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。     

自然生态价值、生态资产管理及价值实现的生态经济学基础研究——科学概念、基础理论及实现途径

自然界的生态系统为人类繁衍发展提供各式各样的生活、生产和生计的环境条件与自然资源。基于自然规律的生态系统管理是人类社会不断认知自然生态价值、保护利用自然环境和资源、创造积累生态资产、维持社会经济系统永续发展的基本途径。以此为核心认知的区域生态经济学或经济生态学,正在成为探讨人类世地球系统演变及社会经济可持续发展问题的科学研究前沿。本文以大尺度区域宏观生态系统科学为学术视角,以生态系统的多功能性与多元价值观为基础,综合论述了自然生态价值、生态资产、生态产品等基本概念;从生态学、社会学和经济学融合角度,分析讨论了生态资产形成与变化、生态产品生产与消费、生态投资与生态资产损益等过程原理;提出了区域生态资产的系统经营与生态价值实现途径,期望为我国及区域生态系统价值及生态资产的评估,生态产业及生态价值实现体系的发展提供理论和方法学参考。     

地下水微生物功能群及生物地球化学循环

地下水系统是地球关键带的重要组成部分,为微生物提供了特殊的栖息环境和复杂的生存条件,进而演化出复杂的生物地球化学过程。随着多技术、多学科的交叉融合及发展,近几十年地下水微生物功能群及生物地球化学循环研究取得了引人瞩目的重要进展。本文从地下水中的微生物群功能分区、微生物介导的地球化学元素循环、污染与修复中的生物地球化学过程,以及生物地球化学过程数值模拟等方面对国内外相关研究进展进行了综述,并对地下水系统中微生物"暗物质、暗过程"、微生物修复、地下水医学地质学,以及地下水多学科交叉融合等研究方向和前景进行了展望。     

生态系统碳平衡和碳循环研究的理论和方法国际学术研讨会在广州召开

2005年7月1日-3日,由中国科学院华南植物园、广州市科学技术协会、中华海外生态学者联合会、国家自然基金委生命科学部、中国生态系统研究网络、南京大学国际地球系统科学研究所、北美生态学会（ESA）亚洲分会联合主办,中国科学院华南植物园承办的“生态系统碳平衡和碳循环研究的理论和方法”国际学术研讨会在广州燕岭大厦顺利召开。     

西北干旱区国土空间生态修复优先区识别——以黑河流域张掖市为例

基于整体保护与系统治理思维识别西北干旱区国土空间生态修复优先区,是筑牢国家生态安全屏障、推进国土空间生态文明建设的重要举措。本研究以典型西北干旱区城市——张掖市为例,采用生态服务功能重要性、电路理论、生态敏感性及生态退化评估等方法从生态网络内部缺陷和外部威胁两方面构建“生态网络-生态敏感性-生态退化”研究框架,识别西北干旱区国土空间生态修复优先区,并提出修复策略。结果表明：张掖市生态修复优先区集中在生态脆弱且人类活动干扰强烈的河流沿岸人工防护林带及平原-荒漠-绿洲过渡带。研究区生态网络包括39个生态源地和99条生态廊道,高度敏感区和退化区面积分别为1595.40和6.65 km²。基于生态网络内部缺陷和外部威胁识别国土空间生态修复优先区31个生态夹点、7个障碍点及753.56 km²生态源地,这些区域向内关乎生态网络的连通,向外维持着生态系统稳定,是未来着重修复的区域。本研究遵循国土空间整体保护、系统修复理念,提出了综合生态网络内部缺陷和外部威胁的国土空间生态修复思路,可为张掖市生态系统综合管理及国土空间优化提供科学基础和决策依据。     

生态学研究重点的转移 广东省生态学会理事长、中山大学张宏达教授在“生态学与生态经济研讨班”上的讲话(摘要)

“生态学”又叫“自然的经济学”,由于研究范围的扩大,生态学已将研究的重点转移到研究地球的整个“家务”上来了。近30年来,随着人口、粮食、能源、资源和环境等重大世界性问题的出现,生态学研究的范围越来越广泛,内容越来越事实。它不仅通过生态问题的研究,把生物学、地学、数学、化学、物理学、系统工程学等自然科学联系起来,而且把自然科学和社会科学(经济学、社会学等)联系起来。可以说,生态科学无所不包,无处不在的。我们今天举办的“生态学与生态经济研讨班”,就是我们生态学会朝着生态科学与经济科学相结合的方向迈出的     

生态保护与修复理论和技术国外研究进展

人类进入的21世纪,是一个人类真正需要进行生态反思的世纪。反思我们与自然的关系,反思我们与地球生命支持系统中植物、动物、抑或微生物的关系,反思我们与地球环境保障系统中的江河湖海、山川大地、森林草原、城镇乡村的关系。地球生物圈尚存的完整自然生态系统愈来愈少,人类未来生存、发展及适应全球变化的珍贵缓冲区（buffers）正快速萎缩,地球表面随处可见的3D系统（degraded,damaged and destroyed ecosystems）正快速增加,人类生命支撑系统中最为重要的生物多样性也正以前所未有的速度丧失,人类生存与发展之基失稳,亟待从生态保护理念出发,探索生态技术解决方案。在辨析生态、生态保护与生态修复内涵的基础上,基于文献计量学方法,以生态保护（ecological protection）和生态修复（ecological restoration）为主题词在Web of Science上检索了生态保护与生态修复近70年发文量及国际主流杂志发文量,分析了生态系统退化机制及驱动力,总结了国外生态保护与生态修复所依托的先进理论和技术方法,以期为我国生态系统保护与退化生态系统修复提供一定的理论指导。     

论21世纪生态学的新使命--演绎生态系统在地球表面系统过程中的作用

地球表面系统包括大气圈的对流层、水圈、生物圈和岩石圈的地壳部分 ,是“地球系统”中与人类当前生存关系最密切、最直接的部分。地球表面系统是一个反馈和控制系统 ,生物圈 ,尤其是人类表现出越来越重要的作用。地球表面系统研究使生态学与地学各学科领域相整合。在此新的整合研究中 ,不同生态系统类型成果的“整合”和向区域、流域尺度应用的“尺度转化”,以及生态过程与各地学过程的“整合”成为难点。文章介绍了地球表面系统的国际研究计划、研究状况和技术手段 ,总结了我国目前的研究进展、存在的问题 ,指出演绎生态系统在地球表面系统过程中的作用是本世纪生态学的重要任务 ,并提出了推动我国该领域发展的相关建议     

生态土地分类研究进展

土地分类是土地评价、规划和管理的基础,对林业资源可持续利用具有重要的意义.生态土地分类是目前土地分类的主要方向和趋势,国际上早已开展此项研究.随着景观生态学和3S技术的发展,生态分类系统的研制已成为生态土地分类的重点.本文对生态土地分类的定义、特点、发展历史、生态分类系统理论,以及国际生态分类系统的发展趋势进行了系统的综述,并指出以资源(森林、土地、水域等)多目标管理为基础,定量与定性相结合的多因子多层次综合是未来生态土地研究发展的总趋势,有必要在我国大力开展相关研究.     

分子生物学方法及其在海洋微生物生态中的应用

微生物在生态系统中起着独一无二的生态作用.微生物生态学的发展和工农业、环境保护及社会科学有着紧密的联系.海洋作为地球上最大的生境,孕育着大量的生物资源,是研究微生物生态的主要来源.综述微生物生态研究相关的分子生物学方法及海洋微生物生态的应用进展.     

环太湖复合型生态网络构建

生态网络构建的定量化研究已在生态规划中发挥了重要作用,但复合型生态网络构建却仍旧停留在理论探索与创新阶段。以环太湖地区为例,基于RS和GIS软件平台,采用最短路径分析方法模拟研究区潜在的生态廊道;然后叠加景观、游憩图谱网络,进行无标度网络的构建和检测,构建空间效能好的环太湖复合型生态网络图谱,并据此有针对性地提出复合型生态网络结构和框架优化的建议。研究结果表明,环太湖区域的生态网络和景观、游憩网络可以通过图谱分析和无标度网络检测进行整合,构建出空间效能好的复合型生态网络模型,从而指导环湖生态、景观、游憩资源的耦合发展与廊道建设;通过对不同分区的图谱形态和指标分析,具有小世界网络特征的太湖北部的苏州段和无锡段应以保护和连接为重点,南部的湖州段无标度网络特征明显,成长潜力较好,需要进行高质量的规划保护和开发。     

生态土地分类研究进展

土地分类是土地评价,替代和管理的基础,对林业资源可持续利用具有重要的意义。生态土地分类是目前土地分类的主要方向和趋势。国际上早已开展此项研究。随着景观生态学和3S技术的发展,生态分类系统的研制已成为生态土地分类的重点。本文对生态土地分类的定义,特点,发展历史,生态分类系统理论,以及国际生态分类系统的发展趋势进行了系统的综述,并指出以资源（森林,土地,水域等）多目标管理为基础,定量与定性相结合的多因子多层次综合是未来生态土地研究发展的总趋势,有必要在我国大力开展相关研究。     

宏基因组学在未培养微生物研究中的应用

自然环境中约99%的微生物不能用传统的分离培养方法获得其纯培养。随着宏基因组技术的出现,人们可以对这一庞大的未知世界进行多方面的研究,包括微生物的生理、生态及其基因功能等。利用这一技术,研究者已经对地球上的许多生境进行了研究,并取得了很多新的成就。简要概述这一技术在研究未培养微生物方面的应用。     

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。     

基于生态网络的城市代谢结构模拟研究——以大连市为例

基于生态热力学的城市系统结构的研究是实现城市生态规划和环境管理等实际工作优化与决策的关键理论问题之一。基于生态热力学 流核算方法,建立大连市生态网络模型,通过路径分析探讨了代谢长度与代谢路径数量、连通性的变化关系,确定了城市代谢系统的基本营养结构,以及各组分间的作用途径;利用网络有效利用矩阵中正负号分布、数量比值,确定了城市代谢系统各组分间的作用方式、共生状况,最后揭示出固有网络结构中复杂的生态关系。结果表明:大连是具有一个高度竞争性的部门共生体,而且随着代谢长度的增加,城市代谢系统中各组分间的作用途径更为多样,代谢路径数量、连通性不断提高。该研究可为政策制定者确定如何在现有的经济基础上,避免支付高额生态成本和重复发达国家城市建设中的末端控制模式,推动社会系统的生态化转型实践,促进城市的健康发展。     

高原湖泊流域国土空间生态修复优先区诊断及修复研究

高原湖泊流域是高原地区人类活动的重要载体,兼具高生态价值和高脆弱性的特点。随着高原湖泊流域城市化和工业化发展加速,湖泊面积萎缩,污染加剧,流域生态环境受损严重,引发了一系列生态环境问题,如水土流失、水污染、湿地退化、生境质量下降等。亟需开展生态修复以平衡经济发展与生态环境保护之间关系,而基于整体保护与系统治理思维诊断并修复生态修复优先区,是科学有序推进国土空间生态保护与修复的重要抓手。基于此,研究以高原湖泊流域典型代表滇池流域为例,利用人类足迹和景观生态风险模型定量评估生态系统所受负向干扰,以最小累积阻力模型和电路理论构建流域生态网络;提取生态网络受负向干扰较高的关键区域为生态修复优先区并提出针对性修复措施。研究表明：(1)滇池流域人类干扰和生态风险整体较高,人类干扰整体呈核心—边缘递减的圈层式分布,中高生态风险占据了绝大部分区域。人类交通网络大幅扩展了人类干扰和生态风险的强度和深度;(2)区域生态网络呈典型湖泊生态网络特点,38条生态廊道呈放射状或环状分布,连通湖区、山区两大生态空间内共23块生态源地,保障区域生态安全;(3)研究共提取生态源地修复优先区73.83km²     

《中国植被志》:为中国植被登记造册

正植被是某一地段内所有植物群落的集合。植被是地球表面最显著的特征,是环境多样性与复杂性的指示者,是地球生命系统赖以生存的物质基础。植被不仅蕴藏着丰富的生物资源,具有环境保护和生物多样性保育的功能,在保障国家生态安全和生态文明建设中也具有不可替代的作用。中国是世界上植被类型最丰富的国家之一。近     

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。     

基于智能体模型的青岛市林地生态格局评价与优化

设计并在GIS平台上开发了基于智能体的生态格局评价模型,以青岛市及周边地区林地为研究对象,分析不同林地空间格局及生态网络保护框架对于物种生存与扩散的影响.结果表明,与现状相比,不同等级的生态网络框架对物种种群数量与物种迁移都有明显提升,且等级越高的生态网络框架提升作用越明显.然而仅仅依靠生态网络框架不足以使研究区域林地系统形成功能上的相互连通,因此,在分析研究区域现状土地利用格局基础上,提出与湿地系统结合,在胶州湾周围及大沽河干流地区增加林地的空间布局.通过模型模拟分析,发现优化后的林地空间格局结合生态网络框架能有效提升林地之间的物种扩散.基于模拟结果,为研究区林地生态格局构建提出如下建议:(1)保证现有的规模较大的林地不被破坏;(2)青岛市中部湿地系统可以作为新增林地的理想区域;(3)生态网络框架可作为青岛市建立城市组团间生态间隔的空间参考.     

京津冀城市群生态网络构建与优化

生态安全是人类生活的基本保障,快速城镇化致使大型生态源地破碎化、岛屿化,生态环境问题日益严重。构建生态网络不仅能加强生态源地间的连通性,完善生态功能,还能提高生态系统的综合能力,改善恶化的生态环境问题。以京津冀为研究区,基于地理空间分析技术确定京津冀生态源地,对研究区内的林地、湿地、草地,结合生态红线等进行区域叠加从而完成源地提取;基于最小成本路径方法,考虑土地利用及高程影响因子,提取京津冀城市群生态廊道,分析统计廊道分布情况;结合重力模型与重要生态源地连通性筛选出京津冀重要生态廊道,叠加现有国道、河流构建生态网络,对重要生态节点进行分析。研究结果表明,生态源地面积占研究区总面积比例为21.76%,林地、湿地、草地面积占总生态源地面积分别为82.78%,11.05%,6.17%;不同地貌区域生态源地类型不同,林地主要分布在山区,湿地主要分布在平原区域,草地主要分布在研究区西北部;景观成本值平原区域高于草原和山区,北京、天津、石家庄城区及周边景观成本值最高;采用最小成本路径模型提取廊道579条,其中张家口、承德区域生态网络较好,平原区域生态源地及生态节点缺失较为严重。最后,对北京、天津、白洋淀、衡水湖等重点生态区域提出修复和保护意见,为京津冀城市群发展提供参考。此外,本研究对其他地区生态网络的构建提供理论依据与技术支持。