第24卷第4期
2004年4月生 态 学 报ACT A ECOLOGICA SINICA V ol.24,N o.4A pr.,2004
区域生态安全格局:概念与理论基础
马克明1,傅伯杰1,黎晓亚2,关文彬2
(1.中国科学院生态环境研究中心,北京 100085;2.北京林业大学,北京 100083)
基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(G2000046807);中国科学院知识创新资助项目(KZC X3-SW -424)
收稿日期:2003-05-27;修订日期:2004-03-10作者简介:马克明(1969～),男,博士,副研究员,主要从事景观生态学、保护生态学和生态模型研究。E-mail:mkm @https://www.doczj.com/doc/b59939103.html,
Foundation item :Th e Development Plan of the S tate Key Fund amental Research of China(No.G2000046807);Know ledge Innovation Program of CAS (No.KZCX3-S W-424)
Received date :2003-05-27;Accepted date :2004-03-10
Biography :M A Ke-M ing,Ph.D.,Ass ociate profess or,mainly engaged in lands cape ecology,cons ervation ecology,and ecological modelling.摘要:提出区域生态安全格局概念的提出,适应了生态系统恢复和生物多样性保护的发展需求。针对区域生态环境问题,通过干扰排除以及空间格局规划和管理,能够保护和恢复生物多样性,维持生态系统结构、功能和过程的完整性,实现对区域生态环境问题的有效控制和持续改善。区域生态安全格局的研究对象具有针对性、研究尺度具有区域性、研究问题具有系统性、研究手段具有主动性。它强调区域尺度的生物多样性保护、退化生态系统恢复及其空间合理配置、生态系统健康的维持、景观生态格局的优化、以及对社会经济发展需求的满足。它更加强调格局与过程安全及其整体集成,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上,实现管理效果的直观可视。相关理论,景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等为其提供了坚实的理论基础。区域生态安全格局不存在一个固定标准,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、和法规为手段,更要以其不断发展对生态系统服务功能的新需求为目标逐步进行。区域生态安全格局研究对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用,具有广阔应用前景。
关键词:区域生态安全格局;理论基础;生态恢复;生物保护;社会经济发展
The regional pattern for ecological security (RPES ):the concept and theoretical basis
M A Ke -Ming 1,FU Bo -Jie 1,LI Xiao -Ya 2,GUAN Wen -Bin 2 (1.Resear ch Center f or Eco -Env ir onmental S cience ,Chinese
A cademy o f Sc iences ,
B eij ing 100085;2.Beij ing Forestry Univ ersity ,B eij ing 100083).Acta Ecologica Sinica ,2004,24(4):761～768.
Abstract :T he concept of the Reg io na l P atter n fo r Eco lo gical Security (RPES)was pr oposed.A imed at r egio nal eco lo gical and envir onmental pro blems,a spat ial patter n can be desig ned and managed to conserv e and resto re biodiv ersity ,to maintain ecosystem integr it y o f structur es ,funct ions and pr ocesses ,and to realize the effective contr ol and continuing impr ovem ent of the specific pr o blems o n the basis o f distur bance r emo val.Which w as accor dant w ith the developments o f eco lo gica l resto rat ion and bio lo gical conser vation.T he R PES study directly point ed to the eco log ical pr oblem s and focused o n t he eco lo gical resto r atio n a nd biolog ical conserv atio n at r egional scale,the study w as system atic,and the appr oach w as activ e.It emphasized on the r est or atio n and co nfig ur ation of degr aded ecosystems ,the maintenance o f ecosystem health ,the o pt imization of landsca pe patter n ,and the spatial patter n a djustment adapt ed to t he developments of the so ciety and eco nomics at reg io nal sca le.T he spat ial pat tern visualized the str ateg ies o f ecosy stem manag ement,and ensur ed the securit y of eco lo g ical pa tter n and pro cess as well as t heir integ ration at r egional sca le.T he releva nt theor ies,landscape ecolog y ,distur bance eco lo gy ,conserv atio n biolog y,resto ration ecolog y,eco log ical eco no mics,ecolog ical ethics,and t he integr ated eco system theo ry ,supplied so lid theor etical suppor ts to the co ncept .T he R PES has no t a fixed standard ,but the v aried human r equirement to ecosystem serv ices is the ro ot r eason fo r im plementing the eco system management.T herefo re ,it sho uld be realized not o nly by the means of social,eco nomic,cultur al,mor al,law ,and r egularity metho ds,but also need to be co nsistent to the dev elo ping
dem ands of human societ y to ecosystem ser vices .T he RP ES study will play a key ro le in dealing w ith r egional ecolog ical and envir onmental pro blems ,t her efor e has a brig hter fut ur e in ecolog ical resto rat ion and biolog ical co nser va tion .
Key words :bio lo gical co nser vat ion ;ecolog ical resto rat ion ;reg io nal patt ern fo r ecolog ical secur ity ;so cial and eco nomic dev elopment s;theor etical basis
文章编号:1000-0933(2004)04-0761-08 中图分类号:Q 149 文献标识码:A
1 概念的提出
世界范围的生态环境问题越来越突出,严重威胁着人类社会的可持续发展,保障生态安全已经成为迫切的社会需求[1]。生态安全(eco lo gical secur ity )狭义上指自然和半自然生态系统的安全,即生态系统的完整性和健康水平的整体反映。广义上指人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态,包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全,组成一个复合人工生态安全系统。一般所说的生态安全是指国家或区域尺度上人们所关心的气候、水、空气、土壤等环境和生态系统的健康状态,是人类开发自然资源的规模和阈限。
生态安全研究的基础是生态风险评价和管理[1]。早期的生态风险研究集中在对有毒物质引起的风险上,主要集中在个体和种群水平的生态毒理学[2],而针对区域生态环境问题的生态学研究相对较少。目前,生态安全研究开始注重生态系统及其以上水平,力求以宏观生态学理论为指导,将单个地点或较小区域内的生态风险问题联系起来,进行区域生态风险的综合评价(特别是生态系统服务功能和健康评价),强调格局与过程安全及整体集成,并着重实施基于功能过程的生态系统管理。
生态系统管理(eco sy stem manag em ent )被定义为在明确目标指导下,通过政策和协议具体实施,保持生态系统组分、结构和功能完整性的管理;并通过监测研究,在加深理解生态学相互作用与过程的基础上,不断调整管理对策[3]。生态系统管理概念的提出使人类由对自然的无序利用和被动适应,开始走向实施主动的生态恢复和科学管理。
近年来,生态系统管理的理论探讨很多,但实践经验薄弱。理论上,实施生态系统管理必须基于对干扰与生态系统结构和过程关系的全面了解,否则任何管理行动都是不完善的[4]。现实情况却是,对生态系统破坏的认知过程缓慢,而生态系统破坏又在不断发展变化之中,无法提出全面科学的管理措施。作为折衷,人们提出适应性生态系统管理(adapt ive eco system managem ent )的对策,倡导依据现有知识进行决策,针对生态系统可持续性立即采取管理行动,并通过探索、实验和监测,不断修正相应的管理政策[5]。基于这种思路,可以考虑多种合理的假设和各种可能的策略,通过不断地实践,消除不确定性的管理行为可能带来的不良后果,为实现生态系统的可持续性提供了途径。
但是,仅有对策是不够的。任何政策的成功实施都需要最终落实到具体的生态系统,即某空间地域上,实现管理效果的直观可视。目前生态系统管理多集中于退化生态系统的恢复机制以及相关生态经济学、政策和社会学等问题的探讨,而如何将恢复措施和管理对策落实到空间地域上更加有针对性地解决区域性生态环境问题是需要重点突破的问题。针对区域性生态环境问题及其干扰来源的特点,通过合理构建区域生态格局来实施管理对策抵御生态风险是目前区域生态环境保护研究的新需求,也是生态系统管理能否成功的关键步骤。
因此,提出区域生态安全格局(the reg io nal patter n for ecolog ical secur ity )的概念,将其定义为针对区域生态环境问题,在干扰排除的基础上,能够保护和恢复生物多样性、维持生态系统结构和过程的完整性、实现对区域生态环境问题有效控制和持续改善的区域性空间格局。
区域生态安全格局概念的提出是对景观安全格局研究的发展,适应了生物保护和生态恢复研究的发展需求。景观安全格局侧重于景观结构与功能关系的机制研究。通过确定自然生态过程的一系列阈限和安全层次,提出维护与控制生态过程的关键性的时空量序格局。其特点在于规划设计一些关键性的点、线、局部(面)或其它空间组合,恢复一个景观中某种潜在的空间格局[6]。与此类似,区域生态安全格局研究也基于格局与过程相互作用的原理寻求解决区域生态环境问题的对策,但是,它更强调区域尺度生态环境问题的发生与作用机制,例如干扰的来源、社会经济的驱动、以及文化伦理的影响等;强调区域生态环境问题的尺度性和层次性,即不同尺度上格局与过程的干扰效应,集中解决生物保护、生态系统恢复、及景观稳定等一系列问题;突出强调以上两方面各要素的纵横交织产生的新特点,发现干扰对某一尺度格局与过程的作用,提出相应的解决对策,然后将所有单项对策综合,从更加宏观更加系统的角度提出实现区域生态安全的对策,并通过区域生态安全格局的规划设计具体实施。区域生态安全格局的提出为适应性生态系统管理提供了新途径。
同以往研究相比,区域生态安全格局研究具有鲜明特色:
(1)针对性 区域生态安全格局的研究对象通常具有特定性和针对性。针对区域上的一个或几个主要生态环境问题,依据空间格局与生态过程相互作用的原理,以生态系统恢复和生物多样性保护为基础,提出解决这些问题的生态、社会、经济对策和措施,并具体落实到空间地域上。目标非常明确。
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(2)区域性 由以往重视小尺度的机制问题研究扩展到解决区域乃至全球性问题的水平。区域生态环境问题的根源多为大尺度发生或区域性存在的人类干扰,因此,这些生态环境问题的最终解决也需要上升到区域尺度。重视区域尺度的生物保护和生态系统恢复是生态环境保护研究发展的大势所趋。大尺度生态环境问题需要基于小尺度机制研究、通过区域集成系统解决,这是小尺度研究所无法实现的。正如,人们已经认识到生物多样性保护需要由物种和生态系统保护上升到景观和区域保护[7]。
(3)系统性 区域生态安全格局研究综合考虑生物多样性保护、退化生态系统恢复和社会经济的可持续发展,目的是系统解决区域性生态环境问题。由关注环境污染或生物资源保护等单一问题扩展到系统分析和综合研究区域生态环境问题,比如,水灾、火灾、环境污染,以及人口增长、城市化等引起的生态破坏等,这些显著的或潜在的生态风险在广义上都属于研究的范畴。每一种生态风险都对应着一个或者一系列防治对策,保证区域生态安全必须将各个尺度的生态恢复措施联系起来,综合集成多种对策和途径,基于整体观和系统观解决宏观生态环境问题[1]。
(4)主动性 区域生态安全格局的实现不但要控制很多有害人类干扰,还要实施很多有益的人为措施,主动干预并人工促进退化生态系统恢复。其实质是运用复合生态系统原理解决人类社会所面临的生态环境问题、人与自然的协调发展,体现出很强的人的能动性。
2 理论基础
区域生态安全格局研究关注区域尺度的生态环境问题、格局与过程的关系、等级尺度问题、干扰的影响、生物多样性保护、生态系统恢复、以及社会经济发展等,并强调这些方面的综合集成,因此其理论基础涉及景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等多个学科的内容,这些学科领域的成果为区域生态安全格局研究提供了有益借鉴。
2.1 景观生态学:格局与过程的相互作用
景观格局决定着资源和物理环境的分布形式和组合[8],与景观中的各种生态过程密切相关,对于抗干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有着深刻的影响[9]。格局决定过程反过来又被过程改变[10～12]。格局与过程相互作用原理不但是景观生态学的核心内容[13～15],也为区域生态安全格局研究奠定了重要的理论基础。
区域生态安全应该通过优化景观格局来实现。优化的景观格局来源于对景观格局与生态过程关系的充分了解。特别是要判定哪些过程是有害的、哪些有利的生态过程是需要恢复的。通过改变景观格局,控制有害过程恢复有利过程,才能实现区域生态安全。优化的景观格局是基于相关理论支持的空间描述,能够方便地付诸实践和管理。
优化景观格局的实现手段是景观恢复与重建[16]。景观恢复与重建是指恢复原生态系统间被人类活动断裂或破碎的相互联系,以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本措施。包括调整原有景观格局,引进新的景观组分等,以改善受威胁或受损生态系统的功能。景观生态学关注的焦点是景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局。
空间格局和生态过程的相互作用存在于多个等级和尺度上[17]。传统的以物种保护为中心的自然保护途径经常缺乏考虑多重尺度上生物多样性的格局和过程及其相互关系,显然是片面的。景观生态学的等级理论认为环境压力的影响会在不同生物组织层次通过不同方式表现出来,生物多样性研究和保护应该是在多组织层次,多时空尺度上进行。因此,生物多样性保护在关注物种的同时,还应该重视它们所处的生态系统的结构及相关生态过程,恢复生存环境才是成功保护物种的关键。与此类似,区域生态安全格局研究在重视区域规划设计的同时,还应该关注一些更小尺度的格局与过程,只有具体完成了小尺度格局设计才能使整体规划有的放矢。
生物保护的区域途径并不是指把整个景观作为保护区,而是强调应用景观生态学的原理设计自然保护方案[7,18～20],即基于格局与过程相互作用原理,按照尺度和等级层次理论的要求,以景观生态规划的方法为基础,改造受损景观格局,达到控制和解决区域生态环境问题的目的。格局与过程相互作用的原理,如“集中与分散相结合(agg r egate -with-o ut liers patter ns )”和“必要
格局(indispensable patt erns)”原则[11,21]、“景观生态安全格局(eco lo gical securit y patter ns in landscape )”[22]、以及节网络和多
用途系统单元的自然保护区设计方法[23,24],已在实践中进行了广泛应用和检验,都可为区域生态安全格局设计提供借鉴。
2.2 干扰生态学:干扰与格局的相互作用
干扰一般指显著改变系统自然格局的事件[10],它导致景观中各类资源的改变和景观结构的重组。自然干扰可以促进生态系统的演化更新,是生态系统演变过程中不可或缺的自然现象。但是,人类干扰或人类干扰诱发的自然灾害却成为区域生态环境恶化的主要原因。人类干扰与自然干扰不同,它具有干扰方式的相似性与作用时间的同步性、干扰历时的长期性与作用的深刻性、干扰范围的广泛性与作用方式的多样性、以及干扰活动的小尺度与作用后果的大尺度等特点[25]。区域生态安全格局设计的目的就是针对干扰的这些特点,排除与生态环境问题相应的人为干扰,并通过有利的人类干扰恢复自然生态格局与过程。
干扰改变景观格局同时又受制约于景观格局。干扰在不同景观类型和不同程度的异质性景观中扩散能力有明显差异[10～12,25],通过改变景观格局可以控制干扰的形成和扩散,因此研究干扰对区域生态格局的破坏以及区域生态格局对各类干7634期马克明 等:区域生态安全格局:概念与理论基础
扰的影响是进行区域生态安全格局设计的基础。景观格局对干扰的反应存在一系列阈值,只有在干扰规模和强度高于这些阈值时,景观格局才会发生质的变化[25]。区域生态安全格局设计应该在明确人类干扰效应阈值的基础上进行。
在一定意义上,景观异质性也可以说是不同时空尺度上频繁发生干扰的结果[10]。由于不同的干扰所发生的尺度不同,使得影响干扰和受干扰影响的景观格局也有一个与干扰相对应的尺度问题[26]。针对不同尺度的干扰提出解决对策、规划设计相应格局,恢复不同层次的空间异质性,才能达到有效控制干扰和恢复生态过程的目的。
通过有益人为干扰恢复和优化退化景观还需要重视人为干扰与景观格局和动态适应性[27]。在自然条件下,景观格局与动态都是与自然干扰相适应的,而且形成了一种相互依赖的运行机制。这些干扰一般具有一个共同特点:如果是小尺度干扰则干扰作用周期短,如果是大尺度干扰则干扰作用的周期较长,这种尺度与频率的反比关系使受到干扰的景观有充足的修复时间。因此,实施有益人为干扰的尺度应该基于自然干扰尺度确定[11]。确定人类干扰适宜尺度最安全、最可靠的办法就是通过对自然干扰的发生尺度和运行机制进行研究,向自然界学习。既要注意研究有利于原生生态过程的人为干扰,作为实施生态工程的依据,同时不能忽视它所带来的不良影响。总之,有目的地施加某些有益人为干扰,促进生态系统恢复,是生态系统管理和实现区域生态安全的必要手段。
2.3 保护生物学:生物多样性保护
日益剧烈和不合理的人类活动导致全球生物多样性的严重危机,当前生物多样性的丧失大大超出自然速度,引发了一系列生态环境问题。因此,生物多样性是生态安全的基础,保护和恢复生物多样性是实现区域生态安全的必由途径。
保护生物学就是研究保护物种及其生存环境的科学,通过评估人类对生物多样性的影响,提出防止物种灭绝的对策和保存物种进化潜力的具体措施[28,29]。具体包括物种迁地保护到栖息地保护、群落保护到生态系统和景观保护、环境对生物多样性的影响以及多样性对生态环境安全的意义等各个方面。目前比较活跃的研究领域主要是物种灭绝机制、生境破碎化的影响、种群生存力分析、自然保护区的建设、生物多样性热点地区的确定和保护、以及公众教育与立法等[30]。
随着生物保护策略由物种转向生态系统和景观[7],景观规划设计在生物多样性保护中的作用日益突出。景观规划从景观要素保护的角度出发提出了一系列有利于生物多样性保护的空间战略,为自然保护区及国家公园的建立和科学管理提供了指导[31]。比如,建立绝对保护的栖息地核心区、建立缓冲区以减小外围人为活动对核心区干扰、在栖息地之间建立廊道、适当增加景观异质性、在关键性部位引入或恢复乡土景观斑块、建立物种运动的“跳板(stepping stone )”以连接破碎生境斑块、改造生境斑块之间的质地、减少景观中的硬性边界频度,以降低生物穿越边界的阻力等[32]。这些景观生态措施能够有效克服干扰对生物多样性的不利影响。
建设区域生态安全格局可对生物多样性保护起到直接的促进作用,在生态学理论、方法、经验与生物多样性保护实践之间架起一座桥梁。而区域生物多样性的恢复为保持生态系统功能过程的完整性和稳定性奠定基础,从而决定了区域生态安全格局的可持续性。因此,针对区域生态环境问题,优化景观生态格局,从区域尺度保护和恢复生物多样性,维持生态系统结构和功能的完整性,才能长久实现区域生态安全。
2.4 恢复生态学:生态系统结构和功能恢复
区域景观由多种生态系统类型镶嵌而成,恢复已经退化的生态系统对于提高生态系统服务功能和改善生态系统健康状况具有重要意义,因而,退化生态系统恢复是实现区域生态安全的必要措施。生态系统服务是人类生存和发展的基础。生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能[33],但生态系统服务功能的两个方面都是有限的。如果自然资源攫取过度,环境质量就要遭到破坏;反之,要保证较高的环境质量,应该尽可能减少资源利用对生态环境的破坏,并通过改进资源利用技术提高资源利用效率。
生态系统健康是保证生态系统服务功能的前提[34]。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节、和对胁迫的恢复能力[35]。健康诊断是对生态系统质量与活力的评价。区域生态安全的研究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健康的状态下提供服务。
按照国际恢复生态学会的解释,生态恢复(eco lo gical resto ration)是研究恢复和管理原生生态系统完整性的过程。这种生态整体性包括生物多样性的临界变化范围、生态系统结构和过程、区域和历史内容、以及可持续的社会实践等。恢复生态学为研究不同方式的内外源干扰格局下特定生态系统类型受损或退化机理,探究生态系统选择性恢复或重建提供了方法和技术。
生态恢复的目标是发展一种具有可持续性的生态系统[36]。但是,根据不同的社会、经济、文化和生活需要,人们往往会针对不同的退化生态系统制定不同水平的恢复目标,而且生态恢复的具体目标也随退化生态系统本身的地域差异、干扰类型和强度的不同、以及退化程度的不同而有所差异。
恢复生态学虽然关注的是生态系统,但必须涉及多尺度多层次的研究,内容十分综合。它包含了从分子至全球所有尺度上的生态恢复选择。具体包括:(1)非生物要素(包括土壤、水体、大气)的恢复技术;(2)生物因素(包括物种、种群和群落)恢复技764 生 态 学 报24卷
术;(3)生态系统(包括结构与功能)的总体规划、设计与组装技术。同时,它不仅包含对自然生态系统的生物多样性、系统结构和功能的选择性恢复,也包括对一定地域和时间尺度上人类的心理生态、社会生态、文化生态、经济生态的组成多样性、结构与功能过程的选择性恢复与重建[37]。
虽然恢复生态学强调对受损生态系统进行恢复,但其首要目标仍然是保护原生生态系统;第二目标才是恢复已经退化的生态系统,尤其是与人类关系密切的生态系统;第三个目标是对现有的生态系统进行合理的管理,避免退化;第四个目标是保持区域文化的可持续性。其它目标还包括实现景观层次的完整性、保持生物多样性、以及良好的生态环境等。
可见,区域尺度的生态系统恢复目标符合了区域生态安全格局的要求,生态系统恢复措施为区域生态安全格局的构建和实施奠定了技术基础。区域生态安全格局设计应该在适当采用退化生态系统恢复的技术和方法的同时,突出强调区域尺度上退化生态系统的空间恢复格局,从而达到恢复区域景观格局和功能的目的。
2.5 生态经济学:自然资源保护性利用
人类干扰是造成生态环境问题的直接原因,但其背后深层的原因是任何人类活动都有经济利益的驱动,是由经济无序发展造成的。因此,区域生态安全要通过改变经济发展模式才能最终实现。
生态经济学研究经济发展与环境保护之间的相互关系,探索合理调节经济再生产与自然再生产之间的物质交换,用较少的经济代价取得较大的社会效益、环境效益和经济效益[38]。因此,生态经济学能够为解决一系列经济无序发展造成的环境问题提供对策和方法。
生物多样性和生态系统服务作为人类社会生存和发展的基础,是一种有限资源。但是,当前经济发展的主导模式和观念是获取一定时间内经济利益的最大化,这与可持续发展倡导的大时间尺度的经济效益、社会效益和生态效益的综合最大化存在着激烈矛盾。要解决这个矛盾,必须寻找合理的人们能够接受的生态、经济、社会效益评估的方法,平衡经济发展与生态环境保护,并通过具体实施产权和税收等经济杠杆的方法实现[39]。
一些经济措施可以保护生物多样性[40],如(1)建立有效的产权制度,明确生物多样性的所有权关系;(2)对生物资源和生态环境进行合理定价,实行有偿使用;(3)建立生物多样性保护的财政调控系统;(4)健全国民经济核算体系,使其能反映出由于生物多样性丧失而带来的经济损失。
排污收费、产品收费、押金退款制度和可交易许可证制度是控制生态系统服务功能利用的经济措施[41],它们的实施可为建立区域生态安全格局提供保证。目前正在广泛进行的生态系统服务功能的价值评估[33],为采用经济手段规范生态系统服务的利用奠定了理论基础。我国即将实施流域水资源分配及收费制度,但是森林砍伐、草场过牧等还缺乏相关经济措施[42,43]。现在应该是大力提倡采用经济手段调控生态系统服务利用的时候了。
总之,通过经济学手段排除人类干扰,解决生态环境问题,是实现区域生态安全的根本途径之一。根据区域生态环境问题的成因,确定相应人类干扰的经济学驱动机制,提出改善区域资源利用的科学对策和经济发展模式,应该在区域生态安全格局设计和实施中得到充分重视。
2.6 生态伦理学:人与自然和谐
区域生态环境问题的另一根源在于人类干扰的社会背景,其实各种经济活动也存在着社会导向,因此所有人类活动都有着深刻的社会根源。如果说生态经济学手段可用于控制个人或集团的生态破坏行为,那么生态伦理学则是为控制全社会的生态破坏行为提供对策。
现代科学技术高度发展的后果之一是在人与自然之间形成了某种隔离,使人不易看到自己的生活与自然的密切联系,导致人类对自然缺乏足够的尊重。社会意识与自然规律不协调,那么社会的行为、道德、文化、政策、法律、和法规等因子就可能成为生态环境问题产生的根源。因此,从生态伦理学的高度改善人与自然关系是实现区域生态安全的根本途径。这样的区域生态安全格局研究不仅可以消除不利的个人行为,而且可为消除不利的社会行为提供对策。
生态伦理学主要研究人对待自然的态度问题,存在着人类中心主义和非人类中心主义(或称生态中心主义)两种价值观。尽管单独的理论都存在偏颇,但它们都为生物多样性保护、生态系统恢复、和建立人与自然之间的和谐关系提供了独特的道德依据[44]。特别是,倍受推崇的生态中心主义(non-ant hr opo centr alism),承认自然生态环境具有内在价值,强调人与自然的平等,适应了可持续发展的伦理要求,为解决生态环境问题提供了道德规范和社会认同。
生态伦理学还注重研究基于生态伦理的原则和规范,比如它所提出的自卫原则、对称原则、最小错误原则、和补偿正义原则,为人们提供了环境意义上的行为道德准则,为生态环境保护做出了贡献[44]。应用生态伦理学原则指导实践,首先要确立可持续发展的观念,并关注人口发展的伦理、科技发展的伦理、环境保护的伦理、消费方式的伦理、以及公众的环境伦理教育等,用这些行为道德准则来规范人类的社会经济活动。在此基础上,环境社会学可以帮助解决一些实际生态环境问题[45],如(1)人类、技术以及文化、社会和人格系统等如何影响
7654期马克明 等:区域生态安全格局:概念与理论基础
自然环境?(2)自然环境的变化如何影响人类、技术以及文化、社会和人格系统?如何调控二者之间的关系。(3)环境衰退的社会根源是什么?(4)究竟谁应对环境破坏负责?(5)为什么一些环境问题早就存在,但只是到了特定时候才引起广泛注意?此类研究从更加实用的角度提出了社会与自然和谐的对策。
区域生态安全格局研究的终极目标是可持续发展,而生态环境问题发生的根源在于社会的不良环境意识。因此,从生态伦理学角度发现不利于自然生态的社会导向和行为,提出相应的解决对策是消除生态环境问题的根本途径之一。
2.7 复合生态系统理论:整体观
人们所生活的世界是一个“社会-经济-自然”复合的生态系统。它以自然环境为依托,人类活动为主导,资源流动为命脉,社会体制为经络的人工生态系统,有生产、生活、流通、还原、调控功能,构成错综复杂的人类生态关系[46]。复合生态系统演替的动力来源于自然和社会两种作用力,两者耦合导致不同层次的复合生态系统特殊的运动规律[47]。
复合生态系统理论是区域生态安全格局研究的思想源泉。只有把人和人类活动看作生态系统的一个有机组分,综合考虑区域生态环境问题的生态、经济、和社会机制,才能提出切实的解决对策。人类社会发展中的环境问题的实质就是复合生态系统的功能代谢、结构耦合及控制行为的失调,必须通过生态建设手段加以解决。通过生态规划、生态恢复、生态工程与生态管理,将单一的生物环境、社会、经济组成一个强有力的生命系统,从技术个性和体制改革和行为诱导入手,调节系统的主导性和多样性、开放性和自主性、灵活性与稳定性,使生态学的竞争、共生、再生和自生原理得到充分的体现,资源得以高效利用,人与自然高度和谐[47,48]。
总之,区域生态安全格局研究以生态系统恢复和生物多样性保护为目的,以格局与过程的相互作用关系为原则,排除人类干扰对自然生态系统的影响,并寻找其社会经济原因来控制干扰源头,综合考虑社会、经济和生态系统的协调发展,从而实现区域生态环境的整体改善。可持续发展是区域生态安全格局研究的最高目标。
3 结语
针对区域生态环境问题的生态系统管理除了需要重视退化生态系统的结构功能恢复,还应该关注区域管理对策的制订和具体落实到空间地域的格局设计。区域生态安全格局概念的提出适应了生态恢复和生物保护的这一发展需求。它的研究角度不仅在生态系统自身的安全需求上,而且在人类活动与自然界矛盾冲突的平衡点上,以及区域尺度社会经济需求与生态安全的平衡点上。
区域生态安全格局因此具有等级性。不同水平上的区域生态安全格局可以使生态过程维持在不同健康和安全水平上。安全格局为各方利益(比如人类社会经济发展的利益和生物多样性保护的权利),为维护各自安全和发展水平达到总体最高效率提供战略。不论最终发展与环境规划决策和共识在哪一种安全水平上达成,安全格局途径都使经济发展和环境保护在相应的安全水平上达到高效。以社会经济发展的承受能力作为阈限因子,对应于不同安全水平的阈限值转变为具体的空间维量,成为可操作的规划设计语言。多层次的安全格局是维护生态及其过程的层层防线,为规划和决策过程提供依据,为环境和发展提供可操作的空间战略[49]。
同时,区域生态安全本身具有发展性[1]。因为生态安全标准在不断变化,相应的生态系统管理对策也将随着人们对生态系统认识的不断加深和社会需求的逐步提高而渐进发展。适应性生态系统管理一方面应该对我们现在认识不清的问题在认识清楚后及时调整管理对策;另一方面,应该根据人口、社会、和经济发展,主动作出调整。在适应性生态系统管理思想的促进下,区域生态安全格局必定会是一种不断完善的模式。即随着社会经济的发展,人类的自然资源利用强度逐步降低,生存环境质量不断提高,区域生态安全格局的安全层次不断提高。
区域生态安全格局研究涉及的因素多难度大。既是生态学研究,也涉及社会经济研究;既有小尺度生态过程研究,又有区域内多系统的综合性研究;既要解决理论和方法问题,又要提出切实可行的规划方案。因此,区域生态安全格局研究需要在综合考虑各方因素的基础上,开展设计方法研究、案例研究、和评价研究,积累经验教训,深化概念理论。
总之,区域生态安全格局研究以协调人与自然关系为中心,它不存在一个固定的标准,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、法规为手段,更要以其新发展对生态系统服务功能的新需求为不断变化的目标,逐步进行。无论怎样,区域生态安全格局研究符合了当今生态环境保护和可持续发展的理论需求,对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用,具有广阔应用前景。
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作者：俞孔坚王思思马强 经历近三十年来的快速发展，我市面临这一系列资源环境制约，国土生态安全面临威胁：水资源严重短缺，河湖调蓄能力明显下降；土地后备资源不足，节约性和集约化利用程度有待提高；建成区“摊大饼”式扩张，城市空间结构不尽合理；景观破碎化趋势明显，绿色空间尚没有形成有机系统等[1-3]。如何从空间上协调社会经济发展和生态环境保护的关系，实现精明增长与精明保护的双赢，已经成为紧迫而现实的问题。鉴于上述问题，《北京市土地利用总体规划（2006－年）》提出的规划重点之一便是构建首都生态空间保护体系。此次规划修编中将城市生态安全格局（Ecological Security Pattern）理论和方法引入土地规划中，与传统的生态区划式生态空间保护体系的构建不同，城市生态安全格局更加强调维护城市生态系统结构和过程健康与完整。在我国，生态安全格局被认为是实现区域或城市生态安全的基本保障和重要途径[4-9]。 1 生态安全格局的概念 生态安全格局以景观生态学理论和方法为基础，通过对各种生态过程（包括城市的扩张、物种的空间运动、谁和风的流动、灾害过程的扩散等）的分析和模拟，来判别对这些过程的安全与健康局有关建议以的景观元素、空间位置及空间联系，这种关键性元素、战略位置和联系所形成的格局就是生态安全格局[10-11]。生态安全格局旨在解决如何在有限的国土面积上，以最高效的景观格局、维护土地生态过程、历史文化过程、游憩过程等的安全与健康的问题。针对北京是生态问题，重点研究综合水安全格局、地质灾害安全格局、生物保护安全格局、文化遗产安全格局和游憩安全格局，并将他们整合为总体综合生态安全格局，形成北京市国土生态保护和未来城市可持续发展的生态基础设施。 2北京市生态安全格局 2.1 综合水安全格局 快速城市化导致城市水文过程的根本改变：人口的快速膨胀导致水资源严重短缺；不透水铺装面积的增加知识内涝频发；雨水资源大量流失，亟待深度开发利用；地下水采补失衡，引起湿地萎缩；工程化措施对水文过程造成负面影响。城市水系统和水环境的完整与健康已成为制约北京可持续发展的关键环节。本文已恢复天然水文过程和维护城市雨洪安全为目标，运用ArcGIS空间分析技术，对洪水、地表径流等过程进行分析和模拟，构建洪水安全格局和雨水安全格局，并考虑地表和地下水源保护以及地下水补给，叠加形成综合水安全格局。
地缘政治学研究综述 摘要：当前世界地缘政治正在发生一系列新变化，经济全球化的蓬勃发展、科学技术的进步、国际经济交往的频繁使得传统的地理空间被超越，也使地缘政治学的发展受到挑战，许多人质疑地缘政治学本身存在的意义。现时代地缘政治研究依然是国际政治研究的重要领域,并被全球化的发展赋予了新的内涵和外延，全球化时代的地缘政治研究需要拓展新的研究视阈。其中，区域、非传统安全、经济与政治相结合、地缘空间的拓展等已成为当前地缘政治研究的新领域。 关键词：地缘；政治；陆权；海权 一、地缘政治学说的缘起 自 19 世纪末成为一门独立的学科以来，地缘政治学已经历了一百多年的发展历程。地缘政治学，亦称“地理政治学”，是“关于国际政治现象制约于各种地理要素和人文要素共同作用结果的理论。采用整体论的研究方法，把诸如疆域、气候、资源、地理位置、人口分布、文化属性、经济活动等现象综合起来，分析、解释和预测世界或地区范围的战略态势和国家的政治决策”①。《不列颠百科全书》所述地缘政治学，是“关于国际政治中地理位置对各国相互关系如何影响的分析研究”②。 综合国内外地缘政治论著中所述的思想，其研究内容大致包括下列几个方面：一是地理——地缘要素，二是国家之间的地缘关系，三是地缘政治(战略)格局的空间结构及其分布，四是全球性的地缘政治问题，五是世界主要大国的地缘政治战略等等。其研究的内容是地缘政治学者与国际关系学者关注的重点之一。 二、地缘政治的研究历程 19 世纪末20 世纪初,处于世界体系中心的西方国家，已由自由资本主义过渡到垄断资本主义即帝国主义，帝国主义列强对世界的战争掠夺和殖民瓜分成为国际政治领域主要的时代特征。在这一时代背景之下，被后世视为地缘政治学创始人的弗里德里希·拉策尔提出“国家有机体”学说和“生存空间”理论，在客观上为帝国主义时代西方列强的对外 ①《辞海》(1999年普及本)，辞海编辑委员会编纂，上海辞书出版社1999年9月版，第1512页. ②《不列颠百科全书》国际中文版，中国大百科全书出版社1999年版，第7卷，第68页.
景观生态学—格局、过程、尺度与等级 邬建国高等教育出版社2000年12月 Landscape Ecology Pattern，Process，Scale and Hierarchy，Higher Education Press 景观生态学中的基本概念 起源与发展 起源于中欧和东欧，可追溯到20世纪30年代。德国区域地理学家Troll于1939年创造了“景观生态学”一词，并将其定义为研究某一景观中生物群落只见错综复杂的因果反馈关系的科学。Naveh和Lieberman（1984）继承并发展了欧州景观生态学的概念，提出“景观生态学是基于系统论、控制论和生态系统学之上的跨学科的生态地理科学，是整体人类生态系统科学的一个分支。”在北美，直到20世纪80年代初才开始逐渐兴起。如今，等级理论、分形理论、渗透理论、尺度观点以及一系列空间格局分析方法和动态模拟途径在景观生态系中的广泛应用，为该科学增添了新内容和新特点。 研究范畴 研究对象和内容 （1）景观结构：景观组成单元的类型、多样性及其空间关系。 （2）景观功能：景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。主要体现在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程。 （3）景观动态：景观在结构和功能方面随时间的变化。也就是景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。 研究的重点： （1）空间异质性或格局的形成和动态及其与生态学过程的相互作用； （2）格局—过程—尺度之间的相互关系； （3）景观的等级结构和功能特征以及尺度演绎问题； （4）人类活动与景观结构、功能的相互关系； （5）景观异质性（或多样性）的维持和管理。 格局、过程、尺度 格局（Pattern）是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。 过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。 尺度（Scale），广义地讲，是指在研究某一物体或现象是所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。在景观生态学中，尺度往往以粒度（Grain）和幅度（Extent）来表达。空间粒度之景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；时间粒度指某一现象或事件发生的（或取样的）频率． 或时间间隔。幅度指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。 空间异质性和缀块性 空间异质性（Spatial Heterogeneity）是指某种生态变量在空间分布上的不均匀性及其复杂程度。是空间缀块性（Patchness）和空间梯度（Gradient）的综合反映。缀块性强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置关系，比异质性在概念上更为具体化一些。而梯度则指沿某一方向景观特
进入工业时代以来，随着人口的激增和工程技术的不断进步，人类以前所未有的规模和速度改变着自然环境，导致许多生态环境问题的出现[1]。尤其在我国，快速的人口增长和大规模的快速城市化进程对资源环境带来巨大压力[2]。同时受全球气候变暖和不合理土地利用活动共同影响，我国出现冰川后移、冻土退化、湿地萎缩、水土流失[3]、沙漠化[4]、洪涝灾害加剧[5]、生物多样性下降[6]和水源涵养能力降低等诸多生态环境问题[7,8]，生态安全已成为科学研究和可持续发展战略的重点关注领域。 我国学者针对生态安全议题开展了大量的研究，尤其在生态安全评价理论与方法方面进行了卓有成效的研究[9-14]，但区域景观格局优化与调控方面的研究仍处于探索阶段。近年来提出的景观安全格局[14,15]、区域生态安全格局[16]理论与实践为抽象的生态系统服务概念和可实施的空间规划之间建立了沟通的平台，并开展了部分探索性的研究[17-22]。在国家政策制定层面，我国在自然区划、农业区划基础上相继开展的生态区划[23]、生态功能区划[24]和主体功能区划[25]等工作都对国土与区域尺度空间格局调控有积极的推动作用。新出台的《城乡规划法》[26]和新修订的《全国土地利用总体规划纲要》[27]也将生态保护作为重要内容。在当前生态要素分部门进行管理的行政体制下，如何构建一个在操作层面上能与生态区划、主体功能区划、土地利用规划、城市规划相衔接的综合性概念、框架和工具成为科研和实践领域亟待解决的问题。 国际上国土尺度的保护规划研究起步较早。美国早在1915-1916年由景观规划师曼宁(Manning W.H.)开展的国土规划（National Plan）旨在制定资源综合保护与利用战略，并提出以自然资源和自然系统为基础的土地分类思想[28]。从1950年代逐渐兴起的以绿色廊道（Greenway）运动为代表的生态网络规划建设逐渐成为自然资源保护规划的新热点[29]，如美国绿色廊道体系全面实施后将会提供220,000 km 的绿色廊道和大约5亿hm2受保护的绿色空间[30]。欧洲也出现绿色廊道、生态网络、生境网络、洪水缓冲区等概念[31,32]。亚洲的新加坡等国也陆续开展绿色廊道规划研究[33]。我国的防护林体系建设也可看作为国土尺度的绿色廊道网络[34]。1990年代以来在国内外逐渐兴起的生态(绿色)基础设施概念[35-37]正日益成为自然资源保护和空间规划领域广泛认可的新 工具，并在美国马里兰、明尼苏达、伊利诺斯、佛罗里达、佐治亚、阿拉巴马、密西西比、南卡罗莱纳、田纳西、肯塔基等州相继开展相关规划研究[36]。我国也在浙江台州[38]、山东威海[39]、菏泽[40]等地进行了生态基础设施规划的探索研究。这些研究为各种尺度上开展生态安全格局规划提供了很好的借鉴案例。 本文从我国面临的主要生态问题出发，旨在初步探讨国土尺度生态安全格局的基本构架，从水源涵养、洪水调蓄、沙漠化防治、水土保持、生物多样性保护5个主导生态系统服务功能出发，在对单一生态过程的分析与评价基础上进行叠加与综合，初步构建保障生命支持系统健康与安全的国土尺度生态安全格局框架。
基于景观安全格局分析的生态用地研究 ＊ ———以北京市东三乡为例 俞孔坚 乔 青 ＊＊ 李迪华 袁 弘 王思思 (北京大学景观设计学研究院,北京100083) 摘 要 借助较为成熟的景观安全格局理论和方法,根据自然、生物和人文过程的分析,可判 断和规划对某种生态过程具有战略意义的景观安全格局,即维护某种生态过程的最小生态用地(包括格局和面积).本研究从土地的地表属性和空间属性2个方面界定了生态用地的概念,将其定义为:在不同空间尺度上,对维护关键生态过程和提供生态系统服务具有重要意义的生态系统(土地单元)及其空间部位.以北京东三乡为例,分析了基于雨洪管理和生物保护需求的生态用地,得出该区低、中、高3种安全水平下的生态用地分别占研究区总面积的20.4%、31.1%和48.6%.结果表明,基于关键生态过程的景观安全格局分析是生态用地定量研究的有效方法,该方法对城市规划和土地规划等具有重要参考价值.关键词 生态用地 景观安全格局 土地利用规划 北京东三乡文章编号 1001-9332(2009)08-1932-08 中图分类号 Q 149 文献标识码 A E c o l o g i c a l l a n d u s e i n t h r e e t o w n s o f e a s t e r n B e i j i n g :Ac a s e s t u d y b a s e d o n l a n d s c a p e s e c u r -i t y p a t t e r n a n a l y s i s .Y UK o n g -j i a n ,Q I A OQ i n g ,L I D i -h u a ,Y U A NH o n g ,W A N GS i -s i (G r a d u -a t e S c h o o l o f L a n d s c a p e A r c h i t e c t u r e ,P e k i n g U n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100083,C h i n a ).-C h i n .J .A p p l .E c o l .,2009,20(8):1932-1939.A b s t r a c t :W i t h t h e w e l l -d e v e l o p e dt h e o r y a n d m e t h o d o l o g y o f l a n d s c a p e s e c u r i t y p a t t e r n ,a n d b y t h e a n a l y s i s o f n a t u r a l ,b i o l o g i c a l ,a n d c u l t u r a l p r o c e s s e s ,i t 's p o s s i b l e t o j u d g e a n d p l a n t h e l a n d -s c a p e s e c u r i t y p a t t e r n o f d e f i n i t e e c o l o g i c a l p r o c e s s ,i .e .,t o m a i n t a i n t h e m i n i m u me c o l o g i c a l l a n d u s e o f t h i s e c o l o g i c a l p r o c e s s b o t h i np a t t e r n a n d i n a r e a ,w h i c h i s o f s t r a t e g i c s i g n i f i c a n c e . F r o m t h e a s p e c t s o f l a n d c o v e r a g e a n d s p a t i a l q u a l i t y ,t h i s p a p e r d e f i n e d t h e e c o l o g i c a l l a n d u s e a s t h e e c o s y s t e m(l a n d u n i t )a n d i t s s p a t i a l p o s i t i o n t h a t h a v e i m p o r t a n t s i g n i f i c a n c e i n s a f e g u a r d i n g c r i t i -c a l e c o l o g i c a l p r o c e s s e s a n dp r o v i d i n gc r i t i c a l e c o s y s t e m s e r v i c e s .T a k i n g t h r e et o w n s i ne a s t e r n B e i j i n g a s a ne x a m p l e ,t h e e c o l o g i c a l l a n du s e b a s e do ns t o r m w a t e r m a n a g e m e n t a n db i o l o g i c a l c o n s e r v a t i o n w a s a n a l y z e d .I n t h e s t u d y a r e a ,t h e e c o l o g i c a l l a n d u s e a t l o w ,m e d i u m ,a n d h i g h s e -c u r i t y l e v e l s o c c u p i e d 20.4%,31.1%,a n d 48.6%o f t h e t o t a l ,r e s p e c t i v e l y ,i n d i c a t i n g t h a t t h e l a n d s c a p e s e c u r i t y p a t t e r n a p p r o a c h b a s e d o n c r i t i c a l e c o l o g i c a l p r o c e s s e s w a s a n e f f e c t i v e t o o l i n t h e q u a n t i t a t i v e s t u d y o f e c o l o g i c a l l a n d u s e ,h a v i n g i m p o r t a n t r e f e r e n c e v a l u e f o r u r b a n a n d l a n d p l a n -n i n g .K e y w o r d s :e c o l o g i c a l l a n du s e ;l a n d s c a p es e c u r i t y p a t t e r n ;l a n du s ep l a n n i n g ;t h r e et o w n s i n e a s t e r n B e i j i n g C i t y . ＊北京市国土资源局朝阳分局委托项目(北京市东三乡土地利用规 划)资助. ＊＊通讯作者.E -m a i l :q i a o 1979@126.c o m 2009-01-13收稿,2009-06-10接受. 自然生态系统及其生态过程可为人类提供赖以生存的自然环境条件和效用,维持与保育生态系统服务是实现区域可持续发展的基础 [1-2] .自然生态 系统服务具有调节功能、生命支持功能、生产功能和审美启智功能等[3-4] ,但长时间以来,生态系统功能 并未引起人们足够的重视,并因此导致了一系列的生态问题,尤其是在当今中国的快速城市化过程中,自然生态系统提供服务的能力面临着严重损害.在此背景下,一个很中国化的概念———“生态用地”被提出(在国际学术语境中,“生态用地”一词本身并 应用生态学报 2009年8月 第20卷 第8期 C h i n e s e J o u r n a l o f A p p l i e dE c o l o g y ,A u g .2009,20(8):1932-1939 DOI :10.13287/j .1001-9332.2009.0306
在人为活动占优势的景观内，不同土地利用方式和强度产生的生态影响具有区域性和累积性的特征，并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。景观本身是人类经济活动的资源和开发利用的对象，人类的经济开发活动主要是在景观层次上进行，因而景观成为研究人类活动对环境影响的适宜尺度。 景观格局影响生态学过程(种群动态、动物行为、生物多样性、生态生理和生态系统过程等)，因为格局与过程往往是相互联系的，可以通过研究空间格局来更好地理解生态学过程。因此，基于景观格局进行生态风险分析，可以综合评估各种潜在生态影响类型及其累积性后果。 景观的空间格局是若干生态过程与非生态过程长期作用的产物，景观的空间结构影响着干扰的扩散和能量的转移，尤其是景观中某些具战略性的结构退化或破坏将对整个区域生态坏境产生致命的影响。研究的方法和技术路线不同的景观类型在维护生物多样性、保护物种、完善整体结构和功能、促进景观结构自然演替等方面的作用是有差别的 同时，不同景观类型对外界干扰的抵抗能力也是不同的。目前表征景观格局的指数有多样性指数、镶嵌度指数、距离指数及其景观破碎度指数等。本研究在基本判别指标的基础上，构建了景观结构指数和景观脆弱度指数，并通过景观格局与生态环境之间的经验关系，建立景观格局指数与区域生态风险之间的定量化表达，借助空间统计学空间化变量的方法，研究区域生态风险的空间特征。 景观结构指数是通过各个指数简单叠加用来反映不同景观所代表的生态系统受到干扰(主要是人类开发活动)的程度。景观损失指数即生态风险指数表示遭遇干扰时各类型景观所受到的生态损失的差别，也即其自然属性损失的程度，是某一景观类型的景观结构指数和脆弱度指数的综合。 本方法提出了基于景观结构变化的区域生态风险指数，并设计了其计算公式。该方法包括如下四个基本步骤:以不同时相遥感影像和景观要素统计资料为基础，计算各景观组分的面积比重和景观格局指数; 确定不同景观组分的风险权重; 计算区域生态风险指数; 进行区域生态风险评价，划分不同等级的生态风险区和风险变化区。 御鑫景观H TTP://https://www.doczj.com/doc/b59939103.html,/ 汽修学校：HT TP://https://www.doczj.com/doc/b59939103.html,/
摘要：景观中有某种潜在的空间格局，被称为生态安全格局(Security patterns，简称SP), 他们由景观中的某些关键性的局部，位置和空间联系所构成。SP对维护或控制某种生态过程有着异常重要的意义。SP的组分对过程来说具有主动，空间联系和高效的优势，因而对生物保护和景观改变来说具有重要的意义。生物的空间运动和栖息地的维护需要克服景观阻力来完成. 所以，阻力面(流动表面)反映了生物扩散和维持的动态. SP可以根据流动表面的空间特性来判别。一个典型的生物保护安全格局由源，缓冲区，源间联结，辐射道和战略点所组成，这些潜在的景观结构与过程动态曲线上的某些门槛相对应。本文揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构间的关系，证实了生态过程动态与趋势中某些门槛值的存在以及应用这些门槛值定义SP的可能性。SP可作为捍卫生物安全，维护生态过程的相对高效的空间战略。 关键词：景观安全格局，生物保护，生态规划，景观生态，空间分析 引言 有一些基本的景观改变和管理措施被认为是有利于生物保护的，包括核心栖息地的保护、缓冲区、廊道的建立和栖息地的恢复等(Frankel and Soule, 1981; Harris, 1984; Noss and Harris, 1986; WRI et al. 1992; Smith and Hellmund, 1993; Forman, 1995;俞孔坚，李迪华，1997)。问题是如何定义缓冲区，如何设廊道或在何处引入栖息地斑块，才能最有效地影响生态过程，实现生物保护目的。这些问题对自然保护区的管理和规划以及更大范围内的景观或区域生态规划都具有战略意义，而在国际上引起重视。 比较而言，有两类生态过程，垂直生态过程和水平生态过程。前者发生在某一地域单元之内，过程之状态直接反应其所依赖的资源的分布，如发生在某一地域单元内的地质，水文，植被和动物群落之间的生态过程。在处理这种垂直生态过程时，景观规划专业已发展了一整套完整的生态规划方法，集中体现为适宜性和可行性分析模型，它最早可以追溯到生态和规划家Patrick Geddes 或更早(见Faludi, 1987; Steiner et al 1987)。这一模式到I. McHarg (1956,1981)发展到了高峰，并被称为"千层饼"模式。对垂直生态过程的控制可以直接通过资源本身的改变来完成。水平生态过程则是发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空间运动，干扰和灾害的空间扩散。他们的空间动态很难通过"千层饼"模式来表达。 生态学家和地理学家发展了众多的模型来描述水平生态过程(见Olsson, 1965, Bartlett, 1975; Sklar和Costanza, 1990)，如引力模型(Gravity model) 和潜在模型(Potential model)。更具体的模型诸如树木种子的扩散模型(Johnson, 1988; Frelich 等1993)。虫害扩散和火灾漫延模型(见Sklar and Costanza, 1990)。这些模型都可以形象地用潜在表面(Potential surface，Warntz, 1966)或趋势表面(Trend surface)(Chorley and Haggett, 1968)通过等值线来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面(Surface of accessibility)。所以，要改变景观以控制水平生态过程，一条可能的途径是通过潜在表面判别和设计某种高效的景观格局。 在19世纪Reech等人工作的基础之上，理论地理学家Warntz对流动表面进行了较全面的研究(1957, 1966, 1967)。他将表面用四种点的特征：峰(Peak)、陷(Pit)、关(Pass)和鞍(Pale)；两种线的特征：谷线(Course)
课程论文 城市景观生态学的特征及规划方法的应用 课程名称景观生态学 姓名葛婧 学院草叶与环境科学学院 学号320152120 一级学科生态学 学科方向生态科学 指导教师周建勤 论文评分
摘要：城市景观生态学是景观生态学的研究领域之一,主要研究城市的景观生忘过程与空间格局、城市生态环境及其与各景观要素之间的相互联系、景观生态规划与设计等内容。现阶段，我国城市建设中景观生态学的应用还不够成熟，需要进一步的研究，推动其应用与发展，促进我国城市景观生态建设的进步与完善。 关键词：景观生态学城市景观生态学规划方法 景观生态学是地理学与生态学之间的交叉学科。它是以景观为对象，通过能量流、物质流、信息流和物种流在地球表层的交换，研究景观的空间结构、内部功能及各部分之间的相互关系。简言之，景观生态学就是表示支配一个区域不同地域单元自然生物综合体的相关分析。现已广泛应用于自然资源开发与利用、生态系统管理、自然保护区的规划与管理、生物多样性保护、城乡土地利用规划、城市景观建筑规划设计、生态系统恢复与重建等领域。景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科。 城市景观生态学是景观生态学的重要研究领域，它是利用景观生态学的原理和方法研究城市(以人为中心)区域的结构、功能、动态过程和变化效应，以利于城市化过程中带来的一些现代化生态环境问题的解决，它不仅研究城市景观和城市生态环境，而且还要研究城市景观和城市生态环境各要素之间的相互联系。在城市建设和发展中，涉及的部门和学科较多，如城市规划、城市建筑、城市资源开发、园林和自然景观、经济发展、生态环境保护、历史文物保护和开发、交通道路等，而城市景观生态学是以上学科的集大成者，也可以说各学科发展到一定程度以后，由于本学科力量不能解决问题，必然要走向城市景观生态学的一条必由之路[1]。 1 城市景观生态学 城市景观生态学隶属于城市生态学的研究范围，是社会生态系统和自然生态系统的交叉。主要涉及景观建筑学、美学、园艺学、植物学、环境科学、生态学等多种学科。目前研究的中心目的主要是协调“人一地”矛盾，试图将自然组分重新引入城市。对改变城市生态环境、维持生态平衡，实现城市与自然共存的战略目标具有重大而深远的意义。但在城市景观生态学方面的研究，前人主要从区域整体的角度，对其结构模式、与外界相互关系等方面进行过探讨，而对其内部
生物保护的景观生态安全格局 俞孔坚，生态学报，1999，Vol.19, No.9:8-15 摘要 景观中有某种潜在的空间格局，被称为生态安全格局(Security patterns，简称SP), 他们由景观中的某些关键性的局部，位置和空间联系所构成。SP对维护或控制某种生态过程有着异常重要的意义。SP的组分对过程来说具有主动，空间联系和高效的优势，因而对生物保护和景观改变来说具有重要的意义。生物的空间运动和栖息地的维护需要克服景观阻力来完成. 所以，阻力面(流动表面)反映了生物扩散和维持的动态. SP可以根据流动表面的空间特性来判别。一个典型的生物保护安全格局由源，缓冲区，源间联结，辐射道和战略点所组成，这些潜在的景观结构与过程动态曲线上的某些门槛相对应。本文揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构间的关系，证实了生态过程动态与趋势中某些门槛值的存在以及应用这些门槛值定义SP的可能性。SP可作为捍卫生物安全，维护生态过程的相对高效的空间战略。 关键词：景观安全格局，生物保护，生态规划，景观生态，空间分析 引言 有一些基本的景观改变和管理措施被认为是有利于生物保护的，包括核心栖息地的保护、缓冲区、廊道的建立和栖息地的恢复等(Frankel and Soule, 1981; Harris, 1984; Noss and Harris, 1986; WRI et al. 1992; Smith and Hellmund, 1993; Forman, 1995;俞孔坚，李迪华，1997)。问题是如何定义缓冲区，如何设
廊道或在何处引入栖息地斑块，才能最有效地影响生态过程，实现生物保护目的。这些问题对自然保护区的管理和规划以及更大范围内的景观或区域生态规划都具有战略意义，而在国际上引起重视。 比较而言，有两类生态过程，垂直生态过程和水平生态过程。前者发生在某一地域单元之内，过程之状态直接反应其所依赖的资源的分布，如发生在某一地域单元内的地质，水文，植被和动物群落之间的生态过程。在处理这种垂直生态过程时，景观规划专业已发展了一整套完整的生态规划方法，集中体现为适宜性和可行性分析模型，它最早可以追溯到生态和规划家Patrick Geddes 或更早(见Faludi, 1987; Steiner et al 1987)。这一模式到I. McHarg (1956,1981)发展到了高峰，并被称为"千层饼"模式。对垂直生态过程的控制可以直接通过资源本身的改变来完成。水平生态过程则是发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空间运动，干扰和灾害的空间扩散。他们的空间动态很难通过"千层饼"模式来表达。 生态学家和地理学家发展了众多的模型来描述水平生态过程(见Olsson, 1965, Bartlett, 1975; Sklar和Costanza, 1990)，如引力模型(Gravity model) 和潜在模型(Potential model)。更具体的模型诸如树木种子的扩散模型(Johnson, 1988; Frelich 等1993)。虫害扩散和火灾漫延模型(见Sklar and Costanza, 1990)。这些模型都可以形象地用潜在表面(Potential surface，Warntz, 1966)或趋势表面(Trend surface)(Chorley and Haggett, 1968)通过等值线来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面(Surface of accessibility)。所以，要改变景观以控制水平生态过程，一条可能的途径是通过潜在表面判别和设计某种高效的景观格局。
完整版《北京城市总体规划(2016年-2035年)》 来了！ 2017-09-29 23:56 《北京城市总体规划(2016年-2035年)》总则第1条指导思想(略） 第2条主要规划依据(略）第3条规划范围 本次规划确定的规划区范围为北京市行政辖区，总面积为16410平方公里。 第4条规划期限 本次规划期限为2016年至2035年，明确到2035年的城市发展基本框架。近期到2020年，远景展望到2050年。 第一章落实首都城市战略定位，明确发展目标、规模和空间布局第一节战略定位第5条北京城市战略定位是全国政治中心、文化中心、国际交往中心、科技创新中心第二节发展目标(略）第三节城市规模第14条严格控制人口规模，优化人口分布 按照以水定人的要求，根据可供水资源量和人均水资源量，确定北京市常住人口规模到2020年控制在2300万人以内，2020年以后长期稳定在这一水平。 1.调整人口空间布局 通过疏解非首都功能，实现人随功能走、人随产业走。降低城六区人口规模，城六区常住人口在2014年基础上每年降低2—3个百分点，争取到2020年下降约15个百分点，控制在1085万人左右，到2035年控制在1085万人以内。城六区以外平原地区的人口规模有减有增、增减挂钩。山区保持人口规模基本稳定。2.优化人口结构 形成与首都城市战略定位、功能疏解提升相适应的人口结构。制定科学合理的公共服务政策，发挥公共服务导向对人口结构的调节作用。加快农村人口城镇化进程。积极应对人口老龄化问题。提升人口整体素质。采取综合措施，保持人口合理有序流动，提高城市发展活力。 3.改善人口服务管理 构建面向城市实际服务人口的服务管理全覆盖体系，建立以居住证为载体的公共服务提供机制，扩大基本公共服务覆盖面，提高公共服务均等化水平。在常住人口2300万人控制规模的基础上，考虑城市实际服务人口的合理需求和安全保障。 4.完善人口调控政策机制 健全分区域差异化的人口调控机制，实现城六区人口规模减量与其他区人口规模增量控制相衔接。加强全市落户政策统筹，建立更加规范的户籍管理体系，稳步实施常住人口积分落户制度。强化规划、土地、财政、税收、价格等政策调控作用，加强以房管人、以业控人。强化主体责任，落实人口调控工作责任制。 5.转变发展方式，大幅提高劳动生产率 到2020年全社会劳动生产率由现状19.6万元/人提高到约23万元/人。 第15条实现城乡建设用地规模减量第16条降低平原地区开发强度(略）第四节空间布局第17条构建“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构为落实城市战略定位、疏解非首都功能、促进京津冀协同发展，充分考虑延续古都历史格局、治理“大城市病”的现实需要和面向未来的可持续发展，着眼打造以首都为核心的世界级城市群，完善城市体系，在北京市域范围内形成“一核一
景观生态学在河道护坡中的应用及研究综述 摘要水环境是人类文明的一面镜子。自古以来人们就喜欢逐水而居、滨水而栖。 随着人类追求人与自然和谐共处理念的提出，拥有一个优美和谐的水环境成为人们一种强烈的共识。本文主要介绍了河道护坡和景观生态学的相关概念和它们之间的关系及其的发展现状和发展趋势，以及目前河道生态护坡类型和现有的生态护坡技术。 关键词：河道护坡；景观生态学；生态护坡；护坡技术 1.相关概念 1.1景观生态学 1939年特罗尔(C.Tron)最早提出“景观生态”一词，并提出了“将地理学的区域空间的水平分析方法与生态学的结构功能的垂直分析方法研究相结合”的景观生态学新方向，使景观生态学成为生态学中最年轻的分支学科之一[1]。但直到80年代之后，景观生态学才真正总结出自己独特的一般性规律，使景观生态学成为一门有别于系统生态学和地理学的科学。关于景观生态学，大多数景观生态学家都认为，就景观生态学的本质而言可称为空间生态学[1]，它以研究水平过程与景观结构(格局)的关系和变化为特色，这些过程包括物种和人的空间运动，物质(水、土、营养)和能量的流动，干扰过程(如火灾、虫害)的空间扩散等，可应用于不同的组织层次和分辨尺度。强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心所在[2]。 景观生态学的研究对象是作为复合生态系统的景观，景观是自然和人文系统的载体。景观生态学家对“景观”的理解不尽相同，这些观点既有所联系，又不完全一致。景观生态学不仅要研究景观生态系统自身发生、发展和演化的规律特征，而且要探求合理利用、保护和管理景观的途径与措施。目前，应遵循系统整体优化、循环再生和区域分异的原则，为合理开发利用自然资源、不断提高生产力水平、保护与建设生态环境提供理论方法和科学依据；探求解决发展与保护、经济与生态之间的矛盾，促进生态经济持续发展的途径和措施[3]。 1.2河道护坡 传统的河道护坡工程一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料为主要建材，在设计上以力学的角度去思考边坡稳定，通常都以安全、经济为优先，忽略了生
景观生态学 Landscape Ecology 第四部分景观生态过程及动态变化 景观生态学研究的核心问题:空间格局与生态过程的相互作用及其动态关系 ?格局——过程的关系 ?一般认为，景观空间格局会控制或影响着内部的生态过程，包括能量、物质、生物在景观中的运动，以及种群动态、生物多样性和其他生态系统过程。 ?景观格局本身是由景观中的各种生态过程的特征所决定的。 ?影响景观格局形成的主要因素 ?景观的形成是多种自然因素相互作用的结果。景观形成自然过程中的影响因素主要包括气候、地貌、土壤、植被四个方面。 ?大尺度上的非生物因素（如气候、地貌）为景观格局提供了物理模板（格局对过程的制约作用。自然或人为干扰是一系列尺度上空间格局的主要成因。 ?景观格局的形成是多种生态过程多次作用的累积效果 ?景观过程概述 ?景观生态过程的本质：是景观流的发生发展及相关影响因素的作用。 ?景观过程的复杂性体现：不仅表现为景观流的载体和动力的不同，而且其源汇关系和运动方式既受景观要素特性的影响，又与景观要素之间的空间关系密切相关。 ?与景观格局有关的景观过程：景观破碎化过程、地球化学过程、迁移过程、土地废弃过程、景观人文干扰过程等。 ?景观生态过程的概念 ?对景观生态过程的认识目前尚未统一； ?有人把干扰作为景观生态过程（Farina,1998)； ?有人把景观格局的变化当作生态过程； ?多数学者认为景观生态过程与景观功能有着密切关系（傅伯杰，2001） ?物质和能量在景观要素内部及其之间的流动称为景观生态过程 一、景观生态过程的动力与运动机制 1、景观生态过程的基本动力 在景观水平上，有三种基本动力使景观之间的流得以发生，它们分别是扩散、物质流和运动。 （1）扩散（diffusion）
19 【摘要】在土地极其有限、保护与发展压力同样巨大的形势下，科学判别和保护城市扩张的生态底线具有重要战略意义。探讨城市生态底线的科学内涵，提出通过构建生态安全格局保障城市的基本生态系统服务。以北京市为例，运用景观安全格局理论和ＧＩＳ技术，通过对水文、地质灾害、生物、文化遗产和游憩过程的模拟和分析，判别维护上述过程安全的关键性空间格局，构建不同安全水平的综合生态安全格局，特别是界定最低安全标准下的景观格局。并以生态安全格局为刚性框架，模拟北京城镇扩张格局。结果显示：基于生态安全格局的城镇发展格局，用尽可能少的土地，维护城市的基本生态系统服务，同时为城市发展提供充足的建设用地，是实现精明保护与精明增长的有效途径。 【关键词】土地规划；生态系统服务；景观安全格局；生态底线；反规划；北京 ABSTRACT: With Beijing as an example, the mini-mum ecological security pattern is defined as the es-sential spatial pattern safeguarding the basic ecosys-tem services for the city. First, it defines the basic ecosystem services in Beijing, including hydrological regulation, geological disaster prevention, biodiversity and cultural services. Second, based on the theory of landscape security pattern and GIS models, ecological security patterns are designed to manage urban flood and storm water, prevent geological disasters, con-serve biodiversity, and protect cultural heritage and recreation. These patterns are integrated into a com-prehensive ecological security pattern with different security levels. The minimum ecological security pat-tern is then used as the framework to delineate future urban growth patterns. The results show that the ur- ban growth pattern based on ecological security pat-tern maintain the basic ecosystem services with the least land and provide full construction land for the city. It is an effective way towards the smart protec-tion and smart growth. KEYWORDS: land use planning; ecosystem service;landscape security pattern; ecological baseline; nega-tive approach to planning; Beijing １ 引言 １．１ 关于生态系统服务和安全格局 生态系统服务（Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）是人类从生态系统中获得的产品和服务，是人类赖以生存的恩惠之源。通常，生态系统服务被归纳为４类：调节服务、供给服务、支持功能和文化服务［１－７］。然而在我国快速城市化进程中，不合理的人类活动极大地改变了生态系统的结构，导致生态系统提供服务的能力降低，严重威胁可持续发展和居民生活质量。如何在巨大的发展压力和较为脆弱的生态条件下，有效地维护和恢复城市的生态系统服务，协调城市发展和生态保护之间的矛盾，实现精明发展与精明保护，已成为当代中国学术界和政府决策部门所必须面对的严峻挑战。正如保护基本农田已成为我国粮食安全的底线一样，维护城市基本生态系统服务也应该成为我国城市生态安全的底线。 当前，我国学者在城市生态系统服务价值评估、生态系统健康评价、景观格局变化与生态效应、生态安全等方面展开了卓有成效的研究［８－１４］。然而，对于人地关系高度紧张的快速城市化地区来说，更具现实意义的问题是：如何判别和保护城市扩张的生态底线？这方面的探讨有待进一步开展。从土地规划和城市空间扩张的角度来说，城 【作者简介】 俞孔坚（１９６３－），男，博士，北京大学景观设计学研究院院长，博士生导师。王思思（１９８３－），女，北京大学城市与环境学院博士研究生。 李迪华（１９６７－），男，北京大学景观设计学研究院副院长。 乔 青（１９７９－），女，北京大学景观设计学研究院研究助理。 【收稿日期】２００９－０８－１２【文章编号】１００２－１３２９ （２０１０）０２－００１９－０６ 【中图分类号】ＴＵ９８４；Ｘ３２０１３【文献标识码】Ａ＊ 北京市国土资源局资助 项目“北京市生态安全格局战略研究”。 YU Kongjian; WANG Sisi; LI Dihua; QIAO Qing