地理科学进展, 2021, 40(11): 1925-1941 doi: 10.18306/dlkxjz.2021.11.011

研究综述

国土空间生态修复布局研究进展

王晨旭,1, 刘焱序,1,*, 于超月2, 刘小茜3

1. 北京师范大学地理科学学部,地表过程与资源生态国家重点实验室,北京 100875

2. 中国农业大学土地科学与技术学院,北京 100193

3. 北京联合大学应用文理学院城市科学系,北京 100191

Research progress on the arrangement of territorial ecological restoration

WANG Chenxu,1, LIU Yanxu,1,*, YU Chaoyue2, LIU Xiaoqian3

1. State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Faculty of Geographical Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

2. College of Land Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China

3. College of Arts and Science of Beijing Union University, Beijing 100191, China

通讯作者: *刘焱序(1988— ),男,陕西西安人,讲师,主要从事综合自然地理与景观生态学研究。E-mail: yanxuliu@bnu.edu.cn

收稿日期: 2021-02-23   修回日期: 2021-04-24  

基金资助: 国家自然科学基金项目(41991235)
国家自然科学基金项目(41877523)

Received: 2021-02-23   Revised: 2021-04-24  

Fund supported: National Natural Science Foundation of China(41991235)
National Natural Science Foundation of China(41877523)

作者简介 About authors

王晨旭(1999— ),男,山东临沂人,硕士生,研究方向为生态修复、景观生态学。E-mail: wangchenxubnu@163.com

摘要

实施国土空间生态修复是新时期生态文明建设的重要途径。国土空间生态保护与修复的布局影响着保护实施力度、工程修复成效以及社会资源分配,是科学开展生态修复工作的前置条件和基础环节。论文在辨析生态修复相关概念关联的基础上,从区域识别和时序判别2个层面出发,结合文献计量学分析整理了国际生态修复布局研究现状,梳理了景观“格局—过程—服务—可持续”理论范式在国土空间生态修复布局研究中的应用。论文提出了支撑可持续发展的生态保护修复目标构建、以社会满意度为导向的生态修复时空需求权衡、面向多重成本的生态修复成本科学评估、在生态刚性约束背景下的基于自然解决方案、恢复力思想下生态保护和人工修复决策阈值、基于时空模拟的生态保护与修复工程选址决策6项重要研究趋向,从而架构了耦合社会—生态目标的国土空间生态修复布局研究路径,以期为国土空间生态修复相关研究和实践提供参考。

关键词: 生态保护与修复; 区域识别; 时序判别; 景观生态学; 社会—生态系统;

Abstract

The implementation of ecological restoration of territorial space is an important way to construct ecological civilization in the new era. The arrangement of ecological protection and restoration is the precondition and basic link for scientifically carrying out ecological restoration, which affects the protection implementation, the effectiveness of engineering restoration, and the allocation of social resources. Based on the analyses of the relationship of the concepts related to ecological restoration, and from the perspectives of region identification and temporal sequence identification, this study used bibliographic analysis to examine the current research status of the ecological restoration arrangement internationally, and reviewed the application of the theoretical paradigm of landscape "pattern-process-service-sustainability" in the study of the arrangement of terrestrial ecological restoration. This article identified six important research trends, including the construction of ecological protection and restoration goals that support sustainable development, the balance of spatial and temporal needs for ecological restoration based on social satisfaction, opportunity cost-oriented ecological restoration cost evaluation, natural solutions based on ecological rigid constraints, decision-making threshold of ecological protection and artificial restoration under the concept of resilience, and location decisions for ecological protection and restoration projects based on spatial and temporal simulation, to construct a terrestrial ecological restoration arrangement research system coupled with social-ecological goals. It may provide a reference for the research and practice of ecological restoration of territorial space.

Keywords: ecological protection and restoration; region identification; temporal sequence identification; landscape ecology; social-ecological system

PDF (3376KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

王晨旭, 刘焱序, 于超月, 刘小茜. 国土空间生态修复布局研究进展[J]. 地理科学进展, 2021, 40(11): 1925-1941 doi:10.18306/dlkxjz.2021.11.011

WANG Chenxu, LIU Yanxu, YU Chaoyue, LIU Xiaoqian. Research progress on the arrangement of territorial ecological restoration[J]. Progress in Geography, 2021, 40(11): 1925-1941 doi:10.18306/dlkxjz.2021.11.011

生态修复是帮助退化、破坏或损毁的生态系统进行恢复的过程[1]。2019年3月,联合国“环境规划署”(The United Nations Environment Programme,UNEP)通过了第73/284号决议——联合国生态系统恢复10年(2021—2030年),指出土地破坏和退化是全球普遍存在的系统性现象,亟须实施兼顾社会、经济和环境目标的措施,从而避免、减少和扭转土地破坏和退化[2]。中国政府在20世纪末和21世纪初开始高度重视生态环境脆弱地区的生态修复工作,布局了黄土高原流域植被恢复、三北防护林保护工程及退化林修复、京津风沙源治理、喀斯特石漠化以及湿地景观生态修复工程、青藏高原生态安全屏障保护与建设工程及高寒湿地生态系统修复工程等一系列生态修复工程[3,4,5,6,7,8,9,10,11]。党的十九大报告进一步明确了加大生态系统保护力度、统筹山水林田湖草系统治理、实施重要生态系统保护修复重大工程等新时期国家生态文明建设的重大战略需求,对国土空间实施整体保护、系统修复、综合治理成为当前中国国土空间生态修复的核心理念[12]。面向新时期的国土空间生态修复需要达成从区域自主治理向全域空间设计的战略转型[13,14],亟待思考如何站在全域高度以系统思维认识不同国土空间单元生态保护与修复需求的必要性和目标的可行性,实现生态保护与修复区域科学识别、时序科学判别。

遵循生态保护优先、自然恢复为主的方针,国土空间生态修复措施分为保育保护、自然恢复、辅助再生、生态重建等多个层级[15],并在总体上分为生态保护和人工重建[16]2个方面。其中,生态保护是在生态科学指导下保护现存优质生态系统的措施[17],通过实施保护措施进行重要栖息地保育、促进生态系统自然恢复;人工重建是指将已被破坏的生态系统恢复到原有的自然状态[18,19],包括人工途径辅助修复退化生态系统和人工措施为主重构损毁生态系统。在国土空间生态修复布局中,人类对生态系统的干预目标不同,因此保护和修复的侧重点也各异。当前,国土空间生态修复工作仍处于探索阶段,对生态修复布局的前沿观点、研究不足与研究趋向尚缺乏深入探讨和总结。基于此,本文整理并对比了生态保护、保育、修复、重建的定义与内涵,对近30 a研究成果进行文献计量分析,归纳并论述了不同时期生态修复布局研究在发展历程和关注热点上的区别,探讨了生态修复布局的理论范式,提出了未来国土空间生态修复布局的研究趋向,通过架构耦合社会—生态目标的国土空间生态修复布局研究路径,为国土空间生态修复相关研究和实践提供参考。

1 概念辨析

1.1 生态修复概念内涵

生态修复在狭义上指对已退化、损害或彻底破坏的生态系统进行恢复的过程。而在广义上,生态修复具备更积极和广泛的内涵,包括对生态系统的保护和生态系统服务能力的提升[20]。为了更加清晰地表述层次关系,本文将国土空间生态修复理解为:依据生态系统的本底状态,调整人为措施的干预强度,因地制宜地恢复已退化或者修复已损毁生态系统的结构及功能,并积极保护与提升生态系统服务供给能力。

国土空间生态修复是生态文明背景下对人类生产生活相关的,及其周边具备重要生态价值的自然环境进行的质量保障和提升措施[21]。在概念关系上,国土空间生态修复的4种方式,即保育保护、自然恢复、辅助修复与生态重建的关系可以被总结为图1。其中,保育保护的对象是尚未退化的重要生态系统,人类遵循生态规律,因地制宜地对具有重要意义的生态系统进行有意识的保护[17];自然恢复的对象是正在退化的生态系统,重点是利用自然生态系统的生态恢复力,通过自然演替过程,提升退化生态系统的完整性、生物多样性;辅助修复与自然恢复都关注退化的生态系统,其区别在于“自然恢复”强调人类不直接参与自然空间恢复的过程,而“辅助修复”强调在人类干预下指导和实施相关工程;生态重建的对象是损毁的生态系统,其目的是完全“复制”出被损毁之前的土地存在状态,包括地形、地貌、地物的重建[22]。4种生态修复方式按生态系统退化程度递进,对应了不同地域特征下的生态保护和人工修复途径。

图1

图1   生态保护与修复内容的概念关联

Fig.1   Relationships between the key concepts in ecological protection and restoration


地域分异规律是国土空间生态修复的重要关注点,也是生态修复布局的理论基础。具体表现在:生态保护研究需要回答应该在哪里开展本地的保护规划并加强政策管理,人工修复研究需要回答为什么要将某处修复为草地而非林地。同时,地域分异规律的应用不仅针对“地”,也需要考虑“人”,不仅需要因时因地掌握自然要素的演化机制,也需要理解区域发展和居民生活的需求,从而为科学开展生态环境保护和修复提供基本的区域认知,为因地制宜地开展国土空间生态修复工作提供整体支撑。

1.2 布局研究的意义

布局(arrangement)以地域分异规律为基础,包括空间布局、时间布局2个方面,是国土空间生态修复区别于传统小尺度生态修复工程的关键议题。综合考虑区域社会经济发展状况和自然资源消耗程度,社会经济与自然资源的时空匹配成为国土空间生态修复布局研究的核心,其研究重点是协调人类对自然保护或改造的时空过程[23]。对这一时空过程的理解可以被拆分为3个问题:哪里需要保护或修复、怎样在近远期排布优先修复或重点保护区域以及如何协调修复过程中人为干预和自然恢复的关系。尽管当前学术界对上述问题进行了广泛讨论[24,25,26],但由于地域特征的分异性、利益相关者的多元性及社会—生态需求的广泛性,应用于国土空间生态修复布局的理论和方法体系缺乏总结凝练,由此导致了社会经济与自然资源时空匹配下的国土空间优化途径并不清晰。因此,亟须总结国土空间生态修复布局的概念框架,寻求可行且全面的指标体系以及具有针对性的计量模型。

国土空间生态修复布局研究具有鲜明的时空特征、区域特征、社会与生态耦合特征,是一项典型的人地关系研究议题。人地关系协调抑或矛盾,不取决于地而决定于人[27]。国土空间生态修复布局在人类系统中既受到区域开发强度的制约,也受到区域对生态效益的需求以及治理能力的影响。因此,时空布局需要与“人”的需求相适应。而从自然维度的“地”出发,这种布局又受制于生态系统的总体特征,如生态系统恢复力[28]、敏感性[29]以及空间上的连通性[30]

近年来,景观生态学思想在国土空间治理中逐渐得到应用,为解读国土空间生态修复中的区域人地关系提供了有力的理论工具[31,32]。具体而言,景观格局是人类对自然的干涉在时间维度和景观维度的投影,景观格局与生态过程相耦合,并映射于生态系统服务和景观可持续性[33]。景观“格局—过程—服务—可持续”的研究范式可以成为实现社会经济与自然资源时空匹配的重要理论抓手,以及国土空间生态修复布局规划实践的重要科学指引(图2)。

图2

图2   国土空间生态修复布局中的自然与社会匹配

Fig.2   The matching of the human and natural systems in the temporal and spatial arrangement of terrestrial ecological restoration


2 生态修复布局研究进展

2.1 研究历程及趋势

本文以生态保护(ecological protection)、生态系统自然恢复(natural restoration of ecosystem)、生态系统辅助修复(auxiliary restoration of ecosystem)、生态系统重建(ecosystem reconstruction)、生态保护/修复优先级(priority of ecological protection / restoration)、生态保护/修复区域识别(identify ecological protection / restoration areas)为主题词在Web of Science核心集中检索国际上1982—2020年相关文献的发表情况(图3)。结果表明,研究期间国际上对于生态保护与修复的相关研究可以划分为3个阶段:1982—1990年该领域发展平稳;1990—2005年,该领域研究呈现稳步增长的趋势;2005年来该领域的研究呈现出快速增长态势。从生态系服务布局在研究中的占比看,生态修复研究对于布局的关注总体较为薄弱,大部分研究仍局限于工程技术层面。

图3

图3   1982—2020年相关主题发文量统计

Fig.3   The number of publications on related topics,1982-2020


此外,本文整理了上述2000—2010年及2010—2020年的文献数据,通过CiteSpace进行了关键词及国别共现。依据中心度分析,不难看出中国、美国、澳大利亚以及部分欧洲国家占据该领域的核心地位。随着中国生态修复工作的开展,2010—2020年间,中国在该领域的研究处于比较领先的水平,但目前国内的研究在国际上受重视程度相对较低,亟待进一步拓展生态修复布局的理论研究及实践应用。在研究热点上,2000—2010年间,国际研究热点从生态保护转变为生态修复。2010年来,研究热点转向生态保护和修复的影响(impact),如对气候变化(climate change)的影响等。同时,修复格局(pattern)思想以及生态管理(management)理念逐步成为生态保护与修复布局研究的主要议题。从保护修复要素上看,2000—2010年间鸟类(bird)、森林(forest)、河流(river)是保护修复的热点。近10 a来,人们更加重视河流的作用,并意识到了湿地(wetland)和土壤(soil)的重要性。

2.2 国土空间生态修复布局理论基础

国土空间生态修复是一项多尺度研究议题。在区域尺度上,地域分异规律为国土空间生态修复提供了总体布局依据。处于不同地理区位的国土空间,其资源禀赋、生境质量、自然地理条件、经济社会发展程度等因素在生态修复分区的形成中起到的作用不同[34]。2020年国家发展改革委、自然资源部联合印发了《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》作为推进全国重要生态系统保护和修复重大工程的指导性文件,提出以“三区四带”(青藏高原生态屏障区、黄河重点生态区、长江重点生态区、东北森林带、北方防沙带、南方丘陵山地带和海岸带)为核心的全国重要生态系统保护和修复重大工程总体布局,部署了青藏高原生态屏障区生态保护和修复重大工程等9大工程。因此,基于地域分异规律指导生态修复分区是合理编制国土空间生态修复规划和科学高效开展生态修复的重要前提[35]

在景观尺度上,景观生态学在归纳生态要素间的关系、生态要素与生态过程的关系、生态要素与人类社会的关系等方面具有独特的学科优势[32],因而尤适于研究国土空间生态修复中与“布局”有关的科学问题,并表现为以下4个方面。

2.2.1 景观格局与过程耦合

景观格局是指景观组成单元的类型、数量以及空间分配,景观生态过程是景观中生态系统内部和不同生态系统之间物质、能量、信息的流动和迁移转化的总称[36]。景观格局与生态过程的耦合主要通过直接观测和系统模拟2种途径来实现,其中对大尺度景观格局与过程耦合关系的分析主要通过系统模拟来实现[33,37]

国土空间生态修复工程直接作用于景观结构和空间格局,并对生态过程产生影响[31]。在生态修复过程中,传统的景观格局指数评价,或单一生态过程模拟,割裂了景观要素之间的流动关系,例如研究区域土壤属性对植被的影响,却对植被与土壤属性之间的互馈机制研究不足。因此,系统分析景观格局和过程的互馈关系,从过程的角度明目的、确对象、定目标,是实现国土空间系统修复、高效率治理的基础和前提。例如,源—流—汇景观格局分析框架(source-pathway-sink model, SPSM)是格局—过程互馈理论在国土空间生态修复中的重要应用[38,39]。该框架基于景观格局分析,明确景观单元中亟待修复的斑块,并通过生态过程这一“流”动路径,构建“源”与“汇”的联系[40],将生态过程融入景观格局分析中。通过系统模拟景观格局与生态过程的双向作用,为国土空间生态修复的生态过程调控提供空间途径。

2.2.2 景观多功能性

景观功能是人类从景观中所获得的收益,可以归结为景观所提供的生态系统服务,包括支持、调节、供给、文化等惠益,为人类社会发展提供有力的支撑[41,42]。景观多功能性是指景观同时提供多种功能,且不同功能间存在相互作用的特性[43,44,45]。然而,侧重问题导向的显性生态修复往往只能对应少量的景观功能[46,47,48,49,50,51,52,53],在地域空间上缺乏系统性的、整体性的思考,容易造成顾此失彼,加剧不同景观功能之间的权衡关系,进而引发新的人地矛盾[54]

因此,应以景观多功能性理论指导实现系统性的国土空间生态保护和修复,助力规划和统筹“山水林田湖草”的生命共同体综合治理体系下的不同生态功能[55]。目前,景观功能之间的权衡分析被应用于多个领域以指导决策制定,例如使用生态系统服务权衡的方法将利益相关者和文化服务纳入土地规划管理决策[56],在干旱地区通过分析过度耗水与生态系统服务之间的权衡关系,考虑如何通过调整生态修复方案以减少权衡[57]。在生态保护与修复布局中,景观多功能性理论通过刻画生态系统服务之间的协同与制约关系,基于生态系统服务供需原理,以达到对于多样生态系统的整体考量以及多目标修复的综合考虑的目的,探索生态保护和修复多目标协同的途径,实现生态保护与修复工程的合理布局。

2.2.3 景观恢复力

从景观生态学视角出发,景观恢复力可定义为生态系统抵御内外干扰因素影响的能力,是衡量生态系统维持稳态能力的重要指标[58,59]。景观恢复力的主要内生变量包括生态系统类型、物种构成和生物多样性等组分指标,以及斑块大小、边界形状以及斑块数量等空间布局指标;外生变量包括基质类型、系统间相互作用特点等,可将其统称为空间扰动[60]

生态保护与修复工程通过降低外生变量的干扰、构建内生变量的稳态,强化区域生态系统的弹性[61]。例如,优化生境内部的破碎斑块,提高斑块间的结构与功能连通性,有助于减少边缘效应,增加生境核心区面积,降低生态系统的敏感性[62,63]。同时,优化生境景观类型及空间布局,提升区域景观异质性,对于生物多样性的维持也具有重要意义[64,65]。在景观恢复力概念中,恢复阈值被认为是划定是否需要人为干预修复的界线,是指导生态修复实施手段的必要参考。恢复阈值体现了生态系统对于干扰事件的最大承受能力[66],当外界干扰事件超过阈值后,系统的恢复能力将不足以使其恢复到原始状态[67]。例如通过对高开采强度矿山、高生态脆弱性地区的生态环境破坏程度的估算,合理布局主动、被动修复以及自然恢复措施[68]。因此,恢复阈值的刻画将为不同空间中的生态保护或修复措施选择、时序排布提供定量指引。

2.2.4 景观可持续性

景观可持续性是指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供服务、从而维护和改善本区域人类福祉的综合能力[69]。其研究的核心内容聚焦于景观格局、生态系统服务与人类福祉的动态关联。景观可持续性研究为景观生态系统与社会系统的关联提供了有效路径[70]

在国土空间生态系统保护与修复中,需要关注片面追求自然生态效益导致的生态系统服务时间分配不均衡、空间供需不匹配的情况。例如在干旱地区一味提高植被覆盖率,加强了实际蒸散发,导致地下水减少和土壤干层出现,进而引起土地退化[71];大规模建造农田防护林带,容易削弱国土空间粮食产量,改变传统乡村风貌,从而加强了生态系统调节服务与供给、文化服务之间的权衡,不利于农民生计的稳定和生活的便利[72,73]。因此,有必要以景观可持续性理论为导向,兼顾生态修复在粮食生产、景观文化等方面的多重作用[74]。在进行生态保护选址、生态修复工程布局及保护修复优先级的考虑上,要充分分析生态效益与经济效益之间的权衡关系,通过优化保护区域,制定切实可行的修复工程以及修复时期,完善生态产品的供应和反馈链条,最大程度上缓解人地矛盾,达成国土空间“三生”共赢的局面[75]

2.3 国土空间生态修复布局研究方法

2.3.1 保护与修复区域识别

基于地理空间指标进行保护修复分区一直是国土空间生态修复规划设计中的主要方法,通常以全域、全过程、全要素为修复分区基本原则,结合地域特征构建分区指标体系[76]。生态系统服务是其中常见的生态功能指标,大量研究通过InVEST等模型计算区域生态系统服务水平,构建生态功能保护和修复区域识别体系[77]。但普适的评估流程往往无法满足特定地区的保护和修复需求,因而需要因地制宜的指标体系来实现对特定目标的保护与修复,例如以鸟类[78]、当地特有品种或濒危动物[79]保护为规划目标开展研究。此外,一些指标体系在关注区域生境质量和生态系统服务的基础上,强调了区域社会经济发展对生态环境的扰动,例如结合压力—状态—响应(pressure-state-response,PSR)框架构建区域生态敏感性评价体系,以综合划定生态保护与修复区[80]

模型是在明晰要素之间相关关系的基础上,对系统指标的集成和简化,用于国土空间生态保护与修复区域识别的模型以统计模型及机器学习模型为主。近年来,以机器学习为基础理论的概率分布模型在识别保护修复区域中取得了广泛的应用。以生物多样性保护为目标,通过最大熵模型Maxent模拟多物种分布在研究中最为普及[81],人工神经网络(artificial neural network,ANN)以及随机森林(random forest,RF)等算法也在评估区域生境退化风险方面得以应用[82]。同时,区域发展与环境保护的权衡关系也可以通过模型测度[83]。Egoh等[84]利用Marxan,对5种生态系统服务、集水区面积以及生物多样性的关系进行了探索,并确定了生态保护优先区域,测试了用于确定优先区域的不同生态系统服务目标水平的效果;Mehri等[85]使用Marxan with zone模型,对布局的目标进行了分区域处理,满足了区域间的不同发展需求。尽管机器学习拥有较强的空间关系挖掘潜力,但常见的机器学习模型对物种迁移能力的表征不足,因此模拟物种迁徙和生态过程空间路径的模型具有重要应用前景。例如,最小累计阻力模型(minimal cumulative resistance,MCR)是构建生态安全格局、保护重要生态源地和廊道的有效方法[86];小波变换[87]、蚁群算法[88]等已逐渐应用于廊道宽度的拟定;电路理论的应用为景观连通障碍点和需要保护的重要生态夹点识别起到算法支撑[89]

2.3.2 保护与修复时序判别

区域保护与修复的目标是驱动宏观尺度上生态保护与修复优先级的主导因素,分为单目标评价和多目标优化2种策略。以国土空间为研究对象,生态保护与修复的时序判别通常建立在修复方向的基础上,通过使用土地利用适宜度预测模型,比较扰动前后的土地利用适宜度以判定修复目标的适宜生态系统类型[90]。其中,机器学习模型和条件概率模型是常用的预测算法,例如人工神经网络[91]以及贝叶斯信念网络[92]等。但值得注意的是,预测过程中采样点的选取往往会对模型输出产生很大的影响,因此,需要结合模拟扰动前的土地利用数据对模型进行多次调整。

生态保护与修复目标包括了自然本底条件、社区居民福祉以及成本收益最优等多种形式,修复时序优先级的评价体系往往因目标而异。自然本底适宜是生态修复的基本条件,生物多样性、景观连通性、生境优越性和格局完整性是其主要评价指标,与之对应的生物多样性抽样调查,Fragstats、Conefor、MSPA等景观格局指数模型[93],生态系统服务制图[94]以及网络分析[95]等方法被用于评价不同修复情景的效益。社区居民福祉是保护与修复的根本目的,以提升社区居民的居住环境、休闲游憩以及文旅服务等福祉,其目标多涉及与人类活动相关的评估指标,如视域、可达性指标等[96]。成本收益最优是工程设计的核心考量,通过工程直接成本、机会成本、价值收益的估算,优先选择实施较高性价比的保护与修复工程[97]

由于在不同目标策略下各情景参数间存在此消彼长的关系,往往不存在符合全部目标最优的时序布局方案,多目标优化通过整合单目标特征指标输入优先级决策模型,以目标权重为基础识别保护与修复优先区域,可降低目标间的权衡关系[98]。基于多目标优化的生态保护和修复优先级决策模型以线性规划方法和排序算法为主流,例如Gourevitch等[99]使用线性优化技术开发了ROOT模型,使决策者能够估计恢复的潜在利益和机会成本,将多个目标之间的权衡可视化;Ramel等[100]基于Zonation模型提供了一种基于情景的优先排序法,以最大限度地提供生态系统服务和保护生物多样性热点;Strassburg等[101]从生物多样性保护、缓解气候变化与节约修复成本的角度出发,通过遗传算法实现多准则优化目标的空间分配。

3 国土空间生态修复布局研究趋向

不合理的国土空间开发不仅使生态系统结构退化、生态功能迅速弱化,而且易造成区域景观特征改变,给社会福祉带来巨大威胁[102]。因此,社会福祉目标应在生态修复的工程措施、研究对象、优化方法等方面予以更充分体现。然而,当前面向社会福祉的研究工作仍相对不足,表现在:研究对象方面,未能明晰利益相关者之间的权衡关系,缺乏对保护及修复成本的科学评估,难以做到社会经济—生态环境需求的目标统筹;在工程措施上,缺少对生态阈值的科学评估,自然恢复意识不强,难以对工程措施布局进行科学协调。针对以上不足,本文将面向社会福祉的国土空间生态保护与修复布局研究分解为以下6个方面的研究需求:① 基于居民福祉视角的以社会满意度为导向的生态修复时空需求权衡;② 基于生态环境刚性约束视角的NbS未来实践的潜在方向;③ 基于社会资源投入视角的面向多重成本的保护与修复成本评估;④ 在生态刚性约束背景下的基于自然解决方案;⑤ 基于生态恢复力视角提出的生态修复模式选择;⑥ 基于时空模拟的生态保护与修复工程选址决策(图4)。

图4

图4   面向社会福祉的国土空间生态修复布局研究

Fig.4   Terrestrial ecological restoration arrangement research for the enhancement of people's livelihood and welfare


3.1 支撑可持续发展的生态保护修复目标构建

从全球、国家、区域到社区,不同尺度上的生态保护与修复目标存在明显差异,涉及土地结构优化、地表植被恢复、土壤污染治理、扬尘气候减少等方面[103,104,105]。在中国,国土空间生态修复是维护国家和区域生态安全、强化农田生态功能、提升城市生活品质的重要举措,是生态文明建设、加快建设人与自然和谐共生的现代化社会的重要支撑。但无论是国内还是国际,由于目标集成程度不佳、目标间相关性较强等问题,国土空间生态修复支撑可持续发展仍需要更清晰明确的目标引导。因此,有必要总结一套系统的国土空间生态修复目标库,以匹配不同尺度、不同需求的生态保护与修复目标,服务于生态工程实施的区域识别、时序判别、措施制定以及效益评估。

联合国“2030年可持续发展议程”提出的可持续发展目标包括17类大目标与169项具体指标,旨在推动全球实现消除极端贫困、战胜不平等与不公正以及遏制气候变化,其中与生态保护修复行动有关的目标包括“消除贫困”“消除饥饿”“健康福祉”“清洁饮水”“气候行动”“海洋环境”以及“陆地生态”等。上述目标分别从生存需求、生活需求以及生态需求的角度阐述了生态保护与修复的目的,其中“气候行动”作为当前全球实现碳中和的必要行动,对生态保护与修复提出了更高的要求和挑战[106]。参考可持续发展目标,国土空间生态修复的目标在水、气候、海洋、土地、生物多样性乃至一些社会福祉目标上更加细化,依据国家的上位规划、省市的发展特色、区域的实际状况构建符合区域可持续发展需求的生态保护修复目标架构。

3.2 以社会满意度为导向的生态修复时空需求权衡

在对生态保护和修复指标的多样性、综合性及合理性探索中,国际研究对社会满意度的强调可以为中国国土空间生态修复工作提供启示。例如,“联合国生态系统恢复十年”行动计划指出,生态恢复工作需要得到当地人民以及当地社区在内的利益相关者的参与,强调了包括当地妇女、青年、老年、地方社区等具有不同利益需求的民众全面参与生态系统恢复的重要性[2]

将利益相关者纳入环境决策支持、将区域利益关系应用于指导区域协作,往往难以回避利益相关者的需求之间存在的多样权衡与协同关系。对生态修复时空需求的权衡与协同分析包括2个方面内容:一方面,需要探索利益相关者之间的协同关系,识别社会对于生态系统保护和修复的共同需求,从而提炼民众的普适价值观以指导工程布设;另一方面,需要识别不同利益相关者之间的需求冲突,确定需求重要性,致力于生态保护与修复的社会整体满意度提升。在最近的国际研究中,基于社会—生态网络的利益相关者协作关系建模可以为生态保护与修复工程提供结构化的社会满意度计量途径[107]

3.3 面向多重成本的生态修复成本时空评估

生态保护与修复成本是进行多指标综合决策、判别生态保护与修复优先级的必要条件,但如何科学确定成本一直都是生态保护与修复布局的难点。总体而言,生态保护与修复涉及直接成本、机会成本及外部成本等多方面成本要素。

直接成本指包括土地平整、地貌重塑、土壤重构、植被重建等一系列工程中的劳动力、机械设备、原材料等的投入。由于生态保护与修复往往需要动态的连续投入,在时间序列上不同年份的折现率会对成本造成影响[108]。在空间上,由于地域发展程度的不同导致投入要素价格存在差异,尤其是劳动力成本,生态修复的劳动力投入往往在大尺度上难以被合理测算,有必要探索通过公认的劳动力平均成本结合指标修正获得不同区域劳动力成本。

机会成本的核算一般体现在生态保护修复补偿上,在国际上通常称为生态系统服务付费。它以生态保护和可持续发展为目标,参考生态系统服务价值及区域发展的潜在收益,以财政、税收及市场等为主要方式,调节利益关系[109]。在理论上,生态保护修复的补偿金额应大于利益相关者的机会成本,并且小于管理者对生态价值的预估值,因为若补偿金额相对于机会成本较小,利益相关者则不愿意变更已有的土地及资源利用方式,如果补偿金额大于生态系统服务价值,那么管理者将不愿意支付生态保护补偿的相关费用[110]。因此,生态保护修复机会成本往往是一个区间值,然后根据多部门的协商进行拟定。

外部成本的测算主要包括实施生态保护与修复工程对附近区域生产生活的影响[111],但目前外部成本的影响范围界定、影响程度评价依然困难,一定时空尺度下的国土空间生态修复的外部成本估算应是未来研究的重要议题。

3.4 在生态刚性约束背景下的基于自然解决方案

全球自然地理条件、生态本底条件、自然资源禀赋在空间上存在分布的不均衡,这意味着生态保护与修复需要在一定的刚性约束下进行运作,否则将导致严重的生态问题。例如,破坏原生植被改植人工植被增加了生态系统的耗水量并减少了土壤储水量,在降水作为水供应的唯一来源地区,水资源的消耗将超过生态系统稳定性的极限[112];荒野地是大面积保留原貌的自然区域,具备保护当地生物多样性和维持生态系统服务等多元价值,人为进行荒地造林活动会对当地土著物种带来严重的威胁,影响区域生物多样性[113]。因此,在国土空间生态保护与修复中,应当充分考虑地域主要限制条件,制定符合当地社会—生态系统核心特征和资源环境承载力的修复策略。

基于自然的解决方案是为了模仿自然过程并提供社会、环境和经济利益以应对气候变化及其对农村和城市环境的影响[114],具有恢复、维持和再生生态系统的潜力[115],该理念可成为生态保护修复工作的重要指引。例如修复洪泛区和湿地,以降低下游城市的洪峰,减少洪水造成的经济损失;结合地域分异特征,种植更多具有较高未来气候耐受性的植被以适应当地气候变化。基于自然的解决方案被认为是在以往基于生态系统方法之上的更加综合的途径,提供了一个可扩展的框架,强调了在修复生态系统的基础上实现区域生态的可持续维护[116]。在水、热、光照、地形、土壤等限制因子作用的不同生态刚性约束下,探索本地化的基于自然的解决方案,有助于避免国土空间生态修复布局研究停留于数据计量,提升生态保护与修复规划成果的可操作性。

3.5 恢复力思想下生态保护和人工修复决策阈值

阈值的量化是生态系统恢复力研究从理论走向实践的难点[117]。在生态保护与修复中,生态系统恢复阈值是决定工程时空布局的重要决策变量。生态系统恢复力由生态系统内部以及外部变量的空间变化在多时空尺度上对系统的影响程度所决定,这种影响包括系统内外变量的类型、空间布局、强弱、边界、数量等属性[118]。在国土空间中,生态系统恢复力阈值可以理解成一种压力与抵抗的关系,即比较区域人类系统干扰及自然灾害的抗压程度及区域生态系统对上述影响的抵抗能力,从而确定生态系统是否存在生态保护条件下的自我修复能力,判定是否需要实施适当的生态修复工程措施辅助生态系统恢复。

相比于全球尺度研究,区域生态系统恢复力阈值由于尺度缩小,恢复力影响因素在空间上的表达更加开放和多样,因此生态系统恢复力阈值在区域尺度上的表达更加困难。但随着当前生态过程监测数据的逐步完善和地理空间大数据的普及,区域化的生态系统外部压力及内部抗性的量化将得到更加全面的数据支持。考虑到区域国土空间的异质性,生态系统恢复力阈值可能并不是一个确定的数值,而是一个描述恢复力的区间范围,距离阈值区间越远则在决策中人工修复的优先级越高。在当前的生态保护与修复布局模拟中,阈值区间的设置相对薄弱,也直接降低了空间模型对未来生态系统分布的预测精度。在未来研究中,对恢复力的参数表征和对其区间范围的准确刻画是提升国土空间生态修复布局模拟精度的重要途径。

3.6 基于时空模拟的生态保护与修复工程选址决策

情景模拟是生态保护与修复工程选址的重要途径,但算法和模型在时空精度上的可靠性是制约选址决策的技术瓶颈。传统的土地利用变化预测模型描述了自然和社会过程对于国土空间格局的影响,解释了“怎样影响”和“在哪里”的问题。但是,此类模型一般基于统计算法或机器学习算法,只能根据已有数据规律外推未来的土地利用状态,并不能在机理上描述生态系统变化的物理、化学和生物动力,因而缺乏对国土空间格局如何影响生态过程的考量,即“效益”的问题。

同时,由于格局—过程耦合的数据匹配限制,仅以短期的生态退化、破坏以及损毁状态对修复区域进行判定,易对模拟的生态过程产生夸大或低估的误判,即生态退化区可能在未来存在自我恢复的情况或潜在的退化风险,但模型无法从有限的历史数据中拟合到该趋势。这种生态退化与恢复时空模拟的不确定性可能带来生态修复成本高估或生态修复优先级颠倒等问题,从而造成经济浪费,或为当地生态安全埋下潜在隐患。因此,亟待加强具有较高时空精度的生态学机理模型开发,实现国土空间格局—生态过程互馈机制的模拟,为生态修复工程选址及修复范围划定提供有力的决策支持。

3.7 耦合社会—生态目标的国土空间生态修复布局研究路径

人类系统与生态系统之间存在着复杂的交互关系,并且随着人类社会的进步及人类活动强度的增加逐渐复杂化[119,120]。生态系统具有完整的输入及输出系统,在接受人类社会活动带来干扰的同时,也对人类社会给予积极或消极的反馈,因而生态保护与修复布局研究的最终目的是从可持续发展出发,形成整合社会—生态系统要素、过程的国土空间生态修复时空决策方案。基于前文6点研究趋向的认识,本文提出生态保护修复布局综合研究的路径为:集成社会—生态目标,刻画社会—生态系统的交互过程,在生态系统、社会经济及政治环境的共同影响下,融合生态治理者、社会行为者(包括投资者、决策者、指导者和公众)及保护修复对象的多元生态保护和修复需求,形成服务于区域可持续发展的国土空间生态修复决策方案(图5)。在耦合社会—生态目标的视角下,国土空间生态保护与修复工程要统筹兼顾生态系统各要素及各部门,通过现状调查评估、社会行为者需求寻访、可持续的保护与修复目标制定规则、约束因素的识别、动态保护与修复方案设计等步骤对区域生态系统进行系统修复、整体保护和综合治理布局,全面提高生态系统的抵抗力和恢复力,并加强人类社会经济系统和自然生态系统的协调性和互助性[121]

图5

图5   社会—生态系统目标下的国土空间生态修复布局研究路径

Fig.5   Pathways for the terrestrial ecological restoration arrangement research under the social-ecological system objectives


4 结语

面向生态保护与修复区域科学识别、时序科学判别的决策诉求,揭示不同修复目标情景之间的相互作用及权衡关系,在生态保护与修复过程中达成自然本底及社会民生要素的动态匹配,是当前国土空间生态修复的关键研究内容,将为区域生态安全保障和可持续发展提供科学基础。当前国际上已经对部分区域乃至全球尺度进行生态修复布局的研究,但地域差异下的生态系统退化特征往往结构复杂、变化多样,研究的综合性仍有待加强。同时,面向大量经济社会发展与资源环境之间不匹配的区域,普适性的方法往往不能对区域生态修复的布局带来有效指导。因此,国土空间生态修复研究应立足于更广大的宏观角度、更长远的时间跨度、更综合的系统维度,突出布局的战略性、理论方法的科学性、任务目标的综合性。

本文通过梳理近年来有关生态修复布局的文献,综述布局思想下的国土空间生态保护与修复研究进展,展望了面向利益相关者、效益评估、阈值选取及人地和谐的生态保护与修复布局研究的需求。简而言之,未来国土空间生态修复工作的开展有待在理念上进一步强化山水林田湖草生命共同体思想引领;在空间上强化对景观格局的整体性认识,由点、线分散的无规则实施转向片、面的集中布局;在内容上注重自然地理单元的完整性、生态系统间的关联性以及自然要素与社会经济要素的匹配性;在时间上完善工程项目修复时序的判别手段、强化模型的时间精度。从而依托合理的生态修复布局方式,从片面追求生态系统保护和修复规模转向社会—生态目标下的规模、质量、发展并重,提高生态系统的自然稳定程度和社会福祉效益,守住全球、国家和区域生态安全边界。

参考文献

Martin D M.

Ecological restoration should be redefined for the twenty-first century

[J]. Restoration Ecology, 2017, 25(5):668-673.

DOI:10.1111/rec.12554      PMID:29400359      [本文引用: 1]

Forty years ago, ecological restoration was conceptualized through a natural science lens. Today, ecological restoration has evolved into a social and scientific concept. The duality of ecological restoration is acknowledged in guidance documents on the subject but is not apparent in its definition. Current definitions reflect our views about what ecological restoration does but not why we do it. This viewpoint does not give appropriate credit to contributions from social sciences, nor does it provide compelling goals for people with different motivating rationales to engage in or support restoration. In this study, I give a concise history of the conceptualization and definition of ecological restoration, and I propose an alternative definition and corresponding viewpoint on restoration goal-setting to meet twenty-first century scientific and public inquiry.

Waltham N J, Elliott M, Lee S Y, et al.

UN decade on ecosystem restoration 2021-2030: What chance for success in restoring coastal ecosystems?

[J]. Frontiers in Marine Science, 2020, 7:71. doi: 10.3389/fmars.2020.00071.

URL     [本文引用: 2]

Li Y R, Zhang X C, Cao Z, et al.

Towards the progress of ecological restoration and economic development in China's Loess Plateau and strategy for more sustainable development

[J]. Science of the Total Environment, 2021, 756:143676. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143676.

URL     [本文引用: 1]

Wang X M, Zhang C X, Hasi E, et al.

Has the Three Norths Forest Shelterbelt Program solved the desertification and dust storm problems in arid and semiarid China?

[J]. Journal of Arid Environments, 2010, 74(1):13-22.

DOI:10.1016/j.jaridenv.2009.08.001      URL     [本文引用: 1]

程丽芬.

“一带一路”发展战略下三北防护林工程建设策略研究: 以山西省为例

[J]. 林业经济, 2017, 39(9):53-56.

[本文引用: 1]

[ Cheng Lifen.

Study on the construction strategy of the Three North Shelterbelt Project under "the Belt and Road" development strategy: Take Shanxi Province as an example

Forestry Economics, 2017, 39(9):53-56. ]

[本文引用: 1]

任广明.

辽宁三北防护林退化林分的现状、成因及修复措施

[J]. 林业科技情报, 2018, 50(1):22-24.

[本文引用: 1]

[ Ren Guangming.

The present situation, causes and restoration measures of the degraded forest in the Three Northern Protective Forests of Liaoning

Forestry Science and Technology Information, 2018, 50(1):22-24. ]

[本文引用: 1]

张彪, 王爽, 李庆旭, .

基于防风固沙服务空间流动的区域关联度: 以京津风沙源治理工程区为例

[J]. 资源科学, 2020, 42(5):969-979.

[本文引用: 1]

[ Zhang Biao, Wang Shuang, Li Qingxu, et al.

Regional correlation degree derived from the sand-fixing service spatial flow: A case study of the Beijing-Tianjin sandstorm control engineering area

Resources Science, 2020, 42(5):969-979. ]

[本文引用: 1]

Qiao Y N, Jiang Y J, Zhang C Y.

Contribution of karst ecological restoration engineering to vegetation greening in southwest China during recent decade

[J]. Ecological Indicators, 2021, 121:107081. doi: 10.1016/j.ecolind. 2020.107081.

URL     [本文引用: 1]

Sun J F, Yuan X Z, Liu G D, et al.

Emergy and eco-exergy evaluation of wetland restoration based on the construction of a wetland landscape in the northwest Yunnan Plateau, China

[J]. Journal of Environmental Management, 2019, 252:109499. doi: 10.1016/j.jenvman.2019.109499.

URL     [本文引用: 1]

黄麟, 曹巍, 徐新良, .

西藏生态安全屏障保护与建设工程的宏观生态效应

[J]. 自然资源学报, 2018, 33(3):398-411.

[本文引用: 1]

[ Huang Lin, Cao Wei, Xu Xinliang, et al.

The ecological effects of ecological security barrier protection and construction project in Tibet Plateau

Journal of Natural Resources, 2018, 33(3):398-411. ]

[本文引用: 1]

赵志刚, 史小明.

青藏高原高寒湿地生态系统演变、修复与保护

[J]. 科技导报, 2020, 38(17):33-41.

[本文引用: 1]

[ Zhao Zhigang, Shi Xiaoming.

Ecosystem evolution of alpine wetland in Tibetan Plateau and consideration for ecological restoration and conservation

Science & Technology Review, 2020, 38(17):33-41. ]

[本文引用: 1]

白中科, 周伟, 王金满, .

试论国土空间整体保护、系统修复与综合治理

[J]. 中国土地科学, 2019, 33(2):1-11.

[本文引用: 1]

[ Bai Zhongke, Zhou Wei, Wang Jinman, et al.

Overall protection, systematic restoration and comprehensive management of land space

China Land Science, 2019, 33(2):1-11. ]

[本文引用: 1]

彭建, 董建权, 刘焱序.

“系统思维、整体视角、综合治理,助力高质量发展”: “国土空间生态修复”专辑发刊词

[J]. 自然资源学报, 2020, 35(1):1-2.

[本文引用: 1]

[ Peng Jian, Dong Jianquan, Liu Yanxu.

"Systematic thinking, holistic perspective, comprehensive management, help high quality development": Special issue of "land space ecological restoration"

Journal of Natural Resources, 2020, 35(1):1-2. ]

[本文引用: 1]

彭建, 李冰, 董建权, .

论国土空间生态修复基本逻辑

[J]. 中国土地科学, 2020, 34(5):18-26.

[本文引用: 1]

[ Peng Jian, Li Bing, Dong Jianquan, et al.

Basic logic of territorial ecological restoration

China Land Science 2020, 34(5):18-26. ]

[本文引用: 1]

白中科, 周伟, 王金满, .

再论矿区生态系统恢复重建

[J]. 中国土地科学, 2018, 32(11):1-9.

[本文引用: 1]

[ Bai Zhongke, Zhou Wei, Wang Jinman, et al.

Rethink on ecosystem restoration and rehabilitation of mining areas

China Land Science, 2018, 32(11):1-9. ]

[本文引用: 1]

白中科, 师学义, 周伟, .

人工如何支持引导生态系统自然修复

[J]. 中国土地科学, 2020, 34(9):1-9.

[本文引用: 1]

[ Bai Zhongke, Shi Xueyi, Zhou Wei, et al.

How does artificiality support and guide the natural restoration of ecosystems

China Land Science, 2020, 34(9):1-9. ]

[本文引用: 1]

付战勇, 马一丁, 罗明, .

生态保护与修复理论和技术国外研究进展

[J]. 生态学报, 2019, 39(23):9008-9021.

[本文引用: 2]

[ Fu Zhanyong, Ma Yiding, Luo Ming, et al.

Research progress on the theory and technology of ecological protection and restoration abroad

Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(23):9008-9021. ]

[本文引用: 2]

Gao L, Bryan B A.

Finding pathways to national-scale land-sector sustainability

[J]. Nature, 2017, 544:217-222.

DOI:10.1038/nature21694      URL     [本文引用: 1]

Hou D Y, Qi S Q, Zhao B, et al.

Incorporating life cycle assessment with health risk assessment to select the 'greenest' cleanup level for Pb contaminated soil

[J]. Journal of Cleaner Production, 2017, 162:1157-1168.

DOI:10.1016/j.jclepro.2017.06.135      URL     [本文引用: 1]

傅伯杰.

国土空间生态修复亟待把握的几个要点

[J]. 中国科学院院刊, 2021, 36(1):64-69.

[本文引用: 1]

[ Fu Bojie.

Several key points in territorial ecological restoration

Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2021, 36(1):64-69. ]

[本文引用: 1]

宫清华, 张虹鸥, 叶玉瑶, .

人地系统耦合框架下国土空间生态修复规划策略: 以粤港澳大湾区为例

[J]. 地理研究, 2020, 39(9):2176-2188.

DOI:10.11821/dlyj020200413      [本文引用: 1]

在实施国土空间生态修复重大工程背景下,构建科学合理、面向区域发展与公众需求的规划策略是地理学和生态学等领域的研究热点。本文基于人地系统耦合框架,分析从生态修复规划到国土空间生态修复规划在规划思想、目标、性质、对象、路径等方面发生的转变。以人地矛盾突出的典型区域——粤港澳大湾区为案例,分析大湾区面临的突出问题和形势,从发展人地和谐的生态修复战略、整体保护生态空间、充分发挥生态要素综合功能、强化机制保障等方面,构建了问题识别-战略引导-整体布局和分区施策为主线的国土空间生态修复规划策略和思路,以延拓人地系统论,丰富规划理论和方法,为其他地区开展国土空间生态修复提供借鉴。

[ Gong Qinghua, Zhang Hong'ou, Ye Yuyao, et al.

Planning strategy of land and space ecological restoration under the framework of man-land system coupling: Take the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay area as an example

Geographical Research, 2020, 39(9):2176-2188. ]

[本文引用: 1]

Moffat A J.

Reclamation of drastically disturbed lands

[J]. Geoderma, 2002, 106(1/2):162-163.

DOI:10.1016/S0016-7061(01)00114-8      URL     [本文引用: 1]

傅伯杰, 刘焱序.

以空间优化为抓手保障生态安全

[N]. 中国科学报, 2019-09-09(1).

[本文引用: 1]

[ Fu Bojie, Liu YanXu.

Ensuring ecological security by spatial optimization

China Science Daily, 2019-09-09(1). ]

[本文引用: 1]

方莹, 王静, 黄隆杨, .

基于生态安全格局的国土空间生态保护修复关键区域诊断与识别: 以烟台市为例

[J]. 自然资源学报, 2020, 35(1):190-203.

[本文引用: 1]

[ Fang Ying, Wang Jing, Huang Longyang, et al.

Determining and identifying key areas of ecosystem preservation and restoration for territorial spatial planning based on ecological security patterns: A case study of Yantai City

Journal of Natural Resources, 2020, 35(1):190-203. ]

[本文引用: 1]

王良杰, 马帅, 许稼昌, .

基于生态系统服务权衡的优先保护区选取研究: 以南方丘陵山地带为例

[J]. 生态学报, 2021, 41(5):1716-1727.

[本文引用: 1]

[ Wang Liangjie, Ma Shuai, Xu Jiachang, et al.

Selection of priority protected region based on ecosystem service trade-offs: A case study of the southern hill and mountain belt, China

Acta Ecologica Sinica, 2021, 41(5):1716-1727. ]

[本文引用: 1]

Jiang C, Guo H W, Wei Y P, et al.

Ecological restoration is not sufficient for reconciling the trade-off between soil retention and water yield: A contrasting study from catchment governance perspective

[J]. Science of the Total Environment, 2021, 754:142139. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.142139.

URL     [本文引用: 1]

陆大道, 郭来喜.

地理学的研究核心: 人地关系地域系统: 论吴传钧院士的地理学思想与学术贡献

[J]. 地理学报, 1998, 53(2):97-105.

DOI:10.11821/xb199802001      [本文引用: 1]

吴传钧院士是杰出的地理学家。在60多年的学术生涯中,孜孜以求,不断探索,为地理学的发展和国家建设做出了多方面重大贡献,同时推动了中国地理学走向世界、为地理学的国际多维交流,做出了不懈努力。本文扼要地阐述了吴传钧院士的地理学思想,概括了他对中国地理学事业发展,特别是农业地理学、土地利用研究、中国经济地理学发展定向、开拓国土整治和可持续发展新领域,全力倡导并组织实施人文地理学的复兴,组织我国地理学界联合与合作,开展国际学术交流等领域的重大贡献。还着力探讨了吴传钧地理学思想的精髓-人地关系地域系统的产生背景、理论思想和内涵以及与可持续发展的相互关系等。吴传钧先生创造性地提出“人地关系地域系统”这一科学术语,并认为人地关系是地理学的研究核心,始终贯彻地理学的各个阶段。主张地理学研究人地关系地域系统形成过程、结构和发展理论;各子系统相互作用强度分析、潜力估算、后效评价和风险分析;人地系统相互作用和物质、能量传递与转换机理、功能结构和整体调控;地域人口承载力分析;动态仿真模型建造;地域分异和地域类型分析;不同层次、不同尺度的各种类型区人地关系协调发展的优化调控模型筛选等。

[ Lu Dadao, Guo Laixi.

Man earth areal system—the core of geographical study—on the geographical thoughts and academic contributions of academician Wu Chuanjun

Acta Geographica Sinica, 1998, 53(2):97-105. ]

[本文引用: 1]

Jaiswal D, Pandey J.

River ecosystem resilience risk index: A tool to quantitatively characterize resilience and critical transitions in human-impacted large rivers

[J]. Environmental Pollution, 2021, 268:115771. doi: 10.1016/j.envpol.2020.115771.

URL     [本文引用: 1]

Ding Z M, Yao S B.

Theoretical analysis and model design of search for ecological conservation redlines based on the sensitivity assessment of ecosystem services

[J]. Land Use Policy, 2020, 97:104745. doi: 10.1016/j.landusepol.2020.104745.

URL     [本文引用: 1]

Jiang Y X, Wang Y Z, Zhou D M, et al.

The impact assessment of hydro-biological connectivity changes on the estuary wetland through the ecological restoration project in the Yellow River Delta, China

[J]. Science of the Total Environment, 2021, 758:143706. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143706.

URL     [本文引用: 1]

彭建, 吕丹娜, 董建权, .

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

[J]. 自然资源学报, 2020, 35(1):3-13.

[本文引用: 2]

[ Peng Jian, Lv Danna, Dong Jianquan, et al.

Processes coupling and spatial integration: Characterizing ecological restoration of territorial space in view of landscape ecology

Journal of Natural Resources, 2020, 35(1):3-13. ]

[本文引用: 2]

吴健生, 王仰麟, 张小飞, .

景观生态学在国土空间治理中的应用

[J]. 自然资源学报, 2020, 35(1):14-25.

[本文引用: 2]

[ Wu Jiansheng, Wang Yanglin, Zhang Xiaofei, et al.

Application of landscape ecology in territory optimization

Journal of Natural Resources, 2020, 35(1):14-25. ]

[本文引用: 2]

苏常红, 傅伯杰.

景观格局与生态过程的关系及其对生态系统服务的影响

[J]. 自然杂志, 2012, 34(5):277-283.

[本文引用: 2]

[ Su Changhong, Fu Bojie.

Discussion on links among landscape pattern, ecological process, and ecosystem services

Chinese Journal of Nature, 2012, 34(5):277-283. ]

[本文引用: 2]

王瑞君, 高士平, 宇文会娟, .

平泉县生态功能区划与主体功能区划研究

[J]. 地理与地理信息科学, 2007, 23(5):95-99.

[本文引用: 1]

[ Wang Ruijun, Gao Shiping, Yuwen Huijuan, et al.

Research on ecological-functional zone division and main-functional zone division of Pingquan County. Geography and

Geo-Information Science, 2007, 23(5):95-99. ]

[本文引用: 1]

朱传耿, 仇方道, 马晓冬, .

地域主体功能区划理论与方法的初步研究

[J]. 地理科学, 2007, 27(2):136-141.

DOI:10.13249/j.cnki.sgs.2007.02.136      [本文引用: 1]

在对地域主体功能区划的理论依据与原则等进行深入分析的基础上,提出通过生态敏感性等级分区与经济社会发展综合潜力等级分区的空间叠置与地域聚类分析,进行地域主体功能区划的理论方法。并以江苏省新沂市为案例,进行地域主体功能区划实证研究,验证了所提出的地域主体功能区划理论方法的可行性。

[ Zhu Chuangeng, Qiu Fangdao, Ma Xiaodong, et al.

The theories and methods of major function regionalization

Scientia Geographica Sinica, 2007, 27(2):136-141. ]

[本文引用: 1]

邬建国. 景观生态学: 格局、 过程、尺度与等级 [M]. 2版. 北京: 高等教育出版社, 2007.

[本文引用: 1]

[ Wu Jianguo. Landscape ecology: Pattern, process, scale and hierarchy. 2nd Edition. Beijing, China: Higher Education Press, 2007. ]

[本文引用: 1]

傅伯杰, 徐延达, 吕一河.

景观格局与水土流失的尺度特征与耦合方法

[J]. 地球科学进展, 2010, 25(7):673-681.

[本文引用: 1]

[ Fu Bojie, Xu Yanda, Lv Yihe.

Scale characteristics and coupled research of landscape pattern and soil and water loss

Advances in Earth Science, 2010, 25(7):673-681. ]

[本文引用: 1]

王志芳, 程可欣.

北运河流域雨洪“源—汇”景观时空演变

[J]. 生态学报, 2019, 39(16):5922-5931.

[本文引用: 1]

[ Wang Zhifang, Cheng Kexin.

Spatial and temporal changes of 'source-sink' landscapes during stromwater processes in the North Canal Basin, China

Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(16):5922-5931.]

[本文引用: 1]

Chen L D, Sun R H, Lv Y H.

A conceptual model for a process-oriented landscape pattern analysis

[J]. Science China Earth Sciences, 2019, 62(12):2050-2057.

DOI:10.1007/s11430-019-9427-2      URL     [本文引用: 1]

高静, 龚健, 李靖业.

“源—汇”景观格局的热岛效应研究: 以武汉市为例

[J]. 地理科学进展, 2019, 38(11):1770-1782.

DOI:10.18306/dlkxjz.2019.11.012      [本文引用: 1]

论文基于2017年Landsat 8遥感影像,通过GIS技术选取城市地表温度、源汇景观密度、源汇景观贡献度和景观效应指数,结合地理空间分析和数理统计方法,分析了武汉市局部源汇景观格局对城市地表温度的贡献及其效应。结果表明:① 武汉市城区热岛(urban heat island, UHI)季节变化明显,夏季热岛强度大、范围广,呈“大”字型分布,工业集聚区和经济开发区产生的UHI更显著;② 武汉市城区平均地表温度(land surface temperature, LST)在距市中心约8 km处达到峰值后沿城乡梯度逐渐下降,呈现“倒钩型”特征,这一现象与景观密度变化密切相关;③ LST与源(正向)、汇(负向)景观密度存在极强相关性,不透水表面是城区热岛的主要贡献因子;④ 相同密度的水体和绿地,水体更具有削弱城市热岛效应的功能;⑤ 一般当汇-源景观面积比>0.89(汇区密度>0.47)时,局部景观格局对城市热岛有缓解作用,且局部汇区越集中缓解效果越显著。

[ Gao Jing, Gong Jian, Li Jingye.

Effects of source and sink landscape pattern on land surface temperature: An urban heat island study in Wuhan City

Progress in Geography, 2019, 38(11):1770-1782. ]

[本文引用: 1]

Gong J, Cao E J, Xie Y C, et al.

Integrating ecosystem services and landscape ecological risk into adaptive management: Insights from a western mountain-basin area, China

[J]. Journal of Environmental Management, 2021, 281:111817. doi: 10.1016/j.jenvman.2020.111817.

URL     [本文引用: 1]

刘紫玟, 尹丹, 黄庆旭, .

生态系统服务在土地利用规划研究和应用中的进展: 基于文献计量和文本分析法

[J]. 地理科学进展, 2019, 38(2):236-247.

DOI:10.18306/dlkxjz.2019.02.007      [本文引用: 1]

生态系统服务与人类福祉和区域可持续发展息息相关,是区域土地利用规划的重要考量因素。为此,论文利用文献计量和文本分析法,分析了1997年以来生态系统服务概念、方法和相关高频关键词在土地利用规划研究及实践中的应用。结果表明,近年来土地利用规划研究对生态系统服务的关注度越来越高,相关论文发表量和引用量均呈逐年稳步增长趋势。1997—2017年间,共有121篇中文论文涉及生态系统服务在规划中的运用,总引用量达到2252。与此同时,从全国到地方的《土地利用总体规划》文本中,与生态系统服务相关的关键词的词频总量在升高。生态系统服务相关关键词出现的频次从1997—2010版规划的14630次增长到2006—2020版规划的25467次,增长率达到74%。其中,规划文本对供给及支持服务关注度较高,而对调节及文化服务关注度较低。未来需要进一步发展科学有效的方法,将生态系统服务应用到规划实践中,并在规划文本中加强对调节及文化服务的重视,切实为生态文明建设服务。

[ Liu Ziwen, Yin Dan, Huang Qingxu, et al.

Research and application progress of ecosystem services in land use planning: A bibliometric and textual analysis

Progress in Geography, 2019, 38(2):236-247. ]

[本文引用: 1]

彭建, 吕慧玲, 刘焱序, .

国内外多功能景观研究进展与展望

[J]. 地球科学进展, 2015, 30(4):465-476.

[本文引用: 1]

[ Peng Jian, Lv Huiling, Liu Yanxu, et al.

International research progress and perspectives on multifunctional landscape

Advances in Earth Science, 2015, 30(4):465-476. ]

[本文引用: 1]

Mastrangelo M E, Weyland F, Villarino S H, et al.

Concepts and methods for landscape multifunctionality and a unifying framework based on ecosystem services

[J]. Landscape Ecology, 2014, 29(2):345-358.

DOI:10.1007/s10980-013-9959-9      URL     [本文引用: 1]

梁鑫源, 金晓斌, 韩博, .

长三角快速城市化地区景观多功能性演变: 以苏州市为例

[J]. 地理科学进展, 2021, 40(2):207-219.

DOI:10.18306/dlkxjz.2021.02.003      [本文引用: 1]

评估快速城市化地区的景观多功能性演变特征对于理解城乡发展转型下的资源配置与优化、制定合理的区域土地管理与规划政策至关重要。论文以长三角经济区中城市化进程最为突出的代表性城市——苏州市为研究区,选取居住承载、粮食供给、生境维持、水源涵养、气候调节与土壤保持6种景观功能指标,通过空间分析、SOFM网络模型等方法,基于1 km景观单元对区域景观多功能性的热点演变规律、权衡协同演化关系等进行分析。研究表明:① 受城市扩张影响,2000—2015年间苏州市景观多功能以居住承载功能的扩散态势为主,其他景观功能均呈现差异化缩减趋势,其中粮食供给与生境维持的功能弱化最为显著,且3种调节功能的空间分布特征存在一致性。② 随时间推移,苏州市景观多功能性逐渐增强,其高值区(>2)范围集中分布在林草地与耕地景观。在社会经济发展影响下,区域景观多功能性时空演变特征由强到弱并逐渐趋于稳定,演变热点区主要分布在乡村地区与城乡结合部,冷点区则以生态空间集聚为主。③ 景观多功能之间权衡与协同关系在研究期内的特征规律并未因时间序列演进表现出差异性,但权衡与协同程度存在波动性变化趋势。结合多功能权衡特征与多功能性热点变化规律,可在景观单元与乡镇行政单元上将苏州市划分出8类主导景观功能与4类城乡发展分区。整体而言,长三角快速城市化地区的景观多功能性优势呈“城市→近郊区→远郊区→乡村”的圈层式空间迁移过程,但多功能性映射出的土地利用多样化势必会导致更多的土地利用冲突问题,决策者应在多尺度时空耦合视角综合考虑景观管理或土地利用政策的设计与实施。

[ Liang Xinyuan, Jin Xiaobin, Han Bo, et al.

Landscape multifunctionality change in rapidly urbanized areas of the Yangtze River Delta: A case study of Suzhou City

Progress in Geography, 2021, 40(2):207-219. ]

[本文引用: 1]

Chen J, Mo L, Zhang Z C, et al.

Evaluation of the ecological restoration of a coal mine dump by exploring the characteristics of microbial communities

[J]. Applied Soil Ecology, 2020, 147:103430. doi: 10.1016/j.apsoil.2019.103430.

URL     [本文引用: 1]

Du T, Wang D M, Bai Y J, et al.

Optimizing the formulation of coal gangue planting substrate using wastes: The sustainability of coal mine ecological restoration

[J]. Ecological Engineering. 2020, 143:105669. doi: 10.1016/j.ecoleng.2019.105669.

URL     [本文引用: 1]

Hernandez-Santin L, Erskine P D, Bartolo R E.

A review of revegetation at mine sites in the Alligator Rivers Region, Northern Territory, and the development of a state and transition model for ecological restoration at Ranger uranium mine

[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 246:119079. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.119079.

URL     [本文引用: 1]

Maleki S, Soffianian A R, Koupaei S S, et al.

Wetland restoration prioritizing, a tool to reduce negative effects of drought: An application of multicriteria-spatial decision support system (MC-SDSS)

[J]. Ecological Engineering, 2018, 112:132-139.

DOI:10.1016/j.ecoleng.2017.12.031      URL     [本文引用: 1]

Mansourian S, Sgard A.

Diverse interpretations of governance and their relevance to forest landscape restoration

[J]. Land Use Policy, 2021, 104:104011. doi: 10.1016/j.landusepol.2019.05.030.

URL     [本文引用: 1]

Tan Y H, Lv D A, Cheng J, et al.

Valuation of environmental improvements in coastal wetland restoration: A choice experiment approach

[J]. Global Ecology and Conservation, 2018, 15:e00440. doi: 10.1016/j.gecco.2018.e00440.

URL     [本文引用: 1]

Wang H, Zhang G H, Li N N, et al.

Soil erodibility influenced by natural restoration time of abandoned farmland on the Loess Plateau of China

[J]. Geoderma, 2018, 325:18-27.

DOI:10.1016/j.geoderma.2018.03.037      URL     [本文引用: 1]

Wonkka C L, West J B, Twidwell D, et al.

Grass mortality and turnover following core rangeland restoration practices

[J]. Rangeland Ecology & Management, 2017, 70(3):290-300.

DOI:10.1016/j.rama.2016.10.011      URL     [本文引用: 1]

周妍, 陈妍, 应凌霄, .

山水林田湖草生态保护修复技术框架研究

[J]. 地学前缘, 2021, 28(4):14-24.

[本文引用: 1]

[ Zhou Yan, Chen Yan, Ying Lingxiao, et al.

A technical framework for ecosystem conservation and restoration

Earth Science Frontiers, 2021, 28(4):14-24. ]

[本文引用: 1]

刘焱序, 傅伯杰.

景观多功能性: 概念辨析、近今进展与前沿议题

[J]. 生态学报, 2019, 39(8):2645-2654.

[本文引用: 1]

[ Liu Yanxu, Fu Bojie.

Landscape multifunctionality: Concept clarification, recent progress, and frontier issues

Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(8):2645-2654. ]

[本文引用: 1]

Darvill R, Lindo Z.

The inclusion of stakeholders and cultural ecosystem services in land management trade-off decisions using an ecosystem services approach

[J]. Landscape Ecology, 2016, 31(3):533-545.

DOI:10.1007/s10980-015-0260-y      URL     [本文引用: 1]

Feng Q, Zhao W W, Hu X P, et al.

Trading-off ecosystem services for better ecological restoration: A case study in the Loess Plateau of China

[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 257:120469. doi: 10.1016/j.jclepro.2020. 120469.

URL     [本文引用: 1]

Safar N V H, Magnago L F S, Schaefer C E G R.

Resilience of lowland Atlantic forests in a highly fragmented landscape: Insights on the temporal scale of landscape restoration

[J]. Forest Ecology and Management, 2020, 470/471:118183. doi: 10.1016/j.foreco.2020.118183.

URL     [本文引用: 1]

闫海明, 战金艳, 张韬.

生态系统恢复力研究进展综述

[J]. 地理科学进展, 2012, 31(3):303-314.

DOI:10.11820/dlkxjz.2012.03.005      [本文引用: 1]

气候变化和人类活动等致使全球生态系统发生了巨大变化,导致区域乃至全球生态系统恢复力不断下降, 成为胁迫生态系统可持续发展能力因素之一。如何维持生态系统的可持续发展能力,降低不确定性因素导致的问题已引起学术界及社会各界的高度重视。生态系统恢复力理论为解决这些问题提供了思路,生态系统恢复力提供了缓解生态系统状态转化的途径。虽然恢复力这一概念的管理价值已被接受和认可,但恢复力研究仍停留在概念层面及案例分析的模式上。目前生态系统恢复力研究尚缺乏科学统一的定义,且多为理论性分析而定量测度相对较少,生态系统恢复力的测定成为进一步探讨恢复力的重要步骤和切入点。本文通过回顾生态系统恢复力概念发展进程,概述关于恢复力概念的观点和恢复力的内涵与属性,描述目前恢复力的主要理论基础,论述目前研究者对恢复力测量的尝试;总结了相关研究中发现的影响生态系统恢复力的关键因素及其影响机制,进而提出了目前生态系统恢复力研究方面亟待加大研究力度的方向。

[ Yan Haiming, Zhan Jinyan, Zhang Tao.

Review of ecosystem resilience research progress

Progress in Geography, 2012, 31(3):303-314. ]

[本文引用: 1]

Hossain M S, Ramirez J A, Haisch T, et al.

A coupled human and landscape conceptual model of risk and resilience in Swiss Alpine communities

[J]. Science of the Total Environment, 2020, 730:138322. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.138322.

URL     [本文引用: 1]

Li Q, Shi X Y, Wu Q Q.

Effects of protection and restoration on reducing ecological vulnerability

[J]. Science of the Total Environment, 2021, 761:143180. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143180.

URL     [本文引用: 1]

赵紫华, 王颖, 贺达汉, .

苜蓿草地生境丧失与破碎化对昆虫物种丧失与群落重建的影响

[J]. 生物多样性, 2011, 19(4): 453-462,497-500.

DOI:10.3724/SP.J.1003.2011.10293      [本文引用: 1]

生境破碎化包括生境丧失与破碎化两个相对独立的过程, 为探讨这两个过程各自对生物多样性的影响, 本文利用苜蓿草地实验模型系统(EMS)构建了36个小区研究不同生境丧失与破碎化对昆虫群落及不同类群的影响, 包括18个破碎化小区与18个连续小区, 破碎化小区全部采用1 m×1 m (H=1)破碎, 连续小区苜蓿连片(H=0), 生境丧失采用90%、80%、70%、50%、20%以及0%共6个梯度, 每个小区重复3次, 以0%生境丧失的小区为对照, 采用拍板法、巴氏罐诱集法与扫网法对苜蓿草地昆虫群落进行调查, 对38种昆虫划分为4个类群并进行分析。生境丧失与破碎化后, 两种处理的小区物种丧失及多样性变化没有明显的阈值效应, 但在同等生境丧失程度下的破碎化小区物种数高于连续小区, 生境丧失率为80%与90%的小区中个体数显著低于对照, 而且破碎化小区个体数低于连续小区, 昆虫多样性指数在不同处理的小区间差异不显著; 80%与90%生境丧失的小区内昆虫群落难以恢复, 物种数、个体数与多样性指数均显著低于对照, 破碎化小区昆虫群落恢复更为困难, 表现出明显的阈值效应; 苜蓿草地生境丧失与破碎化后低营养级类群(植食性昆虫)较高营养级类群(捕食性昆虫与寄生性昆虫)易于恢复, 生境丧失与破碎化两个变量对昆虫群落及不同的类群的分布都有显著性影响。这些研究结果为利用农业景观设计来加强害虫生物防治具有重要的意义。

[ Zhao Zihua, Wang Ying, He Dahan, et al.

Effects of habitat loss and fragmentation on species loss and colonization of insect communities in experimental alfalfa landscapes

Biodiversity Science, 2011, 19(4): 453-462,497-500.. ]

[本文引用: 1]

闻旭, 吕浩, 马文光.

云南省生物多样性保护分析评估工作的方法与探索

[J]. 中国工程咨询, 2013(5):18-21.

[本文引用: 1]

[ Wen Xu, Lv Hao, Ma Wenguang.

Methods and exploration of biodiversity conservation analysis and assessment in Yunnan Province

Chinese Engineering Consultants, 2013(5):18-21. ]

[本文引用: 1]

Harlio A, Kuussaari M, Heikkinen R K, et al.

Incorporating landscape heterogeneity into multi-objective spatial planning improves biodiversity conservation of semi-natural grasslands

[J]. Journal for Nature Conservation, 2019, 49:37-44.

DOI:10.1016/j.jnc.2019.01.003      URL     [本文引用: 1]

李春晖, 郑小康, 牛少凤, .

城市湿地保护与修复研究进展

[J]. 地理科学进展, 2009, 28(2):271-279.

DOI:10.11820/dlkxjz.2009.02.016      [本文引用: 1]

城市湿地作为城市中一个特殊的生态系统,具有重要的生态环境和社会服务功能。城市湿地为实现城市可 持续发展提供重要的水资源和生态环境保障,合理开发和利用湿地资源是城市可持续发展的重要前提。但是,随着 城市化进程加快,城市湿地保护问题日益突出,一些不合理的湿地开发行为导致城市湿地面积减少、污染严重和湿 地功能退化,削弱了湿地的生态效益和社会效益,城市湿地的保护与合理利用日益受到国际社会的重视。从城市湿 地的功能出发,分析了城市湿地保护与修复中面临的主要问题,综述了国内外城市湿地修复的物理、化学和生物等 相关技术研究进展,研究了国内外对于城市湿地保护的一些成功经验,并展望了城市湿地保护与修复研究趋势和 方向。最后,结合我国城市湿地保护与修复现状,提出了我国城市湿地保护的对策与建议,为促进城市湿地生态系 统的良性循环,推动整体湿地保护更好发展提供借鉴和参考。

[ Li Chunhui, Zheng Xiaokang, Niu Shaofeng, et al.

Research progress in protection and restoration of urban wetlands

Progress in Geography, 2009, 28(2):271-279. ]

[本文引用: 1]

Gallopín G C.

Linkages between vulnerability, resilience, and adaptive capacity

[J]. Global Environmental Change, 2006, 16(3):293-303.

DOI:10.1016/j.gloenvcha.2006.02.004      URL     [本文引用: 1]

周晓芳.

从恢复力到社会—生态系统: 国外研究对我国地理学的启示

[J]. 世界地理研究, 2017, 26(4):156-167, 155.

[本文引用: 1]

[ Zhou Xiaofang.

From resilience to social-ecological systems: What did the western research tell us about the Chinese geography

World Regional Studies, 2017, 26(4):156-167, 155. ]

[本文引用: 1]

Hou H P, Ding Z Y, Zhang S L, et al.

Spatial estimate of ecological and environmental damage in an underground coal mining area on the Loess Plateau: Implications for planning restoration interventions

[J]. Journal of Cleaner Production, 2021, 287:125061. doi: 10.1016/j.jclepro. 2020.125061.

URL     [本文引用: 1]

邬建国, 郭晓川, 杨稢, .

什么是可持续性科学?

[J] 应用生态学报, 2014, 25(1):1-11.

[本文引用: 1]

[ Wu Jianguo, Guo Xiaochuan, Yang Yu, et al.

What is sustainability science?

Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(1):1-11. ]

[本文引用: 1]

赵文武, 房学宁.

景观可持续性与景观可持续性科学

[J]. 生态学报, 2014, 34(10):2453-2459.

[本文引用: 1]

[ Zhao Wenwu, Fang Xuening.

Landscape sustainability and landscape sustainability science

Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(10):2453-2459. ]

[本文引用: 1]

Wang S, Fu B J, Piao S L, et al.

Reduced sediment transport in the Yellow River due to anthropogenic changes

[J]. Nature Geoscience, 2016, 9(1):38-41.

DOI:10.1038/ngeo2602      URL     [本文引用: 1]

Liu Y X, Lv Y H, Fu B J, et al.

Quantifying the spatio-temporal drivers of planned vegetation restoration on ecosystem services at a regional scale

[J]. Science of the Total Environment, 2019, 650:1029-1040.

DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.09.082      URL     [本文引用: 1]

李群绩, 王灵恩.

中国自然保护地旅游资源利用的冲突和协调路径分析

[J]. 地理科学进展, 2020, 39(12):2105-2117.

DOI:10.18306/dlkxjz.2020.12.012      [本文引用: 1]

协调旅游资源保护与利用冲突是当前自然保护地体系建设亟待解决的关键问题之一。论文利用质性研究方法,在系统总结中国自然保护地旅游资源利用的阶段特征与模式基础上,分析了现阶段旅游资源利用的冲突及其矛盾本质,并从多维视角探讨冲突的形成机制,从生态保护、社区发展、理论逻辑等方面分析现阶段自然保护地旅游资源利用的可行性与合理性;最后从建立利益主体权责明确的一体化资源利用机制、加强对旅游资源利用活动资源环境效应的评估、因地制宜探索自然生态资源保护和利用的动态模式、建立更加精准化的自然保护地分区利用方案、以生态理念为指导创新生态旅游产品类型等方面,提出自然保护地旅游资源利用的合理路径。研究结论有助于各界从系统性视角深入理解现阶段自然保护地旅游资源利用的冲突,同时对合理推动自然生态资源的可持续利用具有借鉴意义。

[ Li Qunji, Wang Lingen.

Conflicts and coordination of tourism resource use in protected areas in China

Progress in Geography, 2020, 39(12):2105-2117. ]

[本文引用: 1]

彭建, 胡晓旭, 赵明月, .

生态系统服务权衡研究进展: 从认知到决策

[J]. 地理学报, 2017, 72(6):960-973.

DOI:10.11821/dlxb201706002      [本文引用: 1]

作为沟通自然生态系统与人类社会的重要桥梁,生态系统服务一直以来都是地理学、生态学等学科的研究前沿和热点。正确认知生态系统服务之间的关系,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提,有助于人类福祉的全面提升。本文通过厘定生态系统服务权衡的概念内涵,梳理了生态系统服务权衡的空间、时间和可逆性特征,将多层次人类福祉的满足作为权衡的最终目标,视生态补偿为权衡决策的基本保障途径。生态系统服务权衡关系的识别依托于定量指标法和综合模型法,且权衡关系可能随时空尺度的推移发生改变;情景分析与多目标分析是生态系统服务权衡决策的有效手段。生态系统服务权衡多尺度关联、生态系统服务流与远程耦合、生态系统服务消费与生态补偿,成为当前生态系统服务权衡研究的重点方向。

[ Peng Jian, Hu Xiaoxu, Zhao Mingyue, et al.

Research progress on ecosystem service trade-offs: From cognition to decision-making

Acta Geographica Sinica, 2017, 72(6):960-973. ]

[本文引用: 1]

黄安, 许月卿, 卢龙辉, .

“生产—生活—生态”空间识别与优化研究进展

[J]. 地理科学进展, 2020, 39(3):503-518.

DOI:10.18306/dlkxjz.2020.03.014      [本文引用: 1]

“生产-生活-生态”(简称“三生”)空间识别与优化研究是在识别现状空间结构、格局及问题的基础上,对未来空间进行优化布局,实现空间的均衡、可持续性发展,是一种更具综合性的国土空间分区方式,已成为当前学术前沿和国土空间规划亟需解决的实践问题。论文通过文献调研法、对比法和归纳法,系统梳理了“三生”空间概念内涵、识别与优化研究现状。目前,“三生”空间识别研究取得了阶段性成果,但“三生”空间形成的内在机理与概念探讨不足,“三生”空间的定量识别方法与技术体系研究有待完善,“三生”空间动态演化及驱动机制、空间冲突诊断和问题分析较为薄弱,“三生”空间优化理论和技术体系尚处于初级阶段。未来,应形成“三生”空间识别与优化“质”“量”观,借鉴国际空间规划已有的研究成果,以“‘三生’空间形成机理与概念界定、定量识别、演化机制挖掘、冲突诊断与问题分析、优化调控与模拟”为主线,系统构建“三生”空间识别与优化的理论与技术体系;同时,重视具有水平方向和垂直方向特征的山区“三生”空间识别与优化研究。

[ Huang An, Xu Yueqing, Lu Longhui, et al.

Research progress of the identification and optimization of production-living-ecological spaces

Progress in Geography, 2020, 39(3):503-518. ]

[本文引用: 1]

Zhai T L, Wang J, Fang Y, et al.

Assessing ecological risks caused by human activities in rapid urbanization coastal areas: Towards an integrated approach to determining key areas of terrestrial-oceanic ecosystems preservation and restoration

[J]. Science of the Total Environment, 2020, 708:135153. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135153.

URL     [本文引用: 1]

Li X, Yu X, Wu K N, et al.

Land-use zoning management to protecting the regional key ecosystem services: A case study in the city belt along the Chaobai River, China

[J]. Science of the Total Environment, 2021, 762:143167. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143167.

URL     [本文引用: 1]

Maleki S, Soffianian A R, Soltani Koupaei S, et al.

Habitat mapping as a tool for water birds conservation planning in an arid zone wetland: The case study Hamun wetland

[J]. Ecological Engineering, 2016, 95:594-603.

DOI:10.1016/j.ecoleng.2016.06.115      URL     [本文引用: 1]

Zhuang H F, Xia W C, Zhang C, et al.

Functional zoning of China's protected area needs to be optimized for protecting giant panda

[J]. Global Ecology and Conservation, 2021, 25:e01392. doi: 10.1016/j.gecco.2020.e01392.

URL     [本文引用: 1]

高吉喜, 邹长新, 陈圣宾.

论生态红线的概念、内涵与类型划分

[J]. 中国生态文明, 2013(1):46-48.

[本文引用: 1]

[ Gao Jixi, Zou Changxin, Chen Shengbin.

On the concept, connotation and classification of ecological red line

Chinese Ecological Civilization, 2013(1):46-48. ]

[本文引用: 1]

Huang Z D, Bai Y, Alatalo J M, et al.

Mapping biodiversity conservation priorities for protected areas: A case study in Xishuangbanna Tropical Area, China

[J]. Biological Conservation, 2020, 249:108741. doi: 10.1016/j.biocon.2020.108741.

URL     [本文引用: 1]

刘晓彤, 袁泉, 倪健.

中国植物分布模拟研究现状

[J]. 植物生态学报, 2019, 43(4):273-283.

DOI:10.17521/cjpe.2018.0237      [本文引用: 1]

在过去的20年里, 物种分布模型已广泛应用于动植物地理分布的模拟研究。该文以植物物种分布模拟为例, 利用中国知网、维普网以及Web of Science文献数据库的检索与统计, 分析了2000-2018年间, 中国研究人员利用各种物种分布模型对植物物种分布模拟研究的发文量、模拟模型、物种类型、数据来源、研究目的等信息。最终共收集到366篇有效文献, 分析表明2011年以来中国的物种分布模型应用发展迅速, 且以最近5年最为迅猛, 在生态学、中草药业、农业和林业等行业部门应用广泛。在使用的33种模型中, 应用最广的为最大熵模型(MaxEnt)。有一半研究的环境数据仅包含气候数据, 另一半研究不仅包含气候数据还包括地形与土壤等数据; 环境及物种数据的来源多样, 国际及本土数据库均得到使用。模拟涉及有明确清单的562个植物种, 既有木本植物(52.7%), 也有草本植物(41.8%), 其中中草药、果树、园林植物、农作物等占比较高。研究目的主要集中在过去、现在和未来气候变化对植物种分布的影响及预测, 以及物种分布评估与生物多样性评价(包括入侵植物风险评估)两大方面。预测物种潜在分布范围与气候变化影响等基础研究, 与模拟物种适生区与推广种植等应用研究并重, 物种分布模型在生态学与农业、林业和中草药业等多学科、多行业开展多种应用, 多物种、多模型和多来源数据共同参与模拟与比较, 开发新的机理性物种分布模型, 拓展新的物种分布模拟应用领域, 是今后研究的重点发展方向。

[ Liu Xiaotong, Yuan Quan, Ni Jian.

Research advances in modelling plant species distribution in China

Chinese Journal of Plant Ecology, 2019, 43(4):273-283. ]

[本文引用: 1]

Kang J M, Zhang X, Zhu X W, et al.

Ecological security pattern: A new idea for balancing regional development and ecological protection: A case study of the Jiaodong Peninsula, China

[J]. Global Ecology and Conservation, 2021, 26:e01472. doi: 10.1016/j.gecco.2021.e01472.

URL     [本文引用: 1]

Egoh B N, Reyers B, Rouget M, et al.

Identifying priority areas for ecosystem service management in South African grasslands

[J]. Journal of Environmental Management, 2011, 92(6):1642-1650.

DOI:10.1016/j.jenvman.2011.01.019      URL     [本文引用: 1]

Mehri A, Salmanmahiny A, Momeni Dehaghi I.

Incorporating zoning and socioeconomic costs in planning for bird conservation

[J]. Journal for Nature Conservation, 2017, 40:77-84.

DOI:10.1016/j.jnc.2017.10.001      URL     [本文引用: 1]

王晓玉, 冯喆, 吴克宁, .

基于生态安全格局的山水林田湖草生态保护与修复

[J]. 生态学报, 2019, 39(23):8725-8732.

[本文引用: 1]

[ Wang Xiaoyu, Feng Zhe, Wu Kening, et al.

Ecological conservation and restoration of life community theory based on the construction of ecological security pattern

Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(23):8725-8732. ]

[本文引用: 1]

Dong J Q, Peng J, Liu Y X, et al.

Integrating spatial continuous wavelet transform and kernel density estimation to identify ecological corridors in megacities

[J]. Landscape and Urban Planning, 2020, 199:103815. doi: 10.1016/j.landurbplan.2020.103815.

URL     [本文引用: 1]

Peng J, Zhao S Q, Dong J Q, et al.

Applying ant colony algorithm to identify ecological security patterns in megacities

[J]. Environmental Modelling & Software, 2019, 117:214-222.

[本文引用: 1]

Peng J, Yang Y, Liu Y X, et al.

Linking ecosystem services and circuit theory to identify ecological security patterns

[J]. Science of the Total Environment, 2018, 644:781-790.

DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.06.292      URL     [本文引用: 1]

Hu W J, Wang Y Y, Zhang D, et al.

Mapping the potential of mangrove forest restoration based on species distribution models: A case study in China

[J]. Science of the Total Environment, 2020, 748:142321. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.142321.

URL     [本文引用: 1]

Silva L P E, Xavier A P C, da Silva R M, et al.

Modeling land cover change based on an artificial neural network for a semiarid river basin in northeastern Brazil

[J]. Global Ecology and Conservation, 2020, 21:e00811. doi: 10.1016/j.gecco.2019.e00811.

URL     [本文引用: 1]

危小建, 谢亚娟, 孙显星.

基于空间贝叶斯识别城市扩张与生态保护潜在的兼容区和冲突区: 以鄱阳湖生态经济区为例

[J]. 长江流域资源与环境, 2020, 29(2):310-321.

[本文引用: 1]

[ Wei Xiaojian, Xie Yajuan, Sun Xianxing.

Identification of potential compatibility and conflict areas of urban expansion and ecological protection based on spatial Bayesian method: A case of Poyang Lake ecological economic zone

Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2020, 29(2):310-321. ]

[本文引用: 1]

Velázquez J, Gutiérrez J, García-Abril A, et al.

Structural connectivity as an indicator of species richness and landscape diversity in Castilla y León (Spain)

[J]. Forest Ecology and Management, 2019, 432:286-297.

DOI:10.1016/j.foreco.2018.09.035      URL     [本文引用: 1]

He J, Shi X Y, Fu Y J, et al.

Evaluation and simulation of the impact of land use change on ecosystem services trade-offs in ecological restoration areas, China

[J]. Land Use Policy, 2020, 99:105020. doi: 10.1016/j.landusepol.2020.105020.

URL     [本文引用: 1]

Sahraoui Y, de Godoy Leski C, Benot M-L, et al.

Integrating ecological networks modelling in a participatory approach for assessing impacts of planning scenarios on landscape connectivity

[J]. Landscape and Urban Planning, 2021, 209:104039. doi: 10.1016/j.landurbplan.2021.104039.

URL     [本文引用: 1]

Biernacka M, Kronenberg J, Łaszkiewicz E.

An integrated system of monitoring the availability, accessibility and attractiveness of urban parks and green squares

[J]. Applied Geography, 2020, 116:102152. doi: 10.1016/j.apgeog.2020.102152.

URL     [本文引用: 1]

Lorite J, Ballesteros M, García-Robles H, et al.

Economic evaluation of ecological restoration options in gypsum habitats after mining

[J]. Journal for Nature Conservation, 2021, 59:125935. doi: 10.1016/j.jnc.2020.125935.

URL     [本文引用: 1]

Guo K, Zhang X C, Liu J M, et al.

Establishment of an integrated decision-making method for planning the ecological restoration of terrestrial ecosystems

[J]. Science of the Total Environment, 2020, 741:139852. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139852.

URL     [本文引用: 1]

Gourevitch J D, Hawthorne P L, Keeler B L, et al.

Optimizing investments in national-scale forest landscape restoration in Uganda to maximize multiple benefits

[J]. Environmental Research Letters, 2016, 11(11):114027. doi: 10.1088/1748-9326/11/11/114027.

URL     [本文引用: 1]

Ramel C, Rey P-L, Fernandes R, et al.

Integrating ecosystem services within spatial biodiversity conservation prioritization in the Alps

[J]. Ecosystem Services, 2020, 45:101186. doi: 10.1016/j.ecoser.2020.101186.

URL     [本文引用: 1]

Strassburg B B N, Iribarrem A, Beyer H L, et al.

Global priority areas for ecosystem restoration

[J]. Nature, 2020, 586:724-729.

DOI:10.1038/s41586-020-2784-9      URL     [本文引用: 1]

黄金川, 林浩曦, 漆潇潇.

面向国土空间优化的三生空间研究进展

[J]. 地理科学进展, 2017, 36(3):378-391.

DOI:10.18306/dlkxjz.2017.03.014      [本文引用: 1]

解决经济高速增长、社会快速转型中存在的国土开发秩序混乱和资源环境代价沉重等问题是人文—经济地理学在区域可持续发展领域的重大科学命题。党的十八大报告将优化国土空间开发格局作为生态文明建设的首要举措,并提出“促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”,由此构成的“三生”空间成为构建空间规划体系、完善国土空间开发保护制度和各类尺度空间落实主体功能区规划的重要基础。本文围绕国土空间优化和区域可持续发展目标,对国内外“三生”空间相关文献进行系统梳理,紧紧围绕“三生”空间的数量配比和空间配置两个科学问题进行综述,按照精度深化和尺度细化的要求,集中在“三生”功能分类、空间识别、空间优化等内容,从而勾勒出三生空间研究的框架体系。今后应重视三生空间动态演化,促进各尺度适宜性评价的统一和整合,响应“多规合一”的实践需求,最终服务于国土空间格局优化。

[ Huang Jinchuan, Lin Haoxi, Qi Xiaoxiao.

A literature review on optimization of spatial development pattern based on ecological-production-living space

Progress in Geography, 2017, 36(3):378-391. ]

[本文引用: 1]

Zhou Y Y, Fu D J, Lu C X, et al.

Positive effects of ecological restoration policies on the vegetation dynamics in a typical ecologically vulnerable area of China

[J]. Ecological Engineering, 2021, 159:106087. doi: 10.1016/j.ecoleng.2020.106087.

URL     [本文引用: 1]

Jiang C, Zhang H Y, Zhao L L, et al.

Unfolding the effectiveness of ecological restoration programs in combating land degradation: Achievements, causes, and implications

[J]. Science of the Total Environment, 2020, 748:141552. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141552.

URL     [本文引用: 1]

Tosini L, Folzer H, Heckenroth A, et al.

Gain in biodiversity but not in phytostabilization after 3 years of ecological restoration of contaminated Mediterranean soils

[J]. Ecological Engineering, 2020, 157:105998. doi: 10.1016/j.ecoleng.2020.105998.

URL     [本文引用: 1]

Salvia M, Reckien D, Pietrapertosa F, et al.

Will climate mitigation ambitions lead to carbon neutrality? An analysis of the local-level plans of 327 cities in the EU

[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, 135:110253. doi: 10.1016/j.rser.2020.110253.

URL     [本文引用: 1]

Aminpour P, Gray S A, Jetter A J, et al.

Wisdom of stakeholder crowds in complex social-ecological systems

[J]. Nature Sustainability, 2020, 3(3):191-199.

DOI:10.1038/s41893-019-0467-z      URL     [本文引用: 1]

刘菊, 傅斌, 王玉宽, .

关于生态补偿中保护成本的研究

[J]. 中国人口·资源与环境, 2015, 25(3):43-49.

[本文引用: 1]

[ Liu Ju, Fu Bin, Wang Yukuan, et al.

Study on protection cost of payment for ecosystem service

China Population, Resources and Environment, 2015, 25(3):43-49. ]

[本文引用: 1]

中国生态补偿机制与政策研究课题组. 中国生态补偿机制与政策研究 [M]. 北京: 科学出版社, 2007.

[本文引用: 1]

[China Ecological Compensation Mechanism and Policy Research Group. China ecological compensation mechanism and policy research. Beijing, China: Science Press, 2007. ]

[本文引用: 1]

柳荻, 胡振通, 靳乐山.

生态保护补偿的分析框架研究综述

[J]. 生态学报, 2018, 38(2):380-392.

[本文引用: 1]

[ Liu Di, Hu Zhentong, Jin Leshan.

Review on analytical framework of eco-compensation

Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(2):380-392. ]

[本文引用: 1]

赖敏, 陈凤桂.

基于机会成本法的海洋保护区生态保护补偿标准

[J]. 生态学报, 2020, 40(6):1901-1909.

[本文引用: 1]

[ Lai Min, Chen Fenggui.

Eco-compensation standard for ecological conservation of marine protected areas based on opportunity cost method

Acta Ecologica Sinica, 2020, 40(6):1901-1909. ]

[本文引用: 1]

Du L T, Zeng Y J, Ma L L, et al.

Effects of anthropogenic revegetation on the water and carbon cycles of a desert steppe ecosystem

[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2021, 300:108339. doi: 10.1016/j.agrformet.2021.108339.

URL     [本文引用: 1]

Paritsis J, Aizen M A.

Effects of exotic conifer plantations on the biodiversity of understory plants, epigeal beetles and birds in Nothofagus dombeyi forests

[J]. Forest Ecology and Management, 2008, 255(5/6):1575-1583.

DOI:10.1016/j.foreco.2007.11.015      URL     [本文引用: 1]

Raymond C M, Frantzeskaki N, Kabisch N, et al.

A framework for assessing and implementing the co-benefits of nature-based solutions in urban areas

[J]. Environmental Science & Policy, 2017, 77:15-24.

[本文引用: 1]

Davies C, Lafortezza R.

Transitional path to the adoption of nature-based solutions

[J]. Land Use Policy, 2019, 80:406-409.

DOI:10.1016/j.landusepol.2018.09.020      [本文引用: 1]

Spatial planning of green infrastructure has become well established since the turn of the millennium. However, as a planning and policy concept alone it lacks the focus and immediacy that decision makers may be looking for to solve current problems associated with urban and extra-urban sustainability and resilience. In nature-based solutions decision makers can find the focus and immediacy they are seeking. We posit that these nature-based solutions used in combination with spatial green infrastructure planning have the capacity to rival, replace or combine with existing grey infrastructure approaches. Nevertheless, there is a major inhibitor of change to be overcome. This is 'path dependence', a concept where active memory conditioned by past decisions has a controlling influence on decision making. This concept leads to self-reinforcement that is detrimental to the creation of climate-sensitive infrastructure. Unless path dependence is broken through a combination of reforms, the shift towards the full adoption of nature-based solutions will not occur. A transition path covering four areas is proposed, which will help to overcome path dependence and lead to a greater use of nature-based solutions. We argue that the forum to debate these proposals is within the framework of UN Habitat. The Urban Thinkers Campus and World Urban Forum could be the fora for this exchange.

Cohen-Shacham E, Andrade A, Dalton J, et al.

Core principles for successfully implementing and upscaling Nature-based Solutions

[J]. Environmental Science & Policy, 2019, 98:20-29.

[本文引用: 1]

刘焱序, 傅伯杰, 王帅, .

空间恢复力理论支持下的人地系统动态研究进展

[J]. 地理学报, 2020, 75(5):891-903.

DOI:10.11821/dlxb202005001      [本文引用: 1]

人地系统的概念表现了人与地在特定的地域中相互联系、相互作用而形成的一种动态结构,面向人地系统动态运行过程的复杂性,亟待构建更有力的指标体系表征地球系统和人类系统相互影响与反馈的过程。空间恢复力可以被理解为以保障人地系统结构稳定为目标的地域空间整体对自然和社会扰动的吸收、复原或转化能力,为人地系统研究中针对性理论模式和可定量化指标体系的塑造提供新途径。本文以从自然维度出发的政策与生态系统空间恢复力、从社会维度出发的环境变化与社区生产生活空间恢复力、从综合描述方式出发的空间恢复力综合指标体系三个角度梳理空间恢复力研究现状,并从结构、功能、阈值三个方面研讨不同地域功能类型下的空间恢复力指标体系,提出认知保障系统可持续性的空间状态、明晰人地系统动态过程的空间阈值、满足生态保护与社会进步国家需求三项内容可以作为人地系统动态研究的重要方向。

[ Liu Yanxu, Fu Bojie, Wang Shuai, et al.

Research progress of human-earth system dynamics based on spatial resilience theory

Acta Geographica Sinica, 2020, 75(5):891-903. ]

[本文引用: 1]

Cumming G S. Spatial resilience in social-ecological systems[M]. Dordrecht, Netherlands: Springer, 2011.

[本文引用: 1]

Metcalf E C, Mohr J J, Yung L, et al.

The role of trust in restoration success: Public engagement and temporal and spatial scale in a complex social-ecological system

[J]. Restoration Ecology, 2015, 23(3):315-324.

DOI:10.1111/rec.2015.23.issue-3      URL     [本文引用: 1]

Sebesvari Z, Renaud F G, Haas S, et al.

A review of vulnerability indicators for deltaic social-ecological systems

[J]. Sustainability Science, 2016, 11(4):575-590.

DOI:10.1007/s11625-016-0366-4      URL     [本文引用: 1]

叶艳妹, 林耀奔, 刘书畅, .

山水林田湖草生态修复工程的社会—生态系统(SES)分析框架及应用: 以浙江省钱塘江源头区域为例

[J]. 生态学报, 2019, 39(23):8846-8856.

[本文引用: 1]

[ Ye Yanmei, Lin Yaoben, Liu Shuchang, et al.

Social-ecological system (SES) analysis framework for application in ecological restoration engineering of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasslands: Utilizing the source area of Qiantang River in Zhejiang Province as an example

Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(23):8846-8856. ]

[本文引用: 1]

/