传粉服务是人类社会持续存在与发展所依赖的重要生态系统服务之一,野生蜂作为重要的传粉者易受到气候变化、农业集约化、景观转变导致的自然生境丧失等因素的影响.通过种植蜜源植物营建传粉昆虫栖息地是一项重要生态系统传粉服务调控手段.本研究于苹果花期调查北京市昌平区22个苹果园内野生蜂现状和地表开花植物及其特征,分析野生蜂多样性对果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度的响应,以期为野生蜂栖息地营建的蜜源植物选择提供参考.结果表明:苹果花期共在研究区捕获野生蜂3517头,分属5科13属49种;调查到与苹果园花期重合的地表开花植物共21种,统计花色5种,花序类型9种;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数、社会性蜜蜂丰富度与开花植物物种数呈显著正相关关系;总野生蜂群落丰富度、社会性蜜蜂丰富度、地下筑巢蜜蜂丰富度与花色丰富度呈显著正相关关系;隧蜂科蜜蜂多度与花色丰富度呈显著负相关关系;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数与花序类型丰富度呈显著正相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度与白色花盖度呈显著负相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度、社会性蜜蜂多度、地上筑巢蜜蜂丰富度与紫色花盖度呈显著正相关关系.其余不同科、不同生活方式、不同筑巢类型野生蜂群落与果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度暂未发现显著相关性.本研究表明,苹果园花期果园开花植物及其特征多样性的增加能够提升果园野生蜂多样性,增加紫色花盖度有利于促进切叶蜂科蜜蜂、社会性蜜蜂、地上筑巢蜜蜂的多样性.

景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系.然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少.选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了 180 个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫(Xyleborus affinis)、传粉昆虫-中华蜜蜂(Apis cerana)和天敌物种-玉米螟赤眼蜂(Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen),刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用 3 种机器学习模型(神经网络、随机森林、支持向量机)拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性.结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R2在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到 0.785、0.845 和 0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高.研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法.

中国西南亚高山地区的植被景观恢复动态一直缺乏深入研究,以四川省茂县的大沟流域为研究对象,基于航片、地面调查、QuickBird和Pleiades遥感影像数据源,采用人工目视解译的方法,建立了大沟流域景观格局分布信息数据库,开展了大沟流域1978-2020年景观格局恢复动态及其特征的研究.结果表明:(1)研究期间,流域内的优势景观为落叶杂灌、草地和油松林,由于封山育林政策的实施,在未来较长的一段时间内优势景观类型将得以保持.(2)1978-2020年间大沟流域的植被覆盖度维持在较高水平,森林面积逐渐增加,农业主要转变为果园经济,整体景观的动态度在逐渐减小.(3)随着植被的恢复,大沟流域景观的物种丰富度、优势景观优势度和景观的连通性都在增加,但景观的破碎化程度依旧较高.首次对大沟流域的植被演变进行了探究,为西南亚高山及岷江流域地区的森林恢复提供了一定的科学依据.未来相关领域还需加强景观格局演变驱动机制的研究,并制定更加合理的生态环境管理政策.

崩岗是地质构造、地貌条件、气象水文、植被、人类活动等综合作用下形成的一种复合侵蚀地貌,崩岗的形成与发展已严重制约了当地农业生产和社会经济发展.通过调整土地利用结构方式、优化景观格局是防治红壤区崩岗侵蚀的重要手段.如何从斑块类型水平揭示景观格局与崩岗侵蚀的关系,对于控制崩岗侵蚀、提高生态环境效益具有重要意义.以福建省安溪县为例,运用ArcGIS水文分析工具和DEM数据将该区域划分为 53 个子流域,以崩岗面积与密度为响应变量,景观格局指数为解释变量,采用冗余分析(RDA)法和通径分析法,从斑块类型水平探讨景观格局指数与崩岗面积与密度的影响.结果表明:影响崩岗侵蚀的景观格局指数主要由土地利用类型决定,其中林地的景观格局指数对崩岗特征的解释度最高(63.82%),其次为耕地(49.19%)和建设用地(42.01%);耕地景观类型面积、林地聚集度、建设用地景观形状指数和林地斑块连接度4 个指标显著影响崩岗特征,对崩岗特征变化的贡献率分别为 51.5%、26.9%、9.2%和 6.1%,且 4 个指标对崩岗特征的累积解释度达到 66.2%;通径分析发现耕地景观类型面积、林地斑块连接度、林地边缘密度、林地斑块类型面积百分比和建设用地边缘密度的综合作用对崩岗面积变化和密度变化的解释程度分别为 71%和 85%,其中耕地景观类型面积和林地斑块类型面积百分比对崩岗面积和崩岗密度的影响最大,通径系数分别是 0.499、-0.440 和0.608、-0.342.总体而言,科学合理的规划耕地、林地和建设用地的空间布局,提升景观类型整体生态效应,对抑制崩岗侵蚀具有重要意义.研究结果对于科学规划土地利用、控制红壤区崩岗侵蚀具有重要指导意义.

农业景观非农生境的精准识别对于打造高异质性农业景观,促进农作物增产与维持农田生物多样性具有重要意义.本研究基于无人机可见光影像构建了改进型绿蓝植被指数(MGBVI),并运用MGBVI和常见的7种可见光植被指数开展农业景观非农生境信息提取试验,对精度较高的前3种植被指数在非农生境组成有差异的2处农业景观区进行适用性验证.结果表明,MGBVI、归一化绿蓝差异指数(NGBDI)和绿蓝比指数(GBRI)提取非农生境的效果优于其他5种指数,其总体精度分别为95.08％、94.50％和94.46％,在区分非农生境和萌芽出苗期农田方面更有优势,尤其MGBVI能够精准识别非农生境中植被覆盖相对稀疏的田块边界.这3种指数在验证区的分类总体精度均高于94％,其提取结果受非农生境组成差异影响的波动较小,验证了 MGBVI等绿蓝通道指数在无人机影像提取农业景观非农生境中具有较好的可用性和稳定性.本研究可为复杂小地理区域农业景观非农生境的遥感识别与动态监测提供技术参考.

定量探讨影响因子对景观格局的驱动机理,有助于厘清山区景观格局演变过程以及发展方向.基于地貌差异的景观格局转型研究框架,从"全域-典型地貌区"的视角探究1990-2020年三峡库区腹地奉节县不同地貌下景观格局的时空演变规律,归纳其转型模式.利用二元Logistic回归模型探讨不同地貌区影响因子与景观格局的相关性,以阐释其驱动机理.结果表明:①近30年间耕地与草地缩减,林地、果园以及撂荒地增长,景观破碎度增加.其中,河谷丘陵区耕地大幅缩减,果园迅速扩张;低山区耕地缩减速度减缓,耕地撂荒现象明显;中山区林地恢复性增长.河谷丘陵区趋于经济导向性,而低山区与中山区趋于生态导向性.②研究区景观格局表现为传统农业型、农业主导型以及生态主导型Ⅰ向生态经济型、生态主导型Ⅱ以及生态型转变.根据不同地貌景观格局转型特点,归纳总结为"河谷丘陵-生态经济型"、"低山-生态主导型Ⅱ"、"中山-生态型"3种转型模式.③影响因子对研究区景观格局的解释作用具有差异性.从全域来看,农业型与生态型景观格局主要受人为干扰因素的影响,生态经济型景观格局主要受地形因素的影响,自然景观格局主要受水热条件的影响;从不同地貌区来看,地形是影响河谷丘陵区景观格局的主导因素,随着地貌梯度的增加,地形对低山区与中山区景观格局的解释作用减弱,人为干扰对其解释作用增强,山地景观格局受到人为干扰与地形的共同影响.研究结果揭示了基于地貌差异的景观格局演变的独特性规律,对三峡库区生态经济建设以及山区土地资源的合理规划具有重要意义.

加强生态网络建设是改善城市生态环境和保护生物多样性的重要举措.以宁夏灵武市为例,基于遥感及社会经济数据,采用形态学空间格局分析法、Linkage Mapper以及改进的重力模型方法,分析了生态网络与社会经济景观"双网"格局及相互关系.结果表明:2000-2020年,灵武市的土地利用/覆被发生了剧烈变化,沙地、草地面积锐减,林地、建设用地面积增加,工业区快速扩张;"双网"在连通性和稳定性方面均有所提升.人类活动密集区分布于城市区、绿洲农业区以及宁东能源工业区,生态源地及生态廊道主要分布于自然保护区中部,部分延伸到其他功能区;交通廊道呈现在农业区和宁东能源工业区密集分布、在两区之间贯通的"H"型格局,"双网"均以各自功能区空间为核心且存在交织分布;"双网"呈现从冲突走向协同发展的态势,空间上存在明显分区及交互情况,农业区和宁东能源工业区的生态均存在初期破坏、后期改善的情况.今后,需加强生态保护与社会经济发展的相互协调,可通过生态源地与廊道质量提升、生态节点建设与生态干扰点修复等组合措施提升生态质量.

截至2022年,农业农村部已公布139个中国重要农业文化遗产.农民作为农业文化遗产保护的主体之一,应认可其贡献.因此,探讨重要农业文化遗产利用中的农民权益保护具有重要的现实意义,可为重要农业文化遗产的保护提供参考.研究发现,重要农业文化遗产是植根于遗产地悠久的文化传统和农民长期的实践经验,具有丰富的生物多样性、农业技术、传统知识、生态与文化景观的农业生产系统.农民是重要农业文化遗产的创造者、保护者和传承者,利用重要农业文化遗产不能忽视农民主体地位和权益的保护.根据现有法律制度,重要农业文化遗产利用中涉及的农民权益主要包括参与权、惠益共享与生态补偿.目前这3种权益的实现都存在不同程度的困境.为此,本文从激发农民参与意愿、完善农民参与机制、强化农民参与保障等方面提出农民参与权的实现途径;从明确惠益共享内容、建立惠益共享机制、完善相关配套制度等方面提出农民惠益共享实现的举措;从明确生态补偿主体、确定生态补偿标准、建立多元化的生态补偿资金来源和补偿方式等方面提出农民获得生态补偿的措施.以此保障重要农业文化遗产利用中的农民权益,实现重要农业文化遗产的高质量可持续发展.

CO不仅是中国主要的空气污染物之一,还是温室效应的贡献者.农业用地每年消耗了大量的CO通量,土地利用/覆盖格局对于调控CO空间分布发挥了较大的作用.针对土地利用/覆盖调控CO空间分布开展研究,以华北平原为例揭示人类活动对CO空间异质性的影响.研究发现2010至2020年华北平原CO排放量由4964×104t降低至2683×104t,大部分耕地CO浓度由90t/km2下降至45 t/km2以下.CO浓度空间集聚程度呈现先降低后升高趋势,Moran's I指数由0.25增加至0.41.经济发展迅速的地区CO污染较为严重,北京和周边城市形成了 CO污染高-高集聚区,周口和淮北等城市则形成了低-低集聚区.总体来看,CO浓度呈低-低集聚分布的区域不断扩大,反映出CO减排措施已经初见效果.研究表明土地利用/覆盖在类型与结构方面的差异影响了 CO的排放、扩散以及氧化消耗,增加了大气CO收支的不确定性,对CO空间分布具有一定的调控作用.通过分析土地利用/覆盖与CO空间分布的关联性,探究土地利用/覆盖及景观格局对区域CO的调控作用,为实现有效防控CO污染、推进减污降碳协同治理、改善区域环境质量以及提高人居环境水平提供决策参考.

长江流域生态系统格局复杂,多种社会经济、政策和自然因素对土地利用变化的影响使得生态环境发生变化.分析了2000年至2015年长江流域生态系统格局和演变特征,及主要驱动力对生态系统变化的贡献.15年间,共有约6.4万km2的生态系统类型发生变化,城镇增长67.5％,农田缩减7.5％,森林增加2.1％,剧烈的生态系统变化集中于下游,以及中上游的大城市,城镇聚集区以及退耕还林区.生态系统景观破碎化程度和景观多样性提高.上、中、下游生态系统格局、构成差异较大,15年间,上游和下游森林显著增加,下游城镇显著扩张、农田和湿地显著缩减,上游湿地增加最为显著.城镇化是生态系统格局演变的首要驱动力,对生态系统变化的贡献率达48.0％,长江下游城镇化的贡献率高达64.5％.生态保护与恢复工程是第二驱动力,对生态系统变化的贡献率为32.8％,在上游高达47.8％.水资源开发和农业开发贡献率分别为8.5％和9.9％,此外,气候变化促使高原湖泊面积增大.为保护长江流域生态系统的可持续发展,需划定生态保护红线,合理规划城市化进程中的土地利用,保护优质耕地,禁止重要湿地的开发.