基于最小阻力模型的汕头市自然保护地网络构建

【目的】自然保护地是国家生态保护建设的核心载体,在生物多样性保护中起着至关重要的作用,如何构建科学有效的自然保护地体系逐渐成为研究热点。【方法】基于岛屿生物地理学理论,探索自然保护地网络构建,以汕头市为研究区域,通过INVEST模型与生态敏感性、生态服务系统等评价划定合理的生态源地,并选取阻力因子基于MCR计算得出潜在生态廊道,结合现有的汕头市自然保护地体系,进行补充空缺区域、增设生态节点,完善自然保护地网络构建。【结果】生态源地总面积74 499.23 hm~2,占总面积的35.41%,生态廊道为41条,长度为487.25 km,生态节点30个,其中新增生态节点4个,主要为廊道相互交错和生态较为薄弱的区域。【结论】自然保护地网络的构建,增强了物种之间的交流与迁徙,大幅度提高了生境栖息地质量。在梳理了自然保护地网络的构建方法基础上,改善了每个技术步骤,为我国自然保护地网络构建提供了科学方法和实际指导。     

基于MSPA-MCR模型的云南德昂族乡景观生态安全格局构建

在社会经济高速发展的冲击下,传统少数民族地区的生态景观呈现“破碎化”“边缘化”的现象。本研究以云南德昂族乡为研究区,采用形态学空间分析(MSPA)和景观连通性指数分析方法,提取出连通性较高且具有重要意义的生态源地,基于AHP层次分析法选取地形地貌、自然环境、地质灾害、人类活动四个方面的10个阻力因子作为指标,构建德昂族乡生态综合阻力面,结合最小阻力模型(MCR)生成潜在生态廊道,最后基于重力模型对潜在廊道进行识别并提取出重要的生态廊道,构建德昂族乡景观生态安全格局。在此基础上,提出加强生态源地的保护和生态廊道的建设以及建设生态踏脚石的建议,以期为我国少数民族乡生态环境保护以及生物多样性营造提供参考。     

基于MCR和重力模型下的厦门市生态空间网络构建

伴随高密集土地开发,城市内部生态栖息地被严重侵蚀,致使区域生态走廊分散度、隔离度剧增,削弱生态斑块间的有效连接,影响了区域可持续发展。研究基于形态学空间格局分析（MSPA）、最小阻力模型（MCR）和重力模型,对厦门市重要生态源地进行提取,并模拟构建其生态走廊。结果表明:1）根据MSPA分析结果,厦门市核心区在所有景观类型中占比最高,为89.29%,且景观类型多为林地,占核心区总面积49.69%;2）结合重要生态源地景观连通指数,共选取17块生态源地,其中,1号生态源地的dPC值最高（81.369）,面积最大（59 726.385 hm²）;3）基于MCR和重力模型构建142条生态廊道,廊道分别占林地景观、水体景观和草地景观面积的21.57%、41.56%和17.42%。根据研究结果,在湖里区北部及集美区、海沧区南部等生态栖息地空白区适当建造小型或中型“踏脚石（stepping stone）”是十分必要的,以维持生态服务功能和区域内生态系统平衡。该研究结果可为厦门市构建更为完整结构的区域生态模式,并为类似高密度沿海建设区域生态空间网络营建提供参考和借鉴。     

黄河流域生态空间网络特征

  目的  黄河流域在生态环境保护中有着举足轻重的地位,为了有效地应对城市快速发展所带来的生态环境问题,本文针对黄河流域构建了生态空间网络,以保护生物多样性、减缓景观格局破碎化。  方法  以黄河流域为研究对象,基于土地利用数据、生态斑块面积周长、归一化植被指数(NDVI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)和平均斑块分维数,选取了生态源地;利用GIS空间分析和MCR模型算法构建最小累积生态阻力面,提取出潜在生态廊道和生态节点;最终得到由生态源地和潜在生态廊道组成的黄河流域潜在生态空间网络并对其进行鲁棒性分析。  结果  （1）黄河流域潜在生态空间网络由294块生态源地和369条潜在生态廊道组成。（2）生态源地主要土地利用类型为林地、草地和水域,主要分布在东北部和西南部,东南部也有零星分布。（3）生态廊道在东北部和西南部密度较大,生态空间网络结构复杂,在小块生态源地之间长度较长,对研究区生态环境发挥关键作用。（4）网络中共提取125个生态节点并使用matlab进行模拟攻击测试其鲁棒性,总体上随机攻击下生态空间网络的恢复鲁棒性优于恶意攻击,连接鲁棒性在攻击一定数量的节点后呈现大幅度上涨,网络结构崩溃。  结论  本文基于MCR模型构建黄河流域的潜在生态空间网络并对其进行了拓扑结构分析,为生态空间网络优化提供重要借鉴意义,为促进黄河流域高质量发展、提高黄河流域的生态文明建设水平提供理论指导。      

干旱绿洲区生态安全格局研究——以喀什地区为例

【目的】探究喀什地区的生态安全格局，为区域生态安全保护和绿洲区永续发展提供生态保障。【方法】以我国典型的干旱绿洲区——喀什地区为例，基于形态学空间格局分析(MSPA)模型和景观连接度对生态源地进行分析与确定，应用最小累积阻力(MCR)模型和重力模型对连接各生态源地的生态廊道进行识别与分析，结合生态断裂点识别和生态网络分析对区域生态安全格局进行提升。【结果】(1)喀什地区生态斑块面积占比较高，有较好的生态安全基础，但斑块数量多、面积差异大，导致生态斑块破碎度大，有较大的生态安全隐患；(2)生态斑块、生态源地及核心生态源地的分布形成明显的差异性分区，最终确定出16块核心生态源地；(3)识别出66条总长为5693.356 km的生态廊道，其连通生态源地的作用较好，能满足连通层次的安全；(4)提出“一源、一廊、两区、两带、三核、三轴”的生态安全格局，为生态安全保护提供选择的优先级。【结论】喀什地区的生态安全格局构建与修复对区域生态安全意义重大。     

基于MSPA与MCR模型的资源节约型生态网络构建——以福建省东山岛为例

以福建东山岛为研究对象,采用形态学空间格局分析和景观连通指数提取连通性较好的生态源地斑块,基于最小累积阻力模型和重力模型,识别重要生态源地斑块,定量筛选廊道,构建了由19个生态源地和171条生态廊道组成的“源—廊—点”互通的海岛景观生态网络。结果表明,研究区生态网络面积共11 852.298 hm²,其中生态源地占52.76%,生态廊道占47.23%,生态踏脚石占0.01%。生态源地以林地、淡水水域为主;生态源地间的相互作用强度差异显著,总体上南高北低;生态廊道分布东南密、西北疏;生态源地与建设用地无明显冲突,廊道与建设用地冲突由南向北递减,二级廊道与建设用地冲突更加剧烈。研究结果可为东山岛生态网络构建和优化策略提供理论依据。     

基于复杂网络理论的生态空间优化

  目的  快速的城市化发展导致景观破碎化和生态空间网络的破坏，因此合理构建生态空间网络可以促进生态源地之间能量的流动，有效缓解生态环境的恶化。  方法  以松花江流域为研究对象，基于土地利用数据提取生态源地，运用GIS空间分析技术和MCR模型，筛选生态源地及潜在生态廊道；其次，基于复杂网络方法计算生态源地“度”，运用引力模型计算松花江流域潜在生态廊道“边权”，依据复杂网络中“边权”和“度”得到研究区生态源地“权重”；最后，通过权?度相关性对研究区生态空间网络进行模拟增边优化，分析生态空间网络鲁棒性。  结果  （1）松花江流域生态空间网络由450个生态源地和1 019条潜在生态廊道组成。（2）在松花江流域生态空间网络中，齐齐哈尔市、大庆市、松原市生态源地斑块聚集度低，生态廊道结构简单,呼伦贝尔市、牡丹江市斑块聚集度高，生态空间网络错综复杂。研究区生态空间网络出现两极分化，生态环境亟需优化。（3）基于复杂网络理论，对松花江流域进行模拟增边优化。共识别增边节点20个，模拟增边24条，模拟增边优化后，网络连接鲁棒性有了明显的增强，松花江流域生态空间网络连通性以及抗干扰能力有很大提升。  结论  基于MCR模型构建生态空间网络，运用复杂网络理论对松花江流域进行增边优化，提升生态空间网络的鲁棒性，为松花江流域生态空间格局优化奠定了理论基础。      

基于MSPA-Conefor-MCR路径的生态网络优化及其构建 ——以彭泽县为例

【目的】生态网络（ecological network,EN）是构建国土生态安全格局的重要环节,是国土生态空间的物种迁徙与发展的重要保障。通过选取生态源地、构建生态廊道、保护与规划生态暂歇点的综合手段保护物种多样性与地域特色。【方法】以江西省九江市彭泽县为例,采用形态学空间格局识别技术（MSPA）辅助选取生态空间中的核心区景观类型,并利用连通性分析软件（Conefor2.6）对核心区景观类型进行连通性分析,选取生态源地,同时使用网络体系评价中的成本参数（cost radio）对不同的廊道方案进行经济成本与生态效益的横向对比,选取最优方案。采用夜间灯光数据修正彭泽县最小累计阻力模型（MCR）,构建最小成本廊道,结合重力模型、图论技术对廊道重要性进行评价,选取重要廊道与一般廊道,并提取生态网络中的暂歇点和断裂点。【结果】研究表明在构建彭泽县生态网络方案时,对比各廊道方案的经济成本与增长效益后,决定对1 600 m廊道阈值的方案进行连通性分析。结果显示需要重点保护的生态源地是南部的21、17号斑块。总共36条生态廊道中需要重点保护的生态廊道共有15条,尤其是廊道21-25与21-18,基本分...     

基于MSPA与最小路径方法的袁州区生态网络构建与优化

快速城市化使生态斑块破碎化加剧，生态网络的构建能改善生态斑块间景观连通性，对保护生物多样性和维持生态服务功能具有重要意义。以江西省宜春市袁州区为例，运用形态学空间格局（MSPA）方法和景观连通性评价识别生态源地，并利用最小路径方法和GIS，考虑地形、景观类型和人类活动干扰的影响模拟生态廊道，然后利用重力模型判断生态廊道的重要性，最后运用水文分析，结合生态廊道交汇点确定生态节点，从而构建研究区生态网络，并有针对性地提出生态网络优化建议。结果表明：袁州区生态源地集中分布在南北区域，中部地区综合阻力高、景观连通性低；研究区生态廊道45条，其中重要廊道15条，主要分布在研究区北部，重要廊道1-2与4-5应优先进行保护；林地与耕地是生态廊道的主要组成部分。研究结果能为袁州区在未来用地空间上协调生态保护与城市发展提供科学合理的参考，对其他快速城市化地区生态网络构建也有一定的指导意义。     

基于生态红线的洱海流域生态安全格局构建

目的构建区域生态安全格局解决生态环境问题,是实现区域可持续发展的重要途径。生态红线是国家和区域生态安全的底线,对维护区域生态安全具有重要作用。通过构建生态安全格局,为洱海流域土地资源和生态系统管理提供科学依据。方法本研究以洱海流域为对象,通过生物多样性保护和水源涵养重要性评价的方法划定红线区;基于土地适宜性评价,将生态红线区作为生态源地,建立最小阻力模型,构建生态安全格局。结果根据生态红线具有的生态系统服务功能,将其划分成“生物多样性保护生态红线区”“生物多样性保护—水源涵养生态红线区”和“水源涵养生态红线区”3类,面积分别为81.92、656.37和536.06 km2,占研究区总面积的3.15%、25.24%和20.62%。洱海流域生态安全格局由生态源地,高、中、低3种水平缓冲区,47条生态廊道和14个生态节点构成。其中,高、中、低3种生态安全格局缓冲区,面积分别为359.88、294.9和1 945.42 km2,分别占总面积的13.84%、11.34%和74.82%。结论本研究根据土地利用/覆盖类型与生物多样性保护、水源涵养功能之间的空间对应关系,选取参评因子划定生态红线,为区域生态红线的划分提供了实践参考。根据生态红线区识别生态源地构建生态安全格局,不仅具有全面性和准确性,也为区域生态红线的划定及应用于生态安全格局的构建提供实践参考。      

基于MSPA模型的北京市延庆区城乡生态网络构建

  目的  随着北京城市化的快速发展，北京生态环境趋于恶化，城市生态安全面临着巨大的挑战。生态网络的构建能够减缓快速城市化带来的城乡景观格局破碎化等危害，对保护城市生物多样性意义重大。  方法  本文选取北京市延庆区作为研究区，基于ArcGIS软件平台，对北京市延庆区遥感影像进行解译得到土地覆被类型，将土地覆被类型分为前景和背景，采用形态学空间格局分析（MSPA）方法得到7类景观类型，将其中的核心区识别为重要生态源地，运用最小耗费距离模型和网络分析法得到最佳阈值下的生态网络，在此基础上提出延庆区的生态网络优化建议。  结果  （1）延庆区整体破碎度较低，不同类型间的物质和能量迁移比较通畅，整体景观多样性较高，但城市内生境斑块数目较少，廊道较为匮乏。（2）最适合延庆区生态网络现状结构的距离阈值为20 000 m，此时网络闭合度α为0.73。（3）林地、耕地是研究区域潜在生态廊道的重要构成景观类型，其中林地面积最大，为17 452.9 hm2，占廊道总面积的81.1%。  结论  MSPA方法具有评价几何连通性较准确细致、需要的数据量小、分析结果可视化等优点，而网络分析法可以对生态网络进行优化，因此基于MSPA方法和网络分析法对延庆区的生态网络构建精度更加细致准确，研究结果对延庆区的生态网络构建以及生物多样性的保护具有指导作用和实践价值，同时能够为其他地区的生态网络构建提供参考。      

桂东珍稀野生动物保护的安全格局分析

以湖南省桂东县为例,划定珍稀野生动物保护区域;提取物种栖息地作为生态源地,利用最小累积阻力模型建立阻力面,识别物种迁移廊道和战略节点;构建珍稀野生动物保护安全格局,并对野生动物的保护提出建议。结果表明:桂东县珍稀野生动物保护区域面积为819.52 km~2,主要由林地和湿地组成;通过阻力面的构建,共识别战略点4个;生态廊道4条,廊道总长度为186.58 km;依据战略节点、生态廊道和珍稀野生动物保护区的分布,构建了"战略节点—生态廊道—珍稀野生动物区"点线面相结合的保护框架,可为野生动物保护规划提供参考。     

基于MSPA和MCR模型的曲靖中心城市生态网络优化研究

随着城市化进程的加快，生境破碎化问题日益突出，大型生境被行政区划等人为因素分割，而生态网络格局的构建是协调城市区域发展与自然资源保护的有效手段，因此构建符合区域实际情况的生态安全格局具有重要意义。以曲靖功能核心城市麒麟区、沾益区、马龙区为研究对象，基于MSPA和MCR模型对研究区生态网络进行构建和优化。结果表明，1）核心区景观“麒沾马”三区分布相对均匀，核心区景观面积185 525.19 hm²，占整体生态景观总面积的74.06%；2）景观连通性选取的20个重要生态源地，面积共95 049.63 hm²，沾益区分布最多，麒麟区次之，马龙区分布最少。斑块连接性重要程度（dPC值）与其面积相关性不显著；3）重力模型构建20个重要生态源地间的相互作用矩阵，提取相互作用力最大的16条重要廊道。其中斑块18~19的相互作用最强，斑块8~10的相互作用较弱；4）通过对生态廊道的提取，构建“一区、三核、七片、六廊、多点”的生态网络空间结构，以期构筑山湖相拥、林水相依的高原山地城市的生态网络格局。研究结果可为类似区域空间尺度的生态空间网络规划和生态修复及保护提供科学指导。     

浙江省苍南县生态廊道布局与构建

根据景观生态学相关理论, 应用地理信息系统(GIS)技术研究浙江省苍南县生态廊道空间布局与构建。在对研究区进行生态适宜性分析的基础上, 通过提取生态源地, 运用累积耗费距离模型构建了苍南县潜在的生态廊道, 并与现存生态廊道进行比较研究。结果表明:在苍南县东北部平原地区, 生态斑块数量和面积均较小, 斑块之间连接度较低, 景观破碎化程度较高; 道路和河流是境内主要的生态廊道, 廊道连通性较低, 其规模和服务范围均较小, 没有形成良好的生态网络。在西部、南部和西北部山区, 生境良好, 生态斑块面积较大, 但是分布不均。尤其是在中部和西部地区, 生态斑块数量较少, 斑块之间连接度低, 廊道连通性差。通过分析现存生态廊道诸多问题, 从道路廊道、河流廊道、绿带廊道出发, 优化和构建了研究区生态廊道, 实现生态廊道功能最大化的建设目标。     

国家生态保护重要区域植被长势遥感监测评估

国家生态保护重要区域植被长势对于维持区域生态系统结构和功能的稳定性至关重要.以国家重点生态功能区、国家重要生态功能区、国家生物多样性保护优先区和国家级自然保护区等四类生态保护重要区域为研究区,选取年累积NDVI作为指示因子,监测评估了1998-2007年间国家生态保护重要区域的植被长势特征.结果表明:(1)国家生态保护重要区域总面积为536.59万km2,占全国陆地国土面积的55.89％.国家生物多样性保护优先区与国家重点生态功能区、国家重要生态功能区的重叠面积较大,分别占到相应生态功能区总面积的53.36％和50.20％.国家级自然保护区与其他三种类型区域的空间叠加关系较好,尤其与国家重点生态功能区,重叠面积占国家级自然保护区总面积的75.10％.国家重点生态功能区和国家重要生态功能区的重叠面积分别占各自面积的63.73％和39.15％.(2)对于植被长势总体状况,国家生态保护重要区域中东部的植被状况好于西部.植被状况较差的区域面积为10.59％,植被状况一般的区域面积为29.59％,植被状况好的区域面积为23.44％,植被状况较好的区域面积为36.39％.国家级自然保护区和生物多样性保护优优先区的植被状况好于国家重要生态功能区和国家重点生态功能区.国家级自然保护区的空间分布差异最大.(3)对于植被长势变化趋势,国家生态保护重要区域的植被状况整体呈现出变好趋势.62.39％区域面积的植被状况较为稳定,22.69％区域面积的植被状况呈现出变好趋势,14.93％区域面积的植被状况呈现出变差趋势.国家重要生态功能区的植被变好趋势最为明显,其次为国家生物多样性保护优先区.国家生物多样性保护优先区的植被变化趋势空间差异最大,国家级自然保护区的植被变化趋势空间差异最小.     

基于Linkage Mapper与复杂网络的成都市生态网络构建与优化

城市化速度加快,城镇内部生态斑块破碎,生态廊道隔断,区域可持续发展受到阻碍。构建生态网络可以连接破碎斑块,保护生物多样性与地域特色。以成都市为例,基于形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis, MSPA)方法并结合景观连通度指数确定生态源地,从地形、景观结构、人类活动三方面确定阻力因子来构建综合阻力面,基于ArcGIS水文分析原理和linkageMapper识别生态廊道和生态节点,利用复杂网络增边优化理论,对研究区处于高阻力值且介中心性低的点进行模拟增边,最后对比增边前后的稳定性,验证增边效果。结果表明：1)成都市生态源地主要分布在西部林区,东部和中部较为稀疏。2)成都市阻力值呈现由中部向外部降低趋势,中心都市圈阻力值最高。3)基于GIS共提取111条生态廊道、209条辐射道、101个生态节点。4)识别出增边优化节点8个,成功模拟增加11条生态廊道,模拟增边优化后网络稳定性明显提升,网络连通性增强,网络结构整体更为稳定。     

乡村景观建设过程中的生物多样性保护策略

生物的多样性丧失是一个全球问题,已引起了广泛关注。乡村环境是生物的重要栖息地,随着乡村中景观建设的进行,乡村的土地利用、农业活动、居住区建设等方面发生了很大的改变,这些改变对原有生物的生存有着潜在的威胁。生物的多样性是人类发展的基础,乡村景观建设过程中需要生物多样性保护技术的支撑。介绍了合理布局乡村景观、发展生态农业、保护生物栖息地、建立生态园与生态廊道、建设富含生命的乡村文化5种措施,通过乡村景观布局的设计,划分合理区域,保护多样化的生物栖息地,建立生态廊道,形成乡村生态园与生态农业景观,结合乡村文化建设,达到生物多样性保护的目标。     

基于MSPA与电路理论的赣州市绿色基础设施网络构建

以基于形态学空间格局分析法(MSPA)和景观连通性指数识别确定生态核心区斑块,通过最小累积阻力模型(MCR)创建生态源地间的连接廊道,并且根据电路理论识别连接廊道中的生态夹点,由生态源地、生态廊道和生态夹点共同构建赣州市绿色基础设施网络。结果表明,MSPA能够依靠土地利用数据将研究区分成不同景观功能的景观要素类型,基于Conefor软件计算的各斑块的斑块重要性指数可以有效地筛选出重要的核心斑块作为生态源地,使生态源地的识别更符合景观生态学意义。最终筛选出共12个生态源地,总面积1 421 307.54 hm²,生成生态廊道25条。结合景观学和电路理论,以GIS平台为基础构建的绿色基础设施网络能够为赣州市绿色基础设施完善、物种多样性保护与生态空间合理规划提供科学依据。     

北京温榆河生态廊道春季鸟类物种构成与多尺度环境因子的关系

  目的  城市化进程加剧了城市绿地的破碎化,严重威胁了城市鸟类多样性,河流生态廊道在鸟类栖息地保护方面起到重要作用。然而,各类群鸟类多样性受多尺度环境因子的共同影响,针对不同类群的城市生态廊道鸟类栖息地格局优化与栖息地营造亟待理论研究的支撑。本文在分析北京温榆河生态廊道春季鸟类物种构成特征的基础上,对景观格局、栖息地斑块和微栖息地3个尺度下的环境因子对各类群鸟类物种构成的影响进行综合分析,以期深入了解影响鸟类栖息地选择的环境因素,为城市鸟类多样性保护和城市河流生态廊道栖息地建设提供参考。  方法  于2019年春季对温榆河生态廊道内部鸟类物种构成和植物群落结构特征进行实地调研,并对流域栖息地类型进行目视解译和格局分析,通过冗余分析法（RDA）对鸟类物种构成特征与多尺度环境因子的相关性进行分析。  结果  50 ~ 200 m内的景观格局环境因子对廊道内鸟类总体物种构成解释度最高。鸣禽类群物种构成与微栖息地内的乔木均匀度、小范围内的水体、湿地面积以及较大范围内的草地、落叶林地相关指数相关;陆禽类群物种构成与耕地和灌丛相关;游禽和涉禽类群物种构成与较小范围内的水体面积、湿地面积相关;猛禽与湿地水体相关性强。相同生态类群下不同居留型鸟类与环境因子之间的相关关系存在差异。多数鸟类的多度与100 m范围内湿地面积、湿地最大斑块占比和湿地结合度以及2 000 m范围内水体分离度等指数正相关。  结论  不同类群鸟类与各环境因子的关系存在差异,但水体和湿地相关指数对河流生态廊道内各生态类群鸟类均有影响。在未来的城市生态廊道建设中,建议考虑不同类群鸟类的栖息地偏好,注重廊道内部湿地水体格局的优化,针对目标物种开展鸟类栖息地营造与保护工作。      

大庆市湿地生态网络的构建与优化研究

【目的】阐明大庆市城市湿地景观格局状况、合理构建和优化湿地生态网络.【方法】基于2018年大庆市OLI遥感影像数据,运用形态学空间格局分析(MSPA)和景观指数分析等方法,揭示湿地核心生态源地斑块及其总体空间的分布,以及生态源地重要程度;运用最短成本路径识别方法,探讨潜在廊道分布与空间格局;最后运用重力模型计算各斑块间相互作用强度值,得到潜在廊道重要程度.【结果】大庆市市域范围内,湿地斑块总体分布格局为核心生境区域性聚集,空间分布不均匀,连接度较弱,且核心斑块缓冲区遭到严重破坏;湿地生态网络成"C"字形布局,"C"字两端出现次级湿地网络,二者之间的连接较差,需加强生态廊道建设.【结论】科学合理量化评价湿地斑块以及生态廊道重要程度,明确优先保护顺序,增加踏脚石斑块,对生态网络进行优化,能够有效提升研究区域内的湿地生态网络连接度与环通度.