生态环境学报 ›› 2023, Vol. 32 ›› Issue (10): 1750-1759.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2023.10.004
肖瑶1(), 刘渺渺1, 梁冠敏1, 胡喜生1, 林森1, 巫志龙1,2,*(
)
收稿日期:
2023-07-30
出版日期:
2023-10-18
发布日期:
2024-01-16
通讯作者:
*巫志龙。E-mail: 81698187@qq.com作者简介:
肖瑶(2000年生),女,硕士研究生,主要从事森林大数据与信息技术研究。E-mail: 723131934@qq.com
基金资助:
XIAO Yao1(), LIU Miaomiao1, LIANG Guanmin1, HU Xisheng1, LIN Sen1, WU Zhilong1,2,*(
)
Received:
2023-07-30
Online:
2023-10-18
Published:
2024-01-16
摘要:
探索不同尺度情景下的区域生态网络构建,揭示其空间分布和特征差异,为区域生态规划和生物多样性保护提供理论依据。以闽三角地区为例,借助形态学空间格局分析(MSPA)探讨2000、2010和2020年森林景观结构动态变化;根据动物迁徙特点设置多尺度情景[小 (栖息地面积60 hm2,扩散距离10 km)、中 (300 hm2,30 km)、大 (500 hm2,60 km)、超大 (1000 hm2,100 km)],利用Linkage Mapper提取不同尺度情景下的生态廊道和生态节点,分析生态网络的适用性和特征。结果表明,1)近20年来,闽三角地区林地核心区面积比重下降0.63%,破碎化程度增加;核心区主要分布在北部、西北部和西南部山地丘陵地带,而东部沿海地区核心区斑块较少。2)近20年来,修正中介中心性指数和斑块重要性指数均增大,说明闽三角地区生态源地连通性有所增强,且两个指数均随尺度的增大而增大,说明尺度越大,生态源地连通性越高。3)以2020年土地利用数据构建生态网络,小、中、大和超大尺度情景下提取生态源地分别为1.044×104、1.005×104、0.989×104和0.964×104 km2;生态廊道1006、305、208和118条;不同尺度情景下生态源地、生态廊道有明显的空间差异,尺度越大,建成区密集的中心区源地和廊道越少;不同尺度情景下生态网络连通性有明显差异,大尺度情景生态网络的网络封闭度、连通性和复杂程度均优于其他尺度。4)在小、中、大和超大尺度情景下识别生态节点分别有233、79、70和35处;生态节点随着尺度的增加,数量减少,越容易修复,表明小尺度物种更容易受人类活动的影响。
中图分类号:
肖瑶, 刘渺渺, 梁冠敏, 胡喜生, 林森, 巫志龙. 基于多尺度情景的闽三角地区林地生态网络构建[J]. 生态环境学报, 2023, 32(10): 1750-1759.
XIAO Yao, LIU Miaomiao, LIANG Guanmin, HU Xisheng, LIN Sen, WU Zhilong. Construction of Forest Ecological Network in the Min River Delta Based on Multi-scale Scenarios[J]. Ecology and Environment, 2023, 32(10): 1750-1759.
不同尺度情景 | 栖息地面积/hm2 | 物种扩散距离/km |
---|---|---|
小尺度 | 60 | 10 |
中尺度 | 300 | 30 |
大尺度 | 500 | 60 |
超大尺度 | 1000 | 100 |
表1 物种扩散尺度
Table 1 Species diffusion scale
不同尺度情景 | 栖息地面积/hm2 | 物种扩散距离/km |
---|---|---|
小尺度 | 60 | 10 |
中尺度 | 300 | 30 |
大尺度 | 500 | 60 |
超大尺度 | 1000 | 100 |
景观类型 | 生态学含义 |
---|---|
核心区 | 前景像元中较大的生境斑块, 可为物种提供较大的栖息地,对生物多样性保护具有重要意义, 是生态网络中的潜在源地 |
孤岛 | 彼此不相连的孤立、破碎的小斑块、板块内外沟通交流的可能性较小 |
孔隙 | 核心区与内部非潜在源地之间的过渡区域, 即核心区内部边缘 |
边缘 | 核心区与外界非潜在源地之间的过渡区域, 即核心区外部边缘 |
环道 | 连接同一核心区, 是核心区内物种迁移的通道 |
桥接区 | 连接不同核心区, 可代表生态网络中连接源地的通道 |
支线 | 只有一端与边缘区、桥接区、环道或者孔隙相连的区域 |
表2 MSPA的景观类型及生态学含义
Table 2 Landscape types and ecological implications of MSPA
景观类型 | 生态学含义 |
---|---|
核心区 | 前景像元中较大的生境斑块, 可为物种提供较大的栖息地,对生物多样性保护具有重要意义, 是生态网络中的潜在源地 |
孤岛 | 彼此不相连的孤立、破碎的小斑块、板块内外沟通交流的可能性较小 |
孔隙 | 核心区与内部非潜在源地之间的过渡区域, 即核心区内部边缘 |
边缘 | 核心区与外界非潜在源地之间的过渡区域, 即核心区外部边缘 |
环道 | 连接同一核心区, 是核心区内物种迁移的通道 |
桥接区 | 连接不同核心区, 可代表生态网络中连接源地的通道 |
支线 | 只有一端与边缘区、桥接区、环道或者孔隙相连的区域 |
评价因子 | 划分标准 | 电阻值 | 权重 |
---|---|---|---|
土地利用类型 | 林地 草地 耕地 未利用土地 建设用地和水域 | 1 5 8 9 10 | 0.25 |
坡度/(°) | <5 5‒15 15‒25 25‒35 >35 | 1 7 8 9 10 | 0.15 |
与建设用地的距离/m | >2000 1500‒2000 1000‒1500 500‒1000 <500 | 1 7 8 9 10 | 0.32 |
与道路距离/m | >1500 1000‒1500 500‒1000 100‒500 <100 | 1 7 8 9 10 | 0.28 |
表3 阻力因子及其权重值
Table 3 Resistance factor and its weight value
评价因子 | 划分标准 | 电阻值 | 权重 |
---|---|---|---|
土地利用类型 | 林地 草地 耕地 未利用土地 建设用地和水域 | 1 5 8 9 10 | 0.25 |
坡度/(°) | <5 5‒15 15‒25 25‒35 >35 | 1 7 8 9 10 | 0.15 |
与建设用地的距离/m | >2000 1500‒2000 1000‒1500 500‒1000 <500 | 1 7 8 9 10 | 0.32 |
与道路距离/m | >1500 1000‒1500 500‒1000 100‒500 <100 | 1 7 8 9 10 | 0.28 |
年份 | 不同景观类型面积占比/% | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
孤岛 | 孔隙 | 边缘 | 环道 | 桥接区 | 支线 | 核心区 | |
2000 | 0.01 | 4.39 | 7.29 | 0.03 | 0.09 | 0.52 | 87.67 |
2010 | 0.01 | 4.21 | 7.98 | 0.03 | 0.1 | 0.57 | 87.10 |
2020 | 0.01 | 4.16 | 8.06 | 0.04 | 0.11 | 0.59 | 87.04 |
表4 闽三角地区2000-2020年景观类型面积占比
Table 4 The proportion of landscape type area in Fujian delta region from 2000 to 2020
年份 | 不同景观类型面积占比/% | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
孤岛 | 孔隙 | 边缘 | 环道 | 桥接区 | 支线 | 核心区 | |
2000 | 0.01 | 4.39 | 7.29 | 0.03 | 0.09 | 0.52 | 87.67 |
2010 | 0.01 | 4.21 | 7.98 | 0.03 | 0.1 | 0.57 | 87.10 |
2020 | 0.01 | 4.16 | 8.06 | 0.04 | 0.11 | 0.59 | 87.04 |
不同尺度情景 | 指数 (平均值) | 年份 | ||
---|---|---|---|---|
2000 | 2010 | 2020 | ||
小尺度 | B 1) | 0.409 | 0.477 | 0.478 |
D 2) | 0.590 | 0.596 | 0.600 | |
中尺度 | B | 1.448 | 1.628 | 1.593 |
D | 1.561 | 1.801 | 1.778 | |
大尺度 | B | 2.031 | 2.396 | 2.379 |
D | 2.182 | 2.447 | 2.444 | |
超大尺度 | B | 3.418 | 3.343 | 3.880 |
D | 3.767 | 3.752 | 3.824 |
表5 不同尺度情景下闽三角地区2000-2020年生态源地连通性指数
Table 5 The connectivity index of ecological sources in Fujian delta region from 2000 to 2020 under different scale scenarios
不同尺度情景 | 指数 (平均值) | 年份 | ||
---|---|---|---|---|
2000 | 2010 | 2020 | ||
小尺度 | B 1) | 0.409 | 0.477 | 0.478 |
D 2) | 0.590 | 0.596 | 0.600 | |
中尺度 | B | 1.448 | 1.628 | 1.593 |
D | 1.561 | 1.801 | 1.778 | |
大尺度 | B | 2.031 | 2.396 | 2.379 |
D | 2.182 | 2.447 | 2.444 | |
超大尺度 | B | 3.418 | 3.343 | 3.880 |
D | 3.767 | 3.752 | 3.824 |
年份 | 不同阻力面面积占比/% | ||
---|---|---|---|
低阻力面 | 中阻力面 | 高阻力面 | |
2000 | 31.35 | 38.93 | 29.72 |
2010 | 16.45 | 49.55 | 34.00 |
2020 | 31.38 | 33.82 | 34.80 |
表6 闽三角地区2000-2020年不同阻力面面积占比
Table 6 The proportion of different resistance surface in Fujian delta region from 2000 to 2020
年份 | 不同阻力面面积占比/% | ||
---|---|---|---|
低阻力面 | 中阻力面 | 高阻力面 | |
2000 | 31.35 | 38.93 | 29.72 |
2010 | 16.45 | 49.55 | 34.00 |
2020 | 31.38 | 33.82 | 34.80 |
要素 | 因素 | 不同尺度情景 | |||
---|---|---|---|---|---|
小尺度 | 中尺度 | 大尺度 | 超大尺度 | ||
生态源地 | 数量/个 | 460 | 134 | 92 | 55 |
面积/(104 km2) | 1.044 | 1.005 | 0.989 | 0.964 | |
生态廊道 | 数量/条 | 1006 | 305 | 208 | 118 |
长度/(103 km) | 1.595 | 0.931 | 0.626 | 0.323 |
表7 闽三角地区不同尺度情景生态网络特征
Table 7 The characteristics of scenario ecological network at different scales in Fujian delta region
要素 | 因素 | 不同尺度情景 | |||
---|---|---|---|---|---|
小尺度 | 中尺度 | 大尺度 | 超大尺度 | ||
生态源地 | 数量/个 | 460 | 134 | 92 | 55 |
面积/(104 km2) | 1.044 | 1.005 | 0.989 | 0.964 | |
生态廊道 | 数量/条 | 1006 | 305 | 208 | 118 |
长度/(103 km) | 1.595 | 0.931 | 0.626 | 0.323 |
生态网络指数 | 不同尺度情景 | |||
---|---|---|---|---|
小尺度 | 中尺度 | 大尺度 | 超大尺度 | |
α | 0.586 | 0.626 | 0.641 | 0.589 |
β | 2.164 | 2.223 | 2.237 | 2.107 |
γ | 0.724 | 0.752 | 0.762 | 0.728 |
表8 闽三角地区不同尺度情景生态网络指数
Table 8 Scenario ecological network index of different scales in Fujian delta region
生态网络指数 | 不同尺度情景 | |||
---|---|---|---|---|
小尺度 | 中尺度 | 大尺度 | 超大尺度 | |
α | 0.586 | 0.626 | 0.641 | 0.589 |
β | 2.164 | 2.223 | 2.237 | 2.107 |
γ | 0.724 | 0.752 | 0.762 | 0.728 |
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