基于MCR和重力模型的县域生态安全格局构建——以福建省永春县为例

[目的] 构建具有区域特色的生态安全格局,为生态环境的保护及县域尺度下的生态安全格局构建和分区管理提供科学参考。[方法] 以福建省永春县为研究对象,参考《生态保护红线划定指南》,选取水土保持、水源涵养、生物多样性保护及对永春县生态具有重要作用的林业保护共4项指标进行定量评估,以识别源地;利用最小累计阻力模型(minimal cumulative resistance, MCR)和重力模型的方法,构建生态廊道并对廊道的重要性进行分级评价,提取生态节点,构建永春县生态安全格局。[结果] 识别出的永春县生态源地共11块,总面积为64.8 km²,占区域总面积的4.45%;构建了55条生态廊道和27个生态节点,其中重要廊道25条,次要廊道30条,集中在中部和东部地区呈网状分布。[结论] 依据生态源地识别和廊道划分结果,构建了永春县以源地为核心,廊道为网络,生态节点为重点的生态安全格局框架,生态源地间相互作用强度差异明显,中部地区源地分布密度和生态廊道稳定性大于西部地区,应作为重点保护区域。     

基于生态系统服务价值评价的忻州市生态安全格局构建

[目的]准确识别生态保护的重要节点和区域,进而合理布局及建设生态廊道,维护生态系统可持续发展。[方法]以忻州市为例,基于生态源地-阻力面-生态网络的生态安全格局构建方法,通过生态系统服务价值评价及形态学空间学格局分析方法(MSPA)识别生态源地;基于熵权法和多阻力因子构建阻力面;运用电路理论模拟分析生态廊道和生态节点,确定生态修复的一些关键区域。[结果](1)研究区内含有生态源地59处,总面积为2 355 km²,呈现出东部集中,中西部分散的空间分布格局。(2)研究区共有生态廊道100条左右(总长度为1 637.58 km),生态夹点111处(总面积为3.16 km²)以及生态障碍点83处(总面积为48.7 km²),生态廊道按其重要程度呈现自内向外的环形分布,而生态夹点则主要散布在生态源区和廊道相互毗邻的区域。[结论]生态安全格局能够有效识别生态廊道以及生态修复的重要区域。在生态保护与恢复中,应将“保护廊道、修复夹点区域、剔除和完善障碍区域”作为总体治理策略。     

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“山水林田湖草泉”系统的济南市生态安全格局构建

[目的]构建具有城市特色的生态安全格局,以期为山东省济南市实现生态环境的保护与修复,以及区域协调发展提供思路,并为构建“山水林田湖草泉”一体的城市特色生态安全格局提供参考。[方法]以济南市为研究对象,基于InVEST对生境质量进行评价,进而从“蓝—绿—泉”3个角度识别生态源地,并基于自然地理、人为干扰活动两个方面构建阻力面,最后使用最小累积阻力模型(MCR)识别生态廊道构建生态安全格局。[结果]济南市生态源地面积为1 249.32 km~2,占总面积的12.20%;生态阻力面呈现“中间高,南北低,多团块”的特点;研究区共有生态廊道119条,总长1 395.37 km,形成南连泰山北通黄河的“山河通廊”;济南市高、中、低生态安全缓冲区占总面积的40.41%,构建了“一带、三区、两翼、九点、多廊”的生态安全格局。[结论]济南市生态源地主要分散于南部山区,纵横交错的河流起到了沟通物质能量信息的天然廊道作用。     

基于MCR模型的江西省抚州市生态安全格局构建

[目的]开展城市生态安全格局构建和主要生态廊道识别研究,为城市国土空间规划中生态格局的优化提供科学参考。[方法]以江西省抚州市为研究区,选取土地利用因子,水土保持功能重要性以及生态敏感性等多种因子构建最小累积阻力模型,依据生物多样性维护功能重要性评价、全域水文分析、生态保护红线以及自然保护地识别生态源地,依托MCR模型和ArcGIS中的空间分析工具开展研究。[结果](1)抚州市整体生态环境良好,水土保持功能极重要性区所占比例为49.97%,主要集中在抚州市中部地区,以黎川县、乐安县、宜黄县和南丰县为主;抚州市生态敏感性极重要区所占比例为1.39%;(2)生态源地面积3302.34 km~2,所占比例为17.57%,以抚州市东部和西南部为主;(3)以全域的生态要素和地形地貌等为基底,抚州市呈现出“一轴、两屏、多廊、多节点”的生态安全格局。[结论]结合生态源地、生态廊道和生态节点,形成完整、系统的生态保护格局和开敞空间网络体系,维护抚州市生态安全和生物多样性。     

基于生态评价与电路理论的生态安全格局构建及关键区域识别——以安徽省为例

[目的] 构建安徽省生态安全格局,识别生态修复关键区域,以期筑牢城市发展的生态基底,为该省国土空间生态修复提供科学依据。[方法] 运用InVEST模型及MCR模型从生态系统供给侧与内部响应侧展开评价识别生态源地,利用夜间灯光数据修正阻力面,基于电路理论构建安徽省生态安全格局,识别生态夹点与生态障碍点,根据空间分异与地类特征提出差异化修复维育措施。[结果] ①安徽省共计53块生态源地斑块,面积合计4.22×10⁴ km²,占安徽省总面积的30.50%,其中南部源地集中成片生态价值高,北部较为分散生态价值低。②生态安全格局构建生态廊道共有95条,基于景观连通性分析,筛选出68条关键廊道,26条重要廊道及1条一般廊道。③共识别生态夹点119处,面积达412.45 km²,生态障碍点46处,面积达423.20 km²。④生态夹点及零星障碍点以自然维育为主,大型生态障碍点人工修复及自然恢复两措并举。[结论] 借助生态评价以及电路理论开展构建的生态安全格局更符合物种运动的真实规律,可有效识别生态修复关键区域及其分布特征。     

基于最小累积阻力模型的福建省南平市延平区生态安全格局构建

[目的]对城市综合生态安全格局进行构建,为城市总体规划和城市生态规划等专题研究提供科学参考。[方法]以福建省南平市延平区为研究对象,在划定生态保护红线的基础上选择生态源地,以地形坡度、土地覆盖和植被覆盖为阻力因子,应用最小累积阻力模型,以生态阻力面直方图分布的突变点2 983和9 268为界,分别构筑延平区底线型、缓冲型和理想型生态安全格局。[结果]延平区生态源地,即底线型生态格局用地面积为534.51 km~2,占延平区面积的20.10%;缓冲型和理想型生态安全格局用地面积分别为771.17和1 592.79 km~2,占到延平区的29.00%和59.89%。结合这3种不同安全水平的生态安全格局,进一步明确了生态源地间的13条生态廊道和5个关键生态节点,共同组合形成了延平区综合生态安全格局。[结论]在生态保护红线的基础上,结合延平区山水型城市的特点,确定了不同安全水平的生态用地分布格局、生态廊道和关键生态节点,形成了延平区综合生态安全格局。     

基于生态保护红线的生态安全格局构建与国土空间修复分区

国土空间生态修复分区有助于针对生态服务、农业生产、居民生活等功能分类施策,具有提高生境质量、保障区域生态安全、促进区域可持续发展的重要作用。该研究以福建省三明市为研究区,采用生态保护红线划定方法全域识别生态源地,构建生态源地扩展阻力评价体系,采用最小累积阻力模型判别生态廊道和生态节点,提取生态断裂点,从而构建三明市生态安全格局。根据生态安全等级划分和“三生空间”范围界定,进行生态修复分区,并提出针对性生态修复和保护建议。研究结果：1）三明市生态源地共有34 处,面积2185.44 km²,约占三明市国土面积9.5 %,围绕中部盆地分布于周边丘陵山地,北部为密集区。2）判别重要生态廊道和一般生态廊道分别为12 和70 条,提取重要生态节点和一般生态节点分别为30 和47 个,提取生态断裂点66 个。三明市生态安全格局完整,生态安全水平总体较高,但南部地区廊道稀疏却断裂点密集,网络连通性较低。3）划分生态安全等级、叠加“三生空间”范围,将三明市划分成核心重点区（16.6 %）、监测预警区（25.06 %）、缓冲过渡区（35.29 %）、保育防护区（23.06 %）四大类12类生态修复小区。在此基础上,针对不同修复分区提出生态防护建议,以期达到南方丘陵地区维护区域生态安全、实现城市高质量发展的目标。     

全域土地综合整治背景下乐平市生态安全格局构建与优化研究

全域土地综合整治对于促进耕地保护、实现土地集约节约、改善区域生态环境具有非常积极的作用。乐平市是江西省全域土地综合整治试点，为实现对矿产资源型地区生态安全格局构建与优化的目标，运用形态学空间格局分析法(MSPA)、景观连通性指数提取生态源地，通过最小累积阻力模型(MCR)和重力模型提取生态廊道和节点，分析区域生态安全格局现状并探索乐平市生态安全格局优化方案。结果表明：乐平市有生态源地19处、生态廊道74条、生态节点44个，呈现地区不均匀分布的特点；生态安全水平总体上不高，生态网络连通性一般，生态阻力大；优化后的生态安全格局新增生态源地9处、生态廊道19条、生态节点7个，形成了“一轴三带三区”的战略布局。     

基于最小累计阻力模型的南京市生态安全格局构建

[目的]构建科学合理的生态安全格局,为生态文明建设背景下统筹推进市域国土空间可持续发展提供参考。[方法]基于生物多样性、水资源安全、地质灾害规避对江苏省南京市生态用地重要性进行定量评价,进而识别生态源地;参考PM_(2.5)浓度、夜间灯光数据对物种迁徙的影响构建修正后的生态阻力面;通过最小累计阻力模型(MCR)构建区域生态安全格局。[结果]南京市生态源地面积490.3 km~2,基本涵盖国家级和省级自然保护地,识别结果较为合理。修正后生态阻力面的阻力值范围在0～43 854.6之间,阻力值较大的区域位于鼓楼区、秦淮区、建邺区东部等长江南岸,浦口区中部、玄武区中部、江宁区东北部等区域阻力较小,能够较好地表征区域生态过程差异。依托生态源地、缓冲区、生态廊道等核心组分,形成了"一带三区多轴"的南京市生态安全格局框架。[结论]改进后的生态安全格局构建方法行之有效,以此构建的生态安全格局框架与现有《南京市主体功能区实施规划》更加契合。     

1990-2017年哈尔滨市城乡生态耦合及其安全格局构建

[目的]探究哈尔滨市中观尺度上城乡空间各类生态要素的衔接模式与生态廊道布局的细节优化措施,旨在实现城市内部与乡村的生态系统联动,提升区域生态效益,为相关生态规划部门提供决策参考。[方法]基于景观生态学原理及GIS技术,以生态阻力值较大的重要河流廊道为边界,根据城市发展动向,裁切出哈尔滨市城乡空间在中观尺度上的研究范围。通过分析哈尔滨市1990-2017年土地利用变化,得出各类生态要素在时空尺度上的耦合模式演变,为生态安全格局构建及优化提供方向。运用形态学空间格局分析法(MSPA)对研究区域生态要素的核心区、桥接区及岛状斑块等进行识别与评价,根据dPC指数提取出重要生态源地,基于最小累积阻力模型(MCR)得出潜在生态廊道,通过科学计算对连通性较弱的区域进行规划补充,归纳廊道缓冲区宽度、核密度及生态断裂点,并结合生态耦合机制的时空变化对生态安全格局进行细节优化。[结果]通过各类生态要素在中观尺度上的耦合模式变化,确定了哈尔滨市城乡生态源地及廊道细节优化策略,形成稳定可持续的生态安全格局,归纳总结了因地制宜的优化建设措施。[结论]哈尔滨市共计15处核心区为原生态源地,重要生态廊道为42条,一般生态廊道为63条,主要分布于研究区域北部。优化后的生态安全格局补充了11处生态源地和220条潜在规划生态廊道,廊道适宜建设宽度为60 m。     

基于MSPA和MCR模型的南昌市生态网络构建与优化

[目的] 构建科学合理的南昌市生态网络,寻找生态网络中存在的问题及优化对策,为该市自然生态系统、生物多样性的保护及城市可持续发展规划与管理提供科学依据。[方法] 基于形态学空间格局分析（morphological spatial pattern analysis,MSPA）方法与景观连接度指数进行生态源地选择,考虑自然、人为因素构建综合阻力面,利用最小累积阻力模型（minimum cumulative resistance,MCR）提取生态廊道,最终构建南昌市生态网络。[结果] ①基于MSPA与景观连通性指数所提取的生态源地主要分布在西部、北部及东部生境质量较高、连通性较好的地区。②南昌市整体阻力呈现中部高、四周低的特征,生态廊道空间分布不均且结构单一。基于重力模型识别的重要廊道主要分布于东部、北部城市边缘的林地和水域。[结论] 建议加强对核心生境斑块的保护,增加生态源地,修复生态断裂点,优化网络连接。结合MSPA与景观性指数的方法可以有效地将生态质量好、连通性较高的斑块作为生态源地,在今后的发展还需要注重对生态用地的保护,提高区域景观连通性。     

生态脆弱区土地生态安全动态评价——以河北省张家口市为例

[目的]通过研究河北省张家口市土地生态安全的演变趋势及时空差异特征,旨在为张家口市土地资源管理及可持续利用提供科学依据。[方法]从土地自然基础状况、土地利用状况、土地污染、退化状况、土地景观格局状况、土地生态建设状况及土地社会经济状况6个方面构建张家口市土地生态安全评价指标体系,运用综合指数法对张家口市2000和2010年土地生态安全状况进行动态评价,分析其土地生态安全动态变化趋势及其空间异质性特征。[结果]2000—2010年张家口市多数区县的土地生态安全评价综合指数呈增长趋势,且土地生态安全状况多处于安全、较安全及敏感态,土地生态安全状况处于风险态和恶劣态的区县主要集中在中部市区及其周边地区。[结论]近10a来,张家口市土地生态安全状况总体变好,这与退耕还林还草工程及其他生态建设工程的实施具有密切关系。     

徐州市区的土地利用变化及其生态环境效应

[目的]研究徐州市区的土地利用变化及其生态环境效应,为土地的合理规划以及区域经济与生态环境的平衡提供理论支持和参考依据。[方法]以土地利用转移矩阵和叠加分析为工具,分析徐州市中心城区的土地利用类型的动态变化特征和空间格局演变规律,并通过NDVI和区域生态环境质量指数分析土地利用变化的生态环境效应。[结果]基于多源遥感数据的分类回归树(CART)分类结果,其Kappa系数均大于0.90;整个研究区耕地面积大幅减少,建筑用地迅速增加。郊区较多土地类型转变为建筑用地,在2004—2016年期间,研究区NDVI低值区域逐步扩大,但生态环境质量先由0.323增加为0.360,后下降至0.320。[结论]2004—2016年徐州城市扩张导致耕地大面积较少,景观破碎化加剧,但城市建设过程中绿地面积增加,整体生态环境质量稍有提升。建议进一步加强徐州城区景观格局的合理规划,降低城市化进程给生态环境带来的负面影响。     

基于最小累计阻力模型的生态用地空间布局优化

综合分析生态用地保护重要性与建设用地扩张的经济潜力、耕地保护的政策约束,协调社会经济发展与生态保护的矛盾。运用景观安全格局分析方法,结合最小累计阻力模型,从水资源安全、生物多样性保护、灾害防护和景观游憩4个层面,采用累计修正求和的方式构成高明区重要生态用地空间。其次,以核心型生态用地为生态保护的源,以生态系统服务功能和生态价值当量作为生态保护的阻力,以基本农田保护区作为来自农业生产的阻力,以建设用地开发经济适宜性作为来自建设用地扩张的阻力,综合考虑三者间的平衡。结果表明,综合3种过程的生态重要性分区结果从数量上和空间分布上均与实际情况和规划目标吻合度较高,生态核心区和控制区为实施生态空间保护提供重要依据。     

基于电路理论的特大山地城市生态安全格局构建--以重庆市都市区为例

为保障山地城市区域生态安全和实现可持续发展,以重庆市都市区为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建了生态服务重要性与生态敏感性评价体系,通过粒度反推法测算最优条件的栅格粒度,从而综合确定生态源地;以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值,采用电路理论构建生态廊道,最终形成了重庆市都市区生态安全格局。结果表明:(1)200粒度下连通性最优,此粒度下的生态源地面积为1616.98 km²,占研究区总面积的29.76%,在空间分布上呈现六纵分布态势。(2)生态源地之间存在生态廊道共计29条,关键廊道22条,总长度约为50.83 km,潜在廊道7条,总长度约为108.21 km。(3)生态源地与生态廊道构成了“一圈两带两中心”的生态安全格局。可见,必要的设置生态提升带,切实保护了区域内的生态空间。     

北京市门头沟区采砂废弃地治理遥感评价

[目的]对北京市门头沟区采砂废弃地治理进行遥感评价,为北京市政府进行采砂废弃地这一典型退化生态系统的生态修复和景观重建提供依据。[方法]基于门头沟区采砂废弃地遥感影像及实地调研,对各采砂废弃地的规划利用方向进行分类,同时利用综合指数法、GIS分析法和专家打分法等景观评价方法,选取相应的评价因子建立评价模型,对门头沟区采砂废弃地的生态治理效果进行综合评价。[结果]门头沟区采砂废弃地规划利用方式为公共绿地及公园、自然生态恢复区、建设用地、基本农田、河道综合治理区5大类别,治理效果表现为:公共绿地及公园河道综合治理基本农田建设用地自然生态恢复区。[结论]门头沟区治理近10a来,采砂废弃地规划利用及生态修复取得了显著成效,总体生态治理效果达到近理想的状态,其中公共绿地及公园的治理效果接近理想状态,无论从植被覆盖度还是景观协调度方面都体现出更好的恢复效果,而自然生态恢复方式效果一般,对采砂废弃地不宜采取该种方式。