国土空间生态修复是落实生态文明建设战略的重要举措,科学划定生态修复分区是有序推进国土空间生态修复工作的基本前提.本文以洮河流域为例,构建"生态系统抵抗能力-生态系统恢复能力-生态系统适应能力"的生态韧性分析框架,评价洮河流域生态韧性,划定国土空间生态修复分区,并提出相对应的生态修复措施.结果表明:洮河流域生态系统抵抗力和适应力指标空间分异较大,低值区与高值区之间缺乏自然过渡;生态系统恢复力指标空间差异明显,由东北向西南生态系统恢复力等级越高;生态韧性空间上呈现循环分布特征.基于韧性评价结果:洮河流域国土空间生态修复分区划分为五大类型,其中低生态韧性脆弱区分布在流域北部,占流域面积的7.49％;生态适应力提升区主要分布在甘南高原,占流域面积的34.04％;生态恢复力提升区主要集中在流域中部偏北区域,占流域面积的6.39％;生态抵抗力提升区分布零,占流域面积的16.57％;高生态韧性保护区主要分布在流域中部,占流域面积的35.52％.根据分区结果提出以提高林草覆盖率、增加景观类型为主的基于自然的生态修复措施,以期为生态保护修复工作提供参考.

生物多样性对维持多种生态系统功能和提高群落抵抗扰动能力具有重要意义.选择效应和生态位互补效应是被广泛讨论的维持生态系统功能的两种机制.然而,对于两种机制在气候变化背景下如何维持森林生态系统多功能性(EMF)的理解还不充分.该研究基于分布在中国东北寒温带和中温带天然森林的样地,以功能性状多样性(FDq=0)、单个和多维性状功能分散指数(FDis)代表生态位互补效应,群落加权平均性状值(CWM)代表选择效应,使用多元线性模型和偏最小二乘法路径模型(结构方程模型),探究气候变化背景下不同气候区内EMF的主要影响因子和驱动机制.主要结果有:(1)在中温带森林中,生物多样性的两种属性(树种多样性(SR)和FDq=0)都对EMF有显著的正效应,但FDq=0比SR更重要.在寒温带森林中,没有识别到生物多样性与生态系统多功能性之间的显著关系(BEMF).(2)中温带森林群落SR对EMF的正效应被性状差异和群落加权平均最大树高(CWMHmax)介导,选择效应和生态位互补效应两种机制同时维持EMF,选择效应略高于互补效应.CWMHmax是影响寒温带森林EMF的主要生物因素,选择效应是寒温带森林EMF的主要维持机制,SR对EMF的促进作用不显著,性状差异与EMF无关.(3)由于生物多样性的"保险效应",中温带森林抵抗气候变化的能力更强,气候因素对SR、性状差异、CWMHmax和EMF的影响都不显著.寒温带森林对气候变化敏感,气候是影响EMF的重要非生物因素.更高的年平均气温和降水量显著改变了群落的性状组成(CWMHmax),稀释了具有高竞争力和适应力性状(例如,最大树高(Hmax))的物种对生态系统功能的贡献,降低了选择效应.该研究结果强调了生物多样性对维持森林EMF的重要性,证明了选择效应和生态位互补效应都是中国东北温带森林EMF的驱动机制,并表明气候变化可能会通过改变寒温带地区森林群落性状组成(例如,CWMH接影响EMF.

气候变化和人为引种正在改变世界物种的分布格局,对生态系统中的关键物种构建分布模型,有助于理解全球气候变化背景下物种的分布变化规律,并预测其对生态系统的潜在影响.灰喜鹊(Cyanopica cyanus)是重要的食虫鸟类,对控制虫害、维持森林生态系统的稳定性具有重要意义,由于人为引种等原因,目前灰喜鹊已在其自然分布地外建立了多处可自我维持的种群.基于气候生态位理论,使用最大熵模型构建了自然分布地模型、引入地模型及综合分布模型等3种模型,模拟灰喜鹊在当前时期、2050s时期及2070s时期的潜在适生区,并以此分析灰喜鹊的分布格局与变化趋势.结果表明:(1)当前时期,自然分布地种群的适生区主要分布于华北、华中和华东地区,而引入地种群的适生区则主要分布于华南和西南地区;(2)在未来气候变化的背景下,各模型结果均表明灰喜鹊有显著的扩张趋势,自然分布地种群主要表现为向高纬度、高海拔地区扩散,截至2070s时期,适生区的质心向北偏东25°方向移动了 229.16 km,而引入地种群扩张趋势较缓,截至2070s时期,质心仅向北偏东46°方向移动了 67.69 km;(3)从适宜值方面来看,自然分布地模型中的高适生区在河北、山东、河南、安徽、江苏和湖北等地大面积增加,表明自然分布地种群不仅在适生区的边界有明显扩张的现象,由于适宜值的升高,该种群的密度可能也会随之增加,而引入地种群很可能在广西、广东、海南和台湾等沿海地区扩张和定殖;(4)综合来看,对灰喜鹊分布影响较大的环境变量为年均降雨量、最冷季度均温和温度季节性变化,表明灰喜鹊更偏好暖湿的东部季风区.综上所述,人为引入导致了灰喜鹊在华南和西南地区的定殖,而气候的暖湿化趋势则将促进该物种进一步向高纬度和高海拔地区扩张.灰喜鹊种群的扩张对控制松毛虫(Dendrolimus)等森林害虫具有积极意义,但其较强的适应力和竞争力也可能会对部分食虫鸟类造成影响.

从社会生态视角对乡村聚落系统的脆弱性进行评估,有助于厘清影响乡村聚落发展的因素,建立起应对风险扰动的分析框架,引导乡村可持续发展.以蒙洼行蓄洪区为例,综合运用VSD(Vulnerability Scoping Diagram,VSD)框架、显式空间脆弱性模型(Spatially Explicit Resilience-Vulnerability,SERV)模型及贝叶斯网络模型测度区域脆弱性并探究影响脆弱性的主要因素.结果表明:(1)蒙洼地区乡村聚落系统暴露度呈现"两边低、中间高、局部突出"的空间格局特征,镇区周边的乡村聚落敏感性较为突出,同时镇区所在行政村表现出良好的适应力,而乡村聚落系统总体脆弱性较高且高低值差异较大,空间格局呈不均衡分布态势,且结构性差异特征显著.(2)采用定性定量相结合的方法将脆弱区划分为中低脆弱区、敏感—适应型高脆弱区和敏感型高脆弱区三种类型,基于贝叶斯网络分析高脆弱区的影响因素.蒙洼地区乡村聚落以高脆弱区类型居多,其中敏感—适应型高脆弱区主要位于蒙洼地区北部和中部,灾害防控因子对乡村聚落振兴概率的作用最为显著,其建设开发活动受自然环境条件限制较多,因而不宜展开乡村聚落布局,应划为生态保护空间,开展渐进式移民搬迁;而敏感型高脆弱区主要位于蒙洼地区南部河谷地带,建设发展基础相对良好,地形地貌因子对乡村振兴概率的影响最大,为避免该地区乡村衰退的态势加剧,应严格控制人口数量、经济规模和生产方式,尽可能平衡发展与保护之间的矛盾.

为了揭示岩溶山地快速城市化地区生态系统的脆弱性,以贵阳市为案例区,利用VSD模型(Vulnerability Scoping Diagram)对贵阳市的生态脆弱性进行生态脆弱性评价,对极度脆弱区进行归因分析并针对不同生态脆弱性分区提出相应的优化调控对策.研究结果表明:(1)贵阳市云岩区、南明区、花溪区、白云区和观山湖区生态暴露度、敏感度和适应力普遍较高,乌当区、清镇市、修文县、息烽县和开阳县相对较低,整体上呈现"南高北低"的格局.(2)从生态脆弱性分区来看,白云区、观山湖区、云岩区、南明区和花溪区为极度脆弱区,乌当区和息烽县为高度脆弱区,修文县为中度脆弱区,清镇市为轻度脆弱区,开阳县为微度脆弱区.(3)虽然经济发展水平越高的区域在居民保护意识和环保投资等评价指标上占有一定的优势,但暴露度、敏感性高是导致生态系统极度脆弱的重要原因.贵阳市应依托其丰富的自然资源和生态优势,促进岩溶山地城市安全发展、城市空间结构优化和生态宜居城市建设.

沙滩既是海岸带旅游活动热点区,也是应对陆海交互影响以及人为气候变化的最前沿.如何将韧性和健康理念融入到海岸带发展建设规划,建立自免疫、自适应、自修复的区域健康韧性发展机制已成为亟待解决的问题.定位于深圳大鹏半岛的沙滩-社区系统,从社会-生态系统的应对力和适应力出发,构建健康韧性评估框架.结果 显示:(1)大鹏沙滩-社区复合系统中,社会子系统健康韧性水平(0.38±0.16,均值±标准差)低于生态子系统(0.65±0.10);(2)依据沙滩管理分类,Ⅰ类沙滩的社会(0.53±0.16)、生态子系统(0.67±0.08)健康韧性均最高,沙滩浴场类复合系统的健康韧性大于围合管理类和封闭管理类,而开放管理类沙滩耦合系统的健康韧性在社会、生态子系统间差异明显,其生态子系统得分最低而社会子系统得分偏高;(3)沙滩-社区复合系统健康韧性差异的主控因子包括紧急避难场所覆盖率(19.4％,贡献度)、沙滩整洁度(16.5％)、公共卫生设施覆盖率(16.1％),提升此类健康指标是提升沙滩-社区系统健康韧性的关键.本研究揭示了大鹏半岛的沙滩-社区系统存在自然资源分散、健康基础设施服务供给质量差异显著等问题,为大鹏半岛可持续发展和沙滩生态产品价值实现提供了科学评估基础.