绿洲城市生态安全格局构建与优化策略——以嘉峪关市为例

以嘉峪关市为例,通过生态重要性评价提取生态源地;选取阻力因子构建阻力面,基于阻力阈值法进行生态安全分区;运用最小累积阻力模型、GIS水文分析、空间叠置分析等方法判定生态廊道,识别生态战略节点,构建生态安全格局,提出优化策略.结果表明,嘉峪关市生态源地占市域总面积的14.6%,主要分布在嘉峪关市东北部和西南部;根据耗费阻力突变点将研究区划分为生态核心区、生态缓冲区、优化建设区和适宜建设区,各区所占比重分别为29.52%、29.94%、24.63%和15.91%;构建由7个重要生态源地、8条大型生态廊道、15个关键生态战略节点构成的“点-线-面”相融合的生态格局优化体系.     

宝鸡市秦岭生物多样性保护的生态安全格局构建——基于生态源地识别与最小累积阻力模型

在厘清生物多样性功能数量关系的基础上,科学构建生态安全格局,能为生物多样性保护提供更有效的空间参考.以宝鸡市秦岭范围为研究区域,生物多样性保护为目标,运用直接与间接结合的方法识别生态源地,以目标物种分布验证源地的目标符合性;利用最小累积阻力(MCR)模型构建阻力面,并提取生态廊道和生态节点,进而构建研究区生物多样性保护的生态安全格局.结果表明,细化识别的生态源地3 065.43 km²,占研究区面积的41%,空间上与物种分布有较好契合性,地类景观以林地和湿地为主.物种运动的低、中、高阻力区分别占25.62%、31.44%、42.94%.识别出50条生态廊道,11个生态节点,空间分布呈现中西部密集、东部稀疏的特征.基于源、廊、节点与研究区自然本底构建出“一核两带三区多廊道多节点”的生物多样性保护格局,对研究区生物多样性保护具有参考价值.研究为宝鸡市秦岭生物多样性保护的精准落实提供了科学依据.     

干旱区景观格局综合优化:黑河中游案例

选择黑河中游为研究区,通过生态系统服务价值、景观连接性和生境质量识别核心生态源地,根据显性阻力、隐性阻力、地形和道路数据构建生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络与节点,并进行生态功能分区,进而从点、线、面进行景观格局优化。结果表明:1)黑河中游生境质量较好的斑块仅占总面积的13.77%,主要由湿地、高-中覆盖度草地和耕地构成,集中分布在东南部大起伏中高山以及黑河干流两侧;2)主干生态廊道呈东南-西北走向贯穿整个研究区,辅助生态廊道主要连接核心生态源地与主干生态廊道,分支廊道主要分布在东部,连接相邻主干廊道(或是源地),生态节点多分布在生态廊道薄弱的地方;3)根据累积阻力值频率突变与空间分布特点,将黑河中游分为生态缓冲区、生态连通区、生态过渡区和生态边缘区4个功能区,并在此基础上针对生态源地、生态廊道和生态节点提出建设策略。研究结果可为黑河中游生态系统管理提供切实可行的科学指导。     

城市扩张对区域生态安全格局影响研究——以合肥市为例

城市用地空间扩张对生态环境的影响映射出人类社会活动和生态环境保护之间的交互作用，系统地研究城市空间无序蔓延所诱发的城市土地利用方式变化对城市生态环境的影响程度，对助推我国生态文明建设目标具有重要现实意义。为探究合肥市城市扩张对生态安全格局的影响程度，综合运用生态遥感指数、最小累积阻力模型、电路理论和斑块生成土地利用模拟模型，构建合肥市生态安全格局，识别生态夹点和生态障碍点，再从模拟验证的基础上（总体精度为94.71%，Kappa系数为90.04%，Fom值为0.102），预测了2030—2040年的城市扩张，并根据预测结果探讨城市扩张对区域生态安全格局影响程度。研究发现：合肥市生态环境质量整体呈现南高中低的分布格局，识别出合肥市生态源地共计35处，源地间活跃生态廊道70条，非活跃廊道共17条，生态夹点290个，生态障碍点112个。2020—2040年合肥市城乡、工矿居民用地、林地、水域和未利用土地面积将不断增加,而耕地以及草地面积将持续减少。2020—2040年期间城镇建成区分别侵占了生态廊道、源地、夹点、障碍点面积为55.95km2、10.51km2、1.04 km2、1.35 km2。研究结果可为今后快速发展城市的生态环境治理和国土空间生态保护修复工作提供理论依据和技术参考。     

基于喀斯特脆弱性评价的印江流域生态安全格局构建

进行流域生态安全格局构建研究,为流域生态环境保护和可持续发展提供参考。从生态系统生境、结构和功能3方面,选取8个指标,进行印江流域脆弱性评价;在脆弱性评价的基础上,识别生态源地;利用最小累积阻力(MCR)模型计算累积耗费距离表面,提取低阻生态廊道和关键生态节点,构建印江流域生态安全格局,研究表明:1)印江流域生态脆弱性较低等级、中等等级面积较多,分别占流域土地总面积的31.69%和28.61%;生态脆弱性较高等级、极高等级面积较少,但仍占总面积的14.62%和4.02%;流域西部印江县城地区、中部槽谷区的凹槽带和河流河谷地区生态脆弱性较高,流域东南部、东北部和西部边缘地区生态脆弱性相对较低。2)印江流域生态安全格局中,主要生态源地282.94 km~2、低阻廊道158 km、河流廊道112 km、生态节点64个;印江流域中部槽谷区山岭带的生态源地,距城区较近,受人为干扰强烈,建设和维护难度较大;此外,低阻生态廊道可识别性低且易断裂,是落实印江流域生态安全格局的重点和难点。     

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。     

北京市生态安全格局保护紧迫性分级

以北京市为例, 通过粒度反推法和景观连通性识别重要生态用地, 通过邻域分析法构建生态阻力面, 采用MCR模型构建北京生态安全格局, 利用人工神经网络计算建设用地扩张概率, 对构建的生态安全格局进行保护紧迫性分级。结果表明, 北京市重要生态用地面积为 6488.53 km², 主要分布在西部和东北部山区, 小部分位于东南平原。一级生态用地面积为4482.48 km², 主要分布在西北和西南地区; 二级生态用地面积为1338.27 km², 主要分布在西部远郊山区、西南部近郊平原和东南部平原; 三级生态用地面积为669.77 km², 主要分布在中北部和东南部平原。重要生态廊道长度为2410.47 km, 分布在远郊城镇以及城乡交界处。一级生态廊道长度为1477.63 km, 主要分布在西北和西南远郊山区; 二级生态廊道长度为390.91 km, 主要分布在远郊平原的生态用地附近; 三级生态廊道长度为 541.93 km, 主要分布在城市中心的周边地区, 呈环状包围中心城区。     

基于生态系统服务功能及生态敏感性的遵化市生态空间划定研究

基于生态系统服务功能和生态敏感性综合评价结果,对遵化市生态空间划定及安全格局构建进行了研究.研究结果表明:1)遵化市生态保护为高等级的土地面积为234.53 km2,占总面积的15.99％;主要分布在南部山地丘陵,以及东北和西北部部分丘陵地带;2)遵化市生态保护优先区面积为261.28 km2,占研究区总面积的17.2...     

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...     

沂南县国土空间生态保护格局与保护利用导则研究

合理构建生态保护格局对于保护区域生态屏障,构建生态廊道和生态网络,推进生态系统保护和修复有着重要的指导作用.以沂南县为案例,基于生态系统服务价值和生态阻力面方法,利用国土现状调查数据及GIS技术,构建沂南县国土空间生态保护格局,识别全县生态保护区域、生态廊道和具有战略意义的生态节点,并提出针对性的保护措施.结果表明:沂南县生态源地面积共计51 500 hm~2,占国土总面积的30.0%,国土空间生态保护应该以"三区-三廊-多点"为总体格局.国土空间规划应该注重重点区域、廊道、战略节点的生态保护和系统修复,并依据东部平原区、西北山地区和中南平原山地区的不同特点,实行差别化的国土空间发展目标和自然资源利用导则.     

不同情景下人类活动对生态保护重点区域分布的影响分析

为明确人类活动对生态保护重点区域分布的影响,以新疆阿克苏市和温宿县为例,利用生态系统服务和权衡的综合评估(InVEST)模型提取生态源地;然后,使用地理空间数据模拟研究区内人类活动的范围、强度和当地自然条件,创建自然景观阻力面和人类活动阻力面,并依据设立的4个情景分配权重,得到4个综合阻力面;最后,使用Linkage Mapper插件识别各自生态保护重点区域,并对4个结果进行比较.结果表明:人类活动对生态保护重点区域分布存在影响,尤其在人类活动强度较高的城镇中心区,随着人类活动阻力占比增加,周边生态廊道的数量和位置发生显著变化,总面积保持不变;作为生态廊道的一部分,生态夹点随着廊道位置的变化而变化,总面积不变;生态障碍点修复阈值范围缩小,修复产生的最大价值降低.     

Corridor effect of the spatial changes of landscape patterns in arid areas:A case study of the river corridor areas in the middle and lower reaches of Tarim River

The river corridor areas in the middle and lower reaches of the Tarim River are dominated by the traditional green corridors along the river section from the Qara Reservoir in Yuli County to the Taitema Lake in Ruoqiang County, which plays an important role in the social and economic development in the Tarim River Watershed with a extremely significant ecological functions. The buffer zones perpendicular to the watercourse were defined along both riversides at a 5-km interval beginning from the watercourse (10 km wider) using the method of the buffer zone analysis. The landscape pattern indexes of each buffer zone were calculated, and the indexes of the main landscape patterns were analyzed so as to reveal the radiative effect and the characteristics of the river corridors on landscape and patch levels. The results show that the radiative width is generally 30 km in the study area, and can be up to 50-70 km in sub- region FG1 because the study area is located in two drainage basins, with an ecological interstitial zone between them. The landscapes of woodlands and wetlands are generally distributed within the 10 km buffer zone (it means that the buffer zone is 5 km away from the watercourse; the same hereafter) along both riversides. Moreover, the closer the buffer zone is to the watercourse, the higher the patch density and the largest patch index are. In the ecological and environmental regeneration for the study area, the extent of ecological effect of the river corridors must be fully considered, and the projects must be scientifically and rationally planned and designed.     

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。     

基于GIS的国家重点生态功能区生态空间识别研究——以湖北长阳县为例

生态空间科学合理识别是区域生态保护的基础.以国家重点生态功能区中三峡库区水土保持生态功能区——长阳土家族自治县为案例区,借助于RS和GIS技术方法,因地制宜地选取指标进行生态功能重要性和生态敏感性评价,对生态空间识别进行研究,并简要提出了分区分级管控生态空间的思路,最后结合现状土地利用类型对生态空间土地利用冲突进行分析.结果表明：1)长阳县生态空间总面积为3 032.21 km2,占研究区总面积的88.66%,其中底线型、危机型和缓冲型生态空间面积分别为1 406.79 km2、862.59 km2和762.83 km2,分别占研究区总面积的41.14%、25.22%和22.31%.2)在现状土地利用类型分析中,约有17.11%的耕地和0.23%的建设用地等非生态用地位于生态空间内,既在一定程度上对于切实维护区域生态安全难以起到积极作用,也不利于保持生态空间的稳定性.3)底线型生态空间原则上按照禁止开发区要求进行管理,危机型生态空间强制性管控,缓冲型生态空间限制性开发.该研究能够为现阶段生态保护红线划分与优化调整以及生态空间分类管控提供科学的依据,以期实现县域生态保护和经济发展的有机统一.     

基于功能网络评价的城市生态安全格局研究——以常州市为例

基于景观功能网络评价,提出城市复合空间优化方案,并选择常州市为研究区,实证城市生态安全格局理念在空间优化过程中的操作性。由于城市为整合社会、经济与生态功能的复合生态系统,本研究首先依据城市景观功能与结构特征,将城市空间结构分为支持社会经济功能的红色景观,维持能源、资金、产品与信息传播、流通的灰色景观、保持生物多样性与调节区域环境的蓝色景观及绿色景观。其次由功能网络连通性及其相互作用的角度分析城市景观格局、功能流路径与不同功能流在空间上的相互作用,以获得生态功能冲突与环境敏感区域的空间位置。最后,从功能整体协调发展角度,将研究区分为优化开发、调整开发、限制开发及禁止开等分区,针对其存在的生态安全问题,提出符合城市生态安全的空间优化方案。     

基于灾后重建的国土空间生态优化——以芦山地震灾区灾后重建为例

在GIS支持下, 基于芦山地震灾区生态环境敏感性以及生态系统服务功能重要性评估, 研究灾区恢复生态系统功能和优化国土空间开发格局的方法, 提出灾后重建国土空间优化开发格局的方案, 指出各个区域的保护措施和发展方向。按照主要功能定位, 优化后的国土空间分为生态保护区、生态农业发展区和生态城镇复合发展区3个区域: 1) 芦山地震灾区生态保护区, 占区域总面积的80.6％, 以维护生态安全为目标, 保护和恢复区域重要的生态功能, 实施生态修复; 2) 生态农业发展区, 约占区域总面积的 13.4%, 作为重要的农业生产功能区, 其主导生态功能为农产品供给保障, 同时兼具土壤保持功能; 3) 生态城镇复合发展区, 仅占区域总面积的 6.0%, 是区域城镇化和产业发展的核心区域, 应依据当地发展需求, 进行生态城镇化建设, 同时注重生态保护。     

使用自组织特征映射神经网络对湖泊水生态功能分区

以白洋淀淀区为研究案例,在水文、气象、水化学、水生态以及人类活动干扰多要素基础上,耦合生态系统服务空间分布,形成水生态分区指标体系框架,通过自组织特征映射（self-organizing feature map,SOFM）神经网络,并将案例区划分为核心湿地保护区、湿地生态缓冲区、入淀河流缓冲区和生态屏障区4类水生态功能区域,面积分别为9763.81、9538.59、5953.15和5417.53 hm2,分别占白洋淀淀区面积的31.83%、31.10%、19.41%、17.66%．分区结果体现了一定的层次结构与空间特征差异,可为未来科学识别不同区域压力源、淀区精准修复以及差别化水质管理提供科学的数据支撑．