大尺度区域生态环境治理及国家生态安全格局构建的技术途径和战略布局

陆地生态系统是地球生物圈系统的核心组分,是人类生活、生产及社会经济活动的场所。然而,人类文明发展和科学技术进步在不断地扩大对资源的利用规模和强度,也导致了严重威胁社会可持续发展的全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染、资源枯竭、生态系统退化等环境问题。社会公众期望生态学研究能够为区域、大陆及全球尺度的生态系统的利用和保护、维持人类社会可持续发展提供科学理论及系统性的解决方案。本研究以服务中国生态文明建设、生态安全格局构建、区域生态环境治理,以及宏观生态系统科学发展为目标,回顾了中国的区域生态环境治理成效及经验;分析了我国生态文明建设对大尺度生态系统科学研究的科技需求与时代特征,提出了利用基于自然的宏生态系统途径的新思路提升区域生态环境治理及安全格局构建的设想。在此基础上,讨论了中国的大尺度区域安全格局构建及生态环境治理的新思路、战略布局、技术途径与科技支撑体系,为中国安全、健康和美丽的国土空间利用及生态文明建设进步提供理论参考。     

基于生态系统演变机理的生态系统脆弱性、适应性与突变理论

随着气候变化影响广度与深度的增加,生态系统脆弱性、适应性与突变理论逐渐被广泛应用到生态学研究领域中,探讨和评估各类生态系统对气候变化的敏感性、脆弱性和适应性,可谋求更好的方式来应对气候变化对区域生态系统带来的深远影响,服务于国家生态系统可持续管理及生态安全建设.虽然相关研究已获取许多进展,区分了气候敏感区和某些生态系统...     

开创复合生态系统生态学,奠基生态文明建设——纪念著名生态学家王如松院士诞辰七十周年

王如松先生毕生致力于复合生态系统理论与可持续发展研究,为生态学发展和我国生态文明建设做出了杰出的贡献。他与导师马世骏先生共同创建了社会-经济-自然复合生态系统理论,开创了复合生态系统生态学新领域,为可持续发展与生态文明建设奠定了理论基础。他率先开展城市生态学与产业生态学研究,为生态学成为指导我国经济社会发展的科学基础发挥了引领作用。他提出了我国生态文明的内涵与建设途径,探索了我国生态县、生态市、生态省的可持续发展模式。王如松先生学术思想充满深邃的生态智慧、深厚的文化修养、富于科学远见的学术创新,所洋溢的爱国、爱民、爱科学的情怀,为后辈生态学工作者的楷模。     

推进生态文明建设,促进区域可持续发展——中国生态文明与可持续发展2020年学术论坛述评

中国生态文明与可持续发展2020年学术论坛于2020年11月11日至15日在江西省南昌市举行，论坛吸引了来自国内70余所高校和科研院所的近360名专家学者参与。本次论坛的主题是"推进生态文明建设，促进区域可持续发展"。论坛围绕9个专题展开，分别是：（1）流域生态环境保护与可持续发展；（2）生态文明建设与乡村可持续发展；（3）高原生态保护与可持续发展；（4）生态经济与区域发展；（5）生态文明与国土空间规划；（6）生态文明背景下的国土综合整治与生态修复；（7）喀斯特地区生态文明建设与可持续发展；（8）湿地监测评估与规划管理；（9）生态系统服务与生态产品供给。对我国生态文明建设与区域可持续发展研究的启示有：（1）加强生态文明建设，深化生态系统服务与可持续发展之间的动态连接；（2）注重社会-生态系统的耦合；（3）关注区域间的平衡，协同促进区域可持续发展；（4）开展国土空间生态修复、推动生态文明建设与可持续发展。     

西南生态安全格局形成机制及演变机理

我国西南地区地形地貌复杂,生态系统多样,生物多样性丰富,是研究地表复杂过程与生态系统演变规律的关键区域,也是我国重要的生态屏障区。但是同时该区域环境复杂、生态脆弱、灾害严重,在全球气候变化背景下,人类活动和经济发展导致该区域的生态环境问题比较突出,同时区域的社会经济发展地域分异大。突出表现在区域生态系统服务功能受损,区域生态安全水平降低。如何维护区域生态安全具有重要意义。针对生态安全问题,我国已开展生态区划、生态功能区划和生态红线等工作,但在生态安全格局的形成机制、与生态系统服务耦合关系、人类活动和气候变化对生态安全格局影响及其适应、区域社会经济可持续发展等方面需要加强深入研究,在我国西南地区的开展研究西南生态安全格局形成机制及演变机理具有典型性、代表性与紧迫性。     

区域生态安全格局:概念与理论基础

提出区域生态安全格局概念的提出 ,适应了生态系统恢复和生物多样性保护的发展需求。针对区域生态环境问题 ,通过干扰排除以及空间格局规划和管理 ,能够保护和恢复生物多样性 ,维持生态系统结构、功能和过程的完整性 ,实现对区域生态环境问题的有效控制和持续改善。区域生态安全格局的研究对象具有针对性、研究尺度具有区域性、研究问题具有系统性、研究手段具有主动性。它强调区域尺度的生物多样性保护、退化生态系统恢复及其空间合理配置、生态系统健康的维持、景观生态格局的优化、以及对社会经济发展需求的满足。它更加强调格局与过程安全及其整体集成 ,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上 ,实现管理效果的直观可视。相关理论 ,景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等为其提供了坚实的理论基础。区域生态安全格局不存在一个固定标准 ,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、和法规为手段 ,更要以其不断发展对生态系统服务功能的新需求为目标逐步进行。区域生态安全格局研究对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用 ,具有广阔应用前景。     

中国生态安全屏障体系建设现状、主要问题及对策建议

中国生态安全屏障体系建设是生态文明建设的重要组成部分，在维护国家安全方面具有重大战略意义。研究从生态安全屏障功能特点、建设、监测与评估及规划和实施等方面阐述了我国生态安全屏障体系建设现状；分析了在生态安全屏障建设中，自然生态系统的破坏、社会-生态系统脆弱性、生物多样性保护受到威胁、科技体系支撑不足、公众参与意识薄弱和保护与发展的矛盾等方面面临的主要问题和挑战；进而提出了基于生态安全格局的整体布局方略，指出了开展社会-生态脆弱性调查和评估的重要性，强调了国家公园在生态安全屏障体系建设的引领示范作用。最终，希望通过围绕生态文明建设，引导社会公众深度参与，构建“生态-生产-生活”统筹协调机制，以求积极探索生态安全屏障体系建设高质量、高速和可持续发展道路，迈向新时代生态安全屏障建设新征程。     

景感生态学:生态安全研究与实践的重要途径

景感生态学是指以可持续发展为目标,基于生态学的基本原理,将自然要素、物理感知、心理感知、社会经济、过程与风险等相关因素综合考虑,来研究土地利用规划、建设与管理的科学。不合理的资源和土地开发利用活动常常会带来各种生态风险,从而导致生态安全方面的问题;而景感生态学的主要研究内容涉及土地利用,其目标是与可持续发展相关的人类愿景和社会需求。在追求的目标、遵循的原理、研究尺度及内容上,景感生态学与生态安全研究有许多契合的地方,有必要将景感生态学研究与生态安全研究结合起来。在简要解析生态安全内涵及其主要特点的基础上,探讨了如何将景感生态学思想与方法应用于生态安全研究,重点说明了作为景感生态学主要研究手段的趋善化模型、迷码数据以及物联网如何在生态安全研究中应用于数据获取、评价与预警、以及趋善化模型的构建。随着景感生态学研究的深入,其关注点可以从土地规划和利用扩展到生态安全格局构建与维护,从而更好地将人的愿景及福利与土地利用、生境质量和生态安全结合起来,为区域可持续发展提供科学参考。     

景感生态学在流域生态系统保护与修复实践中的应用——以大凌河流域北票段为例

生态系统保护与修复已成为我国生态文明建设的一项核心内容，自2016年以来，在全国24个省（自治区、直辖市）已开展了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点工程。以大凌河流域北票段为研究区，探讨了景感生态学理论在山水林田湖草生态系统保护与修复实践中的应用。基于景感生态学理论，构建大凌河流域北票段生态系统保护与修复综合治理框架，以保持、改善和提升生态系统服务，实现可持续发展为目标，构建了"一中心、二重点、五要素、六工程"的生态系统保护与修复景感空间体系，并基于此将大凌河流域北票段生态系统保护与修复分为5个重要治理区域，形成"一带四区"的生态安全格局，提出了应用景感生态学理论，构建区域居民的共同行为规范，引导并实现人类对自然生态系统的有利影响，进一步提升生态系统保护与修复效果的对策建议。通过大凌河流域北票段的分析案例，以景感营造的理念开展区域生态系统保护与修复顶层设计，为促进区域可持续发展提供思路和途径。     

基于生态系统服务供需的城市群生态安全格局构建框架

近年来,生态系统服务供需失调引发了一系列问题,诸如城市热岛、生态用地流失、环境污染、生物多样性减少等生态风险问题,已成为威胁生态安全、制约社会经济可持续发展的重要因素,因此维持生态系统服务供需平衡是生态安全健康发展的保障和关键。梳理了生态系统服务评价、生态安全格局构建的研究现状,指出了存在的不足,同时构建了基于生态系统服务的城市群生态安全格局基本框架,并提出了生态安全格局未来的研究重点:城市群区域和城市内部生态系统服务的多尺度综合评价、城市功能区的划分及对生态安全的胁迫作用、生态过程与生态系统服务与生态安全的耦合、基于生态系统服务流的生态安全格局构建、模拟和优化。通过耦合社会经济数据、卫星遥感数据、城市地图大数据,评价城市内部和外部不同尺度的生态系统服务,保障城市群生态系统服务流畅通传输,实现城市群生态安全格局评价和优化。     

一种城市生态系统现状评价方法及其应用

生态城市建设是未来城市发展的最终趋势。从结构、功能、活动、发展演化规律等方面来看,城市生态系统都可以被看作一个动态变化的系统。将可持续发展理论引入到城市生态系统现状评价中,提出和解释了城市生态系统可持续发展概念;从可持续发展的角度,评价城市生态系统的现状,建立城市生态系统可持续发展评价指标体系。在此基础上,利用集对分析方法,将评价城市生态系统可持续发展水平的多个指标系统合成一个与最优评价集的相对贴近度,用来描述城市生态系统可持续发展水平,并将该方法应用于兰州市城市生态系统现状评价。结果表明,在2004—2010年间,兰州市城市生态系统可持续发展水平呈现折线型关系,而且有明显的陡降现象。具体变化趋势是从2004年的0.5081平缓上升到2005年的0.5581、然后陡降到2006年的0.4073、接着平缓上升直到2009年的0.5010、最后平缓下降到2010年的0.4706。尽管不同时期城市生态系统可持续发展水平有所变化,但是总体来说,一直处在基本可持续发展的水平,协调程度一般;该评价方法能够很好的反映城市生态系统的发展现状,为建设生态城市提供科学依据。     

生态示范创建回顾及生态文明建设模式初探

生态文明的目标是规范人类发展行为,以协同社会经济发展与生态环境保护的关系.本文对国家环境保护部主导的生态示范区、国家环保模范城市和生态省、市、县创建等生态示范创建活动进行比较分析,认为这些创建活动普遍存在建设目标缺乏针对性、建设主体混乱、建设过程有效性低和建设考核缺乏持续的激励机制;同时,通过分析生态文明的内涵,探讨生态文明建设与生态示范创建的关系,从建设目标、建设主体、建设过程和建设考核等方面提出生态文明建设模式,包括根据区域特征确立建设目标、不同建设主体协同合作、丰富公众参与途径、建立全面衡量“行为和结果”的绩效评价体系等.     

区域生态学的国际起源和研究热点

20世纪80年代以来,区域生态学迅速发展,成为生态学领域重要的分支学科。本文综述了区域生态学的国际起源、发展脉络,以及主要研究热点,对比了国内外区域生态学研究的区别以及对国内区域生态学发展的启示。分析表明,在国际上,区域生态学的研究热点主要集中在生物多样性保护、区域气候变化影响、生态系统服务、城市生态学、区域生态修复和可持续发展等方面。由于国情以及学科发展进度不同,国内外区域生态学研究在关注问题、研究思路和研究手段上存在区别。国内区域生态学受学科起步较晚、相关数据的质、量和利用率较低及对方法和模型研究尚浅的影响,未来研究要在深度利用遥感数据的基础上,加强学科理论和方法的学习,重点关注气候变化影响生态过程的机理、生态模型优化、全国生态系统服务评估与定价、区域生态安全以及区域可持续发展规划。     

山水林田湖草生态保护修复的理论支撑体系研究

山水林田湖草生态保护修复关系到我国生态文明建设和美丽中国建设进程,关系到国家生态安全和中华民族永续发展。开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,是贯彻绿色发展理念的有力举措,也是破解当前生态环境与经济发展之间难题的必然要求。通过总结梳理当前我国山水林田湖草生态保护修复工作的进展与概况,立足于“山水林田湖草是生命共同体”的理论核心,详细阐释了山水林田湖草生态保护修复的内涵及理论体系。山水林田湖草生命共同体的基础理论是以生态系统生态学为支撑,基于流域生态学、恢复生态学和景观生态学的理论诠释山水林田湖草生命共同体的时空区域尺度及流域内部各生态系统之间的耦合机制,通过复合生态系统理论构建山水林田湖草生命共同体的社会、经济、自然生态系统的“架构”体系,明确了流域可持续发展是山水林田湖草生命共同体的最终发展目标。在构建山水林田湖草生态保护修复理论支撑体系的基础上,进一步总结凝练了山水林田湖草生态保护修复的技术体系,包括生态保护、修复与恢复技术、生态建设技术、生态功能提升技术、生态服务优化技术与监督管理技术等,为我国山水林田湖草生态保护修复工作提供坚实的理论和技术支撑体系。     

大尺度陆地生态系统科学研究的理论基础及其技术体系之探讨

大尺度的陆地生态系统科学研究是在生物多样性保护、应对全球气候变化、区域生态环境治理及全球社会经济可持续发展的科技需求背景下应运而生的生态学及生态系统科学前沿领域,并在我国的生态文明建设社会实践中快速发展。本文在系统论述大尺度陆地生态系统科学研究的科技使命基础上,重点梳理和探讨了区域及大陆尺度的生态系统科学研究理论基础和方法学问题,进而基于宏生态系统生态学理论,新提出了宏观生态系统科学的基础理论、科学概念及其研究方法体系的逻辑框架。本文重点探讨了: 1) 基于生态系统的系统学特性,发展多维视角的“生态系统科学概念网络体系”;2) 基于生态系统整体性和涌现性理论,发展“生态系统状态变化分析理论体系”;3) 基于生态系统属性及状态概念,发展生态系统结构-过程-功能-服务级联关系的“整合研究方法学理论体系”的学科内涵及应用问题,进而论述了发展区域及大陆尺度宏观生态系统科学研究的方法体系,提出构建新一代大陆尺度生态系统观测研究实验网络,完善“联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合”四位一体的科学研究技术体系的必要性。     

国际景观生态学研究新进展

20世纪90年代中期以来,国际景观生态学发展迅速.景观生态学研究最为活跃的地区集中在北美、欧洲、大洋洲(澳大利亚)、东亚(中国),表明景观生态学理论、方法和应用的广泛性和越来越高的认知度.从研究内容上看,景观生态评价、规划和模拟一直占居主导地位,其次是景观生态保护与生态恢复、景观生态学的理论探讨.随着景观生态学研究的深入,以科学和实践问题为导向的学科交叉与融合不断加强,促进了景观生态学新的学科生长点的形成和发展,主要包括水域景观生态学、景观遗传学、多功能景观研究、景观综合模拟、景观生态与可持续性科学.在全球化背景下,中国的景观生态学研究也已经取得了长足进展,国际同行开始关注并在重要学术刊物上评介中国的景观生态学研究,标志着中国景观生态学已逐步走上国际舞台.然而,中国景观生态学进一步发展的挑战和机遇并存.中国科学家需要抓住人类对可持续发展和可持续性科学的共同夙求,放眼国际前沿、服务本土需求,从中国自身的特色出发,关注受人类干扰的和以人为主导的景观,以景观格局与生态过程的多尺度、多维度耦合研究为核心,区域综合与区内分异并重,推动综合整体性景观生态学的建立和完善.     

Movement,impacts and management of plant distributions in response to climate change: insights from invasions

Synthesis Prediction and management of species responses to climate change is an urgent but relatively young research field. Therefore, climate change ecology must by necessity borrow from other fields. Invasion ecology is particularly well‐suited to informing climate change ecology because both invasion ecology and climate change ecology address the trajectories of rapidly changing novel systems. Here we outline the broad range of active research questions in climate change ecology where research from invasion ecology can stimulate advances. We present ideas for how concepts, case‐studies and methodology from invasion ecology can be adapted to improve prediction and management of species responses to climate change. A major challenge in this era of rapid climate change is to predict changes in species distributions and their impacts on ecosystems, and, if necessary, to recommend management strategies for maintenance of biodiversity or ecosystem services. Biological invasions, studied in most biomes of the world, can provide useful analogs for some of the ecological consequences of species distribution shifts in response to climate change. Invasions illustrate the adaptive and interactive responses that can occur when species are confronted with new environmental conditions. Invasion ecology complements climate change research and provides insights into the following questions: 1) how will species distributions respond to climate change? 2) how will species movement affect recipient ecosystems? And 3) should we, and if so how can we, manage species and ecosystems in the face of climate change? Invasion ecology demonstrates that a trait‐based approach can help to predict spread speeds and impacts on ecosystems, and has the potential to predict climate change impacts on species ranges and recipient ecosystems. However, there is a need to analyse traits in the context of life‐history and demography, the stage in the colonisation process (e.g. spread, establishment or impact), the distribution of suitable habitats in the landscape, and the novel abiotic and biotic conditions under which those traits are expressed. As is the case with climate change, invasion ecology is embedded within complex societal goals. Both disciplines converge on similar questions of ‘when to intervene?‘ and ‘what to do?‘ which call for a better understanding of the ecological processes and social values associated with changing ecosystems.