城市生态网络分析研究进展

自生态网络分析方法提出40多年来,其理论发展和应用实践不断拓展,但直至21世纪才不断引入到城市生态系统研究中,用以分析城市内部多个主体和多种生态流构成的关联网络。目前,城市生态网络分析集中于生态网络分析方法与指标的拓展及多尺度的应用研究,而生态网络分析方法又形成了上升性分析和环境元分析两大分支,多尺度应用涵盖了城市镶嵌的区域背景尺度和城市内部产业部门之间的细节尺度。然而,当前研究仍存在着多尺度融合、多种生态网络分析方法集成不足等问题,这限制了城市生态网络分析方法在城市规划设计中的应用。未来城市生态网络分析研究集中于如下3点:(1)开展多尺度城市生态网络分析,包括城市群-城市-园区/社区等,构建多级嵌套生态网络模型;(2)集成上升性与环境元分析方法,提出由外在表征到内在过程的城市生态系统评价模式及模拟方法;(3)强调自然节点在城市生态网络中的重要作用,形成社会经济节点与自然节点并重的生态网络模型,并强调构建多精度的生态网络模型服务于不同的研究目的。     

生态网络分析与模拟的软件系统ASSEN及其应用

生态网络分析是研究生态网络的理论和方法,ＡＳＳＥＮ（ｔｈｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｆｏＥｃｏｎｅｔｗｏｒｋｓ）是生态网络分析和模拟的软件系统,本文在简述生态网络分析基本方法的基础上,介绍了ＡＳＳＥＮ的结构和功能,并利用ＡＳＳＥＮ对一个简单水流生态网络进行了分析和模拟。     

城市能源代谢生态网络分析研究进展

运用生态网络分析方法研究城市能源代谢可以打破以往研究中的"黑箱模式",有助于考察城市内部能源的代谢过程和代谢路径。对研究城市能源代谢的一般方法进行了分析和对比,发现在探究城市能源代谢方面,生态网络分析相较于其他方法更具优越性;因此,全面整理和阐述了生态网络分析方法的主要内容,并系统综述了该方法在城市能源代谢中的应用。在此基础之上,指出在未来城市能源代谢的生态网络分析中应从研究尺度、上升性分析和环境元分析的结合应用以及增加不同模型精细度的对比研究3个方面做出改进。     

基于生态网络分析的南京主城区重要生态斑块识别

在城市化程度较高,用地极为紧张的大都市,识别重要的生态斑块对其进行保留和修复不仅对控制大城市的城市过度扩张、提升城市品质、优化人居环境具有重要意义,也具有较强可操作性。以南京市主城区为例,在GIS技术的支撑下,(1)将景观阻力分析和网络分析相结合,定量表征研究区的潜在生态廊道,构建生态网络,寻找生态节点;(2)对城市中生态斑块的特殊服务功能进行分析,筛选出具备河流生态防护、隔离工业污染和居民休闲功能的生态斑块;(3)对生态斑块的规模进行分析,提取面积较大的斑块。综合分析后识别出7个重要的节点斑块,建议对其进行立法保护和修复,划定为永久绿地或永久生态空间,并对其建设方向提出意见。     

基于生态通道模型的长江口水域生态系统结构与能量流动分析

利用Ecopath with Ecosim在前期研究的基础上构建了3个时期(2000年秋、2006年秋、2012年秋)长江口水域生态系统的生态通道模型,分析对比了三峡工程蓄水前中后期,长江口水域生态系统结构与能量流动特征。模型将长江口水域生态系统划分为鱼类、虾类、蟹类、头足类、底栖动物、浮游动物、浮游植物、碎屑等17个功能组,基本覆盖了长江口生态系统能量流动的主要途径。模型结果分析表明:蓄水前中后期,长江口水域生态系统各功能组营养级组成和分布相近,但由于长江口渔业过度捕捞,蓄水中后期多数功能组的生态营养转换率被动提高。长江口渔获物的组成未发生明显变化,但渔获物的平均营养级降低,渔获量减少。蓄水中后期,生态系统中牧食食物链的重要性增加,碎屑食物链的重要性降低,这与蓄水之后长江入海径流改变、泥沙量减少、陆源污染增加关系密切。结果表明,蓄水前中后期,生态系统均处于不成熟阶段,蓄水后生态系统总生物量、初级生产量及流向碎屑的能量呈降低趋势,但系统的净效率和再循环率升高。     

景观生态网络研究进展

作为生态学重要的概念与方法,生态网络是景观生态学研究的热点问题,也是耦合景观结构、生态过程和功能的重要途径。景观生态网络对于保护生物多样性、维持生态平衡、增加景观连接度具有重要意义。从景观生态网络的相关理论、研究进展、研究方法模型等进行分析,并对其应用前景进行展望,主要介绍了传统景观格局分析、网络分析、模型模拟等方法的适用性与特点,并分析了景观生态网络在城市景观格局优化、自然保护区规划、生物多样性保护、土地规划等领域的应用,最后提出了研究的主要问题。     

基于生态网络的江苏省生态空间连通性变化研究

经济社会高速发展背景下,人类土地利用强度加大,部分地区生境斑块趋于破碎,生物交流通道趋于阻断,研究生态空间连通性变化,有针对性的进行保护和修复,对区域可持续发展意义重大。研究以江苏省为例,采用形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA）方法分析景观格局变化并识别重要生态源地破碎与新增情况,利用最小累积阻力（Minimum Cumulative Resistance,MCR）模型构建生态网络并分析生态空间连通性。研究选取整体连通性指数量化斑块/廊道的相对重要性;结合生态网络结构,具体分析廊道连通性的变化、原因及其影响;并运用电路理论、障碍改善方法识别廊道维护与疏通关键点,提出生态网络保护和修复建议。研究结果表明：（1）2000-2015年,江苏省生态网络呈现西密东疏的格局,局部地区生态节点破碎12处,新增5处,源地斑块整体趋于破碎;（2）新沂市马陵山风景区等6处节点的破碎使北部生态网络多条廊道结构功能下降,亟须修复;（3）因沿河防护林及道路林网建设,中部网络与北部网络间廊道连通性有所改善,但缺乏中间节点;（4）丹阳市打雁山丘陵节点的破碎使南部网络与长江湿地间联系削弱,宁镇山脉的结构重要性相对凸显;（5）东部沿海滩涂节点与其他节点间的联系尚处于薄弱状态,有待改善;（6）建议修复生态节点7处,新增生态节点7处,建设踏脚石44处,维护廊道关键点18处,疏通其中5处。     

生态网络中物质、能量流动的时间链分析

本文以Ｍａｒｋｏｖ过程理论为基础,利用转移矩阵对生态网络中物质、能量流动和随机行为进行的描述;将输入的物质、能量在生态网络中宏观分布随时间的变化定义为物质、能量流动的时间链,并给一般生态网络中物质、能量流动时间链的分析方法。两个稳态生态网络中物质、能量流动的时间链分析表明,时间链直观地反映了物质、能量在流动中流失或耗散的宏观行为,由于物质再循机普遍存在,使得物质流动的时间链与能量流动的时间链有着质     

生态交错带及其研究进展

生态交错带研究对探索自然生态规律和保护环境有重要意义。近30a来,有关生态交错带的论文数平均年增57%,显示其得到了愈来愈广泛的关注。回顾了生态交错带概念的产生与发展,区分了它与边缘、生态边界层与生态过渡带等概念的异同;简述了其7个基本属性,即高生物多样性、丰富的特有种、大量外来种、频繁的物质流动、敏感的时空动态性、结构的异质性和脆弱性;总结提炼了生态交错带的基本原理和假说;综述了生态交错带的生物多样性产生机制、对全球变化的响应与反馈、生态设计与管理以及生态交错带模型发展和整合的研究进展。提出今后需要大力发展理论研究、多尺度模型转化和多因子综合分析,以完善生态交错带理论并支持生态学机理的探索。     

生态网络分析方法研究综述

生态网络分析方法是分析生态系统作用关系、辨识系统内在、整体属性的一种有效的系统分析方法。总结了生态网络分析方法的主要研究成果:网络结构特性、网络稳定性、网络上升性、网络效能等;介绍了构建生态网络模型过程和群落构建规则;以德国西部城市诺伊斯河口氮循环为例,介绍David K是如何运用生态网络分析方法来揭示网络中的微动力流循环规律。生态网络分析方法的主要贡献:(1)对人们凭经验感知的生态系统分室间的关联关系,采用了严密的数学模型和推导进行了描述和证明;(2)为生态系统的微动力流循环的研究提供了方法,对生态系统中物质流的间接循环作用进行了科学论证;(3)不仅为分析生态系统提供了一种科学的数学方法,而且,它为探索生态系统提供了不同与牛顿世界观的崭新的认识论。总结与回顾生态网络分析方法,有益于该方法的运用和进一步完善。     

湿地生态水文模型研究进展

建立湿地生态因素和水文因素之间的响应模型是当前湿地研究的一个新领域,可为湿地的保护、评价和管理提供科学依据。本文依据湿地生态水文过程特征,将湿地生态水文模型分为湿地生态水分循环估算模型、湿地生态水文化学过程模拟模型和湿地生物对水文过程的响应模型,综述了当前湿地生态水文模型的研究进展,并在此基础上探讨了湿地生态水文模型的研究重点和发展趋势。     

生态卫生系统研究进展

生态卫生作为一种新的可持续卫生理念,旨在改变人们对现代城市卫生系统的认识,其基本原理是基于生态系统的物质流闭合循环,包括营养循环和水资源循环。本文在阐述生态卫生概念和内涵的基础上,从技术创新、规划与管理、社会实践三个视角对国内外研究现状进行了评述。指出目前生态卫生系统研究中存在的问题:首先,方案设计对居民意见的反馈环节不到位;其次,全套生态卫生技术的集成和示范相对比较欠缺;第三,不同类型方案的成本效益分析以及环境、卫生风险的比较研究有待加强。结合中国实际,分析制约中国生态卫生建设的瓶颈因素包括对生态卫生系统可接受性考虑不周、缺乏政策法规和标准体系的支持与保障、关键设备和工艺有待研发、服务支撑体系的配套辅助不够完善等四方面,并提出城乡不同的生态卫生发展方案、设置管理机构、落实技术规范及标准、推进宣传教育、制定政策法规等建议,以期为中国生态卫生事业的发展提供理论参考。     

生态风险评价研究进展

生态风险评价有效整合了学术研究、政策制定和生态环境管理,越来越多地被应用到生态环境问题的解决。生态风险评价研究历经20多年发展历程,风险源从单一风险源扩展到多风险源,风险受体从单一受体发展到多受体,评价尺度也从种群、生态系统扩展到区域和景观水平。但已有研究中,风险受体大部分还停留在生物个体或种群水平,风险受体尺度有待扩展,定性或者半定量研究方法亦难以适应现有研究尺度以及综合性评价的要求,因此,基于区域可持续发展视角的大尺度、综合性定量评价方法和模型将成为未来研究的重点。     

森林生态价值估算方法研究进展

森林生态效益的重要性日益显现,科学家和各国政府都在关注森林生态价值估算,促进了森林生态价值估算方法的日渐成熟。本文总结了近年来国内外森林生态价值的估算方法,将目前常用的估算方法分为市场类估算法、能值估算法、软件模型法3大类,同时分析了前2种常用方法中存在的替代法的合理性有待验证、忽略多重标准的森林管理策略、欠缺考虑周围影响因素、多种生态价值重复计算以及估算中欠缺考虑稀缺性的局限;其次,重点介绍了能较好解决以上问题的GUMBO、CITYgreen和Invest等软件的特点和优势;最后,在总结当前估算方法研究的基础上,提出中国森林生态估算工作未来的研究方向是深化对森林生态结构和功能关系的认识,提高国外估算方法的适用性,加强生态补偿工作对估算方法的反馈。     

生态模型的灵敏度分析

灵敏度分析用于定性或定量地评价模型参数误差对模型结果产生的影响,是模型参数化过程和模型校正过程中的有用工具,具有重要的生态学意义．灵敏度分析包括局部灵敏度分析和全局灵敏度分析．局部灵敏度分析只检验单个参数的变化对模型结果的影响程度;全局灵敏度分析则检验多个参数的变化对模型运行结果总的影响,并分析每一个参数及其参数之间相互作用对模型结果的影响．目前,在对生态模型的灵敏度分析中,越来越倾向于使用全局灵敏度分析的方法．但国内仍多采用局部灵敏度分析方法,很少采用全局灵敏度分析方法．文中详细论述了局部灵敏分析和全局灵敏度分析的主要方法(一次变换法、多元回归法、Morris法、Sobol’法、傅里叶幅度灵敏度检验法和傅里叶幅度灵敏度检验扩展法),希望能为国内生态模型的发展提供一个比较完善的灵敏度分析方法库．结合国内外的灵敏度分析发展现状,指出联合灵敏度研究、灵敏度共性研究及空间直观景观模型的灵敏度分析将为生态模型灵敏度分析研究中的热点和难点．     

鄱阳湖生态经济区生态网络构建与评价

大型生态斑块是区域生物多样性保护的重要基础.然而,随着我国城镇化的快速推进,人类活动对环境的干扰越来越强烈,不仅大型生态斑块数量不断减少、质量不断下降,而且斑块之间连接出现弱化, “孤岛化”现象严重,严重影响区域生物多样性保护.本文以鄱阳湖生态经济区为例,通过GIS技术手段,充分考虑景观类型、坡度和人类活动干扰的影响,采用最小费用模型构建了该区域的潜在生态廊道.基于重力模型定量分析了生态斑块间的相互作用强度,并以此将潜在生态廊道分成2级以便区别保护,识别了研究区重要生态节点和生态断裂点,分析了该潜在生态网络结构的连通性.结果表明: 森林和农田是构成研究区生态廊道的主要景观类型;生态斑块之间的相互作用强度差异显著;区域生态网络结构较复杂,网络连接度和闭合度较高.研究结果可为鄱阳湖生态经济区生物多样性保护和生态网络优化提供科学依据.     

土地利用生态安全格局研究进展

土地生态安全格局研究不仅可以为有效解决水土流失、土壤退化等区域生态安全问题提供新的思路,而且对提高区域土地生态系统的安全性和可持续性具有重要的现实意义。从土地利用生态安全评价、面向生态的土地利用格局和土地生态安全格局构建方法3个方面,综述了土地利用生态安全格局的研究现状和最新进展,并对今后的研究方向进行了展望,以促进土地生态安全格局研究的继续深入开展。提出近期的研究重点主要包括：（1）面向生态安全格局设计的生态安全评价方法与模型;（2）不同类型生态脆弱地区的土地生态安全格局;（3）土地生态安全格局的空间显示模型;（4）区域土地生态安全格局情景模拟。     

生态水文过程研究进展

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化水文学机制的科学。它的一个重要研究方向是在不同时空尺度上和一系列环境条件下探讨生态水文过程。生态水文过程是指水文过程与生物动力过程之间的功能关系 ,它包括生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应。在探讨以上基本概念和总结生态水文过程研究特点的基础上 ,着重探讨生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应等生态水文过程核心内容的研究进展 ,并简要分析了生态水文过程研究中存在的主要问题和未来的研究热点。     

社会-生态网络方法研究进展

社会-生态系统是由一个或多个社会和生态子系统交互作用形成的复杂的、非线性的、动态耦合系统。理解社会与生态子系统之间的复杂交互关系对于实现有效、可持续的环境治理至关重要。社会-生态网络方法是网络理论在社会-生态交互作用研究中应用与发展的产物,在定量刻画社会-生态系统结构、分析系统动态变化、推动系统适应性治理等方面具有重大的应用潜力。系统梳理了国内外现有的社会-生态网络研究,首先从网络的类型、构建模式、分析方法3个方面介绍社会-生态网络方法,并阐述其在资源管理、社会-生态匹配、社会-生态适应性治理领域中的应用,探讨社会-生态网络方法在研究社会-生态交互作用中的优势和挑战,最后提出未来社会-生态网络研究的重点方向,即社会-生态网络的动态变化过程以及社会-生态网络结构与功能关系。研究旨在深化网络分析可用于描述人—自然关系的认识,为社会-生态系统的网络研究提供实践指导,以期促进社会-生态网络方法在我国社会-生态系统研究中的应用。     

区域生态风险评价研究进展

生态风险评价是一种重要的生态环境管理手段。从区域尺度着手,分析生态系统所遭受的风险,对加强生态系统管理、区域生态安全具有重要的现实意义。本文在回顾国内外区域生态风险评价概念内涵、主要内容及其发展历程的基础上,对当前研究区域、研究尺度、研究模型和研究的不确定性分析等关键性问题做了较为系统的探讨,并就其未来研究方向进行了展望。