自然保护区建设基本理论课件.pptx

1、,自然保护区及其建设 相关理论,本章的主要内容,1 自然保护区的概念分类功能2自然保护区建设相关理论岛屿生物学理论异质种群理论与环境破碎化种群遗传学理论,什么是自然保护区?,一、自然保护区（Nature reserve）的定义,一般定义：保护区(Protected area)为“受到人为 保护的特定自然区域。保护区的含义：特定自然区域：具有科学、经济、文化等价值，具有代表性、稀有性和生 物多样性的自然区域。人为保护：政府、团体或个人采取措施，保护避免被破坏。,2 中国自然保护区（Nature reserve）的定义.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

2、，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。,自然保护区包含 哪些类型?,二、自然保护区的类型,1.自然保护区的类型世界保护联盟（IUCN）的类型（按保护区的性 质）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,（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-科学研究 荒野地保护区自然特征与影响 国家公园-保护生态系统和游憩自然遗迹保护区-美学与文化价值 栖息地/物种保护区-物种陆地/海洋景观保护区游憩 资源管理保护区-可持续利用,（2）我国自然保护区的

3、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。,（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。,自然公園,自然公园是保护自然景观，促进人民的利用、保 健、体养和教育而指定的区域。建立自然公园 主要考虑的问题是生物多样性保护、重视景观 保护与观光的潮流以及自然环境的可持续利用 等。日本的自然公园主要包括国家公园、国定公园 和都道俯县立公园3种：

4、,自然公 園,国立公園 国定公園都道府県立自然公園,（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,生态系统类型的自然保护区,新疆北鲵自然保护区,云南澄江古生物遗迹自然保护区,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，

5、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。,自 然 保 护 小 区 建 设 规 划,自然保护区区域规划,自然保护区的功能 是什么?,2.自然保护区的功能,保护生物多样性的基地开展科学研究的天然实验室进行宣传教育的自然博物馆合理开发利用自然资源的示范,小 结:,保护区和自然保护区的概念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自然保护区主要功能,三 自然保护区规划,自然保护区建设依据的 理论是什么?,（一）保护区规

6、划的理论基础：,1岛屿生物地理学 2 Meta-种群理论3 种群遗传学,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和更多的物 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？,岛屿,1 岛屿生物地理学理论,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。,物 种 数 量,(s)生境面积（A

7、）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0.050.37。,(a)夏威夷群岛的鸟类数量与岛屿面积的关系（Hawaiian Audobon Society,1975），(b)亚述尔群岛维管植物的情况（Eriksson,et al,1974），(c)西印度群岛的两栖爬行类（MacArthur&Wilson,1976），(d)所罗门群 岛的鸟类(Diamond&Mayr,1976),物种数量与岛屿面积的关系,成立的条件是什么?,该模型是在均质环境条件下成立的物种作用是均等的“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

8、模型需要改进。,（2）“物种-面积”关系的发展,2 侵移、灭绝和均衡理论,（下页图）。,（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:岛屿上的物种数量是侵移定居和灭绝的动 态平衡。,特定侵移和灭绝的速率与物种数量的关系,速 率,迁入率,死亡率,代表什么?物种的数量岛屿上物种数量平衡模型示意图,新物种迁入岛屿的速率随着岛屿物种的数量的增 加而可能性减少。灭绝的速率则随岛屿物种数量的增加而增加。S点的意义是迁入与灭绝处于平衡物种得数量？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。,根据上图可以

9、得出：,（2）岛屿物种数量与岛屿面积、大陆的距离的关系,迁入率,死亡率,小岛,大岛,s1s2s3岛屿上的物种数量,近陆速 率远陆,从上述曲线可以做出许多预测?,一个岛屿上的物种数随着时间推移最终会达 到大致恒定的水平。大型岛屿可以支持比小型岛屿更多的物种。随着岛屿孤立程度（remoteness）（即岛屿 与种源地之间的距离）的增加，生活在岛 屿上的物种数将下降。,佛罗里达 红树林岛屿在几个岛屿上用毒气杀死红树林上所有的昆虫观察物种回复的速率统计数量和营养物类型,（3）岛屿生物地理学理论的验证,(4)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

10、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。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。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。,在自然界中物种生境是连续的吗,（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

11、响。,3 集合种群（Meta-population）理论,异质种群的判断,适宜的生境以离散斑块形式存在。即使是最大的局域种群也有灭绝风险。生境斑块不能过于隔离而阻碍局域种群 的重新建立。各个局域种群的动态不能完全同步。,（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（Habitat patch）。,图集合种群理论研究过程,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（Local population）小的局部种群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

12、,图 种群的动态过程示意图,（3）生境岛屿化（FRAGMENTATION）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。,生境岛屿化对于动物 的影响?,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,生境岛屿化对于植物 的影响?,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

13、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,(1)影响生态系统的物种组成箭头的粗细表示物 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,(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,生境的岛屿化是生物 多样性保护研究的热 点问题,我国研究生境岛屿化过程的机遇,（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

14、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，迁移个体可以来自于任意一个现 存的局部种群，同时任意一个局部种群都有可能随机灭绝的。,（5）集合种群理论与生物多样性保护,关于保护区计划的设计：（sloss 问题）主要是关于保护计划是应该建 立一个大的保护区，还是建立几个相互联系的小 保护区争论，从根本上讲就是一个集合种群的问 题。自然保护的廊道建设，种群之间的交流,4 种群遗传学理论,主要是研究进化显著单元(ESU)、考虑优先保护区 域的确定:,表米心,青冈不同局域种群等位基因频率分析,进化显著单元（ESU）,Crandall(2000)认为：ESU

15、是种内与其他居群 发生了生殖与历史隔离，由于遗传分化而适应 性不同的居群。Moritz(1995)认为区分不同的ESU：mtDNA发生显著的变化，并互为单源群核基因位点等位基因的频率发生了显著变化,浙江大学方盛国教授通过研究发现：秦岭大熊猫与四川 大熊猫遗传分化发生了较大变异，秦岭大熊猫种群大约在1 万年前产生分化后，在进化力作用下，已发育成大熊猫的 一个亚种。因此，秦岭的大熊猫是该物种的进化显著单元（Evolutionarily Significant Unit），是优先保护群体。,下一次课:,自然保护区规划与管理,课程论文题目:,某一区域生物多样性研究自然保护区建设与管理研究某一物种保护现状研究生物多样性保护与国家土特产品贸易自然保护区资源利用立法研究信息技术在生物多样性保护中的应用生物多样性研究热点问题景观规划城市生物多样性保护风景名胜区的生物多样性区域文化多样性的保护,课程论文要求:,格式:按照北林学报的格式,包括摘要前言论述的内容 结论个人的观点.内容:与课程内容想结合,不能与课程无关3 字数要求:3000-5000字参考文献,数量不少于10篇,其中有2-3篇国外文献论文用A4纸打印上交时间:5月25日 周三晚7:00-8:00 地点:二教108,