生态流的聚集与扩散原理

2023-11-19 理论教育版权反馈

【摘要】：物质、能量、生物有机体和信息等在景观要素间的流动称为生态流，它们是景观过程的具体体现。受景观格局的影响，生态流体现为聚集与扩散，属于跨生态系统间的流动。景观结构特征与生态流之间存在相互影响、相互制约的关系。生态流的流向与流速可能通过景观结构的调整而加以改变。景观中的干扰是对生态流产生影响的另一种重要机制，干扰的传播本身也是生态流的内容之一。2）屏障与过滤器廊道对横穿景观的生态流具有一定的屏障作用。

物质、能量、生物有机体和信息等在景观要素间的流动称为生态流，它们是景观过程的具体体现。不同性质的生态流可能有不同的发生机制，但经常是几种流同时发生。受景观格局的影响，生态流体现为聚集与扩散，属于跨生态系统间的流动。

景观中的生态流，直接导致景观中营养物质、通量、生物有机体的再分配，而这种再分配的结果直接导致景观结构的变化。景观生态流的发生及生态流的通量、时空特性等，直接受景观结构的影响，如景观异质性影响物种在景观要素间的扩散与收缩，能量流也往往随着景观异质性的增加而增强；景观结构的不同，生态流受到的景观阻力也可能存在明显的差异。景观结构特征与生态流之间存在相互影响、相互制约的关系。生态流的流向与流速可能通过景观结构的调整而加以改变。

景观中的干扰是对生态流产生影响的另一种重要机制，干扰的传播本身也是生态流的内容之一。干扰可能破坏生态系统内部矿质养分的保持或调节机制，从而促进养分向邻近或其他生态系统转移。景观中矿物营养再分配的速度随干扰强度的增加而增加。干扰对动物运动与植物定植格局的影响成为许多研究的内容，如沿城郊植物物种的梯度变化现象。

生态流还是景观中生物多样性维持的一种重要机制。物种在景观分离嵌块体中生存的过程与种群在景观中的扩散与运动密不可分。

1.廊道特征与景观中的流

廊道有四种较为重要的功能：①作为一些物种的栖息地；②作为物种沿廊道迁移的通道；③对两侧的景观要素间的生态流起屏障作用或过滤作用；④影响周围基质的环境和生物源。

1）通道

在自然景观中，动植物是沿廊道迁移的主要物质流（河川径流与交通运输除外），哺乳动物沿高速公路的开阔边缘迁移和植物沿堤坝迁移是一种常见的现象，只有少数植物和哺乳动物可沿树篱有效迁移，而一些鸟类和大、中型哺乳动物却常常利用这些树篱穿越景观。如果有廊道，诸如火灾、虫害爆发等干扰有可能沿廊道迅速蔓延。另一方面，廊道也可起到一定的隘道或瓶颈的作用，因此合理利用廊道的通道功能也能有效地控制干扰的传播。

城市生态系统中的廊道主要有河川、道路、街道、管道、缆线等，对城市生态系统的物质流、能量流和信息流的聚集和扩散起着十分重要的作用，也是城市的主要基础设施，其通道功能更加不言而喻。

2）屏障与过滤器(www.chuimin.cn)

廊道对横穿景观的生态流具有一定的屏障作用。一般而言，当坡地植被廊道与等高线平行时，植被廊道对水土流失的控制作用最强，因此山区森林经营者经常采用带状砍伐的形式。由于各种不同的地面动物穿越廊道的能力有所不同，有的物种可能顺利通过廊道，而另一部分物种则被廊道阻碍无法穿越，廊道起到过滤的作用。

城市生态系统中的防护林带，是一种降低风速、减轻风沙危害的有效措施，但河川则成为阻碍沿河两岸交流的主要障碍。

3）断开

断开一般可阻止物种沿廊道的迁移，而且其长度是决定哪些物种受到影响的主导因素。有时廊道宽度或有无断开可能会相互作用，从而影响物种沿廊道的迁移。此外，对于对物种迁移起屏障作用的廊道而言，断开也可促进一些物种穿越，如家畜或野生动物通过管道或在桥下穿越高速公路。

2.流与基质

热量、尘埃和风传种子可以以相对均匀的层流形式在基质上空运动，但某些动物、害虫或火则几乎无间隔地蔓延至某个特定类型景观要素的广大空间之中。因此，在火灾易发区，人们常建立防火屏障以降低基质的连接度。另一方面，为了保护那些不能穿越狭窄廊道的物种，有时又必须提高或增大基质或嵌块体的连接度。在生物自然保护区建设中普遍采用的一个办法是通过廊道增加各生境嵌块间的连接度。在城市绿地系统规划中，也应保留或建立必要的绿色廊道以促进物流的畅通，而城市零星绿地系统间的连接对于城市生物多样性的维持尤为重要。

3.网络与流

在多数景观中，网络分布较为广泛，而且相互重叠，类型繁多。网络节点对流有两种作用，即作为廊道的交接区和流动物质的源或汇。城市是车辆沿公路行驶的节点，水塘是干旱区动物迁移路径的聚集点。廊道与节点相连，互连的廊道即构成网络。

节点有不同的类型，存在大小差异，在时间上具有离散性。景观中的节点类型、大小、时间离散性对景观中流的通量及不同方向的阻力等都有影响。

生态流的聚集与扩散原理

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