基于水文地貌分类的滨海湿地生态功能评价——以盐城滨海湿地为例

盐城滨海湿地生态功能的空间差异对该区的保护/开发具有重要的指导意义,水文地貌分类为生态功能的评价提供了良好的前提条件。根据盐城滨海湿地2006-2007年Alos遥感影像数据制作湿地景观图,同时通过DEM和水文水动力条件图,借助Arcgis9.2的空间分析功能确定水文地貌单元(HGMU)。在此基础上,利用实地调查数据和湿地景观数据对不同水文地貌单元的湿地生态功能进行评价。结果表明:(1)盐城海滨湿地包括7类水文地貌单元(HGMU),不同HGMU生态系统类型差异较大;(2)同种HGMU生态功能基本处于同一等级,不同HGMU的生态功能差异明显;(3)盐城海滨湿地不同HGMU单元生态功能由大到小排序为:淡水双向-冲积区(河口)、海水天双向-泥粉砂带、海水月双向-泥滩带、海水年双向-草滩带、淡水单向-冲积区、淡水单向-海积区和淡水单向-冲积海积区。其中,河口湿地、淤泥质滩涂和草滩带湿地在维护盐城海滨湿地生态功能中具有重要地位。     

基于AHP-DEA的滨海湿地保护利用管理效率评价

提高滨海湿地保护利用管理水平对于保护滨海湿地,维持海岸带生态系统平衡具有非常重要的意义。选择沿海辽宁、河北、天津等10省市作为研究区域,在综合考虑经济、社会和生态三方面影响因素的基础上,构建评价滨海湿地保护利用管理效率指标体系,运用层次分析法(AHP,Analytic Hierarchy Process)对指标体系进行优化处理,代入到非导向超效率SBM(Slack-Based Measurement)模型中计算得到2006—2015年各省市滨海湿地保护利用管理效率值。结果表明:2006—2015年沿海10省市滨海湿地保护利用管理效率评价值总体上呈现"两头高,中间低"的变化情况;在100个决策单元中,达到有效的决策单元占71%,无效决策单元占29%;滨海湿地保护面积不足和资金投入冗余是无效决策单元效率值低下的主要原因。在效率结果分析的基础上提出滨海湿地保护利用的管理建议。     

基于加权Ripley's K-function的多尺度景观格局分析——以江苏盐城滨海湿地为例

以1987,1992,1997,2002,2007年的遥感影像为例,首次尝试使用加权Ripley's K-function的多尺度格局分析方法,计算了20年来景观异质性在江苏盐城滨海湿地的时间变化和空间分布趋势。通过对研究区的样带划分以及景观类型的点状化处理,建立滨海湿地样带图层和1987—2007年间各类型景观的点格局数据库,从而分析滨海湿地不同类型景观的空间聚集特征变化。基于加权Ripley's K-function的计算表明,在各级空间尺度和时间变化上,各类型湿地的斑块都呈现出空间聚集分布状态,且1987年以来,不同湿地类型的聚集空间特征尺度和空间分布强度均出现了大幅的增减变化,除互花米草滩之外的自然湿地的聚集空间特征尺度和强度都有明显下降甚至少到无法被检测到,而人工湿地却呈现聚集特征尺度和强度的双增长,且该聚集程度有逐渐增强的趋势。分析表明,既考虑样点的空间位置信息又考虑样点分布范围的加权Ripley's K-function方法能很好地表征湿地景观在多尺度上的变异,且与传统空间景观指数等分析方法的结论在一定程度上保持一致。     

胶州湾滨海湿地生态系统服务价值变化

为科学的评估青岛胶州湾滨海湿地生态系统服务功能的变化特点并明确其驱动因素,通过构建生态系统服务评价体系,综合运用生态学和经济学方法,对2005年、2010年和2015年胶州湾滨海湿地生态系统的供给、调节和文化3大类共12项生态服务的价值进行了评估。结果表明,气候调节和水产品生产是胶州湾滨海湿地生态系统的两大核心功能,二者占到服务总价值的90%以上;调节服务是其主要的服务类型,占到总服务价值的60%以上;2005年、2010年和2015年胶州湾滨海湿地生态系统服务总价值呈递减趋势,分别为1419.73×10~7元、1343.91×10~7元和1239.23×10~7元。湿地面积减少、湿地功能退化是造成胶州湾滨海湿地生态系统服务价值总体呈下降趋势的直接原因,不合理围垦、过度开发生物资源、水污染严重是造成湿地面积减少、功能退化的人为因素,气候条件的不利变化是造成湿地环境进一步恶化的自然因素。建议以生态系统服务价值为指导,将评估结果纳入到决策体系中,加强对青岛胶州湾滨海湿地现有资源的保护和生态恢复。     

基于系统保护规划的海河流域湿地保护优先格局与保护空缺识别

以海河流域为研究对象,依托系统保护规划的理论、方法和技术手段,建立气候-地貌-湿地生态地理综合分类单元,并将此单元作为宏观尺度湿地生物多样性的替代单元,同时以湿地水鸟作为物种尺度的指示物种,综合考虑道路、居民点等社会因素,确定了海河流域湿地保护优先格局及保护空缺。研究结果表明：湿地结构上,现有保护体系中仅滨海湿地受保护比例较高,经系统保护规划优后,湿地保护比例可达28.55%,保护面积达36.55 km²;在空间分布上,仅徒骇马颊河水系目前得到较好的保护,建议对滦河及冀东沿海区域及海河流域南北水系通过设立保护小区和建立湿地公园等方式加强保护。研究结果可为海河流域湿地保护体系调整提供参考,为湿地、非湿地生态系统的整合优化提供有益启示。     

江苏滨海湿地生态系统服务功能价值评估

江苏滨海湿地面积广阔、类型多样, 发挥着多种重要的生态服务功能, 对其生态服务功能进行评估可以为湿地保护与合理开发提供参考依据。应用生态经济学的理论和研究方法, 对江苏滨海湿地生态系统的供给、调节、支持和文化四大类服务功能的经济价值进行了初步估算。研究结果表明, 2010 年江苏滨海湿地生态服务功能总价值为1202.06 亿元, 其中供给功能价值最大, 为587.37 亿元, 其次调节功能价值为440.65 亿元, 文化和支持功能价值分别为170.97 亿元和3.07 亿元。江苏滨海湿地生态服务功能在维系江苏生态安全及国民经济发展中具有重要的作用, 在今后的工作中应加强湿地保护相关的法律和政策的制定, 借助科研手段开展有效的湿地保护工作, 在不损害湿地生态功能的前提下合理开发利用湿地, 实现生态、社会和经济效益的可持续发展。     

基于功能分类的城市湿地公园景观格局--以西溪湿地公园为例

以西溪国家湿地公园为研究案例,从景观功能分类入手,揭示城市湿地公园景观格局与功能特征。结果表明:(1)西溪湿地公园是以生态保护为主,兼顾合理利用为基本功能特征,其生态保护功能区面积占整个公园的53.7%,旅游休闲区面积占46.3%;(2)西溪湿地公园生态保护功能斑块在整个公园中所占面积为42.08%,且面积大、形状复杂、多样性较低;旅游休闲斑块面积占25.41%,并且表现为斑块面积小、形状规则、多样性高等特点;(3)西溪湿地公园生态保护廊道面积是旅游休闲廊道面积的一半左右,其网络结构比旅游休闲廊道复杂,有利于生态保护功能的发挥;(4)生态保护廊道缓冲区内主要由生态保护斑块组成,旅游休闲廊道的缓冲区内生态功能斑块和旅游休闲斑块所占面积相差不大。基于功能分类的景观格局研究方法有利于识别景观功能的空间特征,能够有效揭示景观生态保护与利用的空间关系。     

盐城滨海湿地的土地利用/覆盖变化

盐城滨海湿地是中国最重要的海岸带湿地之一,对区域生物多样性维持及我国近海水质安全意义重大,近年来由于持续的开发利用导致生境质量发生了显著变化。为在景观水平上揭示盐城滨海湿地的动态趋势,选择1975、1991、2002和2006年Landsat遥感影像数据,对盐城滨海湿地土地利用/覆盖变化及其转移过程进行了研究。结果表明：1975—2006年,自然湿地面积减少了56%（1.5×10⁵hm²）,渔塘和农田的面积则分别增加了892%（8.2×10⁴ hm²）和165%（5.9×10⁴ hm²）;围垦及渔塘开挖等生产用地的扩张是滨海湿地土地利用/覆盖变化的主要形式,占土地利用变化总面积的75%,湿地的自然演替占11%,米草（Spartina spp.）的生物入侵占湿地整体变化面积的7%,但近年来有减缓趋势;盐城滨海湿地土地利用/覆盖变化主要存在“潮间带泥滩→碱蓬（Suaeda salsa）群落→渔塘（农田）”、“潮间带泥滩→碱蓬群落→芦苇（Phragmites communis）群落→渔塘（农田）”、“潮间带泥滩→米草→渔塘”等3类主要转移过程;自然湿地的大量减少将进一步压缩野生动物生存空间,对近海水体的净化能力也将下降,因此须加强对湿地围垦与开发利用的控制,加强对现有湿地资源的保护。     

地形因子对盐城滨海湿地景观分布与演变的影响

地形作为景观结构和空间格局的重要影响因子,不仅为景观格局的形成提供基础,其空间特征也影响着景观的演变过程.基于2002、2011年地形高程信息和遥感影像,运用GIS技术,并结合分布指数,分析了盐城滨海湿地景观分布与演变对地形因子的响应特征.结果表明:①盐城淤泥质滨海湿地总体地形变化平缓,海拔0-2.5m的区域占整个研究区面积的97％以上.其中,米草带主要分布于0.9-1.5m,碱蓬带主要分布于1.5-2.lm,而芦苇带则主要分布于2.1-2.7m.②2002-2011年9年间湿地景观时间变化明显,其中,芦苇面积增加了3倍,碱蓬面积由26.80％骤降至11.51％,同期,米草面积则增加了50％之多.③湿地景观空间分布特征与地形关系比较明显.其中,米草空间分布向0.6-1.2m区间演变,显示出强烈的向低海拔区间扩张的趋势;碱蓬分布范围随地形的升高总体上呈下降趋势;芦苇在地形较高区间上的分布指数增长迅速,其优势分布区间向2.1-3.0m扩展.     

近30年中国滨海滩涂湿地变化及其驱动力

随着人类活动影响的不断加剧,滨海湿地正面临着退化的威胁。尤其是近三十年来,中国东部沿海地区经济发展迅速,中国滨海湿地在时空格局等方面发生了巨大改变。以Google Earth Pro （GEP） s遥感影像为数据源,基于Google Earth Engine （GEE）平台和随机森林分类方法,解译了1990-2020年中国滨海地区的遥感影像,提取不同年份滩涂湿地面积,分析了过去30年间滨海滩涂湿地空间分布变化,从自然原因和政策变化两个方面探讨了中国滨海滩涂湿地时空格局变化的驱动机制。研究表明,中国滨海滩涂湿地呈现总体减少的趋势,总面积减少了42.98%,其中光滩面积减少了46.30%,盐沼面积增加了4.95%。不同省份滩涂湿地面积变化总体趋势与全国一致,与国家政策紧密联系;但不同年份各省份因发展需求和压力不同,滩涂湿地的变化的进程有一定差异。泥沙沉积和水动力条件的变化是滩涂湿地变化的主要自然因素,方针政策的贯彻执行是滩涂湿地变化的重要人为因素,通过出台严格合理管控政策可以促进中国滨海滩涂湿地可持续发展。     

生态位态势理论与扩充假说

生态位态势理论,即从个体到生物圈,无论是自然还是社会中的生物单元都具有生态和势两个方面的属性,态是指生物的状态,是过去生长发育,学习,社会经济发展以及与环境相互和积累的结果;势是指生物单元对环境的现实影响力或支配力,始能量和物质变换的速率,生产力,生物增长率,经济增长率,占据新生境的能力,生物单元态的变化一般呈“Ｓ”型曲线,而势的变化则呈“钟”型曲线,特定生态系统中某生物单元的生态位即是该生物单元     

土地经济生态位在县域景观格局分析中的应用——以新疆精河县为例

本文将土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为区域景观格局表征提供了新的方法.选择典型的生态脆弱区精河县为研究对象,以1990、1998、2011和2013年4期Landsat影像为数据源,运用生态位态势理论计算研究区各土地利用类型的土地经济生态位,并结合景观生态学理论探讨土地经济生态位在县域景观格局分析中的应用.结果表明: 研究期间,精河县耕地、建设用地和草地的土地经济生态位与相应的景观斑块数、聚合度、破碎化指数和分维数具有较好的相关性;土地经济生态位的变化对县域景观格局具有驱动作用,可表征精河县经济发展方向.土地经济生态位与可直接获得经济效益的土地利用类型关系密切,且与景观指数相结合能够很好地解释精河县景观格局的特征.     

湿地生态系统服务价值评估的空间尺度转换研究进展

湿地生态系统服务取决于一定空间尺度中的生态系统结构和生态过程,而人类从湿地生态系统获得利益的大小也与其空间尺度有着密切联系。同时,湿地生态系统服务价值评估的空间尺度转换问题也一直是整个湿地生态学研究中的热点和难点之一。在分析湿地生态系统服务空间尺度特征的基础上,提出了湿地生态系统服务价值评估研究中空间尺度转换的概念,即是指通过一个已经有的、与被估算湿地生态系统相似的更大空间范围的或更小空间范围的另一湿地生态系统的价值来估算该湿地生态系统的价值量的过程。介绍了常用的空间尺度转换的方法,主要包括成果参照法和空间模型分析两种方法,成果参照法又包括数值直接外推法和调整函数参照法(Meta分析法)。对目前空间尺度转换研究中存在问题进行总结,并对未来的研究进行了展望。     

Niche expansion leads to small-scale adaptive divergence along an elevation gradient in a medium-sized passerine bird

Niche expansion can lead to adaptive differentiation and speciation, but there are few examples from contemporary niche expansions about how this process is initiated. We assess the consequences of a niche expansion by Mexican jays (Aphelocoma ultramarina) along an elevation gradient. We predicted that jays at high elevation would have straighter bills adapted to feeding on pine cones, whereas jays at low elevation would have hooked bills adapted to feeding on acorns. We measured morphological and genetic variation of 95 adult jays and found significant differences in hook length between elevations in accordance with predictions, a pattern corroborated by analysis at the regional scale. Genetic results from microsatellite and mtDNA variation support phenotypic differentiation in the presence of gene flow coupled with weak, but detectable genetic differentiation between high- and low-elevation populations. These results demonstrate that niche expansion can lead to adaptive divergence despite gene flow between parapatric populations along an elevation gradient, providing information on a key precursor to ecological speciation.     

Historical patterns of niche dynamics in Neotropical species of the <Emphasis Type="Italic">Drosophila</Emphasis> subgenus (Drosophilidae,Diptera)

Niche conservatism (NC) presence is a controversial question in evolutionary ecology. In Drosophila, little is known about which is the preponderant evolutionary pattern, since the adaptive radiation hypothesis first proposed by Throckmorton assumed niche divergence (ND) according to a niche occupancy scenario. Nevertheless, this hypothesis has not yet been straightforwardly tested. Our aim here was to test the role of NC patterns across evolution of American drosophilids belonging to the tripunctata and virilis-repleta lineages of the Drosophila subgenus, through measures of geographical, abiotic and biotic niche overlap and evaluations regarding the presence of phylogenetic signal or niche identity. We recovered phylogenetic signal attributable to phylogenetic niche conservatism when all species were analyzed together, but not in more restricted groups. Identity tests showed that niche equivalency was seldom rejected for the tripunctata lineage species. So, in general, neither the results for the Drosophila subgenus nor those for the tripunctata lineage support the hypothesis of an adaptive radiation. Notwithstanding, there were also several isolated cases supporting a scenario of ND, and ecological speciation was evident in some of the evaluated sister species pairs.     

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了“一中心、二重点、六要素、七工程”的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成“四区、一带、一网”的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

自然和人工管理驱动下盐城海滨湿地景观格局演变特征与空间差异

将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据1987年、1997年、2007年3个时相的景观资料,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下湿地景观格局的变化差异。结果表明:(1)人工管理区,景观斑块平均面积由205.31 hm2降至55.60 hm2,景观多样性指数1.4284降低到1.2928,优势度从0.3634上升到0.7766,表明景观破碎化明显,景观多样性呈降低趋势,优势度则呈上升趋势。景观变化的结果导致景观带状特征变弱,镶嵌性特征十分明显;1987—1997年期间,景观格局空间演变表现为从陆地向海洋的单向演替;而1997—2007年,景观演替呈现多向性特征。(2)自然湿地区,景观优势度呈下降趋势,从0.4844下降到0.3164;而景观多样性呈上升趋势,其指数从0.9019上升到1.4754。景观带状格局发育更加明显,各景观带宽趋于均匀,并且景观从陆地向海洋呈单向演替特征。(3)影响海滨湿地景观格局演变的驱动因素是:自然湿地区主要受海洋潮汐作用影响,其主要自然过程如地貌过程和植物群落演替过程等呈连续性变化,从而导致景观演变呈带状连续性发展;人工管理区主要受人为管理影响,人为管理往往使生态过程的连续性发生突变,从而使景观演变呈多向性特征。     

Assembly mechanisms determining high species turnover in aquatic communities over regional and continental scales

Niche and neutral processes drive community assembly and metacommunity dynamics, but their relative importance might vary with the spatial scale. The contribution of niche processes is generally expected to increase with increasing spatial extent at a higher rate than that of neutral processes. However, the extent to what community composition is limited by dispersal (usually considered a neutral process) over increasing spatial scales might depend on the dispersal capacity of composing species. To investigate the mechanisms underlying the distribution and diversity of species known to have great powers of dispersal (hundreds of kilometres), we analysed the relative importance of niche processes and dispersal limitation in determining beta‐diversity patterns of aquatic plants and cladocerans over regional (up to 300 km) and continental (up to 3300 km) scales. Both taxonomic groups were surveyed in five different European regions and presented extremely high levels of beta‐diversity, both within and among regions. High beta‐diversity was primarily explained by species replacement (turnover) rather than differences in species richness (i.e. nestedness). Abiotic and biotic variables were the main drivers of community composition. Within some regions, small‐scale connectivity and the spatial configuration of sampled communities explained a significant, though smaller, fraction of compositional variation, particularly for aquatic plants. At continental scale (among regions), a significant fraction of compositional variation was explained by a combination of spatial effects (exclusive contribution of regions) and regionally‐structured environmental variables. Our results suggest that, although dispersal limitation might affect species composition in some regions, aquatic plant and cladoceran communities are not generally limited by dispersal at the regional scale (up to 300 km). Species sorting mediated by environmental variation might explain the high species turnover of aquatic plants and cladocerans at regional scale, while biogeographic processes enhanced by dispersal limitation among regions might determine the composition of regional biotas.