生物多样性保护廊道构建方法研究进展

生物多样性保护廊道对遏制生态系统退化及生物多样性丧失,改善生态系统服务功能,消除生境破碎化对生物多样性的影响,恢复珍稀濒危物种的种群数量,维护自然生态系统平衡稳定具有极为重要的作用。在近20年(1997—2017)国内外生物多样性保护廊道的相关研究分析的基础上,对廊道的概念、构建理论及方法应用进行了系统总结与探讨,分析了廊道构建理论的发展过程及适用性,分类总结了现有的廊道构建方法和17种廊道构建模型工具。研究分析表明,廊道作为一种新的生物多样性保护模式,已成为目前国际生态领域研究的热点之一,随着对物种景观运动过程认识的加深,廊道构建理论逐渐趋于成熟,与之匹配的廊道构建方法及模型工具进展迅速。借助遥感与地理信息技术,大范围,高精度的获取廊道模拟数据,并集成综合模型实现目标物种廊道的构建、保护和管理是今后生物多样性保护廊道构建研究的发展方向。最后,对当前该领域的研究现状和不足展开讨论并展望了未来发展,为我国生物多样性保护廊道的应用与实践及国家生态廊道体系的建设完善提供借鉴与参考。     

生物多样性保护廊道构建方法研究进展

生物多样性保护廊道对遏制生态系统退化及生物多样性丧失,改善生态系统服务功能,消除生境破碎化对生物多样性的影响,恢复珍稀濒危物种的种群数量,维护自然生态系统平衡稳定具有极为重要的作用。在近20年(1997—2017)国内外生物多样性保护廊道的相关研究分析的基础上,对廊道的概念、构建理论及方法应用进行了系统总结与探讨,分析了廊道构建理论的发展过程及适用性,分类总结了现有的廊道构建方法和17种廊道构建模型工具。研究分析表明,廊道作为一种新的生物多样性保护模式,已成为目前国际生态领域研究的热点之一,随着对物种景观运动过程认识的加深,廊道构建理论逐渐趋于成熟,与之匹配的廊道构建方法及模型工具进展迅速。借助遥感与地理信息技术,大范围,高精度的获取廊道模拟数据,并集成综合模型实现目标物种廊道的构建、保护和管理是今后生物多样性保护廊道构建研究的发展方向。最后,对当前该领域的研究现状和不足展开讨论并展望了未来发展,为我国生物多样性保护廊道的应用与实践及国家生态廊道体系的建设完善提供借鉴与参考。     

生物保护廊道研究进展

生物保护廊道是景观生态廊道的一种应用类型。本文介绍了有关生物保护廊道的基本概念、理论基础、结构和作用、质量与功能、有效性验证、建设与管理等研究进展;其基本现状是生物保护廊道的理论探讨较多而具体实践较少、社区参与的重要性成为共识却缺乏实际研究;深入剖析西双版纳生物保护廊道规划与建设的实例,发现社区参与成为生物保护廊道建设成败的关键。因此认为,社区参与的共管模式将成为生物保护廊道规划和建设的重要方向。     

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。     

阿尔金山自然保护区土地利用/覆被变化对藏野驴栖息地的影响

阿尔金山国家级自然保护区是青藏高原的特有种藏野驴的主要保护区之一。分析土地利用/覆被变化(LUCC)对藏野驴潜在栖息地的影响是维持藏野驴在未来生存与发展的直接途径。本文以生态位理论为指导,综合应用GIS技术,构建基于GIS的生态位模型,结合层次分析法(AHP)与转移矩阵分析方法,分析自保护区1985年(建立)至2000年间LUCC对藏野驴不同适宜性栖息地的影响。结果表明:高适宜性栖息地与中适宜性栖息地变化不明显,高适宜性栖息地主要位于卡尔墩检查站周围区域、保护区东北部沿着阿尔金山的高适宜性廊道,中适宜性栖息地位于高适宜性栖息地周围,二者面积均略有增加;高适宜性栖息地面积增加的主要来源为中适宜性栖息地,而中适宜性栖息地面积增加的主要来源为低适宜性栖息地与不适宜区域;低适宜性栖息地面积减小剧烈,其面积减少的去向主要是不适宜区域,不适宜性区域面积不断扩大;藏野驴不同适宜性栖息地的总体变化趋势是栖息地格局向两端集中,即向高适宜性栖息地与不适宜区域转化。     

基于迁移意愿的动物迁移廊道修正——以德化县云豹为例

针对人工设计的廊道未必是动物最终选择的迁移路径问题,从迁移意愿角度提出了新的解释。基于动物迁移意愿流与水流的相似性,提出了依托动物迁移适宜性图,利用水文分析模块量化并提取迁移意愿流的方法。以福建省德化县境内的国家I级保护动物云豹(Neofelis nebulosa)为研究对象,分析了其在两个保护区之间的迁移意愿流。结果表明:迁移意愿流穿越基于最小累积阻力法设计的迁移廊道,云豹从意愿流流出位置迁出廊道的可能性较大。可考虑在此处设置人工屏障,以引导云豹按照设计的廊道迁移。该方法对于自然保护规划和管理具有一定的借鉴意义。     

景观规划中的生态廊道宽度

生态廊道具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等多种功能。建立生态廊道是景观生态规划的重要方法,是解决当前人类剧烈活动造成的景观破碎化以及随之而来的众多环境问题的重要措施。按照生态廊道的主要结构与功能,可将其分为线状生态廊道、带状生态廊道和河流廊道3种类型。生态廊道设计包括的关键问题有廊道数目、本底、宽度、联接度、构成要素、关键点(区)等。由于生态廊道结构与功能的复杂性,使得廊道的宽度具有很大的不确定性。具体的讲,生态廊道的宽度由保护目标、植被情况、廊道功能、周围土地利用,廊道长度等多个因素决定。合适的廊道宽度应该根据对廊道主要生态过程的研究来确定。从景观的结构与功能分析出发,分别从生物保护廊道和河流廊道两方面对生态廊道的宽度及其影响因素进行分析,并对相关研究成果进行综述,总结得出两种类型生态廊道的适宜宽度值范围。最后提出确定宽度时应该注意的相关问题。     

城市滨江地区生态空间质量快速评价——以长江南京段为例

生态空间质量能够反映自然环境的优劣程度及其生态服务对人类社会的适宜能力。基于国土空间高质量发展理念,结合湿地生态健康快速评价法,从生境自然性、景观稳定性、环境适宜性和管理调控度等维度构建了适用于城市滨江地区的生态空间质量评价的指标体系,通过现场打分和主成分分析等方法,对长江南京段生态空间质量进行诊断。结果表明：总体上,南京滨江生态空间综合质量处于中等水平,生态斑块在土地利用类型和空间分布上具有显著差异,这与人类活动干扰密切相关。其中,生境自然性的数量等级分布均衡,斑块间具有明显的空间自相关性;景观稳定性的数量等级具有“两头高、中间低”的态势,且呈现距长江越近指标越优的分布格局;环境适宜性与管理调控度表现优良,城市化水平越高的区域,生态空间的管控水平越高。研究结果对国土空间规划和长江岸线生态廊道建设具有一定的理论与实践价值。     

基于景观生态学的湖区沟渠保护研究

沟渠作为一种典型的廊道景观,是湖区生态系统的重要组成部分.近年来,武汉市汉阳湖区沟渠廊道功能退化,导致其生态系统质量不断恶化.根据景观生态学的廊道理论、尺度效应、景观异质性、边缘效应和生态修复等原理,在汉阳湖区沟渠现状调研的基础上,对沟渠景观格局进行优化设计来实现对沟渠的保护:从大尺度上对整个汉阳湖区水质进行调控,以提高沟渠水体质量;对湖区沟渠进行拓宽、重建以改善沟渠的廊道功能;对沟渠岸线进行景观保护设计,以提高沟渠的抗干扰能力,从而恢复沟渠的景观生态功能,改善湖区生态系统健康状况.研究表明,在湖区沟渠的保护过程中,可以将景观生态学的原理比较合理地运用于实践.     

基于MAXENT模型的秦岭山系黑熊潜在生境评价

明确物种生境空间分布格局及其与环境因子的关系,对制定合理有效的保护对策十分重要.本文以黑熊(Ursus thibetanus)为研究对象,以其重要柄息地秦岭山系为研究区域,选取68个黑熊分布点数据和34个环境因子,应用MAXENT模型分析其生境空间分布及主要影响因子,以最大化Kappa值的生境适宜性指数为阈值划分适宜生境,结合已建自然保护区进行保护空缺分析,并通过构建阻力面和最小成本路径分析,开展黑熊生境廊道规划.结果表明:人类干扰和土地利用类型是影响黑熊生境选择的主要生态因子,居民点密度、到荒草地距离、到耕地距离3个因子对黑熊生境选择有重要影响,其综合贡献值分别为21.4%、17.5%和15.9%,到阔叶林距离、到水体距离等因子次之.黑熊的适宜生境主要集中分布在秦岭山系主脊的中西部地区,占整个秦岭山系面积的19.23%.空缺分析表明:已建自然保护区群覆盖了23.49%的适宜生境,但尚有8,480 km2处于保护区之外.为更有效保护秦岭黑熊及其生境,建议建设12条生境廊道,同时结合其他物种进行系统保护规划.     

基于结构设计与管理的绿色廊道功能类型及其规划设计重点

绿色廊道在维持区域生物多样性、改善环境质量、满足人们休闲旅游需求和实现历史文化保护等多方面发挥着重要作用,其规划设计与管理受到广泛关注。但随着概念内涵与功能复杂性的增加,绿色廊道的功能定位与相应的结构设计成为其规划与管理的重点和难点。为解决这一问题,对绿色廊道功能类型体系和相应的结构设计进行了研究。依据绿色廊道功能类型复杂性分析,提出了基于结构设计与管理的绿色廊道功能类型体系,并将其分为生物通道、环保廊道、景观游憩廊道和历史文化廊道等4个基本功能类型和22个二级类型,以指导绿色廊道功能定位;在此基础上,针对不同功能类型绿色廊道的特点,对其相应的规划设计重点问题进行了深入分析,并提出了相应的规划设计建议,以期为多功能绿色廊道的可持续性规划设计与管理提供依据。     

河流生态廊道提取方法研究及其应用思路

随着交叉学科的发展和技术手段的进步，将河流及其周边生态环境视为整体的理念和研究逐渐受到重视，然而国内对河流生态廊道的研究较少。总结了河流生态廊道的基础理论和提取方法。河流生态廊道可以依据区域规划、通过实地观测等手段直接提取，也可以采用“源地识别-阻力面构建-廊道提取”的框架间接提取。对直接和间接提取方法进行了详细的总结并分析了他们的优势和劣势，发现间接提取方法更具实践意义，且应用的流域面积更大。根据间接提取方式的特点，提出白洋淀-大清河流域河流生态廊道提取的思路。结合区域流域协同治理理念，逐步形成以白洋淀为中心、向周边辐射的河流生态廊道，实现流域水质提升、生物多样性稳定等目标，全面提升生态环境质量。在河流生态廊道提取科学性提升和提取过程中廊道宽度优化等薄弱环节提出未来研究方向。     

基于CL-PIOP方法的青岛市生态网络结构要素评价

景观生态学中的生态网络概念,已被国内外越来越多机构与学者所接受。生态网络结构要素的量化评价成为生态网络能否真正发挥在空间上调和自然生态保护与社会发展作用的关键。图形理论中相关评价指数为量化评价提供了方法。探讨如何基于图形理论中相关评价结果数据,发现对一个地区生态网络连通性有重要影响的斑块与廊道等生态网络结构要素。以青岛作为研究案例区域,使用最小成本路径模型构建了湿地和林地两种生态网络,并以一定阈值为标准对生态网络做等级划分,采用图形理论中的CL-PIOP评价方法作为基础方法,提出两种生态网络结构要素评价标准对结果数据作深入分析。分析结果表明:基于不同等级生态网络斑块的CL-PIOP重要性频次统计可以有效的识别对网络连通性有重要作用的斑块,既涵盖了几乎所有大面积的斑块,同时也包括一定数量的小面积斑块;CL-PIOP评价方法可在众多廊道中快速识别具有不可替代作用的廊道,且根据CL-PIOP值大小以及在各等级网络中非零CL-PIOP值的频率统计进一步确定廊道的重要程度。此外,不同等级网络中CL-PIOP值存在异常增大的斑块及其相关廊道对于网络构建与连通性增强有关键作用,这些斑块通常与面积等自身的属性无关,而与其在网络所处的位置相关。生态网络模型与图形理论相关方法结合可以快速有效的识别区域重要的生态用地,为相关规划中生态用地的保护、恢复提供量化依据。     

国内住区环境设计预防犯罪研究进展与反思

通过计量分析方法对近30年来住区环境设计预防犯罪领域的文献进行关键词共现分析、关键词时区分析以及关键词聚类分析等,总结了该领域在国内的研究进程及学科发展趋势。以CPTED理论为分析框架,简要梳理了该领域当前的研究方法、数据来源类型和研究发现,并结合现有城市居住区规划设计规范内容探讨其在犯罪环境预防方面的启示;在此基础上从数据来源、研究的地域性和案件类型的差异性以及研究成果的实践应用等方面对当前的研究进展进行剖析与反思。针对当前该领域实践与理论研究中存在的不足与瓶颈,对未来这一研究领域的发展和实践提出具体建议。     

基于MSPA和MCR模型的秦岭(陕西段)山地生态网络构建

快速的城市化发展破坏了生境斑块的连通性,而在应对此环境变化中,从斑块层构建区域生态网络的研究不足。本研究以秦岭(陕西段)为对象,采用形态学空间格局分析(MSPA)辨别生态源地,利用最小阻力模型(MCR)提取潜在生态廊道,构建秦岭生态网络;基于重力模型对生态网络内部斑块的重要性进行分级,并分析了网络的结构特征及景观构成。结果表明: 秦岭(陕西段)生态网络由10个生态源地、45条潜在生态廊道和38个脚踏石构成,生态源地总面积29686.15 km²;网络闭合度(0.11)、线点率(1.18)、网络连接度(0.42)、成本比(0.99)综合表明,网络结构中潜在生态廊道和生态节点的连通性较好,而源地间的连通程度低,构建网络的成本较高;重要生态廊道主要由林地、草地、耕地等景观类型构成,其中,林地面积最大,为571.00 km²,约占廊道总面积的89.2%,景观结构良好;在生态网络中应加强保护生态源地,优先建立并保护重要生态廊道和生态节点。研究结果可为秦岭生态环境保护与高质量发展提供科学的参考和依据。     

开都河流域生态安全格局构建与生态修复分区识别

生态文明建设背景下的国土空间生态修复已上升为国家战略,开展典型区域生态保护与修复研究具有重要意义。以开都河流域为研究区,并向流域外扩展20%的缓冲区,采用InVEST模型和MSPA分析方法识别生态源地,以人类居住合成指数修正电阻面,运用电路理论的方法提取生态廊道、“夹点”、障碍点区域,识别开都河流域生态安全格局,在此基础上结合生态功能区划,构建区域生态保护与修复格局。结果表明：(1)流域共识别生态源地15468.94km²,廊道498.87km及31处“夹点”、9处障碍点和24处生态断裂点,形成源地、廊道网络体系及区域生态保护与修复关键点串联的开都河流域生态安全格局;(2)以生态安全格局、生态基底等为基础并参考生态功能区划,识别开都河流域“一轴、两核、一网络、多片区”的生态保护与修复格局,并提出相应保护与修复措施,为区域国土空间生态修复规划编制及生态保护与修复的实践提供相应参考。     

基于电路理论的城市景观生态安全格局构建——以湖南省衡阳市为例

生态源地与廊道识别是生态安全格局构建的重要环节,以往研究较多关注物种迁移和扩散最优路径的选择,忽略了物种对路径选择的随机性,致使其结论未能客观地反映物种迁移和扩散过程。以衡阳市主城区为研究对象,利用InVEST模型生境质量分析模块结合Circuitscape 4.0筛选生态源地、生态廊道,继而通过Linkage Mapper评估相关生态要素重要性及连通性,构建生态安全格局并划定生态修复优先区域。结果表明: 研究区生态源地共有85处,以林地和草地为主,少量为坑塘和滩地,主要分布在蒸湘区西南部、雁峰区西部、珠晖区东北部和中南部,总面积为11.8 km²,其中,中心度大于100的生态源地有60处,占比70.6%。生态廊道有217条,潜在生态廊道有5条,主要由林地组成,其中,灌木林和疏林地比例最高,重要性较高的廊道主要分布在研究区西部,清除障碍点后,区域连通性得到明显改善,幅度最高为54.9%。根据累计电流值的提升程度,将生态修复优先区域分为3级:高级区主要涵盖4.3 km²的障碍点区域,主要分布在蒸湘区西南部、珠晖区东北部和中南部;中级区以夹点区域和中心度小于100的生态源地为主,面积为12.9 km²,主要分布在蒸湘区中部、珠晖区东北部和中南部;低级区包括51.8 km²的剩余生态源地,主要分布在珠晖区中南部。本研究通过耦合InVEST模型生境质量分析模块和电路理论构建了面向生物保护的生态安全格局,可为生物保护实践提供科学参考。     

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。     

青海果洛藏族自治州景观空间变化与生态评价

青海果洛藏族自治州位于黄河源头地区,地处青藏高原腹地,是我国海拔最高、单一民族成份比例最高的自治州.论文利用2006年遥感数据,结合野外调查,以果洛藏族自治州为例,研究黄河源头地区景观的空间结构特征和沿黄河廊道景观空间格局的镶嵌,分析了黄河两岸景观廊道的变化.并选用生态适宜性指标进行生态评价,分析了自治州六个县的生态环境适宜性.研究结果表明:果洛州主要是以草地、灌木灌丛等类型为主的资源景观,各种草地景观连接度较高.廊道效应在距离黄河10 km内作用明显,影响区域景观格局的驱动因素包括自然因素和人为因素两大方面.研究结果对于果洛藏族自治州乃至黄河源头地区的生态环境保护具有指导作用.     

文化景观视角下的历史性城市景观

历史性城市景观是遗产保护领域近十几年来提出的新概念,关于其学术意义的讨论也层出不穷。从文化景观所蕴含的时空过程的学术视角着眼,分别梳理了文化景观的学术脉络与遗产领域中的文化景观和历史性城市景观的实践发展历程,指出历史性城市景观并没有超出文化景观的学术范畴,而遗产领域当前面临的很多问题都与对文化景观学术内涵的认知缺陷有关。只有充分借鉴和吸收文化景观的学术成果,才能真正有效地应对世界遗产实践过程中复杂变化的人地关系等挑战。