基于SOFM网络的西藏自治区流域尺度生态功能分区

[目的]基于区域关键生态系统服务,研究西藏自治区生态功能区划,为高原生态系统的区域综合认知和空间综合治理提供科学依据。[方法]在GIS技术支持下,基于区域关键生态系统服务功能构建西藏生态功能分区指标体系,运用自组织特征映射(SOFM)网络聚类栅格单元指标,并基于小流域单元逐步合并破碎化的聚类结果来确定生态功能区边界。[结果](1)区域内各生态系统服务功能指标整体上呈现出从东南向西北递减的格局;(2)根据各分类栅格的景观聚集度指数确定最优分类数为5类;(3)破碎化的5种聚类结果经过子流域单元的合并而最终被划分为5个生态功能区。[结论]根据各区域生态系统特征进行命名,划分出藏北高寒荒漠草原生态脆弱区、藏中草原牧业盈余区、藏东亚热带山地针叶林农牧产品供给区、藏东南亚热带山地针叶林产水区和藏东南热带季雨林生物多样性保护区5个生态功能区。     

长三角经济发达区金坛市土地生态状况评价

针对土地生态系统的结构、功能、效应和问题,从土地管理与调控的角度,构建土地生态基础性、结构性、胁迫性、效益性指标。通过信息挖掘、熵值赋权和空间叠加计算,以行政村为评价单元,对金坛市土地生态状况进行综合评价。研究区土地生态状况总体趋势：以林地为主的西部丘陵山地好于以农业种植为主的中东部平原地区;农村地区好于城市发展区,呈现出以主城区为中心向四周辐射递增的格局。土地生态综合分值最高的是西部的山蓬村（其分值为0.646）;最低的是电胜村（其分值为0.176）。进一步对各指标进行聚类,将研究区划分为5类生态区;并以各指标为自变量、生态分值为应变量进行逐步回归分析,分析出各类生态区主要存在的生态问题。最后,结合研究区地形和生态规划,提出西部丘陵山地生态控制区、中东部平原城乡生态协调区和中心城区平原生态优化区三大生态管护区,该研究为政府决策提供支持和依据。     

农村居民点整理影响下的景观格局及其生态效应研究

以天津市武清区下朱庄街农村居民点整理工程为例,采用ArcGIS 9.3和Fragstats 3.3数据分析平台研究工程影响下景观格局指标的变化规律;并进一步将生态系统服务价值计算同敏感度分析结合,探讨工程影响下的生态效应。结果表明:项目实施后,斑块破碎化程度增强,连接性以及斑块聚集性增强;生态服务价值提高22.12%,且生态价值敏感度变化在合理范围之内;景观生态风险值由0.76变为1.12,研究区生态风险从较高风险区转变为高风险区,表现出增加的趋势。该研究有效评价农村居民点整理的实施效果,为后期农村居民点整理决策制度提供科学依据。     

甘肃省脆弱生态环境定量评价及分区评述

根据区域脆弱生态环境现状及特征，在分析脆弱生态环境影响因子的基础上，以甘肃省14个地区（地级市）为评价单元，建立了甘肃省脆弱生态环境定量评价指标体系，并确定了各指标权重值。通过计算生态环境脆弱度进行分级，分区评述了不同脆弱生态环境区主要问题及其成因，为生态环境保护提供科学依据。该项研究对甘肃省社会经济的可持续发展有重要作用。     

基于土地利用的景观生态质量评价——以福建省海坛岛为例

景观生态质量评价对于了解区域景观生态系统的质量状况及变化情况具有十分重要的意义,以往单独对区域景观生态质量的评价研究较少。以福建省海坛岛为例,采用2003年和2009年Landsat-7卫星影像数据及部分社会经济统计数据,从土地利用的角度出发,建立研究区景观生态分类系统。从景观稳定性、景观受干扰度和景观产出功能3个方面构建了景观生态质量评价指标体系,采用熵权法赋予指标权重,利用综合分析法建立景观生态质量评价模型,对该区2期的景观生态质量状况进行评价。研究结果表明:从2003-2009年海坛岛景观生态质量综合得分由0.842 0提高到1.158 0,景观生态质量状况有所改善。景观生态系统自身稳定性略有增强,景观产出能力大幅提升,整个景观有向良性发展的趋势,景观干扰和景观产出功能逐渐成为影响研究区景观生态质量提高的主要因素。     

基于多功能评价与权衡-协同关系的福建省耕地区划管控

为促进耕地功能协调发展,实现耕地的科学保护与合理利用,该研究构建耕地多功能评价体系,以县域为评价单元,运用综合分析法和Pearson积矩相关系数法,评价2005—2020年福建省耕地多功能水平,分析其时空变化特征和各维度功能间权衡-协同关系。研究结果表明：1）耕地多功能水平在福建大部分地区微幅下降,高值区集聚于耕地生产条件和生态条件优越,且对农民生活和就业保障能力较高的闽东和闽西地区。其中,生产功能呈现上升趋势;生态功能略微下降;社会功能与景观功能均有所提高,前者空间变化由山区向沿海地区减弱,后者相反。2）各维度功能间多以权衡关系为主,仅生产-生态功能和生产-景观功能呈现协同关系的区域占50%以上。呈现权衡关系的栅格数量比例由高到低分别为生态-社会功能、生产-社会功能、社会-景观功能与生态-景观功能,且各对功能组合的权衡-协同关系存在空间异质性。3）根据耕地现状条件,结合各地区农业生产特点,通过叠加耕地单项功能组合与不同功能间权衡-协同关系,将耕地功能区划分为4类区域,包括优势保护区（38.52%）、严格管控区（36.71%）、整治修复区（6.98%）和转型退出区（17.79%）,并提...     

基于“成因—结果”指标的甘肃各县区生态脆弱性定量评价

以甘肃省14个市(州)的81个县(市、区)为评价单元,建立了生态脆弱性定量评价指标体系,并依据确定的各指标权重值,计算了各县(市、区)的生态脆弱度,其中:强度脆弱县8个,高度脆弱县17个,中度脆弱县31个,轻度脆弱县22个,微度脆弱县3个。该研究对甘肃省社会经济可持续发展具有重要意义。     

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AVC理论的农村居民点适宜性评价及分区管控

对农村居民点现状的正确认识和变动趋势的科学判断,是合理调整村镇布局、规划新农村建设的基础。本文以大同市南郊区农村居民点为评价单元,利用AVC理论构建农村居民点适宜性评价,采用专家咨询法设置、筛选评价指标;利用主成分方法确定各指标因子的权重;应用综合指数法计算各指标得分值,得到农村居民点的吸引力、生命力和承载力评价值和其适宜性综合值,并对研究区进行分区。研究结果表明将该理论应用于农村居民点整理,结果更加优化和合理,验证了该理论的实用性。研究结果可为区域新农村建设和土地整治规划编制提供有益探索和科学支持。该研究从景观与旅游角度为土地利用分区的定量化研究提供了新的技术方法。     

荒漠化地区生态安全评价—以首都圈怀来县为例

以怀来县为例,对生态脆弱的荒漠化地区的安全状况进行研究,提出了荒漠化地区生态安全评价的具体指标体系和构建原则,并采用数量化原理与方法,对各指标进行了具体量级划分,采用关联度分析方法,对指标的权重进行了确定,并提出了衡量生态安全程度的数量化指标生态安全系数及其计算方法。影响荒漠化地区生态安全程度的具体因素包括土壤、植被、水分和风力,根据指标因子主导性和可替代性原则,本研究提出替代性指标土壤有机质含量、植被盖度、降雨量和土壤粘粒含量为生态安全评价的具体指标,并对各个因子对生态安全影响程度进行了计算。根据生态安全系数将怀来县空间的生态安全状况落实到土地利用单元地快,采用GIS平台得到了怀来县的生态安全评价图。本研究成果可直接为目前国家重点环北京防沙治沙应急工程的实施提供科学依据,其研究方法可为区域生态安全评价借鉴。     

松嫩高平原黑土区土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析

土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析是实现区域土地生态安全和可持续发展的基础。以松嫩高平原黑土区黑龙江省巴彦县为研究区,利用GIS的空间分析功能,对巴彦县1991年、2006年和2009年三期遥感影像的解译数据进行图层代数运算,定量分析了18 a来巴彦县土地利用变化情况、各地类之间的转换情况,并运用生态风险指数法测算分析了三个时期景观生态风险的变化情况,最后对生态风险指数进行克吕格插值,得出巴彦县景观生态风险的空间分布情况。结果表明:18 a间,巴彦县土地利用变化及各地类之间的转化比较复杂,且主要是耕地、林地、其它用地之间的转化;土地利用结构的变化导致景观生态风险指数发生显著的时空差异,各级生态风险区域所占面积变化程度不同;插值结果表明巴彦县生态风险逐年加大,且生态风险分布主要受地形和地类的影响。巴彦县景观生态风险有扩大的趋势,应加强中级以上生态风险区域的生态保护和建设,以实现生态环境和社会经济的协调发展。     

当前形势下土地利用总体规划中功能分区方法研究——以宜兴市为例

当前形势下土地利用总体规划的功能分区应进一步强化科学发展理念,除了要突出土地利用现状要素外,同时需要强调其与社会经济、生态保护的协调,以达到土地利用综合效益的最大化.本文在这种理念的指导下,首先提出了土地利用总体规划中耕地保育潜力、经济与建设开发潜力、生态保护潜力的功能分区指标体系及其定量方法,确定了各组合所对应的功能区类型.然后,综合考虑资源、经济、生态特征组合,并结合土地利用现状,采用聚类方法,以镇(园)为单元对宜兴市土地利用进行综合功能分区,将功能区划分为优先发展区、适度发展区、适度保护区、禁止发展区和灰色地区等5类土地利用功能区.文章最后从社会经济角度分析了各功能区的特征,提出了土地利用方向与措施.     

生态涵养发展区农业景观规划方法及其应用

科学合理的农业景观规划方法是新农村建设体系中的一项核心技术。该研究以北京远郊生态涵养发展区峪口镇为例,在农业景观主导功能分类基础上,基于适宜性评价与实地勘踏访谈等方法,进行农业生产景观、农村聚落景观、农业服务设施景观和农业生态景观专项规划设计,然后按照"农业生态优先、农业生产次之、农业服务设施再次和农业旅游休闲景观最后"的原则,利用景观生态学的"基质——斑块——廊道"组合原理和分区权衡的方法,优化农业景观空间组合,形成研究区农业景观总体布局。研究表明,在峪口镇农业景观规划布局中,农业景观基质为粮菜生产区、经济林果生产区、农业生态保护区等,斑块为农业旅游休闲和农村聚落景观等,廊道为道路、河流、生态缓冲廊道等。该研究结果为区域美丽乡村建设提供了有力的技术手段和科学支撑。     

基于生态服务功能提升的高标准农田建设的分区方法

耕地生态服务功能与生产功能同步提升是"新时代"高标准农田建设主要目标,而面向生态服务功能提升的高标准农田分区及调控设计是生态型农田建设有效实施的根本前提。论文以榆中县为例,首先运用生态系统服务功能与权衡交易综合评价模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)对研究区生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给四种生态系统服务功能进行评估,分析各类生态系统服务空间分异规律,明确各研究单元低值生态服务类型;其次,对影响区域生态系统服务功能的障碍因素进行识别,将其划分为可调控与不可调控2种类型;第三,通过构建高标准农田建设措施与生态系统服务功能间的关系框架,结合可调控的障碍因素,确定不同区域高标准农田建设主导方向,进而提出生态型高标准农田建设分区方法及调控措施。研究指出,生态型高标准农田建设分区可以有效促进"田、水、路、林"各项工程措施的生态效应发挥,是实现生态服务功能和生产功能同步提升、目标融合的有效模式,可以为生态文明建设的理论思考和实践创新提供重要依据。     

秦岭国家级生态功能区生态旅游开发与保护

将秦岭国家级生态功能区的生态旅游资源划分为森林、山地和水体三类,并进行了分类评价和综合评价,在此基础上采取带-区-亚区三级方法,对秦岭进行了旅游功能区划。对主要生态环境问题及其治理措施给出建议,提出了秦岭进行生态旅游开发的生物资源、景观资源和生态环境保护的举措。秦岭国家级生态功能区进行生态旅游开发韵主要问题是土壤侵蚀与生态保护之间的矛盾,通过退耕还林、建立生态预警机制、严格控制开发建设、分区管理等措施,可促进生态旅游与环境保护的协调发展。     

苏南地区景观格局特征与坑塘水质关联关系

研究不同空间尺度景观类型与景观格局指数对农村坑塘水质的影响程度和机制对于快速城镇化背景下乡村水环境保护具有重要的现实意义。基于实地水样采集数据及土地利用数据,以苏南地区农村坑塘为研究对象,结合相关分析、冗余分析等数理统计方法,初步探讨经济发达区农村坑塘水质与土地利用/景观格局之间的特征关系。结果表明:1)苏南地区农村坑塘水质状况不一,自北向南,电导率(COND)、NH_3-N有增加趋势,磷酸盐(TDP)有减少趋势,溶解氧(DO)先降后增。平原区坑塘污染较严重,以DO污染为主,低山丘陵区污染程度较轻,主要为磷元素和DO污染。不同尺度缓冲区内土地利用强度较大,耕地、建设用地占主导地位,平均面积比例在57.34%～73.19%;2)不同景观类型对水质影响存在差异,建设用地与NH_3-N、DO呈正相关,与TDP、COND呈负相关,耕地在200 m尺度上与COND、NH_3-N呈显著正相关,在400～500 m尺度上与TDP呈显著正相关,林地和草地对水质净化具有一定正效应,且在200 m尺度上较明显;3)景观格局指数与水质特征关系较明显且存在尺度差异。相关分析中,100 m尺度下的最大斑块指数(LPI)、景观聚集度指数(AI)与COND、NH_3-N呈显著负相关,100 m尺度下的景观形状指数(LSI)、景观分离度指数(DIVISION)与COND、NH_3-N呈显著正相关。冗余分析中,100 m缓冲区内,第一排序轴(约束轴)累积百分比为94.4%,相关系数为53.3%,较好表达水质指标与景观格局指数的关系;4)LPI、LSI、DIVISION、斑块结合度指数(COHESION)及AI与地区水质特征关系最为明显。斑块密度越小,破碎度越低,聚集与连接度越低,分离度越高则越有利于地区坑塘水质的保护。通过多维度分析,在一定程度上揭示了苏南地区坑塘生态水文过程,有利于经济发达区农村坑塘管理和水质保护,研究结果可为政府相关部门决策提供一定参考。     

多样化田景观的生态功能研究

海河低平原区农田景观存在的主要问题是作物景观元素的水平分布日趋单一化,造成了农田景观生态不稳定性。本文采用了景观生态学的基本原理与方法，研究明确了多样化农田景观可减轻病虫害的发生并具有改善田间小气候的微气候效应，对景观单元规格及不同景观元素组合与虫害发生的关系进行了探讨，为实施农田景观生态调控技术，提高生态稳定性提供了理论依据。     

重庆市都市区土地利用/覆盖变化的生态响应研究

土地利用/覆盖变化直接或间接地改变着生态系统的结构和功能,进而影响地表各种景观过程。地表景观过程的改变,必然对人类赖以生存的生态环境产生程度不同的影响。以快速发展的西南山地城市重庆市都市区为例,利用1997年、2006年的土地利用/覆盖类型图,以GIS技术为支撑,计算土地利用转移概率矩阵、景观格局指数,以期从景观格局的角度定量刻画区域景观过程对土地利用/覆盖变化的响应。结果表明,景观呈破碎化趋势,景观多样性有所提高,斑块类型趋于离散,生境质量下降导致内部生境损失,使内部生境更容易遭受外部的侵袭干扰;边缘效应显著,使灌草地从内向外产生生态环境梯度,生物多样性降低;景观内部均质化发展,降低了景观抗干扰的能力,是土地利用/覆盖变化的生态过程响应。要实现区域土地资源的可持续发展和景观生态功能的良性发挥,须注重土地利用格局优化,维护景观生态过程与格局的连续性。     

黄土高原地区流域生态空间管控模式

流域尺度的生态空间管控是落实黄土高原地区高质量发展的重要空间蓝图,充分体现了中国生态空间规划与管控思路的转变。该研究为解决黄土高原地区流域生态空间管控低效、无序开发的难题,通过梳理国土空间规划下的流域生态空间管控内涵特征,提出了基于生态水文过程的流域生态空间管控研究框架,从要素与分区两个层面构建了"水文过程刚性约束,生态要素弹性管控"的要素管控模式以及"纵向分层传导,横向制约管控"三层双向的流域生态空间分区管控模式。通过在旬邑三水河流域进行实践应用,从"空间结构布局-片区功能指引-单元指标控制"的管控途径入手,划分3级生态空间分区,梳理出75条生态廊道,提出3种村庄类型;同时确定了三大功能片区及21个管控单元;最后以C-04管控单元为例,将土地利用、村庄发展、景观格局及水文过程等控制指标及指引策略进行整合与落位,可为三水河流域生态空间修复与综合治理提供决策依据。研究结果对黄土高原地区的生态环境改善提供了科学的方法指引,有利于提高中国流域尺度下的国土空间管控的操作性与实施性。     

时空动态视角下快速城市化地区景观生态风险评价与分区

景观生态风险是区域景观受多种风险源长期干扰的累积结果。立足风险发生的“历史-现期-未来”动态视角探讨景观生态风险分区管控策略可为优化区域生态风险管理提供思路借鉴。为科学认知景观生态风险的空间分异格局，继而制定空间分区管控策略，研究基于快速城市化地区的风险动态管控需求，构建了“历史-现期-未来”时空动态视角下的景观生态风险评价与管控分区框架，并以江阴市为例，探讨其风险变化的时空过程、演变特征、未来趋势及差异化管控策略。结果表明：1）2005—2020年，伴随城市化演进，江阴市耕地减少12.76%，建设用地增加13.53%，景观类型转化剧烈、景观破碎度持续增加。其中，耕地和生态用地转化为建设用地的程度较严重，而建设用地集聚分布态势显著。2）江阴市生态风险呈现“北低南高”的空间分布格局。低风险区集中分布在北部水域及乡镇建设用地核心区，高风险区分布在南部水域、沿江地带及乡镇建设用地扩张边缘区。3）基于风险的动态变化过程，江阴市景观生态风险演变类型可划分为维持型、升级型、缓和型和波动型。继而，依据风险现状和未来趋势进一步分析不同区域的风险控制需求与风险走向，细化具体的防范区，不同区域在风险防范紧迫性、管控重点等方面存在显著差异。总体上，集成景观变化“历史-现期-未来”视角的风险评价和管控框架有益于从时空动态全过程理解城市化地区景观与外界干扰之间的复杂相互作用，研究结果可为城市生态风险管理及促进区域国土空间布局优化提供决策支持。