城市地域生态调控的空间途径——以深圳市为例

城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障。景观生态学主要研究地表各种景观空间格局与生态过程及其相互作用,其原理和规律为在实践中通过优化景观格局,提高生态系统稳定性提供了理论框架。以深圳市为例,尝试综合运用生态敏感性与适宜性分析和景观格局整体优化的方法,通过对生态系统的格局分析与问题诊断,构建合理、稳定的生态系统结构,保障生态系统服务功能的正常发挥。案例研究将深圳市域的整体生态结构分为自然生态空间、城镇发展空间和生态廊道3部分。城镇发展空间具有文化支持的生态功能,自然生态空间具有环境服务和生物生产的生态功能;生态廊道主要起到加强生态联系,提高生态系统稳定性,并防止城市发展空间无序蔓延的功能。城镇景观斑块镶嵌于自然生态景观基质中,并通过多种类型的生态廊道相连,形成区域生态系统的良性循环。案例研究表明,景观生态规划方法的综合应用,可以将景观生态学原理和规律比较合理的运用于实践。     

焦作市景观生态规划研究

运用景观生态学原理,借助于地理信息系统技术,根据焦作市实际情况,将其景观构成要素分为耕地、园地、林地、居民点及工矿用地、水域和其它用地6个景观类型,采用景观多样性、景观优势度、景观破碎度和景观分离度等指标进行定量分析,归纳焦作市景观空间格局特征,提出焦作市景观生态规划的方案.焦作市的景观总体布局模式为：市域保留4~5个大型自然植被斑块,市区规划小型绿地斑块,生态廊道将大小绿地斑块联系起来,维持城市生态系统良性循环;适当合并居民点,形成以市区为中心,其外侧有博爱区、沁阳市等7个市、区的组团式城市群,通过快速干道相连,形成相对独立、相互依存、有机联系、协调发展的网络城市格局;城镇斑块镶嵌于以耕地、林地为背景的基质之中,以道路廊道、绿地廊道、水系廊道相连接,有利于保持物种多样性和景观异质性,改善城市生态环境.     

基于生态功能评价的湿地景观格局优化及其效应——以江苏盐城海滨湿地为例

景观格局与生态过程是景观生态学研究的重要内容,基于生态功能和过程影响的景观格局优化是提高景观效益和稳定性重要方法之一。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和GIS技术,对2007年湿地景观生态系统服务功能进行定量分析,并采用阻力面模型研究景观格局优化途径。结果显示:(1)湿地景观生态功能强度空间差异性显著,影响区域湿地景观生态过程和功能。(2)以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分优化景观格局。(3)景观格局优化改善景观连通度和生态流,废黄河口附近和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流重要值最大,景观连通性受到显著影响,是景观生态节点优化的首要对象。(4)加强保护核心斑块源地、提高景观连通度是实现景观格局优化的关键。该研究结果为区域土地利用和生态环境保护提供科学的依据。     

干旱区绿洲廊道景观研究——以金塔绿洲为例

干旱区绿洲内主要廊道景观类型包括河流、水渠、田间防护林和公路等 .以金塔绿洲为例 ,介绍廊道景观在绿洲的形成与发展过程中传输物质和能量、阻隔荒漠景观扩展和入侵的基本生态功效 .利用GIS方法分析试验区内的廊道分布状况以及与各类景观之间的空间关系 .在近 10年景观格局的动态变化监测的基础上 ,分析廊道的驱动作用 .结果表明 ,用长度和宽度、周长和面积比、密度和非均匀度来表示廊道的各种特性 ;金塔绿洲廊道总长为 1838.5km ,密度为 2 .1km·km-2 ,以渠道和公路为主 ;水浇地、林地和城镇居民地廊道密度最大 ,受影响程度最高 ;绿洲内沟渠廊道质量的改进是影响水浇地等景观变化的重要驱动力之一 .     

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。     

基于粒度反推法和MCR模型的海南省东方市景观格局优化

景观格局优化是生态系统健康和生态安全的重要保障措施。以海南省东方市为研究区,采用粒度反推法和MCR模型,从增强生态系统整体连通性的角度,对东方市景观格局进行了优化,并提出了具体的优化措施。结果表明:1800 m粒度景观组分为东方市的最优景观组分结构,东方市有生态源地12个,需新增生态景观斑块32块;生态源地的分布趋势为西北部数量多但规模小、东南部数量少但规模大,主要受人为干扰的影响;结合景观类型、生态阻力相互影响和坡度构建了生态阻力面,以更好地表达生态阻力的实际情况;显、隐性生态阻力面存在明显差异,反映出生态薄弱区域;东方市有生态廊道23条、生态节点30个,根据景观基面和功能对廊道和节点进行了分类,并提出相应的建设措施;从生态安全的角度对生态廊道进行了风险评估、对生态节点进行了热点分析,确定了生态建设的重点和顺序;景观格局优化将显著提高东方市生态系统的整体连通性,优化结果可为东方市生态环境建设提供科学依据。     

基于图论的哈尼梯田区河渠网络关键节点和廊道评价

景观连接度作为测度生境景观生态过程和生态功能的重要指标,对区域内的生物迁移扩散、干扰扩散、基因流动等生态过程具有重要作用。本文利用2010年云南省元阳县的Quick Bird影像,以元阳县全福庄河小流域内的河流与沟渠廊道为研究对象,借助图论的方法,分别利用节点与廊道2种不同的计算单元,计算了500、1000、2000、4000和6000 m五个距离阈值下的景观连接度与重要性指数。通过直观展示哈尼梯田景观廊道的结构,分析其连接度与廊道的重要性指数,从而进行景观格局分析与规划。结果表明:连接度能在很大程度上指示区域内廊道的重要性,反映区域内廊道的连接情况;此外,随着阈值的增大,连接度逐渐增大。对重要性指数分析表明,在河网密集的地方,连接不同区块的廊道重要性指数较高,而在河网稀疏的地方,则较长的廊道发挥着更重要的作用。研究结果为哈尼梯田生态保护与规划提供思路,并为景观连接度的研究提供新的角度。     

基于生态功能强度分析的滩涂围垦区景观格局优化

滩涂匡围与开发对沿海地区景观格局与生态过程产生着重要影响。以江苏沿海典型围垦区东台市为研究区,基于3S技术,运用累积阻力模型,结合景观格局特征和生态服务价值,分析了生态功能的空间分布,并采用构建源地、生态廊道和生态节点等方法进行景观格局的优化设计。结果表明:东台市在长期大规模围垦背景下,出现景观破碎化、连通性降低等问题,研究区景观生态功能强度总体上由东向西逐渐变弱;基于最小累积阻力模型的生态功能空间分析是定位生态源地和分析生态流运行的关键;源地保护、廊道构建和节点强化等主要优化措施可以为生态功能改善提供指导方向。本研究可为东台市相关部门有针对性地开展围垦区生态保护工作提供科学决策依据。     

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。     

基于景观生态学的鞍山市生态网络构建

城市化使得生境斑块日益破碎,连接性不断降低,严重威胁区域的生态环境,生态网络的构建为生态环境保护提供了良好的空间保障。针对辽宁省鞍山市的实际情况,选取有利于生物多样性保护、人文建设等生态功能节点,利用熵权法综合评价不同景观类型结构和功能对生态功能流的影响,在GIS技术支撑下,采用最小耗费距离模型进行潜在廊道模拟,基于重力模型和网络结构指数对生态网络结构进行定量分析。结果表明:最小路径生态网络的连接度和闭合度最高,而网络连接度和闭合度水平越高,对物质循环和能量流动越有利,其可作为最优构建的网络;环形生态网络是根据廊道的重要性构建的,成本较适中,综合生态学和经济学的相关原理,其可作为生态网络的核心框架;随着经济水平和人文环境要求的提高,可适当增加廊道数量,逐渐构建最小路径生态网络,改善生态斑块间的连接度,增加区域的可持续发展能力。本研究结果可为鞍山市生态景观建设提供科学依据与参考。     

Connectivity and propagule sources composition drive ditch plant metacommunity structure

The fragmentation of agricultural landscapes has a major impact on biodiversity. In addition to habitat loss, dispersal limitation increasingly appears as a significant driver of biodiversity decline. Landscape linear elements, like ditches, may reduce the negative impacts of fragmentation by enhancing connectivity for many organisms, in addition to providing refuge habitats. To characterize these effects, we investigated the respective roles of propagule source composition and connectivity at the landscape scale on hydrochorous and non-hydrochorous ditch bank plant metacommunities. Twenty-seven square sites (0.5 km² each) were selected in an agricultural lowland of northern France. At each site, plant communities were sampled on nine ditch banks (totaling 243 ditches). Variables characterizing propagule sources composition and connectivity were calculated for landscape mosaic and ditch network models. The landscape mosaic influenced only non-hydrochorous species, while the ditch network impacted both hydrochorous and non-hydrochorous species. Non-hydrochorous metacommunities were dependent on a large set of land-use elements, either within the landscape mosaic or adjacent to the ditch network, whereas hydrochorous plant metacommunities were only impacted by the presence of ditches adjacent to crops and roads. Ditch network connectivity also influenced both hydrochorous and non-hydrochorous ditch bank plant metacommunity structure, suggesting that beyond favoring hydrochory, ditches may also enhance plant dispersal by acting on other dispersal vectors. Increasing propagule sources heterogeneity and connectivity appeared to decrease within-metacommunity similarity within landscapes. Altogether, our results suggest that the ditch network's composition and configuration impacts plant metacommunity structure by affecting propagule dispersal possibilities, with contrasted consequences depending on species' dispersal vectors.     

Ditch network sustains functional connectivity and influences patterns of gene flow in an intensive agricultural landscape

In intensive agricultural landscapes, plant species previously relying on semi-natural habitats may persist as metapopulations within landscape linear elements. Maintenance of populations'' connectivity through pollen and seed dispersal is a key factor in species persistence in the face of substantial habitat loss. The goals of this study were to investigate the potential corridor role of ditches and to identify the landscape components that significantly impact patterns of gene flow among remnant populations. Using microsatellite loci, we explored the spatial genetic structure of two hydrochorous wetland plants exhibiting contrasting local abundance and different habitat requirements: the rare and regionally protected Oenanthe aquatica and the more commonly distributed Lycopus europaeus, in an 83 km² agricultural lowland located in northern France. Both species exhibited a significant spatial genetic structure, along with substantial levels of genetic differentiation, especially for L. europaeus, which also expressed high levels of inbreeding. Isolation-by-distance analysis revealed enhanced gene flow along ditches, indicating their key role in effective seed and pollen dispersal. Our data also suggested that the configuration of the ditch network and the landscape elements significantly affected population genetic structure, with (i) species-specific scale effects on the genetic neighborhood and (ii) detrimental impact of human ditch management on genetic diversity, especially for O. aquatica. Altogether, these findings highlighted the key role of ditches in the maintenance of plant biodiversity in intensive agricultural landscapes with few remnant wetland habitats.     

道路生态学研究进展

“道路生态学”是当代景观生态学的最新研究领域。重点探讨道路生态学和生态道路网的研究进展。从景观生态学的点效应、廊道效应和边际效应出发 ,引入景观生态网络的概念 ,即由点、线、网按照一定等级结构、功能分工和空间秩序组合成的生态网络体系 ,其中道路网和水网是最主要的表现形态。根据网络理论构造网络结构影响度模型 ,在 GIS和 RS的支持下 ,通过对北京局部地区道路网动态模拟的分析表明 ,道路网对其他景观的影响是通过点效应、廊道效应、点 -廊道 -网络叠加效应共同作用的结果 ,这种影响与道路网络密度和道路影响带的范围成正比。因此 ,为了最大限度减少道路网对自然生态系统的干扰与破环 ,提出生态道路网络建设的 8点建议     

黄淮平原农业景观鸟类多样性及生境差异

农业景观中的鸟类多样性对生态系统功能和服务的形成与维持具有重要作用。黄淮平原区是我国最重要的农业景观区之一,为探讨区域内农业景观中鸟类多样性特征和不同生境间的差异,在研究区农业景观不同生境中布设样点,调查繁殖期鸟类多样性特征。结果显示:(1)共记录到32科、49属、66种的10044只个体,但优势科属明显;(2)物种丰富度、多样性和均匀度均表现出在沟渠、湖泊生境中较高,农田和村庄生境中相对较低,但物种多度呈现出村庄生境中最高,其次是沟渠和农田生境,湖泊生境中最低;(3)在区系分布上,各生境中均以广布种为主,生态类群上,鸣禽在各生境中均占绝对优势,涉禽和游禽主要分布在沟渠和湖泊生境中,从居留型来看,留鸟是各生境中的主导类群,候鸟、旅鸟和迷鸟比例很低;(4)鸟类群落异质性分析显示,各生境间的相似性总体上较高,表明区域内农业景观中鸟类组成具有较高的重叠性。研究显示农业景观中湖泊和沟渠的存在能有效的提高区域鸟类的丰富度和多样性,而沟渠的存在能有效的提高鸟类个体多度,农田和村庄有助于特定类群多度的增加,因此在未来的区域持续农业景观的构建中一方面要重视自然、半自然非农生境的作用,另一方面也不能忽视不同生物类群对景观异质性响应和对生境特征需求的差异。     

湿地农田渠系的生态环境影响研究综述

天然湿地开垦为农田,排水渠系扩张,随之带来两个方面的生态环境影响。作为廊道,排水渠系的隔离作用割裂了景观,造成湿地景观破碎化,甚至景观性质的改变;同时,其通道作用影响了湿地的水文过程,将局部湿地排干而转变为农田,并成为农田污染物向受纳河流水体运移的快速通道。因此,根据排水渠系的功能特点,在局域和区域两个层次上,对其生态环境影响开展综合研究,可以为湿地保护和恢复提供切实可行的对策措施。在回顾相关研究的基础上,提出了排水渠系生态环境影响研究的一个思路：即基于景观生态学和生态学模型等,开展排水渠系生态环境影响的机制研究;基于环境影响评价和生态系统健康评价等,开展排水渠系生态环境影响的效应研究;以及基于恢复生态学等,开展排水渠系的生态调控对策措施研究,从而为排水渠系的生态环境影响研究提供系统性途径。     

基于管理目标的湖泊生态系统动力学

基于生态系统管理的目标,在对相关研究分析的基础上,依据生态系统生态学、淡水生态学的理论,提出了湖泊生态系统动力学研究的2个理论基础：生态系统管理和生态系统特征.在此基础上,分析得到湖泊生态系统动力学的研究方法体系,主要包括研究内容与技术路线、关键问题识别和动力学模拟、湖泊生态系统的适应性管理决策等部分.其中,湖泊生态系统结构和过程、湖泊中食物网营养动力学研究、生源要素循环、湖泊中关键过程的生态作用以及湖泊生态系统动力学模拟是研究的核心问题.此后,以P为主要的生源要素,将生态系统分为3个子过程：入流、出流和内部反馈,并以此建立了湖泊生态系统动力学的模型框架,以辅助于湖泊的生态系统管理.     

区域生态系统持续利用管理初探--以青岛市为例

运用生态系统管理的相关理念,对青岛市的生态系统进行了分析。在此基础上,构建了结构合理、功能完备的区域生态系统持续利用发展的框架。该构架由4类生态空间组成：①由林木植被及山体等构成的主体生态结构区;②以河流、湖泊、水库等为重点控制区;③城市生态廊道如城市绿色通道、蓝色通道和绿色海岸线等;④以广大农田等为开阔腹地的非控制性组分。最后探讨了区域生态系统持续管理的对策建议：①维护和强化区域整体山水格局的连续性;②保护和恢复区域湿地生态系统;③以循环经济理念推行工业生态化策略;④基于环境友好的空间整合;⑤资源的可持续利用与环境保护工程;⑥实施城市生物多样性保护规划。     

景观生态学在土地整治中的应用研究进展

在土地整治中融入景观生态学理念是推动土地整治生态建设的必然要求。阐述了土地整治中的景观生态学原理,分析了相关文献变化和研究重点,总结了中国土地整治中的景观生态学研究现状,提出了土地整治中的景观生态学研究展望:(1)重视土地整治中景观生态学的基础理论研究,构建土地整治的景观生态学理论与技术体系;(2)加强土地整治的景观动态与生态效应机制研究,建立适用土地整治景观生态影响的方法和模型;(3)强化土地整治的多尺度和长序列景观生态研究,揭示土地整治过程中的尺度效应和多尺度耦合机制;(4)加强土地整治中多种生态系统服务的集成与优化,强化用于指导土地整治生态规划设计与管理工作,以期为深化土地整治中的景观生态学研究提供借鉴和启示。     

农田防护林生态系统结构研究进展

农田防护林生态系统结构决定着生态功能,其时空结构是该领域研究的核心,旨在探讨形成结构的完整性、稳定性、持久性的组件间的相互关系,将其分为树体结构、林带结构、林网结构、景观结构4个层次,针对各层次中结构研究的原理、方法及成果进行了综述,通过树木个体的形态、质态结构研究,应用分形图形学的手段可实现动态结构的可视化,以研究林带树体结构的生成机理;精确界定林带结构的分维疏透度。探讨农田防护林带最佳结构理论,以构建防护林带最佳结构计算机生成模型;确立多物种、多层次的窄林带小网格的林网优化模式;评价农田防护林景观的合理性、稳定性、持续性,是今后的重要研究方向。     

景观生态学与生物多样性保护

景观生态学的发展为生物多样性保护提供了新理论,方法和技术手段,从景观多样性与遗传多样性,物种多样性,生态系统多样性各层次生物多样性之间的相互关系及生物多样性保护的景观规划等方面评述近年来景观生态学应用于生物多样性保护的主要内容及研究进展,阐述了生物多样性动态及反馈,生物多样性保护的地理途径（ＧＡＰ分析）,景观生态安全格局,区域和大陆尺度的生态网络等一些新的概念和方法。