基于景观适宜性评价的建设用地管制分区研究

[目的]开展建设用地适宜性评价并进行评价分区方案优选,为完善建设用地适宜性评价方法、优化建设用地空间布局提供参考。[方法]通过构建科学的建设用地适宜性评价指标体系,合理划定适宜性等级,根据适宜性等级的不同组合确定建设用地管制分区供选方案,构造景观生态质量评价模型,开展供选方案的优选。[结果]建设用地适宜性评价结果为6级适宜性等级区,面积分别为6.03,13.83,27.75,45.66,168.24,108.05km2;适宜性分区方案1具有较高的景观生态质量,为方案优选结果。[结论]基于适宜性评价的建设用地管制区方案具有较低的干扰度、较高的稳定度,景观生态质量综合指数较高。通过综合比较,方案1具有较高景观生态质量,它优化了城乡建设用地拓展空间,有利于提高景观生态系统的可持续性。     

三峡库区景观生态安全格局优化研究——以重庆市开州区为例

[目的]探究重庆市开州区景观生态安全格局变化规律,根据不同功能区划进行分区优化,以提高景观生态格局稳定性及完善生态功能分区,为该区生态建设及城市可持续发展提供科学参考。[方法]采用地形位指数分析开州区各类用地在地形梯度上的分布特征,结合景观生态学原理,利用土地利用、高程及地形坡度等因子,选取生态"源"地,构建最小累积阻力模型(MCR),对开州区景观生态安全格局进行分区。[结果](1)开州区的地形位指数范围是0.046~1.069,其中林地和草地的地形位指数较大,耕地的地形位指数值较小。(2)根据最小累积阻力值及突变点分区原理,将研究区域划分为核心保护区,生态缓冲区、生态敏感区、生产生活区等4个敏感区,1990—2010年核心保护区面积较少,生态缓冲区与生态敏感区面积变化不大,生活生产区面积增加。[结论]在分析低海拔、高程与坡度组合复杂的区域景观空间分布特点时,地形位指数更具优势。     

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。     

基于景观生态安全格局的县域建设用地开发策略研究——以福建省永泰县乡村振兴实践为例

[目的]在景观生态安全保护的基础上提出建设用地分区开发策略,为缓解人地矛盾、协调经济社会生态持续发展,以及乡村振兴战略实施提供科学依据。[方法]以福建省永泰县为例,借助GIS空间分析技术、景观安全格局理论方法,选取地形地貌和土地景观利用类型为主要阻力因子,构建不同安全水平的景观生态安全格局,并获取不同乡镇的生态安全综合得分。此外,结合主成分分析法,以乡镇为评价单元,选取合适的评价因子,获得不同乡镇的经济发展需求能力得分。[结果]综合考虑生态安全格局和经济发展需求能力二者的得分情况,可将研究区土地分为优先、适度、控制和禁止4类建设发展区,并提出建设用地发展方向与开发策略。[结论]基于构建景观生态安全格局的思路方法,弥补了传统空间发展布局仅考虑经济发展而轻视生态保护的缺陷,可广泛应用于研究区的生态保护、空间规划管制以及防止建设用地无序蔓延等方面。     

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。     

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。     

基于景观安全格局理论的寿城自然保护区人类活动用地评价

[目的]探究生态安全用地格局对维持区域生态系统平衡的重要作用,为广西壮族自治区寿城自然保护区的发展建设决策提供一定的依据。[方法]基于景观安全格局理论与MCR模型,借助GIS平台和Fragstats 4.2软件,采用人机交互式遥感图像解译方法获取寿城自然保护区2013年、2017年两期土地利用类型数据,从景观格局演变、安全格局构建两方面对寿城自然保护区进行研究。[结果]寿城自然保护区土地利用类型斑块空间分布上趋于分散,斑块破碎化程度增加,斑块边缘形状趋于复杂;划分了2013年、2017年人类活动的发展核心区、发展过渡区、发展调整区、发展限制区4种人类活动用地类型,并针对不同类型的人类活动用地提出相应的建议与优化方案。[结论]人类活动对寿城自然保护区的景观变化有重要影响,人类活动用地面积在发展核心区、过渡区、优化区均有增加趋势,在生态功能最强的限制区内有所下降。     

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。     

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。     

广州市土地利用多情景模拟及其生态风险时空响应

[目的]探讨景观生态风险对土地利用格局变化的响应规律,为促进土地资源可持续利用和维护区域生态安全提供科学支持。[方法]基于2001—2017年广州市土地利用演变情况,利用未来土地利用模拟(FLUS)模型模拟2025年自然发展情景与"三线"(生态保护红线、永久基本农田保护红线、城镇开发边界线)约束情景下的土地利用空间分布;构建景观生态风险评价模型,进而分析广州市景观生态风险状况及其对土地利用变化的时空响应。[结果] 2001—2017年,建设用地的面积大幅增加,其他用地类型面积均不断减少;建设用地、草地和未利用地的变化幅度较大。相较于2017年,广州市2025年自然发展情景下建设用地持续扩张;而"三线"约束情景下建设用地的扩张得到制约,林地、水域等用地面积减少幅度有所缓和,耕地反而略微增加。2001—2017年,广州市景观生态风险指数不断上升,风险等级空间分布呈现圈层状结构,由中心城区向外围递减,低、较低生态风险区规模总体缩小,而较高、高生态风险区规模逐渐增大。[结论]与2017年相比,2025年两种情景下的景观生态风险指数均有所提高,而"三线"约束情景下生态风险指数增幅较小,更符合广州市未来城市建设和生态保护的需要。     

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。     

长江上游地区土地利用格局时空演变——以四川省宜宾市为例

[目的]以四川省宜宾市为例,定量分析长江上游地区土地利用格局时空演变状况,为该区及类似区域的土地资源利用与开发以及生态安全评价提供参考与借鉴。[方法]综合利用GIS和景观生态学方法,以宜宾市2010,2015年地理国情监测数据为基础,分析宜宾市的土地利用时空变化及其对景观格局响应。[结果]宜宾市整体景观格局以耕地和林地为基质,其他景观镶嵌在其中。2010—2015年宜宾市土地利用格局总体变化明显,各类景观要素的相互转移比较频繁,研究区各类景观要素的形状复杂度、破碎化程度和聚集度等特征存在明显的差异性,基于景观要素的格局变化趋势,发现房屋建筑区、道路、水域的稳定性增强,而其他景观要素的稳定性下降。受城镇化建设和农业生产活动的影响,研究区整体景观格局向着均匀化方向发展,景观破碎化程度加深;同时,受垂直地带性的影响,海拔越高,景观破碎化程度越低、斑块形状越简单、景观优势度越大。[结论]今后对该地区的生态保护与城镇规划应结合土地利用格局与地区优势,分区治理,分区建设。减少生态功能区内人类活动,加强水源涵养功能保持和长江上游生态屏障建设;沿江重点开发区域,加强城市空间开发利用管制,促进该区域的可持续性发展。     

中国西北部生态脆弱区典型区域土地综合整治分区——以甘肃省兰州市为例

[目的]探讨土地整治规划的重要内容——土地整治分区,为确定土地整治重点区域和土地整治规划提供参考依据。[方法]以西北部生态脆弱区典型区域甘肃省兰州市为研究区域,基于生态保护视角,在充分考虑区域自然地理特征、土地利用特点及区域主要生态问题的基础上,从地形地貌、降雨、土壤类型、植被类型、水土流失、土地利用等5方面选取指标因子初步构建分区指标体系,并从水资源供给、水系分布及行政区划等方面进一步完善。同时运用ArcGIS空间叠加分析功能,使用综合分析法进行土地综合整治分区。[结果]形成了"方位+地貌+土地利用类型"命名的土地整治两级分区体系,二级分区较为详细。兰州市划分为7个一级区和15个二级区。[结论]中国西北部生态脆弱区域在土地综合整理过程中应该通过选择合理的指标体系分区进行整治。各分区应该针对其土地资源、水资源、生态环境状况等具体特征,基于生态保护视角采取有效措施进行土地综合整治。     

生态功能保护条件下的重庆市生态保护红线划分

[目的]划定生态功能保护条件下重庆市生态保护红线,旨在维持生态稳定性及可持续性发展。[方法]选取水源涵养、生物多样性维护和土壤保持等生态系统服务功能重要性因子,以及水土流失、石漠化等生态环境敏感因子建立评价模型,在GIS空间分析技术支持下,开展生态系统服务功能重要性和生态环境敏感性评价,结合研究区现有各类禁止开发区,最终提出重庆市生态保护红线划定方案。[结果]全市共划分出4大类716块生态保护红线区,总面积30 790.91km2,占重庆市幅员面积的37.33%。渝东北秦巴山区、渝东南武陵山区、三峡库区、都市区"四山",以及渝南大娄山区等区域被划定为生态保护红线区。[结论]重庆市近年来大力实施的生态保护区建设工程取得了积极进展,对维护和提升区域生态系统服务功能起着积极作用。     

秦岭北麓城市新兴开发区生态系统服务价值变化

[目的]选取秦岭北麓典型城市区域陕西省西安市浐灞生态区为研究对象,从景观格局变化、生态服务价值两方面分析城市新区建设及可持续性,以期为城市生态建设提供决策参考。[方法]以遥感数据为基础,对研究区土地利用类型和景观格局进行定量分析,研究城市新区尺度下的景观生态系统和生态服务价值变化特征。[结果](1)2004—2014年,浐灞生态区城乡转换特征明显,农业景观比重显著降低,建设用地景观增幅达88.2%,生态景观增幅高达201.5%以上,区域"生态含量"明显提高。(2)生态服务价值以农田、绿地和水体景观变化较为明显,其中农田生态服务价值损失近65%,到2014年全区85%以上的生态服务价值来自于绿地和水体景观。[结论]浐灞生态区10a间生态用地动态变化强烈且持续,城市生态服务价值增加明显,反映该区在保障城市化建设的同时,有效且显著提高了环境质量,其生态建设政策有利于区域生态系统的建设和发展。     

宝鸡市退耕还林生态效益评价

[目的]对陕西省宝鸡市退耕还林工程产生的生态效益进行评价和分析,为相关生态研究提供参考依据。[方法]以1999—2015年宝鸡市退耕还林面积等数据为依据,参照《退耕还林工程生态效益监测评估技术与管理规范》附录中《退耕还林工程生态效益实物量评估公式及参照设置》对宝鸡市退耕还林工程在保护水源、保育土壤、固碳制氧、净化环境、改善小气候和保护生物多样性方面产生的生态效益进行计算,并采用影子工程法、影子价格法等方法计算宝鸡市退耕还林工程的生态价值。[结果]1999—2015年宝鸡市退耕还林生态效益总价值为1.06×106万元,其中保护水资源和固碳制氧贡献最大,分别所占比例为36.8%和27%,保护生物多样性次之,贡献率为22.8%,改善小气候、保育土壤和净化环境价值贡献率分别为12.2%,0.8%和0.4%。[结论]退耕还林工程在宝鸡市水源涵养和改善环境作用明显,对于该区的水资源保护和空气质量的改善具有重要的促进作用。     

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。     

基于生态系统服务价值和生态安全格局的土地利用格局模拟

河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用格局快速转变,威胁土地生态安全。针对性核算区域生态系统服务价值,探寻生态安全格局进而优化土地利用格局可为土地利用规划与整治提供决策支持,是保障区域生态安全的必然选择。该文以河北省黄骅市为研究区,利用遥感、气象数据和外业调查数据,采用植被净第一生产力核算生态系统服务价值,借助该价值构建生态安全格局,以生态安全格局为影响因素利用元胞自动机和马尔科夫模型进行不同情境土地利用格局模拟。结果表明:2011年单位面积生态系统服务价值湿地最大,为14.95元/(m2·a),建设用地最小,为2.44元/(m2·a);养分循环功能贡献率最大,为26.89%,净化环境功能贡献率最小,为0.22%;研究区分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区,生态核心保护区面积最小,为168.58 km2,生态缓冲区面积最大,为1 400.33 km2;无生态保护情景与生态安全格局保护情景相比较,生态系统服务价值由94.11亿元上升到95.70亿元,生态核心保护区在生态安全格局保护情景下得到完全保护,新增建设用地为0。该研究方法和结果可为区域土地利用总体规划、城市规划和生态环境保护提供技术支撑和决策参考。