面向人类世的自然与社会:景观生态学的挑战与展望——第十届国际景观生态学大会述评

第十届国际景观生态学大会于2019年7月1日至5日在意大利米兰举行,吸引来自世界各地950余名代表参会。其主题是"面向人类世的自然与社会:景观生态学的挑战与展望"。会议内容聚焦气候变化对景观格局的影响、生态系统服务与可持续发展,景观生态学与政策制定等。对我国景观生态学研究的启示主要有:(1)加强气候变化、人类活动与生态系统作用机制分析;(2)深化生态系统服务与可持续发展的动态连接;(3)拓展景观生态学研究成果在生态系统管理与可持续发展中的应用。     

农业景观的生态规划与设计

从景观生态学的基本理论出发,探讨农业景观的生态规划与设计原理及方法,认为因涉及问题的宏观空间性、关联性及综合性等特点,使农业景观的生态规划与设计成为景观生态学的重要应用领域,进而以地处我国半干旱半湿润地带冀西北涿盆地进行了案实践。     

沈阳市郊秋菜田的景观生态研究Ⅱ.秋菜田斑块与其它相邻景观要素间相互关系

对沈阳市郊区秋菜田斑块与相邻接的其它景观要素的某些相互关系进行了研究,得出了在某一时段内通过一秋菜田斑块和一玉米田斑块之间界面移动的节肢动物类群和数量,观测到7个目的昆虫以平均流量10.3只*m-1*d-1通过两斑块边界相互流动,以及一乡村道路交通扬尘对秋菜田上降尘率大小和范围的影响,受道路交通影响较大的范围可达菜田内14m处.并以这些观测结果为基础,讨论了农业景观中农业生态系统镶嵌的某些原理.     

景观多功能性:概念辨析、近今进展与前沿议题

景观多功能性是指景观同时提供多种功能,且不同功能间存在相互作用的特性。良好的景观多功能性可以有效提升区域人类福祉,使景观多功能性成为一项典型的人地耦合研究议题。然而,概念不明确、计量方法粗略、实践应用较少是当前制约景观多功能性研究继续深化的重要障碍。通过明晰景观多功能性与生态系统功能、生态系统服务、土地功能、景观服务、景观可持续性等近似概念的逻辑关系,梳理近年来国际上农业景观多功能性、城市景观多功能性以及其他具有区域特色的景观多功能性研究进展,发现格局-过程-服务-可持续性的级联研究链条已逐渐显现。未来景观多功能性研究有待基于供需原理优化景观功能评估指标与方法,正确认知景观功能主导性与多样性的关系,探究可持续发展目标达成的多目标协同途径,为国土空间优化提供理论、方法与实践指引。     

沈阳市郊秋菜田的景观生态研究Ⅰ.秋菜田斑块特征

对沈阳市郊区农业景观中的秋菜田斑块的大小、形状及与其它斑块或廊道的邻接情况等基本特征进行了典型调查,分析和讨论了菜田斑块在该景观中的镶嵌特征.在距城区约5km以内的近郊区,许多秋菜田斑块相互邻接,并与各类公路相邻接;距城区5～10km的中郊区,许多秋菜田斑块与玉米田斑块相邻接,并与乡村道路相邻接;在距城区10km以上的远郊区,多数秋菜田斑块被玉米田斑块所包围,并与乡村道路相邻接.     

多功能农业景观:内涵、进展与研究范式

多功能农业景观是景观尺度下农业多功能性的空间表征,具有生物多样性保护、田园风光留存和地域文化传承等多种重要的非经济功能。构建多功能农业景观是促进区域农业可持续发展与人类福祉提升的重要途径,同时也是多学科交叉的综合性研究。在已有景观生态学研究范式的基础上,探讨了多功能农业景观的内涵和国内外相关研究进展,并提出了"格局-功能-需求-管理"的多功能农业景观研究范式。与此同时,绘制了新研究范式的概念框架,通过划分四大研究模块具体分析了如何基于新研究范式开展多功能农业景观的构建、评价和管理等工作。本研究为实现区域农业景观的可持续发展和阐明多功能农业景观的内在运行机制奠定理论基础提供支持,为乡村生态景观营造关键问题的解决与多功能农业景观的实际构建提供帮助。     

面向生态监管的多等级生态功能网格概念与框架

科学有效的生态监管是落实我国生态文明建设、保障区域生态安全、实现城市可持续发展的必要途径和重要抓手。生态系统的监管涉及到社会、经济、自然等多个维度,水、土、气、生等多类要素,国家到局地等多个尺度。目前,已有生态监管常存在生态系统、生态要素、行政单元的割裂。如何整体考虑以上特征,开展科学的、系统的、空间显性的生态监管亟需理论技术的创新。通过整合等级斑块动态范式、复合生态系统理论、多功能景观理论,构建了多等级生态功能网格框架,以期为生态监管提供一个综合的概念与技术框架。等级斑块动态范式从等级作用的角度构建了多等级网格骨架,复合生态系统理论从多个维度丰富了多等级网格内涵,多功能景观理论明确了网格的功能。通过耦合多等级生态功能网格的划分、评价和监管,可实现系统、整体、差异化的生态监管,为生态文明建设提供有力支撑。     

沈阳市郊秋菜田的景观生态研究Ⅱ．秋菜田斑块五其它相邻景观要素间相互关系

对沈阳市郊区秋菜田斑块与相邻接的其它景观要素的某些相互关系进行了研究 ,得出了在某一时段内通过一秋菜田斑块和一玉米田斑块之间界面移动的节肢动物类群和数量 ,观测到 7个目的昆虫以平均流量 10 .3只·m-1·d-1通过两斑块边界相互流动 ,以及一乡村道路交通扬尘对秋菜田上降尘率大小和范围的影响 ,受道路交通影响较大的范围可达菜田内 14m处 .并以这些观测结果为基础 ,讨论了农业景观中农业生态系统镶嵌的某些原理 .     

福建东山岛防护林景观格局与生态价值研究

运用景观生态学原理和森林环境价值计量方法,对东山岛防护林景观格局与生态价值进行研究。首先选取斑块密度、边缘密度、分维数、景观多样性、景观优势度和均匀度指数等指标,分析东山岛防护林景观的空间分布和空间格局特征,并从中小尺度的防护林生态系统及其重要生态服务功能角度出发,运用市场价值法、造林成本法、生产成本法、影子工程法等方法进行生态价值评估。结果表明人类活动对东山岛防护林的景观格局产生很大影响,得出东山岛防护林生态系统固定CO₂、释放O₂及防风固沙服务功能的平均价值为39.45×10⁶～92.55×10⁶元。     

沈阳市郊秋菜田的景观生态研究I．秋菜田斑块特征

对沈阳市郊区农业景观中的秋菜田斑块的大小,形状及与其它斑块或廓道的邻接情况等基本特征进行了典型调查,分析和讨论了菜田斑块在景观中的镶嵌特征,在距城区约5km以内的近区,许多秋菜田斑块相互邻近,并与各类公路相邻接,距城区5－10km的中郊区,许多秋菜田斑块与玉米田斑块相邻接,并与乡村道路相邻接,在距城区10km以上的远郊区,多数秋菜田斑块被玉米田斑块所包围,并与乡村道路相邻接。     

可持续景观规划——融合景观可持续性研究与地理设计

人类活动对景观的影响遍及世界各个角落,其广度、强度、频度不断增大。为了改变生态环境在人类社会经济增长压力下的不可持续状态,景观需要科学合理的设计与管理。可持续景观规划是在景观尺度上,在可持续性科学的指导下,平衡生态系统服务的供需关系,将生态、社会、经济活动过程反映到空间优化上,不断提高人类福祉的规划过程。为了能够实践该规划思路,在景观可持续性研究与地理设计融合的概念框架基础上,提出可持续景观规划的八个步骤,在问题诊断与目标设定、多源数据组织与管理、尺度匹配与多尺度分析、景观格局过程分析和可持续性评估、生态系统服务与景观格局关系模拟、情景分析与方案评估、地理设计平台搭建、可视化与人机互动等关键步骤中,融入了强-弱可持续性、多尺度分析、生态系统服务、可持续性指标、大数据应用,以及文化和地方感。研究提出的可持续性景观规划步骤与实现路径体现了多学科交叉、实时评估反馈、信息技术应用、利益相关者参与的特点,可被用于旨在提高人类福祉的多尺度空间优化和可持续景观设计。     

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.     

景观可持续性与景观可持续性科学

人类活动已经剧烈地改变了自然环境,全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染等种种迹象表明当今世界正处在一个不可持续的运行轨迹上,实现可持续发展成为21世纪人类面临的巨大挑战。景观是理解与塑造人类社会和环境关系最具操作性的尺度,也是提供景观服务,实现人类福祉最重要的场所。景观可持续性研究对于人类具有重要意义。景观可持续性是指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供景观服务、维护和改善本区域人类福祉的综合能力。景观可持续性具有跨学科、多维度特征,强调景观弹性和可再生能力;景观服务是景观可持续性研究中的重要概念,它是连接自然资本与人类福祉的关键桥梁,也是将景观可持续性与景观生态学紧密联系在一起的纽带。格局-过程-设计新范式的产生是景观可持续性研究的新发展。在景观可持续性快速发展的同时,聚焦于景观和区域尺度的景观可持续性科学应运而生。景观可持续性科学以景观格局、景观服务、人类福祉三者之间的动态关系为主要研究内容,充分融合了景观生态学空间显示方法、可持续性指标体系和GISRS等方法技术,其理论框架和研究方法体系正在逐步形成和完善之中。景观可持续性科学是可持续性科学的重要组成部分,虽然处于刚刚起步阶段,它必将成为未来十多年可持续性科学的研究热点。     

城市河流的景观生态学研究:概念框架

城市河流作为城市景观中一种重要的生态廊道,其功能的正常实现与否关系到整个城市的可持续发展。通过分析当前城市河流的研究概况,发现应用景观生态学原理对城市河流展开多尺度、多学科的综合研究是实现“自然-人类-水体”可持续发展的必然趋势。从景观生态学的角度出发,结合城市河流的特点,提出了更为综合的、景观水平上的城市河流研究的概念框架。特别针对景观生态学研究的核心问题,对城市河流的研究尺度、格局分析、干扰程度等重要方面进行了详细论述,以期在景观水平上构建城市河流的可持续发展预案。     

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。     

Multiple successional pathways in human‐modified tropical landscapes: new insights from forest succession,forest fragmentation and landscape ecology research

Old‐growth tropical forests are being extensively deforested and fragmented worldwide. Yet forest recovery through succession has led to an expansion of secondary forests in human‐modified tropical landscapes (HMTLs). Secondary forests thus emerge as a potential repository for tropical biodiversity, and also as a source of essential ecosystem functions and services in HMTLs. Such critical roles are controversial, however, as they depend on successional, landscape and socio‐economic dynamics, which can vary widely within and across landscapes and regions. Understanding the main drivers of successional pathways of disturbed tropical forests is critically needed for improving management, conservation, and restoration strategies. Here, we combine emerging knowledge from tropical forest succession, forest fragmentation and landscape ecology research to identify the main driving forces shaping successional pathways at different spatial scales. We also explore causal connections between land‐use dynamics and the level of predictability of successional pathways, and examine potential implications of such connections to determine the importance of secondary forests for biodiversity conservation in HMTLs. We show that secondary succession (SS) in tropical landscapes is a multifactorial phenomenon affected by a myriad of forces operating at multiple spatio‐temporal scales. SS is relatively fast and more predictable in recently modified landscapes and where well‐preserved biodiversity‐rich native forests are still present in the landscape. Yet the increasing variation in landscape spatial configuration and matrix heterogeneity in landscapes with intermediate levels of disturbance increases the uncertainty of successional pathways. In landscapes that have suffered extensive and intensive human disturbances, however, succession can be slow or arrested, with impoverished assemblages and reduced potential to deliver ecosystem functions and services. We conclude that: (i) succession must be examined using more comprehensive explanatory models, providing information about the forces affecting not only the presence but also the persistence of species and ecological groups, particularly of those taxa expected to be extirpated from HMTLs; (ii) SS research should integrate new aspects from forest fragmentation and landscape ecology research to address accurately the potential of secondary forests to serve as biodiversity repositories; and (iii) secondary forest stands, as a dynamic component of HMTLs, must be incorporated as key elements of conservation planning; i.e. secondary forest stands must be actively managed (e.g. using assisted forest restoration) according to conservation goals at broad spatial scales.     

景观生态学中的十大研究论题

近年来 ,景观生态学在理论、方法及应用诸方面均取得了长足发展。但作为一个迅速发展中的学科 ,景观生态学尚面临着许多新的问题和挑战。基于两次相关论题的国际研讨会 ,概述当今景观生态学十大研究论题 ,以促进国内该学科的全面发展。     

景观生态学在大气污染研究中的应用

快速城市化和工业化进程造成了一系列大气污染问题,亟需在宏观尺度上解析大气污染时空分布规律。景观生态学关注格局与过程耦合,景观"源汇"理论可对应解析大气污染物的源与汇效应,将景观生态学的理论与方法引入大气污染研究中已成为解决当前区域发展与大气污染权衡的有效途径。从景观生态学视角辨识了景观与大气污染物的源汇关系,系统梳理了景观格局与大气污染的定量关系,指出当前景观格局指标仍需进一步完善以表征大气污染时空分布特征,而高质量大气污染物时空数据的缺乏是限制景观格局与大气污染过程耦合分析的重要因素,拓展应用景观"源汇"理论,定量解析景观格局对大气污染的源汇效应,同时进一步研发遥感反演技术,实现大气污染物分布格局的精细刻画,将为区域景观规划提供重要支撑。强化大气污染研究中的景观生态学分析途径,将有助于深化景观生态学格局与过程耦合研究体系,也将为景观可持续管理提供有力的科学支撑。     

2010年来黄土高原景观生态研究进展

严重的水土流失以及不合理的土地利用加剧了黄土高原土地资源的退化,导致该地区生态环境脆弱、生态系统服务不断下降。针对黄土高原地区存在的问题,我国学者基于景观生态学原理和方法,围绕"景观格局演变-驱动机制-水土流失过程-生态系统服务"的框架开展了大量研究,取得了一系列研究成果。通过梳理和总结2010年以来黄土高原地区景观生态学研究的现状和特点,指出了目前研究中存在的问题和不足,突出表现在区域比较研究、景观格局与生态过程耦合研究、生态服务权衡方法和模型构建等方面比较缺乏。建议未来黄土高原的景观生态学研究应加强区域尺度上的综合研究和不同地区之间的比较研究,深化景观格局演变的形成机理;进一步开展景观格局与过程的定量识别方法学研究,开发格局-过程耦合模型;加强生态系统过程与服务研究,同时开展相应的实证性研究,研发适宜的生态服务权衡模型,进而深入探讨区域生态系统服务的权衡机制。     

城市生态景观研究的基础理论框架与技术构架

构建人与自然和谐的生态景观是当今城市发展的重要目标之一,统一的内涵和完善的指标体系是城市生态景观规划和设计的迫切需求。通过概括城市生态景观的基本内涵和主要特征,认为其核心价值包括可持续性、生态经济效益及和谐性。据此,提出了8条指导原则,包括景观自然度、物种安全性和多样性、雨水利用效率、污染物排放和处理、绿色能源和材料利用、局地小气候调节、景观视觉享受以及精神内涵和文化品位,并根据文献资料和行业导则,整理并归纳了有关的定量评价指标和适用范围。最后总结了城市生态景观的技术构架,以及在资源保护和节约、功能与形式的有机结合、系统生态价值最大化等方面亟待解决的关键技术。为城市生态景观研究提供基础理论框架,也可以为城市生态景观的具体实践提供参考。