連接景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)
——2017年美國景觀生態(tài)學年會(The US-IALE 2017 Annual Meeting)會議述評

范 昊,趙文武,*,丁婧祎

1 北京師范大學地理科學學部 地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,北京 1008752 北京師范大學地理科學學部 陸地表層系統(tǒng)科學與可持續(xù)發(fā)展研究院,北京 100875

連接景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)
——2017年美國景觀生態(tài)學年會(The US-IALE 2017 Annual Meeting)會議述評

范 昊1,2,趙文武1,2,*,丁婧祎1,2

1 北京師范大學地理科學學部 地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,北京 1008752 北京師范大學地理科學學部 陸地表層系統(tǒng)科學與可持續(xù)發(fā)展研究院,北京 100875

美國景觀生態(tài)學年會于2017年4月9日至13日在美國馬里蘭州巴爾的摩舉行。此次會議內(nèi)容豐富、氣氛活躍、交流形式多樣,討論了景觀生態(tài)學領(lǐng)域的最新研究進展。會議中關(guān)于景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)關(guān)系的探討主要從景觀格局與社會環(huán)境系統(tǒng)耦合方法、景觀格局和社會環(huán)境系統(tǒng)變化過程、景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)研究在政策制定中的應(yīng)用三方面展開。對我國景觀生態(tài)學研究的啟示主要有以下方面:(1)重視景觀格局變化和社會環(huán)境系統(tǒng)的耦合研究；(2)加強景觀格局-過程-服務(wù)的多尺度綜合集成研究；(3)加強景觀生態(tài)學研究在實際中的應(yīng)用,為政策制定和實際管理提供支持。

景觀生態(tài)學; 景觀異質(zhì)性; 社會環(huán)境系統(tǒng)

1 大會概況

2017年美國景觀生態(tài)學年會(The US-IALE 2017 Annual Meeting)于4月9日至13日在美國馬里蘭州巴爾的摩召開,會議的主題是“人-地-格局：連接景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)”(People, Places, Patterns: Linking Landscape Heterogeneity and Socio-Environmental Systems)。美國景觀生態(tài)學年會每年舉辦一次,是景觀生態(tài)學領(lǐng)域具有重要影響力的學術(shù)會議之一。會議主要以特邀報告會(Plenary)、口頭報告會(Oral)、專題討論會(Symposia)、展板(Poster)四種形式展開。在5天的會議期間安排了4場特邀報告,組織了19場專題研討會,共有口頭報告277個,主題展板60個。

從會議主題和專題學術(shù)報告情況看,此次會議關(guān)注的科學問題為：(1)建立景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)耦合關(guān)系；(2)研究異質(zhì)景觀中的物質(zhì)、能量和信息的流動過程；(3)分析土地利用/覆蓋變化過程對景觀格局過程的影響；(4)完善景觀生態(tài)學對政策制定和科學管理的支撐。將人類和人類活動整合到景觀生態(tài)學研究中一直是相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜抑攸c關(guān)注的研究內(nèi)容[1-2],整合過程的本質(zhì)是自然系統(tǒng)與人文系統(tǒng)的耦合。本文主要對大會上景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)關(guān)系的相關(guān)研究進展進行介紹和評述。

2 景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)關(guān)系的相關(guān)研究進展

景觀生態(tài)學(Landscape Ecology)強調(diào)空間格局、生態(tài)學過程與尺度之間的相互作用。將人類活動與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相整合是景觀生態(tài)學的重要學科特點和研究趨勢[1]。景觀生態(tài)學一直與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學緊密相連,涵蓋了自然和人文兩個部分[3]。在景觀生態(tài)學發(fā)展的過程中,科學地考慮人類活動和社會經(jīng)濟因素在景觀生態(tài)評價、規(guī)劃和模擬的作用,是重要的學科研究內(nèi)容之一[4]。綜合來看,本屆美國景觀生態(tài)學年會關(guān)于景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)關(guān)系的相關(guān)討論和報告可歸納為三個方面：景觀格局與社會環(huán)境系統(tǒng)關(guān)聯(lián)方法、景觀格局和社會環(huán)境系統(tǒng)變化過程、景觀異質(zhì)性和社會環(huán)境系統(tǒng)研究在政策制定中的應(yīng)用。

2.1 景觀格局與社會環(huán)境系統(tǒng)關(guān)聯(lián)方法

多數(shù)景觀生態(tài)學家將社會環(huán)境系統(tǒng)(Socio-Environmental Systems)中的景觀視為人類和自然過程的產(chǎn)物。盡管社會環(huán)境觀是開展研究的基礎(chǔ),但如何將社會和自然生態(tài)系統(tǒng)之間進行聯(lián)系和反饋的研究報道并不多見。

為了解景觀格局與社會環(huán)境系統(tǒng)的相互作用關(guān)系,構(gòu)建兩者關(guān)聯(lián)的框架和方法,參與研討的學者從地理學和生態(tài)學不同分支學科進行了闡述。例如有學者通過構(gòu)建毒品販運活動與景觀格局轉(zhuǎn)型分析模式,對中美洲生物多樣性減少、森林砍伐率上升和毒品販運交易活動之間進行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),毒品販運活動造成的森林砍伐可以有效解釋森林損失的空間變化,基于對中美洲地區(qū)毒品經(jīng)營和販運的研究,可以更準確地研究當?shù)厣志坝^變化過程。從生物多樣性角度,有學者對野生動物保護和人類社會關(guān)系進行了研究。目前保護瀕危野生動物的主要方式是建立保護區(qū),但是由于人類需要依賴于這些土地來維持生計,因此保護區(qū)的建立越來越難。研究者發(fā)現(xiàn)包括老虎在內(nèi)的多種大型食肉動物與人類活動的時間和空間重疊性小,在某些條件下人與動物可以實現(xiàn)同時同地共存。因此,模擬人類和野生動物相互適應(yīng)機制,可以推動社會生態(tài)系統(tǒng)共存理論逐步走向?qū)嵺`。

土地利用/土地覆被變化體現(xiàn)了景觀異質(zhì)性的替代過程,例如研究城市用地的變化,是現(xiàn)階段學者建立景觀異質(zhì)性與人類活動變化關(guān)系的重要切入點[5-6]。與會學者對美國芝加哥從二戰(zhàn)后到現(xiàn)在的城市人口變化、物質(zhì)能量流動、淡水和廢水管理等方面情況進行場景模擬。結(jié)果表明,在未來商品和能源有限性和氣候變化背景下,人類需要通過主動改變生活方式和加強政策干預(yù)來適應(yīng)城市整體及內(nèi)部景觀的變化。還有學者通過長時間序列的檔案資料(1870—2016年)和航空影像(1970—2012年)獲取了美國賓夕法尼亞大學樹木覆蓋情況,與每個時期的城市規(guī)劃、城市綠化管理和校園種植活動等記錄情況進行分析。結(jié)果顯示,1977年的校園種植計劃影響深遠,使得校區(qū)產(chǎn)生了顯著的覆蓋增益效果,并且該種植計劃能繼續(xù)引導著目前的校園景觀管理。校園是一個城市的縮影,該研究能夠為搭建城市景觀與社會環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系提供方法借鑒。通過以上探討發(fā)現(xiàn),這些關(guān)聯(lián)方法是構(gòu)建景觀格局與社會環(huán)境系統(tǒng)耦合關(guān)系的有效嘗試,利用景觀格局來解釋社會環(huán)境系統(tǒng)中的復雜動態(tài)是未來景觀生態(tài)學研究的新方向。

2.2 景觀格局和社會環(huán)境系統(tǒng)變化過程

當今全球氣候變化和土地利用/土地覆被變化對生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的負面影響,相關(guān)領(lǐng)域的研究是眾多學科關(guān)注的研究重點[7-8]。因此,正確認識全球變化背景下景觀和社會環(huán)境變化過程、積極應(yīng)對變化,成為景觀生態(tài)學研究的關(guān)鍵科學問題之一。本次大會關(guān)于景觀格局及社會環(huán)境系統(tǒng)變化的研究集中在：干旱區(qū)景觀、森林景觀、流域景觀和模型應(yīng)用等方面。

干旱區(qū)植被對氣候變化的響應(yīng)十分敏感,與會學者研究表明：中亞干旱區(qū)1998—2013年平均氣溫比1960—1998年高出0.93℃。溫度升高打破了原來的自然平衡,加速了植物蒸散量和土壤水分流失,導致荒漠植物的淺根死亡,從而減少了物種多樣性和植被覆蓋。1998年之后天然植被的NDVI以每十年0.003的速度下降。無獨有偶,另一位參會專家在一項關(guān)于美國西部草原生態(tài)系統(tǒng)的研究中發(fā)現(xiàn)：受氣候和管理綜合影響,過去30年中草原景觀退化明顯。

氣候變化也正在改變著森林景觀格局。雖然部分干擾過程(如火災(zāi))的影響效應(yīng)已經(jīng)有了較充分的研究[9],但氣候變化下新興的干擾影響(如降雪以及之后的森林死亡率)尚不清楚。有學者發(fā)現(xiàn)加拿大和美國阿拉斯加的黃杉死亡率上升與冬季降雪密切相關(guān)。這提示管理者要正確應(yīng)對這種不規(guī)律的干擾并及時采取有效的管理和保護措施。

土地利用/土地覆被變化對流域景觀格局變化影響復雜,例如有學者在美國馬里蘭州山地、森林和城市等不同區(qū)域分別采集了河流水樣。利用DNA方法發(fā)現(xiàn)河流微生物群落生物多樣性中幾乎沒有明顯的景觀層次模式,但土地利用類型改變會改變河水pH,溶解質(zhì)和細小沉積物從而影響微生物群落結(jié)構(gòu)。

關(guān)于土地利用/土地覆被變化過程的研究一直是景觀生態(tài)學家研究的重點。眾多學者希望通過建模工具了解這些動態(tài)的復雜原因和后果。本次大會就廣泛使用的Dinamica EGO平臺進行了討論交流(網(wǎng)址：http://csr.ufmg.br/dinamica/)。Dinamica EGO是一款環(huán)境建模的免費軟件,用戶可以自行設(shè)定子模型,實現(xiàn)土地利用情景設(shè)計、遙感數(shù)據(jù)集成與分析、景觀格局變化預(yù)測等眾多功能。新版本的軟件還與R語言實現(xiàn)了在線耦合功能,這為國內(nèi)學者學習和使用該模型提供了資料。但是使用建模工具進行研究還有許多地方不盡如人意,如景觀變化驅(qū)動因素在區(qū)域上存在異質(zhì)性、建模工具自身的有限制性、以及如何在模擬過程中實現(xiàn)多元素耦合問題等。

2.3 景觀異質(zhì)性和社會環(huán)境系統(tǒng)研究在政策制定中的應(yīng)用

景觀生態(tài)學研究的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)/景觀服務(wù),生態(tài)系統(tǒng)管理以及景觀可持續(xù)研究成為當前熱點和前沿方向[8-10]。利用研究的認識和成果服務(wù)于人類生存和發(fā)展是研究價值的實際體現(xiàn)[11]。

會上有學者提出,從2000年到2010年中國北方農(nóng)牧過渡區(qū)貧困縣數(shù)量減少,但貧困縣的基尼系數(shù)增加。這說明未來扶貧進程中應(yīng)考慮居民收入差距,不能僅以收入增長量為標準。該研究體現(xiàn)出對人類福祉和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注。再例如非洲馬拉維共和國在2006年發(fā)生了一場有爭議的農(nóng)業(yè)投入補貼事件。公共融資的私營市場向60%的農(nóng)民分發(fā)化肥,改良作物種子,但是隨著氣候變化如何向農(nóng)民發(fā)放補貼成為問題。研究人員利用Dinamica EGO平臺并結(jié)合遙感數(shù)據(jù)來描繪作物覆蓋和生產(chǎn)力變化,以判斷氣候變化對作物的影響,從而合理指導了對農(nóng)民的補貼。還有學者研究發(fā)現(xiàn)城市環(huán)境管理團體數(shù)量、工作環(huán)境、位置和空間范圍影響著城市環(huán)境管理成效。只有合理控制管理團體數(shù)量,倡導和教育社區(qū)內(nèi)部成員公共意識,才能有效維護城市環(huán)境。因此,為促進景觀生態(tài)服務(wù)在實踐中的應(yīng)用,研究者應(yīng)重視生態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可利用性和政策的可行性。

森林和草原生態(tài)系統(tǒng)也是景觀服務(wù)管理的重點研究對象,會上有學者對北美草原生態(tài)系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn),北美草原只有30%—50%仍保持原有動物的棲息地能力。由于草原生態(tài)系統(tǒng)中80%以上的土地是私人所有,所以在管理分析中加入了土地所有者的土地價值觀、土地利用態(tài)度和人口流動信息。這為草原可持續(xù)發(fā)展實踐中的應(yīng)用提供了依據(jù),并取得了顯著成效。還有學者對加拿大安大略省森林景觀的規(guī)模擴大進行了長期研究。在制定森林采伐計劃時,將管理和保護生物多樣性的知識傳遞給林業(yè)一線人員,使得森林經(jīng)營政策得到改進。通過多尺度監(jiān)測管理,減少了經(jīng)濟和政治利益干擾造成的誤導。這些研究是對森林草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理方法的有益探索,為自然植被生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)管理提供了新思路、新方向。

3 會議啟示

本次會議對于我國景觀生態(tài)學發(fā)展的啟示如下：

(1)重視景觀格局變化和社會環(huán)境系統(tǒng)的耦合研究。目前對景觀異質(zhì)性、景觀格局變化、景觀管理與社會環(huán)境系統(tǒng)聯(lián)系的有了相關(guān)探索[12-13],但尚處于初期階段。將人類的價值觀、行為、文化和社會經(jīng)濟政策等融合到景觀生態(tài)學研究中,分析辨識社會環(huán)境系統(tǒng)與景觀異質(zhì)性和格局的關(guān)系,仍需要與景觀生態(tài)學相關(guān)的自然和人文多學科學者們的共同努力。

(2)加強景觀格局-過程-服務(wù)的多尺度綜合集成研究。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是銜接生態(tài)系統(tǒng)和人類需求的有效紐帶。在早期景觀生態(tài)學研究中,往往針對不同尺度探討景觀格局與生態(tài)過程的相互作用機制,但是對不同尺度格局-過程-服務(wù)的有效連接研究不夠,忽視了全球或大洲尺度的相關(guān)研究。在進一步的研究中,有待針對不同尺度,深化格局-過程-服務(wù)的耦合機制,逐步發(fā)展“格局-過程-服務(wù)-可持續(xù)性”的研究范式。

(3)加強景觀生態(tài)學研究在實際中的應(yīng)用,為政策制定和實際管理提供支持。此次大會討論交流的一個重點就是景觀生態(tài)學支持多領(lǐng)域管理和政策制定。景觀生態(tài)學研究的一個重要目的就是合理利用自然資源,保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。如目前制定并落實生態(tài)紅線是我國進行生態(tài)文明建設(shè)的重點內(nèi)容,景觀異質(zhì)性和社會環(huán)境系統(tǒng)耦合研究能夠為生態(tài)紅線的劃定提供知識基礎(chǔ)和保障。

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國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFC0501604); 地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室項目

2017- 04- 26

10.5846/stxb201704260756

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhaoww@bnu.edu.cn

范昊,趙文武,丁婧祎.連接景觀異質(zhì)性與社會環(huán)境系統(tǒng)——2017年美國景觀生態(tài)學年會(The US-IALE 2017 Annual Meeting)會議述評.生態(tài)學報,2017,37(14):4919- 4922.