賈一非 王云才
人類社會最緊迫的挑戰(zhàn)之一是減緩全球生物多樣性的喪失和滅絕的速度,這也是亟待解決的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要一環(huán)[1]。農(nóng)業(yè)區(qū)作為生物多樣性喪失最快的區(qū)域,是當(dāng)前研究的熱點之一。大量研究表明,農(nóng)業(yè)景觀中的植被、節(jié)肢動物、鳥類、哺乳動物等多樣性已嚴(yán)重降低,并且損害了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的運作[2]。在過去的幾十年,全球?qū)τ谵r(nóng)業(yè)生物多樣性保護(hù)的研究從物種特性(數(shù)量、規(guī)模、分布等)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)區(qū)景觀結(jié)構(gòu)特征,如歐盟實施的自然2000計劃(Nature 2000),強調(diào)保護(hù)高自然價值的農(nóng)業(yè)景觀有利于區(qū)域生物多樣性的提高。Gagic等發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)區(qū)非農(nóng)棲息地特征比物種特性更有利于預(yù)測生物多樣性[3];Nadja等認(rèn)為農(nóng)業(yè)景觀的空間異質(zhì)性對生物多樣性有著較強的影響[4],同時相關(guān)研究對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計、種植方式、管理與補償模式等與生物多樣性的關(guān)系進(jìn)行了探討[5]。隨著生態(tài)文明建設(shè)提升到 “五位一體”總體布局的戰(zhàn)略高度,研究農(nóng)業(yè)區(qū)的生物多樣性規(guī)劃成為國土空間規(guī)劃的重要任務(wù)[6]。國內(nèi)通過施行一系列宏觀保護(hù)政策和計劃,關(guān)注農(nóng)業(yè)區(qū)物種保護(hù),包括建立保護(hù)區(qū)、種質(zhì)資源庫、基因育種等[7],農(nóng)業(yè)區(qū)生態(tài)規(guī)劃集中在生態(tài)修復(fù)、多功能的農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)等方面,對于生物多樣性的空間規(guī)劃研究較少[8]。生物多樣性保護(hù)仍面臨著對農(nóng)業(yè)生境認(rèn)知和保護(hù)力度不足、缺乏完善技術(shù)體系、補償政策不清等問題。合理的景觀規(guī)劃手段,有助于構(gòu)建穩(wěn)定安全的生態(tài)屏障,對農(nóng)業(yè)區(qū)域生境保護(hù)和多樣性的提升是一種行之有效的途徑[9]。故有必要將各學(xué)科相關(guān)研究整合在一個框架內(nèi),形成平原農(nóng)業(yè)區(qū)生物多樣性規(guī)劃的理論基礎(chǔ)。
平原農(nóng)業(yè)景觀在多個方面影響著區(qū)域生物多樣性,主要體現(xiàn)在空間、時間和功能3個維度[10]。
在空間維度上,空間的組成和結(jié)構(gòu)異質(zhì)性影響生物多樣性。在區(qū)域尺度上,田地被合并和擴大,以提高耕作效率,形成了均勻的農(nóng)田景觀,導(dǎo)致自然、半自然棲息地比例下降;在景觀尺度上,農(nóng)田之間的邊界變得模糊,原有棲息地之間的連通性消失,趨于碎片化與隔離。空間結(jié)構(gòu)異質(zhì)性指的是不同景觀類型組合方式的差異,如近似的2塊農(nóng)業(yè)區(qū)域,由于景觀斑塊的形狀、數(shù)量、邊界長度等差異,形成空間結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性,其主要在景觀尺度上通過影響農(nóng)田邊界的長度及非農(nóng)棲息地特征而對生物多樣性產(chǎn)生作用。
在時間維度上,平原農(nóng)業(yè)景觀隨著時間的變化逐漸呈現(xiàn)出破碎化和簡化的態(tài)勢。以黑山縣為例,一方面,隨著人口和糧食需求的增加,農(nóng)業(yè)區(qū)中的河道、濕地和林地被農(nóng)田占用,部分自然棲息地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地;另一方面,技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了規(guī)模化和機械化的種植,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)區(qū)生態(tài)質(zhì)量的下降。
在功能維度上,農(nóng)業(yè)景觀的不同空間為多種生物提供食物、庇護(hù)場所、遷移廊道等功能[11]。但由于物種類型之間需求的差異,難以對空間做出功能維度的細(xì)致劃分[10]。綜上所述,時間維度是形成空間和功能的主要驅(qū)動力,同時空間的分異又影響了功能的差異,因此,農(nóng)業(yè)區(qū)生物多樣性的規(guī)劃應(yīng)關(guān)注于不同空間組合與構(gòu)成、不同空間尺度下對于生物多樣性的影響。
平原農(nóng)業(yè)區(qū)在空間維度上改變了原有多樣化的土地覆蓋類型和景觀結(jié)構(gòu),同時景觀組成和結(jié)構(gòu)異質(zhì)性在不同尺度上影響著物種分布和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),這些影響也會反作用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),造成產(chǎn)量下降。以上問題的本質(zhì)是抽象的人地關(guān)系的體現(xiàn),根源在于人地關(guān)系的失調(diào)。故解決平原地區(qū)生物多樣性問題的本質(zhì)在于解決人居、生產(chǎn)與生態(tài)空間之間的耦合關(guān)聯(lián),以實現(xiàn)人與自然和諧相處的目標(biāo)[12]。生態(tài)智慧作為深層生態(tài)學(xué)(Deep Ecology)中重要的理論,是人類生產(chǎn)和生活中主張“天人合一”處理與自然關(guān)系的思維模式和實踐準(zhǔn)則,其從時間和空間2個維度,運用生態(tài)理論對生態(tài)問題做出剖析,并結(jié)合科學(xué)的方法做出正確的實踐指導(dǎo)[13]。故生態(tài)智慧有助于理解農(nóng)業(yè)區(qū)作為與城市類似、但影響相對單一的社會-生態(tài)系統(tǒng)(Socio-Ecological Systems,SES)構(gòu)成的復(fù)雜性,以及農(nóng)業(yè)空間對生物多樣性影響的復(fù)雜性。
由于現(xiàn)有研究多局限于生物物種的保護(hù)措施,空間規(guī)劃相關(guān)的研究方法不明晰,故亟待探索新的方式,即由單一物種考量轉(zhuǎn)向結(jié)合景觀空間變化,處理人地關(guān)系平衡的生態(tài)智慧。主要體現(xiàn)為生態(tài)智慧引導(dǎo)、問題分析、實踐途徑、優(yōu)化提升4個方面:1)明晰自然、人居和生產(chǎn)空間之間的關(guān)系,以及實現(xiàn)和諧相處的最終目的;2)剖析農(nóng)業(yè)區(qū)在多維度對生物多樣性的影響機制,從而實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)生境類型的識別,明確景觀空間異質(zhì)性對于生物多樣性的影響及評價方法,實現(xiàn)對于現(xiàn)有空間的整理和認(rèn)知;3)提升現(xiàn)有生境的質(zhì)量,提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平;4)考慮不同空間維度下生物多樣性需求的差異,制定針對性的優(yōu)化提升策略。根據(jù)以上研究和生態(tài)智慧的指引,形成以農(nóng)業(yè)區(qū)景觀要素的多樣化的識別為基礎(chǔ),空間異質(zhì)性評價為依托,多尺度空間優(yōu)化措施為手段的研究框架(圖1),以減少集約化農(nóng)業(yè)對于生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋。
黑山縣位于遼寧省西部,隸屬錦州市,全縣面積2 497.09km2,是“全國商品糧基地縣”。境內(nèi)河流皆為繞陽河水系,水資源豐富;林地面積較小??h域西部為醫(yī)巫閭山余脈,多低山、丘陵,中部及東南部為沖積平原。研究所用數(shù)據(jù)及來源包括遙感影像、土地利用類型圖、林地植被類型圖(黑山縣自然資源局/林業(yè)局,時間2019年),DEM數(shù)字高程(美國地質(zhì)勘探局Landsat 8,時間2020年1月,空間分辨率30m),夜間燈光數(shù)據(jù)(美國國家環(huán)境信息中心網(wǎng)站NPP-VIIRS,時間2020年1月,空間分辨率500m)。
農(nóng)田景觀是由農(nóng)田和自然生境(如林地、河流、草地、溝渠等)斑塊形成的鑲嵌體[14]。研究顯示,高強度、集約化生產(chǎn)的農(nóng)田景觀,自然斑塊較小,界定和保護(hù)難度較大,如何識別其范圍與類型顯得十分重要?,F(xiàn)有主要識別方法包括:1)土地覆蓋分析法;2)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)分析法,通過對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的分析提取潛在生態(tài)空間指標(biāo);3)物種信息分析法,通過區(qū)域指示性物種識別生境的空間范圍[15]。同時不同的生境類型對生物多樣性的影響各不相同,如水田和灌溉時期的水澆地,通常被視為人工濕地,相比旱地具有較豐富的物種類型。農(nóng)田景觀中的林地所具有的不同樹種搭配、林齡及更新周期、林分演替、林地面積等特征對生物多樣性影響不同[16]。本文選用土地覆蓋分析法,根據(jù)實地調(diào)研和土地覆蓋遙感數(shù)據(jù),將區(qū)域內(nèi)生境按照各自特征精細(xì)劃分,本文生境可分為6個一級生境和23個二級生境(表1)。
表1 研究區(qū)域生境類型和特征描述
現(xiàn)有研究將景觀異質(zhì)性(Landscape Heterogeneity)作為定量評估農(nóng)業(yè)生物多樣性的重要指標(biāo),景觀空間結(jié)構(gòu)與組成是在區(qū)域和景觀尺度上主導(dǎo)生物多樣性格局的重要因子。在評估空間異質(zhì)性時一般從3個方面進(jìn)行,包括空間尺度、景觀單元、要素的結(jié)構(gòu)與特征[17]。本文選用景觀格局指數(shù)(Landscape Indices or Metrics)來量化在區(qū)域和景觀尺度的異質(zhì)性[18]。區(qū)域尺度異質(zhì)性主要體現(xiàn)在景觀空間組成多樣性即人工、半自然、自然空間比例,選取指標(biāo)為香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon's Diversity Index,SHDI)、香農(nóng)平均指數(shù)(Shannon's Evenness Index,SHEI),景觀分離度(DIVISION)和蔓延度指數(shù)(Landscape Contagion Index,CONTAG);景觀尺度上的空間結(jié)構(gòu)影響生物多樣性,即景觀元素的空間密度、形狀、位置等,選取指標(biāo)為斑塊密度(Patch Density,PD)、散布與并列指數(shù)(Intersprsion Juxtapsition Index,LJI)、最大斑塊指數(shù)(Largest Patch Index,LPI)、斑塊數(shù)量(Number of Patches,NP)。使用Fragstats 4.2軟件中的移動窗口法(Moving Windows),經(jīng)過測試選取粒度為30m、幅度1 000m為最優(yōu)參數(shù)[14]。在地塊尺度選取生境質(zhì)量(Habitat Quality Index,HQI)指數(shù)來表示斑塊之間相互作用的權(quán)衡,該指數(shù)通過InVEST模型的生境質(zhì)量模塊(Habitat Quality Module)計算,根據(jù)現(xiàn)有研究成果并參考InVEST說明書[19-20],確定生境威脅因子影響距離與生境適宜性及敏感性矩陣。將以上數(shù)據(jù)作均一化處理(1~100),構(gòu)建多尺度生境質(zhì)量指數(shù)(Multiscale Habitat Quality Index,MHQI),即:
其中,
式中,LHa為區(qū)域空間異質(zhì)性指數(shù);LHb為景觀空間異質(zhì)性指數(shù);*為歸一化后的值;α、β、γ為貢獻(xiàn)度常數(shù),一般根據(jù)研究區(qū)域的景觀現(xiàn)狀,通過層次分析法確定,本研究中α=0.2,β=0.2,γ=0.6。
在區(qū)域尺度下識別潛在生態(tài)廊道,構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò),對于物種在棲息地之間的移動和多樣性的提升具有重要的作用[21]。現(xiàn)有研究中利用最小成本路徑(Leastcost-path Method,LCP)來確定斑塊間潛在廊道的重要性,但該方法被多個研究指出,其模型限制于單個最優(yōu)路徑,計算較為煩瑣,且不能完全反映物種或基因的隨機流動性[9]。電路模型結(jié)合隨機遷移理論和圖論的優(yōu)點,通過將電阻、電流、電導(dǎo)率等物理量賦予生態(tài)學(xué)含義后運用于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的識別,在一定程度上解決了以上問題[22]。因此,本文以生境識別為基礎(chǔ),使用基于圖論的Conefor 2.6軟件計算生境斑塊的整體連通度指數(shù)(Integral Index of Connectivity,IIC)和可能連通度指數(shù)(Probability of Connectivity,PC)來量化生境間維持或改善連通性的相對重要性,按照當(dāng)?shù)爻R姷镍B類的飛行半徑作為連通距離閾值(Distance Threshold,DT),如鳳頭??(Podiceps cristatus)、白鷺(Egretta garzetta)[23],選擇1~15km為鳥類搜索半徑,1km為間隔,共15個距離閾值進(jìn)行測試計算,經(jīng)過計算與比較,選擇4km為最佳閾值[9],引入斑塊重要性指數(shù)dI均分權(quán)重,其計算公式為[24]:
式中,dI為斑塊重要性指數(shù);dIIC為斑塊整體連通度指數(shù);dPC為可能連通度指數(shù)。選取因子構(gòu)建阻力面(表2),使用Linkage Mapper V 2.0中的Pathways Tool識別潛在廊道,Centrality Mapper計算斑塊中心度和廊道電流密度,Pinchpoint Mapper識別廊道中關(guān)鍵夾點[23]。
表2 阻力面構(gòu)建參數(shù)
研究區(qū)域內(nèi)生境分布如圖2,具體為人工生境,農(nóng)田類總面積為1 976.15km2,占總面積的79.1%,是區(qū)域中最主要的生境類型;建設(shè)用地類總面積為263.81km2,該區(qū)域中人為活動的擾動較大。自然生境、林地類總面積為138.33km2,僅西北具有較大成片的林地,其他區(qū)域孤立分布;東北部防風(fēng)林網(wǎng)較多,總長883.21km,沿農(nóng)田和道路分布,寬度約10m左右,其可作為連通棲息地的重要廊道。農(nóng)田內(nèi)具有大量用來灌溉的溝渠,總長度約為874.5km,其兩側(cè)可作為生物棲息的場所;坑塘主要存在于農(nóng)田或靠近農(nóng)村居民點,用來旱季儲水或養(yǎng)殖,其可作為生物遷徙和流動中的踏腳石(stepping-stone)[11]。
圖2 黑山縣生境類型識別結(jié)果
基于景觀格局指數(shù)的空間異質(zhì)性評價顯示,在區(qū)域尺度上空間異質(zhì)性較高的區(qū)域主要在人口集中的西南部、防風(fēng)林與農(nóng)田組合的東北部,以及林地較多的西北山地(圖3-1);在景觀尺度上,異質(zhì)性較高的區(qū)域主要是中部和東北部農(nóng)田區(qū),該區(qū)域農(nóng)田生境斑塊占據(jù)主導(dǎo)地位,造成了斑塊散布程度、密度和數(shù)量的指數(shù)較高(圖3-2)。由以上可知,景觀指數(shù)在一定程度上可以評價景觀空間的異質(zhì)性,但缺乏對于生境之間相互作用程度的考量。在基于InVEST模型的生境質(zhì)量評價中,耕地和建設(shè)用地作為主要的威脅,生境質(zhì)量較高的區(qū)域主要為面積較大的水庫區(qū),部分河道、林地及東部的水田(圖3-3)。同時,公式(1)統(tǒng)籌以上的評價結(jié)果得到區(qū)域生境質(zhì)量(圖3-4),區(qū)域內(nèi)大面積的農(nóng)田拉低了整體生境質(zhì)量,生境質(zhì)量較高的區(qū)域孤立分布且面積較小,其位置與已識別的自然生境位置較為吻合,結(jié)果具有一定的可信度。
圖3-1 研究區(qū)區(qū)域空間異質(zhì)性
圖3-2 研究區(qū)斑塊空間異質(zhì)性
圖3-3 研究區(qū)斑塊生境質(zhì)量
圖3-4 研究區(qū)區(qū)域生境質(zhì)量
在最優(yōu)距離閾值4km下,以區(qū)域生境質(zhì)量評價為基礎(chǔ),選取dI值大于0.5、面積大于5hm2的自然斑塊80個,總面積為34.42km2,作為生物遷徙和棲息的生態(tài)源地;識別源地間潛在廊道208條,長度為42~34 975m,其主要沿河流、溝渠、林網(wǎng)分布(圖4-1)?;诎邏K中心度和廊道電流密度,對所識別的廊道和斑塊進(jìn)行分級(圖4-2),其中,廊道電流強度集中在33~474A之間,選取大于177.62A的為重要廊道,共34條,總長度為68.88km;選取大于127.93A的為一般重要廊道,共44條,總長度為244.22km;同時選取中心度大于200的33個斑塊為重要生態(tài)源地,同時發(fā)現(xiàn)中心度越高的斑塊其所連接的生態(tài)廊道越多。重要生態(tài)源地主要分布在西北丘陵區(qū),以中心度最高的龍灣水庫為中心,向北連接蛇盤山風(fēng)景區(qū)、老官水庫,向東連接黑山子,向西連接醫(yī)巫閭山,形成了密集的生態(tài)網(wǎng)絡(luò);高密度電流的生態(tài)廊道主要集中在東北、西北、東南3個區(qū)域范圍內(nèi),南北雖有連通,但廊道電流密度相對較低,也同時說明由于中部區(qū)域生態(tài)源地的缺乏。夾點區(qū)域的識別結(jié)果顯示(圖4-3),關(guān)鍵夾點區(qū)域主要分布在農(nóng)田邊緣區(qū)且靠近農(nóng)村居民點,對照遙感影像發(fā)現(xiàn),80%以上的重要夾點區(qū)域與河道、溝渠、坑塘或防風(fēng)林網(wǎng)位置重合(圖4-4),說明農(nóng)村居民點的建設(shè)對于原有廊道空間的干擾對物種遷移造成了一定的阻力,同時溝渠、坑塘和防風(fēng)林可以作為生態(tài)廊道的重要載體。
圖4-1 生態(tài)源地與潛在廊道識別
圖4-2 斑塊及廊道重要性分級圖
圖4-3 廊道關(guān)鍵夾點識別
圖4-4 衛(wèi)星圖對照研究
由圖4-2可知,重要的生態(tài)斑塊主要有3種類型,即以B2、B3、B7、B13為代表的西北部淺山區(qū)自然林地;以B4、B10為代表的靠近農(nóng)村居民點的林地;以B1、B5、B6、B8、B11為代表的開放水域。B3區(qū)域是巫醫(yī)閭山東側(cè)邊緣地帶,由于城鎮(zhèn)的建設(shè)和農(nóng)田的侵占,其林地質(zhì)量和面積逐年降低,故對該類型斑塊應(yīng)加強林木撫育、建設(shè)緩沖帶,禁止農(nóng)田對林地的繼續(xù)侵占;同時構(gòu)建廊道連接B15,加強與行政邊界外的生態(tài)空間的聯(lián)系。B1作為飲用水源保護(hù)區(qū),有著較好的生態(tài)質(zhì)量,斑塊中心度最高,是多種生物的棲息場所,但其他水域斑塊的生態(tài)質(zhì)量參差不齊。如緊鄰農(nóng)田和居民點的B4、B10、B11等區(qū)域,其受干擾程度大,植被稀少,在對該類型空間在加強防護(hù)的同時,應(yīng)建設(shè)圍村圍屯林地,以協(xié)調(diào)人類活動干擾與生態(tài)本底之間的矛盾為關(guān)鍵,將原有的破碎斑塊(B6、B10、B13)整合連通,形成完整的生態(tài)空間。B16區(qū)域不是本次識別的重要生態(tài)斑塊,其現(xiàn)狀是一片水田,該區(qū)域原為饒陽河濕地中心區(qū),后因歷史原因被農(nóng)田侵占,且該區(qū)域在國土空間規(guī)劃所劃定的濕地生態(tài)紅線之中,故應(yīng)在規(guī)劃中恢復(fù)其濕地屬性。
根據(jù)圖4-3、4-4可知,研究區(qū)內(nèi)大量夾點區(qū)域位于靠近農(nóng)村居民點的生態(tài)空間。同時現(xiàn)有村鎮(zhèn)體系中鄉(xiāng)村生活空間的生態(tài)屏障不完整,對自然空間產(chǎn)生多重的污染與干擾。故需整合破碎化的林斑林帶,完善圍村、護(hù)村的林盤建設(shè);將村鎮(zhèn)間低效的耕地、破碎的宅基地退耕還林;沿現(xiàn)有溝渠和坑塘布局林帶,形成多樣化的林盤空間,形成生態(tài)宜居的基本村鎮(zhèn)單元(圖5)。尤其是研究區(qū)的中間地帶,增加該類型的生態(tài)斑塊,有助縮短廊道長度,提供物種棲息場所和遷徙的踏腳石。
圖5 “營林造盤”模式
根據(jù)圖4-2可知,重要廊道C1~C6,一般重要廊道C7~C12,一般廊道C13~C30與主要的河流、防護(hù)林網(wǎng)、溝渠和坑塘位置接近或重合,具有較強的可實施性。同時河流、防護(hù)林網(wǎng)、溝渠是農(nóng)田景觀中生物多樣性最為富集的邊緣區(qū)域。故結(jié)合30條可規(guī)劃實施的潛在生態(tài)廊道,依托林網(wǎng)、水網(wǎng)、溝渠網(wǎng)體系串聯(lián)坑塘和林盤單元,形成具有平原農(nóng)業(yè)特色的生態(tài)基底,為生物多樣性的提高營造了基礎(chǔ)環(huán)境(圖6)。其中依托于水網(wǎng)的廊道作為網(wǎng)絡(luò)的骨架結(jié)構(gòu);依托林網(wǎng)的廊道需要完善現(xiàn)有道路和河流周邊的核心林帶,完善沿道路和溝渠建設(shè)的防護(hù)林網(wǎng);同時加強坑塘體系建設(shè),使其成為區(qū)域物種的密集區(qū)與中心區(qū)。
圖6 多網(wǎng)共生的棲息地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及分類效果圖
平原農(nóng)業(yè)區(qū)集約化的生產(chǎn)方式給區(qū)域的生物多樣性帶來了挑戰(zhàn),通過景觀規(guī)劃的方式提高平原農(nóng)業(yè)區(qū)多尺度的空間異質(zhì)性,構(gòu)建多樣化的生境和廊道是有效的解決手段。本研究的結(jié)論具體為以下幾方面。
1)不同生境對于生物生存的影響有著較大的區(qū)別。本文通過辨別農(nóng)田的種植模式,林地的樹木種類、農(nóng)業(yè)區(qū)水域的不同功能、農(nóng)業(yè)區(qū)建設(shè)用地類型,將研究區(qū)域的生境類型分為23個生境。其中坑塘、溝渠功能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn),但對于平原農(nóng)業(yè)區(qū)生物多樣性的促進(jìn)具有一定的潛力。同時需要注意的是,農(nóng)村居住用地和城鎮(zhèn)居住用地相比,對于生物多樣性的威脅較低。
2)本研究結(jié)合景觀格局指數(shù)和生境質(zhì)量評價發(fā)現(xiàn),區(qū)域內(nèi)整體生境質(zhì)量不佳,高質(zhì)量區(qū)域面積較小且分布孤立,農(nóng)田是影響整體生境的主要原因。景觀格局指數(shù)對于區(qū)域景觀異質(zhì)性的描述不能夠完全代表該區(qū)域的景觀生境的質(zhì)量,從而對生物多樣性的提升做出決策,主要原因在于景觀格局指數(shù)只能反映斑塊之間的數(shù)量關(guān)系、空間關(guān)系等,不能反映斑塊之間內(nèi)在生態(tài)層面的相互影響。故引入生境之間相互作用的關(guān)系權(quán)衡作為補充,可使研究較為完整。
3)本研究以“源地-廊道-節(jié)點”的生態(tài)空間構(gòu)建范式優(yōu)化平原農(nóng)業(yè)的生境格局。識別生境源地80個,潛在生態(tài)廊道208條,并根據(jù)其重要性做出分級。同類型的研究將文獻(xiàn)或?qū)嶋H觀測的生物(鳥類、節(jié)肢動物等)空間分布與所識別的廊道和源地進(jìn)行比照,可以進(jìn)一步提高結(jié)果的可信度,但本研究可參照的數(shù)據(jù)較少;同時本文將鳥類的飛行半徑作為連通距離閾值,是因為在區(qū)域尺度上鳥類對于生態(tài)空間的連通性特別敏感,且相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取更為容易[25];但在更小尺度上,相關(guān)研究通常采用節(jié)肢動物如蝴蝶、蜜蜂等作為指示物種,研究其遷徙的路徑和物種豐度,作為廊道研究分布的補充[14],但本文由于數(shù)據(jù)的限制未考慮此部分。斑塊B15所處的區(qū)域林地面積較大,實際生境質(zhì)量較好,但在Linkage Mapper計算的中心度較低,未選擇其為重要斑塊,由于該模型對于中心度數(shù)值的計算依賴于與其他斑塊的連接數(shù)量,該斑塊所處的位置為行政區(qū)劃邊緣,影響了最終結(jié)果。本研究所識別的關(guān)鍵夾點區(qū)域靠近農(nóng)村居民點,與河道、坑塘、溝渠、林地等生境重疊,通常為農(nóng)田的邊緣區(qū)域,受到農(nóng)村居民點的干擾。同類型的研究也證實了以上結(jié)論,夾點區(qū)域通常位于不同類型景觀的邊緣區(qū)域,同時受到干擾較大,如道路切割、建設(shè)用地占據(jù)等[9]。
4)最后提出了多尺度的平原農(nóng)業(yè)區(qū)生物多樣性保護(hù)規(guī)劃途徑,包括保護(hù)和恢復(fù)核心生境,構(gòu)建“營林造盤”的生態(tài)廊道關(guān)鍵夾點,形成以林網(wǎng)、水網(wǎng)、坑塘網(wǎng)為依托的生境體系。除了空間規(guī)劃之外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理也對生物多樣性有著重要的影響。豐富的種植模式在增加斑塊內(nèi)異質(zhì)性的同時,避免由于種植單一農(nóng)作物而造成的病蟲害,以及過量化學(xué)品的施用造成的經(jīng)濟和生態(tài)損失。后期的研究還需針對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)提出生產(chǎn)的多樣性規(guī)劃,鼓勵發(fā)展立體農(nóng)業(yè)技術(shù),促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)穩(wěn)定,提高生物多樣性。
注:文中圖片均由作者繪制。