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环境生态学
1.7.3.5 4.3.5 群落的交错区和边缘效应

4.3.5 群落的交错区和边缘效应

不同群落的交界区域,或两类环境相接触部分,即通常所说的结合部位,称为群落交错区(ecotone)或称生态环境脆弱带。Ecotone为国际生态界最新定义的基本概念之一,一般译作“生态环境交错带”或“生态环境过渡带”。考虑到生态界面的实质,以及该空间域的动态特征,重新将其定义为:在生态系统中,凡处于两种或两种以上的物质体系、能量体系、功能体系之间所形成的“界面”,以及围绕该界面向外延伸的“过渡带”的空间域,称为生态环境脆弱带。它一直被视为界面理论在生态环境中的广延与发展,界面应视为相对均衡要素之间的“突发转换”或“异常空间邻接”。

群落交错区或是生态环境脆弱带实际上是一个过渡地带,这种过渡地带大小不一,有的较窄,有的较宽,有的变化很突然,称为断裂状边缘,有的则表现为逐渐的过渡,或者两种群落互相交错形成镶嵌状,称为镶嵌状边缘(图4-9)。

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图4-9 两种群落边缘的类型

(仿R.L.Smith,1980)

交错区形成的原因很多,如生物圈内生态系统的不均一,层次结构普遍存在于山区、水域及海陆之间,地形、地质结构与地带性的差异,气候等自然因素变化引起的自然演替、植被分割或景观切割,人类活动造成的隔离,森林、草原遭受破坏,湿地消失和土地沙化等,都是形成交错区的原因。在森林带和草原带的交界地区,常有很宽的森林草原地带,在此地带中,森林和草原镶嵌着出现。群落的边缘有些是持久的,有些是暂时的,这都是环境条件所决定的。

交错区或两个群落的边缘和两个群落的内部核心区域,环境条件往往有明显的区别,如森林草原的边缘,风大、蒸发强,使边缘干燥。太阳辐射在群落的南缘和北缘相差很大,在夏季南向边缘比北向边缘每天可多接受日照数小时,从而使之更加干燥。

在群落交错区内,单位面积内的生物种类和种群密度较之相邻群落有所增加,这种现象称为边缘效应(edge effect),其形成需要一定的条件,如:两个相邻群落的渗透力应大致相似;两类群落所造成的过渡带需相对稳定;各自具有一定均一面积或只有较小面积的分割;具有两个群落交错的生物类群等。边缘效应的形成,必须在具有特性的两个群落或环境之间,还需要一定的稳定时间,因此,不是所有的交错区内都能形成边缘效应。在高度遭受干扰的过渡地带和人类创造的临时性过渡地带,由于生态位简单、生物群落适宜度低及种类单一可能发生近亲繁殖,使群落的边缘效应不易形成。

发育较好的群落交错区,其生物有机体可以包括相邻两个群落的共有物种,以及群落交错区特有的物种。这种仅发生于交错区或原产于交错区的最丰富的物种,称为边缘种(edge species)。在自然界中,边缘效应是比较普遍的,农作物的边缘生物量高于中心部位的生物量。

人们利用群落交错区的边缘效应,用增加边缘长度和交错区面积的方法来提高野生动物的产量。图4-10说明了鹌鹑放养中对边缘效应原理的应用。在同样面积的土地上,种植同样量的植物,利用增加边缘长度的方法,可提高鹌鹑的饲养群数。我国南方在水网地区修造的一种桑基鱼塘,便是人类因地制宜建立的一种边缘效应,已有数百年的历史。对于自然形成的边缘效应,应很好地发掘利用。对于本不存在的边缘,也应努力去模拟塑造。随着科学技术的发展,广泛运用自然边缘效应所给予的启示,将有助于对资源的开发、保护与利用。

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图4-10 利用边缘效应,不增加土地面积而做有效安排,以增加鹌鹑的饲养群数

(仿E.P.Odum,1959)