中国海岛生态系统保护与开发综合权衡方法初探

应用生态学、生态经济学、环境地学等相关理论与方法初步探讨了海岛生态系统保护与开发宏观及局部区域层面的博弈权衡评估方法:从宏观战略层面提出了综合考虑海岛生态服务价值、开发适宜性、现有开发强度三个方面重要因素的区域准则,以判断哪些无人岛可以上岛开发哪些则需禁止开发,同时还能判断哪些有人岛开发不足可作为重点开发对象,哪些则开发过度需要限制开发和优化开发;从局部区域层面提出了海岛开发之前需要重点评估的供给功能、生命支持功能、生态调节功能、信息功能、干扰调节功能等的生态系统服务功能价值以及评估方法。这些博弈权衡评估方法对指导海岛有序开发以及实现海岛生态与经济共赢具有重要意义。     

景观生态学在生物多样性保护中的作用

生物多样性是人类赖以生存的物质基础,随着人类的发展,生物多样性受到了严重的威胁,并得到全世界的关注。多样性保护的途径主要分为两个,一个是以物种为中心的传统保护途径,另一个是以生态系统为中心的景观生态保护途径。景观生态学的发展为生物多样性的保护提供了新的理论与方法。本文论述了生物多样性保护中景观生态学原理的运用,并简要介绍了目前景观生态学在生物多样性保护中的作用,旨在为生物多样性的保护提供理论依据。     

流域景观格局对土壤保持服务的影响

以子流域为空间单元,应用生态系统服务和交易的综合评估模型（InVEST）进行土壤保持服务评估,并借助景观指数计算软件（FRAGSTATS）表征景观格局特征,综合运用空间自相关探讨土壤保持量与景观格局指数的空间关联关系,同时从景观格局角度出发,开展土壤保持量与景观格局指数的空间回归分析.结果表明：2014年土壤保持服务较高的子流域具有景观类型组成相对单一、景观各类型间非均匀分布、存在优势斑块、景观分离度低的格局特征; 2014年甘肃白龙江14个子流域表现出土壤保持服务与景观格局显著的空间相关关系,占子流域总数量的37.84%;模型对比方面,空间滞后模型（SLM）优于非空间线性模型（OLS）,表明甘肃白龙江各子流域的土壤保持量在空间上具有实质性的空间依赖.景观类型多样性及其均匀程度是影响甘肃白龙江子流域土壤保持量的重要景观指标.     

国外城市自然保护与生态重建及其对我国的启示

论文对当前国外的城市自然保护与生态重建活动作了介绍。城市自然保护包括野生生物生境保护、城市地区湿地及自然景观保护等内容。城市生态重建则主要有生态公园建设、废弃地生态重建、城市扩散廊道体系建设等方面。城市自然保护与生态重建具有以生态学为基础,多学科交叉;注重生态过程的恢复;多目标、多层次规划设计的特点。在此基础上,论文给出了4点对于我国城市生态建设的启示。     

基于MSPA和电路理论的京津冀城市群热环境空间网络

快速城市化加剧了城市热环境系统复杂性,严重影响城市生态环境和人居健康.综合地理信息系统、遥感、形态学空间格局分析和电路理论等理论与技术,应用MODIS地表温度遥感数据,定量识别京津冀城市群热岛斑块时空分布特征,划分城市热岛斑块景观类型并分析其时空转移路径.在此基础上,揭示城市群热环境空间网络和关键廊道时空演变过程.结果表明,2020年城市热岛斑块面积为16 610 km²,占研究区面积比例为7.68%. 2005～2020年京津冀城市群热岛面积和斑块数量显著增加.城市热岛斑块类型由2005年孤岛型为主导转变为2020年以核心型为主导.其中,2020年核心型城市热岛斑块主要来源于2005年的非城市热岛斑块、核心型和边缘型城市热岛斑块. 2020年京津冀城市群热环境源地数量和廊道长度、密度及电流密度均高于2005年.通过城市热环境廊道等级分析发现,2020年京津冀城市群热环境敏感型廊道为主要类型. 2005～2020年敏感型廊道增加数量最多.同时,城市热环境廊道系数增加,表征京津冀城市群热环境廊道趋向稳定型发展.最终提出城市热环境空间网络模式并讨论城市热环境主动适应和...     

How to be a more effective environmental scientist in management and policy contexts

This paper is intended for young researchers with an environmental conscience, alerting them that a self-centred ecology can work against conservation and other desirable goals. I propose that there is confusion in the biophysical ecologists’ community about the role of knowledge, stemming from several already surpassed beliefs that have been strongly criticized by scholars in the field of science and technology studies. In particular, environmental scientists still often seem trapped in the information deficit model, assuming a linear and unidirectional flow of knowledge from experts to users. This leads to an incomplete understanding and unrealistic expectations of ongoing processes of citizen participation (co-production of knowledge), impatience regarding the speed at which issues can be dealt with by politics, and a fuzzy notion of the role of our convictions regarding the value of nature conservation when we are consulted as experts. I analyse the consequences of disregarding tacit knowledge, i.e. the one knowledge beyond that codified in academic papers and books. I emphasize that preferences and values have a large influence on how we perceive, process, and act (or postpone to act) on information on our non-exclusive roles as scientists, decision makers or citizens. I argue that this is why political and ideological preferences have a large influence not only on which teams are appointed to solve problems, but also on which situations are perceived as problematic and given higher priorities. I include a cheat-sheet to enhance communication with decision-makers and other non-scientists that could prevent environmental zeal to be transformed into society’s annoyance and our eventual irrelevance. I plea for a more realistic attitude towards ecological research, highlighting that in environmental debates we are also long-term stakeholders, and not only casual, external and aseptic observers.     

城镇化背景下海岛资源环境承载力评估

在建设海洋强国的关键时期,海岛的生态保护和开发利用均至关重要。城镇化对海岛生态系统带来了深刻的影响,开展海岛资源环境承载力评估对管控人类开发行为、维护海岛生态平衡具有重要意义。论文以我国北方典型海岛—庙岛群岛为研究区,构建了一套综合开发强度和生态状况的海岛资源环境承载力评估方法并开展评估,结果显示：1）群岛尺度上,海岛资源环境承载力处于临界超载状态;2）单岛尺度上,南长山岛处于轻度超载状态,北长山岛、庙岛和大钦岛处于临界超载状态,小黑山岛、大黑山岛、砣矶岛、小钦岛、南隍城岛和北隍城岛处于可载状态,不同海岛应实施不同的保护与利用模式;3）区块尺度上,海岛资源环境承载力表现出了明显的空间分异性特征,可载区占41.7%,临界超载区占30.0%,轻度、中度和重度超载区分别占15.9%、8.1%和4.3%,超载区主要分布在各岛的城镇建设区域。     

基于蜂巢格网的北部湾典型海岛景观生态风险空间异质性研究

基于北部湾典型海岛的景观格局指数数据,本文采用生态风险评价模型、空间自相关模型以及变异函数模型对不同海岛的生态风险进行了分析。结果发现:（1）七星岛生态风险的最佳拟合模型为高斯模型,其块金系数为0.06780,而团和岛为0.01225,表明七星岛景观格局主要受随机性因素的影响,而团和岛则受结构性因素的影响;（2）对团和岛可以适度开发,而七星岛则要适当保护;（3）团和岛生态风险指数值在空间上呈现出“东南部高,西南部低”的分布格局,而七星岛的生态风险指数值则呈现出“西高东低,南高北低”的分布格局;（4）岩性在海岛景观格局的形成过程中起关键作用,基岩岛岩石坚硬,景观格局具有一定的稳定性,泥沙岛以冲积物为主,景观格局易受到自然及人为因素的干扰。本文提出以地统计学理论为基础的海岛生态风险评价方法,可为广西北部湾海岛自然资源管理提供理论和方法上的借鉴。     

干旱内陆河流湿地景观破碎化模型构建与尺度分析——以黑河中游湿地为例

尺度的选择一直是地理学及景观生态学的研究重点和热点。在遥感和GIS的支持下,以黑河中游湿地为例,利用移动窗口技术和空间形态学准则构建湿地类型变化追踪模型;利用面积频率统计法、卡方分布归一化尺度方差、分维数距平和多样性指数探讨干旱内陆河流湿地类型变化追踪模型的适宜和最佳窗口尺度。结果表明：1）类型变化追踪模型能实现基于像元的湿地景观空间格局分析,弥补传统湿地景观破碎化研究主要基于景观和斑块类型水平尺度,难以深入解析湿地空间演变过程的不足;2）黑河中游湿地类型变化追踪模型的适宜窗口尺度为150 m×150 m~450 m×450 m,最佳窗口尺度为250 m×250 m。该结果是进一步研究黑河中游湿地空间破碎化特征的基础,同时对于丰富干旱内陆河流湿地景观破碎化研究尺度选择有一定积极作用。     

近20年来重庆市主城区地表热岛的时空变化

为了揭示快速城市化地区热岛的时空变化特点,以重庆市主城区为例,利用1988─2009年共5个时期的TM/ETM+影像反演地表温度,分析了地表热岛和相对热岛强度的空间格局及其变化趋势. 结果表明:近20年来地表热岛的空间格局经历了集聚→较集聚→集聚的演变过程,热岛逐渐由重庆市老城区向外围城市组团转移;最大的相对热岛强度总体呈先增大后减小的变化趋势;老城区的相对热岛强度明显减弱,外围新兴城市组团相对热岛强度显著增加,沿长江和嘉陵江的开发建设导致滨江带相对热岛强度明显增强;相对热岛强度增强幅度与减弱幅度基本相当,大部分地区的相对热岛强度变化较平缓.相对热岛强度及其时空变化与重庆市扩张十分吻合,具有显著的城市组团式特点.      

Is climate-smart conservation feasible in Europe? Spatial relations of protected areas,soil carbon,and land values

The expectations on protected areas to deliver not only biodiversity conservation but also to provide an array of different ecosystem services rise. Sequestration and storage of carbon are promising services that protected areas may provide. This study integrates spatially explicit data on terrestrial Natura 2000 sites, soil organic carbon, and agricultural land values to estimate the potential for climate-smart conservation planning in the European Union. The objectives of this study are to analyse spatial relations between protected areas soil carbon content, and land values on the European Union's land area as well as to locate and quantify the proportion of land with high carbon and low economic value within and outside protected areas. We apply a unique interdisciplinary framework with methods ranging from analyses based on geographical information systems, agricultural economics to statistics. Findings indicate that there is a significant overlap between Natura 2000 sites and regions with high carbon content across Europe. Statistical analyses show that carbon-rich regions have significantly lower land values than other areas. Our results suggest that biodiversity protection and mitigation of climate change through conservation of soil carbon could be simultaneously achieved in Europe's protected areas and beyond. We conclude that there is a notable potential for climate-smart conservation in Europe that needs further investigation.     

Review of the reticulated python (Python reticulatus Schneider, 1801) with the description of new subspecies from Indonesia

The geographically widespread Python reticulatus, the world's longest snake, has been largely neglected by taxonomists. Dwarfed individuals from Tanahjampea Island, Indonesia, differ strikingly in morphology. Phylogenetic relationships were analyzed using a 345-bp fragment of the cytochrome b gene for 12 specimens from different populations. Both genetic differences and morphological characters distinctly revealed two taxonomic subunits. The island populations of Tanahjampea and Selayar form two monophyletic lineages, supported by high bootstrap values, with distinct differences in color pattern and scalation. We consider these forms to represent two new subspecies. The Tanahjampea form is genetically related to populations of the Sunda Islands and mainland Southeast Asia, whereas the Selayar form is related to populations of Southwest Sulawesi. We conclude that, due to strong directional surface currents in this region, gene flow between Tanahjampea and Selayar is prevented. Sea-level changes during the Pleistocene probably contributed to the isolation of the two taxa described. Aspects of ecology and conservation status are briefly discussed. Electronic supplementary material to this paper can be obtained by using the Springer LINK server located at http://dx.doi.org/10.1007/s00114-002-0320-4.     

过程耦合与空间集成：国土空间生态修复的景观生态学认知

新时期国土空间生态修复的核心是整体保护与系统治理,强调生态保护修复与社会经济发展耦合关联的系统性、协同性。景观生态学以景观为研究对象,基于整体综合视角聚焦景观结构与功能演变及其与人类社会相互作用机理,重点关注过程耦合与空间集成。面向国土空间生态修复的战略需求,景观生态学“格局与过程耦合-时空尺度-生态系统服务-景观可持续性”的研究路径能够为国土空间生态修复提供重要学科支撑;依据格局-过程互馈机理识别退化、受损的山水林田湖草生命共同体,基于景观多功能性权衡协调社会-生态需求并确定修复目标,应用生态安全格局优化多层级修复网络体系,建立面向景观可持续性的多尺度级联福祉保障。     

基于面向对象理论的区域生态环境综合评价

以龙口市为例,在分析区域生态环境特征的基础上,尝试应用面向对象的理论构建评价系统; 结合RS、GIS技术与数学模型方法提取评价因子,建立基于GIS栅格数据的空间模糊评判模型进行综合评价分析.结果表明:2008年龙口市生态环境状况总体良好,优等级占总面积的24.75%,良等占41.78%,中等占5.29%,差等占28.18%,但与1996年相比有下降趋势;生态环境的空间分异明显,表现为从西北沿海到东南内陆逐渐好转; 3个典型分区的生态环境状况各异,其变化趋势也有所差别; 气候条件、土地利用状况、工业生产建设、人口迁移等因素对研究区生态环境状况及演变起主要作用. 根据研究区的实际情况,并对比热岛效应的空间分布,可确定该方法合理有效, 是对当前区域生态环境综合评价方法的有益补充.     

土地可持续利用评价的指标体系与方法

本文分析了土地利用系统和土地可持续利用的特点,阐述了土地利用的持续性是土地利用适宜性在时间上的扩展,从生态、经济和社会３方面建立了土地可持续利用评价的指标体系。在不同的空间尺度上,土地可持续利用评价的主导因素也不同,从田块-农场-流域或景观-区域或国家-全球,土地利用可持续利用的主要约束因素分别是农业技术-微观经济-生态因子-宏观经济和社会因子-宏观生态因子,依据这一特点,提出了区域土地可持续利用的评价过程。     

城市热岛效应与景观格局相关性研究

城市下垫面的改变和人为热的增加是加剧热岛效应的重要原因,研究城市热岛效应对揭示城市景观的生态过程、城市空间结构的调整都有重要的指导意义,城市热岛效应与景观格局息息相关.遥感、地理信息系统与景观生态学理论共同形成了对大尺度城市空间格局独具特色的研究模式.卫星遥感数据反演法在城市热环境研究中具有举足轻重的地位,它实现了城市热岛效应的动态监测和内部结构分析.城市热岛与景观格局的相关研究往往转化为地表温度与土地覆盖/利用的相关研究,景观格局指数分析法是其重要研究方法,但仍存在界限不清、表现不敏感、生态学意义不明等问题,最后针对此类研究的重点难点提出建议.     

基于GIS的海岛生态脆弱性评价研究与实践——以海坛岛为例

基于生态敏感度、生态弹性度和生态压力度,构建了海岛生态脆弱性评价的指标体系,采用综合指数法和GIS相结合的方法对海坛岛的生态脆弱性进行了定量评价,并绘制了生态脆弱性等级分布图,分析了生态脆弱度的空间差异和不同区域生态脆弱性的主导成因.评价结果与该区域的生态环境状况较为一致,对于海坛岛的生态保护和资源利用具有一定的指导意...     

基于浅水方程的硇洲岛海域二维潮流数值模拟

以浅水方程为控制方程,对硇洲岛海域潮汐潮流进行了数值模拟。采用有限单元法离散求解浅水方程,将底坡源项归并到压力方程,保证了数值解具有和谐性;在限制水深法的基础上进行水深梯度修正,保证动量守恒,准确模拟了干湿变化过程;根据特征线理论建立边界潮位和潮流流速的关系,使得边界变量满足相容条件。研究结果表明:硇洲岛海域潮流为往复流,临近东海岛处海域流向呈NE-SW向,临近雷州湾处海域流向呈NW-SE向。     

高速公路环境影响评价样方调查研究——以昆明绕城高速公路为例

高速公路建设对生态环境和水土保持的影响较大.作为环境影响评价的一个重要手段,样方调查可以对这两种影响的程度进行定量或半定量的分析.生态环境样方调查主要是测算生态系统参数,掌握生态特征;水土保持样方调查主要是确定土壤侵蚀强度,预测水土流失.以昆明绕城高速公路为例,具体说明两种调查方法的应用,总结讨论两种调查方法的特点.     

辽河流域水生态分区研究

依据河流生态学中的格局与尺度理论,对流域水生态分区的内涵进行辨析,从理论上对区划方法进行了研究.通过对辽河流域自然要素及水生态特征的分析,建立了辽河流域水生态分区体系.明确了各级分区的主要内容与分区依据,提出了各级分区的特征指标,从而建立了流域水生态分区的指标与方法体系.结果表明,辽河流域包括2级水生态区,一级区可根据流域水资源空间特征差异进行划分,其目的是反映大尺度水文格局对水生态统的影响规律,二级区是根据地貌、植被、土壤和土地利用等自然要素进行划分,目的是反映流域尺度的地形、地貌及植被对河流栖息地环境特征的影响.在GIS技术支持下,采用多指标叠加分析和专家判断方法,将辽河流域划分为3个一级区、14个二级区,对不同分区的水生态系统特征及其所面临的生态环境问题进行了总结.对水生态分区在流域管理中的应用进行研究,提出了基于水生态区的环境管理技术支撑体系.