生态基础设施的定义、内涵及其服务能力研究进展

生态基础设施是保持、改善和增加生态系统服务必备的一系列条件和组合,其类型包括城市绿地、湿地、农田、生物滞留池、绿色屋顶等自然和半自然系统,是城市可持续发展的重要保障和支撑。生态基础设施的功能是保障城市生态功能正常运行,并且其居民持续地获得生态服务。对生态基础设施的定义和内涵进行了辨析,分别从区域与城市/社区尺度对生态基础设施提供的调节服务、支持服务、文化服务和供应服务4个方面的生态系统服务进行了梳理,并针对生态基础设施的径流滞蓄、水质净化和气候调节能力与提升技术进行了具体讨论。对生态基础设施服务评估的物质量评估、价值量评估、能值分析以及模型模拟方法的适用性与局限性进行了总结与比较。基于上述分析提出了生态基础设施未来几点研究方向:(1)生态基础设施的多尺度协调规划;(2)基于物联网技术的生态基础设施智能监测体系;(3)基于景感生态学的生态基础设施服务能力综合评估方法。     

城市生态学自然模拟实验研究进展

自然模拟实验,通过适当控制影响因素研究自然状态下生态系统变化,已经越来越受到生态学家的欢迎。新兴的快速发展的城市生态学越来越多的采用自然模拟实验方法。研究从城市生态学的实验设计方法(如人工梯度、自然梯度和城市建设实验)、环境因子(如空气污染、热岛、灯光和地表硬化)生态效应和生态系统(如社区、绿地、绿化屋顶和集水区)响应等方面,分析了国内外大量城市生态学自然模拟实验的研究案例,并总结了城市生态学自然模拟实验的特点,指出了城市生态学模拟实验应该考虑的主要问题,并提出未来主要发展方向：(1)多种环境因子复合影响模拟实验研究,(2)生态系统结构和功能响应模拟实验研究,(3)近自然的长期模拟实验研究,(4)大范围的联网模拟实验研究和(5)面向城市生态恢复和建设的模拟实验研究。希望研究能够为推进我国城市生态学的实验研究起到抛砖引玉作用。     

河岸植被缓冲带主要生态服务功能研究的现状与展望

河岸植被缓冲带是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带,具有独特的生态系统结构和服务功能,也是近年来生态学和环境科学研究的热点之一.本文对河岸带的生态系统结构及其在生物多样性维持、非点源氮素污染防治等主要生态服务功能方面的研究进行了系统总结和分析.由于岸边缓冲带具有结构复杂、系统内外干扰因子多、时空异质性强等特征,要实现对河岸带生态系统的科学有效管理,还需要进行大量的理论和案例研究.从系统生态学和景观生态学的角度,展望了该领域的研究前景:(1)加强人类活动干扰如土地利用的时空变化对河岸区域生物多样性分布特征和生态环境效应的影响研究;(2)加强不同河岸植被缓冲带结构和区域环境特征对非点源氮素污染净化机理和控制过程的研究;(3)在小尺度长期定位观测和机理研究的基础上,综合运用数学方法、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等工具,开发适合我国地域特点和环境特征的生态系统管理模型,定量研究河岸带生态系统结构、过程与功能动态变化及其与人类活动干扰之间的相互关系和影响机制,为区域社会经济的可持续发展提供科学依据和管理对策.     

雄安新区生态基础设施建设与城市发展协同度评价

雄安新区的建设目标是构建“绿色生态宜居新城区”,将城市发展与生态宜居并行。生态基础设施作为城市中提供生态系统服务的条件与过程,对构建绿色生态宜居新城区起到主要支撑作用。构建了生态基础设施建设与城市发展的指标体系。在现状分析的基础上,根据雄安新区规划文件,采用地区类比法等方法对生态基础设施建设与城市发展情况进行预测,以形态学空间格局分析(MSPA)模型处理得到的7类景观类型作为生态基础设施指标,并从人口、经济、产业、城镇化4方面构建雄安新区城市发展指标;其次建立耦合协同模型,分析2010、2015、2017、2025、2035、2050年6个年度雄安新区生态基础设施建设与城市发展的协同度水平。研究结果表明,雄安新区生态基础设施建设与城市发展在早期处于濒临失调状态,后续经过政策引导,雄安新区生态基础设施建设与城市发展协同程度逐渐提高,至2050年已达到良好协同状态。研究结果可为促进雄安新区生态基础设施建设与城市协同发展提供科学参考。     

城市生态系统长期观测研究站及其主要任务

随着对城市人居环境质量高度关注,城市生态学越来越受到重视。城市生态系统长期观测研究站(简称城市生态站),作为能够跟踪和研究城市生态系统长期变化规律的一种研究手段,在国内外得到了较快发展。在分析国内外城市生态站的研究经验和实践过程基础上,提出了城市生态站的科学目标、研究内容和主要工作,特别就城市生态站的观测工作、模拟实验工作和社会服务的基本框架和工作内容进行了论述,可以作为城市生态站建设的设计思路。为我国新建和完善城市生态站工作提供重要指导作用。     

生态系统及其服务保护评估:指标与方法

生态系统及其服务的保护日益成为保护生态学研究的前沿和热点领域.本文对国际上生态系统保护和生态系统服务评估的最新概念和方法进展进行综述,主要包括生态系统保护状况及濒危或保护优先等级确定的指标、标准,以及生态系统服务评估和保护的主要方法(包括参数法、模型法和定量指标法),并结合中国生态保护研究的进展和需求,明确了急需解决的问题:1)提出适合中国国情的生态系统保护评估的指标、标准和方法;2)发展生态系统服务评估的定量化方法;3)确定生态系统和生态功能保护需求及其空间优化布局;4)生态系统及其服务保护的政策和激励机制.这些问题的解决将会为生态文明建设提供重要保障.     

城市生态基础设施管理研究进展

城市生态基础设施作为城市生态系统的重要组成部分,在维持自然生态过程稳定、促进社会经济发展、保障人居环境质量方面发挥着重要的作用。在快速城市化进程中,对城市生态基础设施进行科学的管理显得尤为重要。在重新明确城市生态基础设施管理概念和内涵的基础上,归纳提炼了4项管理原则,并对现有管理类型进行了梳理。对生态基础设施管理涉及的3个关键问题的常见解决方法进行了总结、分类,并对每类方法的优劣进行了分析讨论。针对此领域的工作做了展望。对于现有城市生态基础设施管理问题与方法的整合研究既有利于明确今后研究重点,也为城市生态基础设施管理提供了科学依据和案例参考。     

红树林生态系统服务功能研究综述

红树林湿地是热带亚热带地区陆地生态系统向海洋生态系统过渡的重要生态系统,具有重要的生态环境服务功能。由于其特殊的生态功能和较高的经济、社会价值,近年来成为湿地生态学研究的热点。本文对红树林生态系统在生产有机物、维持热带亚热带河口生态系统、降低风速以及海水流速、防治和减轻灾难、截留碎屑形成陆地、保护海堤、吸附污染物净化水体、提供多种生境、维护生物多样性,以及形成优美的环境开展生态旅游等几个方面的生态服务功能进行了综述,旨在为红树林资源的保护与合理利用提供参考。同时指出,对红树林的上述生态服务功能的内在生态学过程与效应及其价值评估尚需要开展更深入的研究。     

城市生态系统服务研究综述

维持和改善城市生态系统服务与人类福祉、促进可持续发展是当前城市生态学研究的重要议题之一.本文对城市生态系统服务的已有研究进行综述:基于城市生态系统服务的概念与内涵,总结了城市生态系统服务的主要特征,即人为主导性、高需求性、异质性、动态性、多功能性、社会经济属性以及负效应;当前城市生态系统服务的评价方法主要有指标法、价值评估法与模型模拟法;在城市生态系统不同类型服务中,调节服务与文化服务对提高城市居民健康尤为重要;城市生态系统服务的权衡主要表现在支持服务与文化服务之间、调节服务与文化服务之间.最后,总结了未来城市生态系统服务发展的主要方向,特别强调了城市生态系统服务研究在城市景观规划与设计中的重要作用.     

城市荒野生态研究概述

荒野是地球表面未受人类开发建设影响或基本不受人类活动干扰的自然区域,在城市的局部人为干扰极低区域也存在荒野片段。城市荒野作为城市内部及周边区域中以自然过程主导的景观单元,其物种组成、结构、过程和功能处于基本不受人类活动干扰的状况,因此具有高度自我调节的生态过程,以及良好的生态系统服务潜力,是城市生态系统的高保护价值区域。城市荒野有别于一般人工生态系统的生态特征及生物多样性保育等高价值服务功能开始引起人们的广泛重视,被认为是完善城市生态网络、保护城市生物多样性以及应对人类世人地矛盾激化的重要机遇。当前,国内外城市荒野研究尚处在初级阶段,有关城市荒野辨识、分类及生态特征等方面的研究滞后,制约了城市荒野的价值判断与保护决策。研究系统分析了城市荒野生态研究的进展与趋势,深入辨析了城市荒野的概念、分类与生态特征,探讨了城市荒野与人类的共存挑战和协同机遇,针对现有研究不足提出了保护和修复对策,并就值得进一步关注的研究方向给出了相关建议。研究旨在阐明基于城市荒野恢复城市与自然联系的机遇和挑战,可为城市生物多样性可持续管理提供科学依据,对城市自然资本保护与增强城市生态系统韧性具有重要意义。     

城市生态系统中AM真菌侵染与群落结构特征

丛枝菌根(AM)真菌作为土壤微生物的重要成员之一,对城市生态系统可持续发展具有重要意义.本文系统总结了城市生态系统中AM真菌着生状况和群落结构特点,探讨了城市生态因子,如人类行为、植被重建与维护、城市土壤状况等对AM真菌着生状况和群落结构的影响,认为今后应加强城市生态系统中AM真菌群落结构与功能的研究,如关键城市生态因子(如水资源匮乏、热岛效应等)改变AM真菌群落结构的效应与机制.     

面向城市可持续发展的自然解决途径(NBSs)研究进展

自然解决途径(NBSs)是近几年生态学应用研究的热点,其理念是综合考虑经济、环境和社会效益,引入自然生态系统服务功能用来修复、恢复甚至提升城市生态基础设施水平,进而解决城市面临的可持续发展挑战。自然解决途径的提出为生态设计注入了新鲜的血液,提供了新的视野和技术方法。基于VOSviewer文献计量分析软件对城市自然解决途径研究的热点关键词、主要研究国家、机构以及全球分布进行了综合分析。结果发现:(1)2015年至2018年有关城市NBSs的研究论文逐渐增多,覆盖6大洲(欧洲、北美洲、亚洲、南美洲、大洋洲、非洲),多数案例是对已有实施工程中采用的可以归纳为自然解决途径的某些方法或者经验的总结凝练;(2)与城市NBSs相关研究热点从高到低主要涉及生态系统服务、绿色基础设施、气候变化、人群健康与福祉;(3)城市自然解决途径研究的主要力量主要聚集在欧洲,目前中国对于NBSs研究仍处于初期起步阶段。将有助于促进自然解决途径研究及实践在中国的发展,同时为城市生态设计和可持续发展提供新视野和新技术。     

生态系统服务研究：进展、局限和基本范式

 生态系统服务是生态学研究的热点问题。该文首先从概念、分类、价值评估理论、评估案例等方面总结了目前国内外生态系统服务的研究现状。然后评述了目前生态系统服务研究存在的局限性,包括：评估结果的准确性问题、生态资产与生态系统服务的混淆、物理量评估方法的不确定性、价值量评估的不确定性以及生态系统功能与服务的复杂性。针对这些研究的局限,文章提出了生态系统服务研究的基本范式,包括：严格区分生态资产和生态系统服务、生态系统服务评估必须基于生态观测或生态模型以及区域生态系统服务评估应区分不同样元。最后,文章展望了今后生态系统服务研究的课题：生态系统服务与生态系统结构及生态过程的关联性和复杂关系的研究,人类干扰下生态系统服务的响应与反馈研究,生态系统服务变化对人类福利的影响研究,政策机制对生态系统服务的影响研究以及不同生态系统类型的各种生态服务价值研究等方面。     

基于景感学的景感营造研究——以雨水花园为例

雨洪径流失控引发的负面问题已经影响到城市居民的正常生活。雨水花园作为典型的用于雨洪治理的生态基础设施,是进行城市水管理的重要手段。为提升雨水花园以径流控制为主的生态系统服务能力,研究团队基于物联网技术在中科院城市所内建成一座带有径流控制效益监测系统的雨水花园研究示范样地。景感学作为研究生态系统服务和可持续发展的有效途径,基于其理论分析雨水花园样地这一景感的营造途径、原则、生态系统服务能力,有助于使人-生态基础设施-自然环境三者更和谐地相互融入和适应,进而为雨水花园这类生态基础设施的营造提供借鉴经验。经探究发现雨水花园样地营造遵循了愿景呈现的双向性、方位的顺脉性、营造过程的渐进性三项原则,它可从多方面提供调节服务、支持服务与文化服务,有利于改善区域人居环境。通过径流控制效益监测系统监测、分析得出样地具备显著的调节服务（径流削减）能力,且人们可通过视感、听感、触感感知并享受雨水花园样地供给的文化服务。由于物联网监测技术与居民对各部分生态系统服务的监测和感知能力各有侧重,本研究认为可结合物联网相关监测技术和人的物理感知对雨水花园这类生态基础设施的营造工作进行评估,进而指导这类生态基础设施的建设并提升其生态系统服务能力。     

城市小尺度生态基础设施的设计方法——以雄安新区启动区为例

高速的城市化进程带来一系列生态破坏和环境污染等可持续发展挑战，需要在城市规划阶段尽量规避这些风险。生态基础设施建设倡导生态系统修复和环境协同治理的理念，是新兴城市化背景下指导城市规划的一种有效手段。目前，国内外生态基础设施建设在宏观尺度研究比较系统，而在小尺度的研究相对欠缺。我国社区等小尺度生态基础设施建设，由于规模较小，缺乏网络化构建，导致了建设后雨水内涝、面源污染问题仍层出不穷。构建了一种城市小尺度生态基础设施的设计方法和技术流程，以雄安新区启动区为研究区开展生态基础设施设计：（1）基于实际调研与理论研究分析场地现状，综合考虑自然要素、物理感知、心理感知、生态过程等相关因素构建"廊道为骨，斑块为节"的生态基础设施体系；（2）辨识区域主要动物活动、迁徙以及保护植物多样性等功能生态斑块，构建串联全城提供多种功能的系统性廊道、增加城市内部生态系统服务的结构性廊道、将生态系统服务渗入城市肌理的局部功能性廊道；（3）从景感满意度和年径流总量控制率2个方面进行生态基础设施建设预期效果评估。研究结果有助于缓解雄安新区建设所面临生态环境问题，保障人居生活环境品质，并为今后城市建设工作提供参考。     

城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例

城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地利用数据构建需求测算模型,对西安市建成区UGI的生态系统服务供给与需求的空间格局进行研究,并分析了城市各功能区内UGI生态系统服务供给与需求的空间关系。结果表明:西安市建成区UGI生态系统服务供给总价值为4.23亿元;生态系统服务供给从研究区边缘向中心区逐渐减少,而生态系统服务需求表现出相反的格局,在空间上明显不一致,并且在城市各功能区内差别显著;西安市建成区UGI生态系统服务供给与城市对生态系统服务需求在空间分布上不相匹配。因此为了实现城市的生态环境与经济社会的可持续发展,迫切需要通过合理的UGI建设使生态系统服务供需趋于协调。     

生态系统服务研究进展——2013年第11届国际生态学大会(INTECOL Congress)会议述评

第11届国际生态学大会于8月18日至23日在英国伦敦举行,来自世界各地的2000余位代表参加了会议。此次会议规模宏大、内容丰富、气氛活跃、交流形式多样,讨论了生态学不同专题领域的最新进展。会议中关于生态系统服务的探讨主要从生态系统服务与人类福祉的关系、生态系统服务价值评估,城市可持续发展与生态系统服务三方面展开,强调了不同国家、不同领域之间的交流与协作,并展现了生态系统服务研究中的最新成果以及面临的挑战。对我国生态系统服务研究的启示主要有以下几个方面:(1)加强生态系统服务研究的国际交流与合作,注重跨学科综合型人才的培养。(2)加强对生态系统服务的尺度效应及尺度转换的研究。(3)加强生态系统服务机理的研究。(4)加强新技术在生态系统服务研究的应用,促进生态系统服务制图、模型、动态监测的发展。     

基于文献计量分析的中国乡村生态学研究综述

我国已全面建成了小康社会，新发展阶段对乡村生态环境保护治理提出更高要求，乡村生态振兴既要提升生态环境质量，又要促进农民农村共同富裕的实现。在时代发展需求中，乡村生态学的研究成果不断丰富，概念内涵不断扩展，有必要对过去20年中国乡村生态学研究进行梳理和总结，为美丽乡村建设、自然资源保护、乡村可持续发展提供理论依据。对中国乡村生态学研究进行文献计量和可视化分析，通过绘制可视化知识图谱，梳理了20年以来中国乡村生态学研究的发展脉络，提出人类感知与社会需求的层级递进是推动乡村生态学研究发展的一个主要驱动力；针对乡村生态热点，提出4个方面的研究趋势，即乡村生态环境精细化治理与预警、乡村建设中的生态环境政策和制度、乡村景观规划与乡村生态文化建设和农村生产生活消费绿色化发展与可持续性；最后，围绕需求层级理论和乡村生态系统服务，构建了乡村生态学学科边界框架，强调在多学科交叉的基础上，针对乡村生态研究的多层次多尺度的特征，重点开展乡村生态系统中社会、经济、生态多要素对乡村生态系统的综合作用及其之间相互影响关系的研究。     

基于生态系统服务供需平衡的粤港澳大湾区生态安全格局构建

构建生态安全格局是控制城市蔓延、实现区域生态安全和促进社会可持续发展的重要途经。维持生态系统服务供需平衡是生态安全健康发展的保障和关键。现有相关研究在生态源地的识别过程中缺乏对生态系统服务供需平衡,以及生态系统服务的人类活动效应的考量。因此,如何顾及生态系统服务供需平衡和人类活动识别生态源地,是构建区域生态安全格局需要解决的重要问题。以粤港澳大湾区为研究对象,基于生态系统服务供需平衡识别初始生态源地,并根据生态系统服务随土地开发程度的梯度效应进一步确定最终生态源地,而后结合生态廊道、生态战略点的识别,最终确定粤港澳大湾区生态安全格局。结果表明：(1)研究区生态系统服务供需空间匹配程度较弱,表现为四周高供给-低需求,中部高需求-低供给的空间分布特征;(2)研究区生态系统服务综合供给具有随土地开发程度增加而呈显著下降的特征,且存在显著的突变点(阈值)。即在土地开发程度超过28.27%时的生态系统服务综合供给迅速下降;(3)研究区共有100块生态源地,总面积为7344.24km²,整体呈“东西部多-中部空”的外围环绕式分布结构;(4)研究区共有175条生态廊道,总长度为...     

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。