自然资源保护论者力图造成能使各种植物、动物共同兴旺的生境。但是一种能促进某类生物多样性的方法,对另一类生物会起相反的作用。
至今对自然资源保护论者来说,自然保护区的管理似乎是个实践问题,而不是理论问题。但是,大自然从一开始就呈现出种种复杂性要有某些微妙的方法才得以解决。自然资源保护论者的目的在于维持生物的多样性——使动物和植物的种类尽可能的多样化。因为多样化是“生命的调味品”,多样性当然是“好事”。但是如何来达到这一目的,使生态学家在每次集会时都会对这一问题引起热烈的争论。
首先应该对多样性下一个明确的定义。多样性显然是指物种的丰富多彩。但是它同时还意味着大多数的物种都能茁壮地成长,即我们通常要防止在生境中因某几种物种的大量繁殖生长而使得其它许多物种长得稀稀疏疏。这种均衡性的概念是自然资源保护论者的主旨。他们不仅希望有丰富的物种,而且还要求每一物种都有繁盛的群体,以保持遗传变异和避免近亲繁殖。下一问题是如何才能获得这种多样性,在这个问题上会遇到许多实际的困难,因为一种能促进某类生物多样性的方法,对另一类生物可能会起相反的作用。
有个明确的例子是能极好地说明这种左右为难的困境的。假如让一块草地自生自长,那么它就会像那些不常常修轧草坪的懒人灰心丧气地看到的那样,草不仅长得很高,而且还会受其它种类植物的侵入。其中有些是野草,如鸭茅草和野燕麦,另一些是长得很高的草本植物,例如攀缘的蓟,千里光和硬头草。最后,约10 ~ 20年后,木本植物如栋、桉、山楂等也随之侵入,并最终占据了整个草地。
这是一个被认为是旧式田野演替的例子,在这个演替例子中,每一单位土地上生存的有机体重量(生物量)随着时间的推移而增加。可是,草地的这种演替进展会导致植物多样性减少。先是茁壮的草占优势,随后是草本植物、灌木和乔木占优势,而许多种小的需要阳光的植物就不可避免地要灭绝,从而导致每一单位土地上植物种类的实际数量下降。这一生态系统的总生物量在存活下来的植物之间呈不匀称的分布。这些优势物种不成比例地占了生物量的大多数。
在苏塞克斯郡罗加特皇家学院牧场中心土地上有两小块草地证实了这种演替。其中一块草地是每年都经过刈割,而另一块草地是已有17年没刈割了,现在两块相比,在未经刈割的草地上,其总生物量比另一块要高得多,但其物种的多样性和均衡性却较低。
谢菲尔德大学的P · 格里姆(Pilip Grime)已提出了一种模式,即生态系统中植物种类的多样性与环境应力(例如刈割,放牧和养料的供应等)相联系起来的模式。这种模式可显示在应力高或应力低的环境中植物种类比较少,而应力适中的环境可以有最大的多样性。因此在一块草地上放牧或刈草就可抑制生机旺盛的植物的生长而使植物种类保持高度的多样性,如果对这些生机旺盛的植物不加抑制的话它们就会占据整个草地。
这一规律在白垩土和石灰石的草地上也同样适用。在这种草地上植物多样性极高,每一平方米有40多种。在这儿兔、羊的吃草起着重要的作用,但是除此之外养料缺乏尤其是缺少快速生长的植物所需的氮和磷也起着作用。土层浅薄、含碱和夏季缺少水分都会改变环境应力而使每一植物受到影响。伦敦皇家学院的D. 哈丁(Dennis Harding)证明植物多样性与土壤深度有关。生机勃勃的高大植物在较深较肥沃的土壤上占优势,而生长缓慢,对应力耐受性较强的植物就被淘汰。
格列姆把由环境的自然因素引起的应力与由外界对环境的干扰所引起的应力两者区别开来。根除杂草或翻地会产生种种影响。例如W. J. 伯拉特(W. J. Platt)发现,在北美大草原上_掘洞穴时对草原群落的干扰主要取决于这草原是否已经放牧过渡。在物种丰富未经开发的大草原,貛造成的干扰会引起植物种类多样性的减少,因为新翻的土壤成了一些生机勃勃的植物的领地,如Andropogon gerardi草等。然而在放牧过度的大草原上,由于蓝绿茎牧草等植物已在那里占了优势,物种的多样性往往已经很低,因此干扰倒可能有助于增加多样性。
草地上动物的多样性总的来说更为复杂。随着植物高度的增高(即生物量增加)、植物的种类趋于下降,而无脊椎动物的种类通常却趋于增多。蒙克斯林木实验站的M. 莫里斯(Michael Morris)已经证明:头喙亚目(食草虫)的种类在草长得高(40 cm)的草地比长得矮(5 cm)的草地要多2 ~ 3倍。生长在沙丘草地的蜘蛛也同样如此,在放牧过的沙丘草地上的蜘蛛的种类可能只有未放牧过的沙丘草地上的一半。
在未放牧过的草地上由于草高其覆盖层构造较复杂,所以生存的动物种类较多。覆盖层是一种微妙的结构,它能改变当地的气候,覆盖层这种微妙的结构有着许多不同温度和湿度的区域可供无脊椎动物生存。昆虫之类的动物生存在这种结构复杂的草地里就有更好的藏身之处来躲避天敌的捕食并可得到更适宜的生存条件,这要比在结构很简单只生着低矮草的草地里好得多。
所以对昆虫学家来说,对长得高的植物的兴趣要比对低矮草皮的兴趣高得多。小型哺乳动物也同样喜欢生活在高的植物间,因为在那里能得到更好的隐蔽来躲开鸟类的捕食。与此相反,大多数生存在草原环境里的鸟类却喜欢植物低矮的开阔环境。这已为吉尔福德的农、渔、食品部霍拍莱斯顿实验室的T. 布朗(Trevor Brough)和C. 伯里梅斯(Charles Bridgmas)对机场的调查所证实。他们统计了英国13个机场上出现的鸟类,发现草皮矮(5 ~ 10 cm)的地区前来捕食的鸟要比草皮高(15 ~ 20 cm)的地区常见得多。在草皮矮的地区,椋鸟、凤头麦鸡的数量要多2.5倍,斑尾林鸽多3倍,乌鸦多3.5倍,鸥多6.5倍。
鸟与飞机
机场管理从这里可以得到一个明显的启示。如果机场附近的草地草长得矮,那么就会引来更多的鸟,从而增加了鸟撞入飞机发动机的危险。因此对从事航空事业的人来说不刈割草是件好事。但是鸟类学家无疑会持相反的意见,认为草皮短的草地能引来许多的鸟。不仅仅那里鸟多,而且实际上还可供我们观赏。当然也有例外的情况,例 · 如某些特别的鸟如秧鸡就喜欢长得高的草。
最近有一个偏爱短草草地的明显例子,这是不列颠岛鸟类保护皇家协会的I. 勃劳克(Ian Bullock),D. 德雷维特(Davrd Drewett),S. 密克列贝(Simon Mic-kleburgh)在对红嘴山鸦的研究中发现的。红嘴山鸦属乌鸦科,栖息在悬崖上,嘴又长又弯,主要啄食土壤中的无脊椎动物,例如大蚊幼虫,蚂蚁和甲虫幼虫等。19世纪和20世纪初英国的红嘴山鸦的数量下降难以用气候变化或人类干扰的原因来解释。在对红嘴山鸦捕食习惯的观察中发现,它极为喜爱短草皮草地,尤其是悬崖上的海草草地和沙丘草地。还发现成年红嘴山鸦最可能死在2月份,这可能是那时短草皮草地土壤冻结所造成的食物短缺引起的。红嘴山鸦数量的下降可能是草地消失的结果。导致短草草地消失的原因是由于实施了“改良草地”的方针(即施肥,撒石灰粉来提高草的生产能力等)以及现在很少有羊来这里啃食海草。
人腿岛(人腿岛是人岛南端的一个小岛)的自然资源保护论者的经验证实了这种看法。本世纪50年代末人腿岛被定为鸟类保护区,停止了一切农业(包括牧业)活动。仅几年内岛上繁殖的红嘴山鸦数量就下降到原来水平的40%。为了挽救这种局面,再次在岛上放牧羊群后,红嘴山鸦的数量又恢复到原来水平。
在这个例子中植物学和鸟类学对生境管理的要求是一致的。但是更为常见的情况则是,由于能促进某类生物多样性的条件往往会不利于另一生物的多样性,所以决策者必须两者权衡选定其中哪一类生物值得多样化。一个可接受的解决方法是把保护区分割成几块来区别对待。如果空间足够大的话,这个方法是可行的,但是如果是块小范围的孤立土地物种不能按要求分开的话,则此法恐难以实行。正像谈话一样,要想讲得面面俱到是不太可能的。
[New Scientist,1985年2月28日]