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河流景观生态与时空尺度研究

时间:2022-11-27 15:40:24 来源:网友投稿

设计师等提出可行性方案并得以证实,但至今并没有一套完整的较为全面的河流景观生态修复的理论体系。本文就河流景观生态学中河流时空尺度进行简要概述,并阐述其在河流景观的保护、生态重建与管理的针对性、目的性、可操控性,为河流生态系统修复提出个人观点。

关键词:河流;景观异质性;景观格局;尺度;干扰

1河流景观生态学的概念及应用

1.1河流景觀

河流景观是一个等级的斑块系统,由河漫滩、深槽、浅滩、滩涂和河岸线等所组成的完整的河流地貌,水文的连通性塑造出河流景观异质性时空格局,并且由于河流水文形式变化呈动态特征,河流景观是一个相对开放的生态系统,外界的影响和自身的反馈相互联系。由于河流景观包含了流域内广泛的时空尺度,因此建立一个具有河流生态系统模型是具有非常重要的意义的。

1.2景观生态学在河流中的应用

“河流景观”的首次提出是由20世纪70年代的Leopold和Marchand用于描述河流生物、物理及美学特性。将景观生态学中的各种理论方法运用在河流景观的研究之中,例如空间尺度、景观格局、异质性、基质、斑块、干扰等,并且随着GIS的不断发展,地理信息系统采集技术不断完善,河流景观的研究也就更加综合化、尺度化。

2河流景观时空尺度

2.1尺度的基本特征

由于生态系统是一个复杂的系统,它是由社会、经济、自然等组合而成的,与外界的物质能量交换有着密不可分的关系。由于各生态单元的组成、结构与功能复杂,自适应与进化的能力多变,动能一与性能具有更明显的特征,因此也就增加了研究景观生态系统的工作难度。尺度在这里成为了研究的重要且有效的手段,并且对整合生态学知识和研究成果有着至关重要的帮助。不仅如此,尺度还是实现我们生态管理系统的有效途径,不管是生物多样性与自然资源的保护和利用,还是评价与管理生态系统,尺度都能保证其科学性与时效性。

尺度的选择至关重要。不同尺度的选择会导致生态格局的变化,同时还会影响我们研究成果的科学性与实用性。例如在研究生物地球化学循环、陆地生态系统生产力、空气污染等问题上,一般研究尺度采用几十平方米到几百平米的空间尺度,时间尺度为几年到几十年;对于景观生态学的研究,一般采用几百平米至几万平米的空间尺度,时间尺度为几年到几百年;而对于研究区域生态景观、温室效应、臭氧污染、海平面上升等全球性问题时,空间上一般采用大尺度范围,研究对象扩展到全球乃至周围圈层,研究的时间尺度也会追溯到更加久远的年代。(图1)

2.2河流生态系统修复的时空尺度

要想更好地完成修复作业,其中最重要的决定因素就是河流景观生态系统的稳定性。稳定性越强,河流景观生态系统修复工程就越曲折。然而稳定性又取决于生态系统对干扰的敏感程度,敏感性越强,系统稳定性就越差。河流景观生态系统在不同时空尺度下的稳定性是不同的,不能一概而论。比如说受较小人为干扰影响的河流景观生态系统,它的敏感性是逐步降低的,从所处流域到河段,再到微生态区等不同层次区域内都容易遭受不同程度的破坏,但也由于稳定性较差,因此需要的修复时间也就越短。如果是在较小尺度河流景观生态区内,进行较短时间尺度的人为干扰,就会引起栖息地的功能、结构以及栖息地类群变化,从而进一步改变河流地貌,甚至造成地质结构变迁。例如污染排放等,这种具有长时间与大空间尺度上的稳定性一旦形成,破坏后就难以再修复。

2.3河流景观的保护、管理与生态修复

综上所述,在河流景观的保护、管理与生态修复的过程中,应当基于河流景观生态系统、生物多样性保护、水流的连续性以及水文的连通性,选择一个合适的时空尺度进行参照研究,从河流景观空间尺度出发,用于对当前城市的河流景观生态系统健康评估和维持、利用河流水利水电规划计算生态需水量,有着重要指导意义和理论依据。

3结论

从生态学的首次提出到相对成熟的景观生态学这一理论,再细分到河流景观生态学,几十年以来其研究不断深入发展。河流景观异质性与时空尺度和干扰仍然是河流景观生态系统的重要研究点。另外笔者认为还应当加强河流景观制图、河流景观生态系统功能与健康评估,以及河流景观生态修复与管理等的研究。

(收稿:2017-04-27)

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