基于MSPA与最小路径方法的巴中西部新城生态网络构建

目前快速城市化导致了生境斑块的日益破碎化,景观之间的连通性不断降低。构建生态网络可以连接破碎的生境斑块,增加绿地景观的连通性,对生物多样性保护具有重要意义。以高度景观破碎化的四川省巴中西部新城为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法,提取出对研究区生态网络构建具有重要生态意义的核心区和桥接区两类景观要素,并选用整体连通性(IIC)、可能连通性(PC)和斑块重要性(d I)等景观指数,分别对核心区和桥接区进行景观连接度评价,遴选出对维持景观连通性贡献最大的10个核心区生境斑块作为生态网络的源地,并根据斑块对维持景观连通的重要性程度将其他核心区和桥接区进行类型划分,以此作为景观阻力的赋值依据,融入消费面模型中,最后采用最小路径方法构建了研究区潜在的生态网络,并基于重力模型对重要生态廊道进行了识别与提取,在此基础上有针对性地提出了生态网络优化的对策。研究结果表明,MSPA方法能够科学的辨识出研究区内对生态保护具有重要意义的结构性要素,例如作为物种栖息地的核心区和物种迁移通道的桥接区,这些要素是生态网络的重要组成部分;景观连通性的计算,明确了研究区景观要素的保护重点,为最小路径方法中的景观阻力赋值提供了重要的参考信息;基于MSPA与最小路径方法的生态网络分析框架综合了现有景观结构性要素识别、连通性分析以及物种潜在迁移路径分析等方法,将景观中潜在的生态源地和结构性廊道的连通性作为构建生态网络的重要基础和主要依据,从而使得生态网络的构建更科学。研究结果可为高度破碎化地区生态网络的构建提供重要的参考与依据,对其他地区生态网络的构建也具有一定的借鉴意义。     

厦门湾中华白海豚潜在生态廊道识别及人类活动干扰评估

生态廊道具有维持或恢复生态连通性的功能，对于连接生物栖息地、保护物种多样性具有重要意义。现有的生态廊道研究主要集中于陆地，而海洋生态系统具有水体广泛连通、缺乏直观的景观斑块等特点，导致海洋生态廊道的研究成为长期以来的科学难题。以栖息地位于厦门湾的国家一级保护动物中华白海豚（Sousa chinensis）为对象，尝试基于物种分布模型和最小成本路径分析法建立海洋生态廊道的识别方法。研究采用物种分布模型识别厦门湾内中华白海豚的适宜生境分布区和节点，并利用模型产出的生境适宜性结果生成海洋中的阻力表面，模拟计算节点与节点间在阻力表面上的最小成本路径，从而生成物种扩散网络。研究结果显示，厦门湾中华白海豚的分布主要受到航道距离、到岸线距离和叶绿素浓度三项因素的影响，主要适宜生境位于西海域至九龙江口和大嶝海域。潜在的核心生态廊道面积93.19km²，次级生态廊道面积170.41km²，九龙江口-鼓浪屿南侧-黄厝-大小嶝岛沿线可能是厦门湾中华白海豚的主要迁移路线。在此基础上，从用海空间重叠和桥梁影响两方面开展了人类活动对廊道的干扰评估。评估结果显示旅游活动和航运活动可能是中华白海豚生态廊道的主要影响来源，其中核心廊道受旅游活动影响更大，次级廊道受航运活动的影响更大。此外，厦门岛北部的桥梁亦可能会影响中华白海豚生态廊道的连通性。研究创新性地提出了海洋生态廊道的空间定量化识别方法并成功应用于厦门湾中华白海豚研究，研究结果可为我国海洋生物多样性保护、海洋保护区的空间规划等领域提供新的科学工具。     

海岛生态保护红线划定技术方法

划定海岛生态保护红线是维护海岛生态安全,协调海岛开发与保护之间矛盾的重要方法。目前,海岛生态保护红线在概念内涵、划定内容、划定方法等方面尚未统一定性,且极易与海洋生态红线的概念混淆,不同类型和形态的海岛红线划定的方法及原则要求也有所区分,例如,单岛、列岛、群岛、有居民和无居民海岛等。论述了海岛生态保护红线概念、海岛生态保护红线与海洋生态红线的区别和联系;结合生态科学、地理科学和管理科学属性,基于发展观点和底线思维阐述了海岛生态保护红线划定原则;海岛生态保护红线类型主要包括:海岛重点生态功能区、海岛生态敏感区/脆弱区和海岛禁止开发区;筛选出海岛生态保护红线划定需要重点考量的指标,提出海岛生态保护红线划定的技术路线,同时针对海岛生态保护红线区划面临的若干问题进行探讨;最后对今后海岛生态保护红线划定研究进行了展望。     

重庆市都市区绿地景观的连通性

城市绿地具有重要的生态功能和社会经济价值,是衡量城市生态可持续发展的重要标准.其中,连通性是维持景观功能的关键因素之一.以重庆市都市区为研究对象,结合TM遥感影像图,通过整体连通性指数(IIC)、可能连通性指数(PC)和景观中斑块对连通性的重要值对该区绿地景观的连通性进行了分析.研究结果表明,都市区绿地景观主要由少数巨型斑块和大量小型斑块组成.绿地景观整体连通性较差,这与绿地景观组成密切相关.对于绿地景观的连通性而言,巨型斑块的重要值最大,但小型斑块的重要性也不容忽视.对绿地景观连通性重要值最大的一些斑块主要分布于都市区的几大山脉上,这些斑块是城市绿地规划和保护的首要考虑的对象.基于研究结果,建议在重庆市都市区进行绿地规划时,优先考虑对重要斑块的保护,同时要考虑在巨型斑块之间构建小斑块,使其形成连通性廊道,提高绿地景观的连通性.     

江苏省自然遗产地生态网络的构建与优化

自然遗产地是生物的重要栖息场所,而生态网络是连接自然遗产地的有效途径,如何有效和合理地构建自然遗产地之间的生态廊道,连接破碎生境,对保护自然遗产地生物多样性和区域生态安全具有重要意义。在Arc GIS 9.3的技术支持下,通过合理估算阻力阈值,采用最小耗费距离模型分析方法,构建江苏省省域范围内的自然遗产地生态网络保护体系,并在网络连通性指数分析方法的基础上对生态网络的连通性和有效性进行评价,针对性地提出自然遗产地生态网络的优化措施。研究结果表明:78.28%的林地、88.70%的滩涂滩地、94.37%的草地是自然遗产地生态网络的主要景观组成结构;自然遗产斑块本身对生态网络的构建有较大影响,其中面积较大、长条型的斑块对维持景观连通性的重要性程度贡献较大;研究区现状整体生态连通性指数仅0.001—0.003,连通性水平较差,通过构建生态网络,整体连通性水平可提高到0.044—0.046,可能连通性水平可达到0.074,表明自然遗产廊道的构建可提高景观的连通性水平;在现有生态网络结构的基础上,增加破碎斑块间的生态连接是优化生态网络体系的可行性策略。     

上升流和水团对浙江中部近海浮游动物生态类群分布的影响

依据2010年4月、7月和11月对浙江中部近海上升流海域进行的海洋调查资料,运用定量、定性方法,探讨了上升流对该海域浮游动物生态类群分布的影响.结果表明:3个季节共鉴定浮游动物64种,桡足类占主要优势,包括5个生态类群,分别是暖温带近海种、暖温带外海种、亚热带近海种、亚热带外海种和热带大洋种.在种类数组成上,春季以暖温带近海种为主,夏季则是亚热带近海种和亚热带外海种居多,秋季也是亚热带种居多,其中夏季暖温带种种类数要高于春季和秋季,这一现象与同时期东黄海沿海有所不同,主要是由于上升流将一些在海洋底部度夏的暖温种带至海洋表面造成的.此外,3个季节生态类群都是以近海种为主,表明沿岸流是影响这一海域的最主要的水团.在丰度组成上,4月暖温带近海种占总丰度的98.79％,7月暖温带近海种也是组成丰度的重要部分,10月则是亚热带近海种丰度最高.丰度组成所反映的规律与种类数组成规律一致.上升流的存在导致夏季近海暖温带种大量出现,是影响这一海域浮游动物生态类群组成的重要因素;受长江径流和椒江径流的影响,近海种成为主要生态类群,是这一海域浮游动物的一个重要的生态特征.     

东江源区陆域生态网络构建与评价

构建生态网络,加强破碎生境间的连接是生物多样性保护的重要措施之一。本研究以江西东江源区为研究区,利用最小累积阻力模型构建生态网络,并利用整体连通性指数、可能连通性指数以及形态学空间格局分析方法对生态网络的连通性和景观功能进行评价。结果表明:东江源区生态网络由15个生态源地、14条重要生态廊道和9个踏脚石组成;本研究所构建的生态网络能够提升东江源区生态源地间的连接度,提高绿色景观的完整性。研究结果可为东江源区生态网络的构建提供指导。     

深圳市生态用地景观连通性动态评价

生态用地是快速城市化地区敏感的土地利用类型,景观连通性是研究景观结构和景观功能互馈关系的重要途径.利用1996-2008年深圳市土地利用数据和基于图论的整体连通性指数、可能连通性指数和斑块重要值,对深圳市生态用地的景观连通性进行动态评价,试图从空间上识别出维持整体景观连通性的重要斑块,并结合深圳市基本生态控制线,评价生态控制线内外生态用地景观连通性的变化.结果表明:1996-2008年,深圳市生态用地全局连通性基本呈下降趋势,维持连通性的重要斑块的重要程度及其分布均发生变化;基本生态控制线对维持线内生态用地的景观连通性发挥了一定作用.     

综合模型法评估黄河三角洲湿地景观连通性

景观连通性是区域生态系统功能完整的重要表征。连通性的评估对生态系统管理和保护规划有重要意义。综合常用的景观连通性评估模型,即最小耗费距离模型与电路理论模型,根据生态网络构建的一般范式,采取两种不同阻力面赋值方案,对黄河三角洲的湿地景观连通性进行评估,并对比分析了两种模型的基本原理、工作性能、分析尺度等。结果表明：最小耗费距离模型能够识别最优生态廊道,为景观连通性评估提供基本模式。电路理论则能扩展到潜在生态廊道和关键生态点的量化识别,能确定具有生态功能的“夹点”和障碍区的空间位置。综合两种模型,可以量化评估黄河三角洲湿地景观连通性,空间化三角洲湿地保护恢复的管理目标,即潜在廊道和关键生态节点,为区域生态系统功能评估和管理提供精准的数据支持。     

青海省保护地生态网络构建与优化

基于生态学及保护生物学理论,在辨识生态源地和构建生态阻力面的基础上,采用最小累积阻力模型构建青海省保护地的潜在生态廊道,然后采用重力模型提取重要生态廊道并采用连通性指数进行评价,最后提出生态网络架构及其优化措施。结果表明:草地是青海省保护地潜在生态廊道的最主要景观构成类型;构建的生态网络增加了生态源地之间的连通性;各生态源地之间相互作用强度越大,在生态网络中的重要程度越高;最终构建了青海省保护地"三核两横三纵"的生态网络结构,并提出了保护核心生态源地、修复生态断裂点及建设"垫脚石"等生态网络优化措施。本研究结果可为青海省保护地及生物多样性保护规划提供科学参考和依据。     

Ensuring the adaptive potential of Coastal wetlands of India- the need of the hour for sustainable management

India is endowed with a variety of coastal wetlands viz., mangroves, seagrasses, saltmarshes, coral reefs, lagoons and tidal flats, and the country is also a signatory to the Ramsar Convention on Wetlands and the Convention of Biological Diversity, besides having a robust framework of laws and policies, governing the wetland conservation. However, the conservation strategies can better be improved in the context of increasing pressures and threats and limited success of restoration/rehabilitation. Land conversion and ecological degradation of coastal wetlands are the stressors, associated with rapid coastal developmental activities and climate change. The coastal wetlands require desired habitat niche and hence, the conversion of coastal wetlands to other land uses (including agricultural and urban lands) may lead to permanent loss, whereas ecologically degraded coastal wetlands may be resilient if supported by effective protection measures. Preventing the habitat conversion and maximizing the adaptive potential (viz., the ability of populations or species to adapt to rapid environmental change with minimal disruption) by preserving the ecological health are the need of the hour to safeguard the existing coastal wetlands and sustain the provisional ecosystem services offered by them rather than short-term increase in area by unproductive restoration/rehabilitation efforts. Since coastal wetlands are flow through ecosystems, preserving the hydrological connectivity, facilitating the connectivity between adjacent ecosystems and protection of natural corridors are potential strategies that are required to enhance the adaptive potential of coastal wetlands. This analysis calls for site-specific, long-term and integrated ecosystem-based protection, management and rehabilitation strategies based on scientific principles and enforcing the effective legislative measures to regularize the coastal developmental activities in India.

     

厦门市重点保护植物空间优先保护格局研究

生物多样性保护对维持城市生态系统功能具有重要意义。以39种厦门市重点保护植物为对象,通过物种分布模型MaxENT获得物种潜在分布栅格图,利用空间保护优先化定量工具Zonation软件识别理论上既适宜重点保护植物生存又能够保证景观连通性的区域,获得本地重点保护植物景观保护等级。根据2020年全球生物多样性目标,将景观保护等级最高的17%区域视为多物种空间优先保护区,结合Zonation模型生成的随景观丧失物种加权灭绝风险曲线,将保护等级最高的8%区域划为一级保护区,保护等级在8%-17%范围内的区域划为二级保护区。利用MaxENT模型中的jackknife刀切法发现海拔是对本地重点保护植物分布影响最大的环境因子,优先保护区集中分布于海拔较低的海岸带区域。将优先保护区与自然保护地建设现状、厦门市生态功能区规划、土地利用规划、城市总体规划对比发现厦门市岛外西部、北部的优先保护区得到了较好保护;岛外的西南部及东南部、岛内的东部及南部海岸带的优先保护区被建设用地大规模占用,已纳入自然保护地范围的区域较少,存在大量的海岸带优先保护区保护空缺;岛外东南部的部分优先保护区虽未被占用,但规划中属发展备用地,缺乏生态保护。为避免优先保护区面积的进一步萎缩,应重点关注海岸带区域优先保护区的生态保护,将目前属于发展备用地的优先保护区转划为生态留白空间,针对一级、二级优先保护区分别实施刚性和弹性的生态保育措施,在保护生物多样性的同时,严控对海岸带区域优先保护区的进一步开发利用,协调优先保护区内保护与开发利用间的关系。     

社会-生态综合视角下海岸带生态监管框架与应用——以深圳为例

海岸带作为海洋与陆地两大生态系统的连接与桥梁，既是国民经济、社会发展的重要区域与战略中心，也是生态环境破坏和污染的热点区域。以往针对海岸带区域开展的城市化对生态环境的影响研究，主要利用30 m空间分辨率的Landsat数据分析城市扩张对自然生态系统的侵占，如自然用地减少、景观异质性降低、填海造陆速度变快等，而针对污染产业、人类活动等引起的河口水质污染、水温异常、自然岸线退化等复杂生态环境问题关注不足，难以满足陆海统筹管理、综合防治的需求。因此，研究围绕海岸带面临的主要问题，面向海岸带生态环境综合管制，构建了“问题识别-格局量化-地面调查-生态监管”的综合框架，通过明确生态环境问题，量化社会-生态格局，开展实地调查，制定生态监管目标和策略。通过融合高分影像、兴趣点、道路等多源异构数据并结合地面调查，准确识别影响生态环境的社会-生态格局因子，实现空间显性的生态监管。进一步以深圳为典型案例，探讨该概念框架的应用，将深圳市海岸带划分为了四类共980个生态监管单元，其中包括153个优先保护单元，主要为分布在海岸带东部的林地，7个生态风险较大的核心管控单元，597个几乎分布在海岸带西部的重点管控单...     

重点脆弱生态区生态系统服务权衡与协同关系时空特征

目前,有关生态系统服务权衡与协同关系的研究多集中在局地尺度,在宏观尺度上的研究较少。重点脆弱生态区是我国改善生态环境的主要目标区域,在定量评估我国重点脆弱生态区1990—2015年土壤保持、植被净初级生产力(NPP)和产水服务的基础上,利用相关系数法并结合植被分布场数据对生态系统服务权衡与协同关系进行研究。结果表明:(1)26年间,重点脆弱生态区的土壤保持服务、NPP、产水服务呈现出南多北少的分布格局,且3种服务的年际变化较小,但均有上升的趋势;(2)重点脆弱生态区的3种生态系统服务之间是整体上协同,局部权衡的关系,并且协同关系呈减弱的趋势;(3)生态恢复区的生态系统服务的协同程度大于非生态恢复区,权衡关系减弱的动态变化趋势高于非生态恢复区。定量评估生态系统服务权衡与协同关系的时空特征,有利于研究生态系统服务之间相互关系在时间上的非线性和空间上的异质性,对重点脆弱生态区生态系统的可持续发展具有重要意义。     

Differences among major taxa in the extent of ecological knowledge across four major ecosystems

Existing knowledge shapes our understanding of ecosystems and is critical for ecosystem-based management of the world''s natural resources. Typically this knowledge is biased among taxa, with some taxa far better studied than others, but the extent of this bias is poorly known. In conjunction with the publically available World Registry of Marine Species database (WoRMS) and one of the world''s premier electronic scientific literature databases (Web of Science®), a text mining approach is used to examine the distribution of existing ecological knowledge among taxa in coral reef, mangrove, seagrass and kelp bed ecosystems. We found that for each of these ecosystems, most research has been limited to a few groups of organisms. While this bias clearly reflects the perceived importance of some taxa as commercially or ecologically valuable, the relative lack of research of other taxonomic groups highlights the problem that some key taxa and associated ecosystem processes they affect may be poorly understood or completely ignored. The approach outlined here could be applied to any type of ecosystem for analyzing previous research effort and identifying knowledge gaps in order to improve ecosystem-based conservation and management.     

Making the Case for Marine Spatial Planning in the Maltese Islands

Marine spatial planning (MSP) has been gaining in stature recently as an ecosystem-based tool for the management of marine space that promotes the sustainable and optimal use of resources with minimal stakeholder conflicts. Malta is the quintessential maritime nation, with a disproportionately large marine area compared to its terrestrial area. Nonetheless, its limited coastline, a considerable portion of which is inaccessible, poses inevitable conflicts between multiple marine activities and designations, including aquaculture, fishing, bunkering, coastal tourism, navigation, renewable energy installations, conservation of biological diversity and protected areas (on ecological criteria). This article makes the case to implement MSP-based policies and an applicable legal framework in the Maltese Islands.     

基于生态系统服务价值的莱州湾-黄河三角洲海岸带区域生态连通性评价

基于最小累积费用模型(MCR)和生态连接度指数(ECI),对莱州湾-黄河三角洲海岸带区域的生态连通性进行综合评价。结果显示:(1)莱州湾-黄河三角洲海岸带区域生态连通性存在明显的陆海梯度变化特征,以海岸滩涂地带为中心向两侧辐射呈条带状递减;(2)2000—2015年生态连通性指数整体呈现明显的下降趋势,下降幅度达12.69%;城市化和交通等基础设施建设使区域人工障碍物集聚化和扩张趋势明显,加剧陆域生态景观的破碎化和孤岛化趋势,从而导致生态系统服务功能退化、生态连通性降低;(3)莱州湾-黄河三角洲海岸带区域生态连通性整体处于较低水平,极低连通性和低连通性分布面积占比最大,较高连通性区域呈现向次一级或更低等级连通性转变的趋势。不同等级生态连通性分布区域的转移变化反映了人类活动和自然因素双重干扰下莱州湾-黄河三角洲海岸带生态系统格局及其物质、能量、生物、信息流等的变化规律。研究将为莱州湾-黄河三角洲生态系统保护与海岸带综合管理提供相关科学参考。     

Considerations in Developing a Functional Approach to the Governance of Large Marine Ecosystems

Interest in the management of the environment and its resources on an ecosystem basis has been increasing, in both terrestrial and marine contexts. In recent years, the concept of the large marine ecosystem has become a point of focus at the national and international levels as a possible unit for management of ocean and coastal areas. An ecosystem approach, however, challenges the manner in which marine resources and the environment that sustains them have been managed in the past. Governance is a key element in ecosystem management and encompasses the formal and informal arrangements, institutions, and mores that determine how resources and the environment are utilized. This study explores some of the problems, concepts, and principles involved in efforts to provide needed governance arrangements if large marine ecosystem-based management is to be implemented and made effective.     

Modelling marine protected areas: insights and hurdles

Models provide useful insights into conservation and resource management issues and solutions. Their use to date has highlighted conditions under which no-take marine protected areas (MPAs) may help us to achieve the goals of ecosystem-based management by reducing pressures, and where they might fail to achieve desired goals. For example, static reserve designs are unlikely to achieve desired objectives when applied to mobile species or when compromised by climate-related ecosystem restructuring and range shifts. Modelling tools allow planners to explore a range of options, such as basing MPAs on the presence of dynamic oceanic features, and to evaluate the potential future impacts of alternative interventions compared with ‘no-action’ counterfactuals, under a range of environmental and development scenarios. The modelling environment allows the analyst to test if indicators and management strategies are robust to uncertainties in how the ecosystem (and the broader human–ecosystem combination) operates, including the direct and indirect ecological effects of protection. Moreover, modelling results can be presented at multiple spatial and temporal scales, and relative to ecological, economic and social objectives. This helps to reveal potential ‘surprises'', such as regime shifts, trophic cascades and bottlenecks in human responses. Using illustrative examples, this paper briefly covers the history of the use of simulation models for evaluating MPA options, and discusses their utility and limitations for informing protected area management in the marine realm.