岛群生态网络体系、方法与实践

海岛是一种独特的地理综合体，特殊的地理位置、有限的面积和明显的空间隔离造就了海岛重要的生态和社会价值、复杂的自然和人为干扰以及明显的脆弱性。海岛是生物多样性的天然贮存库和鸟类迁徙路线的关键节点，是壮大海洋经济、拓展发展空间的重要依托，也是维护国家海洋权益、保障国防安全的战略前沿。

日益频繁的开发利用活动已经对部分海岛产生了深刻的影响，造成海岛形态变化剧烈、生态系统生产力下降、植物群落破坏、景观格局破碎化、环境质量恶化等问题。当前，我国一些海岛仍存在着开发秩序混乱、生态破坏严重、保护力度不足等问题，这均对海岛生物多样性构成威胁，并损害海岛作为鸟类迁徙节点的功能。如何协调好海岛开发利用与生态保护、实现海岛可持续发展是一个重要问题。构建合理的生态网络是在人类干扰的背景下提升生态连通性、维持生物多样性的有效手段，将单个海岛置于岛群的生态背景下，构建双重空间尺度下的岛群生态网络耦合体系具有更加重要的意义，能够充分发掘岛群中不同海岛的功能，显著提升岛群生态连通性，为优化我国重要鸟类迁徙通道提供技术支撑，也为人类干扰下海岛生物多样性维护提供参考。

近几十年来，海岛生态系统已经得到了国内外学者的广泛关注，学者们一方面对海岛生物、地形地貌、土壤、水文、景观等生态要素进行了专门研究，另一方面从不同视角开展了海岛生态系统的综合评估，包括海岛生态脆弱性、海岛生态系统服务价值、海岛生态足迹、海岛生态完整性、海岛生态系统健康等。然而，当前的研究往往以单要素或某几种要素来反映海岛生态特征，特别是海岛植被、土壤、景观等关键要素很少在上述综合评估中被全面考虑；此外，目前的研究大多基于点位或整岛尺度开展，或者以行政区为单元来反映空间异质性，而海岛或行政区内部的空间异质性很少被关注，使得研究结果难以为海岛空间分区和规划提供切实支持。我国海岛生态学研究目前尚处于起步阶段，与国外更加关注的大洋岛屿相比，我国海岛绝大部分位于近岸区域，人类活动总体较为剧烈，不同类型、不同强度的人类活动集中在具有明显边界的海岛上，使得人为干扰成为诸多海岛生态系统演变的关键驱动因子，也为开展海岛生态系统及其胁迫因子的研究提供了具有特色的天然实验室。

本书基于当前海岛生态系统研究的不足，以复杂的自然和人为干扰为关键因子，并针对我国海岛保护与利用之间的协调问题开展研究。在梳理和剖析海岛生态系统典型特征以及生态网络理论和方法的基础上，提出了岛群生态网络的多尺度耦合体系；为全面揭示海岛生态系统的综合特征和空间状况，对植被、土壤和景观三个关键生态要素进行了空间分析与模拟，开展了海岛生态系统健康的空间异质性评估，并量化了城镇建设、交通发展、农田开垦、人工林种植等典型人类活动对海岛生态系统健康的影响；在上述工作的基础上，建立了岛群生境适宜性模型并揭示岛群生境适宜性的空间特征，进而构建了双重空间尺度下具有全连通性的岛群生态网络，并提出了岛群生态系统的优化策略。研究区选择我国重要且典型的基岩海岛群——庙岛群岛，挑选了32 个海岛（包括全部10 个有居民海岛和22 个面积较大的无居民海岛）作为研究对象，并对各岛单独进行了图文并茂的介绍；数据来源于现场调查、遥感影像、相关统计资料等。

车由岛（无居民海岛）现场实景

本书一定程度上弥补了目前关于海岛生态系统空间异质性综合评估研究的不足，突破了以往研究中海岛间空间隔离的壁垒，构建了双重空间尺度下的岛群生态网络。主要贡献包括：

（1）在理论方面，首次阐述了海岛生态系统的原生特征和次生特征，初步搭建了“关键要素—综合评估—空间分异—多重尺度”的海岛生态地理学研究体系；

（2）在基础数据方面，形成了一套典型海岛生态系统本底数据集，涵盖10 个有居民海岛和22个无居民海岛；

（3）在技术方法方面，构建了海岛生态系统健康空间异质性模型、岛群生境适宜性评估模型和双重空间尺度下岛群生态网络构建技术方法，操作简便且可重复性强，可广泛应用于不同区域的海岛生态系统综合评估和岛群生态网络构建中；

（4）在重要认识和发现方面，揭示了庙岛群岛植被、土壤、景观和生态系统健康的空间变化规律并辨识出其关键影响因子，阐明了岛群生境适宜性的空间特征并构建了岛群和岛内双重空间尺度下具有全连通性的岛群生态网络，提出了基于海岛生态系统健康情景分析和岛群生态网络景观结构分析的岛群生态系统优化策略。

本书研究工作由自然资源部第一海洋研究所负责实施开展，主要在国家自然科学基金项目“双重空间尺度下岛群生态网络的构建与优化”（41701214）和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目“岛群植物多样性空间分布的多重梯度效应”（2018Q07）的支持下完成，部分数据资料来源于科技基础性工作专项、海洋公益性行业科研专项等项目的多年积累。明显的隔离性和复杂的地形条件使得海岛现场调查具有极高难度，本研究的海岛现场调查得到了长岛海洋环境监测中心、华东师范大学、山东农业大学、滨州学院等单位同仁的大力支持；本书在资料收集、数据分析、图件制作、文本撰写等过程中也得到了自然资源部第一海洋研究所各位老师和同事的指点与帮助，在此一并表示感谢！

海岛研究任重而道远，我国海岛生态地理学研究工作尚有很长的路要走。本书是对笔者多年来的海岛研究工作进行的总结和梳理，但受限于条件和水平，定有许多不足和纰漏，敬请各位读者不吝批评指正！

本文摘自科学出版社2021年4月出版《岛群生态网络体系、方法与实践》一书“前言”。

（本文编辑：韩鹏）

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