在生境破碎化过程中,常会留下像补丁一样的生境残片,称之为斑块生境。随着破碎化因子作用持续不断地加剧,斑块面积减小,斑块数量增加,原有斑块与那些高度改变的逆退景观相互隔离,并逐渐退缩消失,最终发展成生物地理学上所称的生境岛屿,从而在种群、群落、生态系统乃至景观等不同层次上产生一系列生态效应或生物学后果。
(1)使种群生存面积减小,影响生境的选择和利用。生境破碎化会使一个地区的种群原有生境面积减少,并使其断裂成一些较小的斑块生境。在自然生境中,任何一个斑块的可利用资源都是有限的,通常一个斑块所能维持的平均物种个体数量(即环境容纳量)与斑块面积有关。斑块面积越小,容纳量就越小。另外,由于生境破碎,斑块内资源被隔离或分隔,限制在相对狭小的区域内,同时,由于种群在扩散方面受到限制,也必然限制种群的分布范围,极大地降低生境资源的可获得性,从而影响动物的生境选择和利用。
(2)阻碍基因的流动,降低遗传效应。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因,一个物种所包含的基因越丰富,它对环境的适应能力越强。一旦原有的大生境破碎成一些小的斑块生境,原来的大种群就会变为一个个小的种群,而且会造成种群个体数量减少,这样一来,小种群如果隔离时间长的话就会发生遗传变异的随机丢失,近亲交配概率增大,远交衰退(outbreeding depression)相继发生,遗传漂变(genetic drift)和其他问题会变得更加严重,导致种群遗传多样性丧失。破碎化造成遗传隔离,使残存种群中遗传可塑性缺乏而导致繁殖失败。
(3)阻止种群的自由扩散,减少种群数量,甚至改变种群结构。在连续的生境中,种群内的个体通过扩散和迁移,寻找和开拓新的生境和资源,降低亲缘个体间的资源竞争,避免近亲繁殖,降低遗传漂变,增加不同种群间的遗传基因交流,从而扩大物种的分布范围,增加个体和种群存活的机会。在破碎的生境中,由于适宜的生境斑块周围分布着不适宜的生境,种群中的个体受到隔离效应(isolation effects)的影响,正常迁移和建群受到隔离或限制,同时因适宜的生境斑块面积不断减少,种群的规模变小,各种随机因素对种群的影响随之增大,近亲繁殖和遗传漂变潜在的可能性增大,种群的遗传多样性减少,影响到物种的存活和进化潜力,这种情况延续下去,将不可避免地使种群结构发生改变,进而影响种群的未来发展。破碎化的景观对物种的自由扩散产生不同程度的影响,不少研究发现,迁移能力强的物种受景观破碎化的影响更大。(www.daowen.com)
(4)改变生态过程。景观生态学常常涉及多种生态学过程,诸如种群动态、种子或生物体的传播、捕食者—猎物相互作用、群落演替、干扰传播、物质循环、能量流动等。生境破碎后,斑块之间的连通性将受到不同程度的破坏,改变景观的空间结构和异质性,影响景观连接度,从而使景观格局发生变化,阻碍生态流(ecological flow)特别是原有生境中的源种群(source population)与汇种群(sink population)之间的连接通道,导致景观多样性减少。如果生境破碎化进一步加剧,还可能会使景观中斑块与基质换位,从而使整个景观的生态功能发生本质上的变化。因此,生境破碎化给景观带来的生态后果已经引起越来越多的生态学家们的关注。
(5)改变生境微气候。景观破碎后,斑块边缘光照和干燥作用增强,温度可变性增大,从斑块边缘到中心数百米范围内不适应这种变化的本地种群大量减少,喜欢这种环境的外来杂草或先锋树种大量增加,并与本地物种竞争养分和栖息地。这在一定程度或范围内会改变生态系统中的能量平衡和能量流动渠道,影响物质循环的途径,甚至会影响整个生态系统的功能、结构及稳定性。
(6)产生边缘效应。生境破碎化引起斑块边缘非生物环境(如光照、温度和湿度)和生物环境的剧烈变化,从而导致边缘效应,这进一步减少了适宜生境的面积,引起大量外部物种入侵或原斑块内物种的外迁或移出。因此,当边缘效应增大时,那些内部种(interior species)要么限制在更小的斑块内部,或没有变化的斑块核心区,要么离开此破碎化的生境,只有边缘种(edge species)的数量或种类才出现增多的趋势。小斑块比大斑块具有更大的边缘效应、更强的干扰,这意味着小斑块的物种组成、丰富度和多样性具有更大的波动性,群落组成上更不稳定,因而更易产生物种的局部灭绝。由此可见,这种边缘效应引起的生态效应必然会改变原有生境中群落的物种组成和群落结构。
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