动物移动网络研究对景观生态学的贡献

景观生态学在其发展之初的20世纪80年代, 提出了关于景观网络研究(包括景观网络概念、网络结构指数和景观连接度)的基本构想, 这些构想需要在景观过程的研究中逐渐被落实和发展。动物移动过程因动物在斑块或廊道上有着独特丰富的属性特征、与周围资源环境之间存在复杂反馈而区别于无机物运移的景观过程, 则动物移动网络研究在实现关于景观网络研究的基本构想、推动景观生态学发展中贡献独特。因此, 总结动物移动网络研究的来源脉络及其对景观生态学的理论贡献对于景观网络领域和景观生态学学科的发展都具有重要意义。本文抓住景观生态学发展之初提出的关于景观网络研究的基本构想, 寻找和剖析其中所蕴含的景观生态学思想, 追踪这些思想如何被落实、发展、并形成目前的三个热点方向: 动物移动网络模拟、重要值评价和景观连接度分析; 总结这三个方向的研究进展, 指出整合动物的空间行为特征是必然发展趋势; 揭示出动物移动网络研究始终都以发掘斑块或廊道的动物有机体的属性特征(如种群数量)、以及描述这种属性在不同斑块或廊道之间的差异和联系为方向, 正是这种属性的发掘有效地落实、发展和丰富了关于景观网络研究的最初构想, 对景观生态学的贡献比其他过程更为独特。文章还总结了我国动物移动网络研究与国际研究相比较为滞后的现状, 指出其暂时尚未显示出对我国景观生态学的独特贡献; 强调发展源于跟踪定位数据的动物空间行为生态学研究是减小差距的重要、必要前提。期望本文能引发关于景观网络乃至景观生态学理论发展的方向性思考, 为研究者提供参考。     

十年来中国景观生态学文献分析

自80年代初期我国学者开始开展景观生态学研究以来,景观生态学的研究在我国获得了蓬勃发展.本文针对所搜集的1990～2000年我国景观生态学国内学者发表的中、英文文献619篇、著作14本,分不同专题进行分类统计,并在其基础上对我国90年代景观生态学研究进行分析和论述,为我国景观生态学者了解和把握中国景观生态学研究热点和发展趋势提供依据.     

近十年来中国景观生态学文献分析

自80年代初期我国学者开始开展景观生态学研究以来,景观生态学的研究在我国获得了蓬勃发展,本文针对所搜集的1990－2000年我国景观生态学国内学者发表的中、英文文献619篇、著作14本,分不同专题进行分类统计,并在其基础上对我国90年代景观生态学研究进行分析和论述,为我国景观生态学者了解和把握中国景观生态学研究热点和发展趋势提供依据。     

景观生态学的核心:生态学系统的时空异质性

1　景观生态学与景观异质性景观生态学是研究在一个相当大的区域内 ,由许多不同生态系统所组成的整体 (即景观 )的空间结构、相互作用、协调功能以及动态变化的生态学新分支[1 ] 。它的出现促进了空间关系模型和理论、空间格局与动态的数据类型的获取以及经典生态学很少涉及的空间尺度检测等方面的发展[2 ] 。Ｒｉｓｓｅｒ等认为景观生态学研究就是异质性的研究[3] 。其实 ,“景观”本身就具有“变化的异质性整体”的含义[4] 。景观生态学集中关注于对生态系统空间关系的研究 ,它把景观视为空间上镶嵌出现和紧密联系的生态系统组合 ,景观可…     

基于图论的景观图表达、分析及应用

景观结构和空间格局一直是景观生态学的核心问题,图论的应用为景观格局的分析提供了一种研究框架,基于图论的景观图逐渐被应用于生物多样性保护的连通性建模和景观规划的决策支持研究,景观图的表达、分析和应用已成为保护生物学和景观生态学研究的热点。本文首先介绍了景观图的图论基础,在Scopus数据库的基础上,检索了1993—2019年在标题、摘要和关键词中出现 “landscape graph”、“connectivity”和“network”词汇的257篇已发表的期刊论文。从年发文量、来源期刊、研究区域、研究机构、景观类型等方面分析了该领域的研究进展和发展趋势。分析发现,2017年之前,发表的期刊论文数量整体呈上升趋势,2017年之后年发文量逐年下降;主要研究力量集中在美国、西班牙、法国、加拿大和中国,发文量占到86.8%。大部分研究成果发表在“Landscape Ecology”、“Landscape and Urban Planning”和“Biological Conservation”期刊上。在研究内容上,景观图表达主要包括点的定义、边的度量和景观的模拟3方面,景观图分析研究包括分析指数、景观图划分两方面。我们重点关注了景观图在生物多样性保护、景观(生态网络)规划和管理、景观影响评价等科学与实践中的应用。基于图论的景观图通过帮助理解景观连通性变化、动物行为和栖息地保护,影响着保护科学和规划实践者。图论对保护科学和规划的影响来自于丰富的理论基础和成熟的研究方法,基于图论的景观图为景观结构和格局的生态学理解提供了跳板,并将继续成为全球研究人员和实践者的重要工具。     

国际景观生态学研究新进展

20世纪90年代中期以来,国际景观生态学发展迅速.景观生态学研究最为活跃的地区集中在北美、欧洲、大洋洲(澳大利亚)、东亚(中国),表明景观生态学理论、方法和应用的广泛性和越来越高的认知度.从研究内容上看,景观生态评价、规划和模拟一直占居主导地位,其次是景观生态保护与生态恢复、景观生态学的理论探讨.随着景观生态学研究的深入,以科学和实践问题为导向的学科交叉与融合不断加强,促进了景观生态学新的学科生长点的形成和发展,主要包括水域景观生态学、景观遗传学、多功能景观研究、景观综合模拟、景观生态与可持续性科学.在全球化背景下,中国的景观生态学研究也已经取得了长足进展,国际同行开始关注并在重要学术刊物上评介中国的景观生态学研究,标志着中国景观生态学已逐步走上国际舞台.然而,中国景观生态学进一步发展的挑战和机遇并存.中国科学家需要抓住人类对可持续发展和可持续性科学的共同夙求,放眼国际前沿、服务本土需求,从中国自身的特色出发,关注受人类干扰的和以人为主导的景观,以景观格局与生态过程的多尺度、多维度耦合研究为核心,区域综合与区内分异并重,推动综合整体性景观生态学的建立和完善.     

1981-2015年我国大陆地区景观生态学研究文献分析

在我国大陆地区,景观生态学已走过35周年,国际景观生态学会中国分会已经正式成立20周年。以“景观生态学”为主题词,检索得到1981-2015年我国大陆地区景观生态学学者发表的相关文献,对文献数量、文献期刊分布、文献所属研究机构、文献内容和文献国际影响力5个方面进行统计分析,得到关于我国大陆地区景观生态学研究发展历程和现状的几点认识。（1）我国大陆地区景观生态学研究按发表文献数量状况可划分为3个阶段：1981-1989年,景观生态相关研究较少,学科处于引进、吸收的初始阶段;1990-2006年,文献数量迅猛增长,我国大陆地区景观生态学学科发展成熟并壮大;2007年至今,景观生态学研究平稳发展,在思索中寻求创新。（2）我国大陆地区景观生态学研究文献发表刊物以生态、农业、资源与环境、地理测绘和园林领域刊物为主,刊物影响因子差别明显,景观生态学专业期刊在我国大陆地区有所欠缺。（3）景观生态学研究机构主要为以中国科学院生态环境研究中心和中国科学院沈阳应用生态研究所为代表的中国科学院研究所和以北京大学、北京林业大学和北京师范大学为代表的高校,各研究机构发挥所处地理环境优势和自身学科特色,对不同类型景观展开深入研究。（4）我国大陆地区景观生态学研究内容主要包括学科理论与技术方法、景观格局-生态过程-尺度的相互作用机制、景观生态学的部门应用等,其研究主题包括城市、农业、湿地、园林、气候变化、生物多样性、景观可持续等众多方面,其研究范式正经历着从“格局-过程-尺度”向“格局-过程-服务-可持续性”的变化过程。（5）就英文文献的发文量和被引频次而言,我国大陆地区景观生态学研究是国际景观生态学研究的重要组成部分,但其国际影响力有待于进一步提升。     

景观生态学在近海资源环境中的应用——论海洋景观生态学的发展

长期以来,景观生态学研究主要集中于陆地景观生态研究,并在土地利用、植被退化等方面取得了长足的进展,而在海洋领域涉足颇少.论述了景观生态学在海洋赤潮景观、海洋溢油景观、海域使用景观、滨海湿地景观、海岛景观和海洋环境污染景观等方面的应用前景,并就海洋景观生态学发展几点认识进行了深入探讨,如海洋景观的均质性与异质性、海洋景观格局与生态过程的关系、边缘效应与海岸带、海洋景观评价与评估、海洋景观模型等,目的是为景观生态学在海洋资源环境中的应用、海洋景观生态学的发展探索新的方向.     

中国景观生态学发展历程与未来研究重点

景观生态学从其诞生到现在,已经历了70余年。中国景观生态学的发展从其引入,到发展、壮大、逐渐成熟,也经历了30余年。在这个发展过程中,中国景观生态学在跟踪国际前沿研究基础上,结合中国实际情况开展了大量研究,在许多研究领域取得了重要进展。简述了国际景观生态学会成立与发展过程,通过系统综述中国景观生态学文献,重点分析了中国景观生态学的发展历程;根据中国景观生态学研究特点,将中国景观生态学发展划分为五个阶段:摸索与酝酿阶段(20世纪80年代以前)、吸收与消化阶段(1980—1988年)、实践与迅速发展阶段(1989—2000)、发展与思索阶段(2001—2010)、思考与创新阶段(2011—?)。在此基础上,重点从土地利用格局与生态过程及尺度效应、城市生态用地与景观安全格局构建、景观生态规划与自然保护区网络优化、森林景观动态模拟与生态系统管理、绿洲景观演变与生态水文过程、景观破碎化与遗传多样性保护、多水塘系统与湿地景观格局设计、稻-鸭/鱼农田景观与生态系统健康、梯田文化景观与多功能维持、源汇景观格局分析与水土流失危险评价等方面系统分析了中国景观生态学研究的特点。最后从学科发展与理论研究、重点研究地区和应用实践三个方面分析了中国景观生态学未来发展的重点方向。     

致读者·作者

<应用生态学报>系中国科学院沈阳应用生态研究所和中国生态学会主办的国内外公开发行的学术性期刊,科学出版社出版.国际标准刊号为ISSN1001-9332.专门刊载有关应用生态学(主要包括森林生态学、农业生态学、草地牧业生态学、渔业生态学、自然资源生态学、景观生态学、全球生态学、城市生态学、污染生态学、化学生态学、生态工程学等)的具有创新性的综合性论文、研究报告和研究简报等.     

黑河中游生态用地景观连接性动态变化及距离阈值

景观连接度描述了景观组分在景观格局、过程和功能上的有机联系.本文利用1986、2000和2011年土地覆被数据,基于图论方法,研究了黑河中游生态用地(林地、草地、湿地)景观连接性动态变化,并通过分析不同阈值下景观连接度值的变化揭示了研究区景观的适宜阈值.结果表明: 黑河中游1986—2011年对景观连接度产生重要作用的生态斑块面积呈减少趋势.湿地斑块面积2000—2011年减少幅度较大;草地斑块数量先减少后增加,面积变化不大,但是有斑块破碎化的趋势.不同阈值下景观连接度值的变化验证了距离阈值的正向作用.400～800 m是研究黑河中游物种扩散和生态流运行的适宜距离阈值.选择600 m作为距离阈值时,大型斑块对区域总体景观连接水平影响最为显著,是区域生态系统稳定和健康的关键组成;小型生态斑块虽然占生态斑块总面积的比例不大,但对区域的生态安全格局的维持和改善有较大影响,亦需加强保护与管理.研究结果对干旱区生态系统管理具有重要的借鉴意义.     

黄河中下游农业景观异质性对传粉昆虫多样性的多尺度效应——以巩义市为例

农业景观中非农生物所提供的服务是生态系统保持稳定的基础,随着农业集约化程度的加强,生物多样性的持续丧失是现代农业发展最突出的表现形式之一.本文以黄河中下游典型农业区巩义市为研究区,根据其典型的地貌特征(山地-丘陵-河川)来探究地貌类型、景观和生境3种尺度上景观异质性对传粉昆虫多样性的影响.本研究使用诱捕盘法(pan traps)获取传粉昆虫,采用多因素方差分析多尺度上农业景观异质性对传粉昆虫多样性的影响.结果表明: 共捕获传粉昆虫67012头,分属7个目、86个科.其中,优势类群为食蚜蝇科、花蝇科;常见类群为果蝇科、丽蝇科、蜂虻科、头蝇科、花萤科、瘿蜂科、胡蜂科、小蜂科、切叶蜂科、蜜蜂科.地貌类型对传粉昆虫多样性的影响最为显著(P<0.001),表明丘陵和山地地区为传粉昆虫的蜜源地;其次是生境尺度(P<0.05),但景观尺度和尺度间的交互作用的影响不显著.丘陵和山地地区的景观异质性对传粉昆虫多样性的影响为本地区不同地貌类型的景观规划和生物多样性保护提供了理论支持.     

农业景观中环境因素对两栖类生物分布的影响

以黄河下游地区封丘县为研究区,在地理信息系统和R软件的支持下,在栖息地水平和景观水平上,分析了两栖类生物分布与栖息地变量(池塘水体溶解氧DO、电导率COND、浊度TURB、水体氨氮NH₃-N、池塘内植被盖度VEG_interior、池塘内挺水植物盖度EMER、池塘边缘植被盖度VEG_edge、两栖类幼虫捕食者PRE和池塘面积AREA)和采样点池塘250、500、1000、2000 m半径缓冲区内景观变量(池塘面积AP、与最近道路的距离DR、耕地面积AF、林地面积AW、Shannon多样性指数SHDI和蔓延度指数CONTAG)的关系.结果表明: 中华大蟾蜍的分布主要与栖息地变量中的PRE和较大缓冲区半径内的景观变量(AW2000、DR2000、SHDI1000、CONTAG1000)相关;黑斑侧褶蛙的分布与栖息地变量中的EMER和较小缓冲区半径内的景观变量(SHDI500)关系密切;金线侧褶蛙的分布主要与栖息地变量中的VEG_interior和PRE相关;泽陆蛙的分布主要与较大缓冲区半径内的景观变量(AF2000、SHDI2000)相关;两栖类生物总体上主要与栖息地变量中的EMER和较小缓冲区半径内的景观变量(SHDI500)相关.在农业景观中,保护两栖类生物应该保护永久性和半永久性池塘、提高池塘内部植被盖度、增强栖息地池塘之间的功能连通性.     

黄河下游平原农业景观异质性对两栖类生物栖息地可用性的影响

以黄河下游典型平原农业景观封丘县为研究区,基于图论的分析方法,采用概率连通性指数(PC)和斑块重要值(dPC_k)表征池塘栖息地可用性程度,在地理信息系统和R软件的支持下,分析了两栖类物种在250、500、1000和2000 m不同扩散能力下,反映池塘栖息地组成和构型的池塘平均面积(MS)以及池塘数量(NP)、至道路的最近距离(DR)组合作用对池塘栖息地可用性的影响.结果表明: 两栖类栖息地的可利用性与池塘数量、池塘平均面积和至道路的最近距离关系密切.在250 m扩散能力下,池塘平均面积和池塘数量是决定池塘可利用程度高低的重要影响因素;在500 m扩散能力下,池塘平均面积和至道路的最近距离对栖息地可用性的影响最为显著;在物种相对较高扩散能力下(1000和2000 m),池塘平均面积和池塘数量是最主要的影响因素.在平原农业景观中,两栖类生物及其栖息地的保护要充分考虑池塘斑块的数量、平均面积以及至道路的最近距离.     

长江上游坡地景观特征对河流水质的影响

景观组成及景观格局特征决定了污染物的来源和地表景观的拦截消纳潜力,地表坡降会加剧土壤侵蚀,坡地景观特征是影响河流水质的重要因素。研究基于长江上游重庆段2015年水质监测数据和30 m空间分辨率土地利用数据,提取河岸带100 m、200 m、300 m、500 m、1000 m和子流域6种空间尺度上景观格局和景观组成,并进一步将景观组成分为总地类、缓坡地类和陡坡地类三种不同坡度尺度,再采用相关分析和冗余分析（RDA）等方法定量探讨了坡地景观特征（坡地景观组成、景观格局）对河流水质的多时空尺度影响。结果表明：坡地景观特征对2015年长江上游重庆段河流水质的影响具有空间尺度效应;坡地景观特征对河流水质的影响在河岸带尺度强于子流域尺度,其中关键尺度为河岸带100 m至300 m,最有效尺度为河岸带200 m。坡地景观特征影响水质的季节差异随空间尺度不同而变化,在河岸带100 m至300 m尺度为汛期强于非汛期,在河岸带1000 m尺度相反,在子流域尺度无季节差异。建设用地面积比与溶解氧（DO）和高锰酸盐指数（COD_Mn）正相关,耕地面积百分比与氨氮（NH₄⁺-N）参数正相关,两者为水质污染"源景观",且缓坡耕地对水质的解释率高于总地类耕地;林地与水质参数呈负相关,对缓解水质恶化具有积极作用;集聚度（COHESION）、聚合度（AI）指标与NH₄⁺-N参数及斑块密度（PD）、边缘密度（ED）与DO、COD_Mn参数均呈正相关。在集水区尤其是河岸带300 m范围内,严格把控建设用地污水收集与处理,种植河岸带防护林,采取横坡耕种方式,并通过优化景观结构（如种植植物篱）以增强景观拦截力以减少污染物的集中输出,从而改善河流水质。     

森林植被的自然火干扰

森林植被的自然火干扰邱扬（山西大学黄土高原研究所,太原０３０００６）ＮａｔｕｒａｌＦｉｒｅＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆＦｏｒｅｓｔＶｅｇｅｔａｔｉｏｎ．ＱｉｕＹａｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｏｅｓＰｌａｔｅａｕ,ＳｈａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,...     

博斯腾湖小湖区湿地景观变化特征研究

以博斯腾湖小湖区为研究区,采用5个不同时期的Landsat影像为主要数据源,运用景观转换系数和重心迁移模型对1996~2015年研究区湿地景观变化进行分析,以揭示博斯腾湖小湖区的景观变化类型与景观的重心变化特征。结果显示:(1)近20年有地表水的湿地与旱地的重心变化强烈,1996~2001年有地表水的湿地重心变化达到最大值,向西南迁移10.57km,旱地重心变化也达到最大值,向东南迁移8.78km。(2)近20年明水与旱地的重心迁移呈顺时针向心偏移。(3)稳定型景观是研究区的主要构成类型,占总类型的89.72%,非稳定型景观保持在总类型的11.28%,研究区湿地景观变化逐渐呈稳定趋势。研究表明,气候因素、湖泊水位和区域湿地保护措施是影响研究区湿地景观变化的主要驱动因素。     

人类活动影响下岷江上游景观变化分析

综合利用多种数据源,结合3S技术,分析了岷江上游1986、1995和2000年3个时期的景观格局,重点探讨了森林、草地等主要景观类型在持续人类活动强度作用下的变化,确定了不同景观类型对人类活动强度的敏感程度.结果表明:1)岷江上游景观以草地、森林为主要景观类型.1986、1995和2000年3个时期森林、草地景观类型面积之和均高达96.1%、96.38%和95.23%,其它景观类型作为斑块镶嵌其中,森林和草地共同控制了整个研究区景观格局变化与生态过程;2)不同景观对人类活动强度的敏感性有显著差异.低强度的人类活动有利于有林地景观的恢复;高盖度草地对人类活动很敏感,严格减少干扰活动强度才有利于维持其景观;中盖度草地对中低强度的人类活动(如放牧)很敏感,景观退化,面积减少.     

东江流域景观格局对氮、磷输出的影响

基于实地采样水质数据与遥感解译所得土地利用数据,采用相关分析和冗余分析,从时间和空间两个尺度,探讨东江流域景观格局与氮、磷输出的关系。结果表明：（1）城镇和水域面积占比与河流氮磷含量正相关,林地和草地面积占比与河流氮磷含量负相关。（2）景观分裂指数（DIVISION）、香浓多样性指数（SHDI）、散布与并列指数（IJI）、边缘密度（ED）和斑块密度（PD）等景观指数与河流氮磷含量呈正相关关系,最大斑块指数（LPI）、蔓延度指数（CONTAG）和相似邻近比例（PLADJ）与河流总氮总磷含量负相关。（3）平水期河流水质与景观格局的相关性强于丰水期;从空间尺度来看,集水区尺度与河流水质的相关性好于缓冲区尺度;此外,总氮对于景观格局的响应比总磷更敏感。     

黄河源区景观格局与生态功能的动态变化

利用20世纪70年代、80年代与90年代三期遥感资料,选取有代表性的9个有关度量景观空间结构与景观异质性的定量指标,通过FRAGSTATS计算方法,系统研究了黄河源区景观生态结构与景观格局变化,表明在近30a来,区域景观空间格局趋于破碎化和多样化,其形成与发展的主要内在因素是高寒稀疏化草原草地、黑土化与杂类草草地和沙化草地等景观类型的迅速发展,其景观面积分别增加了384.16％、66.63％和421.09％;选取景观生物生产力、景观土壤养分、景观植被覆盖度等景观功能的表征参数,提出了景观格局动态演变下分析景观功能变化的定量方法及其数学模型。在明确近30a来区域景观格局演变特征的基础上,研究了黄河源区不同时段不同景观类型间生态功能的转移流动特征及其区域生态环境效应,表明：近30a来,黄河源区景观功能变化强烈;区域景观动态演变将形成区域内部景观功能向减退与增强两个方向的变化,两个方向的强度均衡将形成区域整体生态功能的特征。研究区域景观格局的动态变化所引起的区域生态功能演变特征,可充分认识区域生态系统变化的内在因素和演变趋势。