水鸟是反映湿地生态系统状况的指示物种,水鸟多样性保护优先区识别对自然保护区功能区划和湿地保护修复具有重要意义.于2020年5月-2021年4月,开展了衡水湖自然保护区水鸟群落的调查监测,采用GIS软件和结构方程模型等分析其不同区域水鸟群落结构和季节性变化、水鸟多样性分布格局及其驱动因素.结果表明:(1)衡水湖自然保护区不同区域均表现出以雁鸭类等游禽为优势种的水鸟群落特征,衡水湖西湖和滏东排河的水鸟物种丰富度和Shannon多样性指数最高,衡水湖东湖的水鸟种群数量最大,滏阳新河的鸻鹬类种群数量相对较大.(2)不同区域水鸟群落具有明显的季节性变化特征,春夏季涉禽数量明显增多,但仅在衡水湖自然保护区东湖、西湖和滏阳新河成为水鸟群落的优势种;9月之后各区域游禽种数和种群数量占比均明显上升,雁鸭类成为优势种群.(3)水鸟物种丰富度和种群数量较高的区域主要在自然保护区的湿地恢复区、滏东排河和小湖隔堤两侧等地;不同类群水鸟的空间分布格局差异较大,雁鸭类分布较为分散,鸻鹬类、鹤鹳类水鸟分布更为集中;栖息地状况是影响衡水湖水鸟多样性的主要因素.(4)衡水湖水鸟保护优先区包括湿地恢复区及周边区域、南李庄鱼塘、良心庄鱼塘及周边区域、东湖的姊妹东岛、小湖隔堤两侧等5个区域,占保护区总面积的8.94％.研究结果为衡水湖自然保护区的功能区划、水鸟保护策略制定、栖息地保护修复提供了相关依据.

珊瑚礁生态系统提供了重要的经济和生态效益,但人类活动和气候变化已威胁到脆弱的珊瑚礁生态系统.本研究选取马来西亚的热门旅游海岛——热浪岛和停泊岛作为研究区域,基于暴露性-敏感性-适应性模型框架,结合调查数据和人类活动兴趣点空间分析方法建立珊瑚礁生态脆弱性评价指标体系,评估研究区珊瑚礁的生态脆弱程度,并提出管控对策.结果表明:研究区珊瑚礁生态脆弱性指数为-0.30～0.66,热浪岛周边站位生态脆弱性指数平均值为0.08,停泊岛周边站位生态脆弱性指数平均值为0.26,停泊岛区域的珊瑚礁脆弱性整体高于热浪岛,高度脆弱地点主要聚集在大小停泊岛的南部,而轻度脆弱地点位于停泊岛西北和热浪岛东部.冗余分析结果表明,影响珊瑚礁生态脆弱性的主要环境因子为盐度、浊度,主要人类活动因子为度假村和客运码头.控制娱乐设施与珊瑚礁区的距离、对海洋公园进行功能区划分等措施可能对降低当地珊瑚礁脆弱性具有积极意义,可作为当地珊瑚礁保护管理的备选对策.

识别区域生态系统服务簇及其结构模式,是揭示人地系统客观规律的前提和基础.基于中国气候区划、农业自然区划和主体功能区划成果和三级流域单元,并遵循统一性、一致性、区域共轭性等规律,坚持尽可能保持自然与行政边界完整性的原则,对广东省陆域进行自上而下为主的地域区划,以最大化保持流域单元和生态系统的完整性;按照区划单元测算粮食供给、原料生产、水资源供给等 12 项区域典型生态系统服务价值量和z-score分值,最后运用K-均值聚类法,进行生态系统服务簇与模式识别.得到以下结果:广东省陆域涵盖中亚热带、南亚热带和边缘热带 3 个自然地带,可划分为 9 个经济片区共 34 个自然的流域单元,形成了"3+9+34"的三级地域区划方案;识别出水文调节保护型、水土保持调节型、生态保育公园型、生态宜居和谐型、综合协调供给型共 5 类生态系统服务簇的结构模式,展示出广东省陆域生态系统服务簇以珠三角为核心的空间对称分布模式;受地形、地貌等自然地理环境和土地利用等人类活动的影响,不同区域生态系统服务簇各具独特的地形和地理特征,承担着的生态系统服务功能各异.基于这些结果,研究提出生态系统服务簇模式的差异化生态系统管控措施,为省域国土空间规划的实践提供研究支撑.

鸟类栖息地会随着季节迁徙而改变,基于此对以珍稀濒危鸟类保护为主要目标的自然保护区进行动态分区管理,能够有效提高土地利用效率,协调生物多样性保护与其他生态系统服务功能利用.通过MaxEnt模型分析预测安徽升金湖国家级自然保护区鸟类繁殖季和越冬季的栖息地范围,并采用空间叠加分析方法得到动态分区方案.结果发现:繁殖季鸟类栖息地适宜性受到人口密度、丰水期土地利用类型、距居民点距离、距道路距离等环境因素的影响;越冬季鸟类受到距道路距离、人口密度、距枯水期水体距离、枯水期土地利用类型等环境因素的影响.运用ArcGIS水文工具分析出升金湖国家级自然保护区汇水单元作为其动态区划单元,根据鸟类栖息地季节性变化的特点结合分析结果叠加分析,将安徽升金湖国家级自然保护区划分为核心栖息地保护区、繁殖季栖息地保护区、越冬季栖息地保护区和一般控制区.核心栖息地保护区要进行全年严格保护,繁殖季栖息地保护区和越冬季栖息地保护区在相应鸟类栖息时段严格管控、非栖息时段可合理利用,一般控制区则全年可允许合理的行为活动.季节性动态分区方案注重解决安徽省升金湖国家级自然保护区生态环境保护和社区发展之间的矛盾问题,便于未来保护区生态保护规划决策的制定和实施,进一步丰富了以季节性栖息物种为主要保护对象的自然保护区的动态功能分区研究理论与方法体系,为制定提高自然保护区空间利用效率的生态管理策略提供了参考依据.综上,建议在升金湖国家级自然保护区生态环境保护和社区发展中,依据保护区季节性动态分区特征,实行分区管制,制定对应的生态环境保护和发展的措施.

面向"绿色城市圈"发展理念,构建武汉城市圈生态安全格局是实现区域经济、社会和生态协同发展的重要途径.传统研究采用的多指标叠加分析丢失了各因子蕴含的原始信息,仅可以识别同质化生态源地.将自组织映射神经网络模型(SOM)融入"重要性-敏感性-连通性"框架,依据生态系统服务组合划分生态功能区→识别多类型生态源地;综合自然因素与人类影响修正生态阻力面,并应用最小累积阻力模型(MCR)构建多特征生态安全格局.主要结论如下:武汉城市圈存在两类典型"高重要-低敏感—高连通"的生态源地,包括 9756km2 的粮食供给区(孝感市、天门市、潜江市和仙桃市)和 6791km2 的固碳释氧区(黄冈市东北和咸宁市东南),应作为生态安全核心区;低连通粮产源地分布于武汉市近郊与鄂州市,低连通碳汇源地分布在黄石市东南,宜作为生态保护功能区;共识别 39 条生态廊道,按照两端源地属性可划分为粮产连通轴、碳汇连通轴和跨类连通轴;综合构建了"一环、三翼、多联通"的武汉城市圈多特征生态安全格局.该格局有机融入了生态功能区划理念,有助于城市圈"因地制宜"采取相应的保护与修复策略.

生态系统服务供需关系研究是自然资源开发和生态环境保护空间差异化管控的重要依据,基于主体功能区划视角的研究对构建生态安全格局、促进区域经济可持续发展具有重要意义.以湖南省各县域为研究单元构建湖南省生态系统服务供需评估指数,运用ESSD系数、局部空间自相关等方法,将湖南省主体功能区划实施前(2006-2011年)和实施后(2012-2017年)两个时间段作对比,分析生态系统服务供需关系的时空变化及空间相关性特征.研究结果表明:(1)主体功能区划政策对湖南省有效保护生态系统,稳定供需关系产生积极导向作用.(2)湖南省生态系统服务供需系数存在显著的空间异质性,始终呈现西高东低的空间分布特征.各类功能区的生态系统服务供需关系存在较大差异,重要开发区主要表现为供不应求,重要生态功能区主要表现为供过于求,农产品主产区主要表现为供需均衡.(3)湖南省生态系统服务供需关系空间负相关性增强,生态系统服务供需空间平衡性差异加剧.

全球生态区划可以为全球和区域的生态系统保护与管理起到关键的空间指引作用,但当前全球生态区划方案存在重视生物地理分布特征而忽视生态系统服务的问题.系统梳理了全球生态区划研究进展,并总结为萌芽、发展和再认识的3个阶段.Bailey和Olson等的两套全球生态区划方案在近40年来使用最为广泛,但两套以生物多样性保护为区划目标的方案均属于生物地理区划范畴.为实现对区域生态安全保障和人地关系协调的全面支持,有必要开展以功能区划为主的全球生态区划研究,进一步完善生态区划理论体系、探索生态区划方法集成、突出生态系统服务权衡并聚焦人地关系动态演化.

水生态区划和水生态功能区划是流域水环境管理与水生态系统合理利用的重要基础,国内已经研究十年有余.本文针对该领域的一些共性问题,通过对水生态区划分与水生态功能类型划分的系统分析,探讨了水生态区划与水生态功能区划的关联性,提出了基于双树结构的RF-CH流程和钻石概念模型;并以辽河流域为例,参照其他研究者的区划方案,开展了以水生态三级区为基础的水生态功能分类,为流域水生态功能区划提供了一种可借鉴的流程框架.

浮游细菌在海洋生态系统中不可或缺,在海洋生物地球化学循环过程中起着关键性作用.[目的]为了解舟山群岛不同功能区划海域细菌群落结构及丰度变化,探索海洋生态因子对细菌群落结构的影响.[方法]于2016年夏季(8月)在舟山群岛不同功能区划海域共设置8个典型站位采集表层海水,基于细菌16S rRNA基因进行高通量测序;利用流式细胞术揭示各海域细菌丰度;利用典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)探讨海洋生态因子与细菌多样性之间的关系.[结果]共获取到305487条原始序列,基于97％相似性水平进行OTU (Operational Taxonomic Units)聚类分析,共得到1088个OTUs,包括29个门、62个纲、138个目、239个科、416个属.细菌群落组成在各个站位之间不尽相同,但都主要包括Flavobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria三大优势菌纲.CCA结果表明细菌群落结构和多样性情况与站位分布和所在站位的环境因子息息相关,Cyanobacteria受硝酸盐影响显著,Parcubacteria受温度影响最大,而磷酸盐对本实验海域菌群影响甚微.对海洋菌群潜在功能进行预测的结果显示,各海域菌群在氨基酸代谢、碳水化合物代谢、膜运输等方面功能较为突出,为今后舟山海洋微生物研究提供了新的方向.[结论]高通量测序分析可以更精确地揭示海洋菌群的群落结构信息.该研究为细菌群落结构与环境因素的关联提供参考.本研究所取得的大量数据既可以作为对舟山市海洋功能区划施行情况的响应,又将为舟山及其邻近海域浮游细菌群落结构的进一步研究奠定基础.

基于国家主体功能区划的自然保护区被界定为禁止开发区域,必然要对其科学有效地实施生态补偿.如何协调自然保护区生态保护和社区社会经济发展之间的关系,是目前自然保护区研究学者、决策者和社区共同关注的问题.建立有效的生态补偿机制是自然保护区取得生态保护和社区社会经济发展的关键.从生态补偿主体、客体、标准、方式等方面,进行自然保护区生态补偿机制框架的设计,提出完善自然保护区生态补偿的具体建议.以福建省戴云山国家级自然保护区为例进行实证研究,以期为构建可行性的自然保护区生态补偿机制提供参考.