Các nhà sinh học bảo tồn đã thận trọng trong việc đưa ra các hướng dẫn chung và đơn giản trong việc thiết kế các khu bảo tồn bởi vì mọi tình huống bảo tồn đều đòi hỏi sự quan tâm đặc biệt. Những câu hỏi then chốt mà các nhà bảo tồn cố gắng giải quyết là:
•Một khu bảo tồn cần rộng đến mức nào để bảo tồn được loài?
•Tạo ra một khu bảo tồn lớn tốt hơn hay tạo ra nhiều khu bảo tồn nhỏ tốt hơn?
•Cần phải bảo vệ trong khu bảo tồn bao nhiêu cá thể của một loài nguy cấp là đủ để ngăn cho loài đó khỏi bị tuyệt diệt?
•Hình dạng hợp lý nhất cho một khu bảo tồn thiên nhiên là hình gì? •Khi một số khu bảo tồn được hình thành, chúng nên nằm gần nhau hay xa nhau, và chúng nên biệt lập với nhau hay là nên liên hệ với nhau qua những đường hành lang?
1. Kích thước của khu bảo tồn
Các nhà bảo tồn đã tranh luận là liệu sự giàu có về loài sẽ đạt được giá trị cực đại trong một khu bảo tồn thiên nhiên rộng lớn hay trong tập hợp các khu bảo tồn nhỏ có tổng kích thước tương ứng? Trong các tài liệu, vấn đề trên được gọi là “cuộc tranh luận SLOSS” (Single Large Or Several Small). Ví dụ nên thành lập một khu bảo tồn có diện tích 10.000 ha hay là nên thành lập bốn khu bảo tồn với diện tích 2.500 ha mỗi khu?
Những người theo quan điểm khu bảo tồn lớn cho rằng chỉ có những khu bảo tồn lớn mới có thể chứa đủ số lượng các loài có kích thước lớn, có phạm vi hoạt động rộng và mật độ thấp (ví dụ các loài thú ăn thịt) để duy trì quần thể của chúng lâu dài. Đồng thời một khu bảo tồn lớn cũng sẽ giảm bớt được hiệu ứng vùng biên, chứa đựng nhiều loài hơn và có tính đa dạng nơi cư trú hơn. Những người cực đoan theo quan điểm này còn cho rằng không nên duy trì các khu bảo tồn nhỏ bởi vì các khu này không có khả năng hỗ trợ lâu dài cho các quần thể, do đó giá trị của chúng cho các mục đích bảo tồn là rất ít.
Ngược lại với quan điểm trên, các nhà bảo tồn khác cho rằng các khu bảo tồn nhỏ được lựa chọn tốt có khả năng chứa đựng nhiều kiểu hệ sinh thái cũng như quần thể của các loài quí hiếm hơn là một khu vực rộng lớn có diện
tích tương đương. Đồng thời việc tạo ra nhiều khu bảo tồn, dẫu cho chúng có diện tích nhỏ đi nữa, cũng sẽ tránh cho quần thể khỏi bị hủy diệt toàn bộ khi xảy ra sự cố như dịch bệnh, cháy rừng, hay sự xâm nhập của các loài ngoại lai. Ngoài ra các khu bảo tồn nhỏ nằm gần các khu dân cư sẽ là những trung tâm nghiên cứu và giáo dục lý tưởng về bảo tồn thiên nhiên.
Cho đến nay, sự thống nhất về kích thước khu bảo tồn có vẻ thiên về chiến lược là tuỳ thuộc vào nhóm loài cần được bảo tồn cũng như điều kiện khoa học. Điều được thừa nhận là những khu bảo tồn lớn sẽ có khả năng hơn những khu bảo tồn nhỏ trong việc gìn giữ các loài khác nhau bởi vì nó có thể chứa đựng nhiều kiểu hệ sinh thái và những quần thể kích thước lớn. Tuy nhiên, những khu bảo tồn nhỏ nếu được quản lý tốt thì cũng có giá trị, đặc biệt trong trường hợp bảo tồn các loài cây, các loài động vật không xương sống và những loài động vật có xương sống nhỏ. Trên thực tế, ít có khả năng lựa chọn nào khác ngoài việc chấp nhận phải bảo tồn các loài trong những khu bảo tồn nhỏ bởi vì xung quanh các khu bảo tồn nhỏ không còn thừa đất để sử dụng vào mục đích bảo tồn.
2. Sinh thái học cảnh quan
Sinh thái học cảnh quan nghiên cứu các kiểu nơi cư trú ở qui mô vùng và ảnh hưởng của chúng đến sự phân bố của loài và các quá trình sinh thái. Theo định nghĩa của Forman và Godron (1986), cảnh quan là một vùng mà tại đó một nhóm các hệ sinh thái được lặp lại theo cùng một kiểu hình.
Sinh thái học cảnh quan có tầm quan trọng trong việc bảo vệ tính đa dạng sinh học vì nhiều loài không chỉ sống trong giới hạn của một nơi cư trú mà chúng còn di chuyển giữa các nơi cư trú hoặc là sống tại vùng giáp ranh giữa hai nơi cư trú. Đối với các loài này, loại hình của các kiểu nơi cư trú trên qui mô vùng là đặc biệt quan trọng. Sự tồn tại và mật độ của nhiều loài có thể bị ảnh hưởng bởi kích thước của nơi cư trú và mức độ liên kết của chúng.
Các cảnh quan có thể được liên kết với nhau thông qua các hành lang. Các hành lang có thể là tự nhiên hoặc là kết quả của các nhiễu động của con người đối với đất nền canh tác (ví dụ như một dãi đất còn lại không bị cày xới giữa hai cánh đồng). Cấu trúc của hành lang có thể rất hẹp như các hàng rào, rộng hơn như hàng cây chắn gió, hoặc là các hệ thực vật ven sông. Có 5 loại hành lang:
Hành lang môi trường (environmental corridors): là kết quả của hệ thực vật phản ứng với môi trường như là hệ thực vật ven sông, theo loại đất hay theo cấu tạo địa chất. Dải quanh co của hệ thực vật ven sông chạy song song các dòng suối là ví dụ điển hình cho loại hành lang này.
Hành lang sót lại (remnant corridors): là sản phẩm rõ nét nhất của việc nhiễu loạn vùng ven. Các dải thực vật ở các vùng dốc, vách đá, hoặc vùng đất ướt là phần thừa lại khi đất được khai hoang cho sản xuất nông nghiệp hay các mục đích khác. Kích thước và hình dáng của hầu hết các hành lang sót lại
rất khác nhau. Các hành lang sót lại thường chứa các tập hợp cuối cùng của các loài thực, động vật bản địa.
Hành lang trồng (introduced corridors): hầu hết loại hành lang này được trồng từ thế kỷ XIV đến thế kỷ XIX. Trong các vùng cảnh quan nông nghiệp, loại hành lang kiểu này trở nên nơi cư trú quan trọng cho nhiều loài động vật hoang dã.
Hành lang xáo động (disturbance corridors): được hình thành do hoạt động của việc quản lý đất, làm xáo động hệ thực vật trong một đường hay một dải đất. Kiểu hành lang này được tạo ra để duy trì hệ thực vật trong một giai đoạn diễn thế mong muốn. Chúng có thể đủ rộng để thiết lập một hàng rào đối với một số loài động vật hoang dã, tách quần thể thành 2 quần thể biến thái. Hành lang này thường là nơi cư trú quan trọng đối với các loài bản địa đòi hỏi nơi cư trú ở giai đoạn diễn thế sớm.
Hành lang tái sinh (regenerated corridors): là kết quả của sự tái phát triển của thực vật ở dải đất bị xáo động. Tái phát triển có thể là sản phẩm của diễn thế tự nhiên hay do nuôi trồng. Kích thước và hình dáng của hành lang này phụ thuộc vào dải đất đã bị xáo động trước đó. Thực vật ở hành lang loại này phổ biến là các loài cỏ dại trong các giai đoạn đầu của quá trình diễn thế.
* Một số nguyên lý thường được áp dụng khi thiết kế và bảo tồn hành lang:
Hành lang liên tục tốt hơn so với hành lang bị cắt đoạn: các hành lang tạo ra sự thuận tiện cho sự di chuyển của động vật qua các vùng cảnh quan. Những ngắt quãng trong hành lang sẽ làm cản trở
việc di chuyển của động vật, đặc biệt đối với những loài sống ở bên trong hành lang. Khả năng của cá thể khi vượt qua các ngắt đoạn trong hành lang phụ thuộc vào mức độ chịu đựng của chúng đối với các điều kiện biên, phụ thuộc vào đặc tính di chuyển và phát tán.
Hàng lang rộng thì tốt hơn hành lang hẹp: hành lang rộng giảm thiểu được những hiệu ứng biên đối với cá thể
và quần thể khi di chuyển trong đường biên. Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, các hành lang rộng quá cũng có thể gây hại cho động vật do chúng phải
tốn nhiều thời gian khi vượt qua đường biên và điều đó có thể gia tăng tỷ lệ tử vong nói chung.
Nên duy trì và phục hồi các liên kết tự nhiên: Duy trì các mối liên kết tự nhiên giữa các vùng sinh cảnh là cần thiết dể duy trì tính đa dạng loài và năng lực của quần thể. Ngăn chặn sự cắt đoạn các hành lang tự nhiên ít tốn kém hơn là phục hồi chúng.
Các liên kết nhân tạo nên có nghiên cứu kỹ càng: các quần thể của một loài sống biệt lập nhau trong thời gian dài thường phát triển các các thích ứng di truyền đặc biệt đối với môi trường sống của chúng. Việc kết nối các quần thể như thế lại với nhau có thể làm mất đi những thích ứng đó.
Hai hay nhiều các hành lang kết nối giữa hai vùng biệt lập thì tốt hơn là một hành lang: nếu có nhiều hành lang cho động vật di chuyển từ một vùng này đến vùng khác thì chúng sẽ dễ dàng thực hiện cuộc hành trình. Động vật có thể
không nhận ra hành lang như là đường dẫn đến đích, chúng chỉ nhận ra đó như là một nơi cư trú liên tục và khi ở trong hành lang, sự di chuyển của chúng bị giới hạn theo đường thẳng. Thường thì tình cờ chúng đi từ đầu này tới đầu kia và càng nhiều cơ hội như vậy thì việc di chuyển của chúng sẽ dễ xảy ra hơn.
3. Giảm thiểu các tác động của vùng biên và những tác động gây chia cắt
Nói chung mọi người đều nhất trí rằng cần thiết kế các khu bảo tồn thế nào để giảm thiểu những nguy hại do hiệu ứng vùng biên. Những khu bảo tồn có hình tròn sẽ có tỷ lệ vùng biên nhỏ nhất, và vùng trung tâm của một khu bảo tồn như thế sẽ cách xa biên hơn là so với các khu bảo tồn có hình dạng khác. Những khu bảo tồn có hình chữ nhật và dài là có nhiều biên nhất và mọi điểm trong khu bảo tồn đều gần với biên. Áp dụng những lập luận như trên đối với các khu bảo tồn có dạng tứ giác thì sẽ thấy với cùng diện tích, một khu bảo tồn hình vuông sẽ tốt hơn một khu bảo tồn hình chữ nhật.
Tuy vậy, hầu hết các khu bảo tồn đều có hình dạng không đều vì thông thường các khu đất có được là do hoàn cảnh nhiều hơn là do những tính toán về hình học.
Nên tránh được càng nhiều càng tốt những chia cắt trong nội bộ các khu bảo tồn do làm đường, canh tác, đốn gỗ và các hoạt động khác của con người bởi vì sự chia cắt như vậy gây ra rất nhiều tác động xấu đến loài và quần thể.
Hiện đã có những chiến lược nhằm gắn kết các khu bảo tồn nhỏ lại thành những khu bảo tồn lớn. Các khu bảo tồn thường hay gắn liền với các khu vực được quản lý để khai thác, ví dụ như rừng khai thác gỗ, đất chăn thả hay đất canh tác.
Bất cứ nơi nào có thể đều nên có trọn vẹn một hệ sinh thái trong các khu bảo tồn, ví dụ như một lưu vực sông, hồ hay một dãy núi, bởi vì hệ sinh thái là đơn vị quản lý thích hợp nhất. Một bộ phận của hệ sinh thái bị hủy hoại do không được bảo vệ sẽ đe dọa đến sức sống của toàn bộ hệ sinh thái.