生态安全格局视角下的土地利用冲突识别研究

【目的】以郑州都市圈核心区为研究对象，在构建区域生态安全格局的基础上，借助土地利用转化矩阵对土地转化类型、程度进行分析，识别土地利用空间冲突分类，为核心区的土地利用规划管理提供依据，对生态空间的保护提供参考。【方法】利用形态学空间格局分析(MSPA)方法识别目标源地，采用最小累积阻力模型(MCR)及重力模型提取潜在廊道并筛选出重要廊道，构建综合生态安全格局，将生态安全格局分为低、中、高3级，进而定量地判断和剖析土地利用空间冲突的类型和程度，识别出土地利用冲突的空间特征，分析其影响因素。【结果】(1)郑州都市圈核心区土地利用冲突分布特征显著，耕地生态冲突分布较为集中，以不冲突为主；建设用地生态冲突分布较为分散，不冲突区主要分布在各个市域范围的主城区中部，一般严重冲突、极严重冲突主要位于研究区的北部；在耕地建设生态综合冲突中，各冲突等级面积大小为不冲突>一般严重冲突>极严重冲突，其中耕地生态冲突占主导。(2)郑州都市圈核心区2000—2020年区域景观格局破碎化程度较高，分布不均衡，构成研究区生态空间的主要景观类型；耕地景观、草地景观的占比呈现部分的下降。【结论】郑州都市圈核心...     

基于MSPA和电路理论的郑汴都市区绿色基础设施网络研究

随着城镇化建设发展,城市绿色基础设施网络破碎化程度日益加剧,加强绿色基础设施网络连通性,优先保护连接廊道中对区域生物多样性保护和区域生态系统服务功能具有重要意义的"夹点"区域尤为重要.以郑汴都市区为例,采用形态学空间格局分析(MSPA)提取绿色基础设施网络要素中的"中心"和"连接",然后采用最小路径方法创建潜在的绿色基础设施连接廊道,构建连通的绿色基础设施网络,最后基于电路理论识别潜在连接廊道的"夹点"区域,制定优先保护策略.研究结果表明,郑汴都市区47.26%的用地可作为绿色基础设施用地,但景观连接度较低,破碎化非常严重,研究区65.98%的连接廊道由农田构成,区域连接廊道的组成类型单一,以耕地为主,提供区域生态系统服务能力较低.MSPA方法侧重结构性连接,而电路理论则通过功能性连接进行补充分析,两者结合能够更加科学全面地识别绿色基础设施网络要素,从而使得绿色基础设施网络的构建和保护策略的制定更加科学有序.     

基于景观格局优化的水生态韧性提升——以山东省林家村镇为例

绿色基础设施的多尺度性及其定义的模糊性阻碍了其发展,为缓解这一不足,提出分别由设施尺度和系统尺度进行绿色基础设施研究。聚焦于系统视角,在回顾相关文献的基础上阐述了提升水生态系统韧性对保障绿色基础设施系统可持续地提供生态系统服务的作用,并确定了景观格局优化作为韧性提升技术路线的可行性。以山东省林家村镇为研究区进行水生态韧性提升研究,基于“斑块-廊道-基质”理论,在识别生态基质、生态源地、生态廊道和生态节点的基础上进行景观格局优化,构建生态水网以增强水生态系统的连通性。构建水生态韧性提升效果评价指标体系,得出优化前后的景观格局对水生态韧性提升效果的评价值分别为3.38和4.03,优化后的效果提升了19.23%。给出了水生态系统韧性提升的具体路径,弥补了现有量化探究景观格局优化对水生态韧性提升作用的研究不足。     

挠力河流域景观生态健康时空演变

【目的】揭示流域景观生态健康时空演变特征并明确其空间分异性与集聚性,为流域景观生态资源管护及可持续发展提供参考。【方法】以景观生态结构、景观生态过程和景观生态功能为基础构建景观生态健康评价指标体系;采用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)集成模型明确指标权重;利用ArcGIS 10.7及GeoDa 1.14平台加权叠加分析、健康等级转移矩阵、探索性空间数据分析(ESDA)等对2010年和2018年挠力河流域景观生态健康时空演变及空间关联性进行深入研究。【结果】相较于2010年,2018年挠力河流域景观生态健康综合指数均值由0.67下降为0.59,由亚健康Ⅳ降低到中等Ⅲ水平;景观生态健康等级转化以相邻等级转化为主,转化类型中稳定型占比最大而改善型占比最小,退化型较改善型在占比和面积方面分别高出9.69%、2 184.67 km²,其中仅在宝清县北部和集贤县大部、友谊县东北部存在较小程度的改善;2010年流域景观生态健康具有较强的空间集聚性,2018年空间集聚性减弱,并通过空间自相关分析明确了2010—2018年流域景观健康空间分异与聚集特征的空间位置和范围。【结论】挠力河流域景观生态健康指数两时期空间分布大致都为东高西低,研究区整体呈现西部改善,东部和西南部退化的演变格局。根据研究区2010—2018年景观生态健康不同空间自相关转移类型,从生态用地保护、水土保持治理、土地开发与建筑用地管制、生态修复工程、绿色空间与景观格局优化建设等方面提出针对性景观生态规划建议。     

马鞍山市生态网络识别与优化

城市的快速发展导致区域生境斑块破碎,科学地构建生态网络可以有效地连接区域生境斑块,保障区域生物多样性和生态安全。以安徽省马鞍山市为研究对象,采用MSPA方法与生境斑块最小面积、景观连通性分析最佳距离阈值相结合的方法识别源地;MCR模型识别潜在廊道;重力模型提取研究区重要廊道,最后对其进行优化,从而构建马鞍山市生态网络。研究结果表明：马鞍山市识别的生态源地共计14处,识别的潜在生态廊道共计91条,重要生态廊道9条,一般生态廊道82条,主要分布于研究区域西北与中东部。优化后的生态网络共有生态源地17处、生态廊道136条,廊道网络结构相关指数有较大提升。本文的研究结果可以为马鞍山市生态网络的识别与优化提供科学依据,使之合理地协调未来马鞍山市城市的发展和区域的生态保护。     

土地景观生态流空间通达性评价——以荆州市为例

生态流在地理空间中顺畅地运行是健康生态系统评价的重要标准,也是构建景观生态安全格局的基本前提.以荆州第二次土地利用调查数据为基础,遴选长江干流(荆州段)、洪湖湿地自然保护区、长湖湿地自然保护区、洈水森林公园、黄山头森林公园、八岭山森林公园作为生态"源",参考生态价值密度确定各类景观单元的阻力值,并利用最小耗费距离模型对景观生态流的空间通达性进行评价.研究显示,荆州景观空间通达性总体呈现出明显的"西难、东易、中间总体偏难"的基本格局.其中,市域西缘阻力最高,景观生态过程受限非常严重;中部长江干流东西两侧阻力偏高,生态过程受限严重;市域东缘阻力最低,生态过程受限较小.因此,建议荆州城乡景观生态格局框架由3级生态廊道、2级生态节点和农田基质组成.     

基于MCR模型和DO指数的宁夏沿黄生态经济带生态安全格局构建

采用最小累计阻力模型(minimum cumulative resistance, MCR)和连续空间集聚测度指数(dranton and overman, DO)的综合评价方法,从景观和城市两个尺度构建宁夏沿黄生态经济带生态安全格局,研究结果兼顾生态保护和居民生产、生活活动的需要。研究表明：(1)研究区现有重要生态源地28个,面积884.62km~2,形成以黄河为主体,囊括了贺兰山、白芨滩和沙坡头等自然保护区以及毛乌素沙地边缘地带的重要生态源地格局。生态阻力值等级为高值和较高值区域面积占比15.09%,集中在城市、交通用地为主的地区及高海拔地区;生态阻力值等级为低值和较低值区域面积占比58.72%,集中分布在耕地、草地等用地类型覆盖地区及山地的低海拔地区。(2)识别出景观尺度重点生态廊道6条,一般生态廊道11条;以连通各个自然保护区为目的,未来还需提升和规划15条景观生态廊道;利用城市中已有的重要水体和绿地,在生态-生产、生活战略节点间,提升和规划城市绿带27条。该文从实现不同尺度数据融合、生态保护和人类福祉相互协调的视角,为生态安全格局构建提供更加多样化的路径。     

西安城市绿色廊道网络规划研究

绿色廊道对城市生态安全稳定有重要意义.该文以西安为例,运用景观破碎化指数分析西安城市景观破碎的程度;利用最小累积阻力模型分析潜在绿色廊道的空间分布,并结合改进的引力模型与几何间隔法对绿色廊道空间结构进行优化,形成“两环、三纵、两横”的城市绿色廊道网络格局.结果表明,1) 2009年～2015年西安“摊大饼”式的城市发展模式导致城景观破碎程度增加;2) 引力强度为27.81与1.94作为西安市域三级绿色廊道划分的阈值间隔较适宜.研究结果能为西安以及其他城市绿色廊道规划与建设提供参考.     

长江流域安徽段生态系统服务价值与景观生态风险时空演变及其关联分析

【目的】综合运用生态系统服务价值和景观生态风险评估,更好地为长江流域安徽段可持续发展提供决策支持,也为跨江区域生态环境管护提供一定参考。【方法】基于1995年、2005年和2015年安徽省土地利用数据,采用生态系统服务价值评估、景观生态风险评估和双变量空间自相关模型等方法,分析长江流域安徽段生态服务价值、生态风险时空变化及其关联特征。【结果】①1995—2015年研究区总生态系统服务价值呈减少趋势,减少率为0.54%;研究区以较高和中等生态服务价值等级为主,主要分布在长江沿岸、大别山区及皖南山区。②近20年长江流域安徽段生态风险整体呈升高趋势,以中、较低和低生态风险等级为主;空间上,较高和高风险区主要分布在长江沿岸及巢湖区域,并由集聚分布趋于连片扩张。③长江流域安徽段单位面积生态系统服务价值与生态风险之间存在空间正相关性,主要关系为高价值-高风险相关,即生态服务价值高的区域也是生态环境比较脆弱的区域,应特别关注。【结论】必须重视对湿地和林草景观的保护,加强以长江沿岸、巢湖区域为主的湿地生态保护和对大别山、皖南山区自然山体林草景观的保护与修复,将对提高长江流域安徽段生态系统服务功能和保护长江生态环境起着重要作用。     

基于MSPA和电路理论的南宁市国土空间生态网络优化研究

为了构建一个包含山水林田湖草生命共同体思想的国土空间开发保护格局,并向地方国土空间规划提供具有底线思维的生态基础设施体系与绿色版图设计,提出了长时间序列演进下基于形态学空间格局分析和电路理论的国土空间生态网络构建与优化新方法。以南宁市为研究区域,取2000—2020年为研究时间段,首先采用形态学空间格局分析法(MSPA)结合斑块连通性指数进行生态源地的提取与景观阻力值的设定,其次运用电路理论构建总体生态网络并提取关键廊道,最后借助Linkage mapper工具生成重要夹点进行综合部署与落地以优化生态网络。研究结果表明:2000年以来,研究区南部重点走廊质量有所改善,但较少有走廊连接南部地区与东南方角落。期间,生态网络平均电流值持续上升,2020年最大电流值与平均电流值达到最大,生境质量最佳;综合利用MSPA和电路理论可以有效地确定源区并精准判断生态网络的落地与演变规律。研究为国土空间规划背景下生态网络格局的构建与优化提供了一套思路与具体方案,是新时期国土空间多要素统筹规划和优化的参考。     

长三角风景名胜区空间分布与可达性研究

【目的】长三角地区以其丰富的自然与人文景观形成了众多的风景名胜区,在长三角生态保护格局构建和区域绿色一体化发展中担任重要角色。定量分析长三角风景名胜区的分布与可达性特征,构建区域尺度下的风景区空间分布和可达性的研究框架,整体分析长三角区域风景区体系的空间结构,有助于合理利用风景名胜资源,促进区域可持续发展。【方法】 以长三角地区123处风景名胜区为对象,在综合考虑多种服务半径及风景区级别与类型属性的前提下,利用ArcGIS平台和数学模型分析其空间分布与可达性。【结果】 ①长三角风景名胜区整体上具有“南密北疏、一片多点式”、随机趋向于离散的分布特征。②长三角风景名胜区可达性分布差异化显著,3种搜索半径下呈现不同程度的空间极化现象,可达性等级随半径阈值增加整体呈提升趋势;3种搜索半径下县域可达性聚集程度均较高,热点区主要分布在黄山、宣城、丽水、杭州、金华、苏州、无锡等地,冷点区出现在上海及其周边地区。③不同等级中,国家级风景名胜区可达性优于省级风景名胜区;不同类型中,独立型风景名胜区可达性优于城景结合型风景名胜区。④可达性受不同客观因素影响,相关程度从强到弱依次为:风景名胜区分布密度>人口分布>路网密度。【结论】 长三角地区风景名胜区分布与可达性呈现出明显的地域差异。本研究可为长三角风景名胜区资源整合梳理、系统化管理以及区域旅游开发提供参考。     

基于i2SFCA的新乡市主城区公园绿地空间步行可达性分析

【目的】分析城市公园绿地空间的可达性,以有效衡量城市居民需求与公园绿地供给的关系,提高城市公共服务水平。【方法】以两步移动搜索法(two-step floating catchment area method,2SFCA)为基础,引入Huff模型,提出改进的两步移动搜索法(improved two-step floating catchment area method,i2SFCA),以河南新乡市主城区为研究区域,对比两种方法计算城市公园绿地步行条件下的空间可达性,并用GIS进行分析。【结果】i2SFCA比2SFCA方法更具适应性和灵活性,尤其是在边界区域的绿地可达性计算中表现更为明显;新乡市主城区中公园绿地分布不够均衡,各片区之间空间可达性分布差距较大,呈西低东高的格局;主城区人口与公园绿地可达性的空间分布不够协调,亟须改善高人口密度而低可达性片区。未来城市公园绿地建设中,应进一步平衡绿地的分布格局,增加小型街头绿地,完善带状绿地,提高绿地的服务质量。【结论】通过两种计算空间可达性方法的实验对比得出,i2SFCA方法更有优势,可明确城市中公园绿地资源缺乏区域,为提高城市社会服务水平提供数据基础。     

基于三生空间耦合的生态安全格局构建与优化——以扬州市为例

【目的】 充分考量生态、生产和生活空间(三生空间)的相互影响,为生态安全格局优化提供新的思路,并为扬州市在保护生态安全前提下优化空间开发格局提供决策参考。【方法】 以扬州市为例,基于1:5 000土地利用变更调查数据,综合考虑未来城镇扩张和生产空间缓冲作用对生态安全格局的影响,借助多情景基础方案冲突协调评价和环形梯度分析的方法,从三生耦合角度对区域生态安全格局进行构建并优化。【结果】 构建了“三生主体功能量化-多情景基础方案冲突协调评价-基于三生规律分析分区协调情景评价”三生耦合优化框架,扬州市生态安全格局网络优化后,生态源地与廊道面积共计2 444.63 km²,占全域面积的36.85%;研究区生态安全格局网络由底线功能用地、缓冲功能用地、连通功能用地组成,占全域的面积比例分别为23.16%、12.01%和1.68%。【结论】 本研究形成的三生耦合优化框架,可以为区域生态安全格局优化提供新思路,进而有效指导相关规划。     

城市公园绿地灾时避难功能结构和空间布局转换的可行性分析

【目的】城市公园绿地作为城市绿地体系的重要组成部分,因其自身特点而成为城市防灾减灾体系中的核心要素。明确公园不同类型绿地在灾时可承担的避震减灾功能,分析城市公园绿地避震减灾的空间布局方法,以提高城市公园绿地的灾时避难有效性。【方法】以单个公园为研究对象,从绿地布局形式、公园内部功能分区、园路道路交通系统、园林景观要素等4个方面着手分析了公园绿地单体及各构成要素在灾时的功能特点,明确公园绿地在灾时可承担的避震减灾功能。【结果】城市公园绿地在设计和布局中,要依托城市绿地系统特点,基于城市公园绿地内部空间、设施等要素的平时特征,从体系层面的城市绿地系统规划布局模式入手,得出综合性公园、社区公园、带状公园、街旁绿地等几种类型公园绿地在灾害发生时的空间规模、功能特征及景观形态等方面的防灾可行性。【结论】分析并明确公园绿地在灾时可承担的避震减灾功能,可对城市公园绿地的避震减灾方法研究提供理论依据和实践支撑。     

长江流域森林NPP模拟及其对气候变化的响应

【目的】利用LPJ模型(Lund-Potsdam-Jena model)估算长江流域森林净初级生产力(net primary productivity, NPP),研究长江流域森林NPP时空动态变化及其与气候因素的关系,为长江流域及其他地区的植被监测与生态建设提供依据。【方法】基于LPJ模型模拟的NPP数据及气象资料,对长江流域1982—2013年森林NPP的空间分布和时空动态变化趋势进行分析,采用线性回归分析法分别以时间为自变量和NPP为因变量进行趋势检验,利用相关性分析法分析长江流域森林NPP与气象因子之间的关系。【结果】①长江流域1982—2013年森林年均NPP值为530.41 g/(m²·a),最高值出现在2002年,森林NPP值为578.55 g/(m²·a);最低值出现在1989年,森林NPP值为491.24 g/(m²·a)。②长江流域森林NPP的空间分布由东南沿海向西北逐渐减小,长江中下游森林NPP高于长江上游,森林NPP空间分布格局与水热条件分布格局相一致,长江流域东南部水热条件良好,能够满足植被生长和发展的需要,植被生产力比较高;西北部由于水热条件比较差,不利于植被生长,生产力低下。③长江流域大部分地区森林NPP与气温和降水为正相关关系,森林NPP与气温呈显著正相关,气温与森林NPP之间的相关性强于降水与森林NPP之间的相关性。【结论】长江流域森林NPP呈自东南向西北减少的趋势,且随时间呈波动上升趋势;气候对森林NPP具有显著影响,气温是影响森林NPP的主导因素。     

基于空间光谱信息协同的城市不透水层提取方法比较研究

[目的]利用不同的端元提取方法及混合像元分解算法计算南京市2018年城市不透水层覆盖度,评估各方法的精度,为城市可持续发展提供可靠的基础数据支撑.[方法]采用Landsat 8 OLI遥感影像,基于像元纯度指数(pixel purity index,PPI)并考虑空间光谱信息协同提出空间像元纯度指数(spatial p...     

基于GIS适宜性评价的中小城市公园选址研究

【目的】定量评价中小城市建成区内土地建设成公园的适宜性,根据适宜性评价优化城市公园的布局,科学地预选出一批优先重点建设为公园的区域。【方法】基于地理信息系统(GIS)技术,以江苏省高邮市建成区为研究样本,从公园的生态服务功能和社会服务功能两个层面分析影响公园选址的6个主要单因子因素:土地建设可行性、城市热岛效应、空气污染、公园可达性、城市防灾避险服务半径、人口空间分布。采用AHP与Delphi法相结合确定6个因子的权重,并按照不同权重加权叠加,分析公园选址的适宜性。【结果】在适宜性评价较高的区域范围内划定候选公园位置,并借助于LA模型分析,最终选取1个大型公园及7个小型公园为重点建设项目,并将其纳入城市公园体系规划近期建设项目。【结论】以定量数据辅助定性分析的选址方法,弥补了传统布局方法科学性、精准性不足的缺陷,可为公园城市建设提供科学依据。     

合肥环城公园开放空间与游憩行为关系研究

目的 探究各类开放空间与游憩行为之间的关系,提出该类型城市公园开放空间的景观提升与规划建议。方法 以合肥老城区的环城公园开放空间为研究对象,采用游憩行为观察法(SOPARC)、大数据分析、核密度估算法(KDE)、主成分分析等研究方法,从定性和定量相结合的角度把握该类城市公园开放空间与游憩行为之间的关系。结果 ①城市公园开放空间中游憩行为的需求主要来自附近居民、儿童及老人;②不同类型的开放空间与游憩行为之间的关系差异较大:绿化空间中游憩行为数量和丰富度最高;铺地空间和广场空间游憩行为发生频率较高,但类型较少;滨水空间游憩行为频率和丰富度均较低;③空间开敞度、空间绿化与铺装程度、空间可达性、空间亲水性是空间品质的主要影响因子;④大部分空间中观赏性游憩行为每百平方米密度低于3.0件,且主要集中在滨水空间;休闲性游憩行为每百平方米密度最高达10.34件;娱乐性游憩行为密度整体较低且波动趋势平缓;体育性游憩行为密度波动较大。结论 城市公园开放空间内游憩行为的类型和特征差异较大,且各类游憩行为对空间品质的偏好度不同。     

长江中游流域国家级自然保护地交叉重叠特征及其优化整合研究

【目的】定量分析长江中游流域国家级自然保护地交叉重叠特征及其优化整合对策,为我国自然保护地的合理规划与布局提供科学依据。【方法】以长江中游流域6类661处国家级自然保护地为研究对象,运用ArcGIS核密度指数方法,定量分析其交叉重叠特征和优化整合对策。【结果】长江中游流域共214处国家级自然保护地存在交叉重叠,主要集聚分布于鄱阳环湖、大别山南部武陵山脉和伏牛山等区域;在省级行政区划交界、流域区划交界、生物多样性保护优先区和生态功能保护区内,优化整合应优先考虑以国家公园、自然保护区、风景名胜区和自然公园4类为主体分别进行类型整合、范围调整、吸收合并和同类合并。【结论】运用ArcGIS定量可视化叠加分析方法,可以有效识别并判断自然保护地交叉重叠现状、特征及问题,有利于科学构建我国自然保护地体系及其空间格局规划。