景观服务研究进展

生态系统服务强调了生态组成要素对人类福祉贡献的服务功能特性,近年来逐渐成为生态学研究的热点。然而,如何从生态组成要素的综合格局——景观的服务角度阐述生态系统服务,仍然是当前研究的巨大挑战。本文详细介绍了景观服务的概念、分类和应用尺度,并从制图方法和评价指标两方面阐述了景观服务的定量化方法,在此基础上探讨了景观服务在规划设计中的应用问题。最后,提出了新的研究展望,即要继续完善景观服务概念及分类体系,探讨景观服务的多尺度相互影响机理,寻求有效的景观服务空间定量化制图方法,评价景观服务未来发展变化,探索多项景观服务间的相互影响机理以及系统的景观服务规划方法,以期为今后景观服务的应用研究提供方向性参考意见。     

景观空间异质性对生态系统服务形成与供给的影响

景观空间异质性与生态系统服务的关系极为密切,适当调整景观空间异质性有助于生态系统服务的持续形成与稳定供给。研究景观空间异质性和生态系统服务形成与供给之间的相互影响作用及响应机制具有重要的理论与现实意义,是保护生物多样性、管理生态系统服务与优化景观空间配置的基础。现有研究大多在不同尺度上探讨了景观格局与生态过程或生态系统服务间的相互影响关系,而缺乏景观格局-生态过程-生态系统服务三者间有效联结等方面的研究。景观空间异质性是怎样直接或间接地作用于生态系统服务形成与供给的,目前还没有一个较为明确的解释。因此,通过分析国内外文献,回顾了景观格局或景观空间异质性与生态系统服务之间关系的研究进展、研究内容和研究方法;从景观组成、景观构型的变化入手,讨论了景观空间异质性对生态系统服务形成与供给的影响及其强度,并认为景观组成异质性变化能够直接影响生态系统服务,而景观构型异质性变化会通过改变生态过程而间接影响生态系统服务;阐述了景观空间异质性在影响生态系统服务形成与供给的同时,也使生态系统服务在空间上产生了异质性分布,并从自然因素和人为因素两个方面对其进行解释;强调了尺度问题在景观空间异质性与生态系统服务研究中的重要性;最后,明确了对生态系统服务形成与供给的景观空间异质性影响研究不仅有助于生态系统服务的维持与调节,也能更深层次地揭示其中的生态学意义。     

生态系统服务制图研究进展

生态系统服务是生态学研究的前沿方向之一,生态系统服务制图是将生态系统服务的评估结果纳入到生态环境保护规划与管理决策制定与实施过程中的重要组成部分。生态系统服务制图是根据决策需求,选择合适的制图评价方法,对特定时空尺度上生态系统服务的空间分布以及在各种自然-社会因素共同影响下生态系统服务的情景变化进行量化描述的过程。它最终为决策参与者提供研究区域生态系统服务时空变化特征具体的、可视的量化描述,辅助决策者权衡利弊,最终制定出符合区域生态环境与人类社会共同可持续发展的最优决策。综述了生态系统服务制图的内涵及其在辅助决策过程中的重要作用;介绍了生态系统服务的重点研究内容(生态系统服务的提供、需求及权衡协同关系制图)及研究方法;并对目前研究中所存在的问题进行了深入的探讨,归纳了生态系统服务的制图评价流程及未来重点的研究方向。     

河流景观生态服务供给与需求/消费的互馈机制

河流景观系统孕育了人类文明,为人类社会提供类型多样的生态系统服务。其本身是一个自然景观过程和社会经济过程高度耦合的社会-生态系统,具有极高的空间异质性、时间动态和鲜明的组织尺度等级结构。当前,对河流景观系统这种特点所决定的生态系统服务供给与需求/消费互馈的机制研究不够深入,普遍缺乏从过程角度刻画生态服务供给与需求/消费互馈关系及其时空异质性和尺度特征。生态服务供给、需求和消费产生于社会-生态系统,是社会-生态耦合的纽带。阐述了河流景观生态服务供给和需求/消费的时空异质性,阐释了它们时空耦合机制和尺度特征,梳理了当前对生态服务供给、需求/消费互馈机理研究的不足。认为未来需要在社会-生态系统的框架下,从景观结构和生态过程出发,融合景观生态过程和社会过程来深入认识河流景观系统的生态服务供给与区内人类对生态服务的需求/消费之间的互馈机制。未来应重点关注：（1）河流景观结构和过程决定的生态服务供给和消费的空间分异及驱动机制;（2）河流生态服务传输的自然和人文载体及其耦合格局;（3）将生态服务需求/消费通过景观结构和生态过程对生态服务供给的反馈融入生态服务评估的方法框架,研发基于生态服务供给和需求/消费的社会-生态互馈过程模型。     

可持续景观规划——融合景观可持续性研究与地理设计

人类活动对景观的影响遍及世界各个角落,其广度、强度、频度不断增大。为了改变生态环境在人类社会经济增长压力下的不可持续状态,景观需要科学合理的设计与管理。可持续景观规划是在景观尺度上,在可持续性科学的指导下,平衡生态系统服务的供需关系,将生态、社会、经济活动过程反映到空间优化上,不断提高人类福祉的规划过程。为了能够实践该规划思路,在景观可持续性研究与地理设计融合的概念框架基础上,提出可持续景观规划的八个步骤,在问题诊断与目标设定、多源数据组织与管理、尺度匹配与多尺度分析、景观格局过程分析和可持续性评估、生态系统服务与景观格局关系模拟、情景分析与方案评估、地理设计平台搭建、可视化与人机互动等关键步骤中,融入了强-弱可持续性、多尺度分析、生态系统服务、可持续性指标、大数据应用,以及文化和地方感。研究提出的可持续性景观规划步骤与实现路径体现了多学科交叉、实时评估反馈、信息技术应用、利益相关者参与的特点,可被用于旨在提高人类福祉的多尺度空间优化和可持续景观设计。     

生态系统服务流研究进展

随着社会经济的发展,人类对生态系统的干扰导致多种生态服务退化或消失.生态系统服务流对生态系统服务的输送、转化和维持有重要作用,并成为相关研究的新兴方向之一.本文在对生态系统服务流进行分类的基础上,分析了生态系统服务传递的载体,初步探讨生态系统服务流的形成机制,包括服务流的形成、属性、尺度特征、定量化及其制图等.同时,对生态系统服务流的成本效应,如输送成本、转化成本、使用成本和成本相对性等进行尝试性分析,旨在分析生态系统服务流传递过程中的成本耗散.生态系统服务流研究一定程度上解决了生态系统服务价值评估的“双重核算”问题,使人类准确识别生态系统服务供给和消费热点区域,有利于生态系统服务在传递过程中达到效益最大化,对提出科学合理的生态补偿有重要意义.     

全球水稻梯田生态系统服务研究进展

水稻梯田生态系统具有多重服务价值,全球尺度上相关研究的系统梳理和总结可促进该领域的理解和认识。本文依据千年生态系统服务分类系统,采用系统文献分析法对全球水稻梯田生态系统服务研究进行整理并综述其进展。已发表的全球水稻梯田生态系统服务研究文献主要分布在中国、越南、菲律宾。从评价方法看,中国偏重于价值量评价,而国外偏重于物质量评价;国内4个梯田的价值量评价显示,梯田的调节和支持服务高于其他服务,但由于计算单元和方法不同难以相互相比;物质量评价方面,调节服务研究开展了较为深入的水土流失、灾害和虫害调节研究,支持服务对水稻生长有益的硅元素的循环转化进行了研究,供给服务以影响水稻生长的因素及其情景预测为主;景观尺度上,增加其他作物种植斑块可提高各类服务;基于生态系统服务矩阵与制图的分析框架具有良好应用前景。未来还应加强水稻梯田生态系统服务多尺度评估体系,从服务形成机理出发研究权衡协同关系,并加强景观尺度上的格局-过程-服务-人类福祉间的系统研究。     

生态系统服务价值评估方法综述

基于相关科学研究文献,首先对生态系统服务价值评估的国内外研究现状进行追踪与分析;其次,从评估过程的角度,将生态系统服务价值评估方法分为两类:直接评估法和间接评估法,同时进一步对这两类方法进行了分类,并对分类后的评估方法在概念内涵、计算方法等方面进行了总结;最后,文章讨论了目前价值评估方面存在的问题,对生态系统服务价值的评估理论、评估方法及评估结果表现形式进行了总结,并对其未来发展方向提出了建议:加强不同生态系统服务价值评估方法的对比验证及综合应用研究,加强植被覆盖较少或无植被覆盖地区的生态系统服务价值评估研究,加强复合生态系统和精细尺度的生态系统服务价值评估研究。     

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。     

2010年来黄土高原景观生态研究进展

严重的水土流失以及不合理的土地利用加剧了黄土高原土地资源的退化,导致该地区生态环境脆弱、生态系统服务不断下降。针对黄土高原地区存在的问题,我国学者基于景观生态学原理和方法,围绕"景观格局演变-驱动机制-水土流失过程-生态系统服务"的框架开展了大量研究,取得了一系列研究成果。通过梳理和总结2010年以来黄土高原地区景观生态学研究的现状和特点,指出了目前研究中存在的问题和不足,突出表现在区域比较研究、景观格局与生态过程耦合研究、生态服务权衡方法和模型构建等方面比较缺乏。建议未来黄土高原的景观生态学研究应加强区域尺度上的综合研究和不同地区之间的比较研究,深化景观格局演变的形成机理;进一步开展景观格局与过程的定量识别方法学研究,开发格局-过程耦合模型;加强生态系统过程与服务研究,同时开展相应的实证性研究,研发适宜的生态服务权衡模型,进而深入探讨区域生态系统服务的权衡机制。     

景观服务及其空间流动：连接风景园林与人类福祉的纽带

风景园林空间及其功能是人类福祉的基本来源,而人类福祉需求则是风景园林可持续发展的基本驱动力。厘清风景园林与人类福祉的关系对风景园林创建美好生活具有重要意义。从服务角度强调风景园林对人类福祉的贡献,梳理风景园林提供的景观服务类型,分析景观服务的空间流动过程、类型及其机制,从而揭示出景观服务在哪里产生、流向哪里、实际在哪里被使用等过程。基于景观服务及其空间流动特征,提出基于景观服务供需平衡的风景园林空间管理框架,以期为满足人类福祉需求的风景园林空间布局和管理决策提供新思路。     

贵州省生态系统服务价值时空演变及其对景观格局变化的响应

贵州省是我国生态文明试验区,也是世界上岩溶地貌发育最典型的地区之一,探明其生态系统服务价值变化及其与景观格局在空间上的相关性分布特征,有利于因地制宜地制定生态环境治理和保护措施。本研究分析了2005—2018年间贵州省景观格局和生态系统服务的时空变化,并构建二者之间的地理加权回归模型,探讨其相关系数在空间上的变化。结果表明: 2005—2018年间,贵州省景观类型的转移主要发生在建设用地、森林、水域、草地和农田5种景观之间,景观破碎度和多样性增加;生态系统服务价值逐年增长,森林是贵州省生态系统服务价值的主要贡献者,生态系统服务以调节服务为主;对于高价值景观类型而言,多样性提升和破碎度降低有利于生态系统服务价值增长;而在低价值景观类型集中的区域,则呈现出相反的影响效果。应根据贵州省不同区域的生态环境特征,调整景观转移方向和不同景观类型的多样性和破碎度空间分布,从而实现生态系统服务价值增长。     

农田景观格局变化对昆虫的生态学效应

景观格局变化是全球变化的一个重要内容。农田是由人类赖以生存所种植的人工栽培作物组成的生态系统。在该景观系统中,多种植物-害虫-天敌相互作用、相互制约,形成有机整体。研究农田景观格局对害虫和天敌种群动态影响,不仅在害虫生物防治的实践中有重要意义,而且对于揭示人类活动对生物多样性结构与功能的影响,阐明农田景观中生物多样性整合、维持机理有重大的理论意义。本文从农田景观格局的"质、量、形、度"4个方面,系统地论述了农田景观格局变化对害虫和天敌的作用,分析了农田景观的生物控制服务功能,指出了未来研究发展的方向。     

生态系统服务多样性与景观多功能性——从科学理念到综合评估

生态系统和景观是构成地球表层系统的基本功能单元。从对人类生存和发展支撑作用以及人类对环境合理利用和保护的角度,逐渐形成了生态系统服务和多功能景观的科学概念,相关的理论和应用研究也很快成为学术热点。但是从国内外主要进展上看,生态系统服务和景观多功能性的定量化研究都还比较薄弱。生态系统与景观具有等级关联性,前者是构成后者的基本要素,生态系统服务和景观功能具有同源性。因此,将生态系统服务与景观多功能性研究紧密结合既有现实基础又能够深化彼此研究的定量化水平,并进一步提出了生态系统服务与景观多功能性综合定量研究的整体性框架。从当前国内外研究文献看,该框架具有可行性,可以作为进一步深化生态系统服务和景观多功能性研究的现实途径。     

汶川县生态系统服务对景观格局及其变化的响应

景观格局及其变化是影响生态系统服务供应与维持的主要原因之一,也是生态系统服务管理与景观空间配置优化的基础。基于30 m分辨率土地利用数据,统计汶川县2000—2015年多种景观格局指数和碳固定、水源涵养、土壤保持3种生态系统服务的变化,划分等级探究生态系统服务对景观格局及其变化的响应。研究结果表明:1)汶川县整体景观趋于破碎化、斑块形状复杂化,斑块异质性增加,且主要是在林地、草地和耕地之间转换;2)对于生态系统服务,碳固定在全域内有所减少,而大部分区域水源涵养和土壤保持呈增长趋势;3)不同生态系统服务对景观格局的响应存在差异,不仅表现在指标上,也体现在程度上,如碳固定对斑块形状指数(Landscape Shape Index,LSI)响应较为明显,而对蔓延度指数(Contagion Index,CONTAG)敏感性较差;4)并非所有景观格局变化均会引起生态系统服务变化,尺度也会对结果造成影响。本研究通过生态系统服务对景观格局的响应分析,可为区域景观管理的相关评估提供借鉴。     

生境管理——保护性生物防治的发展方向

生境管理是近年来保护性生物防治的重要研究方向,也是利用农业景观格局进行生物防治的重要策略。生境管理是指从农田景观的角度,在大时空尺度范围内进行多种作物与非作物生境的设计与布局,创造有利于天敌的环境条件,抑制害虫种群发生,达到减小环境污染、增强农业生态系统的控害保益功能,最终实现害虫种群控制的可持续性。景观尺度下的生境管理不仅强调单一农田生物控害作用,而是以多生境农业景观整体布局为指导,探索各种生境功能的整合利用,以发挥各种生境最大的生物控害潜能,为实现多目标生态服务价值管理提供重要的理论基础和现实依据。本文系统地总结了生境管理的研究内容与实现途径,论述了农业景观格局与过程对害虫种群控制的机理,并对作为保护性生物防治发展方向的生境管理研究趋势进行了展望。     

黄土沟壑区小流域景观格局演变及生态服务价值响应

以黄土沟壑区典型小流域泥河沟为研究区,基于1986年的彩红外航空相片、2002年SPOT影像、2016年GF-1卫星影像的解译结果和社会经济统计数据,利用景观指数、土地利用程度、信息熵等方法分析了该流域近30年的景观格局演变规律,并借鉴生态服务价值当量估算法定量探讨了生态系统服务价值的变化特征。结果表明:(1)近30年来研究区土地利用景观格局发生了显著变化,除了林地和建设用地景观面积增加,耕地、园地、未利用地均有不同比例的减少。(2)流域内景观整体破碎度减少,优势斑块的连通性呈增加趋势。(3)土地利用程度整体呈上升趋势且高于全国平均水平231,土地利用信息熵先减少后增加,流域景观经历了"无序-有序-无序"的变化。(4)研究期内流域的总生态系统服务价值呈持续上升趋势,单项生态服务功能主要为土壤形成与保护、废物处理、水源涵养和生物多样性保护。高分辨率卫星影像为流域景观格局演变和生态服务价值分析提供了较为详细的数据支撑。