基于RS和GIS的祁连山地区生态保护红线划定方法研究

划定生态保护红线是提高区域生态产品供给能力和生态系统服务功能,构建国家安全生态格局的有效手段。以祁连山地区为研究对象,采用RS和GIS技术,开展水源涵养、生物多样性维护、水土保持、防风固沙四类生态系统服务功能重要性评价和水土流失、土地沙化两类生态环境敏感性评价,定量分析祁连山地区生态系统服务功能重要性和生态环境敏感性的空间分布特征,在此基础上经过划定范围校验、边界处理后确定红线边界,结果表明:祁连山地区生态保护红线区面积4.44万km~2,占祁连山地区国土总面积的40.11%,呈东南—西北连片状,主要围绕祁连山自然保护区分布,红线类型以水源涵养为主,生态保护红线范围内的草地、林地面积之和占到研究区总面积的67.08%,远高于红线外二者所占的比例。     

福州市生态用地保护格局的优化途径

[目的]从景观格局的角度提出思路与方法以实现福州市生态用地的合理保护及布局优化,为统筹解决城市扩张与生态环境矛盾提供科学依据。[方法]通过生态重要性评价提取核心生态用地,运用构建生态安全格局的方法划定生态用地保护分区,并将分区方案与现行的生态保护红线方案进行对比分析。[结果]福州市核心生态用地类型以林地和水域为主,呈现出沿海—内陆分异的空间分布特征;与生态红线相比,生态用地核心区的优势在于景观破碎化程度低、聚集度指数更高,且整体景观的连通性较好,有利于生态系统最大化发挥其功能及效应。[结论]基于构建生态安全格局的思路方法对于落实区域关键性生态用地的保护更加科学合理,可对现有的生态红线划定形成有效的补充与完善,是优化生态用地保护格局、实现生态用地保护目标的有效途径。     

福建省水土保持功能区生态保护红线划定

福建省是我国重要的水土保持功能区之一,为了保障其水土保持生态系统功能,结合福建省多年生态系统净初级生产力平均值、土壤可蚀性及坡度信息,利用定量指标法估算了福建省水土保持服务能力指数,并对福建省水土保持功能进行了评价,在提取福建省水土保持极重要区的基础上划定了福建省水土保持功能区生态保护红线,结果表明福建省水土保持生态保护红线区占福建省区域总面积的40%左右,主要分布在东部沿海区及重要河流区。     

长春市生态保护红线划定方法及方案

划定生态保护红线有利于维护国家和区域生态安全、保障社会经济可持续发展。以长春市辖区为研究对象,依据该区生态环境现状,综合考虑该区重要生态功能区、生态敏感区、禁止开发区和其他需保护区,划定了长春市生态保护红线,并提出相应的管控措施。结果表明:长春市生态保护红线面积为927.4km~2,约占辖区面积的4.2%,分布在长春市东南部和西南部地区,主要的土地利用类型为耕地和林地;长春市80%的水源涵养功能极重要区、70%的水土保持功能极重要区以及20%的防风固沙功能极重要区均在生态保护红线范围内;长春市生态保护红线区包含了全市12%的森林、70%的农田,红线区可使长春市60%的自然生态系统得到保护,有利于维护区域生态安全。建议在长春市生态保护红线内开展的管控措施包括:一级管控区禁止建设与生态保护无关的项目,省政府批准的重大基础设施和公共服务设施除外;二级管控区允许适度的、对生态功能无破坏性的生态旅游、科学研究、基础设施建设等活动;原有的各类保护区域依据现有法律法规从严管控。     

生态保护红线区域的生态系统服务价值分析及生态补偿优先区域研究——以四川省生态保护红线区域为例

以2021年四川省划定的生态保护红线区域为研究对象，在土地利用现状分析的基础上，采用当量因子计算方法，对评估调整后的生态保护红线区域进行生态系统服务价值分析，综合考虑区域自然和社会经济发展水平，测算四川省各个区域的生态补偿优先级，识别出生态保护红线区域内应优先进行生态补偿的区域，探讨分区域的生态补偿策略，以期为后期生态保护红线区域内生态补偿制度的制定提供参考。研究结果表明：(1)根据生态系统服务价值评价结果，四川省生态系统服务总价值为47 609.60亿元，其中划定的生态保护红线区域内生态系统服务总价值为16 637.78亿元，占全省生态系统服务价值的35%;(2)四川省划定生态保护红线区域内急需进行生态补偿的市州为甘孜藏族自治州和阿坝藏族羌族自治州，生态补偿优先级指数和生态补偿额度远高于其他市州，为典型的生态高输出区域，而生态补偿优先级指数和生态补偿额度较小的分别为资阳市、自贡市、内江市、遂宁市和成都市；(3)阿坝藏族羌族自治州和甘孜藏族自治州作为急需生态补偿区域，若尔盖县、阿坝县、红原县和石渠县、新龙县、白玉县为需要特别重点关注的生态补偿区域。     

山西省生态安全格局空间识别研究

维护生态安全格局对于生态环境的维护和改善、支撑经济社会可持续发展具有重要作用。生态保护红线是识别区域生态安全格局的基础框架和关键组分,划定生态保护红线有助于保障生态安全。为研究山西省生态安全格局空间识别,结合山西省生态环境现状,应用水源涵养、水土流失、维护生物多样性、防风固沙生态系统服务功能与水土流失、土地沙化生态敏感性评价划定生态保护红线的方法,利用最小累积阻力算法的思想,通过确定生态保护红线为"生态源地"、进而得出缓冲区、生态廊道、辐射通道和战略节点识别生态安全格局。结果表明:研究区生态安全格局分为三级,依次分为高安全水平格局、中等安全水平格局和最低标准安全水平格局,各分区面积比例分别为24.45%,25.66%和30.24%,有效突出了山西省生态安全格局分布,为保障我省生态系统的完整性、生态系统服务功能的重要性具有重要的意义。     

基于生态保护红线和生态网络的县域生态安全格局构建

随着环境形势的严峻化和生态问题的复杂化,加大对生态系统的保护已成为全民共识,而构建符合区域实际情况的生态安全格局对提升生态环境质量和维护区域可持续发展具有重要意义,已然成为国土空间规划编制和生态文明建设的重要内容。该研究以河北省青龙县为研究区,利用土地利用调查及影像数据和多年气象数据等,将生态保护红线划定方法及生态网络构建方法融合,通过空间叠加及分析将生态系统服务功能重要性评价、生态敏感性评价结果融合于研究区域的生态保护网络,旨在规避常规研究中单独使用一种方法造成保护要素缺失、安全格局不连通等问题。基于该方法构建了研究区生态安全格局。结果表明:青龙县生态保护红线总面积达443.94 km~2,占县域面积的12.7%,主要分布在东南部和西北部的国有林场区和中部的河流水系沿线地带;生态网络由11块生态源地、24条生态廊道、22个生态节点和34个生态断裂点构成;青龙县生态安全格局由生态安全保护要素、生态安全保护目标区以及生态安全保护措施共同构成。研究结果可为县域尺度的国土空间规划的制定和生态修复及保护工程的建设实施提供技术支撑和科学依据。     

市域尺度两种生态系统服务评价方法对比研究

生态保护红线的划定对于规范人类活动、控制人类活动强度、维护生态安全和保护生态系统功能的可持续性具有重要意义,生态系统服务评价是其中重要的一环。由于我国地域面积广阔、地形地貌特征多样、区域自然状况复杂多变,因此环境保护部于2015年出台的《生态保护红线划定技术指南》中有两种生态系统服务评价的方法,即NPP定量指标法和模型评价法。本研究基于MODIS遥感影像,利用NPP定量指标法对鹤壁市生态系统服务进行评价,并与模型评价法进行比较,为选取更为适合该区域的评价方法,及较小尺度的生态保护红线的划定提供理论依据。结果表明在市域尺度上,NPP定量指标法和模型评价法的评价结果之间存在显著差异。模型评价法对鹤壁市生态系统服务(水土保持功能和生物多样性保护功能)的高评价区域与生态保护现状较好的区域更为一致(面积重叠比例分别为19%和85%),而NPP定量指标法的评价结果与保护现状并不一致。相对于NPP定量指标法,模型评价法更适合对该研究区域的生态系统服务进行评价。因此在以后的研究中,应结合研究区域的实际情况,选取适当的方法进行生态系统服务评价。本研究的对比分析可为市域尺度的生态系统服务评价及生态保护红线的划定提供参考。     

新疆维吾尔自治区阿克苏地区生态源地的识别方法研究

[目的] 对新疆阿克苏地区生态源地进行识别,为该地区生态安全格局构建和可持续的国土空间生态修复提供策略与建议。[方法] 以新疆阿克苏地区为例,采用定性（生态保护红线直接识别法）和定量（基于InVEST模型的综合评估法）方法识别生态源地,并在此基础上,比较两种结果之间的差异及其原因,判定目前划定的生态保护红线能否体现人类对生态系统服务需求。[结果] ①基于InVEST模型的综合评估法识别的生态源地面积为11 433.6 km²,占研究区总面积的8.9%,主要分布于区内河流及其周边区域;基于生态保护红线直接识别的生态源地面积为22 746.8 km²,占研究区总面积的17.7%,主要分布于天山南麓和区内河流周边区域;②两种方法界定的生态源地在空间分布在上存在着较大差异。综合评估法界定的生态源地中有59.4%不在生态保护红线内,面积为6 787.0 km²。③导致两种结果差异的主要原因在于生态保护红线侧重于对生态用地本身生态功能的保护,而生态源地的概念结合了人的需求,更侧重于各类生态系统为人类生产生活提供的服务。[结论] 未来的工作中,需要考虑如何将侧重满足社会需求的生态源地与侧重生态环境保护的生态红线相统一,应选择以定量识别生态源地为主,以定性识别生态源地为辅,综合划定生态源区,并提出潜在的规划和政策建议,以实现社会经济和自然环境的协调发展。     

张家口市生态保护重要性评价及主导生态功能分区研究

张家口市是京津冀生态屏障的关键区域,为揭示其生态保护重要性的空间差异,本文构建了包括生态系统服务功能重要性和生态敏感性的生态保护重要性评价指标体系,采用变异系数法和极限条件法开展生态保护重要性综合评价并分析其空间差异;以乡镇为基本单元,采用K-Means聚类分析方法划定主导生态功能区。结果表明:张家口市生态保护"极重要"和"高度重要"面积比例分别为28.39%和21.91%,主要分布在西北部坝上高原区及东南部的燕山和太行山的山地地区;6个主导生态功能区中,3个属于单项生态功能"极重要"或具有复合生态功能,应列为生态保护和生态修复的重点区域。研究成果有助于生态保护政策制定,可以为空间开发格局优化"、三生空间"划定、国土空间规划等提供参考。     

基于RUSLE模型的山西省生态系统土壤保持功能重要性评估

[目的]分析山西省生态系统土壤保持服务功能的空间分布格局,识别山西省土壤保持功能保护的重点区域,为生态保护红线划定和国土空间规划提供参考。[方法]采用修正通用水土流失方程(RUSLE)开展山西省土壤保持功能重要性评估。[结果]山西省土壤保持总量为6.52×10~9 t/a,单位面积土壤保持强度平均为416.10 t/(hm~2·a)。土壤保持功能总体呈现"西北低、东南高,盆地低,丘陵和山地高"的空间分布格局,极重要区、重要区和一般重要区的面积分别占山西省国土面积的23.10%,28.33%和48.57%。[结论]山西省土壤保持功能极重要区主要分布在太行山、吕梁山、恒山、五台山、太岳山、中条山等组成的"多"字形山地地区,在晋西黄土丘陵沟壑区也有一定分布。     

辽宁省抚顺市生态功能区划

[目的]进行生态功能区划,协调经济发展与生态保护之间的矛盾,实现生态环境的分区管理。[方法]以辽宁省抚顺市为研究区,针对其实际生态环境特征,在传统评价指标中引入区域养殖敏感性评价体系,运用ArcGIS 10.1,对抚顺市水源、土壤、生物等方面的生态环境敏感性和生态服务功能进行评价,然后,采用地理相关法进行生态功能区划,并比较功能区服务功能差异,建立分区管理方案。[结果]研究区敏感性主要为轻度和不敏感,呈"爪"字型相间分布。极敏感和高敏感区主要为老虎台和龙凤矿区及地势陡峭的山坡(共约占1.08%);生态系统服务功能重要性的分布特点与地势分布具有相似性。极重要区主要分布生态系统多为森林的东南地区(约占79.46%)。[结论]抚顺市属于常温带湿润针阔混交林生态区,分为2个生态功能亚区和8个生态功能区,根据功能区服务功能差异将其分为生态保育区、生态恢复区和生态禁止区。     

生态退化与恢复对三江源区土壤保持功能的影响

[目的]探讨生态退化与恢复对土壤保持功能的影响及其作用机理,为三江源区生态保护与建设决策提供一定依据。[方法]通过构建土地覆被状况等来表征三江源区宏观生态系统变化,定量分析生态系统变化对土壤保持功能的影响,并探讨其主要机制。[结果]三江源地区从2000—2010年的生态系统经历了显著的退化和恢复过程。不同覆被类型下土壤保持能力依次为:林地耕地高覆盖度草地中覆盖度草地低覆盖度草地湿地未利用地。在研究区生态退化及恢复的过程中,2000—2010年的单位面积潜在流失量从1.25×10~4 t/hm~2增加到1.50×10~4 t/hm~2,单位面积实际流失量从2000年的3 200t/hm~2增加到2005年的3 500t/hm~2,至2010年持续增加到3 800t/hm~2。在生态恢复过程中,三江源区高覆盖度草地及湿地面积增加,从一定程度上减轻生态系统退化的趋势,三江源区单位面积土壤保持量从2000年的9 300t/hm~2,增加到2005年的1.03×10~4 t/hm~2,直至2010年三江源区单位面积土壤保持量为1.11×10~4 t/hm~2。[结论]土地覆被类型及植被覆盖程度对土壤保持功能有重要影响,三江源的生态退化与恢复过程与源区土壤保持功能变化联系紧密。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

基于生态保护重要性的江西省瑞金市生态安全格局构建

[目的]在国土空间规划背景下,构建合理的生态安全格局,为优化县域国土开发格局以及推进城市生态文明建设提供参考。[方法]参考双评价工作指南,从生态系统服务功能重要性与生态脆弱性角度对江西省瑞金市进行生态保护重要性评价,从而识别生态源地,结合瑞金市的实际情况选取合适阻力因子建立阻力面,利用最小累计阻力模型识别生态廊道,综合构建瑞金市生态安全格局。[结果]通过生态保护重要性评价识别的瑞金市生态源地面积为1562.296 km²,占研究区面积的64%,通过乡行政界限修正提取出13个生态结点,以此为基础识别廊道21条,廊道总长度共计875.94 km,综合构建呈“一网三区”的瑞金市生态安全格局。[结论]通过生态保护重要性评价构建的瑞金市生态安全格局满足政策规划需求,可为瑞金市及类似城市国土开发格局优化与生态文明建设提供可行的参考方法。     

基于生态系统服务功能价值的湖北省恩施地区生态补偿研究

[目的]对湖北省施恩地区进行生态价值及生态补偿研究,以期充分发挥恩施地区生态资源丰富的优势,为区域生态补偿机制的建立提供理论依据。[方法]依据相关遥感及社会经济统计数据,对恩施地区2000及2010年生态系统服务功能价值当量及2010年生态价值、生态补偿额度和生态补偿优先指数进行计算和分析。[结果](1)恩施地区2000及2010年生态系统服务价值当量分别为7.84×107,5.88×107,10a期间生态当量下降了25.07%;(2)2010年研究区生态价值2.89×1010元,生态补偿优先顺序为:鹤峰县宣恩县利川市咸丰县巴东县建始县恩施市来凤县。[结论]恩施地区生态补偿优先指数与各县贫困村比例、人均生态系统服务功能价值成正相关性,人均生态系统服务功能价值与各县贫困村比例也存在较强的正相关。     

新疆天山东段南北坡土壤侵蚀调查

[目的]开展新疆维吾尔自治区天山南北坡土壤侵蚀调查,研究该区土壤侵蚀特征和影响因子,以期为该区域水土流失防治提供科学依据。[方法]在新疆天山东段南北坡选取了14个调查单元,于2019年6月25—30日,对调查单元内的土壤侵蚀类型与特征、土地利用类型和植被生长状况等进行了调查。[结果]天山南北坡土壤侵蚀主要发生在草地和开发建设项目区。草地整体退化严重,放牧导致鳞片状侵蚀和羊道侵蚀广泛存在,局部区域发生剥蚀、掏蚀和重力侵蚀。开发建设项目防护措施较少,侵蚀表现形式以堆积体沟蚀为主。[结论]过度放牧导致研究区草地生态系统恢复缓慢,开发建设项目对原生态系统的破坏,引起了严重的人为加速侵蚀,严重威胁天山区域的生态安全。在该区域迫切需要开展土壤侵蚀基础数据的监测与研究,加大水土保持工作力度,建立合理的放牧制度,加速生态系统恢复速度,减少水土流失,保障天山地区生态安全和健康发展。     

黄河流域生态保护和高质量发展规划区水土流失特征与防治对策

[目的] 研究黄河流域生态保护和高质量发展规划区水土流失特征及其防治对策,为该区水土流失综合治理、生态环境建设和流域高质量发展提供科学参考。[方法] 基于2020年全国水土流失动态监测成果,分析水土流失面积、分布、特点等,提出水土流失综合防治对策。[结果] 规划区水土流失面积占土地总面积的33.97%,水土流失分布主要集中在黄河中游多沙区、腾格里—阴山北麓沙漠草原风沙区、湟水洮河黄土丘陵区和黄河源高地草原区等区域,沙地、旱地（6°以上）、天然牧草地和其他草地为水土流失重点发生地类,水土流失呈现面广量大、分布集中、侵蚀类型多样、高侵蚀强度面积较大等特点。[结论] 水土流失依然是黄河流域生态保护和高质量发展规划区面临的主要生态问题之一,水土流失防治应结合区域水土流失特点,科学布局,精细配置各类措施,推进规划区水土流失治理绿色发展。     

丹江口库区2010-2020年土壤保持功能时空特征及其影响因素

[目的] 评估丹江口流域土壤保持功能时空变化及其影响因素,为南水北调中线工程水源地水土流失治理模式的确立以及流域水土保持与生态系统安全管理提供科学依据。[方法] 采用InVEST模型和地理探测器方法分别对丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持功能时空变化特征及其影响因素进行定量分析。[结果] ①丹江口库区2010—2020年实际土壤侵蚀量呈递减趋势,土壤侵蚀等级逐渐向微度侵蚀转变,且各年间空间分布趋势基本一致。②丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持量分别为6.25×10⁹ t,6.62×10⁹ t和7.12×10⁹ t,呈逐步上升的趋势,表明库区土壤保持功能不断增强。③不同海拔范围土壤保持功能具有差异,较高海拔地区土壤保持量较高（如东北部伏牛山、西部秦岭、西南部武当山）,低海拔区土壤保持量较低（如丹江口水库周边地区）。不同土地利用类型土壤保持能力亦差异较大,以林地最高,其次为灌草地、园地和耕地。④地理探测器分析结果显示,丹江口库区土壤保持功能变化主要受地形因子的影响。[结论] 近年来丹江口库区土壤保持功能总体趋势持续好转,部分区域土壤保持量仍较低,未来应继续推进退耕还林（草）工程建设,重视和保护土壤保持能力较强的林地和灌草地,从而增强库区土壤保持功能。     

青藏高原保护区植被与生态系统服务功能变化的一致性分析

[目的]探讨青藏高原保护区2000—2010年生态系统服务功能对植被变化的响应,为进一步明晰生态系统服务功能和遥感植被指数的关系,为区域生态系统服务功能评估与生态保护提供科学参考。[方法]聚焦青藏高原各类保护区,基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强型植被指数(EVI)产品进行植被变化制图,针对碳固定、土壤保持、水源涵养、栖息地保护等生态系统服务功能,判断青藏高原保护区内2000—2010年生态系统服务功能变化趋势是否与植被变化趋势一致。[结果]青藏高原EVI在2000—2010年以非显著变化为主,在栅格和保护区两个尺度上均表现为非显著增加样本多于非显著减少样本,青藏高原植被呈现整体好转局部退化的特征。[结论]青藏高原保护区各项生态系统服务功能在2000—2010年以非显著变化为主,但生态系统服务功能非显著减少样本明显多于非显著增加样本,与EVI变化趋势不一致。