静态景观格局的生态过程动态化研究——以贵州草海珍稀鸟类栖息地为例

徐佳芳

同济大学建筑与城市规划学院 上海 200092

景观生态学的研究对象包括景观结构、景观功能和景观动态［1］。其中，景观结构和景观功能反映景观格局的静态而景观动态着重在景观格局随时间产生的变化，也可以说是“生态过程”的研究。

景观格局与生态过程的关系是景观生态学研究中的核心内容［2］，正确理解景观格局与生态过程的相互关系是进一步深化景观生态学研究的关键［3］。针对特定的生态过程，将景观格局与生态过程相结合的格局分析是未来景观格局研究发展的方向［4－5］。

1 静态景观格局与生态过程的关系

1.1 景观格局

广义地讲，景观格局包括景观组成单元 (生态系统或土地利用/覆被类型)的类型、数目及空间分布与配置［6－7］。

景观格局具有空间上的复杂性和时间上的动态性，是许多因素和过程共同作用的结果。

目前有2种景观格局分析方法［8－9］:一是泛泛的景观格局分析，二是针对特定生态过程的景观格局分析。泛泛的景观格局分析在早期的研究中占优势，具有普遍意义但缺乏针对性，无法应对不断深入的格局分析。针对特定生态过程的景观格局分析是在景观生态学家充分认识到格局—过程关系的重要性以后被提出来的，是景观格局分析的更高层次，将在当前及未来的景观格局分析中占据主导地位。

1.2 生态过程

生态过程是景观中生态系统内部和不同生态系统之间物质、能量、信息的流动和迁移转化的总称，强调事件或现象的发生、发展的动态特征［7］。景观中的生态过程有生物过程、非生物过程和人文过程［6］。

生态过程是塑造或改变景观格局的动因之一。种群定殖、竞争、灭绝、繁殖体扩散等引起植被类型斑块的形成、变化、消失;水分、泥沙与养分运移则引起土壤类型空间分布、土壤水分与养分空间格局、繁殖体分布等变化或塑造地形，进而引起景观格局变化［6］。

1.3 两者关系

景观格局与生态过程之间相互依存、相互制约、互为条件和结果。格局是过程形成的基础，过程将促进格局的演变，科学识别景观格局实际上是为了更好地理解生态过程［3］。

在现实景观中，景观格局是生态过程的载体，格局变化会引起相关的生态过程改变，影响生态过程的发展趋势而生态过程又会反作用于景观格局，是塑造格局的动因和驱动力，其改变也会使格局产生一系列的响应［6－7］。

景观格局与生态过程不可分割的关系，要求研究和规划设计的过程中必须用整体性观念处理两者关系，必须将“静态景观格局的生态过程动态化”。

如何才能使静态的景观格局动态化［8－10］?

首先，最基本的方法是以时间序列组合不同时期的静态景观格局，通过序列比较，分析其生态变化过程。

其次，静态景观格局的获取受时间限制，尤其是对未来格局的推测存在很多不定因素，研究过程中往往难以准确描绘未来的景观格局。因此，在静态格局的判定中，应该选取对所研究的特定的生态过程影响较大的关键因子，景观格局的比较也以关键因子在景观格局呈现的变化的比较为主。

再次，关键因子的静态格局比较可以单因子比较和多因子复合比较同步进行。

最后要强调的是，静态的景观格局的生态过程动态化毕竟存在各方面的不确定因素，也有较多的主观判断成分，其分析结果必定具有或然性。因此，对景观格局和生态过程关系的研究要求研究过程的可持续性。从某种程度上来说，对两者的监测和管理比研究分析更重要。

下文将结合“草海珍稀鸟类栖息地”实例具体说明“静态景观格局的生态过程动态化”的研究方法。

2 案例研究——草海珍稀鸟类栖息地

本案研究对象为贵州草海自然保护区珍稀鸟类(以黑颈鹤为主)栖息地。

根据《贵州草海国家级自然保护区生态旅游规划》 (2011—2030年)，规划范围为保护区的实验区，面积为68.98 km2。研究对象位于草海西湖滨湿地区，主要在保护区的核心区和缓冲区内，是草海珍稀鸟类最重要的栖息区域。

2.1 研究背景

贵州草海国家级自然保护区总面积96 km2，是贵州最大的天然淡水湖泊和典型高原湿地生态系统，保护对象为完整的高原湿地生态系统和以黑颈鹤为代表的珍稀鸟类。草海湖现状常水位2 171.7 m，丰水位2 172.0 m，枯水位2 171.2 m。草海水位的状况决定着草海水文和湿地面积，在影响草海黑颈鹤等越冬种群数量上起着十分重要的作用［11－14］。

为了遏制草海环境恶化的趋势，根据《贵州省草海湿地生态环境综合治理总体规划》(2008—2020年)设计的溢流坝高程为2 175.0 m并依此调控水位。为了通过蓄水维持和保护草海的生态环境，同时为了合理进行原住民居的调控与用地安排，综合各方面意见建议，该规划在水位恢复时采用了2 173.0 m的控制线［11－14］。

2.2 问题分析

规划提出将恢复水位规划为2 173.0 m，却没有对整个湿地恢复过程进行规范指导和提出方法。若盲目执行，必将造成难以挽回的恶果。

水位提升是有利有弊的:一方面，水位提升可以扩大水域面积、改善水质;但另一方面，低水位适合营造野生动物栖息地［15］。例如，黑颈鹤 (及其他一些鸟类)的主要食物为莎草科植物的块状根茎及人少的非农作区残留的农作物，所以莎草草甸及浅水沼泽成为它们的主要活动地带。然而，水位提升很可能会直接导致这些水陆交接的敏感地带的消亡，对湿地生态环境和生物多样性有着致命的破坏。

基于以上原因，草海湿地水位是否需要提升、提升至多少、如何提升等问题都必须慎重考虑。

2.3 静态景观格局的生态过程动态化研究

2.3.1 研究对象

草海西湖滨湿地区是草海珍稀鸟类最重要的栖息区域。研究对象可分为:1)现状鸟类栖息地。面积345.3 hm2，不包括湖缘被开垦成农田的地带;2)模拟“退耕还湿”后的鸟类栖息地。面积623.2 hm2。该模拟假定退耕还湿后，水域辐射面积内的耕地恢复成湿地，但由于现实条件限制和数据的短缺，并未将退耕还湿的历时、条件、恢复率、失败率等因素考虑在内。该假设是理想状态。

图1 不同水位条件下栖息地格局变化 (现状以及拟“退耕还湿”后)

2.3.2 研究过程

根据现状水位和规划恢复水位，研究水位变化2 170.0～2 173.0 m范围内每0.5 m的水位变化造成的2个研究对象的湿地景观格局的变化，具体来说，就是水上湿地和水下湿地的面积变化。水上湿地是指水位以上的湿地，主要是莎草草甸等湿地，是鸟类主要的觅食区和夜宿区，对鸟类的存亡至关重要，是研究主要观察的内容;水下湿地就是指水面以下的湿地，包括浅水沼泽和较深的水体，其中浅水沼泽与水上湿地具有相同的作用，而较深的水体是构成鸟类栖息地的重要背景环境，但对鸟类栖息的影响的直接性并不强。

图2 水位影响下鸟类栖息地面积变化 (现状)

图3 水位影响下鸟类栖息地面积变化 (拟“退耕还湿”后)

具体研究过程和内容见图1。图1展现了水位上升过程中湿地景观格局的变化及其过程，图2和图3是对图1的面积数据信息的分析，直观地反映了2类湿地 (水上湿地、水下湿地)的变化量、变化程度和变化趋势。

2.3.3 研究结论

从以上分析可见，是否能在提升水位的同时保证珍稀鸟类栖息地，关键在于“退耕还湿”成功与否。

首先，简单、直接地提升水位是绝对不行的。从图2可以看出，当水位上升到2 172.0 m时，对鸟类栖息最重要的水上湿地就已经几乎没有了。

其次，提升水位和退耕还湿同步地、交替地进行才是可取之道。退耕还湿如果成功，那么水位的上升不但不会造成栖息地的减少，反而从整体上是增加的。

再次，必须强调的是，生态恢复工程是漫长的，容易受到各方因素影响而中断甚至失败，因而管理和监测机制的设立非常必要。

关于“如何提升水位”的问题，笔者提出如下建议:结合“退耕还湿”生态过程逐步提升，并且严格监测。必须以控制污染为前提，比如每次提升20 cm左右水位，待湿地 (特指水陆交接地带的莎草草甸、浅水沼泽等)面积恢复到一定的水平后再进行提升，依次循环。至于具体每次提升多少、多久提升等问题，则需要严格的监测管理机制，进行定时定点的研究分析。

最后，从图3可以看出，即使退耕还湿成功，水位处于2 171.5～2 172.0 m，水上湿地也是骤减的。这主要是因为环湖地形的限制，是自然合理的。所以，不能因为追求水量的增加而盲目提升水位，而要综合考虑各种因素。对于草海的污染治理和生态恢复，提升水位也是必要的;但对于鸟类栖息来说，相对低的水位可能更合适。草海作为自然保护区，最核心的保护对象就是其作为珍稀鸟类栖息地的功能。因此，要特别考虑如何持续地保障鸟类生存环境的问题。

按季节调控水位是个很好的解决方法。鸟类(特别是黑颈鹤)主要是利用草海作为越冬栖息地。由于冬季水量本来就较少，所以可以在冬季适当调低水位，增加草甸和沼泽面积，扩大鸟类栖息地;而其他季节可以合理提升，以满足其他需要。

3 结论与展望

本文在研究“静态景观格局的生态过程动态化”方法的基础上对其进行了实际应用。案例中的静态景观格局是湿地格局，所针对的特定的生态过程主要是退耕还湿的生态恢复过程。

“格局—过程”理论只是景观学研究范畴中的一个小分支，目前已有相关研究开展，但过程中不可避免地会出现一些弊病与漏洞，应在实践中不断探索和改进。

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