景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景探究

趙昊天

摘要：生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是景觀生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)是環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和地理科學(xué)間的一門交叉應(yīng)用，也是耦合景觀結(jié)構(gòu)、生態(tài)過(guò)程和功能的重要途徑。從景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀、研究方法模型等進(jìn)行分析，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行探究，并提出現(xiàn)存問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：生態(tài)網(wǎng)絡(luò);景觀連接度

1 景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的概念

景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的基本特性為：1）連接性;2）保護(hù)物種和生態(tài)環(huán)境，維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)平衡及其功能;3）廊道的空間結(jié)構(gòu)是線性的;4）規(guī)劃開(kāi)場(chǎng)空間中的一個(gè)系統(tǒng)整體;5）提高自然資源利用率，最大限度減少人類活動(dòng)對(duì)生物多樣性的影響。景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是基于景觀生態(tài)學(xué)原理，以保護(hù)生物的多樣性及景觀的完整性為目的，在開(kāi)敞空間內(nèi)利用各種線性廊道將景觀中的資源斑塊進(jìn)行有機(jī)的連接，以維持和保護(hù)其生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、審美等多種功能的網(wǎng)絡(luò)體系。近些年，由于景觀的破碎化和人為干擾現(xiàn)象日益嚴(yán)重，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)逐漸成為景觀生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)。

2 方法分析

目前針對(duì)景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方面的研究方法，主要采用基于格局與景觀連接度的指數(shù)和利用模型對(duì)景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，來(lái)分析和反應(yīng)實(shí)際景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的格局、過(guò)程或空間關(guān)聯(lián)。

2.1 景觀格局與景觀連接度指數(shù)構(gòu)建

景觀格局指數(shù)能夠?qū)坝^的空間格局信息進(jìn)行高度概括，并對(duì)其組成結(jié)構(gòu)和空間配置等進(jìn)行簡(jiǎn)單定量。其中：1）用于描述景觀要素的指數(shù)，如斑塊的周長(zhǎng)、形狀、面積、密度、最近臨近距離等，以及廊道的曲度和長(zhǎng)度等。這類指數(shù)可以用于刻畫生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的空間構(gòu)型，如針對(duì)森林生態(tài)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展研究;2）用來(lái)描述景觀總體特征的指數(shù)，如優(yōu)勢(shì)度、蔓延度及分維數(shù)等。這些指數(shù)可以用于描述景觀中不同斑塊類型的空間分異、團(tuán)聚程度、延展趨勢(shì)、幾何形狀和復(fù)雜程度。優(yōu)勢(shì)度與蔓延度以信息論為基礎(chǔ)，分維數(shù)則以分形幾何學(xué)為基礎(chǔ)，這些指數(shù)在描述景觀格局時(shí)有著各自的特征。分維數(shù)與優(yōu)勢(shì)度可以在較大尺度上反映景觀的格局，而蔓延度則相反。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了更為復(fù)雜的聚合度、孔隙度等景觀指數(shù)。景觀格局指數(shù)有利于理解和評(píng)價(jià)現(xiàn)有研究區(qū)內(nèi)的景觀現(xiàn)狀，即通過(guò)不同的景觀指數(shù)的對(duì)比，揭示研究區(qū)內(nèi)的生態(tài)狀況、空間特征和格局演變，了解其內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力及發(fā)展趨勢(shì)，為將來(lái)的景觀評(píng)價(jià)和規(guī)劃管理提供重要的參考價(jià)值。

2.2 景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的模型模擬

景觀網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和廊道相互交叉連接形成，而景觀要素之間借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行能量流、物質(zhì)流和信息流的交換。一般來(lái)說(shuō)，圖論常把復(fù)雜的景觀簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的點(diǎn)和線，從網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)連通性和網(wǎng)絡(luò)閉合度來(lái)計(jì)算景觀網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能，而忽視了點(diǎn)（斑塊）之間的實(shí)際距離、線性程度、連接線方向和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際空間位置，而這些要素在景觀生態(tài)學(xué)的“流”的研究中則比較重要。在實(shí)際對(duì)景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型的模擬和構(gòu)建中，通常需考慮節(jié)點(diǎn)本身的屬性特征及其相互關(guān)心，如利用重力模型測(cè)量節(jié)點(diǎn)之間的相互作用。最重要的是景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建必須考慮物種遷移、擴(kuò)散等生態(tài)過(guò)程，考慮基質(zhì)對(duì)這些過(guò)程的作用。目前，有很多方法與模型對(duì)景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行研究，較為常見(jiàn)的方法是最小耗費(fèi)距離方法、圖論方法與電流理論，常用的軟件包括ConeforSensinode，Circuitscape，Guidos，Zonation，Marxan等軟件。

3 景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景

3.1 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與景觀規(guī)劃

區(qū)域景觀規(guī)劃和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，開(kāi)展多學(xué)科的協(xié)作，注重生態(tài)過(guò)程和生態(tài)恢復(fù)，采用多目標(biāo)規(guī)劃設(shè)計(jì)、公眾參與等方法進(jìn)行研究，其目的是為了動(dòng)植物資源、水資源等的保護(hù)，同時(shí)也有利于防洪、教育、城市美化、旅游休閑等。

3.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與景觀連接度

景觀連接度是景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的核心概念，對(duì)于景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)具有重要的意義。對(duì)于景觀連接度的概念，不同學(xué)者有不同的認(rèn)識(shí)，但都認(rèn)為景觀連接度是對(duì)景觀空間結(jié)構(gòu)單元相互之間連續(xù)性的度量，側(cè)重對(duì)景觀功能的反應(yīng)。

景觀連接度對(duì)于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，如何建立一種基于連接度的方法，來(lái)簡(jiǎn)單快速反映景觀的結(jié)構(gòu)和過(guò)程，提高景觀的連通性和斑塊的可達(dá)性，將會(huì)成為眾多學(xué)者共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

3.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與景觀安全格局

通過(guò)提高斑塊之間的連通性，以及加強(qiáng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，將會(huì)有利于生態(tài)安全格局的構(gòu)建。生態(tài)安全格局以生態(tài)學(xué)的理論與方法為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)生態(tài)過(guò)程的分析與模擬，旨在有限的土地內(nèi)，以高效的景觀格局來(lái)維護(hù)不同生態(tài)過(guò)程的安全與健康。

自20世紀(jì)末以來(lái)蓬勃發(fā)展的生態(tài)學(xué)，為生態(tài)安全格局的研究提供了新的理論基礎(chǔ)，如“最優(yōu)景觀格局”和“生態(tài)安全格局”等。我國(guó)的學(xué)者也針對(duì)生態(tài)安全格局的定義、構(gòu)建方法等方面展開(kāi)了研究，并廣泛應(yīng)用于城市生態(tài)安全、區(qū)域生態(tài)安全、國(guó)土生態(tài)安全和土地利用生態(tài)安全等不同方面。

4 現(xiàn)存問(wèn)題

（1）基礎(chǔ)理論方面由于景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)概念在我國(guó)提出的時(shí)間較短，諸多概念在學(xué)術(shù)界還未達(dá)成共識(shí)，現(xiàn)有的理論和核心概念無(wú)法完全解決我國(guó)在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與評(píng)價(jià)中遇到的問(wèn)題。

（2）研究方法方面應(yīng)側(cè)重于改善景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究方法，如創(chuàng)新景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)或連接度指數(shù)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型和基于復(fù)雜系統(tǒng)的空間模擬方法等。

（3）應(yīng)用建設(shè)方面景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)缺乏系統(tǒng)性，建設(shè)力度不足，沒(méi)有有效形成大尺度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也沒(méi)有與其它規(guī)劃建設(shè)相結(jié)合，其管理與保障體制也不完善，缺乏科學(xué)支撐，功能沒(méi)有得到很好的發(fā)揮。

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（作者單位：成都理工大學(xué)）