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。     

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...     

基于生态系统服务多情景权衡的生态安全格局构建——以大连市瓦房店为例

以辽宁省瓦房店市为研究单元,在评估2000年与2014年的食物供给、NPP、产水量及土壤保持四种典型生态系统服务基础上,引入OWA模型,模拟出研究区2014年生态系统服务优先保护区作为生态源地;利用最小累积阻力模型识别生态廊道与缓冲区,构建研究区生态安全格局。研究表明:（1）2000-2014年,瓦房店市生态系统服务时空变化显著,除产水量外,其他生态系统服务均有所增强。（2）综合考虑生态系统服务保护效率（E_i>1）与权衡度（0.68）,选取情景5下的优先保护区作为瓦房店的生态源地。（3）瓦房店生态源地面积为564.92 km²;生态廊道总长度为642.62 km,一级廊道（220.76 km）纵贯南北,次级廊道（421.86 km）呈网状连通分布离散的生态源地。研究结果可为瓦房店市生态系统可持续管理和土地利用优化提供决策支持。     

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。     

基于生态系统服务多情景权衡的生态安全格局构建——以大连市瓦房店为例

以辽宁省瓦房店市为研究单元,在评估2000年与2014年的食物供给、NPP、产水量及土壤保持四种典型生态系统服务基础上,引入OWA模型,模拟出研究区2014年生态系统服务优先保护区作为生态源地;利用最小累积阻力模型识别生态廊道与缓冲区,构建研究区生态安全格局。研究表明:(1)2000-2014年,瓦房店市生态系统服务时空变化显著,除产水量外,其他生态系统服务均有所增强。(2)综合考虑生态系统服务保护效率(E_i1)与权衡度(0.68),选取情景5下的优先保护区作为瓦房店的生态源地。(3)瓦房店生态源地面积为564.92 km~2;生态廊道总长度为642.62 km,一级廊道(220.76 km)纵贯南北,次级廊道(421.86 km)呈网状连通分布离散的生态源地。研究结果可为瓦房店市生态系统可持续管理和土地利用优化提供决策支持。     

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。     

冀西北间山盆地区景观格局变化及优化研究——以河北省怀来县为例

景观格局的改变会对区域生态系统功能产生影响,对其格局进行优化调控是维持区域生态系统功能稳定性的重要手段。研究以怀来县为例,通过解译判读1993、2003和2013年3期遥感影像,分析了研究区景观格局特征,发现研究区景观破碎化程度呈上升趋势,结合各景观类型在地形位上的分布特征和生态系统服务功能,运用最小累积阻力模型构建了生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分,整体连通性指数（dIIC）和可能连通性指数（dPC）评价结果表明河流交汇处及水库周边等区域对景观连通性重要值最大,然后划分了景观生态维持区、景观生态恢复区、景观生态功能强化区和景观生态功能保护区,为该地区景观生态优化提供指导 借鉴。     

冀西北间山盆地区景观格局变化及优化研究——以河北省怀来县为例

景观格局的改变会对区域生态系统功能产生影响,对其格局进行优化调控是维持区域生态系统功能稳定性的重要手段。研究以怀来县为例,通过解译判读1993、2003和2013年3期遥感影像,分析了研究区景观格局特征,发现研究区景观破碎化程度呈上升趋势,结合各景观类型在地形位上的分布特征和生态系统服务功能,运用最小累积阻力模型构建了生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分,整体连通性指数(d IIC)和可能连通性指数(d PC)评价结果表明河流交汇处及水库周边等区域对景观连通性重要值最大,然后划分了景观生态维持区、景观生态恢复区、景观生态功能强化区和景观生态功能保护区,为该地区景观生态优化提供指导借鉴。     

基于生态系统服务的汾河源头区域生态安全格局优化

生态安全格局的优化是保障区域生态安全,维护生态系统稳定和提升生态系统服务的重要空间途径。以汾河源头区域为例,定量评估产水量、生境质量、土壤保持量三种生态系统服务,利用热点分析法识别重要的生态源地,考虑到河流在生态系统中复杂的作用机制,构建了两种模式的生态安全格局,并在此基础上提出了综合生态安全格局。研究结果表明：汾河源头区域共19个生态源地,占研究区面积的16.59%,三种模式分别构建了33条、42条、43条潜在生态廊道。网络结构评估结果表明：三种模式均可生成闭合的生态网络,优化后的生态廊道总长度为565.957 km,网络闭合度、节点连接率及网络连接度较高,成本比较小。此外,共识别了35个生态断裂点,明确了生态保护与修复建设的重点区域,以期为区域生态保护与修复规划提供空间指引。     

基于3S技术的城乡区域生态节点的识别与分析

以北京市朝阳区为例,通过识别和分析生态节点的重要性来对区域生态安全格局的构建、维护区域生态系统等提供借鉴。文章基于"3S"技术结合生态服务功能和景观生态学理论,将生态服务功能较强的生态斑块作为生态源地,利用累计耗费阻力模型计算生成累计耗费距离面,提取阻碍生态流的最小耗费路径和最大耗费路径的交叉点以及生态廊道最薄弱的点,将这些点作为研究区潜在的生态节点。利用景观连接度指数来分析研究区已建有的小于10 hm2的绿地和水域生态节点斑块对整个区域的重要性。通过分析去除节点斑块之前和之后数据可得NC、IIC和PC指数分别从之前的21、0.006 7和0.017 3降至之后的18、0.006 3和0.015 5,可知生态节点在区域生态斑块之间的连接、生态流的运行、生态廊道的贯通起着关键性的作用。生态节点的建设对区域生态安全格局构建、区域可持续发展等有着重要的影响。     

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。     

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。     

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.     

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。     

基于现代田园城市的成都市景观格局优化

区域景观格局优化对提升生态系统的功能及价值、限制城市格局无序蔓延具有重要意义。以成都市为研究区,应用RS与GIS技术,运用景观指数和生态服务功能评价方法深入分析研究区景观格局时空变化特征和区域生态功能空间差异,并在此基础上辨识生态源地的空间分布,以"田园城市"理念为指导,应用累积耗费距离模型,构建区域生态廊道和生态节点,探索现代田园城市景观格局优化的途径。结果表明:在城市化建设中,有大量的耕地被转化成了建设用地;区域生态功能强度空间差异性显著;生态源地主要分布在龙门山、邛崃山、长丘山和龙泉山一带;根据研究区实际情况构建了"四环六射"的道路生态廊道、河流廊道以及圈层农业廊道;形成了交汇点、湿地和森林公园为主的生态节点。该研究方法及结果对成都市建设世界现代田园城市及解决中国大都市发展中的"大城市病"问题具有重要的参考依据。     

国土空间生态修复关键区识别及修复分区——以西南喀斯特山区开远市为例

以开远市为例,从生态系统服务和生态脆弱性视角,构建生态安全格局并识别生态修复关键区域;以生态问题指数识别生态修复关键区内存在的生态问题,划定生态修复分区并提出相应的修复策略.研究表明:(1)开远市生态安全格局由两种源地和两类廊道构成.其中生态保护源地和生态修复源地的面积分别为190.53和16.82km2,潜在生态廊道和修复廊道总长分别为191.15和75.71km.(2)基于生态安全格局提取开远市生态修复关键区域,包括15个生态修复源地、12条修复廊道、31个生态夹点和11个障碍区.生态修复关键区域内石漠化主要集中于开远市西部和南部,西部石漠化程度较南部更高;土壤侵蚀以微度侵蚀为主;地质灾害多发于采矿区以及喀斯特地貌区;景观生态风险均较高;人为干扰集中在西北—东南一线.(3)根据生态问题指数(Ecological Problem Index)测算结果,将生态修复关键区域分为生态保育区、功能提升区、灾害防治区和重点整治区,并结合各区突出生态问题提出相应的优化策略.     

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.     

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。