摘 要：生物多樣性是人類生存的重要基礎(chǔ)，也是生態(tài)文明建設(shè)不可或缺的一部分。隨著人類活動(dòng)的增加，生物多樣性正面臨嚴(yán)重威脅，人們開始逐漸關(guān)注這一問(wèn)題。自然保護(hù)地與人類的健康息息相關(guān)，新發(fā)展階段人們對(duì)保護(hù)空間建設(shè)提出了更高要求。以秦皇島自然保護(hù)區(qū)為例，旨在深入探討斑塊—廊道—基質(zhì)模式在生物多樣性保護(hù)中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)斑塊、廊道和基質(zhì)的特征、相互關(guān)系及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用進(jìn)行綜合分析，為制定有效的生物多樣性保護(hù)策略和管理實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：景觀生態(tài)學(xué)；生物多樣性；景觀連接度；斑塊—廊道—基質(zhì)模式

中圖分類號(hào)：TU985.12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）07–00-03

生物多樣性是人類賴以生存的條件，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。而生物多樣性保護(hù)的實(shí)施，能夠削弱不良?xì)夂颦h(huán)境的影響，進(jìn)而對(duì)全球生物多樣性以至于全球氣候產(chǎn)生正面作用。運(yùn)用斑塊—廊道—基質(zhì)模式，對(duì)秦皇島市的自然保護(hù)地生物多樣性保護(hù)進(jìn)行規(guī)劃，減緩或恢復(fù)城市化帶來(lái)的生物多樣性的喪失，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處，為生物多樣性的保護(hù)及自然資源的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 相關(guān)概述

1.1 景觀生態(tài)學(xué)

作為生態(tài)學(xué)的重要分支之一，景觀生態(tài)學(xué)專注于深入探究自然和人類活動(dòng)相互作用的生態(tài)系統(tǒng)[1]。景觀生態(tài)學(xué)致力于提供一個(gè)綜合性的視角，將自然環(huán)境與人類活動(dòng)視為一個(gè)整體，并尋求平衡和可持續(xù)的解決方案。通過(guò)對(duì)空間結(jié)構(gòu)、功能和各要素之間關(guān)系的綜合考察，為保護(hù)生物多樣性提供了關(guān)鍵的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1.2 生物多樣性

生物多樣性是指在一個(gè)特定地理區(qū)域內(nèi)，生物種類的多樣性、個(gè)體分布的均勻性、生態(tài)系統(tǒng)的種類豐富度和生物群落的復(fù)雜性。這包括物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性等方面。它在維持生態(tài)平衡、提供生態(tài)服務(wù)和促進(jìn)科學(xué)研究等方面都具有至關(guān)重要的價(jià)值。

1.3 斑塊—廊道—基質(zhì)模式

斑塊—廊道—基質(zhì)（Patch-Corridor-Matrix）模式是描繪景觀空間結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵模型，也是解析景觀空間異質(zhì)性的核心模型[2]。斑塊是相對(duì)獨(dú)立的生態(tài)單元，廊道則是連接這些斑塊的線性結(jié)構(gòu)，而基質(zhì)構(gòu)成了這些斑塊和廊道之間的非生物部分。這一模式為理解生物多樣性的空間分布和動(dòng)態(tài)變化提供了強(qiáng)有力的工具。

1.4 景觀連接度

景觀連接度的衡量指標(biāo)是綠色空間體系中不同生境斑塊間的距離呈現(xiàn)出的數(shù)值區(qū)間，稱為景觀連接度距離閾值（Landscape Connectivity Distance Threshold）[3]。

對(duì)某一城市綠色空間體系而言，其適宜距離閾值應(yīng)綜合其空間尺度、空間結(jié)構(gòu)和物種擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力3個(gè)方面進(jìn)行確定。

2 斑塊在生物多樣性保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 斑塊的定義與特征

在景觀生態(tài)學(xué)中，斑塊是指相對(duì)較小、相對(duì)獨(dú)立的生態(tài)單元，具有明確的邊界和特定的生態(tài)特征。斑塊可以是森林、湖泊、草地等自然或人為形成的生態(tài)系統(tǒng)[4]。

2.2 斑塊對(duì)生物多樣性的影響

斑塊的存在促進(jìn)了不同物種的繁衍和生存。不同類型的斑塊為各種生物提供了不同類型的生態(tài)位和棲息地。例如，濕地斑塊提供了適合水生物種生存的環(huán)境，森林斑塊則適合樹木和陸地動(dòng)物。由于斑塊之間存在差異，不同斑塊提供了不同的生態(tài)環(huán)境，各種物種因此在適應(yīng)不同環(huán)境的過(guò)程中形成了相對(duì)獨(dú)特的生態(tài)位，從而增加了生態(tài)系統(tǒng)的物種豐富度。

斑塊的存在和獨(dú)立性有助于維持基因流動(dòng)的平衡。由于斑塊之間的相對(duì)獨(dú)立性，阻礙了基因的過(guò)度流動(dòng)，從而維持了不同種群的基因多樣性。斑塊內(nèi)部的生物種群可以通過(guò)基因交流和自然選擇等過(guò)程，促進(jìn)基因突變和適應(yīng)性進(jìn)化，從而增加遺傳多樣性。

2.3 保護(hù)和恢復(fù)斑塊的策略與實(shí)踐

第一，設(shè)立自然保護(hù)區(qū)。合理設(shè)計(jì)和管理自然保護(hù)區(qū)，確保其涵蓋各類重要生態(tài)系統(tǒng)，并實(shí)施有效的監(jiān)測(cè)和保護(hù)措施。第二，利用生態(tài)恢復(fù)工程，修復(fù)受損或破碎的斑塊，以增強(qiáng)其生態(tài)功能。通過(guò)引入瀕危物種、恢復(fù)植被等方式，可以有效地恢復(fù)斑塊的生態(tài)系統(tǒng)。第三，科學(xué)、合理地規(guī)劃土地利用，通過(guò)合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)、城市擴(kuò)展等活動(dòng)，減少對(duì)斑塊的破壞，持續(xù)維護(hù)生物多樣性。

3 廊道在生物多樣性保護(hù)中的應(yīng)用

3.1 廊道的定義與功能

廊道是指不同于兩側(cè)基質(zhì)的狹長(zhǎng)地帶。既有通道的功能，也有阻隔的效果，如河流、森林走廊、植被帶等。作為連接各個(gè)斑塊的橋梁，廊道起到了至關(guān)重要的作用[5]。它不僅會(huì)影響不同斑塊之間的連通性，還會(huì)顯著影響斑塊間物種、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和基因的交換。其功能不僅限于提供通道，還包括維護(hù)生態(tài)平衡、促進(jìn)物種遷移、緩解環(huán)境壓力等，在景觀中發(fā)揮著重要作用。

3.2 廊道對(duì)生物多樣性的影響

廊道的存在促使不同生境之間形成通道，便于物種遷移。這對(duì)野生動(dòng)植物在變化的環(huán)境中尋找新的生境、尋找配偶、逃避天敵等方面具有積極意義。通過(guò)物種遷移，廊道有助于保持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡。廊道不僅增強(qiáng)了不同斑塊之間的連接性，還促進(jìn)了物種在斑塊之間的遷移和基因交流。

人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響往往表現(xiàn)為城市擴(kuò)張、林業(yè)用地的變化等。廊道的存在可以緩解這些人類活動(dòng)對(duì)生物多樣性的直接干擾，為物種活動(dòng)提供一定的緩沖空間，幫助生物適應(yīng)人類活動(dòng)的影響。

廊道在維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)完整性方面起到重要作用。通過(guò)將不同斑塊連接起來(lái)，廊道有助于維持生態(tài)系統(tǒng)的全面性，使得各個(gè)生態(tài)組件之間能夠更好地互動(dòng)和協(xié)同演化。

3.3 建設(shè)生態(tài)廊道的策略與實(shí)踐

首先，需要科學(xué)、合理地規(guī)劃與建設(shè)，規(guī)劃應(yīng)充分考慮地理、氣候、生態(tài)系統(tǒng)類型等因素，確保生態(tài)廊道能夠有效連接各個(gè)重要斑塊，提供通暢的動(dòng)植物遷移通道。其次，廊道的管理和維護(hù)，對(duì)已建成的廊道進(jìn)行有效管理和維護(hù)是保證其長(zhǎng)期功能的關(guān)鍵，這包括定期修剪植被、監(jiān)測(cè)動(dòng)植物遷移情況、處理人為干擾等方面。制定科學(xué)的管理計(jì)劃，確保廊道的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。最后，提高公眾參與度。通過(guò)公眾教育，增強(qiáng)社會(huì)對(duì)廊道建設(shè)的理解和支持，同時(shí)提高公眾對(duì)生物多樣性保護(hù)的認(rèn)知，有助于推動(dòng)生態(tài)走廊建設(shè)取得更好的成果。

4 基質(zhì)在生物多樣性保護(hù)中的應(yīng)用

4.1 基質(zhì)的定義與特征

基質(zhì)是指斑塊和廊道之間的非生物部分，是景觀中連接和支持各個(gè)生態(tài)斑塊的重要組成部分[6-9]。其特征包括土壤類型、地形、水資源分布等環(huán)境因素，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和功能維持具有至關(guān)重要的作用。

4.2 基質(zhì)對(duì)生物多樣性的影響

基質(zhì)為生態(tài)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，直接影響著各種生物在該區(qū)域內(nèi)的生存和繁衍。合適的基質(zhì)有助于形成適宜生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境，從而維持物種多樣性。

基質(zhì)對(duì)水、能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)起著調(diào)節(jié)作用。通過(guò)影響這些生態(tài)流，基質(zhì)在整個(gè)景觀中傳遞生態(tài)過(guò)程，維持了生物多樣性的動(dòng)態(tài)平衡。

基質(zhì)的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)景觀的穩(wěn)定性有著直接的影響。它可以減緩風(fēng)蝕、維持土壤穩(wěn)定、減少自然災(zāi)害等，有助于提供相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，為生物提供持久的棲息地。

4.3 利用和改善基質(zhì)的策略

第一，在農(nóng)業(yè)和土地利用方面實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)采用保持耕地覆蓋、輪作和梯田等農(nóng)業(yè)措施，減緩?fù)寥狼治g，提高基質(zhì)的質(zhì)量。第二，合理利用和保護(hù)水資源?？茖W(xué)、合理的水資源管理，包括河流濕地的保護(hù)、水源地的保護(hù)等，有助于維護(hù)基質(zhì)的濕度和水質(zhì)，為生物提供適宜的生存環(huán)境。第三，加強(qiáng)對(duì)基質(zhì)污染的防治和生態(tài)修復(fù)?；|(zhì)污染是影響基質(zhì)質(zhì)量的重要因素。防治基質(zhì)污染需要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)排放等的管理和控制。同時(shí)，可以通過(guò)實(shí)施基質(zhì)生態(tài)修復(fù)工程，恢復(fù)受損基質(zhì)的生態(tài)功能[10-11]。

5 研究區(qū)域與方法

5.1 區(qū)域概況

選取秦皇島市的自然保護(hù)地為研究對(duì)象進(jìn)行分析。

秦皇島位于河北省東北部，總面積7 812.4 km2，海拔200～1 000 m。在地形構(gòu)成中，海拔50 m以下的平原和海濱低山占19.1%，丘陵地帶占20.6%，中、低山區(qū)域則占60.3%。此外，秦皇島還擁有14個(gè)近海島嶼，濱海地區(qū)擁有豐富的森林資源，為這片土地增添了獨(dú)特的生態(tài)魅力。截至2022年，秦皇島市已建立起包括山岳、森林、濕地、海洋和地質(zhì)等類型、功能豐富的15個(gè)自然保護(hù)地，總面積9.85萬(wàn) hm2。在市委、市政府的高度重視和強(qiáng)力推動(dòng)下，秦皇島市自然保護(hù)地體系于2019年底得以建立。該體系涵蓋秦皇島全市的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、海洋公園、森林公園和濕地公園，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理。這一舉措不僅加強(qiáng)了對(duì)自然資源的保護(hù)，還提高了管理效率和資源利用水平，為秦皇島市的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5.2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

綜合運(yùn)用生態(tài)學(xué)、地理信息系統(tǒng)（Geographic infor-mation system GIS）、遙感技術(shù)等多學(xué)科方法，對(duì)斑塊、廊道、基質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)和量化分析。應(yīng)用GIS技術(shù)，分析秦皇島市自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的生境質(zhì)量及其生物多樣性格局分布情況。結(jié)果顯示：（1）自然保護(hù)地區(qū)域占秦皇島市面積約4.25%，其中大部分位于濕地與濱海灘地，小部分位于山區(qū)林地，整體性較強(qiáng)；（2）動(dòng)物潛在活動(dòng)區(qū)域主要分布在河流與水面周圍，小部分棲息地并沒(méi)有被保護(hù)區(qū)覆蓋，連通性較差。

5.3 改進(jìn)建議

根據(jù)秦皇島市自然保護(hù)地分布圖得出，秦皇島北戴河國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)面積最大，連通性較強(qiáng)，總面積332 km2，地跨青龍縣、撫寧縣、山海關(guān)區(qū)、北戴河區(qū)與北戴河新區(qū)5個(gè)區(qū)域。但其他各類自然保護(hù)地距離較遠(yuǎn)、分布較散。應(yīng)根據(jù)物種遷移途徑及遷徙距離，建立不同面積的小保護(hù)區(qū)域、生態(tài)廊道或生態(tài)踏腳石。分級(jí)保護(hù)與管理秦皇島市保護(hù)地，對(duì)整體較強(qiáng)有重要作用的保護(hù)地區(qū)域，如北戴河國(guó)家級(jí)海洋自然公園、河北青龍湖國(guó)家濕地自然公園，今后持續(xù)保證核心區(qū)域保護(hù)質(zhì)量，禁止?jié)O業(yè)違法開發(fā)。渤海省級(jí)森林自然公園、青龍都山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，森林基質(zhì)占主要面積，管理時(shí)應(yīng)有效控制林火與病蟲害。南山省級(jí)森林公園、一渠百庫(kù)國(guó)家濕地自然公園，這些保護(hù)區(qū)中間大多缺少森林斑塊，因此，在適宜的地方進(jìn)行植樹造林顯得尤為重要。

除經(jīng)營(yíng)和管理具有一定規(guī)模的林地塊外，還應(yīng)重視鄉(xiāng)村人居林的建設(shè)與保護(hù)工作。通過(guò)結(jié)合林水、林路等模式，構(gòu)建起連接各小型林地塊的廊道，從而形成規(guī)模可觀的林地斑塊網(wǎng)絡(luò)。這將極大地提升各組分之間的景觀連接度。此外，對(duì)于面積較小但連接度較高的斑塊，應(yīng)給予特別的保護(hù)關(guān)注，并在條件允許的情況下，盡可能擴(kuò)大其斑塊面積，以確保其生態(tài)功能和穩(wěn)定性的持續(xù)提升。在整體規(guī)劃中，應(yīng)充分考慮生態(tài)廊道的規(guī)劃設(shè)計(jì)，根據(jù)城市的自然條件、地形地貌、氣候特點(diǎn)等因素進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃布局。同時(shí)，應(yīng)重視生態(tài)廊道的景觀設(shè)計(jì)及其文化內(nèi)涵，以確保生態(tài)廊道發(fā)揮生態(tài)作用、并成為具有特色的城市景觀。

生物多樣性保護(hù)需要一體化的管理策略，不僅關(guān)注斑塊的大小和質(zhì)量，還需注意廊道的設(shè)計(jì)和基質(zhì)的質(zhì)量。這需要政府、科研機(jī)構(gòu)和社會(huì)各界的合作，采用綜合性的規(guī)劃和管理方式。土地利用的可持續(xù)發(fā)展是關(guān)鍵。通過(guò)推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，實(shí)施可持續(xù)的土地管理，減少對(duì)斑塊的破壞，有助于保護(hù)和維護(hù)生物多樣性。加強(qiáng)公眾對(duì)生物多樣性保護(hù)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，通過(guò)教育活動(dòng)使社會(huì)大眾更加積極地參與生態(tài)保護(hù)工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

盡管我國(guó)已經(jīng)制定自然保護(hù)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制保護(hù)區(qū)內(nèi)的人類活動(dòng)，但在這些區(qū)域的邊緣地帶，仍存在人類活動(dòng)。事實(shí)上，許多國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)都設(shè)有旅游開發(fā)項(xiàng)目，這無(wú)疑增加了人類對(duì)這些區(qū)域的干擾。研究顯示，在中國(guó)橫斷山脈的自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，從保護(hù)區(qū)內(nèi)部到邊緣地帶，人類活動(dòng)的威脅呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)。2016年，國(guó)務(wù)院也指出，部分地區(qū)在自然保護(hù)區(qū)內(nèi)盲目進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，這不僅破壞了生態(tài)系統(tǒng)，還嚴(yán)重?fù)p害了自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)功能和價(jià)值。此外，一些保護(hù)區(qū)內(nèi)還分布著村鎮(zhèn)、農(nóng)田和工礦企業(yè)，這些因素都在一定程度上阻礙了自然保護(hù)區(qū)的健康發(fā)展。因此，相關(guān)部門必須加強(qiáng)監(jiān)管，確保人類活動(dòng)不會(huì)對(duì)自然保護(hù)區(qū)造成更大的破壞。作為景觀生態(tài)學(xué)的理論框架，斑塊—廊道—基質(zhì)模式在生物多樣性保護(hù)工作中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。斑塊提供了多樣的生態(tài)位和棲息地，廊道促進(jìn)了物種遷移和生態(tài)過(guò)程的連續(xù)性，基質(zhì)則維持了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。研究案例表明，在實(shí)際的生物多樣性保護(hù)實(shí)踐中，成功的案例往往是綜合運(yùn)用斑塊、廊道、基質(zhì)的管理策略。斑塊—廊道—基質(zhì)模式有助于保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，減少城市熱島效應(yīng)、空氣污染和噪聲污染等環(huán)境問(wèn)題。通過(guò)研究探討，可以更好地理解斑塊—廊道—基質(zhì)模式在生物多樣性保護(hù)中的作用，為未來(lái)的生態(tài)保護(hù)實(shí)踐和研究提供有益的參考。

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