线形人工设施、景观破碎化及其生态效应

摘要

本文旨在介绍三类线形人工设施所造成的景观破碎化和生态效应。这三类线形人工设施包括道路、沟渠和堤坝，属于大型土木工程建设。它们都是景观破碎化的重要因子。道路、堤坝、沟渠这三类人工线形设施对生态系统的影响有很多共同之处，主要包括以下方面：①阻碍动物自然迁移和活动；②设施地带形成人为的栖息地；③作为廊道提供迁移路径；④边缘效应；⑤改变连接度；⑥增加人类活动的影响。三类线形设施及其所带来的人为景观破碎化改变了种群、群落和生态系统在景观中的空间配置和动态变化，导致种群灭绝、生物多样性下降、生态系统功能丧失，其生态负作用很大，远远超过正面作用。在三类线形设施对环境的各种影响之中，对水文动态和水文过程的影响是最显著的。这三类设施使地表水体系统减流增滞，大大地降低水体连接度，减少正常洪水，进而从景观的尺度上发生影响，导致水地景观田屯化。水地景观是指这样一种景观：①在比较长的时间内，在比较多的斑块或者比较大的面积上存在地表水；②水的存在、深度、流动具有空间及时间上的异质性；③由于水体的时空格局和水文过程决定着不同植被类型的空间镶嵌格局与动物复合种群和复合群落的空间配置，景观格局与空间过程的主要特征，包括斑块、廊道、基质和过渡区的配置以及能量、物质和生物个体的流动都受到影响和约束。水的季节性空间格局动态和脉冲型水体连接度，是许多自然水地景观的重要特征。水地景观田屯化改变水体分布与水位、水流、水体理化特征，以及水体含带物的分布与动态，隔断水体的自然连接，降低一些生物物种的栖息适合度，导致种群灭绝，破坏食物网链的关键环节，使外来物种得以定居并且取代本地种，影响洪泛平原和湿地的物种生存，减少河口湾和三角洲的淡水、泥沙和营养物来源，降低那里的生态系统生产力，从而减低整个景观为社会提供的生态功益。道路、堤坝、沟渠这三类人工线形设施和水地景观田屯化的最大影响在于为土地改造提供了条件，大大地提高了人类活动的种类、规模和强度，包括农业、工业和城市化，进而带来巨大的间接影响。几十年来，由道路、堤坝、沟渠这三类人工线形设施的建造而造成的景观破碎化，包括水地景观田屯化，变得越来越频繁、速度越来越快、范围越来越大，从地方到全球各个尺度上对生态系统和自然景观产生重要影响。我们必须及时加深了解景观生态学和景观破碎化的基本过程和基本机制，以及这些过程与机制为景观提供的生态功益。对于生态破坏，要强调以预防为主。水地景观生态学和水地景观田屯化应该受到重视。水地景观生态学和水地景观田屯化将成为景观生态学的新兴领域。