土地整治对生态系统服务影响研究综述

生态系统服务是人类直接或间接从生态系统获得的各种惠益,构建了人类与自然的桥梁和纽带,将科学与管理决策紧密相连。全面认识和深入理解人类活动对生态环境的影响,对实现区域协调和可持续发展具有重要意义。土地整治已成为中国最大规模改变土地利用方式和影响陆地生态系统的有组织的人类活动之一,深刻影响着区域乃至全国的土地利用格局和生态过程,也对生态系统服务产生了诸多影响。在分析土地整治与生态系统服务关系的基础上,阐明土地整治通过改变土地利用/覆被的类型、结构和格局间接影响生态系统服务;通过分析土地平整和农田水利等工程措施对生态系统供给、调节、支持和文化等服务功能的直接影响,指出其既有正向影响,又有负向影响。论述了土地整治对不同生态系统服务之间关系的影响,认为土地整治能影响其间的协同或者权衡关系。概括了土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,指出土地整治对生态系统服务的影响具有较强的尺度依赖性。提出了未来重点研究内容:(1)加强土地整治对生态系统结构和过程影响的研究,构建土地整治对生态过程和功能影响的方法与模型;(2)围绕土地整治影响生态系统结构与功能—生态系统服务—调节调控这一主线,强化土地整治中生态系统服务及其相互关系的研究;(3)加强土地整治的区域生态系统服务集成和优化研究,科学调控土地整治所影响的关键生态系统服务和时空布局;(4)重视土地整治对生态系统服务影响的尺度效应,深入研究土地整治在不同时空尺度上影响生态系统服务的耦合机制。期望完善土地整治对生态系统服务影响的研究,为将生态系统服务评价纳入土地整治的管理决策提供科学依据。     

区域生态监测的概念、方法与应用

区域生态监测是对生态系统类型、结构与功能及各要素的现状与变化进行测定与观察,并对生态系统受胁迫与胁迫效应进行判断和评价的过程。区域生态监测结果将在评价现状和预测发展趋势的基础上,为区域生态保护、生态建设提供决策依据。辨析了区域生态监测的概念,对区域生态监测方法选择及指标体系的建立提出了建议,并就其在生态环境管理中的应用作了探讨和展望。     

江苏省生态红线区域划分与保护

生态红线是我国近年来提出的全新概念,也是环境保护转变思路和积极创新的重要成果,生态红线的划定与保护是实现生态系统管理的重要一步。江苏省生态红线区域是在对区域生态环境现状评估和生态环境敏感性评估的基础上,以自然生态系统的完整性、生态系统服务功能的一致性和生态空间的连续性为基准,通过分析生态系统服务功能的重要性划分的。全省共划分为15类生态红线区域,分为两级管控。     

基于生态系统服务供需关系的安徽省空间分异研究

生态系统服务供需存在的空间异质性可以造成地区发展的不平衡。以安徽省各区县为研究单元,基于土地利用和夜间灯光数据,揭示安徽省生态系统服务供需关系空间分异特征,并划分各区县的管控类型,提出各类型的国土空间发展策略。结果表明:(1)安徽省各地区土地利用类型存在明显差异,生态系统服务价值呈南高北低的状态;(2)安徽省各区县生态系统服务需求差异明显,沿江、皖中和皖北区域生态系统服务需求较高,而皖西和皖南区域需求较低;(3)安徽省生态系统服务供需关系区域性差异明显;(4)基于生态系统服务供需关系分析,安徽省各区县可划分为生态协调型、生态控制型、生态重建型和生态保育型4种管控类型。研究结果可为安徽省生态用地配置和区域土地资源规划提供科学依据。     

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。     

基于放射源理论的区域生态系统评价方法

研究区域生态系统定量评价方法对区域生态系统的建设与保护具有十分重要的意义。从放射源理论出发,首次将生态影响距离、生态源及生态影响效应的概念引入分析评价中,提出了区域生态系统的定量评价方法,并建立了基于景观空间格局的区域生态系统生态影响的定量计算公式。甘垛镇新庄片和横泾镇沿荡片的应用实例表明,该方法原理简明、结果直观,为区域生态系统的科学评价提供了定量评价方法。     

西北地区的生态退化

分析了引起西北地区生态退化的自然因子和人为因子，对主要自然因子的作用及过程进行了分析。在此基础上探讨了西北地区生态退化的过程与结果，认为生态退化是生态系统的功能退化、生态系统结构退化、生态因子退化、土地退化逐渐演进的一个过程，生态退化的最终结果是土地生产力下降或丧失。     

洞庭湖区景观生态风险评价及其时空演化

洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,该区生态系统服务极为重要,也是中国重要的农产品提供区域。科学评估洞庭湖区景观生态风险,揭示其时空演化特征,对探究其生态格局形成过程与机理,降低生态风险胁迫具有重要意义。利用1990、2000、2010、2015年4期LandsatTM多光谱遥感影像,分析了1990—2015年洞庭湖区土地利用演变特征;基于景观生态学理论引入景观生态风险评价模型,将研究区划分为1 165个生态风险评价单元,基于GIS和地统计学,构建景观生态风险指数模型,对洞庭湖区土地利用动态变化下的景观生态风险时空分布特征及空间关联格局进行了研究。结果表明:(1)1990—2015年,洞庭湖区各土地利用类型均发生了显著变化,其中建设用地面积增加较大,年均增幅达3.61%,主要由林地和耕地的转入;(2)1990—2015年,洞庭湖区的景观生态风险状况以较低生态风险、中等生态风险为主,其面积占景观总面积的70%以上。但高生态风险区域呈增加趋势,面积占比由1990年的4.95%,增加到2015年的8.70%;与2010年相比,中等风险区面积由46.09%降到2015年的34%,这期间低生态风险区和较低生态风险区的面积明显增加;(3)研究区各时期景观生态风险呈现正的空间相关性,且在空间上趋于集聚。景观生态风险分布与区域地理环境具有较高的耦合性,人类活动的集聚程度与风险的空间集聚程度是对应的。以湖滨地带为核心区和远离湖滨区为两大群体,高值-高值(H-H)风险聚集区主要分布湖滨周边,低值-低值(L-L)风险聚集区主要分布于远离湿地核心区的县市区域。研究结论以期为洞庭湖区生态保护与环境整治,调控生态风险提供参考。     

重要生态功能区生态退化诊断理论、思路与方法探析

准确诊断区域生态系统退化程度并明确生态退化驱动要素是高效实施生态修复的前提和基础。基于生态退化诊断主要理论,指出生态退化是相对概念,确定生态退化诊断参照系与诊断指标是生态退化诊断的必要步骤。生态退化诊断参照系判别结果显示区域生态系统退化诊断不应关注某一特定历史状态,应更多着力于研究区域生态系统退化的时间动态与空间差异,从而保障诊断研究的客观性。在此基础上,为凸显重要生态功能区生态退化与生态功能的密切关系以及生态系统退化的综合性,从生态功能维护力、生态自我恢复力和生态压力3个方面提出了生态退化诊断思路和诊断流程,并构建了生态退化诊断指标体系。为体现生态退化诊断的综合性和层次性,将单项分析与综合分析相结合,构建生态退化程度综合指数进行综合诊断,为提高生态退化诊断的精确性提供了理论指导和技术支持。     

基于生态系统服务价值的城市增长边界划定研究:以衡阳市中心城区为例

科学评估土地生态价值,并将其纳入城市规划实践,是落实国家生态文明战略要求的重要手段。城市增长边界是统筹城市开发建设与区域生态保护的重要政策工具,针对以往划定方法对生态系统服务功能考虑不足的问题,提出一种新的城市增长边界划定方法。以衡阳市中心城区为例,基于反规划理念,以2005—2015年区域生态系统服务价值评估为基础构建生态安全格局,通过耦合城市生态安全格局与基于未来土地利用模拟(future land use simulation,FLUS)模型的城市扩张模拟结果划定城市增长边界。结果表明:(1)2005—2015年衡阳市中心城区生态系统服务价值总量从25.71亿元下降到24.75亿元,水文调节和水资源供给服务功能价值量呈上升趋势,其余各项生态系统服务价值呈下降趋势。(2)研究区城市刚性增长边界面积为17 325.72 hm~2,主要沿湘江及其支流蒸水和耒水分布,形成"三廊、三片"的空间结构。(3)2030年城市弹性增长边界面积为20 238.57 hm~2,空间形态呈"一个中心区、多个组团"分布。考虑生态系统服务功能的限制开发条件后,研究区生态用地得到更多保护,区域生态系统服务总价值比基准情景高0.61亿元,更利于区域生态系统服务功能的维持和区域生态安全的发展。该研究方法和结果可用于科学评估城市扩张的生态成本,有效解决城市发展与生态保护之间的矛盾,同时也可为城市总体规划、生态保护专项规划以及国土空间规划提供重要依据。     

“5.12”汶川地震灾区生态恢复重建中仍需回答的关键科学问题(英文)

"5·12"汶川地震对灾区脆弱的山地生态系统产生了重要影响,并直接威胁到区域生态安全.在地震灾区的生态恢复重建过程中,典型生态系统的结构与功能改变、关键物种的响应策略、地表生态过程的变化趋势、植被恢复措施以及灾变过程定位监测等都是特别需要关注的科学问题.然而,即便是在汶川地震发生2a之后,学术界对于上述问题还缺乏足够的关注.本文在查阅相关文献资料的基础上,结合对于灾区生态恢复的理解,提出目前仍需要迫切回答的4个关键科学问题,并指出相应的研究策略和发展方向,以期能够推动特大地震的生态环境效应研究及促进灾区的生态恢复重建.     

水体和沉积物中毒害污染物的生态风险评价方法体系研究进展

人类活动导致大量毒害污染物进入水体和沉积物,从而对水生生物产生诸多不利影响.开展毒害污染物的生态风险评价,筛选高风险毒害污染物,是毒害污染物风险管控和生态系统保护的基础.对美国和欧盟等发达国家和地区毒害污染物的生态风险评价方法进行了综述.水体和沉积物中毒害污染物风险评价的基本方法首先是采用预测或测定环境浓度(PEC或M...     

土地整理中生态环境保护问题及对策

土地整理是一项旨在通过对土地利用方式、利用结构及利用布局进行综合整治,以达到改善农业生产条件和生态环境,提高土地生产力,实现土地集约化利用的利国利民的活动。从当前实际情况来看,对通过土地整理增加耕地面积,提高土地生产力这个目标比较重视,也做得比较好;但由于对保护农业生态环境这一目标重视不够,同时缺乏一整套完整的农地整理生态绩效的评价体系和方法,导致土地整理对农业生态环境产生了一些不良影响,影响了土地资源可持续利用。文章从生态学的角度分析了当前我国土地整理过程中存在的环境保护问题,并针对问题提出了保护生物多样性、实施景观生态规划、建立评价体系等对策,以达到土地资源可持续利用;最后对广东典型区域农地整理生态环境保护问题进行了探讨。     

基于乡村社会-生态系统脆弱性的国土综合整治时空配置研究

精确评价乡村社会-生态系统脆弱性并识别其空间分异特征是合理制定国土综合整治规划和精准施策、促进乡村可持续发展的基础。该研究针对效率模型权重分配影响评价结果的精确性问题,引入灾害脆弱性理论的压力冲击因果链分析框架,界定乡村社会-生态系统脆弱性内涵和形成机理,构建社会-经济-环境-压力-状态-响应(SEE-PSR)模型的致脆效率评价指标体系,采用3种效率评价模型对2018年上海市青浦区184个行政村进行评价和比较,分析其空间分异特征并将研究结果运用于国土综合整治时空配置实践。结果表明,乡村社会-生态系统在环境、社会、经济等压力变化下所表现出的承脆体状态和综合应对能力过程符合"输入-产出"的系统致脆效率;采用熵权对抗交叉数据包络分析模型(EW-ACE-DEA)对乡村社会-生态系统脆弱性进行评价,结果更具可信度和精确性;2018年该区行政村社会-生态系统脆弱性均值为0.595,全区值域范围为[0.404,0.787],且空间上呈现由东向西逐渐降低的变化趋势;采用乡村脆弱性等级-脆弱性空间集聚类型的综合配置法,可合理安排该区国土综合整治时序,上海市青浦区国土综合整治时空配置类型可划分为5类。该研究丰富了乡村地理学理论,可为乡村区域治理和区域可持续发展提供决策依据。     

土地整理规划中的自然生态补偿评价方法探讨

土地整理对生态系统有正负两方而的影响,在规划设计过程中要增加生态补偿设计以减少负而影响.生态补偿的程度直接影响土地整理的让态效益,足衡量土地整理成功与否的一个重要指标.自然生态补偿评价是一个新的课题,其理论与方法体系均有待探讨.文章结合土地整理实践探讨了土地整理规划中的自然生态补偿评价的方法.该方法遵循科学性、系统性、实用性、定量性与可比性的原则,以递阶层次综合评价法为基础,从生态结构合理性、生态功能稳定性与生态环境适宜性3方面选掸17个指标量对土地整理规划中的自然生态补偿进行了评价.结合土地整理实践确定了指标权重与分级标准,并将生态补偿效果分为5个基本等级.该研究建市的生态补偿评价指标体系力求综合反映土地整理规划中的生态对自然生态系统的系统的稳定与可持续性、系统的生产力、生态环境的改善及系统抵御自然灾害能力的贡献.     

区域生态安全:概念及评价理论基础

借鉴国内外的研究成果,提出区域生态安全的概念是指在一定时空范围内,在自然及人类活动的干扰下,区域内生态环境条件以及所面临的生态环境问题不对人类生存和持续发展构成威胁,并且自然-经济-社会复合生态系统的脆弱性能够不断得到改善的状态。指出生态安全评价是一个多学科交叉的研究领域,其评价理论基础涉及可持续发展理论、生态系统服务功能理论、生态承载力理论、时空论和系统工程论等;生态安全是可持续发展的基础,两者具有内涵和目标的一致性;区域生态安全研究的目的就是平衡人类的自然资源利用与生存环境质量需求的矛盾,保证生态系统在持续安全的状态下提供服务;应用生态承载力的研究成果有助于补充和完善生态安全评价。区域生态安全评价强调研究对象的时空性和研究方法的系统性。多学科整合能更好地指导区域生态安全评价。     

金沙江干热河谷退化生态系统植被恢复生态功能评价——以元谋小流域典型模式为例

针对干热河谷具有光热资源丰富、气候干旱燥热、水热矛盾突出、植被覆盖率低、水土流失严重、生态环境强烈退化、植被恢复困难等特点,文章总结千热河谷植被恢复的技术体系,研究分析了植被恢复对生态系统的水保功能、环境功能、生物多样性等生态功能的影响,结果表明:植被恢复后,生态系统的土壤侵蚀程度明显下降,其中轻度退化土地减少了22.03%;中度退化土地减少了21.15%;强度退化土地减少了34.15%;植被恢复后,小流域的气候环境有较大的改善,气温下降、湿度提高,改变了该区域"干"、"热"的恶劣环境;对系统多样性的研究主要针对强度以上退化系统的人工生态林模式和自然禁封治理模式进行分析多样性与生态系统功能的关系,结合前期研究结果认为,自然禁封治理模式使系统具有生物多样性,有助于系统生态功能完善稳定,而银合欢(Leucaena leucocephal)人工林恢复模式,虽然物种多样性减少,但系统具备优化的生态功能.因此,就干热河谷强度、极强度退化生态系统而言,银合欢冲沟治理模式和自然禁封治理模式是较优化的模式.     

基于自然灾害的北京幅综合生态风险评价

经过20多年的发展,风险源评价从单一风险源扩展到多风险源,风险受体从单一受体发展到多受体,评价尺度也从种群、生态系统扩展到区域和景观水平。但总体说来,对多风险源、多过程的多个生态系统层次的风险评价尚不成熟。运用数字高程模型、干燥度分布图、植被指数、人口密度以及8种自然灾害风险源频率分布图、土地利用图、植被类型图、陆地生态系统生态资产分布图等数据,基于ArcGIS 9.2平台,综合考虑生态的脆弱性,风险源的发生频率,受体的暴露水平、危害程度等,对多风险源、多个生态系统综合的北京幅生态风险进行评价。旨在对区域综合生态风险评价方法进行探讨。评价结果显示：（1）高风险区主要为本区环渤海湾沿岸,包括天津市,河北唐山、沧州,山东滨州、东营、潍坊等沿海地带;以及本图幅西部、北部的太行山地,包括河北省、北京市及图幅西部的山西、河南部分地区;（2）较低生态风险区所占比例较高,达42.55%,可见降低生态风险有很大的潜力;（3）高强度的人类开发,尤其是在滨海地区围海造陆,将会导致沿海地区生态风险更高。     

生态敏感性评估研究进展评述

生态敏感性评估是对区域生态系统的生态环境问题、生态潜在风险进行的预测与分析,是区域生态安全评价和生态保护的重要依据。以“生态敏感性”和“ecological sensitivity”为关键词进行文献检索,采用CiteSpace软件进行分析,系统梳理了生态敏感性评估研究进展和应用案例总结,讨论现阶段研究存在的问题与不足,并对未来生态敏感性研究提出展望。结果表明：生态敏感性从20世纪90年代提出以来,已形成了较成熟的生态敏感性评价指标体系,并在不同尺度生态敏感性评估与时空演变格局2方面取得较大进展;生态敏感性被广泛应用到生态安全格局构建、生态区划、生态修复、城市开发边界划定等规划设计与生态保护实践。未来研究需重点加强生态敏感性影响因子遴选、不同尺度评价方法以及敏感性分区阈值方法的研究。     

城市雨水塘生态风险评价方法

雨水塘已广泛用于城市雨洪管理实践中,并成为城市景观的重要组成部分。但作为受纳水体,雨水塘长期暴露于人类活动所造成的压力源中,易表现出生态脆弱性和易损性,雨水塘生态风险评价有助于提高生物多样性的保护与恢复。虽然沉积物质量评价"三元法"(sediment quality triad,SQT)等多学科综合评价方法已得到广泛应用,但其因参照站位选取问题并不适合于雨水塘生态系统,同时评价结果缺少一致性与特异性。研究提出更科学、有效的综合评价方法用于识别并确定雨水塘的生物状态,对于掌握城市雨水塘处理雨水径流的潜在生态风险具有重要的意义。为此,笔者回顾了城市雨水塘生态风险评价研究进展,从参照站位角度分析了现有基于底栖生物的生物评价法存在的局限性。介绍了2类生态质量功能目标的定义以及寡毛类动物指数法(oligochaete index methodology,OIM)结合其三基元(即OIM-SQT)的综合评价方法,并对该方法在生态质量目标概念框架中的应用前景与研究领域进行了展望,提出应用该方法解决参照站位选取问题并形成标准化的操作规程是未来的重点研究方向。