地利用方式而形成的与周围环境和谐的自然景观。实验区主要是探索资源保护与可持续利用有效结合的途径，在有效保护的前提下，对资源进行适度利用。在实验区内可以进行一定规模的幼林抚育、次生林改造、林副产品利用、荒山荒地造林以及动物饲养、驯化、招引等活动。通过这些活动，使自然保护区纳入地区发展规划中，既保护了自然资源和生物多样性，又促进了地区发展。733 自然保护区的实践3.2.1 自然保护区功能分区原则(1)保护第一的原则：核心区、缓冲区和实验区的功能有所不同，核心区重点在保护，缓冲区提供研究基地，实验区为地区发展作示范作用。无论是核心、缓冲区，

45、还是实验区，保护目标应是统一的，都必须有利于保护对象的持续生存。保护区中一般只允许在实验区有人工景观，但仅限于必要设施，与保护无关的生活服务、旅游接待等设施应尽可能布置在保护区外。743 自然保护区的实践3.2.1 自然保护区功能分区原则(2)核心区与缓冲区的生态完整性原则：野生生物的栖息地斑块中，有时会出现已退化的不适合野生生物生存的零星碎片，形成栖息地空洞现象。将这些碎片与好的栖息地背景一并设计成一个完整的核心区，会使这些退化的栖息地碎片得以逐步恢复。一些生态环境不太好的地段，如果被核心区包围或基本隔绝，那么应按核心区的标准来管理。重点保护生物的栖息地，应纳入核心区；对不便于划入核心区的地

46、块，可划人缓冲区。753 自然保护区的实践3.2.1 自然保护区功能分区原则(3)实验区的可持续性原则：实验区具有保护与发展的双重任务，其可持续性影响到保护区的可持续发展。实验区由于要同时实现保护、科研和资源利用等多重目标。实验区不应固定比例，其位置和面积应在确保保护目标的前提下，根据自然资源利用的可能性及限制条件决定。实验区的一切科学试验活动要有利于保护目标的实现和保护区的可持续发展，要对试验活动的规模、类型和强度作必要的限制。763 自然保护区的实践3.2.2 自然保护区核心区设计方法保护区各功能区的不同功能，要求首先根据保护目标进行核心区的设计，继而缓冲区，最后完成整个保护区的设计。核心

47、区是发挥自然保护区保护功能的主要场所，在设计核心区时，应确定适宜的大小、形状和地点，使其构成一有效的保护单元。有效保护单元的标志是：应是一个完整的生态系统；应维持最大的生物多样性，从而作为本生物地理区的代表。核心区的面积至少要大于地域内存在的各物种长期生存的最小面积。773 自然保护区的实践3.2.2 自然保护区核心区设计方法-种群生存力分析方法确定目标类群；用种群生存力分析求解最小可存活种群；评估目标类群的生物领域面积；评价适宜生境在空间和时间上的可达性；评价剩余生境(如野生生物廊道)对维持最小面积的有效确定最小面积。根据最小可存活种群和生物领域面积，可大致估计出核心区的最小面积。例如，若某

48、保护区内美洲狮的最小可存活种群为50，则该保护区核心区至少要49 700 x50=2485 000hm2。783 自然保护区的实践3.2.3 自然保护区缓冲区设计方法(1)等宽度法：在核心区外围设计一个等宽度的带状环形区，例如巴西亚马孙河地区，所有自然保护区缓冲区的宽度为10km。(2)层次分析法：针对外界因素对核心区影响程度的不同，将核心区分成若干区段，最终确定的缓冲带宽度在各区段应有所不同。(3)阻力面分析方法：利用阻力面的等阻力线来确定缓冲区的边界和形状。阻力面类似于地形表面，其中有缓坡和陡坡，呈现一些阈值特征。据此来划分缓冲区，不但可以有效地利用土地，而且可以判别缓冲区合理的形状和格局

49、，减少缓冲区划分的盲目性。793 自然保护区的实践3.2.4 自然保护区实验区设计实验区的设计实际上是围绕已确定的核心区和缓冲区，来划定保护区的边界，边界与缓冲区间的地带即为实验区。对于面积偏小的自然保护区，不能为划分一定比例的实验区而压缩野生生物的栖息地。对于实验区内各种科学试验活动和资源适度利用项目，一要控制项目类型；二要控制其规模；三要控制资源开发利用的强度。自然保护区的外围保护地带建设的项目，应严格执行环境影响评价制度。803 自然保护区的实践3.3 自然保护区廊道设计根据廊道起源、人类作用及景观类型，廊道可分为三类，即线状廊道、带状廊道和河流廊道。带状廊道宽度较大，可以维持内部过程，

50、比线状的好。孤立的自然保护区通过廊道连接，可以促进基因交换和物种迁移，给缺乏空间扩散能力的物种提供一个连续的栖息地网络，为物种重新迁入和乡土物种生存提供机会。但是，廊道的作用不能过分强调。它们有时不能起到连接乡土栖息地的作用；相反，有可能对乡土物种构成危害，可能会加速一些疾病、外来种的扩散。813 自然保护区的实践3.3 自然保护区廊道设计目前还缺乏成熟的廊道设计理论，但以下几个原则值得考虑：(1)多于一条廊道。多一条廊道就相当于为物种的空间运动增加一个可选择的途径，为其安全增加一份保险。(2)乡土特征。构成廊道的植被本身应是乡土植物。(3)越宽越好。廊道必须与种源栖息地相连接，必须有足够的宽