靜態(tài)景觀格局的生態(tài)過程動態(tài)化研究
——以貴州草海珍稀鳥類棲息地為例

徐佳芳

同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院 上海 200092

景觀生態(tài)學的研究對象包括景觀結(jié)構(gòu)、景觀功能和景觀動態(tài)［1］。其中，景觀結(jié)構(gòu)和景觀功能反映景觀格局的靜態(tài)而景觀動態(tài)著重在景觀格局隨時間產(chǎn)生的變化，也可以說是“生態(tài)過程”的研究。

景觀格局與生態(tài)過程的關(guān)系是景觀生態(tài)學研究中的核心內(nèi)容［2］，正確理解景觀格局與生態(tài)過程的相互關(guān)系是進一步深化景觀生態(tài)學研究的關(guān)鍵［3］。針對特定的生態(tài)過程，將景觀格局與生態(tài)過程相結(jié)合的格局分析是未來景觀格局研究發(fā)展的方向［4－5］。

1 靜態(tài)景觀格局與生態(tài)過程的關(guān)系

1.1 景觀格局

廣義地講，景觀格局包括景觀組成單元 (生態(tài)系統(tǒng)或土地利用/覆被類型)的類型、數(shù)目及空間分布與配置［6－7］。

景觀格局具有空間上的復雜性和時間上的動態(tài)性，是許多因素和過程共同作用的結(jié)果。

目前有2種景觀格局分析方法［8－9］:一是泛泛的景觀格局分析，二是針對特定生態(tài)過程的景觀格局分析。泛泛的景觀格局分析在早期的研究中占優(yōu)勢，具有普遍意義但缺乏針對性，無法應對不斷深入的格局分析。針對特定生態(tài)過程的景觀格局分析是在景觀生態(tài)學家充分認識到格局—過程關(guān)系的重要性以后被提出來的，是景觀格局分析的更高層次，將在當前及未來的景觀格局分析中占據(jù)主導地位。

1.2 生態(tài)過程

生態(tài)過程是景觀中生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部和不同生態(tài)系統(tǒng)之間物質(zhì)、能量、信息的流動和遷移轉(zhuǎn)化的總稱，強調(diào)事件或現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展的動態(tài)特征［7］。景觀中的生態(tài)過程有生物過程、非生物過程和人文過程［6］。

生態(tài)過程是塑造或改變景觀格局的動因之一。種群定殖、競爭、滅絕、繁殖體擴散等引起植被類型斑塊的形成、變化、消失;水分、泥沙與養(yǎng)分運移則引起土壤類型空間分布、土壤水分與養(yǎng)分空間格局、繁殖體分布等變化或塑造地形，進而引起景觀格局變化［6］。

1.3 兩者關(guān)系

景觀格局與生態(tài)過程之間相互依存、相互制約、互為條件和結(jié)果。格局是過程形成的基礎，過程將促進格局的演變，科學識別景觀格局實際上是為了更好地理解生態(tài)過程［3］。

在現(xiàn)實景觀中，景觀格局是生態(tài)過程的載體，格局變化會引起相關(guān)的生態(tài)過程改變，影響生態(tài)過程的發(fā)展趨勢而生態(tài)過程又會反作用于景觀格局，是塑造格局的動因和驅(qū)動力，其改變也會使格局產(chǎn)生一系列的響應［6－7］。

景觀格局與生態(tài)過程不可分割的關(guān)系，要求研究和規(guī)劃設計的過程中必須用整體性觀念處理兩者關(guān)系，必須將“靜態(tài)景觀格局的生態(tài)過程動態(tài)化”。

如何才能使靜態(tài)的景觀格局動態(tài)化［8－10］?

首先，最基本的方法是以時間序列組合不同時期的靜態(tài)景觀格局，通過序列比較，分析其生態(tài)變化過程。

其次，靜態(tài)景觀格局的獲取受時間限制，尤其是對未來格局的推測存在很多不定因素，研究過程中往往難以準確描繪未來的景觀格局。因此，在靜態(tài)格局的判定中，應該選取對所研究的特定的生態(tài)過程影響較大的關(guān)鍵因子，景觀格局的比較也以關(guān)鍵因子在景觀格局呈現(xiàn)的變化的比較為主。

再次，關(guān)鍵因子的靜態(tài)格局比較可以單因子比較和多因子復合比較同步進行。

最后要強調(diào)的是，靜態(tài)的景觀格局的生態(tài)過程動態(tài)化畢竟存在各方面的不確定因素，也有較多的主觀判斷成分，其分析結(jié)果必定具有或然性。因此，對景觀格局和生態(tài)過程關(guān)系的研究要求研究過程的可持續(xù)性。從某種程度上來說，對兩者的監(jiān)測和管理比研究分析更重要。

下文將結(jié)合“草海珍稀鳥類棲息地”實例具體說明“靜態(tài)景觀格局的生態(tài)過程動態(tài)化”的研究方法。

2 案例研究——草海珍稀鳥類棲息地

本案研究對象為貴州草海自然保護區(qū)珍稀鳥類(以黑頸鶴為主)棲息地。

根據(jù)《貴州草海國家級自然保護區(qū)生態(tài)旅游規(guī)劃》 (2011—2030年)，規(guī)劃范圍為保護區(qū)的實驗區(qū)，面積為68.98 km2。研究對象位于草海西湖濱濕地區(qū)，主要在保護區(qū)的核心區(qū)和緩沖區(qū)內(nèi)，是草海珍稀鳥類最重要的棲息區(qū)域。

2.1 研究背景

貴州草海國家級自然保護區(qū)總面積96 km2，是貴州最大的天然淡水湖泊和典型高原濕地生態(tài)系統(tǒng)，保護對象為完整的高原濕地生態(tài)系統(tǒng)和以黑頸鶴為代表的珍稀鳥類。草海湖現(xiàn)狀常水位2 171.7 m，豐水位2 172.0 m，枯水位2 171.2 m。草海水位的狀況決定著草海水文和濕地面積，在影響草海黑頸鶴等越冬種群數(shù)量上起著十分重要的作用［11－14］。

為了遏制草海環(huán)境惡化的趨勢，根據(jù)《貴州省草海濕地生態(tài)環(huán)境綜合治理總體規(guī)劃》(2008—2020年)設計的溢流壩高程為2 175.0 m并依此調(diào)控水位。為了通過蓄水維持和保護草海的生態(tài)環(huán)境，同時為了合理進行原住民居的調(diào)控與用地安排，綜合各方面意見建議，該規(guī)劃在水位恢復時采用了2 173.0 m的控制線［11－14］。

2.2 問題分析

規(guī)劃提出將恢復水位規(guī)劃為2 173.0 m，卻沒有對整個濕地恢復過程進行規(guī)范指導和提出方法。若盲目執(zhí)行，必將造成難以挽回的惡果。

水位提升是有利有弊的:一方面，水位提升可以擴大水域面積、改善水質(zhì);但另一方面，低水位適合營造野生動物棲息地［15］。例如，黑頸鶴 (及其他一些鳥類)的主要食物為莎草科植物的塊狀根莖及人少的非農(nóng)作區(qū)殘留的農(nóng)作物，所以莎草草甸及淺水沼澤成為它們的主要活動地帶。然而，水位提升很可能會直接導致這些水陸交接的敏感地帶的消亡，對濕地生態(tài)環(huán)境和生物多樣性有著致命的破壞。

基于以上原因，草海濕地水位是否需要提升、提升至多少、如何提升等問題都必須慎重考慮。

2.3 靜態(tài)景觀格局的生態(tài)過程動態(tài)化研究

2.3.1 研究對象

草海西湖濱濕地區(qū)是草海珍稀鳥類最重要的棲息區(qū)域。研究對象可分為:1)現(xiàn)狀鳥類棲息地。面積345.3 hm2，不包括湖緣被開墾成農(nóng)田的地帶;2)模擬“退耕還濕”后的鳥類棲息地。面積623.2 hm2。該模擬假定退耕還濕后，水域輻射面積內(nèi)的耕地恢復成濕地，但由于現(xiàn)實條件限制和數(shù)據(jù)的短缺，并未將退耕還濕的歷時、條件、恢復率、失敗率等因素考慮在內(nèi)。該假設是理想狀態(tài)。

圖1 不同水位條件下棲息地格局變化 (現(xiàn)狀以及擬“退耕還濕”后)

2.3.2 研究過程

根據(jù)現(xiàn)狀水位和規(guī)劃恢復水位，研究水位變化2 170.0～2 173.0 m范圍內(nèi)每0.5 m的水位變化造成的2個研究對象的濕地景觀格局的變化，具體來說，就是水上濕地和水下濕地的面積變化。水上濕地是指水位以上的濕地，主要是莎草草甸等濕地，是鳥類主要的覓食區(qū)和夜宿區(qū)，對鳥類的存亡至關(guān)重要，是研究主要觀察的內(nèi)容;水下濕地就是指水面以下的濕地，包括淺水沼澤和較深的水體，其中淺水沼澤與水上濕地具有相同的作用，而較深的水體是構(gòu)成鳥類棲息地的重要背景環(huán)境，但對鳥類棲息的影響的直接性并不強。

圖2 水位影響下鳥類棲息地面積變化 (現(xiàn)狀)

圖3 水位影響下鳥類棲息地面積變化 (擬“退耕還濕”后)

具體研究過程和內(nèi)容見圖1。圖1展現(xiàn)了水位上升過程中濕地景觀格局的變化及其過程，圖2和圖3是對圖1的面積數(shù)據(jù)信息的分析，直觀地反映了2類濕地 (水上濕地、水下濕地)的變化量、變化程度和變化趨勢。

2.3.3 研究結(jié)論

從以上分析可見，是否能在提升水位的同時保證珍稀鳥類棲息地，關(guān)鍵在于“退耕還濕”成功與否。

首先，簡單、直接地提升水位是絕對不行的。從圖2可以看出，當水位上升到2 172.0 m時，對鳥類棲息最重要的水上濕地就已經(jīng)幾乎沒有了。

其次，提升水位和退耕還濕同步地、交替地進行才是可取之道。退耕還濕如果成功，那么水位的上升不但不會造成棲息地的減少，反而從整體上是增加的。

再次，必須強調(diào)的是，生態(tài)恢復工程是漫長的，容易受到各方因素影響而中斷甚至失敗，因而管理和監(jiān)測機制的設立非常必要。

關(guān)于“如何提升水位”的問題，筆者提出如下建議:結(jié)合“退耕還濕”生態(tài)過程逐步提升，并且嚴格監(jiān)測。必須以控制污染為前提，比如每次提升20 cm左右水位，待濕地 (特指水陸交接地帶的莎草草甸、淺水沼澤等)面積恢復到一定的水平后再進行提升，依次循環(huán)。至于具體每次提升多少、多久提升等問題，則需要嚴格的監(jiān)測管理機制，進行定時定點的研究分析。

最后，從圖3可以看出，即使退耕還濕成功，水位處于2 171.5～2 172.0 m，水上濕地也是驟減的。這主要是因為環(huán)湖地形的限制，是自然合理的。所以，不能因為追求水量的增加而盲目提升水位，而要綜合考慮各種因素。對于草海的污染治理和生態(tài)恢復，提升水位也是必要的;但對于鳥類棲息來說，相對低的水位可能更合適。草海作為自然保護區(qū)，最核心的保護對象就是其作為珍稀鳥類棲息地的功能。因此，要特別考慮如何持續(xù)地保障鳥類生存環(huán)境的問題。

按季節(jié)調(diào)控水位是個很好的解決方法。鳥類(特別是黑頸鶴)主要是利用草海作為越冬棲息地。由于冬季水量本來就較少，所以可以在冬季適當調(diào)低水位，增加草甸和沼澤面積，擴大鳥類棲息地;而其他季節(jié)可以合理提升，以滿足其他需要。

3 結(jié)論與展望

本文在研究“靜態(tài)景觀格局的生態(tài)過程動態(tài)化”方法的基礎上對其進行了實際應用。案例中的靜態(tài)景觀格局是濕地格局，所針對的特定的生態(tài)過程主要是退耕還濕的生態(tài)恢復過程。

“格局—過程”理論只是景觀學研究范疇中的一個小分支，目前已有相關(guān)研究開展，但過程中不可避免地會出現(xiàn)一些弊病與漏洞，應在實踐中不斷探索和改進。

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