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栖息地丧失是对生物多样性的最大威胁。将自然土地转变为住宅和商业开发用地是弗吉尼亚州永久丧失栖息地的主要原因。如果没有适当的规划，这种转变可能会以分散和零散的模式发生，从而消耗过多的土地并造成不必要的景观破碎。近几十年来，弗吉尼亚州就出现了这种情况，其后果不仅包括栖息地和自然走廊的丧失，还包括保持空气和水清洁、协助气候调节和减少自然灾害影响的重要生态系统服务的退化。
景观的破碎化也对弗吉尼亚州的生物多样性造成了不可估量的损害；道路和其他开发减少了弗吉尼亚州大片天然植被的数量。如此大的斑块比将相同总面积的自然植被分布在较小的斑块中具有更大的益处。这些基本益处之一涉及物种-面积关系，其中物种丰富度随着栖息地面积的增加而逐渐增加。一般而言，栖息地面积每增加十倍，生物多样性就会增加大约一倍。大片区域往往拥有更加多样化的栖息地，并且能够更好地抵御邻近区域的干扰。因此，与小斑块相比，它们的物种数量往往更多。大片斑块对于其生态系统服务也很重要，包括过滤水中的营养物和污染物、防止侵蚀、保持土壤、为农作物提供传粉媒介、从空气中去除碳并将其封存在木质生物质中、减缓和吸收径流以便补充地下水、吸收太阳能并使当地区域保持凉爽，以及提供免受风暴和洪水破坏的保护。在景观开发过程中，生态系统服务常常被忽视，主要是因为包含开发的经济效益的传统经济分析通常不包括生态系统服务的经济效益。研究估计，这些服务对全球经济的贡献与市场流程一样多甚至更多（Costanza 等人1997 ），并且当自然土地得到保护时，它们可以产生超过100到1的投资回报（Balmford 等人2002 ）。如果考虑到自然土地提供的休闲机会及其产生的旅游收入，这些经济效益将进一步增加。
某些物种需要位于连续栖息地内部深处的掩蔽处，远离自然或人为的边缘。对于敏感的内陆物种来说，这些核心区域的面积可能是其栖息地范围的许多倍，它们可以保护物种免受边缘效应的影响，避免其生存和繁殖的能力受到不利影响。对于森林栖息的鸟类来说，这些边缘效应包括浣熊、臭鼬、赤狐、美洲乌鸦和蓝松鸦等边缘栖息物种对巢穴和成年鸟类的捕食，这些物种通常不会在内陆比例较高的广阔森林中发现。当郊区开发与自然土地并存时，家猫会成为鸟类和小型哺乳动物捕食损失的重要原因。导致鸣禽数量大幅下降的另一个边缘效应是褐头牛鹂的巢寄生，它们将蛋产在其他物种的巢中，由宿主孵化和抚养。由于北美东部大多数森林鸟类并不是与牛鹂一起进化的，因此很少有东部繁殖宿主物种对牛鹂具有防御能力。褐头牛鹂起源于大平原，随着欧洲定居者砍伐森林而向东迁徙。因开发和农业而破碎的景观提供了牛鹂喜欢的开阔土地，使它们能够轻松地从森林边缘穿过森林到达宿主巢穴。欧洲椋鸟是另一种喜欢开阔和开发土地的物种，它们可以沿着森林边缘进入森林，与森林鸟类争夺巢穴。还有环境边缘效应，包括风速、温度、光照和相对湿度的差异（Harris 1984 ）。这些环境影响在相邻土地覆盖差异最大时（例如森林草坪边缘）最为明显，可以改变栖息地，使其变得不再适合居住。
随着栖息地的破碎化，边缘的长度增加，产生的负面影响也随之增加。此外，由于面积的固有关系（例如栖息地斑块的长度（即森林斑块的大小）与周长（即围绕森林斑块的边缘长度）的关系如下：随着完整的栖息地斑块被分割，边缘的长度会增加，而内部面积则会不成比例地减少。随着栖息地斑块变得越来越分散，其面积与周长的比率变得非常低，以至于不再适合内部物种生存。最终，碎片化的斑块可能会变得非常小或狭窄，以至于它们完全由边缘组成并且不包含内部覆盖物。栖息地斑块的形状也很重要；圆形比相同面积的狭窄或盘旋形状能保留更多的内部覆盖物。通过改变物理栖息地结构或破坏许多物种的生活史策略，栖息地破碎化导致当地种群数量减少、物种多样性降低，甚至最易受影响的物种在当地灭绝。
连通性的丧失是影响破碎景观中物种的另一个因素。由于开发模式分散，剩余的自然土地也同样分散，形成了与被水包围的实际岛屿具有生态相似性的碎片。这些碎片不仅因与其他碎片的距离而被隔离，而且还因周围的主要土地覆盖（称为基质）而被隔离。如果矩阵至少在一定程度上适合个体，个体可能会穿过该矩阵到达其他区域。然而，如果矩阵是严酷的，个人可能不会尝试穿越它，或者尝试穿越它可能会失败。因此，孤立斑块中的种群可能会与其他碎片中的种群发生基因交换减少，这可能导致近亲繁殖并最终导致局部灭绝。即使是孤立区域内看似健康的种群，也可能因灾难性天气事件、突发疾病或过度捕食而导致局部灭绝。当发生局部灭绝时，由于基质造成的障碍，孤立的斑块不太可能被重新殖民。
自然土地网络、相互连接的走廊和斑块系统可以减轻土地碎片化的负面影响。物种-面积关系表明，非常大的斑块是保护生物多样性的最佳方式，这些大斑块通常包含较大的种群规模，使得物种不易受到随机变异的影响，但随着景观的发展，并不总是能够保护大斑块。在开发景观时，重要的是要考虑对元种群的保护，元种群是同一物种在空间上分离的亚种群，它们之间的距离足够近，以允许从被占领斑块中分散的个体重新定居到该物种已经灭绝的斑块中。景观走廊是连接相似覆盖斑块的天然覆盖带，对于保护元种群至关重要，因为它们已被证明可以增加斑块之间的动物交换，并促进花粉和种子的传播（Tewksbury 等人2002 ）。研究表明，景观走廊是宝贵的保护工具（Bier 和 Noses 1998 ），对于保护生物多样性必不可少（Damschen 等人2006 ）。短而宽的走廊比长而窄的走廊更好，宽度与鸟类、哺乳动物和无脊椎动物的丰富度和物种丰富度呈正相关（Lindenmayer 和 Franklin 2002 ）。走廊还应利用节点，即充当垫脚石的小块栖息地，极大地方便斑块之间的移动。因此，在破碎的景观中，走廊和节点允许多个斑块发挥作用，就好像它们是更大、更连续的保护区的一部分一样。
弗吉尼亚州自然遗产计划 (VNHP) 隶属于弗吉尼亚州自然保护和娱乐部，为弗吉尼亚州开发了一个自然土地网络。该项目名为弗吉尼亚自然景观评估（VaNLA），是一项景观尺度的地理空间分析，旨在识别、确定优先次序和连接弗吉尼亚州的自然土地。VaNLA 利用来自卫星图像的土地覆盖数据，识别出至少有一百英亩内陆覆盖的大片自然土地。这个内部覆盖层被称为核心区域，从斑块边缘开始一百米。面积为十至九十九英亩的小块内部植被被列为支持景观走廊的栖息地碎片，这对于大块自然土地较少的地区可能很重要。为了简化本文档的其余部分，核心区域和栖息地碎片将统称为生态核心。尽管 VaNLA 主要分析森林，但生态核心包括沼泽、沙丘和海滩，这些地方的覆盖物丰富且超过最低尺寸要求。
绘制了整个研究区域的生态核心地图，其中包括弗吉尼亚州和该州周围20英里的缓冲区。生态核心被分配了超过五十种属性，提供有关稀有物种和栖息地、环境多样性、物种多样性、斑块特征、斑块环境和水质效益的信息。规划者可以利用这些属性来选择具有他们最感兴趣的特征并能提供最大利益的生态核心。为了帮助识别高度重要的生态核心，VNHP 选择了九个生态属性，并在主成分分析中使用它们来根据生态完整性进行优先排序。以下段落概述了生态完整性并描述了优先排序中使用的因素。
根据所得分数，生态完整性被分为五类：C 1 - 优秀；C 2 - 非常高；C 3 - 高；C 4 - 中等；C 5 - 一般。维护重要的自然景观对于净化空气和过滤水等基本生态系统服务至关重要。自然土地还孕育着数千种动植物，并包含着遗传信息库，我们可以从中获得新的食物、材料和药物化合物。这些景观部分也为我们提供了休闲娱乐的机会和开放空间资源。但这些特质在构成自然景观的核心和栖息地碎片中表现不同。为了评估其独特价值，每个核心和栖息地碎片都被分配了一个生态完整性评分，以评估该地区对上述生态系统服务价值的相对贡献。一般来说，面积较大、生物多样性较丰富的地区得分较高。如果核心或栖息地碎片是更大的自然土地综合体的一部分，则分数会更高。那些有助于改善水质的核心和栖息地碎片的分数也会增加。
所有生态核心在两个最高类别（即C 1和 C 2 ）通过景观走廊和节点连接起来，从而创建了全州范围的自然土地网络。这是通过开发一个模型来实现的，该模型代表了野生动物在景观中移动的阻力，然后选择每个高优先级生态核心与其邻近群体之间最简单的路线。这些路线被称为最低成本路径，每条路线的宽度都扩大到三百米，以形成景观走廊。选择这个宽度是为了在整个长度上保持一百米的内部覆盖，并在每一侧保持一百米的缓冲区。走廊尽可能地穿过自然土地和低级生态核心（即C 3 、 C 4或 C 5 ），后者自动成为全州自然土地网络的一部分，成为走廊节点。
绘制了自然景观块、一个或多个生态核心和连续自然覆盖的聚合体，以支持生态核心。这些区块是通过选择毗邻生态核心的自然土地并在主要道路和开发区域至少一百米宽的地方设立边界而创建的。这些特征与其他景观评估中的中心类似。由于在这些评估中优先考虑的是枢纽而不是生态核心，因此名称被更改为自然景观块，以淡化它们并减少混淆。生态核心的规模较小，而且通常受当地道路的限制，这使得它们对于地方层面的保护规划更有用，因此这些是本次评估中优先考虑的特征。
VaNLA 的产品包括 GIS 数据、硬拷贝和数字地图，以及一份总结方法和结果并讨论 GIS 数据潜在用途的报告。用于制作图1所示地图的三个 GIS 图层构成了全州的自然土地网络：生态核心、景观走廊和节点以及自然景观块。可以使用自然遗产数据浏览器以交互方式查看生态核心，或者可以从下面的链接下载完整的 VaNLA 产品套件以用于 GIS 软件。
VaNLA 有多种潜在用途。它可用于确定保护活动的目标，如保护土地购买或地役权；指导地方进行综合规划工作；审查拟议项目对生态核心和走廊的潜在影响；指导私人财产所有者和公共和私人土地管理者做出提高生态价值的决策；向公民告知景观破碎化的模式和程度；并确定用于栖息地恢复的土地。保护生态核心和景观走廊可带来多种益处，包括开放空间、步道网络、野生动物栖息地、风景视野、娱乐以及简介中描述的其他益处。
大型生态核心的生物多样性潜力、健康的野生动物种群和生态系统服务使其成为保护的最高优先目标。规划者应努力保护整个生态核心，以便不仅为动植物种群，也为人类社区保留这些利益。任何生态核心的破碎都将导致利益的必然损失，而损失的程度取决于破碎的强度。地方政府应该考虑振兴以前开发的地区，而不是开发我们的自然土地。然而，如果认为有必要开发自然土地，那么这种开发应该避开该地区剩余的最大和最具生态意义的核心区。如果不可避免地要开发重要的生态核心，那么开发应该限制在边缘或集中在一端，无论哪种方式都要尽量避免对内部特征产生影响。目前住宅开发项目为保持乡村外观而出现后退趋势，但这对生态核心区的破坏尤其严重，因为开发项目位于内陆，而开发项目与附近道路之间留下的狭长天然植被带主要位于边缘。
随着景观的开发，大片自然土地变得越来越少，景观走廊的重要性也随之增加。事实证明，这些联系对于在支离破碎的地貌中维持元种群和保护生物多样性至关重要。用线性自然地带连接生态核心的过程并不能确保这些自然地带能发挥景观走廊的作用。过窄的走廊可能完全由边缘组成，敏感物种很可能不会使用。试图利用狭窄走廊的物种将更容易受到捕食、骚扰和前面提到的其他边缘效应的影响。景观走廊必须足够宽阔，才能发挥其应有的作用。建议走廊的宽度不超过300 米，这样就能在整个长度上提供内部覆盖，并在两侧各提供 100 米的缓冲区。在可能的情况下，应通过增加走廊节点来加强走廊的功能，走廊节点是走廊沿线的补丁，包含内部植被并起到踏脚石的作用。如果设计得当，景观走廊和节点对各种物种都有吸引力，从稀有和敏感物种到常见和耐受物种。
VaNLA 产品在娱乐规划方面具有巨大的潜力。生态核心区可以保留为公园用地，用于低影响的休闲活动（例如公园内设有用于徒步旅行、观鸟等活动的通道和景观走廊，为徒步路线网络提供了愿景。人类融入自然土地对于人类理解和欣赏这些土地至关重要，但这需要以一种对环境敏感的方式进行，以将负面影响降至最低。为了保持生态效益，密集的娱乐活动应排除在生态核心区和景观走廊的内部，而应集中在这些特征的边缘。此外，以此作为生态网络内任何活动的一般经验法则，这些区域可以同时且持续地使人类和非人类受益。
Balmford、Andrew、Aaron Bruner、Philip Cooper、Robert Costanza、Stephen Farber、Rhys E. Green、Martin Jenkins、Paul Jefferiss、Valma Jessamy、Joah Madden、Kat Munro、Norman Myers、Shahid Naeem、Jouni Paavola、Matthew Rayment、Sergio Rosendo、Joan Roughgarden、Kate Trumper、R. 和 Kerry Turner。2002 。保护野生自然的经济原因。科学297 ： 950 - 953 。
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特克斯伯里、约书亚 J.、道格拉斯 J. 莱维、尼克 M. 哈达德、莎拉·萨金特、约翰 L. 奥罗克、艾米·韦尔登、布伦特 J. 丹尼尔森、乔里·布林克霍夫、艾伦 I. 达姆申和帕特里夏·汤森。2002 。走廊影响破碎景观中的植物、动物及其相互作用。美国国家科学院院刊99 : 12923 - 12926 。
有关弗吉尼亚自然景观评估的更多信息，请联系 Joe Weber，邮箱： Joseph.Weber@dcr.virginia.gov或804 . 371 . 2545 。
页面最后更新时间7 / 2018
