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景觀破碎化

發布時間: 2020-11-30 03:06:57

A. 為什麼說景觀均質化與破碎化對生物多樣性都不利(系統完整回答)

我只能不規范的大致說一下,因為我沒有你那麼高的學歷,不夠專業

B. 景觀異質性與景觀破碎化什麼關系

兩者都是景觀多樣性的一種表徵方式。異質性往往與同質性對比,是通過增加景觀異質性獲得更多的景觀多樣性;破碎化,用破碎度來表徵,而破碎度是景觀格局指數中的一個指標,與斑塊數和景觀總面積相關,破碎化是景觀多樣性喪失的表現之一。

C. 國外研究狀況

國外提出第一個景觀規劃( landscape planning) 方案的是德國的 Haber 等( 1972,1979)基於 Om( 1969) 的「分室模型」( compartment model) 所提出的土地利用分類系統( DLU)( Haber,1990; Naveh & Lieberman,1994) 。1986 年,他們將其進一步概括和總結,形成了一套完整的基於景觀生態規劃方法,按如下五個步驟展開: ①土地利用現狀類型調查; ②景觀空間格局的描述分析; ③基於景觀單元的景觀敏感性評價; ④景觀單元的空間關聯度分析;⑤景觀敏感度格局研究等。但這一方法注重自然因素和條件的分析,而對社會經營的需求缺乏考慮( Simonds,1961) 。針對此,捷克的 Ruzicka 和 Miklos( 1988,1990) ,在總結了已有的規劃方法和模型之後,提出他們的一套系統的景觀生態規劃方法( LANDEP) ,包括綜合的景觀生態學分析、景觀組成要素的系統調查與分析、景觀樣地的生態評價和土地優化利用建議等幾方面內容( Ruzicha and Miklos,1990) 。景觀生態規劃強調對景觀的優化利用與其生態條件相適應、相協調,並在維持景觀生態安全格局的同時,獲得長期的經營效益( Gusta-son 等,) 。

美國的森林景觀規劃的研究不僅提出和發展了一些逐漸證實和接受的一般性原則和理論,不斷充實景觀生態學的理論體系和方法論體系,而且取得了一些重要成果( Arizpe 等,1992; Gustason 等,1996,1999; Mlandenoff 等,1996,1999; Urban 等,1999; Wallin 等,1994;ESRI,2001) :

( 1) 區域總體景觀結構分析與景觀控制研究。Forman 及其同事對美國新澤西州瀕海平原的櫟林景觀組成和格局分析,在森林景觀生態研究中具有開創性的意義( Forman,1979) 。

( 2) 森林景觀變化和森林破碎化過程、景觀變化的生態後果及其景觀調控研究。如Lladenoff 從森林生態可持續經營的角度分析北方針闊混交林區森林景觀的變化特點,提出了作為森林生態可持續管理應著重解決林分經營活動如何在景觀水平上進行綜合,並做出正確的決策。( Mladenoff and Pastor,1993) 。

( 3) 森林景觀格局與功能相互關系研究。景觀結構和異質性對干擾在景觀中的傳播的影響,由於干擾源和性質的不同,具體的研究方法和結論也有很大差別( Runkli,1982; Fos-ter,1988) 。

( 4) 森林景觀生態過程模擬模型與決策模型研究,如 D. J. 穆拉丹諾夫,W. L. 貝克爾編著了《森林景觀變化的空間模擬: 方法和應用》( 1997) ,內容包括對目前森林景觀空間模擬的方法的評價、主要森林景觀模型及其應用、對未來森林景觀空間模擬發展的展望等三方面。Mladenoff( 2004) 論述了森林景觀干擾和演替的 LANDIS 模型。

目前,森林的景觀規劃途徑有多種,如 Angelstam & Rosenberg ( 1993) 提出四類: 景觀生態學途徑、自然景觀途徑、文化景觀途徑、非生態途徑; Petersetal ( 1997) 總結有兩類: 物種和種群途徑、群落和景觀途徑; Clas Fries 等( 1998) 歸納為三類途徑,物種途徑( the species ap-proach) 、自然途徑( the naturalness approach) 和多方面途徑( the multiple aspects approach) 。

1998 年在芬蘭召開的森林經營規劃的景觀生態學會議上,瑞典農業科學大學的 PerAngelstam 認為為了恢復重要的生境森林的經營需要制定景觀生態規劃,並闡述了規劃中應包括的八方面內容。芬蘭林業研究所的 Jyrki Kangas & Annika Kangas 指出了最優化的森林規劃中應包含的生態學信息,Oulu 大學的 Erkki Mntymaa & Cecilia Gutierrez-Vogl 分析了景觀生態學森林經營規劃的環境效益,Oulu 大學的 Mikko Mnkknen & Pasi Reunanen 分析了森林景觀經營中廊道的作用,Paula Siitonen & Antti Tanskanen 給出了完成生態保護網的最有效途徑; Turku 大學的 Niina Vuorela,Ilkka Suojanen & Risto Kalliola 介紹了應用空間數據表示的相關景觀單元的可視化技術等( Baker 等,1991; Timo Kuuluvainen,2000; David,2004) 。

芬蘭森林及公園部運用生態學理論和生物多樣性保護理論建立了北方天然針葉林景觀動態變化管理模型,研究認為「平衡與自然的平衡」範式被自然變遷的範式所代替,這種範式的改變主要是對科學的影響,其涉及到生態經營系統,它也應該成為景觀生態學規劃的基礎。在斯堪的納維亞半島這種「自然法」也成為生態景觀規劃的成型基礎。並研製了可持續森林經營 FPS 規劃系統,該技術由地區自然資源規劃、景觀生態規劃和經營措施規劃三個層次組成,並進行了大面積的試驗與推廣,對 900 萬 hm2國有森林進行了景觀生態規劃,充分考慮了以上途徑的實施。該項目涉及群落生境、瀕危物種群體、娛樂生境、景觀和文化團體及居民住地等范圍。利用地理信息系統和航空照片及野外實地調查的數據,全面了解整個規劃面積上有特殊價值的立地,使其保持自然狀態或用特殊方法經營。在時間尺度上強調規劃的長期性,在空間尺度上具有一定可塑性,注重景觀尺度的規劃( Juho Pennanen等,2002; Yang H Z 等,1981) 。

森林景觀生態過程模擬模型和決策模型研究。以樞嘎特( Shugant) 為代表的一批生態學家不斷改進林冠空隙模型,發展了一系列反映不同森林類型特徵的動態模型,如 FORESBRIND KIAMBRAM SMAFS 等( Shugart and West,1980; Shugart,1984; 邵國凡等,1995) ,推動了景觀生態模型的完善和發展,使景觀生態模型由靜態模型為主發展到以動態模型為主的階段,除了進一步完善馬爾柯夫模型為基礎的建模途徑外,基於景觀斑塊動態的個體行為模型和網格模型也逐步得到發展,並在許多研究領域採用了模型化方法( Bartell andBrenkert,1991) 。森林生長、演替動態模型經歷了 FOREST 模型、STEMS 模型、JABOWA 模型及其許多改進型向空間明晰化的 SORTIE 模型( Pacala 等,1993) 發展,而森林經營管理決策模型也從 FORPLAN 模型經歷了類似的發展過程。棋盤式模型( Franklin and Forman,1987) 在森林經營模型向空間明晰化方向發展過程中具有里程碑的意義。在基於景觀斑塊動態的個體行為模型和網路模型方面,基於林窗動態的森林更新和演替模型方面也取得了很大進展,提出了一些實用性研究成果。在大尺度森林格局演替及其模擬方面也有很大的發展,從森林演替模型和景觀動態統計概率模型向更為綜合和空間明晰化方向發展( David等,2004; Zhang J T,1995) 。

D. 避免景觀破碎化的措施

廣泛宣傳,以標語醒目提示,加強管理,實行專人負責制

E. 島嶼化和景觀破碎化是不是一個意思

不是。島嶼化就是生物周圍的生存空間日益縮小。島嶼化和破碎化不是同一專個概念;前者擁有屬廣泛的代表性,而後都特指生存環境的破壞以及生物鏈的不合諧。島嶼化是一個相對於趨勢來說的詞語,所以目前還沒有準確的定義。通常用來形容事物的變小,變弱的趁勢,也可以用來形容事物群體的的單一。

F. 哪些入侵物種對景觀生態的影響景觀生態學

生物入侵是指源於國外的入侵物種對我國生態系統、
生物多樣性、 人類健康造成危害的現象。據統計,在所有從國外引入的物種中,大約有1
%的物種能夠在新的生態系統中自行繁殖並造成生物災害而成為入侵物種。這些外來入侵種雖然相對種類數量較少,但給世界帶來的經濟損失是不可忽視的。據統計,美國每年因外來物種入侵造成的經濟損失高達1
500 億美元,印度每年的損失為1 300 億美元,南非為800 億美元。
我國因外來物種入侵造成的損失也相當驚人,每年僅幾種主要外來入侵物種造成的經濟損失就達574 億元。 與森林、
草原等自然生態系統相比,城市生態系統具有較大的不穩定性,缺乏對生物入侵的自然干擾機制。 中國加入WTO
以後,隨著城市化的發展和全球經濟一體化進程的加速,外來生物的入侵對城市生態安全構成了嚴重的威脅。 研究人員試圖以景觀生態學在宏觀生態學領域所取得的研究成果,為綜合解決這一生態安全問題尋求新的空間對策;同時,外來生物入侵也對傳統的景觀生態學理論提出了新的課題。
1 1. 1 城市景觀的生態風險 城市景觀面臨的生物入侵 城市是一個人口集中、 工商業和交通發達、 以非農業人口居民為主的地區。
根據我國1990 年4 月1日施行的《城市規劃法》,城市規劃區由城市市區、近郊區以及城市建設和發展需要實行統一控制的區域組成。
與自然生態系統相比,面對生物入侵,城市景觀生態系統具有較大的生態風險,主要體現在以下4 個方面[3 ] : (1) 城市景觀具有不完整性 城市景觀生態系統缺乏分解者且現有的分解者其功能微乎其

微,城市景觀中的工業與生活廢棄物幾乎全部由人工設施進行處理。作為城市景觀生態系統生產者的綠色植物,不僅數量少,而且主要任務也由向居住者提供食物,轉變為美化景觀、消除污染和凈化空氣。與此同時,城市景觀生態系統必須靠外部所提供的植物產品來滿足城市生態系統消費者的需求。
由於城市景觀具有不完整性,缺乏對外來入侵物種的自然控制機制,因此對抗生物入侵的干擾能力較弱。 (2) 城市景觀具有破碎性
與大面積連續分布的農田、森林等自然景觀形成鮮明對比的是,伴隨著城市日益發達的交通網路的出現,山脈被切割、
河流被截斷,造成自然景觀基質的破碎化。城市景觀的這種破碎性,破壞了山水格局的連續性,切斷了自然的生態過程,如風、水、物種、營養等的流動,使得大量物種難以持續生存下去,自然環境遭到破壞,增大了城市景觀的不穩定性,降低了城市景觀的自然調節機制,為外來生物的入侵和大規模爆發提供可乘之機。
(3) 城市景觀具有開放性 城市景觀生態系統所需的能源和物質必須從外部輸入。 城市規模越大,與外界的聯系越密切,要求輸入的物質種類和數量就越多;其次,城市景觀生態系統在人力、資金、技術、信息方面對外部系統具有不同程度的依賴性,城市也向外部輸出人力、資金、技術、信息,相應地,城市景觀生態系統中的工業和生活廢棄物,也向外部系統輸出;人類進出城市生態系統的頻率與外來物種入侵的機會存在相關性,伴隨著城市景觀中高密度的能流、物流、人流,外來物種入侵及傳播的風險進一步加大。
(4) 城市景觀具有脆弱性
城市景觀不是一個自給自足的系統,需靠外力才能維持,如果這個系統中任何一個環節發生故障,將會立即影響城市的正常功能和居民的生活。

G. 汶川縣有哪些旅遊景點

九寨溝風景區是我國國家級自然保護區、世界自然遺產,它的自然景觀和人文景觀共同構成的「童話世界」,具有極高的旅遊價值和科研價值。隨著旅遊人數的增加,帶來的問題也日益增多,實行生態旅遊勢在必行。九寨溝位於四川省北部汶川縣,四川盆地與青藏高原的過渡地帶,岷山山脈南段的阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣境內,是長江水系二級支流白水江源頭的一條「Y」型大支溝,流域面積六百多平方公里。 九寨溝的自然景觀是在內力和外力共同作用下形成的。經印支期、燕山期、喜馬拉雅期和新構造運動,九寨溝形成了大量的褶皺和斷裂,整個景區上升為陸地,這些構造運動形成了九寨溝地質構造的基本格局。同時,在第四紀冰期冰川作用及多次冰川退縮基礎上,經過高寒岩溶和重力災害的共同作用,形成了奇特的自然景觀。 九寨溝共有大小海子108個,其中,長海是面積最大的海子,形成於53.6萬年前,是典型的冰川堰塞湖。長海的水面相對穩定,水流通過地下岩溶水系統補給了日則溝的海子,成為九寨溝重要補給和調節水庫。 二、九寨溝生態旅遊的現狀 1.生態旅遊及意義 生態旅遊是在全球面臨環境危機,人民環保意識覺醒的背景下提出的。九寨溝推行生態旅遊,可以促進人們回歸自然,保護自然,陶冶情操。從長遠來看,生態旅遊不僅可以優化產業結構,提高居民收入,還能取得良好的社會效益與生態效益。 2.九寨溝現狀 雖然大規模的遊客能在短期內給九寨溝創收,但也給九寨溝的生態系統造成了一定破壞,遊客間接產生的廢水、廢氣、生活垃圾等使景區的環境容量已經達到極限。同時,九寨溝風景區景觀類型較多,但面積比例不均勻,多樣性指數不高,景觀破碎化明顯,導致生物多樣性減少,所以倡導生態旅遊勢在必行。 來源:知識窗·教師版

H. 重要環境地質指標釋義

綜合前述各章的不同類型濕地退化環境地質指標,結合這些指標檢測與應用的難易程度,以清單的形式給出濕地退化的環境地質指標。

一、濕地景觀

名稱:濕地景觀(Wetland Landscape)

簡介:濕地景觀格局是濕地中各種生態過程綜合作用的結果,並且對濕地功能和過程有著顯著的影響,是濕地演替監測中最為綜合的一個指標。濕地景觀指標包括:濕地面積,各景觀類型面積,景觀結構,景觀破碎化程度等。其中,濕地面積是濕地景觀中最重要和最直觀的指標。

據估計,自1900年以來,地球上已消失了將近約一半面積的濕地。20世紀80年代以來,隨著人類對濕地景觀價值的認識不斷提高,國際上開始熱衷於濕地景觀面積變化研究。對濕地面積進行觀測,首先要界定濕地的邊界,而濕地的界限並不是十分明顯的,因此對濕地面積的觀測要通過其他指標來體現。濕地面積觀測指標主要包括直接指標和間接指標;其中直接指標是指濕地水面面積的變化,由於水文要素是濕地形成和演化的主要因子,因此通過濕地水面面積的變化可以直接反映濕地面積的變化。間接指標包括濕地生境和景觀變化指標,或從影響濕地變化的因素中間接獲得。濕地不同生境的變化主要包括季節性沼澤地、瀉湖、濕草甸等生境的變化,利用生境變化來描述濕地面積以及濕地類型的改變;景觀變化包括景觀結構、每種景觀的面積、景觀破碎化程度以及觀測區河流的長度等指標,它們是濕地面積變化的定量指標。對濕地面積的觀測還可以通過影響濕地變化的因素中獲得,例如土地利用的變化、河道溝渠化、岸堤修建、河流侵蝕與沉積速率等。

意義:當前中國開墾濕地的現象相當嚴重,導致濕地景觀破壞、濕地面積減少、濕地功能下降的趨勢不斷加劇。從濕地生態系統現狀來看,濕地退化的根本原因是嚴重的人為干擾所致,其最為直觀的指標是濕地面積的變化以及相關景觀格局的變化。因此,濕地景觀,尤其濕地面積變化是濕地退化的一個重要指標,對其觀測分析是十分必要的。

人為或自然原因:濕地景觀變化、濕地面積萎縮是濕地演化過程中的一個必經階段,但在自然條件下,這個過程常常要經歷幾千到幾十萬年的漫長周期。目前,由於人類活動的干擾,濕地退化過程加速,景觀和面積的變化十分迅速。

運行環境:各類型濕地本身。

監測場地類型:由於濕地景觀的觀測是利用遙感影像和航空照片,其監測場地類型不予考慮。

測量方法:主要藉助於航天遙感、航空相片,同時需布設野外觀測樣點進行相互檢驗或作為遙感解譯的控制點。遙感數據可利用ERDAS IMAGINE、ENVI等遙感圖像處理軟體進行解譯和分類,在此基礎上利用FRAGSTAT、Patch Analysis等景觀分析軟體進行景觀格局的分析和各類景觀指數的計算。目前,大范圍以及對觀測精度要求不高的觀測可以利用航天遙感影像解譯獲得;對於高精度的觀測仍要利用航空相片;雷達遙感的利用也比較廣泛,它的應用使觀測的結果更加趨於准確。GIS的應用,使觀測的數據便於儲存、管理和分析,這對於龐大而復雜的觀測結果來說,提供了一個十分方便快捷的平台。

測量頻率:濕地景觀變化趨勢可以通過不同年度之間的觀測指標比較得到,一般的觀測頻率為5~10年一次。

數據和監測的局限性:濕地邊界的界定是濕地面積觀測的首要問題。目前眾多的測量手段在獲取數據方面各有優缺點,如光學感測器有較好的時間解析度,但是由於雲層的阻擋不能探測雲層下選定的地點;高光譜資料最有能力識別各種濕地要素,但是費用過高,使它僅限於全球性的觀測。

過去與未來的應用:通過遙感影像和航空照片的對比分析,可直觀地獲得濕地退化的動態過程,並預測未來濕地變化的趨勢。

可能的臨界值:無。

主要參考文獻:

白軍紅等.濕地景觀格局變化研究進展.地理科學進展,2005,24(4):34-44.

國家林業局.中國國際重要濕地監測技術規程(試行本).2002,9.

李鳳娟,劉吉平.濕地面積的喪失及其原因分析.長春大學學報,2004,14(6):79-81.

呂憲國等.濕地生態系統觀測方法.北京:中國環境科學出版社,2005.182-222.

寧龍梅等.武漢市濕地景觀格局變化研究.長江流域資源與環境,2005,14(1):44-49.

王憲禮等.遼河三角洲濕地的景觀格局分析.生態學報,1997,17(3):318-323.

張明祥,張建軍.中國國際重要濕地監測的指標與方法.濕地科學,2007,5(1):1-6.

Azous,A.L.Wetlands and urbanization.LLC:CRC Press,2001.

有關的環境與地質問題:引起濕地景觀變化的原因有很多,包括氣候乾旱、水量減少、農用地開墾、改變天然濕地用途、城市化發展佔用天然濕地和自然災害等。

總體評價:濕地景觀的變化是濕地退化最直觀的指標,對濕地面積的觀測能很好地預測其發展趨勢,為濕地保護提供決策依據。

二、濕地水文地球化學

名稱:濕地水文地球化學(Wetland Hydrogeochemistry)

簡介:自然和人為導致濕地水質的惡化,是中國濕地生態系統退化的最主要原因之一。一般來說,濕地水要素是濕地形成、發育的決定性因子。濕地的水質是由土壤、搬運物質(有機質、沉積物)、岩石、地下水和大氣之間相互作用決定的。濕地水質也受農業、工業、采礦業、能源開發、城市和大氣輸入等人類活動的影響。地表水中大多數溶質來源於土壤與地下水基流,此處水岩相互作用的影響是非常重要的。濕地水質監測指標的選擇是一個復雜的問題,因為有太多的指標可供監測,這些指標在不同領域中都有各自重要的地位。從環境地質指標出發,選取以下指標:

(1)基本指標:

金屬元素和示蹤元素:Al、Sb、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Se、Ag、Zn。

營養物質:銨、硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮、正磷酸鹽、總磷。

主要成分和溶解固體:Ca、Mg、Na、Cl、SO4、HCO3、TDS。

直接現場測量:酸度、鹼度、溶解氧、pH、溫度、底泥厚度。

有機化合物:2,4-D、2,4,5-T、苯酚、氯酚、甲酚、莠去津、百草枯、對二氨基聯苯、DDT。

(2)附加指標:

人體健康重要元素:Ba、Be、F、Mo、Ni、V、放射性元素。

農業重要元素:B。

熱污染的問題:隨著地熱開發和工業熱水排放,可能出現熱污染問題,造成泥炭濕地中被固定的CO2的釋放,因此在涉及熱污染的地區,需對水溫進行長期監測。

意義:濕地水體水質是濕地生物生境的決定要素。濕地水質的好壞程度會影響土壤的物理化學性質。因此,加強濕地水體水質的觀測和分析,是進一步研究濕地生態系統退化的前提條件。此外,水質監測對於濕地生物保護、濕地污染的綜合治理等同樣具有重要意義。

人為或自然原因:在水量得到保證的情況下,濕地能通過一系列的物理、化學、生物作用,消納一定量的污染物,但是由於工業、農業、城市等污染物排放量過高,超過濕地的自凈能力,使濕地生態系統機能受損,導致濕地生態系統退化,常表現為湖泊濕地的富營養化。

運行環境:各類型濕地本身,尤其是作為水源、淡水養殖、敏感水生環境的濕地。

監測場地類型:監測場地取決於當地已知的污染源,采樣地點方便與否。河流、湖泊濕地水質的采樣應該在徑流量器觀測站或其附近進行。

測量方法:水質采樣和分析隨場地條件和測量要素而變。收集的樣品能在橫向和縱向上體現水體水質的變化,並且要有足夠數量以便對照分析。具體的采樣和測量方法可參考各類國家標准(GB/T 6920—1986、GB/T 7477—1987、GB/T 7480—1987、GB/T 11914—1989、GB/T 1189X—1989、GB/T 1190X—1989、GB/T 13196—1991、GB/T 13580.X—1992、GB/T 853X—1995等)。

測量頻率:水體水質的變化可以是很迅速的(例如,受天氣變化和洪水的影響)。因此,連續實時的監測系統能提供最全面的信息。然而,水質監測的全面分析十分昂貴。對於大多數指標,通常採用特定時間間隔采樣和分析的方法,每年測量4~6次,而放射性核與有機化學品則只需每年測量兩次。

數據和監測的局限性:水體水質關鍵指標的長期記錄對預測環境質量趨勢是很有價值的,但是這些指標的准確度可能由於分析取樣方法或人為原因而降低。

可能的臨界值:根據不同濕地水體的使用目的,由國家和國際組織確定各指標的臨界值。

主要參考文獻:

鄧偉,胡金明.濕地水文學研究進展及科學前沿問題.濕地科學.2003,1(1):12-20.

國家林業局.中國國際重要濕地監測技術規程(試行本).2002,9.

李青山,李怡庭.水環境監測實用手冊.北京:中國水利水電出版社.2003.

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王立軍,田笠卿,曾北危,等.水環境化學元素研究方法.武漢:湖北科學技術出版社.1992.

謝賢群,王立軍.水環境要素觀測與分析.北京:中國標准出版社.1998.

張明祥,鮑達明.濕地資源監測的方法構想.林業資源管理,2002(2):19-22.

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Smith,J.A.,P.J.Witowski&T.V.Fusillo 1988.Manmade organic compounds in the United States–a review of current understanding.U.S.Geological Survey 1007.

有關的環境與地質問題:引起濕地水體水質變化的原因有很多,包括酸沉降、城市化、采礦、農業發展、土地利用、砍伐森林等。

總體評價:濕地水體水質是最基礎和最重要的濕地監測指標。當執行修復措施時,水文地球化學也是濕地短期內進化或退化的有價值的指標之一。

三、濕地生物

名稱:濕地生物(Wetland Biology)

簡介:由於地質、氣候、環境等不同,濕地生物在生態系統、物種、遺傳和景觀上具有豐富的多樣性,並且隨濕地生態系統的演替,其物種組成和生物多樣性會產生較為明顯的改變,可指示濕地的演替方向、過程和速度。常見的濕地生物監測指標有:

(1)濕地植物及其群落。主要包括:濕地植被的類型、面積與分布、蓋度、多樣性(物種多度、豐度)、生物量;挺水植物、沉水植物和漂浮植物的種類與分布;指示種;藻類的種類及生物量;植物體內有毒物質含量。

(2)濕地野生動物。主要是在濕地生境中生存的脊椎動物和該濕地內占優勢或數量很大的某些無脊椎動物,包括水鳥、兩棲類、爬行類、獸類、魚類、貝類、蝦類以及一些底棲動物等。另外,許多研究還經常監測動物體內有毒物質含量。

(3)外來物種。是指那些出現在其過去或現在的自然分布范圍及擴散潛力以外的物種、亞種或以下的分類單元,包括所有可能存活、繼而繁殖的部分、配子或繁殖體。

意義:濕地生物多樣性資源在生產、生活以及環境功能當中具有不可替代的作用,自有史以來人們就對其大規模的開發和利用,結果超出了生物多樣性資源自我恢復的能力界限,造成有些生態系統的破壞、物種瀕危和遺傳多樣性的消失等。因此,為了保護濕地生物多樣性,濕地生物的監測是十分必要的。

人為或自然原因:濕地生物多樣性是隨著濕地生態系統演化而變化的,其過程一般是緩慢,漸變的。但由於人類不合理地開發濕地資源,造成生物多樣性在短期內嚴重破壞。因此,人類活動是其破壞的主要原因。

運行環境:各類型濕地本身。

監測場地類型:濕地植物群落調查的固定樣地應該具有該植物群落的典型特徵,樣方要布設在能夠代表該植物群落典型特徵的地段上。調查監測的濕地植物樣地分布面積太大,工作量太大,不易操作;但面積過小,不能全面反映該群落的特徵。因此推薦濕地固定樣地設置的面積不要小於10hm2,同時監測位點面積不小於1hm2。動物的分布區通常很大。因此對所有分布區進行調查是不可能的,即使調查某一區域的動物數量也很難。一般根據動物的習性和統計學原理,有選擇地設置若干典型樣地,通過調查樣地內的動物種類和數量,來估計整個區域動物的種類和數量。

測量方法:在野外進行濕地植物及其群落監測時,為了獲取准確的定性和定量數據,進而對整個群落特徵做出判斷,必須進行樣方調查。水鳥數量監測方法採用直接計數法,重要濕地應根據本地的物候特點確定最佳水鳥監測時間。獸類監測可採用樣帶法和樣方法進行監測其種類、數量和分布。對外來物種的監測採用直接調查法,監測外來物種的種類、數量、分布、危害。

測量頻率:考慮到動植物的生活史特點及季節性,每年至少調查4次,即春、夏、秋、冬各進行一次,4次調查數據的平均值為平均數據,它具有較好的代表性。水鳥監測分繁殖季和越冬季兩次進行。

數據的監測的局限性:樣地要具有較好的代表性,若在兩個植物群落的過渡帶上設置樣方,就會影響調查數據的准確性。同時考慮地形地貌,要選取地勢開闊,土壤、植被分布相對均一的場所,選擇人為干擾相對較少的地段。

可能的臨界值:無。

主要參考文獻:

鄧偉,胡金明.濕地水文學研究進展及科學前沿問題.濕地科學.2003,1(1):12-20.

國家林業局.中國國際重要濕地監測技術規程(試行本).2002,9.

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張明祥,鮑達明.濕地資源監測的方法構想.林業資源管理,2002(2):19-22.

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Fern L.Filion,The Economic Valuation of Wetland Benefits.Wetlands,Biodiversity And Development.Wetlands International,1997.

有關的環境與地質問題:引起生物多樣性消失的原因有很多,包括城市化,農業發展,濫捕亂獵,采礦,環境污染,土地利用等。

總體評價:濕地生物指標是從根本上反映濕地現狀和發展趨勢的指標,也是濕地自然因素的外在表現,是濕地生態系統的「指示劑」,能夠完全地、比較直觀地反映濕地生態系統的狀況,並預示其發展趨勢。因此,植物群落以及動物指標是濕地退化的重要指標之一。

四、濕地資源開發

名稱:濕地資源開發(Wetland Exploitation)

簡介:濕地資源開發主要包括濕地土地利用和生物資源利用兩大類地。因人口壓力增大,土地資源日益變得相對稀缺,盲目地進行農用地開墾、改變天然濕地用途,及城市建設、旅遊業發展佔用天然濕地,直接造成了我國天然濕地面積削減、功能下降。大型水利工程的建設也加劇了濕地的喪失速度。此外,由於生物資源的不合理利用,沿海濕地和內陸濕地都受到不同程度的破壞。

意義:人類活動是造成濕地退化的主要原因。人類對濕地的干擾強度和對濕地資源的直接開發利用程度逐步加劇,造成了濕地生態系統的出現了各種程度的退化。因此,濕地資源開發狀況的監測,對濕地生態系統研究有著舉足輕重的作用。

運行環境:濕地資源開發監測僅限於濕地本身。

監測場地類型:無。

測量方法:濕地資源開發的監測指標可採用直接調查法、地方統計年鑒或從相關部門獲取有關數據,如環保、水產、水利等部門。

測量頻率:1次/5年或根據實際需要調整調查頻次。

數據的監測的局限性:一般需要通過有關部門獲得,因此,數據收集有一定困難;由於人類社會經濟活動影響指標不同於自然環境指標,在定量化上和可比性上也存在一定困難。

可能的臨界值:無。

主要參考文獻:

國家林業局.中國國際重要濕地監測技術規程(試行本).2002,9.

呂憲國等.濕地生態系統觀測方法.北京:中國環境科學出版社,2005,227-228.

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M.A.K.Ngoile,C.J.Horrill.Coastal Ecosystems,Proctivity and Ecosystm Protection:Coastal Ecosystem Management.AMBIO.1993,22(7):461-467.

有關的環境與地質問題:濕地土地資源的開發利用可造成濕地面積的減小、濕地景觀的變化等;濕地生物資源的開發利用可造成濕地生物多樣性的降低;濕地其他資源(如礦產資源)的開發利用可造成濕地土壤、水質和水文條件的改變,導致濕地退化。

總體評價:濕地資源開發屬濕地退化的影響指標。在濕地退化的眾多影響指標中,濕地資源的開發利用是作用於濕地本身,直接造成濕地退化的指標,對濕地生態系統的影響也最為直觀和迅速。

五、污染物排放

名稱:污染物排放(Discharge of Pollutant)

簡介:排入濕地的污染物類型包括生活污水、工業污水、旅遊業排污、農業面源污染、水產養殖業飼料投放、大氣污染物沉降、底泥污染物釋放等。污染物排放指標有:污染源排放口數量、污染物種類、濃度和排放總量等。其中主要是監測污染物排放總量。

近幾十年來,我國社會經濟快速發展,城市生活廢水、工業污染和農業非點源污染等各類污染物的排放量迅猛增長,使得輸入濕地生態系統的有害物質不斷積累,導致濕地因水質惡化而退化,其中又以N、P污染物排放量過高所引起的水體富營養化最為常見。

意義:污染物排放是濕地水質型退化的主要原因,尤其是位於城市附近的濕地生態系統。通過對濕地污染物排放的監測,可分析濕地水環境污染的特徵,研究水質污染途徑和機制,進而提出有效防止濕地退化的調控措施及管理目標。

運行環境:污染物排放指標的監測主要是在濕地周邊地區進行,因此應以濕地所屬的自然流域作為運行環境。

測量方法:主要從環保部門獲取數據,當資料不足時可進行直接調查。

測量頻率:由於污染物排放與社會經濟的發展密切相關,具有平緩變化的特點,因此每年調查1次即可滿足濕地退化研究的需要。對於經濟發展較為緩慢或監測較為困難的地區,可每5年調查1次。

可能的臨界值:因不同濕地生態系統的生物、水文和地質性狀不同,對污染物的凈化能力和環境容量存在差異,其臨界值應在計算濕地環境容量的基礎上確定。

主要參考文獻:

鄧偉,胡金明.濕地水文學研究進展及科學前沿問題.濕地科學.2003,1(1):12-20.

段代祥等.我國濕地資源的問題及保護對策.濱州學院學報.2006,22(3):62-67.

國家林業局.中國國際重要濕地監測技術規程(試行本).2002,9.

呂憲國等.濕地生態系統觀測方法.北京:中國環境科學出版社,2005.182-222.

張明祥,鮑達明.濕地資源監測的方法構想.林業資源管理,2002(2):19-22.

張明祥,張建軍.中國國際重要濕地監測的指標與方法.濕地科學,2007,5(1):1-6.

有關的環境與地質問題:污染物質的排放,往往使濕地水體中營養物質劇增,導致濕地水體富營養化,浮游藻類爆發,水生動植物消亡,最後濕地功能損壞,濕地退化。

總體評價:污染物排放屬濕地退化的影響指標,是濕地水質型退化的最主要的原因。與濕地資源的開發利用不同,污染物的排放一般不是直接作用於濕地本身,而是在濕地周邊陸地產生,然後隨水、土遷移進入濕地。因此,污染物排放的監測應在流域范圍內進行,並且它對濕地的影響程度與流域水文密切相關。

六、地質災害

名稱:地質災害(Geologic Hazard)

簡介:濕地災害包括:水土流失,海岸侵蝕,海平面上升,海水入侵。下面分別簡述其內容和含義:

(1)水土流失是指在水流作用下,土壤被侵蝕、搬運和沉澱的整個過程。在自然狀態下,純粹由自然因素引起的地表侵蝕過程非常緩慢。這種侵蝕稱為自然侵蝕。在人類活動影響下,由自然因素引起的地表土壤破壞和土地物質的移動,流失過程加速,即發生水土流失。目前,我國內陸濕地的泥沙淤積速度已遠遠超過了其自然的演替過程,導致濕地面積不斷減小,成為導致濕地退化的重要原因。

(2)海岸侵蝕是全球性的自然災害,全球氣候變暖以及人類活動的影響使海岸淹沒和侵蝕范圍不斷擴大,程度日益加劇,海岸侵蝕使得濱海濕地環境向深海環境轉變,直接導致濱海濕地面積的損失。

(3)隨著地球溫度的升高,海平面也在不斷上升,海平面上升造成的後果是鹽水入侵,水質惡化,地下水位上升,海岸濕地生態環境和資源遭到破壞。海平面的上升主要影響著三角洲濕地和紅樹林濕地。

(4)在沿海地區,由於大量開采地下水導致地下水位大幅度下降,海水侵入沿岸含水層並逐漸向內陸滲透,這種現象被稱為海水入侵。海水入侵的直接後果是地下淡水受到海水的污染、沿岸土地鹽鹼化、海岸濕地受到破壞。海水入侵是發生在濱海地區生態環境脆弱帶一個極其敏感的資源環境問題,同時又是一種人類活動引發和加劇的自然現象。

意義:在上述地質災害中,水土流失所造成的濕地退化具有普遍性,是目前我國湖泊濕地面臨的最主要的問題之一;其他三種地質災害雖然具有地域性,只分布在沿海地區,可一旦發生,對濕地的影響往往是毀滅性的,要恢復其原貌十分困難,並且其破壞對象是具有不可替代性的紅樹林濕地。對濕地退化地質災害指標的調查能探明上述的濕地退化機理,為濕地退化的預測預警和治理對策的提出提供依據。

人為或自然原因:地質災害往往是自然與人為共同作用而激發的。而由人類活動導致的濕地地質災害日益增多,後果日益嚴重。

運行環境:水土流失一般用於內陸濕地監測;海岸侵蝕、海平面上升和海水入侵指標則用於海岸濕地,如紅樹林濕地。

測量方法:採用直接調查法或從相關部門獲取資料。

測量頻率:1次/5年或根據實際需要調整調查頻率。

數據和監測的局限性:由於地質災害發生具有不確定性和長期性,需要實時的系統監測,因此監測難度和費用較大。

可能的臨界值:無。

主要參考文獻:

國家林業局.中國國際重要濕地監測技術規程(試行本).2002,9.

呂憲國等.濕地生態系統觀測方法.北京:中國環境科學出版社,2005.224-227.

吳秀芹等.江漢平原濕地功能下降與洪澇災害關系分析.生態環境,2005,14(6):884-889.

謝永剛,王孟雪.扎龍濕地對水旱災害影響問題的探討.國土與自然資源研究,2003(4):55-57.張明祥,張建軍.中國國際重要濕地監測的指標與方法.濕地科學,2007,5(1):1-6.

張曉龍,李培英,劉月良.黃河三角洲風暴潮災害及其對濱海濕地的影響.自然災害學報,2006,15(2):10-13.

張曉龍等.中國濱海濕地研究現狀與展望.海洋科學進展,2005,23(1):88-95.

有關的環境與地質問題:全球氣候變化可能導致局部水量的失衡,引起:水土流失,海岸侵蝕,海平面上升的發生。濫伐森林、不合理開采地下水等人類活動,則會加劇水土流失、海水入侵的發生。

總體評價:地質災害屬濕地退化的影響指標。通常情況下,地質災害對濕地的影響是不可逆的。在與濕地退化相關的四類地質災害中,水土流失分布最廣,是造成濕地陸地化的主要原因;海水入侵、海平面上升和海岸侵蝕為海岸濕地或三角洲濕地所獨有的影響因素,與全球氣候變化及區域地下水資源的開采密切相關。

I. 森林景觀的研究現狀

森林景觀生態研究是我國開展景觀生態學研究較早的領域之一,研究工作也卓有成效。彭小麟於 1991 年就提出森林景觀中的邊緣效應影響問題; 而徐化成( 1994) 、劉先銀等( 1994) 則是林業工作者中較早將景觀生態學原理、方法應用到森林景觀生態研究中的學者。之後,郭晉平著的《森林景觀生態研究》也是我國森林景觀生態研究領域的第一部專著,臧潤國等( 1999) 則主要探討了森林斑塊動態與物種共存機制及森林生物多樣性問題。此外,馬克明等( 1999 ~2000) 對北京東靈山地區的森林景觀格局、森林生物多樣性、景觀多樣性,以及劉燦然等( 1999 ~2000) 對北京地區的植被景觀斑塊特徵等也都作了一些頗有意義的探索( 肖篤寧等,2003) 。

森林景觀生態( forest landscape ecology) 研究是美國景觀生態學派的特色。諾斯( Noss,1993) 在全面分析天然林與經營的森林景觀特徵差異的基礎上,闡述了保證森林生態系統可持續性的森林景觀條件,這些條件都是反映森林整體景觀結構的指標,包括森林景觀年齡結構、森林群落類型結構和群落斑塊結構、斑塊大小形狀、森林島和森林斑塊空間關系、林火格局、森林敏感物種和林道等,並深入分析了這些結構指標對於森林生態系統可持續性的意義; Om E. T. 和 Tumer M. G. 對喬治亞州景觀變化作了研究,並構造了基於轉移概率的隨機模擬模型。森林景觀變化和森林破碎化過程、景觀變化的生態後果及其景觀調控問題,始終是美國景觀生態學研究的重點。在該方面的研究主要有: DavisJ. M ladenof 從森林生態系統可持續性的角度分析了北方闊葉混交林區森林景觀變化的特點,闡述傳統森林經營與「動態景觀異質性」保護之間存在矛盾,應將基於群落生態學原理所採取的經營活動與景觀整體結構與功能之間的協調關系作為森林資源生態系統管理的基本要求。對森林景觀格局與功能相互關系的研究主要是景觀格局對景觀物質循環和能量流動格局的改變及由此帶來的生態效應; 斯皮司等利用 Landsat 衛片,分析了俄勒岡州西部 2589km2范圍內經營的森林景觀從 1972 年到 1988 年期間的變化,將森林分為郁閉的針葉林和其他森林,分析了不同權屬的林地其間不同森林斑塊大小組成結構及其變化和發展趨勢。

J. 景觀生態學研究內容

景觀生態學是研究景觀與生態學相互作用,以及景觀單元的構成、空間布局等的綜合性學科,它既包含「水平關系」,又包含「垂直關系」,也就是空間各單元相互之間的關系。也可以說景觀生態學研究內容包括:景觀的功能、結構、層次和變化,景觀的規劃、建設、監管和預警等。

(一)景觀結構、功能和景觀變化

景觀結構(Landscape Structure)指景觀組成單元的種類、多樣性、數量構成、空間與層次關系及其影響因素,包括斑塊、廊道、基質,以及要素的類型、數量構成、空間配置形式,多樣性、破碎化、連通性、優勢度等特徵。景觀功能(Landscape Function)指景觀通過其生態學過程對自身內部及其他相關生命系統生存和發展所能提供的支撐作用。景觀變化(Landscape Change)也稱景觀動態(Landscape Dynamic),是研究隨時間推移,景觀在不同驅動因素作用下,其結構和功能發生的變化過程、特徵與規律,包括景觀變化標准、穩定性及其測度、變化的驅動力以及空間模式。

(二)景觀生態規劃

景觀生態規劃是通過分析景觀特性以及對其判別和評價,提出景觀最優利用方案。其目標是使景觀生態特徵及內部活動在時間和空間上協調,達到景觀的合理利用,既保護環境,又發展生產,合理處理生產與生態、資源開發與保護、經濟發展與環境質量、開發速度、規模、容量與環境承載力等的辯證關系。

災毀土地復墾後雖然改善了土地利用結構,提高了土地利用價值,但不能忽視土地景觀生態的規劃。自然災害損毀的區域景觀往往破碎化嚴重,土地景觀生態規劃是運用景觀生態原理,結合災毀地區的景觀生態系統,從而規劃更為貼近當地自然環境的景觀結構。在土地利用的景觀生態規劃中,有一些比較典型的規劃模式:

(1)集中與分散相結合模式。它是美國景觀生態學家Forman(1986)根據生態空間理論提出的景觀生態規劃格局,是進行土地利用空間格局優化的主要理論依據,被認為是生態學上最好的景觀格局。這種模式強調集中利用土地,使大型自然植被斑塊保持完整性,讓它的生態功能得以充分發揮;在自然斑塊的設計和引導過程中,其進入人類活動控制的農業耕作或建築地帶是以小型斑塊或廊道的形式分散滲入;同時在人類活動的范圍,將一些人為的小型斑塊沿著廊道和自然植被斑塊周圍設計,如居民區、工業和農業小斑塊等。

(2)生態網路模式。主要源於Mac Arthur 和Wilson(1967)的島嶼生物地理學理論(Theory of Island Biogeography)及其在陸地上的使用。自然災害的發生,加劇了自然生境的破碎化,形成許多大小不一、程度各異的自然生境斑塊,隨著自然生境斑塊相互間的隔離程度與破碎化程度的不斷加大,致使某些動植物種群的絕跡。生態網路模式就是將各種彼此分離的生態系統通過生態網路聯系起來,以解決自然生境的破碎化和隔離問題。生態網路模式由自然開發區、連通區和核心區三部分構成,自然開發區是為保護自然景觀和自然資源服務的,連通區是維護和促使各核心區之間及核心區內部的物種遷徙,而核心區則是處於被保護的高生態價值區。

(3)「千層餅」模式。它是Mc Harg I.L.(1967)根據適宜性分析提出的,「千層餅」規劃模式的主要路線,是在研究影響因子和確定其主要作用的基礎上,通過現場踏勘、查閱和分析文獻資料,根據影響因子(如地形地貌、水文、氣候、動植物狀況、居住情況、交通狀況等)的自身特徵現狀進行分析和評價,確定質量評價指標和權重值,然後將單因子依次制圖並疊加,利用地學信息系統對比分析,最後制定與當地農業景觀相適應的規劃方案。其基本規劃框架如圖2-2。

圖2-2「千層餅」模式規劃框架圖(據俞孔堅等,2005)

(4)區域生態系統模式。英國著名生態學家A.G.Tansley在1935年較完整地提出了「生態系統」的概念,根據這個理論,Om(1969)提出了區域生態系統規劃模式。生態系統以能量流動和物質循環為主要表現形式,包含了:①在一定區域內的生物數量、種類及其空間分布情況;②光照、溫度、濕度、土壤等對生物生長發育的影響;③水、空氣和礦物質等非生命物質的含量及分布;④物質、能量等在生態系統中循環和流動的方式;⑤環境對生物的調節。土壤營養物質調節、區域物種改良與優化配置以及生物種群的空間分布,是區域生態系統模式規劃的重點。在不破壞當地文化特色和促進社會經濟發展的前提下,通過適當改變區域內種植方式和種植習慣來達到改良土壤的目的,使被破壞的生態系統得到恢復,區域生態環境實現可持續發展。

(三)景觀生態保護與管理

景觀生態學不僅要研究景觀生態系統發生、發展和演替的規律特徵,而且要運用生態學的原理和方法探求合理利用、保護和管理景觀的途徑與措施。通過科學實驗與數學模型的建立,研究景觀生態系統最優的組合、管理措施和約束條件,採用多級利用生態工程,有效提高植物光合作用的強度,最大程度地利用初級異養生物,使不同營養級生物產品利用的經濟效益最大化。建立人文景觀和自然景觀保護區,保護和管理資源與環境,保護生態過程與生命支撐系統,保護遺傳基因的多樣性,保護現有生物物種,同時不斷增強景觀生態系統的功能。

(四)景觀生態監測和預警

景觀生態監測和預警是在景觀生態分類與評價的基礎上,對人類活動干預和影響下生態環境變化的監測,以及對景觀生態系統的結構、功能和環境可能發生的變化進行預測。景觀生態監測的任務,主要是對自然、生物圈和人工生態系統等組成部分的狀況進行連續的監測,確定這些組成部分的改變情況,並查清人類活動對這些改變所起的作用。景觀生態監測工作是在具有代表性和典型性的景觀生態系統中建立監測站,收集資料和數據,建立和完善生態資料庫,動態的監測生態系統和物種的變化趨勢,為決策部門制定合理利用自然資源與保護生態環境的政策措施提供有利的科學依據。

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