基于源-汇理论和最小累积阻力模型的城市生态安全格局构建——以安徽省宁国市为例

根据景观生态学相关理论,选取高程、坡度、土地利用类型、植被覆盖度、土壤侵蚀、距风景名胜区距离、距水体距离、距道路距离、距居民点距离、距工业用地距离、距矿点距离等11个生态安全评价因子,应用GIS空间分析技术对安徽省宁国市生态安全等级进行划分,并采用基于源汇理论的最小累积阻力(MCR)模型构建宁国市生态廊道和生态节点,优化生态网络布局.模拟结果表明,宁国市总体生态安全水平较高,高度安全的区域面积为1174.38 km2,占区域总面积的48.41%;低度安全的区域面积为232.07 km2,占区域总面积的9.57%;在生态安全评价的基础上,提取了宁国市88条潜在生态廊道,总长度约1426.99 km,生态节点57个.与现有生态廊道相比较,宁国市需进一步补充11条主要生态廊道,总长度约241.37 km,这对城市生态安全保护具有重要的意义.     

基于MCR模型的大别山核心区生态安全格局异质性及优化

以大别山核心区精准扶贫对象岳西县为研究单元,选择10个生态阻力因子建立生态安全评价指标体系,利用ArcGIS构建生态阻力面,应用空间数据探索分析方法（Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA）、最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance,MCR）和重力模型对生态安全进行诊断和潜在生态廊道识别提取。研究表明：（1）岳西县生态安全较高及高等级区域占县域总面积37.79%,而较低及低等级区域占51.89%,整体呈现北低南高的空间特征,生态安全水平总体偏低。（2）ESDA分析显示,生态安全空间分布全局Moran's I指数为0.6374,LISA图显示岳西县生态安全等级主要以高高（HH）、低低（LL）两种聚集类型为主,在空间上呈明显的片状集聚分布特征。在此基础上,选择生境良好的自然保护区及大型风景区斑块为生态源,生成累积耗费阻力面,基于MCR最小累积阻力模型构建生态源之间的最小累积耗费路径,提取潜在生态廊道90条,生态节点103个,利用重力模型识别出21条重要潜在生态廊道,其中,一级和二级潜在生态廊道分别为13条和8条。（3）结合岳西县旅游产业空间发展规划,提出了“一环三带”生态网络框架空间布局模式及优化对策,该模式可作为岳西县生态经济产业发展格局的有效补充。     

基于MCR模型的漓江流域生态安全格局构建

以典型喀斯特地貌的漓江流域为研究单元,基于景观生态风险度和景观连通性指数提取生态源地,在最小累计阻力模型和重力模型的帮助下识别潜在生态廊道和潜在生态节点并进行赋级,最终结合流域山水林田湖草沙一体化治理工程构建区域生态安全格局.结果表明:①流域景观生态风险呈“中部南部高、东部北部低”的空间特征,较高、高风险区占流域面积43.34%.②流域内存在5个生态源地,主要为林地和自然保护区,总面积达1689.05km²,占流域总面积28.99%.③识别潜在生态廊道6条和潜在生态节点38个,集中分布在灵田镇附近.④参考生态阻力面和未来规划,构建漓江流域为“生态保育、修复、管控一体,廊道带建设并行”的生态网络格局;此外为保证廊道带的顺利建设,在区县尺度上对灵川、兴安两地给予更多的生态补偿资金及技术支持.研究可为漓江流域生态系统功能提升及国土空间保护修复提供科学指导.     

榆中县生态安全格局识别与优化

生态安全格局识别和构建对于保障区域生态过程和生态可持续发展具有重要意义。文章基于榆中县生态本底特征结合生境质量识别生态源地,利用生态风险系数修正不同地类赋值得到的生态阻力面,采用最小阻力模型识别并提取生态廊道和生态缓冲区,叠加整合各组分要素,识别榆中县生态安全格局现状,最后基于生态安全格局现状提出榆中县生态安全格局优化方案。结果表明:(1)榆中县生态源地总面积为492 km2,占全域总面积的14.93%,主要包括林地、草地、耕地和水域4种地类;(2)榆中县总共有18个生态节点,连接着185条生态廊道,总长度为683.01 km,其中包括关键廊道和潜在廊道;(3)依托县域本底生态特征,构建"一廊一带三区"的生态安全空间结构,为榆中县生态保护和修复、空间结构优化提供依据。     

基于InVEST和MCR模型的南方山地丘陵区生态保护红线优化

优化生态保护红线,是顺应新时代多规融合趋势、推进国土空间高效管理与生态文明建设的重要举措。以南方山地丘陵区典型县奉新县为例,基于InVEST模型进行生境质量评价以识别生态源地及其缓冲区,采用水土流失敏感性修正基本阻力面,运用MCR模型构建奉新县生态安全格局,定量衡量与定性分析相结合对生态安全格局进行有效性评价,继而提出奉新县生态保护红线优化方案。结果表明：（1）生态源地及生态源地缓冲区面积分别为144.42 km²、354.01 km²,分别占研究区总面积的8.76%与21.47%,并识别出19个生态节点;（2）识别出关键生态廊道76 km,一般生态廊道315 km,与生态节点、生态源地、生态源地缓冲区共同构成研究区生态安全格局,面积共498.43 km²,占奉新县总面积的30.23%,集中分布于研究区西部山地丘陵区;（3）经有效性评价证实生态安全格局较生态保护红线更具生态优化意义;（4）划定生态保护红线补划区与生态保护红线储备区,共为生态保护红线调整优化预留了199.34 km²的高质量后备资源,形成研究区生态保护红线优化方案。研究成果可为南方山地丘陵区生态保护红线的评估优化提供科学参考。     

基于生态系统服务评价与最小阻力模型的生态安全格局构建——以临沧市为例

以临沧市为研究区,基于生态系统服务评价结果确定的生态源地,以最小累积阻力模型构建临沧市生态安全格局体系。首先通过生态系统服务重要性和生态敏感性评价,将临沧市极重要和极敏感区域作为MCR生态安全格局构建的源地,综合考虑距离居民点、道路、水系的距离,土地利用,植被覆盖,地形因素等因子来构建生态源地扩张的阻力面,通过层次分析法AHP方法确定各阻力面权重,计算临沧市生态源地扩张综合阻力面。基于自然断裂法对生态源地空间阻力运动的综合最小累积(费用)阻力面进行空间聚类,划分出临沧市3种安全水平下的生态用地。低安全水平的生态用地面积为2014. 25km2,占区域总面积的8. 57%。中安全水平的生态用地面积为7610. 41km2,占区域总面积的32. 22%。高安全水平的生态用地面积为13985. 49km2,占区域总面积的59. 21%。通过临沧市生态系统服务评估、生态源地识别、MCR综合阻力面构建、生态廊道及生态源地识别,最终构建出临沧市的三屏一带的生态安全格局。三屏为南滚河自然保护区天然屏障,主要位于沧源县和耿马县境内,主要为临沧市生物多样性保护提供屏障,位于中部永德大雪山生态屏障区和位于西部的镇康边境生态保护屏障区。一带为澜沧江水源涵养保护带,从北至南沿澜沧江分布,主要为澜沧江水域涵养区。     

基于生态系统服务与生态环境敏感性评价的生态安全格局构建研究

生态安全是国家安全的重要组成部分,构建生态安全格局对保障区域生态安全和实现可持续发展具有重要意义. 生态系统服务与生态环境敏感性评价能够揭示区域生态系统质量和生态产品供给能力,为生态安全格局构建提供科学基础. 本文以宁夏回族自治区为研究对象,基于生态系统服务与生态环境敏感性评价识别重要生态源地,并采用最小累积阻力(minimal cumulative resistance, MCR)模型识别重要生态廊道与关键生态节点,进而构建了宁夏的生态安全格局. 结果表明:①宁夏生态系统服务极重要性区域面积为14 280.05 km2,主要分布于西北部贺兰山、东部哈巴河、中部罗山及南部六盘山地区. 生态系统极敏感区域面积为7 340.58 km2,主要分布于宁夏南部水土流失治理区和沙坡头区沙漠化防治区. ②将评价结果与自然保护地空间分布相结合,综合确定全区生态源地面积为16 300 km2,主要包括西北、东部、南部山地以及黄河沿线区域. 生态安全缓冲区按照高、中、低水平分别占研究区总面积的67.93%、22.92%和9.15%. ③识别生态廊道为64条,生态节点12个,均呈现中部密集、南北稀疏的空间分布特征,与生态源地分布及其破碎程度相符. ④以研究区现有生态安全格局为基础,提出“一廊三屏四区多节点”生态安全格局优化策略. 研究显示,基于生态系统服务与生态环境敏感性评价的生态源地选择方法是在现有研究范式下对生态格局构建研究的补充,同时研究结果将为宁夏生态安全格局优化以及国土空间修复提供重要参考.      

基于重要生态节点独流减河流域生态廊道构建

河道、湿地、湖库和河口等生态节点是区域生物多样性保护的重要景观要素,而生态廊道是连接这些重要生态节点的"桥梁"和"纽带".针对中尺度流域景观破碎化问题,以天津市独流减河流域为例,在景观生态学理论指导下,借助GIS与RS技术,基于"河道-湿地-湖库-河口"等重要生态节点,重点考虑景观类型和人类活动干扰的影响,利用最小累积阻力模型构建生态廊道,识别生态节点与生态断裂点,并对其空间结构进行定量化分析,进而规划设计了研究区的生态框架.结果表明:①45条生态廊道的网络连接度评价指标——α指数（网络环度）、β指数（节点连接率）和γ指数（连接度）分别为0.32、1.56、0.56,说明廊道网络具有较高的连通性和复杂度,有利于生态流的顺畅流动.②共识别26个生态节点和35个生态断裂点,明确了研究区需重点保护建设和修复改善的关键点（区）的地理位置.③廊道最佳宽度为30~60 m,空间配置以草地、林地和水域等重要景观类型为主,约占70.63%~78.97%,能够为物种提供高质量的栖息地和迁移通道.④廊道网络中河流廊道为主要廊道类型,其长度约占廊道总长度的51.19%,具有丰富的水资源和植被种类,所构建的"一轴两心九带"的生态框架具有重要的生态服务功能.研究显示,基于重要生态节点构建生态廊道和生态框架能够提高独流减河流域的景观连接度,对该流域的生态安全格局规划和生态工程建设具有重要参考价值.      

基于MSPA和MCR模型的图木舒克市生态安全格局构建

文章以新疆图木舒克市为研究区,对1998-2018年土地利用结构进行分析,通过形态学空间分析(MSPA)和景观指数法,识别生态源地,结合土地利用类型、海拔、坡度、增强型植被指数构建综合阻力面,采用最小累积阻力模型(MCR)识别生态廊道构建生态网络,进而构建其生态安全格局。结果表明:在1998-2018年这时间段中,图木舒克市土地利用类型变化特点表现为"两增两减两稳定"。MSPA景观类型在西南部最为集中,核心区面积有减少趋势,从景观连通性计算结果得出,研究区内14块核心区可以作为生态源点,同时在各个源点之间存在16条重要廊道以及64条一般廊道;廊道分布多且景观结构较好,区内廊道少、重要性低且景观结构有待改善;由生态源地、生态阻力面、生态廊道和生态源点共同组成研究区生态安全格局。研究结果将为图木舒克市环境保护与建设工作提供科学依据。     

陆海统筹视角下茂名市海岸带生态安全格局规划研究

作为国土空间规划的三大战略格局之一,生态安全格局是海岸带地区生态安全的重要保障。本研究遵循“陆海统筹、生态优先”的理念,基于“本底分析−要素识别−格局构建”的总体思路,采用陆海生态敏感性评价、最小累积阻力模型、“源地−廊道−节点”模型等分析方法,规划构建了茂名市海岸带的生态安全格局。结果表明：（1）研究区的海岸侵蚀和特...     

基于GIS的滇池流域景观格局优化

景观格局优化是景观生态学中的难点和热点问题。选择滇池流域为研究区域,在RS和GIS的支持下对2008年Landsat TM影像进行解译判读,获得景观类型图,运用最小耗费距离模型对区域景观格局进行优化。结合景观各组分生态系统服务功能价值和空间作用,构建了生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分,以加强生态网络的空间连通性,提高景观格局稳定性,完善生态功能。源地具有较高的生态系统服务功能,需要维持和增大源斑块面积。所构建城市区域廊道、森林生态廊道、农业生产廊道应采取保持廊道规模,建立缓冲区,加强植被绿化,减少污染物的排放等措施以提高整个廊道的连通性。节点位于景观生态流和连通的重要位置上,需要加强控制。该研究对流域生态规划和土地利用优化布局有一定的参考价值。     

杞麓湖流域点源污染分析及控制策略

收集1994—2013年杞麓湖流域内各乡镇和街道统计年鉴、宾馆餐饮统计表、环境统计报告、污水处理厂处理情况统计表等资料,辅以现场调查,结果显示:1994—2013年杞麓湖流域点源污染物产生量和排放量总体均呈增长趋势;近5a杞麓湖流域点源污染以城镇生活污染为主,其次是城市地表径流污染,工业污染占比最小。针对流域点源污染的特点及存在的问题,提出了相应的控制策略。     

中心城区的生态安全格局构建研究

本文利用景观生态学的理论,采用最小累计阻力模型,评价深圳市福田区的景观生态安全格局.结果表明,福田区当前存在景观格局破碎、生态安全网络不完善、生态廊道孤立和生态流连接性差等问题.对此,本文提出优化生态节点、生态廊道和生态网络等措施,提出"一心、一轴、一环、三带、六区"的福田区生态安全格局规划,以满足城市发展的需要及保护城市生态系统的生态过程和基本服务功能.     

成渝地区双城经济圈生态安全格局构建

以成渝双城经济圈为研究对象,基于土地利用数据及生态重要性评价,综合选取生态源地;利用GIS空间分析、最小累积阻力以及夜间灯光优化等方法,构建区域生态综合阻力面;再利用重力模型识别重要生态廊道及生态夹点,最终构建成渝双城经济圈生态安全空间格局.结果表明：成渝双城经济圈生态源地面积占比24.8%,呈半包围圈分布于研究区西南东三面;识别生态廊道193条,总长6441.81km,呈现东密西疏的状态,其中重要廊道占比46.56%,集中在研究区东北方位的达州及巫山巫溪等地;“点-线-面”生态网格构建成渝双城经济区“双核-两轴-半包围”结构的生态安全格局.     

流域社会经济对杞麓湖生态安全的影响评估

基于层次分析法和模糊模式识别建立了综合评价模型,对杞麓湖流域2009—2013年的社会经济影响进行了评估,结果表明:2009—2013年流域社会经济活动对杞麓湖生态安全的影响均处于第五级(严重状态),且对第五级的隶属度总体呈增大趋势。说明杞麓湖流域社会经济压力已经很大并呈加剧趋势,生态系统已经受到严重破坏。     

基于生态安全格局的国土空间保护修复优化——以内蒙古呼包鄂地区为例

构建生态安全格局可为国土空间保护修复提供对策,以补充现有研究对国土空间优化实践指导的不足。以内蒙古呼包鄂地区为案例,识别城镇、生态源地,构建源地扩展阻力评价体系,通过最小累积阻力模型划分安全格局小区;基于电路理论识别国土空间保护修复重点区域（生态廊道、生态“夹点”、生态障碍点）,优化生态安全格局,提出国土空间保护修复建议,得到的主要结论有：研究区城镇源地适宜扩展区远小于生态源地,国土空间保护修复有较大潜力;安全格局小区中生态保育区生态空间面积最大,其次是优化缓冲区生态空间,生态防护区生活空间最小;识别135条生态廊道,12个生态“夹点”,6个生态障碍点,164个生态战略点,架构生态安全网络,形成“多核四区三带一屏一流域”的国土空间保护修复格局,以达到提升生态景观完整度与连通性、维护区域生态安全的目标。     

粤港澳大湾区生态网络构建及廊道优化

以粤港澳大湾区为研究对象,利用MSPA-InVEST模型和连通性评价识别生态源地,进而在构建生态阻力面基础上,运用MCR和重力模型提取潜在生态廊道,并利用产业集聚特征构建规划廊道,提出兼具生态保护和经济发展的生态网络构建方案.结果表明:生态源地共35处,总面积约17165.85km²;基础生态廊道42条,长度2085.34km;源地及廊道存在明显空间分布差异,呈现出"中心空洞型"分布特征;通过增加12个生态-产业战略节点和28条规划廊道,生态网络闭合度、连接度和连通率可提升150%、26.83%和28.57%,生态网络结构向"蜂巢状"转变;结合河流及海岸等天然廊道构建的综合生态网络连接了大湾区288个生态保护区,构成了山体、水体、湿地综合生态保护格局.总体来看,兼顾生态保护和经济发展视角构建的生态网络体系具有一定的适应性,可为粤港澳大湾区生态格局的建设和优化提供参考.     

杞麓湖生态安全综合评估

在对杞麓湖近20年来的水生态、流域社会经济、服务功能、生态灾变等进行调查研究的基础上,以20世纪70年代末80年代初杞麓湖的生态安全状况为背景,运用评估模型对杞麓湖1994—2013年湖泊生态安全状况进行了综合评估。结果表明:杞麓湖2013年生态安全状态已处于第5级、"很不安全"的黑色预警状态;生态安全程度近20多年处于较差状况,安全分级多为"一般"和"不安全"。     

基于生态安全格局的山地丘陵区自然资源空间精准识别与管制方法

自然资源空间管制是平衡生态保护和经济发展关系的基本工具,严守生态安全格局的底线思维对于重建系统完备、生态盈余的自然资源空间管制新格局具有重要指导意义。以胶东半岛典型山地丘陵区——栖霞市为例,应用数据密集型知识挖掘,集成地理信息方法与模型,基于栅格从生态服务功能重要性和生态环境敏感性两方面精准识别生态源地,利用地形位指数修正基本阻力面,并运用最小累积阻力模型提取生态廊道,从而构建生态安全格局,实现自然资源分区管制。结果表明：栖霞市生态源地面积为627.80 km²,占全市总面积的31.14%,集中分布在中东、中南和西北部,且超过一半源地为林地;关键、优化生态廊道各237.19 km、83.90 km,大多由林地组成,主要分布在中东、西北和西南部,形成完整的生态网络;划定禁止建设区、限制建设区、条件建设区和优先建设区,为自然资源空间精准管制提供方法保障。     

基于生态系统服务供需的厦漳泉地区生态网络空间优化

耦合生态系统服务供需和景观生态安全格局,解构城市群地区生态空间结构,是优化农业—城镇—生态网络空间布局的基础。基于生态系统服务供需理论,以福建东南沿海厦漳泉城市群为例,综合生态系统服务最重要区域和生态红线边界确定供给源地,结合自然、经济多要素构建消费格局,应用最小累积阻力模型建立景观生态安全格局,识别需求分区、生态流网络、关键节点等组分,采用分层叠加分析重构厦漳泉地区生态网络空间。结果显示：（1）供给源地占研究区总面积的41.64%,生态缓冲区、生态敏感区和生产生活区分别占22.67%、31.58%和4.11%;（2）供给源地集中于中西部丘陵山区,耗费低值区与供给源地分布一致,而高值区呈“井”字形分布特征,集中于沿海一带;（3）生态流通道网状化程度较高,中西部主要由森林构成,东部沿海区域主要由城镇水系和绿地系统、周边农田构成,驱动因素类型和强度均呈现显著的空间异质性;（4）提出构建厦漳泉地区“九区四组团一带九廊道多中心”的生态网络空间优化布局,协调区域间生产生活生态功能组合,促进经济—生态空间协同发展。