农作物景观生态研究:概念框架与研究方向

针对当前农业系统中农作物景观变化迅速、人地关系趋于复杂、粮食安全保障需求迫切，提出景观生态学和农业科学交叉产生的农作物景观生态研究这一新兴研究方向。通过构建农作物景观生态研究的概念框架，辨明农业生产中复杂的景观等级结构，为农业可持续发展提供理论依据。综述从农业景观到农作物景观的研究变化，指出农作物景观具有高动态性、尺度性和格局复杂特征。针对由种植者、消费者、耕地及其周边自然环境组成的农业景观，需要遵循相应的生态和农业经济发展规律，研究农作物种植格局变化、农作物的社会-生态效应和农作物种植可持续性的景观生态途径。重点开展以下四个研究方面的内容，农作物景观时空动态及其形成机理、农作物种植的多功能评价与权衡、景观农艺管理措施及情景模拟、可持续的农作物景观生态评价。从而构建"格局-过程-服务-管理-可持续性"的农作物景观生态研究范式，为农业可持续发展提供综合的空间分析与管理途径，为实现农业农村现代化与城乡人类福祉提升提供科学支撑。     

多功能景观研究进展

多功能景观是当前景观生态学研究的热点问题之一,已成为景观生态学新的研究方向,但其概念、研究方法等诸多内容仍缺少系统地研究和介绍。多功能景观研究通过优化景观结构来增强景观的多功能性,是实现区域景观可持续发展的重要手段。探讨了多功能景观的概念,提出了当前国内外多功能景观的主要研究方向和研究方法。今后应进一步开展有关多功能景观的实践研究,继续完善其评价方法,并建立景观功能及其服务的监测机制。以期为将来开展景观规划与景观管理研究提供科学依据。     

景观多功能性:概念辨析、近今进展与前沿议题

景观多功能性是指景观同时提供多种功能,且不同功能间存在相互作用的特性。良好的景观多功能性可以有效提升区域人类福祉,使景观多功能性成为一项典型的人地耦合研究议题。然而,概念不明确、计量方法粗略、实践应用较少是当前制约景观多功能性研究继续深化的重要障碍。通过明晰景观多功能性与生态系统功能、生态系统服务、土地功能、景观服务、景观可持续性等近似概念的逻辑关系,梳理近年来国际上农业景观多功能性、城市景观多功能性以及其他具有区域特色的景观多功能性研究进展,发现格局-过程-服务-可持续性的级联研究链条已逐渐显现。未来景观多功能性研究有待基于供需原理优化景观功能评估指标与方法,正确认知景观功能主导性与多样性的关系,探究可持续发展目标达成的多目标协同途径,为国土空间优化提供理论、方法与实践指引。     

景观可持续性与景观可持续性科学

人类活动已经剧烈地改变了自然环境,全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染等种种迹象表明当今世界正处在一个不可持续的运行轨迹上,实现可持续发展成为21世纪人类面临的巨大挑战。景观是理解与塑造人类社会和环境关系最具操作性的尺度,也是提供景观服务,实现人类福祉最重要的场所。景观可持续性研究对于人类具有重要意义。景观可持续性是指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供景观服务、维护和改善本区域人类福祉的综合能力。景观可持续性具有跨学科、多维度特征,强调景观弹性和可再生能力;景观服务是景观可持续性研究中的重要概念,它是连接自然资本与人类福祉的关键桥梁,也是将景观可持续性与景观生态学紧密联系在一起的纽带。格局-过程-设计新范式的产生是景观可持续性研究的新发展。在景观可持续性快速发展的同时,聚焦于景观和区域尺度的景观可持续性科学应运而生。景观可持续性科学以景观格局、景观服务、人类福祉三者之间的动态关系为主要研究内容,充分融合了景观生态学空间显示方法、可持续性指标体系和GISRS等方法技术,其理论框架和研究方法体系正在逐步形成和完善之中。景观可持续性科学是可持续性科学的重要组成部分,虽然处于刚刚起步阶段,它必将成为未来十多年可持续性科学的研究热点。     

景观生态学在大气污染研究中的应用

快速城市化和工业化进程造成了一系列大气污染问题，亟需在宏观尺度上解析大气污染时空分布规律。景观生态学关注格局与过程耦合，景观"源汇"理论可对应解析大气污染物的源与汇效应，将景观生态学的理论与方法引入大气污染研究中已成为解决当前区域发展与大气污染权衡的有效途径。从景观生态学视角辨识了景观与大气污染物的源汇关系，系统梳理了景观格局与大气污染的定量关系，指出当前景观格局指标仍需进一步完善以表征大气污染时空分布特征，而高质量大气污染物时空数据的缺乏是限制景观格局与大气污染过程耦合分析的重要因素，拓展应用景观"源汇"理论，定量解析景观格局对大气污染的源汇效应，同时进一步研发遥感反演技术，实现大气污染物分布格局的精细刻画，将为区域景观规划提供重要支撑。强化大气污染研究中的景观生态学分析途径，将有助于深化景观生态学格局与过程耦合研究体系，也将为景观可持续管理提供有力的科学支撑。     

面向生态监管的多等级生态功能网格概念与框架

科学有效的生态监管是落实我国生态文明建设、保障区域生态安全、实现城市可持续发展的必要途径和重要抓手。生态系统的监管涉及到社会、经济、自然等多个维度,水、土、气、生等多类要素,国家到局地等多个尺度。目前,已有生态监管常存在生态系统、生态要素、行政单元的割裂。如何整体考虑以上特征,开展科学的、系统的、空间显性的生态监管亟需理论技术的创新。通过整合等级斑块动态范式、复合生态系统理论、多功能景观理论,构建了多等级生态功能网格框架,以期为生态监管提供一个综合的概念与技术框架。等级斑块动态范式从等级作用的角度构建了多等级网格骨架,复合生态系统理论从多个维度丰富了多等级网格内涵,多功能景观理论明确了网格的功能。通过耦合多等级生态功能网格的划分、评价和监管,可实现系统、整体、差异化的生态监管,为生态文明建设提供有力支撑。     

加强梯田景观综合研究,促进山地系统可持续发展——第十届全国景观生态学学术研讨会梯田景观专场述评

第十届全国景观生态学学术研讨会于2020年12月18日至2020年12月20日在古都西安隆重举行，分会场之一的"梯田景观生态与可持续管理"首届学术研讨成功举办。专场分国际和国内两个半场，来自国际梯田景观联盟组织（ITLA）、世界银行、意大利、德国、奥地利、斯罗维尼亚、英国、布隆迪等知名机构的9名学者线上分享了精彩报告，国内专场有中国科学院、中国农科院、清华大学、北京师范大学、云南大学、云南师范大学等相关机构的学者和研究生及地方梯田管理部门的专家与会。国内外同行围绕全球典型区梯田景观及其边界的遥感识别与高精度制图方法、梯田生态系统服务与生态补偿、梯田水文过程的同位素示踪、梯田遗产保护与维持机制、梯田撂荒与因灾损毁等面临的突出挑战及其可持续发展等议题开展深入讨论。通过本次研讨，凸显了加强梯田景观生态研究和可持续管理的重要意义和迫切性，鉴于梯田在山区人地关系和社会生态系统中的特殊地位，以及在"山水林田湖草"综合治理和乡村振兴中的作用，在创新科学研究和解决实践问题时需要综合考量自然过程和人文驱动的综合作用；同时认为未来梯田多功能景观及其可持续管理需要强化自然科学与社会学、生态经济学、区域政策学等多学科的交叉结合，为美丽中国生态文明建设提供重要科技支持与智力服务。     

黄土丘陵沟壑区生态—经济背景以及小流域优化生态—生产范式

在全面分析黄土丘陵沟壑区生态-经济敏感带的自然环境、社会经济环境的基础上，深入探讨了区域的优势景观单元——小流域的景观结构和功能，由此提出了构建小流域生态——生产范式的几项原则及范式内容。其中包括以下几项原则：水分平衡和高效利用原则、农林牧复合系统原则、区位优化原则等。范式内容强调小流域景观单元的空间异质性和等级特点，主要包括以村庄为中心的高效农业生产圈层结构模式、坡面梯状生态经济带建设模式、流域生态一经济水平生产模式、流域之间高效能流物流点一轴发展模式以及流域与外界环境的核心一边缘发展模式．     

基于景观生态风险评价的涪江流域景观格局优化

以流域为尺度进行景观生态风险评价以及景观格局优化，有利于为流域生态系统服务的提高和人类活动管控提供科学依据。以涪江流域为研究区域，从"自然-社会-景观格局"3个维度选取10个评价因子建立评价指标体系，采取空间主成分分析法（SPCA）对流域景观生态风险进行综合评价，再基于生态风险评价的结果和生态源地利用最小累积阻力模型（MCR）和网络分析等方法实现流域景观格局优化。研究结果表明：①涪江流域景观生态风险等级在空间分布上呈西北部高于东南部地区，主要是受自然和景观格局因子影响较大。②涪江流域所面临的生态风险问题较为严重，生态风险等级为中度及以上的区域面积总和为25596.51 km²，占研究区总面积比例的65.35%。③生态源地以林地和水域为主，面积为11194.28 km²，占流域总面积比例为25.58%。④构建生态廊道共41条，总长度为5229.04 km，其中原有廊道29条，新添廊道12条，提取生态节点53个；利用网络分析形成了以主廊道为"中轴"，构建的生态廊道为"辅助"，提取的生态节点为"枢纽"的较为完整的网络生态结构。对研究区景观格局优化前后的连通度进行对比，优化后的整体景观格局连通度得到较大幅度提升。     

基于景观安全格局的嘉绒藏族传统村落形态研究——以马尔康市直波村为例

以优化土地利用、实现村落形态可持续发展为导向，以景观安全格局的理论为基础对高原传统村落形态进行定量化研究。运用最小累积阻力模型和信息量评价模型相结合的方法，选取坡度、坡向、高程差、距水体距离、距道路距离、土地资源和文化景观7个阻力评价因子，构建研究区景观格局体系并分析其村落形态与土地利用的适宜关系。以直波村为例，将之分为4种等级的景观安全水平，共104个"源"地，其由低到高的景观格局及"源"地分为乡土建筑遗产保护源、民俗风情影响源、自然景观影响源、开放空间影响源，占研究区面积的比例分别为29.44%、25.35%、32.41%、12.8%；通过各阻力评价因子的最小累计阻力值和信息量值的大小影响村落形态"源"地的分布概率，计算出研究区村落形态"源"地未来适宜用地范围在高程为2501-2522 m、坡度为9°-15°、坡向为南坡、西坡、西北坡；结合景观安全水平提出土地利用可考虑两种情景：一是根据村落形态重新赋予新的功能，二是采用渐进式更新。研究结果表明通过探究土地利用与村落形态的关系，既能够较好解决人地空间关系，推进川西北高原乡村振兴建设，同时实现嘉绒藏族传统村落形态的存续。     

多功能视角下的山区乡村空间功能分异特征及类型划分

以西部山区重庆乡村空间为研究对象,构建乡村空间多功能评价指标体系,将乡村空间多功能划分为农业生产功能、经济发展功能、生态保育功能、生态稳定性功能,社会保障居住家园功能五种子功能,采用熵权法定量核算2013年全市乡村空间功能值,运用GIS技术和Dagum基尼系数刻画重庆市不同地区乡村空间功能值地区差异特征,并划分了重庆市乡村空间多功能类型,研究结果表明:(1)山地型乡村地形复杂,景观类型多样,功能也极具多样性,研究区乡村空间除了生态稳定性功能外,其他各功能值具有显著的空间分异特征,有明显的空间集聚性。(2)Dagum基尼系数,是一种有效的技术方法,能够更为深入地刻画研究区乡村空间功能值地区间差异及区内差异特征。基尼系数测算及其分解结果显示,地区间差距是总体差距的主要来源,其贡献率都超过50%。(3)根据乡间空间多功能分布的差异性及山地乡村的特点和山区生态环境的脆弱性,将研究区乡村空间划分为农业生产-经济发展型,农业生产-人居生活型,人居生活-社会保障型,人居生活-经济发展型,水源涵养生态保育型,生态保育-经济发展型,生态保育-农业生产型,土壤保持生态保护型8种功能类型,能较好地体现地域特色,为科学健康的开发利用山地乡村空间土地资源提供有益借鉴,有利于区域协调可持续发展。     

以生态景观构建乡村审美空间

乡村审美空间表层是非功利的,实质深层映射出人地关系本质的取向价值,是人地关系永久可持续发展问题。目前乡村研究多注重经济和土地利用,而以现实生态景观构建乡村审美空间还是有待于探讨的重要课题。近年来快速城市化发展,区域中的自然地理性质破坏对于乡村景观是致命的。立足地理生态环境架构乡村审美空间,分析乡村生态景观和审美空间对应的元素,以多尺度景观层面探寻表现在与之相映的景观空间形态结构、格局演化进程与机理响应,进而构建审美空间,组合形成现实的美丽景观体系。将生态文明和社会发展要求安排在景观空间格局配置的中,形成保持整体环境的景观网络。使得风景美的概念渗透在于城镇、乡村以至农田等更广阔的领域,从而建设具有风景画境界的"美丽乡村"。     

基于景观安全格局的建设用地管制分区

旨在探索如何构建一种生态与经济发展兼顾的建设用地管制分区工作体系.以扬州市为例,选择防洪、水土保持、生物保护、乡土文化保护和游憩安全5个要素构建区域多层次综合生态安全格局,利用神经网络CA模型模拟无生态约束下的区域城镇建设用地扩展格局,将二者耦合得到优先建设区、有条件建设区、调整建设区、限制建设区和禁止建设区,并为每类管制区编制相应的管制规则.结果表明:①利用景观安全格局与城镇建设用地扩展格局耦合来进行建设用地管制区划分,优先考虑生态环境保护,再进行建设用地的安排,实现了生态与经济的双赢;②通过调整建设区的划定,为地方政府提供了新增建设用地适宜调整的区域,在建设用地管制的基础上,给予地方政府充分的自主权.     

南方丘陵区耕地景观生态安全影响因素及其空间差异

构建耕地景观生态安全格局是抵御区域耕地生态风险,保障耕地生态质量的重要举措。研究以南方丘陵区典型县-奉新县为研究区,选取部分景观格局指数构建南方丘陵区耕地景观生态安全评价模型,分析了县域尺度耕地景观生态安全状况及其空间聚集特征,并尝试应用地理加权回归模型探究自然和社会经济因素对区域耕地景观生态安全影响作用的空间地域差异。结果表明：耕地景观生态安全处于"危险"状态的行政村占研究区总数的12.92%,区域耕地景观生态安全问题存在明显的空间聚集性;地理加权回归模型较传统全局回归模型有较好的拟合优度,可以较好地揭示影响因素作用的地域差异;自然,社会经济因素对耕地景观生态安全的影响具有显著的空间非平稳性,依据影响因素作用强度的地域差异可以将研究区划分为距居民点的距离、地形位指数、年平均降雨量负向影响区和人口密度正向影响区。研究为确定耕地景观生态安全干扰来源及探究耕地保护对策如何落实到空间地域上提供了参考依据。     

基于景观安全格局理论的宜兴市生态用地分类保护

生态用地是区域生态服务功能的主要供给者,对控制区域生态环境起到关键作用,开展生态用地分类与保护,对实现经济与生态协调发展、保障区域生态安全具有重要意义。以江苏省宜兴市为例,基于前人对于生态用地分类与土地利用现状分类衔接研究成果,提取土地利用现状中的生态用地,借助景观安全格局理论方法,通过系统分析水土保持、生物多样性保护、乡土文化遗产保护以及自然景观保护4个与生态用地相关的重要生态过程,运用最小累积阻力模型构建区域综合景观安全格局,并将综合景观安全格局与现状生态用地进行叠加,得到低安全水平、较低安全水平、中等安全水平以及高安全水平4种类型的生态用地,各类型面积分别占研究区生态用地总面积的32.07%、44.38%、22.07%以及1.48%,针对不同等级的不同生态用地类型,提出了划定禁止建设区、防止水体污染、建设高标准基本农田等针对性的保护措施与对策。研究结果为宜兴市的土地利用规划与管理、城市可持续发展等提供决策依据,为其他类似地区生态用地保护规划编制提供参考。     

粤港澳大湾区基塘多功能性尺度效应及生态修复策略

基塘具有生产、生态、社会等多种功能,对保障粤港澳大湾区生态安全和可持续发展具有重要意义,当前学界对基塘多功能性的尺度效应关注尚不足。应用土地利用变化分析、田野调查、半结构访谈等方法,构建了基塘多功能性的尺度分析框架。研究表明：（1）以桑（蔗）基鱼塘为主的基塘发展阶段,基塘生产、生态、社会功能发展均衡,塘基之间,基塘与村落、区域生产生活形成良性循环,孕育了与村落、区域聚落、产业、社会相融合的基塘文化;（2）以单一化养殖为主的基塘发展阶段,村集体和农户作为基塘生产功能的直接受益者,片面追求经济效益最大化导致基塘生态功能的弱化;（3）基塘多功能性的协调发展有赖于不同制度层级的联动协作,通过创新基塘的土地经营模式,协调各个制度层级与以农户为主的基塘经营主体的利益关系,是实现基塘多功能化发展的关键。研究结果对制定分级农业生态系统管理措施、粤港澳大湾区国土空间管制与生态修复均具有启示意义。     

乡村景观生物多样性研究进展

乡村景观是一种人文和自然共生的复合生态系统, 为生物多样性的维持提供了支持。目前, 中国传统乡村地区生物多样性的维持正面临着农业集约化、人工林树种单一化、非农业用地急剧扩张及生态传承机制解体等复杂多样的威胁, 亟待展开深入研究。本文在总结乡村景观生物多样性相关概念及特征的基础上, 通过文献分析概括了国际乡村景观生物多样性的热点研究方向, 包括农业集约化下的生物多样性管理、区域尺度乡村景观与生物多样性的协同关系、局地尺度不同乡村景观类型的物种多样性及乡村景观中的生物文化多样性, 进一步梳理了国内在相关研究方向上的主要进展并指出研究不足。在此基础上提出未来研究展望, 包括突出生物文化多样性特征、加强多时空尺度分析、深化动态维持机制研究、推进生物多样性研究在乡村生态景观规划中的全过程应用等建议。     

基于景观生态安全格局的低丘缓坡土地资源开发利用——以四川省泸县为例

低丘缓坡土地资源开发是缓解人地矛盾、优化土地配置的有效途径。以四川省泸县为例,首先界定了低丘缓坡土地资源的范围,提取低丘缓坡土地资源面积共计331.71km~2。然后基于Arc GIS空间分析模块,以生态用地保护为目的,选取土地覆盖类型与地形坡度为阻力因子,应用最小累计阻力模型建立泸县景观生态安全格局。通过与泸县低丘缓坡土地资源现状的叠加分析,对位于不同景观安全水平的低丘缓坡土地资源进行分类,将低丘缓坡土地资源分为优先开发型、适度开发型、限制开发型、禁止开发型4种类型,其面积分别为108.72、97.03、68.36、57.60km~2,并分析各类型特征,提出了相应的低丘缓坡土地资源开发利用规划,旨在为研究区生态安全策略以及低丘缓坡土地资源的合理开发与利用等提供科学参考。