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.     

基于生态服务的城乡景观生态安全格局的构建

以安徽淮北市为例,针对城市发展所造成的城乡生态环境品质降低等问题,期望通过景观生态安全格局的构建,维护区域生态系统健康与稳定。文章基于生态系统服务和景观生态安全格局理论,利用生态服务功能价值评价以及耗费距离模型等分析方法,通过模拟重要生态廊道,与现有廊道进行对比,发现问题并提出优化策略,优化城市景观结构与功能,改善城乡生态系统服务。研究结果表明,淮北城市森林在空间上的衔接性不高;研究区域内众多湿地没有足够的廊道相连,尚未形成良好的湿地生态网络;主城区交通廊道密度较高,但连接度不够,乡村地区交通廊道分布较少且稀疏。因而进行城乡景观生态安全格局的构建十分重要和必要。研究结果可为淮北生态城市建设提供一定的参考,为其他相关研究提供思路和方法上的借鉴。     

典型高原湖泊流域生态安全格局构建——以杞麓湖流域为例

以“源”和生态环境保护为目标，引用最小累积阻力模型（MCR）对杞麓湖流域生态安全格局进行定量研究.结果表明：杞麓湖流域平均生态安全指数为2.59，生态安全以较低安全为主，占流域总面积的36.33%，中度安全和不安全次之，分别占流域总面积的23.36%和22.53%，高度安全面积最少，仅占17.77%.较低安全区主要分布在西北部、东南部和西南部，应加强对这些地区的生态环境保护建设.此外，以天然林地、重要水库和湖泊缓冲区100m以内区域作为生态源，选取坡度、海拔、植被覆盖度、土地覆盖类型、距水体距离、距建设用地距离、距居民点距离、距道路距离等8个阻力因子，结合MCR模型与GIS的cost-distance分析模块，生成最小累积耗费距离表面，划分5个阻力等级；依据累积阻力值频率变化特点及生态服务功能，确定了生态缓冲区、生态过渡区、生态边缘区、农业耕作区和人类活动区共5个生态功能区.杞麓湖流域生态源总面积为126.87km²，占流域总面积的35.74%，生态源在面积、数量和空间分布上都存在较大的差异，呈四周连片集中，中部分散破碎的分布格局，生态廊道呈四周连续紧凑，中部分散破碎的空间格局.生态节点的空间阻力值存在较大差异，部分生态节点累积阻力比较大，位于流域景观累计阻力值最大区，对生态流的流通安全性具有较大影响.基于最小累积阻力面，结合GIS的Hydrology模块，构建了由生态源与19个生态节点、23条生态廊道共同组成的具有结构性的流域景观生态安全格局，并提出了相应的建议，对高原湖泊流域研究及生态环境保护具有一定的参考价值.     

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...     

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。     

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.     

武夷山主峰黄岗山片区生态安全格局构建研究

生态安全格局理论为区域尺度的景观综合体生态保护修复实践提供了理论依据和技术路径。以我国东南地区重要的生态屏障——武夷山主峰黄岗山片区为例,按照识别生态源地—构建阻力面—提取生态廊道的研究框架,采用定性与定量相结合的方法,评估提取区域内生态系统服务功能极重要区,将其与自然保护地叠加生成生态源地;采用地类和地形因子对研究区设置阻力面,运用最小累积阻力模型提取生态廊道,将生态功能重要区确定为生态缓冲区,构建黄岗山片区生态安全格局。结果显示：黄岗山片区生态源地面积为5 808.80 km²,占区域面积的34.16%,占比较大,主要分布在江西省南部、福建省北部山地的交界地带;提取生态廊道共21条,长度为455.1 km,呈组团式将中部与东北部、西南部源地斑块连通起来;生态缓冲区面积为1 574.13 km²,占比为9.2%,主要分布在研究区的北部山区。研究打破省域、市域、流域界限,将研究区视为一个完整的生命共同体,充分考虑生态结构的完整性、生态过程的连通性以及生态功能的重要性,构建区域尺度点线面状的生态安全格局,可为当地实施区域一体化保护和修复提供空间指引。

     

川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化

以生物多样性保护为出发点,聚焦生态环境脆弱、地灾频发的川西北地区,实现阿坝藏族羌族自治州（简称阿坝州）生态安全网络构建及优化。选取高程、坡度、土地覆被、植被覆盖度、地质灾害易发性、距水系距离、距建设用地距离为阻力面因子,加权叠加构建综合阻力面,基于电路理论、利用Linkage Mapper工具,构建阿坝州生态廊道,识别生态节点,进而优化阿坝州生态安全格局。结果表明：识别18处生态源地,面积为28553.83 km²,呈现南部和北部集中分布、东西部零星式分布格局;构建生态廊道39条,识别生态节点61个,其中夹点35个,障碍点26个,呈现中西部区域廊道长、东部廊道短的空间格局;规划核心生态源地8处、中枢生态源地4处、一般生态源地6处,一级生态廊道9条、二级生态廊道22条、三级生态廊道8条,一级生态节点17个、二级生态节点44个,实现生态源地和生态廊道科学分级;提出“两区、两带、三廊”的格局优化体系, 发展高质量旅游业、改善物种迁徙通道、连通河流廊道等措施可有效维护川西北黄河源区的生态安全格局。

     

构建城市生态安全格局 从源头防控区域大气污染

城市规模过大和布局不合理是导致大气环境问题的主要原因之一,破解当前以及今后的区域性大气污染问题,除了要调整产业结构和减少污染排放外,还必须控制城市自身建设规模,合理测算和确定城市群、城市带之间的生态安全距离,为空气污染净化预留空间,从而达到从源头控制空气污染的目的。     

生态安全格局约束下长株潭都市圈建设用地演变模拟与管控

为探索生态安全格局下区域可持续发展模式,选取长株潭都市圈为研究对象,通过遥感数据识别2000—2020年建设用地变化情况,采用综合生态重要性评估模型和MCR（minimal cumulative resistance）模型构建都市圈生态安全格局,基于FLUS模型（future land use change scenario simulation model）设置自然发展(ND)、核心生态块保护(CEP)、生态安全格局约束(ESPR) 3种建设用地模拟情景,在模拟结果的基础上划定长株潭都市圈城镇开发边界。结果表明：2000—2020年长株潭都市圈建设用地扩张迅速,且由急速无序扩张转为缓速集中扩张;利用综合生态重要性评价得到极重要性生态用地共计2 649.54 km²,筛选得到生态源地共计1 204.38 km²,占研究区总面积的13.97%,并构建出长株潭都市圈综合生态安全格局;在ND、CEP、ESPR 3种情景模式下,2030年长株潭都市圈建设用地规模分别达到1 345.88、1 345.79和1 284.94 km²。基于ESPR情景划定城镇开发边界范围,可有效实现土地经济和生态效益的最大化,并为该地区的生态保护和土地利用规划提供参考。

     

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。     

基于生态系统服务重要性和生态敏感性的武汉市生态安全格局评价

生态型现代化城市是国家生态文明建设的重要支撑,构建生态安全格局是实现城市生态优先、绿色发展的重要基础。以武汉市为例,利用生态系统服务重要性和生态敏感性识别生态源地,通过最小累积阻力模型提取生态廊道,判别生态节点,构建武汉市生态安全格局。结果表明：武汉市共有98个生态源地,面积为2 214.7 km²,占全市总面积的25.82%,生态源地类型主要为水体,符合武汉市江河纵横、湖泊星布的水资源生态特点;提取重要生态廊道80条,长度为928 km,廊道相互交错,形成“五横四纵”的稳定生态网络结构;判别了6个生态节点（生态廊道的关键区位,保障生态空间整体连通性）,最终组合构建了武汉市综合生态安全格局网络体系。以“源地—生态廊道—生态节点”模式的生态格局构建,能够识别重要生态功能区,明确区域生态安全风险,可为武汉市的城市生态安全保护和区域可持续发展提供科学依据。

     

城市生态安全研究进展

当前城市化发展使得人口大量涌入城市,各种城市生态安全问题显现。城市生态安全是城市居民生产、生活的重要保障,对推动绿色发展、促进人与自然和谐共生具有重要意义。梳理了城市生态安全的相关概念,从城市生态安全评价、影响因素分析、城市生态安全预测与预警以及基于生态安全的城市格局构建与空间规划4个方面介绍了目前城市生态安全研究的主要成果与不足。在此基础上,指出了未来需要重点开展的研究,包括：1）探索建立城市生态安全评价标准体系,以实现城市生态安全的规范化评价,并服务于管理实践;2）加强从更大尺度上开展城市生态安全研究,如从城市群或城乡统筹的角度进行研究;3）加强以人为本的城市生态服务安全研究,重视生态系统服务在生态安全领域的应用。     

廊道与源地协调的国土空间生态安全格局构建

构建生态联系紧密且生态干扰更小的生态安全格局,是平衡国土空间规划中生态保护与经济社会发展的重要手段。在国土空间中,为形成廊道与源地的协调与保护兼顾的生态安全格局,以环洞庭湖区域33个县（区）为例,针对核心生态源地与自然廊道、经济社会源地与人工廊道分别形成的生态格局、城镇格局,揭示两者之间生态关键点及生态干扰点的分布特征,并差异化应对。结果表明：（1）为促进生态要素的空间联系,1537条生态廊道应纳入生态安全格局中,908处生态关键点需要保护,而0.48%的经济社会源地面积应退让给自然廊道。（2）受干扰的核心生态源地面积占比和自然廊道长度占比分别为1.36%、12.95%,8800处生态干扰点可采取缓冲、预警等主要应对策略,以协同发展自然—人工系统。（3）为满足生态保护用地应持续增加的需求,非核心生态源地内,面积分别为203.22 km²、125.67 km²、35.59 km²的一、二、三级自然廊道可分批作为生态安全格局未来发展的储备用地。研究结果可为协调国土空间规划体系中生态用地与城镇建设用地提供参考。     

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.