基于最小累积阻力模型的三峡库区重庆段生态安全格局构建

三峡库区是长江上游生态环境集敏感、脆弱、复杂为一体的地区,其生态安全格局的构建对维护区域生态安全、实现区域可持续发展具有重要作用.以三峡库区重庆段为研究区,采用2018年土地利用现状数据和遥感数据,构建生态服务重要性与生态敏感性评价体系,综合确定生态源地;以坡度、起伏度、土地利用类型确定阻力值,采用最小累积阻力模型构建生态廊道,最终形成三峡库区重庆段生态安全格局.研究结果表明:三峡库区重庆段生态源地面积13660.80 km2,占研究区总面积的29.61％,主要分布于巫溪、奉节、石柱、开州等区县;生态廊道连接生态源地,共81条,总长度为3069.29 km,廊道呈树状辐射分布,呈现"东北-西南"树状分布的空间格局;生态源地与生态廊道共同形成三峡库区东北生态城镇圈、三峡库区西南都市生态圈以及连接两圈的三峡库区中部走廊的"一廊两圈"生态安全格局.研究结果对保障三峡库区生态安全具有重要意义,可为三峡库区生态环境环境保护提供科学依据.     

基于最小累积阻力模型的江南水乡河网分区保护研究

河网水系是江南水乡重要的自然与历史文化遗产。但近年来,随着城市化进程的快速发展,人类活动对河网的干扰日趋严重,村镇小水体出现大面积填埋,部分地区河网结构趋于简单,非主干河道不断减少。以上海市青浦区为研究区域,采用最小累积阻力模型对河网水系分区保护问题进行探讨,以期为江南水乡风貌保护提供参考。结果显示：（1）河网水系在江南水乡具有明显的廊道效应;（2）青浦区可划分为河网特殊保育区、河网重点保护区、河网风貌保留区、河网生态建设区和河网景观恢复区5个区域,并由此提出具有针对性的水系分区保护方案;（3）最小累积阻力模型在江南水乡河网水系保护方面具有较好的适用性     

基于最小累积阻力模型的农村居民点用地生态适宜性评价——以都江堰市为例

农村居民点用地是乡村聚落景观的重要组成部分,其新建或重建过程从空间上来看是其与内部和周围环境之间相互竞争控制与覆盖的过程。在我国城市化加速推进的背景下,农村居民点用地却不降反升,其空间布局与扩张对自然生态环境的影响及反馈还考虑不足。借鉴景观生态格局的相关理论与方法,运用最小累积阻力模型,以都江堰市为例进行农村居民点用地的生态适宜性评价与分析。结果表明：（1）近十年来,研究区各土地生态适宜性分区空间分布相对集中,生态较适宜与高度适宜区域有一定程度的收缩,而较不适宜与不适宜区域则扩张明显,“一减一增”的鲜明对比表明人类活动对当地景观生态格局的干扰在明显增强;（2）不同时间段农村居民点用地的生态适宜性变化存在明显差异,在生态不适宜区,农村居民点的数量与面积始终保持了较高的增长势头,而中等适宜及以上等级区域的农村居民点数量与面积则经历了先增加后减少的变化趋势;（3）农村居民点用地的生态适宜性处于不断变化之中,2005~2010年和2010~2015年,分别有559.39和781.11 hm2的农村居民点生态适宜性等级发生了变化。研究结果对于加强当地重要生态景观单元的保护,协调人与土地、人与自然之间的矛盾,提高农村土地资源的利用效率和制定村庄建设发展规划等具有一定的实践指导意义。     

基于GIS的高原湖泊流域生态安全格局构建及优化研究——以星云湖流域为例

以星云湖流域自然人文环境特征、主要生态环境问题为出发点,结合景观生态学原理方法、熵值法和GIS空间分析技术,实现星云湖流域生态安全的空间分异格局及优化。选取海拔高程、坡度、土壤侵蚀强度、地质灾害易发性、土地覆被(利用方式和植被覆盖度)、人口密度、距自然保护区距离、距离建设用地和距水源距离等因素为阻力因子叠加生成综合阻力要素,根据GIS空间成本距离分析原理,引用最小累积阻力模型识别构建流域生态廊道和生态节点,进一步规划优化流域生态功能网络的结构和功能。研究表明:(1)从各安全等级面积比例和平均生态安全指数角度,星云湖流域中度安全占流域总面积的45.81%,高度安全为25.24%,较低安全为21.05%,不安全占7.9%,平均生态安全指数为2.95,流域生态安全总体处于中度安全,生态系统健康一般,但部分地区生态安全性较低,主要分布在南部、东部和北部地区,应重视这些区域的生态保护和建设;同时,坡度、水土流失因子和水资源(自然环境要素)、土地利用格局和距离建设用地(人类活动干扰要素)等因素是流域生态安全格局形成的主要因子;(2)识别规划了中枢生态源、核心型生态源斑块、一般生态源、多种级别的生态廊道和生态节点或战略点等构成的具有结构性和层次性的流域生态安全网络格局,对不同层次和结构的生态源、生态廊道和生态节点或战略点进行针对性建设保护,将有效提升流域生态系统的功能价值性和系统的完整性,进而加强流域生态稳定安全。     

基于生态压力视角的长三角地区生态安全格局构建与优化

人类经济活动对生态环境造成的压力,是威胁区域生态安全的重要因素,基于生态压力视角构建生态安全格局对维持区域生态安全具有重要意义。以长三角为研究区,在形态学空间格局分析(MSPA)基础上采用景观连通性指数识别生态源地,基于能值生态足迹模型并结合夜间灯光数据识别生态压力热点区,通过最小累积阻力模型(MCR)提取生态源间廊道和生态压力需求廊道,从而构建生态安全格局。结果表明:(1)研究区生态源地总面积为25 581.47 km²,占研究区总面积的24.20%,主要分布在太湖流域和浙西浙东等地;生态压力热点区集中在上海、苏州等城市化水平较高的地区;生态源地与生态压力热点区在空间上并无重叠,生态供需存在一定程度的空间失耦。(2)生态廊道网络由生态源间廊道和生态压力需求廊道组成,生态源间廊道总长度为2 459.13 km,呈现"两纵一横"的空间格局,适宜修建宽度为1 200 m;生态压力需求廊道总长度为1 186.71 km,呈现以生态源地为核心的空间组团特征,一般、较高、高压力需求廊道的适宜修建宽度分别为750、550和100～200 m。(3)划分了生态保育区、生态控制区...     

上海城市景观生态格局演变与生态网络结构优化分析

为了优化上海城市生态网络结构,综合应用景观格局、景观格局指数以及景观生态网络分析方法,提出上海城市生态品质提升途径。首先,应用面向对象的遥感图像分类方法获得了2008年和2015年上海市建设用地、农业用地、水域和绿地等景观类型分布,应用Fragstats软件获得景观格局指数,比较了城市景观格局和景观格局指数的演变;其次应用最小成本路径方法构建城市生态网络,与城市道路交通网络叠置,确定了生态网络结构的间断点;最后与《上海市基本生态网络规划》比较,提出了城市生态网络发展建议。本研究获得如下结论:(1)2008～2015年,上海市建设用地、农业用地、绿地和水域的面积比例由38∶51∶5∶6演变为46∶39∶7∶8。(2)上海市景观格局日趋破碎化、复杂化,连通性下降;建设用地的优势景观类型地位强化,郊区建设用地呈现破碎化入侵,农业用地面积减少且破碎化;绿地系统面积增大,但连通性不足,结构待优化。(3)经最小阻力分析获得上海市105条潜在生态廊道线路,在浦东新区、奉贤区、金山区、松江区和青浦区具有较好的环状度;经叠置分析识别出上海市骨干生态廊道的62个间断点,主要分布在青浦区、松江区、浦东新区以及奉贤区。(4)经比较分析发现,城市生态网络规划的生态网络骨架基本保持,但局部的生态网络结构存在问题,上海西北部和北部的生态廊道空间萎缩,东南部生态空间出现碎片化。     

基于MSPA与MCR模型的三峡库区林地生态网络构建与评价研究

三峡库区是长江经济带上重要的生态屏障区,同时也是生态脆弱区。提取三峡库区重要生态源地、构建综合生态阻力面、识别重要生态廊道和生态节点,从而构建生态安全网络,对筑牢长江上游重要生态屏障具有十分重要的研究价值和意义。以三峡库区为研究区,利用形态学空间格局分析方法(MSPA)识别出林地生态源地斑块,通过景观连通性指数评价斑块重要性;结合土地利用类型、DEM、坡度、距河流距离、距道路距离和NDVI等阻力因子构建综合生态阻力面,运用最小累计阻力模型(MCR)构建生态廊道,提取生态廊道上重要生态节点,形成三峡库区林地生态安全网络;最后对三峡库区生态安全网络结构进行评价研究。研究结果表明：(1)三峡库区林地生态源地共38块,占林地面积的59.55%,占区域总面积的27.95%,主要分布在三峡库区湖北段的大巴山-巫山-武陵山区以及重庆段的缙云山-中梁山-铜锣山-明月山-云雾山区。(2)阻力高值区主要分布在城镇建设用地区,最高值位于重庆市主城区;阻力低值区主要分布在林地和水域,最低值位于湖北段巫山山脉。(3)生态廊道共79条,其中,3条重要廊道,76条一般廊道,廊道总长度为1 326.37 km。(4)...     

基于景观格局演变的城市湿地景观生态规划途径

 综述城市湿地景观格局演变研究和城市湿地景观生态规划研究进展,认为城市湿地对城市可持续发展有重要意义,必须对其进行具有前瞻性的景观生态规划。分析景观过程和景观格局相互关系,结合目前城市湿地景观生态规划多流于现状的局限,提出基于景观格局演变的城市湿地景观生态规划途径,将城市湿地景观格局演变研究和城市湿地景观生态规划研究结合起来,使城市湿地景观生态规划包含时、空二维信息。该途径提出的目的是使城市湿地景观生态规划更具前瞻性,对城市可持续发展起到更大作用,并对构建城市湿地景观生态规划研究理论框架有积极意义。     

基于沿江开发建设的生态安全格局研究——以九江市为例

随着长江沿江开发的不断深入，区域生态安全与开发建设的矛盾也越来越突出。以九江市沿江开发建设活动与区域生态系统空间结构、生态服务功能相互作用为理念，通过遥感、GIS技术手段，划分小流域单元。并将这些单元作为空间分析与评价的基础，选择工业集中区、城镇居民地、路网布局作为自然生态环境的影响因子或施压因子，以河流级别、湖泊数量和面积、地貌类型、坡度、植被覆盖程度、重要生态功能区类别等作为承压因子，综合叠加形成生态环境压力区划。并以此为基础，构建由5个生态源区和9条生态隔离、缓冲、生物多样性保护廊道组成的生态空间安全体系，用以减缓生态环境压力、消纳水气及土壤污染、稳定区域生态、推进沿江开发建设，实现生态保护空间与区域经济社会发展空间的有序融合，并对重要生态功能保护区提出管制的要求与措施。     

我国耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全评价及障碍因子诊断是改善耕地生态系统状况、促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和障碍度模型,对我国耕地生态安全进行了评价。研究表明：（1）1996~2010年我国耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0484 4增加到0626 9,安全等级经历了“临界安全-较安全”的演变历程;（2）压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;（3）长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素,1996~2010年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均533%和052%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均802%的速度下降;（4）影响耕地生态安全的主要障碍因子包括单位耕地面积农药负荷、单位耕地面积化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等。为了促进耕地生态安全水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度     

基于压力-状态-响应模型的长株潭城市群生态承载力安全预警研究

在构建城市群生态承载力安全预警评价指标体系基础之上,通过数据的收集,利用灰色加权关联理论,计算了2006～2015年长株潭城市群生态承载力安全指数,并对各年份生态承载力安全警度进行了判定.计算结果显示:从总体来看,2006～2015年长株潭城市群生态承载力安全指数呈现出上升的趋势,安全警度由“高警”下降为“轻警”;从压力、状态、响应3个子系统来看,安全指数同样呈现出上升的趋势,安全警度则由“高警”或“中警”下降为“轻警”.分析表明:近些年长株潭城市群“两型社会”试验区相关资源与环境政策的实施效果是明显的.但我们也发现,试验区统计年份安全指数数值都在0.700 0之下,与“无警”(0.850 0)状态距之甚远,长株潭“两型社会”建设依然任重而道远.     

基于生态足迹的香格里拉县生态安全趋势预测

香格里拉县是世界自然遗产三江并流地区的核心部分,其生态安全备受世人关注。基于生态足迹模型分析了香格里拉县2002~2008年的生态足迹及生态承载力的变化过程。结果表明:该县人均生态足迹从0.549ghm2上升到0.717 ghm2,年均增加4.37%;生态承载力从0.768 8 ghm2下降到0.621 7 ghm2,年均下降2.73%。根据生态压力指数分析,2002~2004年属于生态较安全期,2005~2007年属于生态稍不安全期,从2008年起生态盈余成为生态赤字进入较不安全期。运用灰色系统方法预测了2009~2013年生态压力指数的动态变化,预测从2011年起已进入生态很不安全期,到2013年已接近生态极不安全期。说明生态安全恶化有加速的趋势,恢复和保护生态环境刻不容缓。本研究为香格里拉县可持续发展提供了依据,并实证了生态足迹模型在高山峡谷地区的应用。     

基于MSPA与MCR模型的余江县生态网络构建基于MSPA与MCR模型的余江县生态网络构建

在我国社会经济快速发展的背景下,城市化进程的不断推进导致城市生态斑块日益减少,生态环境问题正在逐年增加,构建生态网络是改善城市生态环境与服务功能的有效方法之一。以余江县为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法和景观指数法,提取对生态网络具有重要意义的生态源地,并基于MCR模型构建综合阻力面,采用最小成本路径方法生成潜在廊道,再基于重力模型、中介中心度等对关键廊道及踏脚石斑块进行识别并提取,从而构建研究区潜在生态网络。结果表明：MSPA方法能够与MCR模型有机的结合,通过定量的分析识别出研究区潜在生态廊道,并根据斑块的中介作用选定踏脚石斑块,明确研究区景观要素的保护优先度,将景观中的潜在生态源地及廊道作为生态网络构建的主要依据,能够更加科学地为余江县生态网络的构建提供指导,同时也可为其他区域提供参考。     

昆明市域不同生态功能类型区景观格局与生态服务价值分析

以昆明市域的8个生态功能类型区为研究对象，利用2005年土地利用变更调查数据和相关统计资料，对不同类型区的景观格局指标和生态服务价值进行计算和分析。结果表明：①整个昆明市域有较高的景观多样性和异质性，而8个类型区之间差异较大；②2005年昆明市域的生态服务价值总量为339．7124亿元，各类型区中，生态服务价值总量和单位面积生态服务价值量最高的分别是农业发展功能区和水源涵养功能区，而两者都最低的是城镇建设功能区；③农业发展功能区在景观格局特征和单位面积生态服务价值量等方面，与昆明市域的平均状况非常相似；④有些类型区在景观格局特征或生态服务价值结构上，有较大的相似性；⑤林地、水域在各类型区的地位非常突出，支配着景观的多样性稳定性，并提高了生态服务价值总量和单位面积产出量。     

基于自然生态单元的中国城乡建设用地空间格局特征分析

基于经济和社会视角的国家尺度城市空间格局研究取得重要进展,而全国城市空间格局的自然生态关联性呈现新的研究需求。由此通过自然生态单元等级划分并与城乡建设用地叠加,揭示了全国城乡建设用地在自然生态单元的空间格局特征及其主要问题:在一级生态功能区中,生态调节区面积最广,主要分布在我国西北、西南和东北等生态脆弱地区,但其内部城乡建设用地占比最小仅为0.69%,产品提供区城乡建设用地的占比为2.74%,人居保障区面积最小且集中分布在我国东部沿海地区,但其城乡建设用地占比最大,高达11.20%;城乡建设用地在自然生态单元的分布差异总体由自然地貌与大河流域特征决定,城镇群区、农产品提供区和土壤保持区占据79.54%的城乡建设用地,位于平原水网、丘陵、喀斯特和丹霞等地貌特征为主的胡焕庸线东南部;城乡建设用地分布格局也表现为东多西少,与我国三大阶梯的地势格局分布较为一致;上述格局关联性体现了人和环境之间的相互依存关系,但近些年来在开发需求膨胀和工程技术进步等人为因素驱动下,城乡建设用地呈现向较高海拔地区的扩张趋势。这为新型城镇化背景下城乡可持续发展和生态安全格局构建提供基础信息,也为辨识中国城市空间组织和演化机理提供技术支撑。     

巢湖流域土地景观格局变化及生态风险驱动力研究

健康的流域生态系统是区域经济社会可持续发展的重要基础。探讨流域土地景观格局变化及生态风险驱动机制有助于生态系统状况诊断与风险来源认识,为有效制定生态风险管控措施提供决策依据。应用空间信息技术平台及计量分析方法,探讨了基于县域行政单元的快速城市化阶段巢湖流域土地景观格局变化及生态风险驱动力。研究表明:(1)2000~2013年,巢湖流域土地景观类型变化表现出农地、林地、水体景观面积下降,建设用地景观面积显著增加的趋势;流域景观水平上多样性和均匀度呈下降、优势度呈上升趋势,景观空间异质性下降;(2)近15 a来,巢湖流域9个行政单元内生态风险均呈上升趋势,生态风险整体恶化,需加强对流域生态风险上升的管控;(3)生态风险驱动力分析表明,快速城市化阶段巢湖流域生态风险的主要驱动因子为第二产业值、城市化率、人口密度和固定资产投资,而人均GDP的增加在一定程度上会降低生态风险水平。     

基于GIS的景观生态功能指标分析

针对当前我国规划及战略环评指标体系中缺乏直接反映生态功能指标的问题,提出可通过系统研究区域景观生态结构与景观功能变化间的关系,由斑块面积指数计算生物生产力、由景观香农多样性指数和景观香农均匀度指数反映生态质量,以此表征景观生态功能。以地理信息系统（GIS）为平台,提出了利用基于斑块面积而得到的景观要素转移矩阵及基于年鉴统计而得到的景观单位面积生物生产力的转移矩阵来计算生物生产力的方法,并在统计若干研究流域景观格局异质性指数文献的基础上发掘了景观多样性指数、景观均匀度指数与生态质量间的关系。最后,以江苏省沿江地区2000、2004年的数据开展了实例分析,结果表明,提出的生物生产力和生态质量这两个指标确实能反映区域景观功能的变化,在今后的规划和战略环评中具有一定的应用前景.