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景观破碎化

发布时间: 2020-11-30 03:06:57

A. 为什么说景观均质化与破碎化对生物多样性都不利(系统完整回答)

我只能不规范的大致说一下,因为我没有你那么高的学历,不够专业

B. 景观异质性与景观破碎化什么关系

两者都是景观多样性的一种表征方式。异质性往往与同质性对比,是通过增加景观异质性获得更多的景观多样性;破碎化,用破碎度来表征,而破碎度是景观格局指数中的一个指标,与斑块数和景观总面积相关,破碎化是景观多样性丧失的表现之一。

C. 国外研究状况

国外提出第一个景观规划( landscape planning) 方案的是德国的 Haber 等( 1972,1979)基于 Om( 1969) 的“分室模型”( compartment model) 所提出的土地利用分类系统( DLU)( Haber,1990; Naveh & Lieberman,1994) 。1986 年,他们将其进一步概括和总结,形成了一套完整的基于景观生态规划方法,按如下五个步骤展开: ①土地利用现状类型调查; ②景观空间格局的描述分析; ③基于景观单元的景观敏感性评价; ④景观单元的空间关联度分析;⑤景观敏感度格局研究等。但这一方法注重自然因素和条件的分析,而对社会经营的需求缺乏考虑( Simonds,1961) 。针对此,捷克的 Ruzicka 和 Miklos( 1988,1990) ,在总结了已有的规划方法和模型之后,提出他们的一套系统的景观生态规划方法( LANDEP) ,包括综合的景观生态学分析、景观组成要素的系统调查与分析、景观样地的生态评价和土地优化利用建议等几方面内容( Ruzicha and Miklos,1990) 。景观生态规划强调对景观的优化利用与其生态条件相适应、相协调,并在维持景观生态安全格局的同时,获得长期的经营效益( Gusta-son 等,) 。

美国的森林景观规划的研究不仅提出和发展了一些逐渐证实和接受的一般性原则和理论,不断充实景观生态学的理论体系和方法论体系,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) 区域总体景观结构分析与景观控制研究。Forman 及其同事对美国新泽西州濒海平原的栎林景观组成和格局分析,在森林景观生态研究中具有开创性的意义( Forman,1979) 。

( 2) 森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及其景观调控研究。如Lladenoff 从森林生态可持续经营的角度分析北方针阔混交林区森林景观的变化特点,提出了作为森林生态可持续管理应着重解决林分经营活动如何在景观水平上进行综合,并做出正确的决策。( Mladenoff and Pastor,1993) 。

( 3) 森林景观格局与功能相互关系研究。景观结构和异质性对干扰在景观中的传播的影响,由于干扰源和性质的不同,具体的研究方法和结论也有很大差别( Runkli,1982; Fos-ter,1988) 。

( 4) 森林景观生态过程模拟模型与决策模型研究,如 D. J. 穆拉丹诺夫,W. L. 贝克尔编著了《森林景观变化的空间模拟: 方法和应用》( 1997) ,内容包括对目前森林景观空间模拟的方法的评价、主要森林景观模型及其应用、对未来森林景观空间模拟发展的展望等三方面。Mladenoff( 2004) 论述了森林景观干扰和演替的 LANDIS 模型。

目前,森林的景观规划途径有多种,如 Angelstam & Rosenberg ( 1993) 提出四类: 景观生态学途径、自然景观途径、文化景观途径、非生态途径; Petersetal ( 1997) 总结有两类: 物种和种群途径、群落和景观途径; Clas Fries 等( 1998) 归纳为三类途径,物种途径( the species ap-proach) 、自然途径( the naturalness approach) 和多方面途径( the multiple aspects approach) 。

1998 年在芬兰召开的森林经营规划的景观生态学会议上,瑞典农业科学大学的 PerAngelstam 认为为了恢复重要的生境森林的经营需要制定景观生态规划,并阐述了规划中应包括的八方面内容。芬兰林业研究所的 Jyrki Kangas & Annika Kangas 指出了最优化的森林规划中应包含的生态学信息,Oulu 大学的 Erkki Mntymaa & Cecilia Gutierrez-Vogl 分析了景观生态学森林经营规划的环境效益,Oulu 大学的 Mikko Mnkknen & Pasi Reunanen 分析了森林景观经营中廊道的作用,Paula Siitonen & Antti Tanskanen 给出了完成生态保护网的最有效途径; Turku 大学的 Niina Vuorela,Ilkka Suojanen & Risto Kalliola 介绍了应用空间数据表示的相关景观单元的可视化技术等( Baker 等,1991; Timo Kuuluvainen,2000; David,2004) 。

芬兰森林及公园部运用生态学理论和生物多样性保护理论建立了北方天然针叶林景观动态变化管理模型,研究认为“平衡与自然的平衡”范式被自然变迁的范式所代替,这种范式的改变主要是对科学的影响,其涉及到生态经营系统,它也应该成为景观生态学规划的基础。在斯堪的纳维亚半岛这种“自然法”也成为生态景观规划的成型基础。并研制了可持续森林经营 FPS 规划系统,该技术由地区自然资源规划、景观生态规划和经营措施规划三个层次组成,并进行了大面积的试验与推广,对 900 万 hm2国有森林进行了景观生态规划,充分考虑了以上途径的实施。该项目涉及群落生境、濒危物种群体、娱乐生境、景观和文化团体及居民住地等范围。利用地理信息系统和航空照片及野外实地调查的数据,全面了解整个规划面积上有特殊价值的立地,使其保持自然状态或用特殊方法经营。在时间尺度上强调规划的长期性,在空间尺度上具有一定可塑性,注重景观尺度的规划( Juho Pennanen等,2002; Yang H Z 等,1981) 。

森林景观生态过程模拟模型和决策模型研究。以枢嘎特( Shugant) 为代表的一批生态学家不断改进林冠空隙模型,发展了一系列反映不同森林类型特征的动态模型,如 FORESBRIND KIAMBRAM SMAFS 等( Shugart and West,1980; Shugart,1984; 邵国凡等,1995) ,推动了景观生态模型的完善和发展,使景观生态模型由静态模型为主发展到以动态模型为主的阶段,除了进一步完善马尔柯夫模型为基础的建模途径外,基于景观斑块动态的个体行为模型和网格模型也逐步得到发展,并在许多研究领域采用了模型化方法( Bartell andBrenkert,1991) 。森林生长、演替动态模型经历了 FOREST 模型、STEMS 模型、JABOWA 模型及其许多改进型向空间明晰化的 SORTIE 模型( Pacala 等,1993) 发展,而森林经营管理决策模型也从 FORPLAN 模型经历了类似的发展过程。棋盘式模型( Franklin and Forman,1987) 在森林经营模型向空间明晰化方向发展过程中具有里程碑的意义。在基于景观斑块动态的个体行为模型和网络模型方面,基于林窗动态的森林更新和演替模型方面也取得了很大进展,提出了一些实用性研究成果。在大尺度森林格局演替及其模拟方面也有很大的发展,从森林演替模型和景观动态统计概率模型向更为综合和空间明晰化方向发展( David等,2004; Zhang J T,1995) 。

D. 避免景观破碎化的措施

广泛宣传,以标语醒目提示,加强管理,实行专人负责制

E. 岛屿化和景观破碎化是不是一个意思

不是。岛屿化就是生物周围的生存空间日益缩小。岛屿化和破碎化不是同一专个概念;前者拥有属广泛的代表性,而后都特指生存环境的破坏以及生物链的不合谐。岛屿化是一个相对于趋势来说的词语,所以目前还没有准确的定义。通常用来形容事物的变小,变弱的趁势,也可以用来形容事物群体的的单一。

F. 哪些入侵物种对景观生态的影响景观生态学

生物入侵是指源于国外的入侵物种对我国生态系统、
生物多样性、 人类健康造成危害的现象。据统计,在所有从国外引入的物种中,大约有1
%的物种能够在新的生态系统中自行繁殖并造成生物灾害而成为入侵物种。这些外来入侵种虽然相对种类数量较少,但给世界带来的经济损失是不可忽视的。据统计,美国每年因外来物种入侵造成的经济损失高达1
500 亿美元,印度每年的损失为1 300 亿美元,南非为800 亿美元。
我国因外来物种入侵造成的损失也相当惊人,每年仅几种主要外来入侵物种造成的经济损失就达574 亿元。 与森林、
草原等自然生态系统相比,城市生态系统具有较大的不稳定性,缺乏对生物入侵的自然干扰机制。 中国加入WTO
以后,随着城市化的发展和全球经济一体化进程的加速,外来生物的入侵对城市生态安全构成了严重的威胁。 研究人员试图以景观生态学在宏观生态学领域所取得的研究成果,为综合解决这一生态安全问题寻求新的空间对策;同时,外来生物入侵也对传统的景观生态学理论提出了新的课题。
1 1. 1 城市景观的生态风险 城市景观面临的生物入侵 城市是一个人口集中、 工商业和交通发达、 以非农业人口居民为主的地区。
根据我国1990 年4 月1日施行的《城市规划法》,城市规划区由城市市区、近郊区以及城市建设和发展需要实行统一控制的区域组成。
与自然生态系统相比,面对生物入侵,城市景观生态系统具有较大的生态风险,主要体现在以下4 个方面[3 ] : (1) 城市景观具有不完整性 城市景观生态系统缺乏分解者且现有的分解者其功能微乎其

微,城市景观中的工业与生活废弃物几乎全部由人工设施进行处理。作为城市景观生态系统生产者的绿色植物,不仅数量少,而且主要任务也由向居住者提供食物,转变为美化景观、消除污染和净化空气。与此同时,城市景观生态系统必须靠外部所提供的植物产品来满足城市生态系统消费者的需求。
由于城市景观具有不完整性,缺乏对外来入侵物种的自然控制机制,因此对抗生物入侵的干扰能力较弱。 (2) 城市景观具有破碎性
与大面积连续分布的农田、森林等自然景观形成鲜明对比的是,伴随着城市日益发达的交通网络的出现,山脉被切割、
河流被截断,造成自然景观基质的破碎化。城市景观的这种破碎性,破坏了山水格局的连续性,切断了自然的生态过程,如风、水、物种、营养等的流动,使得大量物种难以持续生存下去,自然环境遭到破坏,增大了城市景观的不稳定性,降低了城市景观的自然调节机制,为外来生物的入侵和大规模爆发提供可乘之机。
(3) 城市景观具有开放性 城市景观生态系统所需的能源和物质必须从外部输入。 城市规模越大,与外界的联系越密切,要求输入的物质种类和数量就越多;其次,城市景观生态系统在人力、资金、技术、信息方面对外部系统具有不同程度的依赖性,城市也向外部输出人力、资金、技术、信息,相应地,城市景观生态系统中的工业和生活废弃物,也向外部系统输出;人类进出城市生态系统的频率与外来物种入侵的机会存在相关性,伴随着城市景观中高密度的能流、物流、人流,外来物种入侵及传播的风险进一步加大。
(4) 城市景观具有脆弱性
城市景观不是一个自给自足的系统,需靠外力才能维持,如果这个系统中任何一个环节发生故障,将会立即影响城市的正常功能和居民的生活。

G. 汶川县有哪些旅游景点

九寨沟风景区是我国国家级自然保护区、世界自然遗产,它的自然景观和人文景观共同构成的“童话世界”,具有极高的旅游价值和科研价值。随着旅游人数的增加,带来的问题也日益增多,实行生态旅游势在必行。九寨沟位于四川省北部汶川县,四川盆地与青藏高原的过渡地带,岷山山脉南段的阿坝藏族羌族自治州九寨沟县境内,是长江水系二级支流白水江源头的一条“Y”型大支沟,流域面积六百多平方公里。 九寨沟的自然景观是在内力和外力共同作用下形成的。经印支期、燕山期、喜马拉雅期和新构造运动,九寨沟形成了大量的褶皱和断裂,整个景区上升为陆地,这些构造运动形成了九寨沟地质构造的基本格局。同时,在第四纪冰期冰川作用及多次冰川退缩基础上,经过高寒岩溶和重力灾害的共同作用,形成了奇特的自然景观。 九寨沟共有大小海子108个,其中,长海是面积最大的海子,形成于53.6万年前,是典型的冰川堰塞湖。长海的水面相对稳定,水流通过地下岩溶水系统补给了日则沟的海子,成为九寨沟重要补给和调节水库。 二、九寨沟生态旅游的现状 1.生态旅游及意义 生态旅游是在全球面临环境危机,人民环保意识觉醒的背景下提出的。九寨沟推行生态旅游,可以促进人们回归自然,保护自然,陶冶情操。从长远来看,生态旅游不仅可以优化产业结构,提高居民收入,还能取得良好的社会效益与生态效益。 2.九寨沟现状 虽然大规模的游客能在短期内给九寨沟创收,但也给九寨沟的生态系统造成了一定破坏,游客间接产生的废水、废气、生活垃圾等使景区的环境容量已经达到极限。同时,九寨沟风景区景观类型较多,但面积比例不均匀,多样性指数不高,景观破碎化明显,导致生物多样性减少,所以倡导生态旅游势在必行。 来源:知识窗·教师版

H. 重要环境地质指标释义

综合前述各章的不同类型湿地退化环境地质指标,结合这些指标检测与应用的难易程度,以清单的形式给出湿地退化的环境地质指标。

一、湿地景观

名称:湿地景观(Wetland Landscape)

简介:湿地景观格局是湿地中各种生态过程综合作用的结果,并且对湿地功能和过程有着显著的影响,是湿地演替监测中最为综合的一个指标。湿地景观指标包括:湿地面积,各景观类型面积,景观结构,景观破碎化程度等。其中,湿地面积是湿地景观中最重要和最直观的指标。

据估计,自1900年以来,地球上已消失了将近约一半面积的湿地。20世纪80年代以来,随着人类对湿地景观价值的认识不断提高,国际上开始热衷于湿地景观面积变化研究。对湿地面积进行观测,首先要界定湿地的边界,而湿地的界限并不是十分明显的,因此对湿地面积的观测要通过其他指标来体现。湿地面积观测指标主要包括直接指标和间接指标;其中直接指标是指湿地水面面积的变化,由于水文要素是湿地形成和演化的主要因子,因此通过湿地水面面积的变化可以直接反映湿地面积的变化。间接指标包括湿地生境和景观变化指标,或从影响湿地变化的因素中间接获得。湿地不同生境的变化主要包括季节性沼泽地、泻湖、湿草甸等生境的变化,利用生境变化来描述湿地面积以及湿地类型的改变;景观变化包括景观结构、每种景观的面积、景观破碎化程度以及观测区河流的长度等指标,它们是湿地面积变化的定量指标。对湿地面积的观测还可以通过影响湿地变化的因素中获得,例如土地利用的变化、河道沟渠化、岸堤修建、河流侵蚀与沉积速率等。

意义:当前中国开垦湿地的现象相当严重,导致湿地景观破坏、湿地面积减少、湿地功能下降的趋势不断加剧。从湿地生态系统现状来看,湿地退化的根本原因是严重的人为干扰所致,其最为直观的指标是湿地面积的变化以及相关景观格局的变化。因此,湿地景观,尤其湿地面积变化是湿地退化的一个重要指标,对其观测分析是十分必要的。

人为或自然原因:湿地景观变化、湿地面积萎缩是湿地演化过程中的一个必经阶段,但在自然条件下,这个过程常常要经历几千到几十万年的漫长周期。目前,由于人类活动的干扰,湿地退化过程加速,景观和面积的变化十分迅速。

运行环境:各类型湿地本身。

监测场地类型:由于湿地景观的观测是利用遥感影像和航空照片,其监测场地类型不予考虑。

测量方法:主要借助于航天遥感、航空相片,同时需布设野外观测样点进行相互检验或作为遥感解译的控制点。遥感数据可利用ERDAS IMAGINE、ENVI等遥感图像处理软件进行解译和分类,在此基础上利用FRAGSTAT、Patch Analysis等景观分析软件进行景观格局的分析和各类景观指数的计算。目前,大范围以及对观测精度要求不高的观测可以利用航天遥感影像解译获得;对于高精度的观测仍要利用航空相片;雷达遥感的利用也比较广泛,它的应用使观测的结果更加趋于准确。GIS的应用,使观测的数据便于储存、管理和分析,这对于庞大而复杂的观测结果来说,提供了一个十分方便快捷的平台。

测量频率:湿地景观变化趋势可以通过不同年度之间的观测指标比较得到,一般的观测频率为5~10年一次。

数据和监测的局限性:湿地边界的界定是湿地面积观测的首要问题。目前众多的测量手段在获取数据方面各有优缺点,如光学传感器有较好的时间分辨率,但是由于云层的阻挡不能探测云层下选定的地点;高光谱资料最有能力识别各种湿地要素,但是费用过高,使它仅限于全球性的观测。

过去与未来的应用:通过遥感影像和航空照片的对比分析,可直观地获得湿地退化的动态过程,并预测未来湿地变化的趋势。

可能的临界值:无。

主要参考文献:

白军红等.湿地景观格局变化研究进展.地理科学进展,2005,24(4):34-44.

国家林业局.中国国际重要湿地监测技术规程(试行本).2002,9.

李凤娟,刘吉平.湿地面积的丧失及其原因分析.长春大学学报,2004,14(6):79-81.

吕宪国等.湿地生态系统观测方法.北京:中国环境科学出版社,2005.182-222.

宁龙梅等.武汉市湿地景观格局变化研究.长江流域资源与环境,2005,14(1):44-49.

王宪礼等.辽河三角洲湿地的景观格局分析.生态学报,1997,17(3):318-323.

张明祥,张建军.中国国际重要湿地监测的指标与方法.湿地科学,2007,5(1):1-6.

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

有关的环境与地质问题:引起湿地景观变化的原因有很多,包括气候干旱、水量减少、农用地开垦、改变天然湿地用途、城市化发展占用天然湿地和自然灾害等。

总体评价:湿地景观的变化是湿地退化最直观的指标,对湿地面积的观测能很好地预测其发展趋势,为湿地保护提供决策依据。

二、湿地水文地球化学

名称:湿地水文地球化学(Wetland Hydrogeochemistry)

简介:自然和人为导致湿地水质的恶化,是中国湿地生态系统退化的最主要原因之一。一般来说,湿地水要素是湿地形成、发育的决定性因子。湿地的水质是由土壤、搬运物质(有机质、沉积物)、岩石、地下水和大气之间相互作用决定的。湿地水质也受农业、工业、采矿业、能源开发、城市和大气输入等人类活动的影响。地表水中大多数溶质来源于土壤与地下水基流,此处水岩相互作用的影响是非常重要的。湿地水质监测指标的选择是一个复杂的问题,因为有太多的指标可供监测,这些指标在不同领域中都有各自重要的地位。从环境地质指标出发,选取以下指标:

(1)基本指标:

金属元素和示踪元素:Al、Sb、As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Se、Ag、Zn。

营养物质:铵、硝酸盐、亚硝酸盐、总氮、正磷酸盐、总磷。

主要成分和溶解固体:Ca、Mg、Na、Cl、SO4、HCO3、TDS。

直接现场测量:酸度、碱度、溶解氧、pH、温度、底泥厚度。

有机化合物:2,4-D、2,4,5-T、苯酚、氯酚、甲酚、莠去津、百草枯、对二氨基联苯、DDT。

(2)附加指标:

人体健康重要元素:Ba、Be、F、Mo、Ni、V、放射性元素。

农业重要元素:B。

热污染的问题:随着地热开发和工业热水排放,可能出现热污染问题,造成泥炭湿地中被固定的CO2的释放,因此在涉及热污染的地区,需对水温进行长期监测。

意义:湿地水体水质是湿地生物生境的决定要素。湿地水质的好坏程度会影响土壤的物理化学性质。因此,加强湿地水体水质的观测和分析,是进一步研究湿地生态系统退化的前提条件。此外,水质监测对于湿地生物保护、湿地污染的综合治理等同样具有重要意义。

人为或自然原因:在水量得到保证的情况下,湿地能通过一系列的物理、化学、生物作用,消纳一定量的污染物,但是由于工业、农业、城市等污染物排放量过高,超过湿地的自净能力,使湿地生态系统机能受损,导致湿地生态系统退化,常表现为湖泊湿地的富营养化。

运行环境:各类型湿地本身,尤其是作为水源、淡水养殖、敏感水生环境的湿地。

监测场地类型:监测场地取决于当地已知的污染源,采样地点方便与否。河流、湖泊湿地水质的采样应该在径流量器观测站或其附近进行。

测量方法:水质采样和分析随场地条件和测量要素而变。收集的样品能在横向和纵向上体现水体水质的变化,并且要有足够数量以便对照分析。具体的采样和测量方法可参考各类国家标准(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)。

测量频率:水体水质的变化可以是很迅速的(例如,受天气变化和洪水的影响)。因此,连续实时的监测系统能提供最全面的信息。然而,水质监测的全面分析十分昂贵。对于大多数指标,通常采用特定时间间隔采样和分析的方法,每年测量4~6次,而放射性核与有机化学品则只需每年测量两次。

数据和监测的局限性:水体水质关键指标的长期记录对预测环境质量趋势是很有价值的,但是这些指标的准确度可能由于分析取样方法或人为原因而降低。

可能的临界值:根据不同湿地水体的使用目的,由国家和国际组织确定各指标的临界值。

主要参考文献:

邓伟,胡金明.湿地水文学研究进展及科学前沿问题.湿地科学.2003,1(1):12-20.

国家林业局.中国国际重要湿地监测技术规程(试行本).2002,9.

李青山,李怡庭.水环境监测实用手册.北京:中国水利水电出版社.2003.

吕宪国等.湿地生态系统观测方法.北京:中国环境科学出版社,2005.182-222.

王立军,田笠卿,曾北危,等.水环境化学元素研究方法.武汉:湖北科学技术出版社.1992.

谢贤群,王立军.水环境要素观测与分析.北京:中国标准出版社.1998.

张明祥,鲍达明.湿地资源监测的方法构想.林业资源管理,2002(2):19-22.

张明祥,张建军.中国国际重要湿地监测的指标与方法.湿地科学,2007,5(1):1-6.

Hirsch,R.M.,W.M.Alley&W.G.Wilber 1988.Concepts for a national water-quality assessment program.U.S.Geological Survey Circular 1021.

Meybeck,M.,D.Chapman&R.Helmer(eds)1989.Global freshwater quality-a first assessment.Oxford:Basil Blackwell.

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.

有关的环境与地质问题:引起湿地水体水质变化的原因有很多,包括酸沉降、城市化、采矿、农业发展、土地利用、砍伐森林等。

总体评价:湿地水体水质是最基础和最重要的湿地监测指标。当执行修复措施时,水文地球化学也是湿地短期内进化或退化的有价值的指标之一。

三、湿地生物

名称:湿地生物(Wetland Biology)

简介:由于地质、气候、环境等不同,湿地生物在生态系统、物种、遗传和景观上具有丰富的多样性,并且随湿地生态系统的演替,其物种组成和生物多样性会产生较为明显的改变,可指示湿地的演替方向、过程和速度。常见的湿地生物监测指标有:

(1)湿地植物及其群落。主要包括:湿地植被的类型、面积与分布、盖度、多样性(物种多度、丰度)、生物量;挺水植物、沉水植物和漂浮植物的种类与分布;指示种;藻类的种类及生物量;植物体内有毒物质含量。

(2)湿地野生动物。主要是在湿地生境中生存的脊椎动物和该湿地内占优势或数量很大的某些无脊椎动物,包括水鸟、两栖类、爬行类、兽类、鱼类、贝类、虾类以及一些底栖动物等。另外,许多研究还经常监测动物体内有毒物质含量。

(3)外来物种。是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元,包括所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。

意义:湿地生物多样性资源在生产、生活以及环境功能当中具有不可替代的作用,自有史以来人们就对其大规模的开发和利用,结果超出了生物多样性资源自我恢复的能力界限,造成有些生态系统的破坏、物种濒危和遗传多样性的消失等。因此,为了保护湿地生物多样性,湿地生物的监测是十分必要的。

人为或自然原因:湿地生物多样性是随着湿地生态系统演化而变化的,其过程一般是缓慢,渐变的。但由于人类不合理地开发湿地资源,造成生物多样性在短期内严重破坏。因此,人类活动是其破坏的主要原因。

运行环境:各类型湿地本身。

监测场地类型:湿地植物群落调查的固定样地应该具有该植物群落的典型特征,样方要布设在能够代表该植物群落典型特征的地段上。调查监测的湿地植物样地分布面积太大,工作量太大,不易操作;但面积过小,不能全面反映该群落的特征。因此推荐湿地固定样地设置的面积不要小于10hm2,同时监测位点面积不小于1hm2。动物的分布区通常很大。因此对所有分布区进行调查是不可能的,即使调查某一区域的动物数量也很难。一般根据动物的习性和统计学原理,有选择地设置若干典型样地,通过调查样地内的动物种类和数量,来估计整个区域动物的种类和数量。

测量方法:在野外进行湿地植物及其群落监测时,为了获取准确的定性和定量数据,进而对整个群落特征做出判断,必须进行样方调查。水鸟数量监测方法采用直接计数法,重要湿地应根据本地的物候特点确定最佳水鸟监测时间。兽类监测可采用样带法和样方法进行监测其种类、数量和分布。对外来物种的监测采用直接调查法,监测外来物种的种类、数量、分布、危害。

测量频率:考虑到动植物的生活史特点及季节性,每年至少调查4次,即春、夏、秋、冬各进行一次,4次调查数据的平均值为平均数据,它具有较好的代表性。水鸟监测分繁殖季和越冬季两次进行。

数据的监测的局限性:样地要具有较好的代表性,若在两个植物群落的过渡带上设置样方,就会影响调查数据的准确性。同时考虑地形地貌,要选取地势开阔,土壤、植被分布相对均一的场所,选择人为干扰相对较少的地段。

可能的临界值:无。

主要参考文献:

邓伟,胡金明.湿地水文学研究进展及科学前沿问题.湿地科学.2003,1(1):12-20.

国家林业局.中国国际重要湿地监测技术规程(试行本).2002,9.

吕宪国等.湿地生态系统观测方法.北京:中国环境科学出版社,2005,82-134.

王化林,兰彤.湿地生物多样性.林业勘查设计,1998(1):59-60.

严承高,张明祥,王建春.湿地生物多样性价值评价指标及方法研究.林业资源管理,2000(1):41-46.

颜俊.中国湿地生物多样性资源的保护及其可持续开发.贵州教育学院学报(自然科学),2006,17(2):89-93.

张明祥,鲍达明.湿地资源监测的方法构想.林业资源管理,2002(2):19-22.

张明祥,张建军.中国国际重要湿地监测的指标与方法.湿地科学,2007,5(1):1-6.

Edward B.Barbier,Mike Acreman and Duncan Knowler,Economic Valuation of Wetlands.Ramsar Convention Bureau,1997.

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

有关的环境与地质问题:引起生物多样性消失的原因有很多,包括城市化,农业发展,滥捕乱猎,采矿,环境污染,土地利用等。

总体评价:湿地生物指标是从根本上反映湿地现状和发展趋势的指标,也是湿地自然因素的外在表现,是湿地生态系统的“指示剂”,能够完全地、比较直观地反映湿地生态系统的状况,并预示其发展趋势。因此,植物群落以及动物指标是湿地退化的重要指标之一。

四、湿地资源开发

名称:湿地资源开发(Wetland Exploitation)

简介:湿地资源开发主要包括湿地土地利用和生物资源利用两大类地。因人口压力增大,土地资源日益变得相对稀缺,盲目地进行农用地开垦、改变天然湿地用途,及城市建设、旅游业发展占用天然湿地,直接造成了我国天然湿地面积削减、功能下降。大型水利工程的建设也加剧了湿地的丧失速度。此外,由于生物资源的不合理利用,沿海湿地和内陆湿地都受到不同程度的破坏。

意义:人类活动是造成湿地退化的主要原因。人类对湿地的干扰强度和对湿地资源的直接开发利用程度逐步加剧,造成了湿地生态系统的出现了各种程度的退化。因此,湿地资源开发状况的监测,对湿地生态系统研究有着举足轻重的作用。

运行环境:湿地资源开发监测仅限于湿地本身。

监测场地类型:无。

测量方法:湿地资源开发的监测指标可采用直接调查法、地方统计年鉴或从相关部门获取有关数据,如环保、水产、水利等部门。

测量频率:1次/5年或根据实际需要调整调查频次。

数据的监测的局限性:一般需要通过有关部门获得,因此,数据收集有一定困难;由于人类社会经济活动影响指标不同于自然环境指标,在定量化上和可比性上也存在一定困难。

可能的临界值:无。

主要参考文献:

国家林业局.中国国际重要湿地监测技术规程(试行本).2002,9.

吕宪国等.湿地生态系统观测方法.北京:中国环境科学出版社,2005,227-228.

张海鹰.扎龙湿地生态资源保护与开发对策研究.环境保护,2004(2):29-31.

张明祥,鲍达明.湿地资源监测的方法构想.林业资源管理,2002(2):19-22.

张明祥,张建军.中国国际重要湿地监测的指标与方法.湿地科学,2007,5(1):1-6.

周小春.安徽湿地资源利用.安徽林业,2001(3):13.

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

有关的环境与地质问题:湿地土地资源的开发利用可造成湿地面积的减小、湿地景观的变化等;湿地生物资源的开发利用可造成湿地生物多样性的降低;湿地其他资源(如矿产资源)的开发利用可造成湿地土壤、水质和水文条件的改变,导致湿地退化。

总体评价:湿地资源开发属湿地退化的影响指标。在湿地退化的众多影响指标中,湿地资源的开发利用是作用于湿地本身,直接造成湿地退化的指标,对湿地生态系统的影响也最为直观和迅速。

五、污染物排放

名称:污染物排放(Discharge of Pollutant)

简介:排入湿地的污染物类型包括生活污水、工业污水、旅游业排污、农业面源污染、水产养殖业饲料投放、大气污染物沉降、底泥污染物释放等。污染物排放指标有:污染源排放口数量、污染物种类、浓度和排放总量等。其中主要是监测污染物排放总量。

近几十年来,我国社会经济快速发展,城市生活废水、工业污染和农业非点源污染等各类污染物的排放量迅猛增长,使得输入湿地生态系统的有害物质不断积累,导致湿地因水质恶化而退化,其中又以N、P污染物排放量过高所引起的水体富营养化最为常见。

意义:污染物排放是湿地水质型退化的主要原因,尤其是位于城市附近的湿地生态系统。通过对湿地污染物排放的监测,可分析湿地水环境污染的特征,研究水质污染途径和机制,进而提出有效防止湿地退化的调控措施及管理目标。

运行环境:污染物排放指标的监测主要是在湿地周边地区进行,因此应以湿地所属的自然流域作为运行环境。

测量方法:主要从环保部门获取数据,当资料不足时可进行直接调查。

测量频率:由于污染物排放与社会经济的发展密切相关,具有平缓变化的特点,因此每年调查1次即可满足湿地退化研究的需要。对于经济发展较为缓慢或监测较为困难的地区,可每5年调查1次。

可能的临界值:因不同湿地生态系统的生物、水文和地质性状不同,对污染物的净化能力和环境容量存在差异,其临界值应在计算湿地环境容量的基础上确定。

主要参考文献:

邓伟,胡金明.湿地水文学研究进展及科学前沿问题.湿地科学.2003,1(1):12-20.

段代祥等.我国湿地资源的问题及保护对策.滨州学院学报.2006,22(3):62-67.

国家林业局.中国国际重要湿地监测技术规程(试行本).2002,9.

吕宪国等.湿地生态系统观测方法.北京:中国环境科学出版社,2005.182-222.

张明祥,鲍达明.湿地资源监测的方法构想.林业资源管理,2002(2):19-22.

张明祥,张建军.中国国际重要湿地监测的指标与方法.湿地科学,2007,5(1):1-6.

有关的环境与地质问题:污染物质的排放,往往使湿地水体中营养物质剧增,导致湿地水体富营养化,浮游藻类爆发,水生动植物消亡,最后湿地功能损坏,湿地退化。

总体评价:污染物排放属湿地退化的影响指标,是湿地水质型退化的最主要的原因。与湿地资源的开发利用不同,污染物的排放一般不是直接作用于湿地本身,而是在湿地周边陆地产生,然后随水、土迁移进入湿地。因此,污染物排放的监测应在流域范围内进行,并且它对湿地的影响程度与流域水文密切相关。

六、地质灾害

名称:地质灾害(Geologic Hazard)

简介:湿地灾害包括:水土流失,海岸侵蚀,海平面上升,海水入侵。下面分别简述其内容和含义:

(1)水土流失是指在水流作用下,土壤被侵蚀、搬运和沉淀的整个过程。在自然状态下,纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程非常缓慢。这种侵蚀称为自然侵蚀。在人类活动影响下,由自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的移动,流失过程加速,即发生水土流失。目前,我国内陆湿地的泥沙淤积速度已远远超过了其自然的演替过程,导致湿地面积不断减小,成为导致湿地退化的重要原因。

(2)海岸侵蚀是全球性的自然灾害,全球气候变暖以及人类活动的影响使海岸淹没和侵蚀范围不断扩大,程度日益加剧,海岸侵蚀使得滨海湿地环境向深海环境转变,直接导致滨海湿地面积的损失。

(3)随着地球温度的升高,海平面也在不断上升,海平面上升造成的后果是盐水入侵,水质恶化,地下水位上升,海岸湿地生态环境和资源遭到破坏。海平面的上升主要影响着三角洲湿地和红树林湿地。

(4)在沿海地区,由于大量开采地下水导致地下水位大幅度下降,海水侵入沿岸含水层并逐渐向内陆渗透,这种现象被称为海水入侵。海水入侵的直接后果是地下淡水受到海水的污染、沿岸土地盐碱化、海岸湿地受到破坏。海水入侵是发生在滨海地区生态环境脆弱带一个极其敏感的资源环境问题,同时又是一种人类活动引发和加剧的自然现象。

意义:在上述地质灾害中,水土流失所造成的湿地退化具有普遍性,是目前我国湖泊湿地面临的最主要的问题之一;其他三种地质灾害虽然具有地域性,只分布在沿海地区,可一旦发生,对湿地的影响往往是毁灭性的,要恢复其原貌十分困难,并且其破坏对象是具有不可替代性的红树林湿地。对湿地退化地质灾害指标的调查能探明上述的湿地退化机理,为湿地退化的预测预警和治理对策的提出提供依据。

人为或自然原因:地质灾害往往是自然与人为共同作用而激发的。而由人类活动导致的湿地地质灾害日益增多,后果日益严重。

运行环境:水土流失一般用于内陆湿地监测;海岸侵蚀、海平面上升和海水入侵指标则用于海岸湿地,如红树林湿地。

测量方法:采用直接调查法或从相关部门获取资料。

测量频率:1次/5年或根据实际需要调整调查频率。

数据和监测的局限性:由于地质灾害发生具有不确定性和长期性,需要实时的系统监测,因此监测难度和费用较大。

可能的临界值:无。

主要参考文献:

国家林业局.中国国际重要湿地监测技术规程(试行本).2002,9.

吕宪国等.湿地生态系统观测方法.北京:中国环境科学出版社,2005.224-227.

吴秀芹等.江汉平原湿地功能下降与洪涝灾害关系分析.生态环境,2005,14(6):884-889.

谢永刚,王孟雪.扎龙湿地对水旱灾害影响问题的探讨.国土与自然资源研究,2003(4):55-57.张明祥,张建军.中国国际重要湿地监测的指标与方法.湿地科学,2007,5(1):1-6.

张晓龙,李培英,刘月良.黄河三角洲风暴潮灾害及其对滨海湿地的影响.自然灾害学报,2006,15(2):10-13.

张晓龙等.中国滨海湿地研究现状与展望.海洋科学进展,2005,23(1):88-95.

有关的环境与地质问题:全球气候变化可能导致局部水量的失衡,引起:水土流失,海岸侵蚀,海平面上升的发生。滥伐森林、不合理开采地下水等人类活动,则会加剧水土流失、海水入侵的发生。

总体评价:地质灾害属湿地退化的影响指标。通常情况下,地质灾害对湿地的影响是不可逆的。在与湿地退化相关的四类地质灾害中,水土流失分布最广,是造成湿地陆地化的主要原因;海水入侵、海平面上升和海岸侵蚀为海岸湿地或三角洲湿地所独有的影响因素,与全球气候变化及区域地下水资源的开采密切相关。

I. 森林景观的研究现状

森林景观生态研究是我国开展景观生态学研究较早的领域之一,研究工作也卓有成效。彭小麟于 1991 年就提出森林景观中的边缘效应影响问题; 而徐化成( 1994) 、刘先银等( 1994) 则是林业工作者中较早将景观生态学原理、方法应用到森林景观生态研究中的学者。之后,郭晋平著的《森林景观生态研究》也是我国森林景观生态研究领域的第一部专著,臧润国等( 1999) 则主要探讨了森林斑块动态与物种共存机制及森林生物多样性问题。此外,马克明等( 1999 ~2000) 对北京东灵山地区的森林景观格局、森林生物多样性、景观多样性,以及刘灿然等( 1999 ~2000) 对北京地区的植被景观斑块特征等也都作了一些颇有意义的探索( 肖笃宁等,2003) 。

森林景观生态( forest landscape ecology) 研究是美国景观生态学派的特色。诺斯( Noss,1993) 在全面分析天然林与经营的森林景观特征差异的基础上,阐述了保证森林生态系统可持续性的森林景观条件,这些条件都是反映森林整体景观结构的指标,包括森林景观年龄结构、森林群落类型结构和群落斑块结构、斑块大小形状、森林岛和森林斑块空间关系、林火格局、森林敏感物种和林道等,并深入分析了这些结构指标对于森林生态系统可持续性的意义; Om E. T. 和 Tumer M. G. 对佐治亚州景观变化作了研究,并构造了基于转移概率的随机模拟模型。森林景观变化和森林破碎化过程、景观变化的生态后果及其景观调控问题,始终是美国景观生态学研究的重点。在该方面的研究主要有: DavisJ. M ladenof 从森林生态系统可持续性的角度分析了北方阔叶混交林区森林景观变化的特点,阐述传统森林经营与“动态景观异质性”保护之间存在矛盾,应将基于群落生态学原理所采取的经营活动与景观整体结构与功能之间的协调关系作为森林资源生态系统管理的基本要求。对森林景观格局与功能相互关系的研究主要是景观格局对景观物质循环和能量流动格局的改变及由此带来的生态效应; 斯皮司等利用 Landsat 卫片,分析了俄勒冈州西部 2589km2范围内经营的森林景观从 1972 年到 1988 年期间的变化,将森林分为郁闭的针叶林和其他森林,分析了不同权属的林地其间不同森林斑块大小组成结构及其变化和发展趋势。

J. 景观生态学研究内容

景观生态学是研究景观与生态学相互作用,以及景观单元的构成、空间布局等的综合性学科,它既包含“水平关系”,又包含“垂直关系”,也就是空间各单元相互之间的关系。也可以说景观生态学研究内容包括:景观的功能、结构、层次和变化,景观的规划、建设、监管和预警等。

(一)景观结构、功能和景观变化

景观结构(Landscape Structure)指景观组成单元的种类、多样性、数量构成、空间与层次关系及其影响因素,包括斑块、廊道、基质,以及要素的类型、数量构成、空间配置形式,多样性、破碎化、连通性、优势度等特征。景观功能(Landscape Function)指景观通过其生态学过程对自身内部及其他相关生命系统生存和发展所能提供的支撑作用。景观变化(Landscape Change)也称景观动态(Landscape Dynamic),是研究随时间推移,景观在不同驱动因素作用下,其结构和功能发生的变化过程、特征与规律,包括景观变化标准、稳定性及其测度、变化的驱动力以及空间模式。

(二)景观生态规划

景观生态规划是通过分析景观特性以及对其判别和评价,提出景观最优利用方案。其目标是使景观生态特征及内部活动在时间和空间上协调,达到景观的合理利用,既保护环境,又发展生产,合理处理生产与生态、资源开发与保护、经济发展与环境质量、开发速度、规模、容量与环境承载力等的辩证关系。

灾毁土地复垦后虽然改善了土地利用结构,提高了土地利用价值,但不能忽视土地景观生态的规划。自然灾害损毁的区域景观往往破碎化严重,土地景观生态规划是运用景观生态原理,结合灾毁地区的景观生态系统,从而规划更为贴近当地自然环境的景观结构。在土地利用的景观生态规划中,有一些比较典型的规划模式:

(1)集中与分散相结合模式。它是美国景观生态学家Forman(1986)根据生态空间理论提出的景观生态规划格局,是进行土地利用空间格局优化的主要理论依据,被认为是生态学上最好的景观格局。这种模式强调集中利用土地,使大型自然植被斑块保持完整性,让它的生态功能得以充分发挥;在自然斑块的设计和引导过程中,其进入人类活动控制的农业耕作或建筑地带是以小型斑块或廊道的形式分散渗入;同时在人类活动的范围,将一些人为的小型斑块沿着廊道和自然植被斑块周围设计,如居民区、工业和农业小斑块等。

(2)生态网络模式。主要源于Mac Arthur 和Wilson(1967)的岛屿生物地理学理论(Theory of Island Biogeography)及其在陆地上的使用。自然灾害的发生,加剧了自然生境的破碎化,形成许多大小不一、程度各异的自然生境斑块,随着自然生境斑块相互间的隔离程度与破碎化程度的不断加大,致使某些动植物种群的绝迹。生态网络模式就是将各种彼此分离的生态系统通过生态网络联系起来,以解决自然生境的破碎化和隔离问题。生态网络模式由自然开发区、连通区和核心区三部分构成,自然开发区是为保护自然景观和自然资源服务的,连通区是维护和促使各核心区之间及核心区内部的物种迁徙,而核心区则是处于被保护的高生态价值区。

(3)“千层饼”模式。它是Mc Harg I.L.(1967)根据适宜性分析提出的,“千层饼”规划模式的主要路线,是在研究影响因子和确定其主要作用的基础上,通过现场踏勘、查阅和分析文献资料,根据影响因子(如地形地貌、水文、气候、动植物状况、居住情况、交通状况等)的自身特征现状进行分析和评价,确定质量评价指标和权重值,然后将单因子依次制图并叠加,利用地学信息系统对比分析,最后制定与当地农业景观相适应的规划方案。其基本规划框架如图2-2。

图2-2“千层饼”模式规划框架图(据俞孔坚等,2005)

(4)区域生态系统模式。英国著名生态学家A.G.Tansley在1935年较完整地提出了“生态系统”的概念,根据这个理论,Om(1969)提出了区域生态系统规划模式。生态系统以能量流动和物质循环为主要表现形式,包含了:①在一定区域内的生物数量、种类及其空间分布情况;②光照、温度、湿度、土壤等对生物生长发育的影响;③水、空气和矿物质等非生命物质的含量及分布;④物质、能量等在生态系统中循环和流动的方式;⑤环境对生物的调节。土壤营养物质调节、区域物种改良与优化配置以及生物种群的空间分布,是区域生态系统模式规划的重点。在不破坏当地文化特色和促进社会经济发展的前提下,通过适当改变区域内种植方式和种植习惯来达到改良土壤的目的,使被破坏的生态系统得到恢复,区域生态环境实现可持续发展。

(三)景观生态保护与管理

景观生态学不仅要研究景观生态系统发生、发展和演替的规律特征,而且要运用生态学的原理和方法探求合理利用、保护和管理景观的途径与措施。通过科学实验与数学模型的建立,研究景观生态系统最优的组合、管理措施和约束条件,采用多级利用生态工程,有效提高植物光合作用的强度,最大程度地利用初级异养生物,使不同营养级生物产品利用的经济效益最大化。建立人文景观和自然景观保护区,保护和管理资源与环境,保护生态过程与生命支撑系统,保护遗传基因的多样性,保护现有生物物种,同时不断增强景观生态系统的功能。

(四)景观生态监测和预警

景观生态监测和预警是在景观生态分类与评价的基础上,对人类活动干预和影响下生态环境变化的监测,以及对景观生态系统的结构、功能和环境可能发生的变化进行预测。景观生态监测的任务,主要是对自然、生物圈和人工生态系统等组成部分的状况进行连续的监测,确定这些组成部分的改变情况,并查清人类活动对这些改变所起的作用。景观生态监测工作是在具有代表性和典型性的景观生态系统中建立监测站,收集资料和数据,建立和完善生态数据库,动态的监测生态系统和物种的变化趋势,为决策部门制定合理利用自然资源与保护生态环境的政策措施提供有利的科学依据。

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