DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1769197
تاريخ النشر: 2026-02-24
المؤلف: Shusheng Yin وآخرون
الموضوع الرئيسي: تفاعلات الحياة البرية مع الطرق والحفاظ عليها
نظرة عامة
تقدم هذه الورقة البحثية نهجًا شاملاً لبناء الشبكات البيئية تهدف إلى تعزيز الاتصال الوظيفي بين المواطن البرية والبحرية في المناطق الساحلية، مع التركيز بشكل خاص على منطقة بوهاي الاقتصادية. تستخدم الدراسة تحليل نمط الفضاء المورفولوجي (MSPA) لتحسين تحديد الخطوط الحمراء البيئية وتحديد المصادر البيئية بشكل منهجي من خلال تقييم متعدد المعايير يتضمن جودة المواطن، الاتصال المنظري، والحساسية البيئية. يتم تطوير سطح مقاومة مرتبط لأخذ العوامل الطبيعية والبشرية في الاعتبار، ويتم نمذجة الممرات البيئية باستخدام نظرية الدوائر لتعكس الديناميات المعقدة لهذه المناظر الطبيعية.
تكشف النتائج أن الشبكة البيئية في حافة بوهاي تتكون أساسًا من مصادر وممرات بيئية مرتبطة بالغابات، والمراعي، والمسطحات المائية، والمناطق البحرية المحمية، تغطي 66,441.81 كم² و 24,814.31 كم² على التوالي. تشمل الممرات البيئية الرئيسية المحددة ممر لياوكس، ومنطقة الانتقال بين الجبال والسهول بين جبال تاي هانغ وسهول شمال الصين، والممرات النهرية الدلتاوية على طول نهر هوانغ. تعتبر هذه الممرات حاسمة للحفاظ على التنوع البيولوجي وسلامة النظام البيئي، خاصة حول المصبات حيث تتقاطع بكثافة. توفر الدراسة أساسًا علميًا لإنشاء محميات بيئية وتقدم رؤى لحماية التنوع البيولوجي في مناطق ساحلية مماثلة، مع تحقيق توازن بين الاحتياجات التنموية وحماية البيئة.
مقدمة
تسلط مقدمة الورقة الضوء على التحديات البيئية والبيئية الحرجة التي تواجهها المناطق الساحلية، خاصة بسبب التحضر والأنشطة البشرية. تتميز هذه المناطق بتفاعلاتها الديناميكية بين اليابسة والبحر، وهي تعاني من فقدان المواطن، وتراجع التنوع البيولوجي، وتجزئة المناظر الطبيعية. تفاقم الظاهرة المعروفة باسم “الضغط الساحلي” هذه القضايا من خلال تعطيل الاتصال الهيدرولوجي في الأراضي الرطبة وزيادة تصريف الملوثات إلى البيئات البحرية، مما يؤدي إلى عدم توازن هيكلي يقوض مرونة السواحل. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى فهم شامل للمخاطر البيئية وتنفيذ حوكمة دقيقة مكانيًا لتعزيز التنسيق بين اليابسة والبحر.
تركز الدراسة بشكل خاص على منطقة حافة بوهاي، وهي منطقة مهمة لدراسة التفاعلات البيئية بين اليابسة والبحر بسبب أنشطتها الاجتماعية والاقتصادية المكثفة وأهميتها الاستراتيجية. تواجه المنطقة توترات حادة بين التنمية الاقتصادية وحماية البيئة، مما يجعلها حالة ملحة لتطوير شبكات بيئية متكاملة. يقترح المؤلفون نهجًا جديدًا يجمع بين العوامل البرية والبحرية في سطح مقاومة موحد، باستخدام نظرية الدوائر جنبًا إلى جنب مع نموذج الحد الأدنى من المقاومة التراكمية لتعزيز الاتصال البيئي. تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوة الحالية بين “اليابسة والبحر” في الدراسات البيئية وتوفير أساس علمي للتخطيط المكاني المستدام واستعادة البيئة في المناطق الساحلية.
طرق
في هذه الدراسة، تم تطوير إطار منهجي شامل لبناء الشبكات البيئية الساحلية، مع معالجة القيود في الأبحاث السابقة من خلال ابتكارات مستهدفة. يتبع الإطار نموذج “تحديد المصدر – بناء سطح المقاومة – استخراج الممرات”. لتحديد المصادر البيئية، تدمج الدراسة عوامل مختلفة مثل نوع استخدام الأرض، حجم الرقعة، جودة المواطن، الاتصال المنظري، وبيانات الخط الأحمر البيئي البري لتحديد المصادر البرية. بشكل ملحوظ، تعزز من تحديد المصادر البيئية البحرية – التي كانت تمثل سابقًا تمثيلًا ناقصًا – من خلال دمج تقسيم المناطق الوظيفية البحرية وبيانات الخط الأحمر البيئي، مما ينشئ نظام تقييم الحساسية البيئية البحرية. يحدد هذا النهج المصادر البيئية البحرية كمواطن حيوية للتنوع البيولوجي والأمن البيئي، حيث تمثل 27.2% من إجمالي مساحة المصدر البيئي.
تنتقل الدراسة أيضًا من نهج “مركزي على اليابسة” إلى “تكامل متوازن بين اليابسة والبحر”، حيث تحدد مناطق الخط الأحمر البيئي البحرية، والأراضي الرطبة المصب، والجزر المحمية كعناصر أساسية في الشبكة البيئية. علاوة على ذلك، تعزز من بناء الممرات البيئية من “مسار أمثل واحد” إلى “شبكة احتمالية متعددة المسارات” باستخدام نظرية الدوائر وأداة Linkage Mapper. يسمح هذا الانتقال بنمذجة مسارات انتشار متعددة، مما يعزز من مرونة واستقرار الشبكة البيئية، خاصة في المناطق الحضرية المجزأة مثل حافة بوهاي. تكشف النتائج أن الممرات المحددة حديثًا أكثر تعقيدًا وشبيهة بالشبكات مقارنة بالنماذج التقليدية، مما يحسن الاتصال البيئي ويستوعب ديناميات المناظر الطبيعية.
مناقشة
تعتبر حافة بوهاي الاقتصادية، التي تشمل مناطق رئيسية في شمال الصين، منطقة اقتصادية حيوية تتميز بموارد طبيعية غنية وكثافة سكانية كبيرة. اعتبارًا من عام 2023، تسهم بما يقرب من 18% من الناتج المحلي الإجمالي والص人口 في الصين، لكنها تواجه ضغوطًا بيئية كبيرة بسبب الأنشطة البشرية المكثفة، مما يؤدي إلى تجزئة المناظر الطبيعية وتراجع الجودة البيئية. تحدد هذه الدراسة المنطقة الساحلية بناءً على الأدبيات الحالية وتستخدم مصادر بيانات متنوعة، بما في ذلك استخدام الأراضي ومقاييس بيئية، لتقييم المصادر البيئية والاتصال داخل المنطقة.
تحدد الأبحاث المصادر البيئية البرية والبحرية، باستخدام تقييم شامل لجودة المواطن ونمذجة المقاومة البيئية لبناء شبكة بيئية. تكشف التحليلات أن المصادر البيئية البرية تقع أساسًا في المناطق الجبلية ذات الجودة العالية للمواطن، بينما تتركز المصادر البحرية حول محميات بيئية كبيرة. تبرز الدراسة أيضًا أهمية الممرات البيئية، التي تسهل هجرة الأنواع وتربط المواطن الحيوية، على الرغم من أن العديد منها تواجه تحديات بسبب الأنشطة البشرية. تؤكد النتائج على الحاجة إلى حوكمة متكاملة بين اليابسة والبحر لمعالجة التدهور البيئي وتعزيز مرونة النظم البيئية الساحلية، خاصة في المناطق التي تتقاطع فيها التحضر والوظائف البيئية.
القيود
تقدم الدراسة إطارًا أساسيًا لتطوير شبكة بيئية في حافة بوهاي؛ ومع ذلك، فهي مقيدة بحدود توفر البيانات ونقص في أنظمة الإدارة، مما يعيق التقييم الشامل لبيئة اليابسة والبحر والشبكات البيئية في مقاييس مكانية أدق. يجب أن تتناول التحقيقات المستقبلية التباينات الجغرافية، واختلافات المجتمع البيئي، والمتطلبات الاجتماعية والبيئية للمناطق البرية. سيساعد هذا النهج في تحديد العوامل التي تؤثر على تعقيد الشبكات البيئية، واختيار عوامل المقاومة المناسبة لمجتمعات وأنواع مختلفة، وتعيين قيم المقاومة بدقة علمية محسنة.
علاوة على ذلك، كانت تقييمات المواطن البيئية في هذه الدراسة تعتمد على مجموعة ضيقة من المعايير – الشكل، المساحة، الأهمية الموضعية، وجودة المواطن – مما أدى إلى تقييم غير مكتمل. قد لا تمثل الطبيعة الذاتية لعتبات المساحة والقيم المركبة للمقاومة المعينة للمصادر البيئية بدقة خصائص حركة أنواع معينة، مثل البرمائيات، مما قد يؤدي إلى أخطاء في نتائج المحاكاة. يتطلب استخراج الممرات البيئية باستخدام نظرية الدوائر اعتبارًا دقيقًا لعرضها، والذي يجب أن يستند إلى تكوين الأنواع، والخصائص، والتوزيع، واحتياجات الحفظ. يجب أن تدمج الأبحاث المستقبلية المسوحات الميدانية والبيانات الملاحظة لتحسين إعدادات المعلمات وتطوير استراتيجيات شاملة لتحديد عرض الممرات.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2026.1769197
Publication Date: 2026-02-24
Author(s): Shusheng Yin et al.
Primary Topic: Wildlife-Road Interactions and Conservation
Overview
This research paper presents a comprehensive approach to constructing ecological networks aimed at enhancing functional connectivity between terrestrial and marine habitats in coastal zones, specifically focusing on the Bohai Rim Economic Zone. The study employs morphological spatial pattern analysis (MSPA) to refine ecological red line delineations and systematically identifies ecological sources through a multi-criteria assessment that incorporates habitat quality, landscape connectivity, and ecological sensitivity. A coupled resistance surface is developed to account for both natural and anthropogenic factors, and ecological corridors are modeled using circuit theory to reflect the complex dynamics of these landscapes.
The findings reveal that the ecological network in the Bohai Rim is primarily composed of ecological sources and corridors associated with forests, grasslands, water bodies, and marine protected areas, covering 66,441.81 km² and 24,814.31 km² respectively. Key ecological corridors identified include the Liaoxi Corridor, the mountain-plain transition zone between the Taihang Mountains and the North China Plain, and fluvial-deltaic corridors along the lower Yellow River. These corridors are crucial for maintaining biodiversity and ecological integrity, particularly around estuaries where they intersect densely. The study provides a scientific foundation for establishing ecological reserves and offers insights for biodiversity conservation in similar coastal regions, balancing developmental needs with ecological protection.
Introduction
The introduction of the paper highlights the critical ecological and environmental challenges faced by coastal zones, particularly due to urbanization and human activities. These regions, characterized by their dynamic interactions between land and sea, are experiencing habitat loss, biodiversity decline, and landscape fragmentation. The phenomenon known as “coastal squeeze” exacerbates these issues by disrupting hydrological connectivity in wetlands and increasing pollutant discharge into marine environments, leading to a structural imbalance that undermines coastal resilience. The authors emphasize the need for a comprehensive understanding of ecological risks and the implementation of spatially precise governance to promote land-sea coordination.
The study specifically focuses on the Bohai Rim region, a significant area for examining land-sea ecological interactions due to its intense socio-economic activities and strategic importance. The region faces acute tensions between economic development and ecological protection, making it an urgent case for developing integrated ecological networks. The authors propose a novel approach that combines terrestrial and marine factors into a unified resistance surface, utilizing circuit theory alongside the minimum cumulative resistance model to enhance ecological connectivity. This research aims to bridge the existing “land-sea divide” in ecological studies and provide a scientific foundation for sustainable spatial planning and ecological restoration in coastal zones.
Methods
In this study, a comprehensive methodological framework for constructing coastal ecological networks is developed, addressing limitations in previous research through targeted innovations. The framework follows a “source identification-resistance surface construction-corridor extraction” paradigm. For ecological source identification, the study integrates various factors such as land-use type, patch size, habitat quality, landscape connectivity, and terrestrial ecological redline data to delineate terrestrial sources. Notably, it enhances the identification of marine ecological sources—previously underrepresented—by incorporating marine functional zoning and ecological redline data, establishing a marine ecological sensitivity evaluation system. This approach identifies marine ecological sources as critical habitats for biodiversity and ecological security, accounting for 27.2% of the total ecological source area.
The study also shifts from a “land-centric” to a “land-sea balanced integration” approach, identifying marine ecological redline zones, estuarine wetlands, and protected islands as essential components of the ecological network. Furthermore, it advances the construction of ecological corridors from a “single optimal path” to a “multi-path probabilistic network” using circuit theory and the Linkage Mapper tool. This transition allows for the modeling of multiple dispersal pathways, which enhances the resilience and stability of the ecological network, particularly in fragmented urbanized areas like the Bohai Rim. The findings reveal that the newly identified corridors are more complex and network-like compared to traditional models, thereby improving the ecological connectivity and accommodating the dynamics of the landscape.
Discussion
The Bohai Economic Rim, encompassing key regions in northern China, is a vital economic area characterized by rich natural resources and significant population density. As of 2023, it contributes nearly 18% to China’s GDP and population, yet faces substantial ecological pressures due to intensive human activities, leading to landscape fragmentation and declining ecological quality. This study delineates the coastal zone based on existing literature and employs various data sources, including land-use and ecological metrics, to assess ecological sources and connectivity within the region.
The research identifies terrestrial and marine ecological sources, employing a comprehensive habitat quality assessment and ecological resistance modeling to construct an ecological network. The analysis reveals that terrestrial ecological sources are primarily located in mountainous regions with high habitat quality, while marine sources are concentrated around significant ecological reserves. The study further highlights the importance of ecological corridors, which facilitate species migration and connect critical habitats, although many face challenges due to human activities. The findings underscore the need for integrated land-sea governance to address ecological degradation and enhance the resilience of coastal ecosystems, particularly in areas where urbanization and ecological functions intersect.
Limitations
The study presents a foundational framework for developing an ecological network in the Bohai Rim; however, it is constrained by limited data availability and deficiencies in management systems, which hinder a thorough evaluation of the region’s land-sea environment and ecological networks at finer spatial scales. Future investigations should address geographical variations, ecological community differences, and the socioeconomic and ecological requirements of terrestrial areas. This approach would facilitate the identification of factors affecting the complexity of ecological networks, the selection of appropriate resistance factors for various communities and species, and the assignment of resistance values with enhanced scientific rigor.
Moreover, the assessment of ecological patches in this study was based on a narrow set of criteria—morphology, area, positional importance, and habitat quality—resulting in an incomplete evaluation. The subjective nature of area thresholds and the composite resistance values assigned to ecological sources may not accurately represent the movement characteristics of specific species, such as amphibians, potentially leading to errors in simulation outcomes. The extraction of ecological corridors using circuit theory necessitates careful consideration of their widths, which should be informed by species composition, traits, distribution, and conservation needs. Future research should integrate field surveys and observational data to refine parameter settings and develop comprehensive strategies for determining corridor widths.