陕北黄土高原典型人类活动影响下景观生态风险评价

植被恢复促进了景观格局和生态过程的改变,景观生态风险评价有助于揭示人类干预下生态系统结构、功能等在景观尺度产生的潜在不利生态效应。以生态脆弱、人与生态环境的相互作用敏感的陕北黄土高原为典型研究对象,根据2000、2005、2010和2015年夜间遥感地图、植被净初级生产力和土地利用数据,建立景观生态风险指数,对陕北黄土高原的综合风险状况及其变化进行定量评价,并对植被变化、城镇化分别与景观生态风险变化间的相关关系展开分析。结果表明,景观格局变化对生态稳定性有潜在影响,景观生态风险以增长趋势为主,2005—2010年景观生态风险增长的范围最大,涨幅为186.0%,其中,中风险和极高风险等级面积增长超2.7倍;2010—2015年景观生态风险增加有所缓解,增加12.9%;2000—2005年景观生态风险降低26.0%。景观生态风险低等级面积逐渐缩小,其他等级面积逐渐变大。其中,2005年后景观生态风险等级呈片状扩展,主要位于陕北西北部风沙区。植被变化、城镇化分别与景观生态风险值变化之间在西北风沙滩区均呈显著正相关。在景观生态风险增加区植被呈退化趋势;在景观生态风险低值区即退耕还林逐年拓展的区域,植被恢复促进景观生态风险的降低。植被恢复对景观生态风险的影响大于城镇化进程。研究成果对于区域发展和生态恢复的综合调控具有一定参考价值。     

基于LUCC的密云水库上游流域人为干扰动态变化

人类活动对地球表层的干扰所造成的影响和变化正日益增强,正确估计人为干扰对现在和未来环境变化影响的程度以及叠加在自然变化上的幅度具有重大意义。选择生态系统服务功能突出、人地关系矛盾剧烈的北京市密云水库上游流域为研究区,基于2005和2013年2期SPOT 5遥感影像数据,借助人为干扰度指数和GIS空间分析方法,从结构变化、类型变化、空间变化和人为干扰度4个角度,探讨密云水库上游流域人为干扰时空动态分异及变化特征。结果表明:(1)2005—2013年间,密云水库上游流域景观以林地-耕地-园地格局为主导,土地利用变化速度加快,人类活动对土地资源的集约利用强度增加。(2)农业结构调整、土地开发整理、经济发展、建设占用以及生态恢复工程是流域内土地利用与土地覆被变化的主要因素;旱地、园地、有林地、灌木林地面积减少,菜地、草地、疏林地、建设用地和滩地增加,森林生态系统质量呈退化趋势;工矿用地和未利用土地主要转为园地、林地和草地,生态恢复工程略显成效。(3)半干扰是流域内主导的干扰景观类型,全干扰和半干扰型景观面积增加,无干扰型景观面积减少,流域内景观的人为干扰强度呈现由深山区向浅山区逐渐增强的空间分异特征,交通道路沿线及人类活动活跃地区是人为干扰强度增加最显著的地区。     

广西峰丛洼地区生态需水与景观格局的空间耦合关系分析

选取广西峰丛洼地的典型区域田东县为研究对象,基于遥感和GIS技术,结合气象站实测资料,应用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith法和Arc GIS软件模拟研究区域生态需水的空间分布。利用Landsat 8数据解译出的土地利用数据,对研究区景观格局指数进行提取,分析生态需水与景观格局的相关性。结果表明:田东县年度植被生态需水定额为85.91~339.27 mm;北部和南部山区的植被生态需水定额相对较大,中部、西部和东南部区域的生态需水定额相对较小。植被生态需水定额与景观多样性、景观破碎度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.198和-0.186;与景观连通性呈极显著正相关,相关系数为0.221。研究成果可为区域的景观格局优化管理和水资源优化配置提供依据。     

武夷山风景名胜区景观要素斑块特征分析

针对近年来开展生态旅游等人类活动的强烈干扰给风景区带来巨大生态影响的问题，在武夷山风景名胜区景观类型划分的基础上，从景观要素斑块特征的角度对武夷山风景名胜区的景观格局及破碎化进行初步的研究，以期为今后武夷山风景名胜区的景观生态保护提供科学的依据．研究结果表明，在武夷山风景名胜区中，马尾松林、茶园与农田是风景区中3个主要景观类型，三者面积与周长之和分别占全区的84．581％和81．669％；景观要素的面积、周长、斑块数的分布极不平衡，尤其在3类主要景观类型中，在斑块面积、周长方面差异显著；各景观要素面积与周长的分布极为相似，而斑块数的分布却没有明显的规律性；景观要素面积、周长、斑块数等斑块特征分析表明，茶园、居住地、经济林等人工或半人工经营景观的破碎化程度高，而马尾松各天然林景观的破碎化程度低，从而证明了人类经营活动的干扰是导致自然风景区景观破碎的主要因素之一．表3参18     

基于景观格局的辽河三角洲湿地生态安全分析

以1990年和2005年遥感影像为基本信息源,在GIS技术支持下,在对辽河三角洲湿地景观格局分析的基础上,采用破碎度、分离度、优势度等景观格局指数和景观类型脆弱度为评价指标研究辽河三角洲湿地景观生态安全。20世纪90年代以来大规模的资源开发,加剧了辽河三角洲湿地景观的破碎化程度,使景观优势度增高,多样性下降。从1990-2005年,研究区主要湿地景观类型水稻田、苇田、滩涂的干扰程度有所增加,生态安全度均有所下降,表明人类对自然湿地生态系统的干扰越来越明显。总体来说,15年来研究区整体景观生态安全度呈现下降趋势。以往湿地生态安全的研究主要集中在环境脆弱性和保护策略方面,研究层次着重在生态系统层面,而从景观格局角度对湿地景观生态安全的研究涉及较少,文章涉及的是景观生态学可持续发展研究的一个新领域,所提出的内容实质上是景观生态安全定量表征的方法探讨。应用景观生态学方法研究生态安全,揭示景观结构与功能关系并进一步分析区域生态环境的变化趋势及其内在因素,不但为辽河三角洲湿地及其生物多样性的保护和资源开发提供了科学依据,而且丰富和发展了我国生态安全研究的理论与方法。     

干扰对牦牛坪景观格局及草地生态系统服务的影响

玉龙雪山高山草甸位于横断山区生物多样性保护关键地区,也是滇西北重要的生态旅游资源,提供了多种重要的生态系统服务,然而当下面临着放牧旅游复合干扰等多重压力。为明晰放牧和旅游干扰对玉龙雪山高山草甸景观格局及草地生态系统服务的影响,通过野外调查和遥感影像解译数据,区分出旅游、放牧和干扰交互区3个干扰类型区,并将草甸划分出重度、中度、轻度和未退化等4个级别。分别从调节、供给、文化服务等3个方面6个指标评估研究区生态系统服务,从景观数量组成(PLAND和PD指数)与景观空间结构(SHAPE和CONNECT指数)角度评估研究区的景观格局,运用冗余分析(RDA)探讨干扰影响下的景观格局对草地生态系统服务的影响。结果表明:(1)旅游干扰集中区域的未退化和轻度退化草甸斑块面积占比(PLAND)比其他干扰区低15%,中度和重度退化草甸面积占比则明显增加;放牧干扰集中区轻度退化草甸的斑块密度指数(PD)比其他干扰区域高2-7倍,斑块破碎化明显;(2)在干扰交互区和放牧干扰集中区,都出现了斑块形状指数(SHAPE)和斑块连接度指数(CONNECT)随着草甸退化程度增加而增加的现象,中度退化草甸斑块更破碎且连接度增加,进一步扩大分布范围的趋势明显;(3)景观组成特征对研究区生态系统服务作用明显,PD指数是研究区最重要的景观指标,PD越高景观越破碎,生态系统服务供给越差。旅游干扰集中区的生态系统服务更多受景观空间结构特征的影响,放牧干扰集中区的生态系统服务则主要受景观组成特征的影响。不同干扰区域景观组成与结构的差异对草地生态系统服务的供给的影响,可作为景区草地资源保护与景观规划管理的参考。     

珠江三角洲典型区景观生态聚类分析

珠海是珠江三角洲地区一个海陆交互作用与人类干扰活动频繁的典型区域。文章以2000年TM数据为基础数据源，编制珠海地区景观类型图，并以镇(区)为基本空间单元将珠海划分为20个景观生态子区，在GIS与景观斑块分析软件Patch Analyst 2．0支持下计算各子区的景观特征指数。通过各子区的景观指数对比分析，探讨研究区范围内景观格局的空间差异，揭示人类活动、自然干扰等各种景观生态机制对区域景观生态的影响。根据各指数反映的景观特征信息，选择平均斑块大小(MPS)、斑块大小变异系数(PSCOV)、边缘密度(ED)、面积加权分维数(AWMPFD)、破碎度指数(F)、多样性指数(SDI)及人为干扰指数(DT)进行珠海景观生态聚类分析，根据聚类分析结果可多层次客观地对珠海地区进行景观生态类型区划分。     

基于遥感和GIS的青藏铁路生态累积效应研究

采用遥感和GIS技术,通过生态系统功能偏离累积指数、景观格局干扰累积指数、植被退化指数、生态阻隔累积指数和区域生态累积效应指数研究青藏铁路建设和运营对沿线生态系统的累积影响.结果表明,铁路建设和运营对沿线0～1 km直接影响区的生态服务功能、景观格局、植被覆盖和生态流均造成一定的累积影响,但以景观格局和生态流受到的影响最大,且对拉萨至唐古拉段的影响大于唐古拉至格尔木段,主要表现为对农田、草地、河流湿地和荒漠生态系统的影响.从铁路沿线＞1～5和＞5～10 km范围的间接或协同累积影响来看,拉萨至唐古拉段明显高于唐古拉至格尔木段.铁路建设运营对＞1～5 km范围的农田、荒漠和河流湿地生态系统仍存在一定负面影响,且以农田生态系统受到的负面累积影响最大,主要表现为拉萨和格尔木城市扩张对农田生态系统的干扰和占用.     

重庆市生态保护红线成效评估方法与应用

生态保护红线是国家生态安全保障和生态安全格局构建的基准线,是一项地位十分重要的国家生态保护战略。开展定期评估、建立考核机制是"严守"生态保护红线的重要部分之一。目前,国家层面顶层设计已完成,如何精细化评估区、县(市)生态保护红线的保护成效和工作落实情况,服务于各区、县(市)生态保护红线的监管和绩效考核,成为关注的热点问题和"严守"生态保护红线的重大需求之一。该研究依据国家对生态保护红线的管控要求,充分考虑管理决策和地方适应性等因素,从生态保护红线面积、用地性质、生态功能、监管能力、地方化特征等角度,综合运用生态系统服务价值量核算、指标打分、综合指数等方法,构建了涵盖5大类、15小项的生态保护红线成效评估指标体系和评估方法,并进行了实例论证。重庆市生态保护红线案例应用显示,5年间,区域内生态保护成效处于轻度好转趋势,综合成效指数由100分增至105.2分;各大类指标指数除人类活动面积指标有所下降外,其他指标均处于不变或者趋于向好的状态,增长最为明显的为地方化特征指数,由10分增至14.5分。研究表明建立的生态保护红线指标体系具有较强的操作性和地方适应性,评估方法实现了结果的精细化、定量化,结果可为重庆市政府生态保护红线绩效考核制度的建立提供有力科学支撑,为重庆市生态保护红线生态补偿、领导干部离任审计、奖惩任免、责任追究等监管制度的建立提供重要依据。     

基于最佳尺度的景观生态风险时空变化研究：以重庆市江津区为例

探究景观生态风险的时空变化规律,合理评估生态风险状况,有利于维护区域生态安全和经济社会可持续发展。以2000、2009和2018年3期遥感影像为基础,综合运用景观格局指数、空间自相关分析和地理探测器工具,探究最佳尺度下江津区景观生态风险时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)景观指数随粒度和幅度的改变而呈现不同的变化规律,90 m栅格和3 km网格尺寸能更好地体现景观格局空间异质性特征;(2)2000—2018年研究区景观生态风险空间格局变化较大,景观生态风险威胁程度整体有所上升,中风险区逐渐成为区域主导类型;(3)研究区各时期景观生态风险空间集聚特征显著,景观生态风险指数空间分布以高-高集聚和低-低集聚为主;(4)人类活动对于区域景观格局和生态系统的影响愈发强烈,人口密度和GDP是影响景观生态风险时空分布的重要驱动因素。研究结果可为长江上游重要生态屏障建设提供决策参考。     

基于最小累积阻力模型的内蒙古胜利煤田景观生态安全格局构建

胜利煤田是我国重要煤炭基地,大规模的煤炭资源开发,导致当地生态环境严重退化。对2016年胜利煤田高分一号影像进行解译判读并划分景观类型的基础上,采用最小累积阻力模型对胜利煤田进行景观生态安全格局构建,包括生态源地、生态廊道和生态节点的识别。通过景观斑块质量评价进行源地识别,选取质量最高的斑块作为生态源地;基于景观自身因子和邻近景观干扰因子,构建了阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道;根据水文分析模型在最小累积耗费距离表面上提取最大累积阻力"山脊线",与生态廊道结合,得到生态节点。构建的胜利煤田景观生态安全格局包括10片生态源地、24条生态廊道和29个生态节点。建议对生态源地、生态廊道和生态节点加强生态保护和恢复,提高区域生态稳定性。     

环境保护部南京环境科学研究所土地退化防治和矿山生态保护学科简介

正环境保护部南京环境科学研究所土地退化防治和矿山生态保护学科主要开展受损生态系统恢复与重建、土地退化/荒漠化防治以及矿山生态环境保护与恢复治理等方面的基础理论与应用技术研究。多年来,先后承担了国家科技基础性工作专项"西部重点矿区土地退化因素调查",国家自然科学基金项目"西藏高寒河谷沙地植被演替的高光谱遥感识别及恢复潜力评估研究"和"基于高光谱遥感的雅鲁藏布江源区草地退化及其对全球变化响应敏感性研究",国家环保公益性行业科研专项     

山水林田湖草系统原理与生态保护修复研究

山水林田湖草系统原理是生态保护修复的重要理念和指导思想。从山水林田湖草系统原理内涵出发,对山水林田湖草系统生态保护修复进行初步探讨,并从生态系统完整性、生态系统健康和生态系统稳定性等方面进行阐述。结合我国生态环境现状、生态系统特征和生态保护修复的战略需求,总结了山水林田湖草系统生态保护修复的主要内容,包括基础状况调查与评估、生态保护修复工程成效巩固、退化生态系统保护修复、生物多样性保护格局优化、生态移民与产业升级的有序推动、生态保护与修复典型示范以及一体化信息管理平台建设7个方面。同时,对目前我国在陕西、河北、甘肃、江西、青海等省开展的山水林田湖草生态保护修复试点区情况进行介绍。     

河岸带生态学研究进展与展望

河岸带是河流—陆地生态系统之间进行物质、能量、信息交换的重要生态过渡区,具有独特的生态系统结构和服务功能,近年来成为国内外生态学和环境科学的研究热点之一。在阐述河岸带结构与功能基础上,分析了河岸带的影响因素与其退化机制,退化河岸带的生态恢复理论、基本原则、生态重建技术和发展方向。认为影响河岸带结构与功能的主要因素可归纳为水文与地貌过程、植被与人为干扰4个方面;识别影响河岸带生态系统的生物和物理作用过程及其退化成因是关键,指出了生态恢复应遵循的原则与宜采用的生态重建技术。在此基础上,提出河岸带生态恢复应在景观或流域尺度上借助“3S”技术和多学科协作从微观、中观和宏观不同层次开展研究,甄别生态退化的主导因素,采用植被重建与水文调控技术尽可能恢复与重建原有自然景观。从系统生态学与景观生态学的角度,提出河岸带生态学未来研究方向。建议今后应加强对河岸带生态系统结构、生态过程与功能及生态重建技术的研究成果进行系统整合,建立能够预测河岸带结构与功能动态的数量模型和评价体系,为实现河岸带重建与高效管理提供科学指导。     

资源枯竭型城市生态保护修复关键区识别研究：以江西省大余县为例

依据"生态安全格局-关键区-保护修复策略"思路,以江西省大余县为研究区,识别生态源地、生态"夹点"、障碍点、断裂点和破碎生态空间等关键区数量及空间分布,提出生态保护修复类型区及其相应措施。研究结果表明:(1)大余县生态源地共147.36 km~2,涉及林地、水域和草地,生态廊道69条,呈现出两横五纵的空间特征。研究识别生态"夹点"12处,生态障碍点13处,生态断裂点23处,破碎生态空间57.46 km~2。(2)生态保护修复类型区包括矿山修复区、山水治理区、农田整治区、农村建设用地整治区和交通用地优化区,建议分别采取矿山复绿、山体治理和水污染防控、农用地整理和耕地污染防控、居民点整合和农村道路复垦、建立野生动物通道和沿线植被恢复等策略。(3)基于生态安全格局构建,从区域整体视角识别生态保护修复关键区,依据关键区所覆盖土地利用类型划分生态保护修复类型区,并以此为基础提出系统性的保护修复策略。研究结果有助于资源枯竭型城市生态系统从关键点、线、面的修复工程向山水林田湖草系统修复推进。     

保护地空间邻近效应和保护成效评估——以若尔盖湿地国家级自然保护区为例

目前多采用比较保护地建立前后时间序列上或与邻近区域比较的方法判断保护地的保护成效,而未充分考虑保护地的空间邻近效应和空间异质性,因此影响了其准确性.为进一步改进自然保护地保护成效评估技术方法,识别辨析人为保护管理措施在高寒草地-沼泽湿地区域气候变化背景下的景观生态学效应,以四川若尔盖湿地国家级自然保护区为案例,采用"BACI"试验设计思路,以斑块密度、最大斑块指数和蔓延度指数等景观格局指数等为指标,定量分析若尔盖保护区的空间邻近效应和保护成效.结果显示:(1)保护区内湿地面积呈缩减趋势,灌丛、草地和建设用地面积增加,但沙化地面积减少;(2)若尔盖保护区存在空间邻近效应,为泄漏效应;(3)若尔盖湿地整体上仍呈破碎化趋势,但若尔盖自然保护区内大斑块面积减少趋势得到延缓,斑块间连通性降低趋势减小.本研究表明保护区的保护管理减缓了边界范围内景观破碎化趋势,取得保护成效;建议在进一步加强保护区内人为活动管控的同时,强化邻近区域的保护,以消除正在出现的孤岛化现象.(图4表4参35)     

生态保护红线区生态资产价值评估

划定生态保护红线并实行永久保护是为维护和保障国家生态安全、加强生态文明建设而对生态环境保护工作提出的新的更高要求。在国家、省、市等不同尺度生态保护红线划定工作有序开展的同时,与红线划定和管理相匹配的配套政策也在积极探索中。针对尚未完善的生态补偿机制定量研究现状以及生态红线区生态补偿标准的制定较为困难等难题,以山东省东营市为研究区域,构建生态资产及其价值评估指标体系,利用生态资产评估模型对不同类型生态保护红线区生态资产及其价值进行评估,获取生态资产现状及生态资产价值量,为生态保护红线区生态补偿等相关配套措施的开展提供参考。根据评估结果,2010年东营市生态保护红线区生态资产总价值为365.79×10~7元,占全市自然资源生态资产总价值的20.77%,生态保护红线划定对于维持东营市自然资源生态资产价值量具有重要意义,但生态保护红线区生态资产价值占比没有预期值高。建议在后期东营市生态保护红线的调整和完善工作中将生态资产价值量较大的地区纳入生态保护红线,以真正发挥生态保护红线的自然资源保护价值。     

城市生态系统的格局和过程

城市生态系统是人类活动影响下的复合生态系统。人为的开发利用活动和局地的生物物理条件形成了城市特有的景观格局。城市发展改变了自然的生物栖息环境,从根本上改变了生态系统的结构、过程、功能,以及所提供的各种服务。这种改变最终又会影响人类自身的健康生存。文章综述了国内外有关城市景观格局和和重要生态过程之间相互作用机制的研究进展。通过研究发现,在大尺度上,净初级生产力是衡量城市发展对区域物流、能流影响的有效指标;在小尺度上,城市物流、能流过程和城市内部的景观结构、格局有很强的相关性。城市发展显著的改变了自然的栖息地及生物生长过程,本地植被种类减少,外来种增加,外来种的数量和人口数量有显著的相关性;而城市动物群落主要由一些小型哺乳动物、无脊椎动物、鸟类、两栖爬行类动物组成,其中,鸟类是研究城市化过程的有效指示物种。城市生态系统特有的景观格局及生态等过程显著的改了局部区域的微气候和水文过程,城市气温增加,风速降低,云、雾量增加,地表径流增加,流速加大,污染负荷增强等。因此,控制人类活动,优化土地利用的结构和空间格局,是改善城市生态系统结构和过程,保证可持续发展的基本出发点。但是,目前有关城市-格局-过程之间的影响机制还不十分清楚,尤其是定量研究较少。因此,结合传统的城市生态学,景观生态学的理论和其他相关学科领域的发展,为深入分析城市格局-过程之间的关系提供了重要的研究前景。     

四川省水土保持生态保护红线划定方法研究

划定"生态保护红线"是中国重要的环保战略之一,如何科学划定生态保护红线仍是一个新的课题,特别是在省域尺度上基于生态系统服务功能合理划定生态红线,是当前亟待解决的问题。该研究以四川省为研究对象,从水土保持生态功能角度,利用四川省全域多源遥感数据、气象站点数据及太阳辐射站点等数据,运用GIS技术、RUSLE模型和土壤保持功能分级评价方法,对四川水土保持生态保护红线进行划定。结果表明,四川生态红线区内水土保持量在35000t·km~(-2)·a~(-1)以上,红线区总面积64 938km~2,占四川国土总面积13.61%。四川生态红线区的分布较集中,主要分布于川西南山区和四川盆周山地区,尤以地处川西南山区的雅安和乐山两地分布最集中。四川水土保持生态红线区与植被覆盖度高的常绿阔叶林区分布范围基本一致。该研究所采用的水土保持生态红线划定方法合理可行,研究成果对于中国其他省份生态红线的划定工作具有重要的参考价值。     

中国生态安全研究进展:评估模型与管理措施

生态安全是我国推进生态文明建设,实现可持续发展的重要基础,也是近年来学术界和管理者共同关注的热点问题。综合相关领域的最新成果,对中国生态安全评估模型和管理措施的动态及趋势进行评述。在生态安全评估模型方面,介绍了压力-状态-响应(PSR)模型、生态足迹模型、景观生态学模型、生态系统服务模型等在不同尺度生态安全评估中的应用,以及生态安全预警的主要研究进展。在生态安全管理措施方面,以国家生态安全保障为目标,系统梳理了中国的生态安全保障政策,同时从生态恢复工程、生态保护红线和保护区巡查3个方面介绍了生态环境治理措施。在此基础上,对我国未来生态安全研究与管理进行展望,提出生态安全研究应在评估单元的空间匹配以及评估的时间动态性方面加以深化和拓展。生态安全管理应注重防控潜在风险,融合新兴技术,实施以生态功能为导向的综合管理。研究可为我国生态安全的研究与管理提供参考。