關(guān)于我們
- 聯(lián)系我們
- 加入我們
- 服務(wù)內(nèi)容
地址:北京市海淀區(qū)中關(guān)村北大街100號(hào)(北樓)北京大學(xué)建筑與景觀設(shè)計(jì)學(xué)院一層 Email:info@landscape.cn
Copyright ? 2013-2022 景觀中國(guó)(www.cncwe.org)版權(quán)所有 京ICP備05068035號(hào) 京公海網(wǎng)安備 110108000058號(hào)
有一些基本的景觀改變和管理措施被認(rèn)為是有利于生物保護(hù)的 ,包括核心棲息地的保護(hù)、緩沖區(qū)、廊道的建立和棲息地的恢復(fù)等 [1~ 7]。問(wèn)題是如何定義緩沖區(qū) ,如何設(shè)廊道或在何處引入棲息地斑塊 ,才能最有效地影響生態(tài)過(guò)程 ,實(shí)現(xiàn)生物保護(hù)的目的。這些問(wèn)題對(duì)自然保護(hù)區(qū)的管理和規(guī)劃以及更大范圍內(nèi)的景觀區(qū)域生態(tài)規(guī)劃都具有戰(zhàn)略意義 ,而在國(guó)際上引起重視。
比較而言 ,有兩類生態(tài)過(guò)程 ,垂直生態(tài)過(guò)程和水平生態(tài)過(guò)程。前者發(fā)生在某一地域單元之內(nèi) ,過(guò)程之狀態(tài)直接反應(yīng)其所依賴的資源的分布 ,如發(fā)生在某一地域單元內(nèi)的地質(zhì) ,水文 ,植被和動(dòng)物群落之間的生態(tài)過(guò)程。在處理這種垂直生態(tài)過(guò)程時(shí) ,景觀規(guī)劃專業(yè)已發(fā)展了一整套的生態(tài)規(guī)劃方法 ,集中體現(xiàn)為適宜性和可行性分析模型 ,它最早可以追溯到生態(tài)學(xué)先驅(qū)和規(guī)劃家 Patrick Geddes或更早 [8, 9 ]。這一模式到I. Mc Harg[10, 11]發(fā)展到了高峰 ,并被稱為“千層餅”模式。對(duì)垂直生態(tài)過(guò)程的控制可以直接通過(guò)資源本身的改變來(lái)完成。水平生態(tài)過(guò)程則是發(fā)生在景觀單元之間的流動(dòng)或相互作用 ,如物種的空間運(yùn)動(dòng) ,干擾和災(zāi)害的空間擴(kuò)散。他們的空間動(dòng)態(tài)很難通過(guò)“千層餅”模式來(lái)表達(dá)。
生態(tài)學(xué)家和地理學(xué)家發(fā)展了眾多的模型來(lái)描述水平生態(tài)過(guò)程[12~ 14],如引力模型 (gravity model)和潛在模型 (potential model)。更具體的模型諸如樹(shù)木種子的擴(kuò)散模型 [15, 16],蟲害擴(kuò)散和火災(zāi)漫延模型 [14]。這些模型都可以形象地用潛在表面 (potential surface)[17]或趨勢(shì)表面 (trend surface)[18]通過(guò)等值線來(lái)表達(dá) ,如表示動(dòng)物空間運(yùn)動(dòng)的潛在可能性和可達(dá)性表面 (surface of accessibility)。所以 ,要改變景觀以控制水平生態(tài)過(guò)程 ,一條可能的途徑是通過(guò)潛在表面判別和設(shè)計(jì)某種高效的景觀格局。
在19世紀(jì) Reech等人工作的基礎(chǔ)之上 ,理論地理學(xué)家 Warntz對(duì)流動(dòng)表面進(jìn)行了較全面的研究 [17, 19 ,20]。他將表面用 4種點(diǎn)的特征 :峰 (peak)、陷 (pit)、關(guān) (pass)和鞍 (pale);兩種線的特征 :谷線 (coures)和脊線 (ridge);以及 3種面的特征 :即丘 (hill)、洼 (dale)和域 (territory)來(lái)描述。這一點(diǎn)、線、面模型是基于流動(dòng)過(guò)程來(lái)建立的 ,反映流的聚合、離散關(guān)系 ,因而在景觀生態(tài)分析和景觀改變中有可能具有重要意義。
盡管景觀生態(tài)學(xué)以研究景觀格局與水平生態(tài)流之間的關(guān)系為目的 [6, 21, 22],但正如有學(xué)者所批評(píng)的 ,關(guān)于景觀生態(tài)的研究或多或少地只研究生物與已存在于景觀中的某一元素 (如斑塊、廊道等 )之間的關(guān)系 [23],或只記載已存在的景觀元素和格局。少數(shù)例外之一是 Knaapen等人的研究 [24],他們提出了用最小累計(jì)阻力(minimum cumulative resistance, MCR)來(lái)作為景觀改變的依據(jù)。采用這一技術(shù) ,研究人員建議將新引入的斑塊設(shè)計(jì)在低阻力區(qū)域 ,以便能更有效地實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)的功能。這項(xiàng)研究的貢獻(xiàn)在于其認(rèn)識(shí)到生物空間運(yùn)動(dòng)的潛在趨勢(shì)與景觀格局改變之間的關(guān)系。但更系統(tǒng)的研究還待進(jìn)一步開(kāi)展。
系統(tǒng)地研究 (流動(dòng) )表面特征與生態(tài)改變格局之間的關(guān)系將是非常有意義的。這種系統(tǒng)研究可能會(huì)回答篇首所提出的問(wèn)題 ,即 :如何在景觀中劃分生物保護(hù)緩沖區(qū) ,如何建立廊道 ,如何建立保護(hù)斑塊等。因而在生物保護(hù) ,景觀和區(qū)域生態(tài)管理和規(guī)劃等諸方面都具有重大的理論和實(shí)踐意義。
本研究假設(shè) :景觀中存在著某種潛在的空間格局 ,它們由一些關(guān)鍵性的局部、點(diǎn)及位置關(guān)系所構(gòu)成。這種格局對(duì)維護(hù)和控制某種生態(tài)過(guò)程有著關(guān)鍵性的作用 ,這種格局被稱為安全格局 (security patterns,簡(jiǎn)稱SP[25~ 30])。本文進(jìn)一步設(shè)想 :通過(guò)對(duì)生態(tài)過(guò)程潛在表面的空間分析 ,可以判別和設(shè)計(jì)景觀生態(tài)安全格局 ,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)過(guò)程的有效控制。本文將以廣東丹霞山風(fēng)景區(qū)內(nèi)的生物保護(hù)規(guī)劃為例 ,探討生態(tài)安全格局的理論與方法。案例本身只作為說(shuō)明用 ,用于實(shí)際保護(hù)工作前還需作進(jìn)一步實(shí)地觀察。
1 方法
1. 1 景觀安全格局概念
不論景觀是均相的還是異相的 ,景觀中的各點(diǎn)對(duì)某種生態(tài)的重要性都不是一樣的。其中有一些局部 ,點(diǎn)和空間關(guān)系對(duì)控制景觀水平生態(tài)過(guò)程起著關(guān)鍵性的作用。如上所述 ,這些景觀局部 ,點(diǎn)及空間聯(lián)系構(gòu)成景觀生態(tài)安全格局。它們是現(xiàn)有的或是潛在的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施 (ecological infrastructure)。在一個(gè)明顯的異質(zhì)性景觀中 , SP組分是可以憑經(jīng)驗(yàn)判別到的 ,如一個(gè)盆地的水口 ,廊道的斷裂處或瓶頸 ,河流交匯處的分水嶺 [2, 6, 21, 31]。但是在許多情況下 , SP組分并不能直接憑經(jīng)驗(yàn)識(shí)別到。在這種情況下 ,對(duì)景觀戰(zhàn)略性組分的識(shí)別必須通過(guò)對(duì)生態(tài)過(guò)程動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)的模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)。 SP組分對(duì)控制生態(tài)過(guò)程的戰(zhàn)略意義可以體現(xiàn)在以下 3
個(gè)方面 :
(1)主動(dòng)優(yōu)勢(shì) (initiative):SP組分一旦被某種生態(tài)過(guò)程占領(lǐng)后就有先入為主的優(yōu)勢(shì) ,有利于過(guò)程對(duì)全局或局部的景觀控制。
(2)空間聯(lián)系優(yōu)勢(shì) (co- ordination):SP組分一旦被某種生態(tài)過(guò)程占領(lǐng)后有利于在孤立的景觀元素之間建立空間聯(lián)系。
(3)高效優(yōu)勢(shì) (efficiency):某 SP組分一旦被某生態(tài)過(guò)程占領(lǐng)后 ,就使生態(tài)過(guò)程控制在全局或局部景觀時(shí) ,在物質(zhì)、能量上達(dá)到高效和經(jīng)濟(jì)。從某種意義上講 ,高效優(yōu)勢(shì)是 SP的總體特征 ,它也包含在主動(dòng)優(yōu)勢(shì)和空間聯(lián)系優(yōu)勢(shì)之中 [27]。以生物保護(hù)為例 ,一個(gè)典型的安全格局包含以下幾個(gè)景觀組分 [25~ 27]:
1 源 (source):現(xiàn)存的鄉(xiāng)土物種棲息地 ,他們是物種擴(kuò)散和維持的元點(diǎn)。
2 緩沖區(qū) (buffer zone):環(huán)繞源的周邊地區(qū) ,是物種擴(kuò)散的低阻力區(qū)。
3 源間聯(lián)接 (inter- source linkage):相鄰兩源之間最易聯(lián)系的低阻力通道。
4 輻射道 (radiating routes):由源向外圍景觀輻射的低阻力通道。
5 戰(zhàn)略點(diǎn) (strategic point):對(duì)溝通相鄰源之間聯(lián)系有關(guān)鍵意義的“跳板”(stepping stone)。除了輻射道和戰(zhàn)略點(diǎn)以外 , SP的其它景觀組分在景觀生態(tài)學(xué)及生物保護(hù)學(xué)中多有論及。本論文的討論重點(diǎn)是如何根據(jù)生態(tài)過(guò)程動(dòng)態(tài)表面的空間特征來(lái)判別這些潛在的戰(zhàn)略性景觀組分 ,以指導(dǎo)景觀生態(tài)設(shè)計(jì)和景觀改變。
1. 2 景觀生態(tài)安全格局識(shí)別步驟
1. 2. 1 第一步 源的確定 在大多數(shù)情況下 ,景觀生態(tài)規(guī)劃的保護(hù)對(duì)象是多個(gè)物種和群體 ,而且它們應(yīng)具有廣泛的代表性 ,能充分反映保護(hù)地的多種生境特點(diǎn)。在區(qū)系成分調(diào)查的基礎(chǔ)上 ,可以確定作為主要保護(hù)對(duì)象的物種和相應(yīng)的棲息地 (源 )。
1. 2. 2 第二步 建立阻力面 物種對(duì)景觀的利用被看作是對(duì)空間的競(jìng)爭(zhēng)性控制和覆蓋過(guò)程。而這種控制和覆蓋必須通過(guò)克服阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以 ,阻力面反映了物種空間運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。如前所述 ,有多種模型可能用于阻力面 (趨勢(shì)面 )的建立。本文的案例研究中以最小累積阻力模型 (minimum cumulative resistance,簡(jiǎn)稱MCR[24,25]來(lái)建立阻力面。該模型考慮 3個(gè)方面的因素 ,即源、距離和景觀介面特征?;竟饺缦?nbsp;:
MCR =fm in∑
i=m
j=n
(Dij× Ri)
這一公式根據(jù) Knaapen等人 [24]的模型和地理信息系統(tǒng)中常用的費(fèi)用距離 (costdistance)[32]修改而來(lái)。
其中 f 是一個(gè)未知的正函數(shù) ,反映空間中任一點(diǎn)的最小阻力與其到所有源的距離和景觀基面特征的正相關(guān)關(guān)系。Dij是物種從源 j到空間某一點(diǎn)所穿越的某景觀的基面 i空間距離 ;Ri 是景觀 i對(duì)某物種運(yùn)動(dòng)的阻力。盡管函數(shù) f通常是未知的 ,但 (Dij×Ri)之累積值可以被認(rèn)為是物種從源到空間某一點(diǎn)的某一路徑的相對(duì)易達(dá)性的衡量。其中從所有源到該點(diǎn)阻力的最小值被用來(lái)衡量該點(diǎn)的易達(dá)性。因此 ,阻力面反映了物種運(yùn)動(dòng)的潛在可能性及趨勢(shì)。
1. 2. 3 根據(jù)阻力面來(lái)判別安全格局 阻力面是反映物種運(yùn)動(dòng)的時(shí)空連續(xù)體 ,類似地形表面。阻力面可以用等阻力線表示為一種矢量圖 (圖 1)。用理論地理學(xué)家 Warntz的術(shù)語(yǔ) [17,19 ,20],這一阻力表面在源處下陷(dip),在最不易達(dá)到的地區(qū)阻力面呈峰 (peak)突起 ,而兩陷之間有低阻力的谷線 (course)相聯(lián) ,兩峰之間有高阻力的脊線 (ridge)相連。每一谷線和脊線上都各有一鞍 (在這里不仿把 pass和 pale兩者都稱為鞍 ),他們是谷線或脊線上的極值 (最大或最小 )。根據(jù)阻力面 ,進(jìn)行空間分析可以判別緩沖區(qū)、源間聯(lián)接、輻射道和戰(zhàn)略點(diǎn)。
1. 2. 3. 1 緩沖區(qū)的判別 到目前為止、對(duì)緩沖區(qū)的劃分 ,國(guó)際上沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的方法 ,本研究則為解決此問(wèn)題提供了一條新的途徑。在 MCR阻力面基礎(chǔ)上 ,可以作兩種曲線 ,一種曲線是從某一源到最遠(yuǎn)離源的某一點(diǎn)作一條垂直于阻力線的剖面曲線 ,得到的是 MCR與離源距離的關(guān)系曲線。另一條曲線是 MCR值與面積的關(guān)系曲線。在一般情況下 ,可以假設(shè)這兩種曲線都有某些階段性門檻 (threshold)的存在 (見(jiàn)案例研究 )。也就是說(shuō) ,隨著緩沖區(qū)邊界向外圍的擴(kuò)展 ,景觀對(duì)物種的阻力隨之增加 ,但這種增加并不是均勻的 ,有時(shí)是平緩而有時(shí)則非常陡峻 (圖 1)。對(duì)應(yīng)于空間格局 ,緩沖區(qū)的有效邊界就可以根據(jù)這些門檻值來(lái)確定。這
可以實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)劃分的有效性。
圖 1 阻力面與生態(tài)安全格局假設(shè)模型
Fig. 1 Resistance surface and the schematic model of security pattern
1源 Source, 2阻力面和等阻線 Resistance surface and isolines, 3源間通道 Inter source linkage, 4輻射道 Radiating route, 5戰(zhàn)略點(diǎn) Strategic point
1. 2. 3. 2 源間聯(lián)結(jié) 源間聯(lián)結(jié)實(shí)際上是阻力面上相鄰兩源之間的阻力低谷。根據(jù)安全層次的不同。源間聯(lián)接可以有一條或多條 (圖 1)。它們是生態(tài)流之間的高效通道和聯(lián)系途徑。
1. 2. 3. 3 輻射道 從圖 1中還可以識(shí)別以某源為中心向外輻射的低阻力谷線。他們形同樹(shù)技狀河流成為物種向外擴(kuò)散的低阻力通道。這里 ,物種運(yùn)動(dòng)被當(dāng)作是能動(dòng)的對(duì)景觀的控制過(guò)程來(lái)認(rèn)識(shí) ,而不是被動(dòng)的保護(hù)對(duì)象。這對(duì)保護(hù)對(duì)象的未來(lái)發(fā)展和進(jìn)化是必要的 ,而保護(hù)生物的進(jìn)化過(guò)程在生物保護(hù)中具有非常重要的意義 [33,34]。
1. 2. 3. 4 戰(zhàn)略點(diǎn) 戰(zhàn)略點(diǎn)的識(shí)別途徑有多種 ,其中直接從阻力面上反映出來(lái)的是以相鄰源為中心的等阻力線的相切點(diǎn)。對(duì)控制生態(tài)流有至關(guān)重要的意義。
將上述各種存在的和潛在的景觀結(jié)構(gòu)組分疊加組合 ,就形成某一安全水平上的生物保護(hù)安全格局 ,不同的安全水平要求有各自相應(yīng)的安全格局。但每一層次的安全格局都是根據(jù)生態(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)的某些門檻值來(lái)確定的 ,而這些門檻值可以通過(guò)分析阻力面的空間特性來(lái)求得[25,27]。
2 應(yīng)用——一個(gè)案例研究
上述景觀生態(tài)安全格局方法論被用于廣東丹霞山國(guó)家風(fēng)景名勝區(qū)的生物保護(hù)規(guī)劃中 ,研究范圍 300多平方公里 ,位于南亞熱帶和中亞熱帶的過(guò)渡性地區(qū) ,生物多樣性很高。研究通過(guò) ARC/INFO地理信息系統(tǒng) (GIS)來(lái)完成。本案例的生物保護(hù)安全格局的判別步驟如下。
2. 1 源的確定
本案例研究中選用 3類有代表性的物種作為保護(hù)對(duì)象 ,包括中型哺乳類、雉類和兩棲類 [25,27]。通過(guò)以他們作為假想目標(biāo) ,目的是為了保護(hù)生境的多樣和潛在的景觀生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施。限于篇幅 ,本文只介紹林中雉類的保護(hù)安全格局的判別方法 ,作為林中雉類的源是風(fēng)景區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的 7個(gè)殘遺自然斑塊 ,屬保存完好的淮南亞熱帶季雨林斑塊 (圖 2)
圖 2 丹霞山全景及殘遺斑塊 (淮南亞熱帶季雨林斑塊作為保護(hù)源 )
Fig. 2 The overall landscape of the Red Stone National Park and the remnant patches ( monsoon forest patches as the sources of ecological processes)
a.殘遺南亞熱帶季雨林斑塊 Remnant monsoon forest patches
圖 3 林內(nèi)雉雞運(yùn)動(dòng)阻力面
Fig. 3 Resistance surface for the movem ent of pheasants
1殘遺自然斑塊 Remnant forest patch, 2低阻力區(qū) Low resistance surface, 3高阻力區(qū) Hight resistance surface
2. 2 阻力面的建立
如前所述 ,阻力面是運(yùn)用最小累積阻力模型來(lái)建立的。首先是對(duì)景觀根據(jù)其對(duì)保護(hù)對(duì)象空間運(yùn)動(dòng)的阻力進(jìn)行等級(jí)的劃分 [25]。景觀對(duì)物種的相對(duì)阻力是參照有關(guān)文獻(xiàn)來(lái)確定的 [21,35]。在本案例中 ,有理由認(rèn)為植被類型與殘遺棲息地斑塊的植被特征越接近 ,其對(duì)物種運(yùn)動(dòng)的阻力就越小。為此 ,根據(jù)植被受人為活動(dòng)干擾的強(qiáng)度劃分為 6個(gè)等級(jí) ,從受干擾強(qiáng)度最大的農(nóng)田、到草地、灌叢、針葉林、混交林和人為干擾強(qiáng)度最小的季雨林殘遺斑塊。在上述阻力分級(jí)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上 ,再將生態(tài)源與距離的因素考慮進(jìn)去 ,運(yùn)用 MCR計(jì)算方法 ,便得到一個(gè)反映物種運(yùn)動(dòng)時(shí)空動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)的阻力表面 (圖 3)
2. 3 根據(jù)阻力面的空間特征判別生態(tài)安全格局
除了已確定的源以外 ,生態(tài)安全格局的其它各組分都可以根據(jù)阻力面的空間特征來(lái)判別。
2. 3. 1 緩沖區(qū) 從 MCR阻力面上 (圖 3),可以得到兩類曲線 ,第一類是反映離源距離和MCR值關(guān)系的剖面曲線 (圖 4),這一曲線上反映了多級(jí)門檻值的存在 ,證實(shí)了上一章的假設(shè)。
另一種 (一條 )曲線則綜合反映 MCR值與面積的關(guān)系 (圖 5),正如所設(shè)想的 ,其中也反映了一些門檻值。圖 5曲線上的點(diǎn) b1~ b5是一些可識(shí)別的門檻值。在這些點(diǎn)附近隨著緩沖區(qū)范圍的擴(kuò)大或減少 , MCR值發(fā)生急劇性變化。所以 ,如果將緩沖范圍擴(kuò)展到一定邊界之后 ,所增加的面積的可利用性及其保護(hù)意義會(huì)急劇下降 ,則這樣的一些門檻值可作為緩沖區(qū)劃分的依據(jù)。
如 ,有關(guān)研究表明 ,全區(qū)內(nèi)至少有 50%以上的土地應(yīng)作為保護(hù)區(qū)才有利于物種的空間運(yùn)動(dòng)不受景觀破碎化的影響 [36]。為此 ,可以確定圖 5中的點(diǎn) b3是一個(gè)比較理想的、用來(lái)確定緩沖區(qū)范圍的門檻值 ,這時(shí)緩沖區(qū)范圍內(nèi)的面積可達(dá)到52%。這一緩沖區(qū)的邊界與圖 4剖面曲線上的 點(diǎn) a2門檻值相對(duì)應(yīng)。得到如圖 6的相應(yīng)的緩沖區(qū)形狀和格局。如果降低安全標(biāo)準(zhǔn) ,則可以用圖4中的 a1和圖 5中的 b1點(diǎn)為門檻值劃分緩沖區(qū) ,則相應(yīng)地得到如圖 7的緩沖區(qū)和分布。
2. 3. 2 源間聯(lián)接 每一源和其它任一源都有一條或多條低累積阻力谷線 ,其中有一條是最小阻力谷線。多一條聯(lián)接就可以為某一源的保護(hù)多一份保險(xiǎn)。安全層次就可提高。如果使每一源與其任何相鄰的源都有一聯(lián)接通道 ,則可得到如圖 6的高度安全的源間聯(lián)系。如果降低安全標(biāo)準(zhǔn) ,則可選擇如圖 7的源間聯(lián)接。這種情況下 ,每一聯(lián)結(jié)至少被同時(shí)用于 3個(gè)源之間的聯(lián)系。
2. 3. 3 輻射道 輻射道是阻力表面上自源向外發(fā)射的低阻力谷地 ,形同枝狀河流水系。這是生物以原有棲息地為基地 ,向外圍景觀擴(kuò)散的有效途徑。高度安全的保護(hù)格局應(yīng)具有這種景觀組分 (圖 6)。
2. 3. 4 戰(zhàn)略點(diǎn) 景觀點(diǎn)略點(diǎn)有多種 [27]。這里只介紹一種 ,即鞍部戰(zhàn)略點(diǎn) ,它們是相鄰源等阻線的相切點(diǎn) ,起源間“跳板”的作用 (圖 6,圖 7)。
將上述各種安全水平上的戰(zhàn)略性景觀局部和位置及空間聯(lián)系組合在一起 ,就構(gòu)成了兩種不同安全水平上的景觀生態(tài)安全格局 :高度安全的生物保護(hù)安全格局 (圖 6)和中等安全水平的生物保護(hù)格局 (圖 7)。
這些以單一物種或某一群體物種保護(hù)為目標(biāo)的景觀生態(tài)安全格局再經(jīng)疊加 ,可以得到以保護(hù)多個(gè)類型生物群體為目的的生態(tài)安全格局 [29 ]。
圖 4 阻力面上一典型剖面 (圖 3中的 A點(diǎn)到 B點(diǎn) )
Fig . 4 A cross section from a source A to a point B at the far end of th e resistance surface ( refer to figure 3 for the location)
圖 5 面積與阻力直方圖顯示門檻值的存在
F ig. 5 The area-resistance level histogram suggests the existence of step -wise thresholds
圖 6 高度安全水平的雉類保護(hù)安全格局
Fig . 6 Security pattern for th e protection of pheasants at a highly secure level
1緩沖區(qū) Buffer, 2殘遺自然斑塊 Remnant forest patch ( sou rce) ,3戰(zhàn)略點(diǎn) Strategic point, 4源間聯(lián)結(jié) Inter-source linkage, 5輻射道 Rad iating route
圖 7 中等安全水平的雉類保護(hù)安全格局
F ig. 7 Security pattern for the p rotection of ph easants at a m od erately secure level
1戰(zhàn)略點(diǎn) Strategic point, 2殘遺自然斑塊 Remnant forest patch ( source) ,3緩沖區(qū) Bu ffer, 4源間聯(lián)結(jié) Inter-source linkage
3 討論
本研究將水平生態(tài)過(guò)程作為一種對(duì)景觀的控制過(guò)程來(lái)對(duì)待。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵性景觀局部、位置和空間聯(lián)系的控制 ,和棲息地的布置形成某種戰(zhàn)略性格局 ,有可能形成超越于實(shí)際存在的景觀元素以外的強(qiáng)有力的生態(tài)勢(shì)力圈 (ecological influence sphere)從而使某種生態(tài)過(guò)程的健康與安全得以有效的維護(hù)。 SP方法旨在判別、維護(hù)和強(qiáng)化景觀生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施。判別 SP是為了指導(dǎo)景觀改變而不僅僅是對(duì)現(xiàn)存景觀的描述。理論地理學(xué)的表面模型對(duì)判別保護(hù)區(qū)生態(tài)安全格局有啟發(fā)意義。
本文揭示了一般表面模型的點(diǎn)和線的特征與景觀生態(tài)學(xué)和生物保護(hù)學(xué)中的景觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系 ,證實(shí)了生態(tài)過(guò)程動(dòng)態(tài)趨勢(shì)中某些門檻值的存在 ,并進(jìn)一步討論了如何應(yīng)用這些門檻值定義緩沖區(qū)。從而為緩沖區(qū)的劃分提供了一條新途徑。
安全格局的功能組分基本上與景觀生態(tài)學(xué)的景觀分析模型相對(duì)應(yīng) ,如斑塊、廊道和基質(zhì)模型 (6)。一個(gè)安全格局意味著如何選擇、維護(hù)和在某些潛在的戰(zhàn)略部位引入斑塊 ,使他們成為“跳板”,意味著如何來(lái)構(gòu)筑源間聯(lián)系廊道和輻射道。導(dǎo)致生態(tài)安全格局部分或全部破壞的景觀改變對(duì)于某種生物保護(hù)安全水平說(shuō)是不能接受的 ,因?yàn)樗鼘?dǎo)致生態(tài)過(guò)程的急劇惡化。一個(gè)可接受的生態(tài)規(guī)劃和景觀改變就意味著維護(hù)和強(qiáng)化生態(tài)安全格局。這有利于減少景觀改變決策失誤所導(dǎo)致的不可逆轉(zhuǎn)的后果。本研究將安全、格局和改變等概念結(jié)合起來(lái)的本質(zhì)意義在于把生物保護(hù)規(guī)劃作為一個(gè)可辯護(hù)的、空間交易和發(fā)生在多個(gè)利益辯護(hù)者之間的博奕過(guò)程。
本文討論的表面模型計(jì)算方法在很大程度上是帶有假設(shè)性的 ,具體應(yīng)用時(shí)可能需要更復(fù)雜或更簡(jiǎn)單的模型。在這一理想化的計(jì)算模型中 ,只考慮了源的位置、空間距離和景觀基面特征。其它因素如源本身的結(jié)果和組成 ,驅(qū)動(dòng)力因素的存在等都有可能影響阻力面的生成。本文還著重強(qiáng)調(diào)了 SP方法與傳統(tǒng)生態(tài)規(guī)劃的疊加模式之間的不同點(diǎn) ,而著重討論水平生態(tài)過(guò)程。實(shí)際上 ,兩種方法是可以互為補(bǔ)充的。盡管論文討論了林中雉類空間運(yùn)動(dòng)及其保護(hù)的安全格局 ,方法同樣適用于其它動(dòng)物的保護(hù) ,也適用與其它生態(tài)過(guò)程如火災(zāi)的蔓延 ,蟲災(zāi)的擴(kuò)散等安全格局的判別。最后需聲明的 ,案例研究只作為方法論的說(shuō)明 ,作為實(shí)際應(yīng)用還不成熟。
參考文獻(xiàn)
[1]Frankel O H and Soulé M E. Conservation and Evolution. Cambrige University Press. 19 81
[2]Harris L D. The Fragmented Forest:Island Biogeography Theory and Preservation of Biotic Diversity. University of Chicago Press, Chicago, IL, 19 84
[3] Noss R Hand Harris L D. Nodes, networks, and MUMs:Preserving diversity at all scales. Environmental Manag ment, 19 86, 10(3) :299~ 309
[4] WRI, IUCN and UNEP. Global Biodiversity Strategy:Guidelines F or Action to Save, Study and Use Earth’ s Biotic Wealth Sustainably and Equitably, 1992, WRI/IU CN/UNEP
[5] Smith D S and Hellmund P C S. ( Editors) , Ecology of Greenways. University of Minnesota Press, Minneapolis, M N,1993, 69~ 104
[6] Forman R T T. Some general principles of landscape and regional ecology. Landscape Ecology, 1995, 10( 3) :133~142
[7] 俞孔堅(jiān) ,李迪華 .城鄉(xiāng)與區(qū)域規(guī)劃的景觀生成模式 .國(guó)外城市規(guī)劃 , 1997, 3:27~ 31
[8] Faludi A . Decision- centered View of Environm ental Planning. Pergamon Press, 1987
[9] Steiner F, Young G and Zube E. Ecological planning:Retrospect and prospect. Landscape Journal, 1987, ( 7) :31~ 39
[10] M c Harg I. Desig n With Nature. John Wiley & Sons, Inc. 1969 ( 1992edition)
[11] M c Harg I. Human ecological planning at Pennsylvania. Landscap e Planning, 1981, ( 8) :109~ 120
[12] Olsson G. Distance and Human Interaction:A Review and Bibliography . Regional Science Research Institute, Philadelphia, 1995
[13] Bartlett M S. The Statistic Analysis of Spattern Patter ( 1st edition) . Chapman and Hall, L ondon, 1975
[14]Sklar F H and Costanza R. The development of dynamic spatial models for landscape ecology:Areview and prognosis. In:Turner M G and Gardner R H S. ( Editors) , Quantitative M ethods in L andscape Ecology. Springer- Verlag, New York, 1990
[15] Johnson W C. Estimating dispersibility of A cer, F raxinus and Tilia in fragmented landscapes from patterns of seedling establishment. L and scape Ecology, 1998, 1( 3) :178~ 187
[16] F relich L E. Calcote R R and Davis M B. Patch form ation and m aintenancein an old - growth hemolck-hardwood forest. Ecology , 1993, 74( 2) :513~ 527
[17] W arntz W . The topology of a social- economic terrain and spatial flows. In:( Thomas M D S) , Papersof The Regional Science Associatio. U niversity of W ashington, Philadelphia, 1966, 47~ 61
[18] Chorley R Jand Haggett P. Trend-surface mapping in geographical researearch. In:Berry BJL and M arble D F . ( Editors) . Spatial Analysis:A reader In Statistical Geography. Prentice Hall. Inc. , Englewood Cliffs, N ew Jersey, 1968, 195~ 217
[19] Warntz W . Geography of prices and spatial interaction. In:Pap ers and Proceedings of the Regional Science Association, 1957, 118~ 129
[20] W arntz W . Geography and The Properties of Surfaces, Spatial Order Concepts and Applications. H arvard Papersin Theoretical Geography, 1967, ( 1) part 1
[21] Form an R T T and Godron M. Landscap e Ecology. John W iley, New York, 1986
[22] Turner M G. 1989. Landscape ecology:the effectof pattern on processes. Annual Review of Ecology and Systematics,1986, 20:171~ 197
[23] Laver C J. and Haines-Young R H. Equilibrium landscapes and their aftermath:Spatial heterogeneity and the role of the new technology. In:Haines-Young, R, Green D R and Cousins S. ( Editors) , Landscap e Ecology and Geographic Information Systems. Taylor & Francis, London, 1993, 57~ 74
[24] Knaapen J P, Scheffer M and Harms B. Estimating habitat isolation in landscape planning. L andscape and Urban Plann. 1992, ( 23) :1~ 16
[25] Yu, K-J. Security Patternsin Landscape Planning:W ith a Case In South China. Doctoral Thesis, Harvard University,1995
[26] Yu K-J. Ecological security patterns of landscapes:concept, m ethod and a case. In, Proceeding sf or International Symposium of Geoinf ormatics’ 95, Hong Kong, 1995, 396~ 405
[27] Yu K-J. Ecological security patterns in landscape and GISapplication. Geograp hic Inf ormation Sciences. 1995, 1( 2) : 88~ 102
[28] Yu K-J. Security patterns and surface model in landscape planning. L andscape and Urban Plann. 1996, 36( 5) :1~ 17
[29] Yu K-J. Security patterns:a defensive approach toward landscape and environmental planning. In, Sellis T and Georgoulis D( eds. ) , Proceedings, Athens International Conference, Urban Reg ional Environm ental Planning and Informatics to Planning in An Era of Transition. National Technical University of Athens, Faculty of Architecture Dept. of Urban and Regional Planning. 1997, 453~ 463
[30] Yu K- J. Ecologists, farm ers, tourists GIS support planning of Red Stone Park, China. In. Craglia M and Hellen C( Eds. ) , Geographic Inf ormation Research:Bridging the Atlantic. Tayor & Francis, 1997, 480~ 494
[31] Merriam G. Connectivity:a fundamental characteristic of landscape pattern. In Brandt Jand Agger P( Editors) , The First International Seminar on M ethodology in Landscape Ecological Research and Planning. Roskilde U niversitets folag Geo Ruc, Roskilde, Denmark, 1984, 5~ 15
[32] ESRI, Environm ental System s Research Institute, Cell- based M odeling with GRID, Relands, CA 1991
[33] Soulé M E. Thresholds for survival:M aintaining Fitness and evolutionary potential. In:Soule M E. and W ilcox B A. Conservation Bilology:An Evolutionary Ecolog ical Persp ective. Sinauer Associates, Inc. , Sunderland, M A, 1980, 151~ 169
[34] Erwin T L. An evolutionary basis for conservation strategies. Science, 1991, ( 253) :750~ 52
[35] Selman P H and Doar N R. A landscape ecological approach to countryside planning. Planning Outlook, 1991, 34( 2) : 83~ 88
[36] F ranklin JF and Forman R T T. Creating landscape patterns by forest cutting:Ecological consequences and principles. Landscape Ecology, 1987, 1( 1) :5~ 18