鄭 好,高吉喜,謝高地,鄒長(zhǎng)新,金 宇

(1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,北京 100101;2.生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京 100094；3.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇 南京 210042;4.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院,江蘇 南京 210044)

伴隨城市的快速擴(kuò)張,人類對(duì)自然的開發(fā)和改造力度不斷增強(qiáng),自然景觀破碎化現(xiàn)象日益嚴(yán)重[1-3]。生態(tài)廊道作為景觀元素之一,具有連通景觀格局的作用,是生態(tài)流的通道;同時(shí),也具有屏蔽、過濾和阻斷某些生態(tài)流的負(fù)作用,對(duì)另一些生態(tài)功能有阻隔作用。因此,根據(jù)生態(tài)文明建設(shè)的需要,構(gòu)建生態(tài)環(huán)境保護(hù)需要的生態(tài)廊道,對(duì)保護(hù)生物多樣性、提升生態(tài)系統(tǒng)功能和維持區(qū)域生態(tài)安全格局具有重要意義。

當(dāng)今生態(tài)環(huán)境問題呈現(xiàn)出區(qū)域化(全球化)和綜合化的特征,在解決區(qū)域生態(tài)問題時(shí)需要樹立大區(qū)域、大流域的觀念[7]34。筆者針對(duì)景觀破碎引發(fā)的生態(tài)問題,從生態(tài)廊道的理論發(fā)展到實(shí)踐案例進(jìn)行全面闡述,討論亟待解決和需要注意的問題,為我國(guó)大型生態(tài)廊道構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)。

1 生態(tài)廊道概念的發(fā)展歷程

與生態(tài)廊道相關(guān)的概念起源可追溯至1959年,美國(guó)學(xué)者William首次提出了綠道(greenway)的概念,并在北美和歐洲國(guó)家受到高度重視和關(guān)注。綠道概念提出和設(shè)計(jì)的最初目的主要是服務(wù)于審美游憩,為人們從工作居住環(huán)境進(jìn)入綠地景觀提供途徑和保障;隨后,綠道理念被拓展至娛樂、文化以及生態(tài)保護(hù)等多個(gè)方面[8]2，[9-10]。

20世紀(jì)60至70年代,隨著人類對(duì)自然的改造力度不斷增強(qiáng),導(dǎo)致景觀破碎化以及物種數(shù)量減少,因此,線性綠道理念被認(rèn)作是解決這一生態(tài)問題的潛在途徑。1975年,WILSON等[11]在島嶼生物地理學(xué)和復(fù)合種群的思想上提出了廊道(corridor)的概念,指出利用廊道連接相互阻隔的生境斑塊,以緩解生境破碎對(duì)生物生存所帶來的威脅?！袄鹊馈备拍畹奶岢鲩_啟了網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的生物多樣性保護(hù)模式。隨后,FORMAN[12]于1983年提出斑塊-廊道-基質(zhì)的重要理論,指出廊道是空間中與相鄰兩側(cè)環(huán)境不同的線性或帶狀結(jié)構(gòu),并于1995年提出運(yùn)用該理論分析空間格局與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系,至此,廊道概念被拓展至區(qū)域生態(tài)安全保護(hù)的生態(tài)結(jié)構(gòu)范疇。

生態(tài)廊道概念從綠道和廊道概念中發(fā)展衍生而來,更偏重于廊道的生態(tài)效益。美國(guó)保護(hù)管理協(xié)會(huì)(Conservation Management Institute, USA)將生態(tài)廊道定義為“供野生動(dòng)物使用的狹帶狀植被,通常能促進(jìn)兩地間生物因素的運(yùn)動(dòng)”。有學(xué)者提出生態(tài)廊道是既能很好地連接當(dāng)?shù)夭煌邏K、不同小種群,又能很好地改善斑塊間特定物質(zhì)的移動(dòng)速度,還能在很大程度上降低種群風(fēng)險(xiǎn)的景觀類型[13]。20世紀(jì)90年代以來,生態(tài)廊道的生態(tài)功能愈發(fā)受到重視,基于生態(tài)要素所構(gòu)成的生態(tài)廊道建設(shè)成為研究的新方向。因此,生態(tài)廊道被視為是具有保護(hù)生物多樣性、過濾污染物、防止土壤流失、調(diào)控洪水等生態(tài)功能的廊道類型,是支撐生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)作的重要部分[14-15]。

隨著生態(tài)廊道研究的發(fā)展,國(guó)際上用來描述景觀連通性的概念還包括生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(ecological networks)、景觀連接帶(landscape linkages)、生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施(ecological infrastructure)等。雖然有學(xué)者對(duì)概念的來源和目的進(jìn)行辨析,但普遍認(rèn)同它們是指可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的連通陸域和水域的通道[5,16],旨在通過對(duì)破碎景觀的管理和規(guī)劃,達(dá)到保護(hù)生物多樣性、維持生態(tài)過程和生態(tài)功能的作用[17-18]。我國(guó)也有學(xué)者指出,生態(tài)廊道實(shí)際上與綠色廊道、綠色通道表述的是相似概念[5,18]。

2 生態(tài)廊道類型及功能

2.1 生態(tài)廊道類別

生態(tài)廊道類型客觀反映了其系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成、空間形態(tài)及服務(wù)功能。有學(xué)者根據(jù)空間尺度、結(jié)構(gòu)、功能、基質(zhì)及構(gòu)建策略等要素對(duì)生態(tài)廊道類型進(jìn)行劃分[19-23],如AHERN[10]根據(jù)空間尺度將生態(tài)廊道劃分為市級(jí)廊道、省級(jí)廊道、地區(qū)級(jí)廊道、國(guó)家級(jí)廊道;FORMAN[22]從結(jié)構(gòu)上將廊道分為線狀廊道、帶狀廊道和河流廊道;LITTLE[8]1從功能上將廊道分為水系廊道、生態(tài)自然廊道和景觀廊道等?；谏鷳B(tài)廊道的結(jié)構(gòu)和功能,從生態(tài)文明建設(shè)的需求來看,筆者將生態(tài)廊道劃分為生物多樣性保護(hù)型廊道、水資源保護(hù)型廊道以及景觀建設(shè)型廊道(表1)。

表1生態(tài)廊道類型

Table1Ecologicalcorridorclassificaiton

生態(tài)廊道類型 功能描述代表類型資料來源 生物多樣性保護(hù)型保護(hù)動(dòng)植物資源,供生物在斑塊間遷移和擴(kuò)散生物廊道、森林廊道、山脈廊道等[19-20] 水資源保護(hù)型保護(hù)水資源和水生生物,通過調(diào)節(jié)和過濾作用涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄洪水和凈化水質(zhì),是棲息地和通道藍(lán)道、河流廊道、濕地廊道、海岸帶廊道等[21-23] 景觀建設(shè)型提高區(qū)域景觀質(zhì)量,改善人居生態(tài)環(huán)境景觀廊道、交通廊道、建筑廊道、空中廊道、城市綠地等[8]1,[24]

2.2 生態(tài)廊道功能分析

20世紀(jì)中葉,生態(tài)廊道的功能主要是服務(wù)于審美休憩,為人們接近自然而將公園、保護(hù)區(qū)、文化景觀或歷史遺跡連通起來;20世紀(jì)末,隨著景觀破碎、生態(tài)環(huán)境破壞等生態(tài)問題的出現(xiàn),人們開始重新審視生態(tài)廊道在解決生態(tài)問題上的潛力和能力,至此,生態(tài)廊道的功能被拓展至歷史文化、娛樂以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面。生態(tài)廊道具有通道-阻隔二元性,FORMAN[22]將廊道功能總結(jié)為棲息地(habitat)、通道(conduit)、過濾(filter)、源(source)、匯(sink)。我國(guó)學(xué)者也提出,生態(tài)廊道具有生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)、污染物過濾、防風(fēng)固沙、阻隔(如控制城市擴(kuò)張)等多種功能[25-26]。因此,基于生態(tài)廊道的生態(tài)功能,筆者從生物多樣性保護(hù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)及生態(tài)安全格局建設(shè)等方面論述生態(tài)廊道的功能。

2.2.1維護(hù)生物多樣性

20世紀(jì)60年代,為減小生境破碎化對(duì)物種帶來的負(fù)面影響,生態(tài)廊道概念被提出,并對(duì)維護(hù)生物多樣性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。MERRIAM[27]指出，生態(tài)廊道在功能上把曾經(jīng)連為一體但因破碎化而產(chǎn)生的2個(gè)或多個(gè)植被斑塊連接起來,有利于動(dòng)植物在這些植被斑塊之間運(yùn)動(dòng)和增強(qiáng)受隔離種群連接度。我國(guó)學(xué)者也提出,生態(tài)廊道可以通過增加景觀連接度,達(dá)到防止種群隔離、維持種群最小數(shù)量的作用[28]。因此,生態(tài)廊道具有保障生物生存棲息地、提高生物遷徙效率、增加基因交流,進(jìn)而增加生物多樣性的重要生態(tài)功能[29]。

2.2.2保護(hù)水資源和水生生物

20世紀(jì)60年代,基于恢復(fù)中心城區(qū)生態(tài)環(huán)境與清理污染海灣的迫切性,SIMONDS提出“藍(lán)道”理念,旨在將美國(guó)功利的濱水區(qū)轉(zhuǎn)化為宜人景觀[30]。20世紀(jì)70年代后,為達(dá)到提高公共可達(dá)性、凈化濱水環(huán)境、緩解極端氣候威脅、恢復(fù)生態(tài)多樣性等目標(biāo),濱水森林資源、野生動(dòng)物和魚類資源也一并納入生態(tài)廊道規(guī)劃范疇[30]。國(guó)外有學(xué)者指出,濱水生態(tài)廊道可以增加入滲,減少洪水災(zāi)害;為水生動(dòng)植物提供必需的生命動(dòng)力,是棲息地、通道、過濾、屏障以及源和匯[24,30]。我國(guó)有學(xué)者提出濱水生態(tài)廊道功能多體現(xiàn)于植被對(duì)水環(huán)境的影響,如植被破壞增加陽(yáng)光輸入,水溫提升,著生藻類繁殖;又如農(nóng)田開發(fā)導(dǎo)致泥沙以及污染物輸入量增加,破壞生態(tài)環(huán)境[31]。因此,生態(tài)廊道通過對(duì)濱水帶的建設(shè),使濱水生態(tài)系統(tǒng)和水體間各種物質(zhì)、能量以及生物等隨時(shí)空變化相互作用,具有提高濱水環(huán)境、改善水質(zhì)、調(diào)節(jié)水量、恢復(fù)生態(tài)多樣性等水源涵養(yǎng)生態(tài)功能[32]。

2.2.3維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全格局

20世紀(jì)90年代以來,人口激增和城市化進(jìn)程嚴(yán)重威脅區(qū)域生態(tài)環(huán)境,以生態(tài)安全為目標(biāo)的區(qū)域生態(tài)安全格局優(yōu)化已經(jīng)成為迫切需求[33]。FORMAN[12]最初提出了景觀格局的優(yōu)化方法,指出廊道是斑塊-廊道-基質(zhì)景觀格局中不可或缺的一環(huán)。俞孔堅(jiān)[34]進(jìn)一步提出了景觀生態(tài)安全格局的概念,指出增加生態(tài)源之間的廊道連接程度會(huì)提高區(qū)域生態(tài)安全層次。構(gòu)建連接破碎景觀的生態(tài)廊道系統(tǒng),有助于維護(hù)生態(tài)過程的連續(xù)性和完整性,有效傳遞和提升生態(tài)功能,進(jìn)而形成牢固的生態(tài)安全屏障,對(duì)區(qū)域生態(tài)安全格局構(gòu)建具有重要作用。

2.2.4應(yīng)對(duì)全球氣候變化

21世紀(jì)以來,生態(tài)廊道構(gòu)建被視為是應(yīng)對(duì)氣候變化損失和危害的措施之一。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第五次評(píng)估報(bào)告指出,過去的130 a全球升溫0.85 ℃,預(yù)測(cè)21世紀(jì)末全球地表氣溫將在本世紀(jì)初的基礎(chǔ)上升高0.3～4.8 ℃。研究表明,世界超過80%的野生動(dòng)植物對(duì)全球變暖有響應(yīng),原有生境不再適宜,促使物種向“溫涼”的適宜棲息地遷移[35]。因此,為使生物適應(yīng)氣候變化自由擴(kuò)散、 遷徙,需要構(gòu)建生態(tài)廊道以保障區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)連通性與完整性,減小氣候變化對(duì)物種生存的威脅[36]。

3 生態(tài)廊道劃定的理論和方法

基于景觀生態(tài)學(xué)原理,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)廊道展開研究。眾多學(xué)者提出島嶼生物地理學(xué)與島嶼生態(tài)學(xué)理論、基質(zhì)-廊道-斑塊模式、空間異質(zhì)性學(xué)說和景觀連接度等理論;依托遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)和 GIS 空間分析技術(shù)探索景觀連通程度及人為活動(dòng)對(duì)景觀的干擾強(qiáng)度;并在強(qiáng)調(diào)廊道的生態(tài)功能基礎(chǔ)上,依托相關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法構(gòu)建生態(tài)廊道。

3.1 理論基礎(chǔ)

3.1.1斑塊-廊道-基質(zhì)理論

斑塊-廊道-基質(zhì)是景觀生態(tài)學(xué)用來描述空間結(jié)構(gòu)的重要理論,也是描述景觀空間異質(zhì)性的一個(gè)基本模式。斑塊是指與周圍環(huán)境存在異質(zhì)性,并具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間單元;廊道則是指連通不同空間單元的線狀或帶狀結(jié)構(gòu);基質(zhì)則是指空間中廣泛分布的連續(xù)的背景結(jié)構(gòu)。作為景觀3要素之一,生態(tài)廊道將破碎化的各個(gè)斑塊連接起來形成良好的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),有利于維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和生態(tài)功能的協(xié)調(diào)性,從而形成穩(wěn)定的區(qū)域生態(tài)安全格局。

3.1.2最小費(fèi)用理論

最小費(fèi)用距離模型根據(jù)最小累積阻力(minimum cumulative resistance,MCR)來建立阻力面,綜合考慮源、遷移距離和景觀界面特征等因素構(gòu)建[37-38]。與歐式距離(euclidean distance)不同,最小累積阻力代表抽象的距離概念,表示從“源”到最近目標(biāo)的累積費(fèi)用距離,即經(jīng)過不同阻力景觀所耗費(fèi)的費(fèi)用或克服的阻力。最小費(fèi)用距離模型顯示每個(gè)柵格單元的核心領(lǐng)域之間連接的相對(duì)阻力,識(shí)別路線遇到阻力大小,以此為依據(jù)提取核心區(qū)域之間的連線,形成生態(tài)廊道。

3.1.3電路理論

電路理論是生態(tài)廊道設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)之一?；陔娐防碚摰倪B接度模型將電路理論和運(yùn)動(dòng)生態(tài)學(xué)聯(lián)系起來,把景觀看作一個(gè)導(dǎo)電表面,把復(fù)雜景觀中的物種看作一個(gè)隨機(jī)游走者。電阻類似于景觀阻力的概念,電阻越大,對(duì)物種運(yùn)動(dòng)行為(遷徙或擴(kuò)散)的阻礙能力越強(qiáng);電流則反映隨機(jī)游走者到達(dá)目標(biāo)棲息地之前通過相應(yīng)節(jié)點(diǎn)或路徑的凈次數(shù),可預(yù)測(cè)物種通過相應(yīng)節(jié)點(diǎn)或路徑的凈遷移概率[39-40]。借助于圖論的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),用電阻代替圖形的邊,將有利于某種生態(tài)過程(如物種遷移、擴(kuò)散)的土地利用/覆被類型賦予較低的電阻;反之,阻礙該生態(tài)過程的土地利用/覆被類型被賦予較高的電阻,由此來預(yù)測(cè)景觀間的連接路線[41]。

3.2 劃定方法

生態(tài)廊道劃定方法主要依托圖論中最短路徑算法思想繪制重要連通性區(qū)域,最根本的是構(gòu)建阻力面指標(biāo)[42]。具體劃定過程可包括:(1)源地識(shí)別,通常為大范圍的生物熱點(diǎn)地區(qū)和重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū);(2)阻力面確立,即通過建立阻力面指標(biāo)計(jì)算連通目標(biāo)景觀所需要克服空間阻力的大小;(3)成本距離計(jì)算,評(píng)價(jià)到達(dá)源地的空間最小阻力值,即可達(dá)性和連通性分析。MCRAE等[43]提出了基于電路理論的景觀連通性模擬方法,通過估算生物生境斑塊的連接度和阻力值,模擬生物通過復(fù)雜景觀時(shí)的遷移路徑。設(shè)計(jì)者們也開發(fā)了很多模型用來模擬生物棲息地以及景觀連通性,如Circuitscape、Connectivity Analysis Toolkit、Connect-Landscape Connectivity Modeling Toolbox、Universal Corridor Network Simulator以及Functional Connectivity Toolbox等工具。目前,Linkage Mapper是國(guó)際上分析生物棲息地連通性的通用工具,其方法依托于最小費(fèi)用理論,運(yùn)用棲息地核心區(qū)域的矢量數(shù)據(jù)和柵格形式的阻力面數(shù)據(jù)繪制棲息地之間的最小費(fèi)用通道[40]。該工具可以識(shí)別生態(tài)廊道的重要性、重要夾點(diǎn)及關(guān)鍵阻隔點(diǎn),并能分析氣候變化對(duì)生物棲息地的影響以及對(duì)生物多樣性的威脅。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于最小費(fèi)用理論和GIS分析方法,開展了大量生態(tài)廊道劃定研究。通常采用最小費(fèi)用距離計(jì)算、生態(tài)功能評(píng)估或兩者結(jié)合為依據(jù)劃定生態(tài)廊道。如LEE等[37]根據(jù)最小費(fèi)用模型,提取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高的區(qū)域構(gòu)建韓國(guó)果川地區(qū)生態(tài)廊道,推進(jìn)了生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);DUTTA等[44]運(yùn)用Linkage Mapper工具,依據(jù)土地利用類型、人口密度、公路和鐵路阻隔等指標(biāo)建立阻力面,在印度中部16個(gè)老虎保護(hù)區(qū)間構(gòu)建了生態(tài)廊道。我國(guó)學(xué)者在生態(tài)廊道研究方面也取得較大進(jìn)展,有學(xué)者指出廊道在城市景觀格局中有重要作用,并依托景觀生態(tài)學(xué)方法設(shè)計(jì)三亞市生態(tài)廊道,為生物在城市內(nèi)部移動(dòng)以及向外市遷移提供必要通道[45-46];路曉等[47]運(yùn)用最小費(fèi)用模型,在ArcGIS軟件Cost Path模塊中生成最小路徑,構(gòu)建了北京平谷區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò);賀丹等[48]基于土地利用類型及事物在空間上的相互影響建立綜合阻力面,運(yùn)用 ArcGIS軟件中的最短路徑分析構(gòu)建三亞市生態(tài)廊道。

3.3 生態(tài)廊道適宜性分析

3.3.1生物生境對(duì)生態(tài)廊道適宜性的影響

生態(tài)廊道構(gòu)建需要滿足物種使用的基本條件,才能充分發(fā)揮生態(tài)廊道的功能。有研究表明,影響物種遷移和分布的因素包括:非生物因素,主要指氣候、土壤等影響物種生理特征的因子;物種間的相互作用,包括互利共生、取食和競(jìng)爭(zhēng)等方面;地理區(qū)域特征和物種本身的遷移能力;物種對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)能力[49-51]。因此,生態(tài)廊道的位置、結(jié)構(gòu)及內(nèi)部環(huán)境成為判斷廊道適宜性的關(guān)鍵因素。首先,生態(tài)廊道構(gòu)建需要考慮目標(biāo)物種對(duì)氣溫等氣象條件的耐受性,避免廊道穿越物種難以承受的氣候區(qū)。其次,需要考慮廊道寬度、數(shù)目和連接度等結(jié)構(gòu)條件[15],保證目標(biāo)物種遷移效率和污染物過濾等生態(tài)功能的發(fā)揮。最后,需要考慮廊道內(nèi)部環(huán)境,如土地利用、物種取食條件、物種間相互影響情況等,根據(jù)生物習(xí)性確定和建立連接區(qū)域[4,50]。由此可見,生態(tài)廊道不是簡(jiǎn)單的核心區(qū)間的相連,而需要將物種遷移的地理位置與其生境、生態(tài)位聯(lián)系起來,形成結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)部環(huán)境適宜的物種可以有效利用的通道。

3.3.2廊道長(zhǎng)度和質(zhì)量對(duì)生態(tài)廊道適宜性的影響

廊道長(zhǎng)度和廊道質(zhì)量是影響生態(tài)廊道有效性的重要因素。諸葛海錦等[52]對(duì)青藏高原藏羚羊生態(tài)廊道的識(shí)別研究指出,長(zhǎng)廊道(>100 km)沿線及周邊少有重要核心區(qū)輔助連接,容易因距離阻力或人為干擾與其他核心斑塊分離,利用效率低下。BELOTE等[6]選取核心區(qū)邊緣小于300 km地理距離作為美國(guó)生態(tài)廊道劃定依據(jù),指出過長(zhǎng)的生態(tài)廊道加權(quán)費(fèi)用距離過高,且不能反映物種遷移的過程。因此,去除過長(zhǎng)的生態(tài)廊道是增加廊道利用效率的有效措施。

阻力值和加權(quán)費(fèi)用距離過大的廊道質(zhì)量較差,構(gòu)建費(fèi)用過高,難以付諸實(shí)踐。代表廊道質(zhì)量的指標(biāo)可以包括:加權(quán)費(fèi)用距離與歐氏距離的比值,代表費(fèi)用距離和實(shí)際地理距離的比例,表征動(dòng)物根據(jù)核心區(qū)之間的距離所遷移的難易程度;加權(quán)費(fèi)用距離和最小路徑距離的比值,表示核心區(qū)之間最小路徑的平均阻力,即阻力大小[44]。去除質(zhì)量過差的生態(tài)廊道或用其他路徑代替,是降低廊道構(gòu)建費(fèi)用,促進(jìn)生態(tài)廊道有效落地的重要途徑。

4 生態(tài)廊道實(shí)踐

在開展廊道研究時(shí),要綜合考慮區(qū)域間的相互影響和相互聯(lián)系,在區(qū)域、國(guó)家及洲際層面構(gòu)建大尺度生態(tài)廊道系統(tǒng)。一些國(guó)際生態(tài)環(huán)境保護(hù)組織較早意識(shí)到大型生態(tài)廊道對(duì)于景觀連通性維護(hù)以及生物多樣性保持的重要性,構(gòu)建了若干國(guó)家級(jí)或洲際級(jí)的大型生態(tài)廊道系統(tǒng)[53]。筆者以歐洲綠色基礎(chǔ)設(shè)施(European Green Infrastructure)、澳大利亞西南部生態(tài)廊道(Gondwana Link)、里海沿岸生態(tài)廊道(The Caspian Coastal Assessment Plan)等綜合性陸地生態(tài)廊道和濱水區(qū)生態(tài)廊道為例,說明大型生態(tài)廊道的構(gòu)建依據(jù)、方法及其在維護(hù)區(qū)域生物多樣性和提升區(qū)域生態(tài)功能方面的重要作用,為我國(guó)大型生態(tài)廊道建設(shè)提供借鑒。

4.1 歐洲綠色基礎(chǔ)設(shè)施(European Green Infrastructure)

城市擴(kuò)張以及道路和能源設(shè)施的建設(shè)導(dǎo)致歐洲區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)退化和破碎化,景觀面積及其生態(tài)功能逐漸喪失,物種數(shù)量減少。因此,歐盟委員會(huì)(EU Commission)于2013年提出建立綠色基礎(chǔ)設(shè)施,提高歐洲自然資本[54]。作為歐洲戰(zhàn)略(Post-2010 EU)的重要組成部分,歐洲綠色基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建將生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略融入了農(nóng)業(yè)、森林、水環(huán)境、交通、能源、氣候變化應(yīng)對(duì)、土地利用等多方面的規(guī)劃和政策制定中(http:∥ec.europa.eu/environment/nature/ecosystems/)。

歐盟委員會(huì)指出,歐洲綠色基礎(chǔ)設(shè)施集生態(tài)連接、生態(tài)保護(hù)和多功能生態(tài)服務(wù)為一體,是用來傳遞廣泛生態(tài)服務(wù)的自然和具有其他環(huán)境屬性的半自然區(qū)域。通過大氣質(zhì)量控制、土壤侵蝕控制、水量調(diào)節(jié)、海岸帶保護(hù)、土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量保持、水質(zhì)凈化、大氣成分和氣候調(diào)節(jié)等綜合指標(biāo),確定具有重大生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)傳遞能力的區(qū)域;同時(shí),參考生物生存空間、攝食區(qū)以及繁殖哺育區(qū)范圍,運(yùn)用生境模型和連通性模型建立大型哺乳動(dòng)物遷移通道,形成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[48]。這個(gè)由綠色(植被)和藍(lán)色(水)空間組成的網(wǎng)絡(luò)可以改善生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展,增加了“Natura 2000網(wǎng)絡(luò)”的連通性,可有效保護(hù)歐洲地區(qū)的生物多樣性和生態(tài)環(huán)境。

4.2 澳大利亞西南部生態(tài)廊道(Gondwana Link)

2000年,澳大利亞西南部被評(píng)為全球25個(gè)生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一;然而,逐步退化和破碎化的生態(tài)環(huán)境導(dǎo)致該地區(qū)生物棲息地減少及生物多樣性降低。因此,在大自然基金組織的推動(dòng)下(TNC),澳大利亞叢林遺產(chǎn)保護(hù)組織(Bush Heritage Australia)、菲茨杰拉德河國(guó)家公園之友(Friends of Fitzgerald River National Park)等環(huán)保組織先后同意加入并建立澳大利亞西南部生態(tài)廊道建設(shè)項(xiàng)目。

澳大利亞西南部生態(tài)廊道項(xiàng)目于2002年正式啟動(dòng),建設(shè)廊道長(zhǎng)1 000 km,約2 000 hm2植被得到恢復(fù),是澳大利亞歷史上最大規(guī)模的生態(tài)保護(hù)工程之一(http:∥www.gondwanalink.org/)。廊道從澳洲西南部的濕潤(rùn)森林區(qū)延伸至Nullarbor平原邊緣的干燥森林和灌木區(qū),覆蓋了該地區(qū)現(xiàn)存的大多數(shù)完整的生物棲息地,連接國(guó)家重要生態(tài)保護(hù)地,重建區(qū)域生物多樣性[55]。另外,廊道沿澳洲西南部的氣候梯度帶和植被帶而建,形成生物為適應(yīng)氣候變化而遷移的有效路徑,減小氣候變化對(duì)物種生存的威脅。

4.3 里海沿岸評(píng)估計(jì)劃(The Caspian Coastal Assessment Plan)

里海是世界最大的內(nèi)陸湖,受自然和人為因素雙重影響,里海區(qū)域蒸散發(fā)強(qiáng)烈,生態(tài)環(huán)境脆弱,生物多樣性降低,水質(zhì)惡化嚴(yán)重。為此,1996年,俄羅斯和伊朗兩國(guó)就里海沿岸區(qū)域可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行討論(http:∥www.tehrantimes.com/);2003年,俄羅斯、阿塞拜疆和伊朗在德黑蘭簽署保護(hù)和恢復(fù)里海沿岸區(qū)域生態(tài)環(huán)境的公約(http:∥www.unep.org/regionalseas/Programmes/independent/caspian/default.asp),致力于連通里海不同區(qū)域已破碎的生態(tài)系統(tǒng)。隨后,由關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)合作基金(CEPF)組織發(fā)起,由俄羅斯、格魯吉亞和伊朗3方合作的“高加索地區(qū)生物多樣性熱點(diǎn)”項(xiàng)目詳細(xì)分析了研究區(qū)主要的生物物種及其棲息地,并以此為依據(jù)劃定了10條大型生態(tài)廊道,分別為Kuma-Manych廊道、大高加索山脈廊道、里海海濱廊道、西小高加索廊道、Javakheti廊道、東小高加索廊道、Iori-Mingechaur廊道、南部高地廊道、Arasbaran廊道和Hyrcan廊道[5]。

筆者以Kuma-Manych廊道和大高加索山脈廊道為例,介紹生態(tài)廊道在里海濱水區(qū)域的積極作用。Kuma-Manych廊道占地面積208萬hm2,由北高加索平原的生物熱點(diǎn)地區(qū)延伸至Azov東海岸,包括了俄羅斯聯(lián)邦的濕地、內(nèi)湖、水渠等眾多水鳥棲息地。該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了10種全球?yàn)l危物種,如歐洲水貂、水獺、大鴇和鱘魚等。生態(tài)廊道內(nèi)的3個(gè)野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)只占廊道總面積的4.1%,因此,構(gòu)建Kuma-Manych生態(tài)廊道對(duì)瀕危物種棲息地保護(hù)和物種遷移、生物多樣性具有重要意義。

大高加索廊道(Greater Caucasus Corridor)占地面積468萬hm2,位于中部和高山區(qū)的大高加索地區(qū),橫跨俄羅斯、格魯吉亞、阿塞拜疆以及歐洲最高峰。由于過度放牧、非法砍伐、偷獵以及政治沖突等原因,該地區(qū)生物多樣性受到嚴(yán)重威脅,因此構(gòu)建大高加索生態(tài)廊道對(duì)生物棲息地進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)的棲息地包括中海拔落葉針葉林以及高海拔的矮樹林、高山草甸、灌木叢帶,該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了20個(gè)全球?yàn)l危物種和7個(gè)生存范圍受限物種。由于該生態(tài)廊道貫穿多國(guó)國(guó)界,因此需要各地區(qū)及政府給予跨界合作支持。

5 國(guó)內(nèi)大型生態(tài)廊道建設(shè)實(shí)踐

我國(guó)生態(tài)廊道建設(shè)最早可以追溯到20世紀(jì)70年代開展的三北防護(hù)林體系建設(shè)工程。該工程旨在三北地區(qū)建設(shè)一座綠色長(zhǎng)城,致力于改善區(qū)域惡劣的氣候和脆弱的生態(tài)環(huán)境。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,生態(tài)廊道強(qiáng)調(diào)線性空間兩側(cè)的綠帶建設(shè),如鐵路、公路、河流沿線以及城市道路兩側(cè)的綠化帶建設(shè);2000年以來,受到歐美綠道建設(shè)思想啟發(fā),國(guó)內(nèi)專家開始嘗試用景觀生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)廊道規(guī)劃,并致力于公共綠地、防護(hù)綠地、風(fēng)景林地等城市綠化建設(shè)。2010年以來,國(guó)內(nèi)有地區(qū)突破城市綠化層面,開展區(qū)域生態(tài)廊道構(gòu)建研究。2010年2月,《珠江三角洲綠道網(wǎng)總體規(guī)劃綱要》指出,要在珠三角地區(qū)9個(gè)城市建設(shè)6條涵蓋省級(jí)、城市和社區(qū)3個(gè)層次的區(qū)域綠色廊道,是我國(guó)首例在區(qū)域尺度下開展的多功能生態(tài)廊道建設(shè)工程(廣東省人民政府,2010)。2016年10月,《長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》要求嚴(yán)格保護(hù)一江清水,努力建成上中下游相協(xié)調(diào)、人與自然和諧發(fā)展的綠色生態(tài)廊道。由此可見,區(qū)域生態(tài)廊道建設(shè)成為我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)工作的重點(diǎn)。

6 討論

綜上所述,生態(tài)廊道是指具有生物多樣性保護(hù)、生態(tài)功能保持及生態(tài)安全格局維持等重要功能的連接陸域或水域的通道。從發(fā)展歷程來看,生態(tài)廊道經(jīng)歷了從微觀的具體設(shè)計(jì)到宏觀的區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃,從服務(wù)于審美休憩為主到發(fā)揮其重要生態(tài)功能的過程。然而,我國(guó)生態(tài)廊道研究起步相對(duì)較晚,目前我國(guó)生態(tài)廊道構(gòu)建目的通常局限于城市綠化、景觀審美以及小范圍生態(tài)資源保護(hù)等方面[53]。局限性體現(xiàn)在:某一生態(tài)單元在不同尺度上會(huì)表現(xiàn)出不同的特征和作用,若生態(tài)廊道構(gòu)建僅以城市局地尺度入手,那么城市綠地以及建成的生態(tài)廊道便成為新的“孤島”,生境依然破碎化;生態(tài)廊道建設(shè)盡管開始強(qiáng)調(diào)生物保護(hù),但結(jié)果卻更偏向于歐美早年基于景觀審美設(shè)計(jì)的綠道[56],生態(tài)廊道的多種生態(tài)功能并沒有被充分認(rèn)識(shí)及融入生態(tài)廊道的建設(shè)中,生態(tài)功能發(fā)揮受到限制。因此,針對(duì)以上不足,筆者提出完善我國(guó)生態(tài)廊道建設(shè)的建議如下。

(1)注重生態(tài)廊道的生態(tài)功能。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展,區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題逐漸凸顯,廊道的生態(tài)功能越來越受到重視。生態(tài)廊道構(gòu)建不應(yīng)僅局限于城市綠化、景觀設(shè)計(jì)和文化休憩等方面,基于生物多樣性保護(hù)、生態(tài)功能提升以及生態(tài)安全格局維護(hù)為主的生態(tài)廊道構(gòu)建是未來的重要研究方向。

(2)建立大尺度生態(tài)廊道。生態(tài)環(huán)境問題逐漸呈現(xiàn)區(qū)域化和全球化的趨勢(shì),景觀連通性降低已成為不同地區(qū)和國(guó)家所面臨的共同問題。因此,生態(tài)廊道構(gòu)建需要從區(qū)域生態(tài)學(xué)出發(fā)[7]20-34,開展連續(xù)流域和山脈的區(qū)域?qū)用妗?guó)家層面以及洲際層面的大型生態(tài)廊道建設(shè),加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)連通性和完整性,整體提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。在大型廊道規(guī)劃和建設(shè)的過程中,需要全國(guó)各省市、自治區(qū)或各國(guó)政府提供跨界合作支持。

(3)統(tǒng)籌考慮生態(tài)保護(hù)生態(tài)通道建設(shè)。國(guó)際上大型生態(tài)廊道構(gòu)建往往統(tǒng)籌考慮已有的生態(tài)保護(hù)工作基礎(chǔ)。如澳大利亞西南部生態(tài)廊道建立在幾十年的保護(hù)工作基礎(chǔ)上,計(jì)劃構(gòu)建的1 000 km生態(tài)廊道中,超過900 km的矮灌木林已經(jīng)存在。20世紀(jì)90年代的歐洲綠帶計(jì)劃(The European Green Belt)是歐洲綠色基礎(chǔ)設(shè)施的重要基石和組成部分。由此可見,生態(tài)用地保護(hù)、植被帶建設(shè)、生態(tài)規(guī)劃等已有成果能夠?yàn)榇笮蜕鷳B(tài)廊道構(gòu)建提供支持和保障,需要將廊道建設(shè)與生態(tài)保護(hù)基礎(chǔ)和規(guī)劃相統(tǒng)一、相銜接和相融合。