东部发达区生态安全格局构建——以苏南地区为例

随着城市化进程的加快,东部发达区面临水土流失、生态廊道阻断、栖息地破碎化等生态问题。识别重要生态用地,构建生态安全格局,对区域生态保护和可持续发展具有重要意义。选取苏南地区为研究区,分别基于生物多样性保护价值、水资源安全和土壤保持3项指标进行生态用地识别,结合GIS技术进行生态用地评价,以高等级生态用地作为源地;利用最小累积阻力模型,识别缓冲区和生态廊道,构建区域生态安全格局。取得以下研究结果:(1)生态安全格局由源地、廊道和缓冲区共同构成。研究区内高等级(非常重要)生态用地面积比例为22.97%;将面积大于10 km~2的高等级生态用地提取为源地,生态源地的面积比例为19.17%。(2)基于最小累积阻力模型,确定了生态缓冲区和生态廊道,其中生态缓冲区占研究区总面积的30.52%,潜在生态廊道的主要景观构成为耕地、林地和水域,分别占廊道总面积的31.82%、19.06%和17.27%。(3)通过叠加城市建设用地与生态源地、生态缓冲区图层,识别城市建设用地与生态用地的冲突区域,总面积为603.84 km~2,占源地与缓冲区面积总和的4.38%,空间上主要集中在长江沿线和太湖周边。     

基于生态安全格局的粤港澳地区陆域空间生态保护修复重点区域识别

区域和景观尺度的生态保护修复应以保障生态安全、促进生态过程实现为目标。将生态安全格局构建、生态连通性修复方法引入国土空间生态修复识别领域,以粤港澳大湾区外延范围——粤港澳地区为研究区,基于生态系统服务重要性和敏感性评价、最小阻力模型、电路理论模型,识别了生态源地、生态廊道及障碍点、生态夹点、生态敏感区,提供了一种中尺度的国土空间生态保护修复重点区域识别研究案例。结果表示:(1)研究区生态源地总面积5.27万km~2,潜在生态廊道138条,共同构成了环绕粤港澳大湾区的环形生态屏障,但局部区域仍存在一定的保护空缺。(2)研究区生态障碍点、生态夹点面积分别为442.7、9.1 km~2,对其进行针对性修复可显著改善生态连通性。(3)研究区生态敏感区共4302.48 km~2,青云山、九连山、起微山等重要生态源地内存在部分生态退化区域,对其进行修复可防范生态风险、提升生态功能。未来应通过空间规划途径对重要源地和生态廊道加强保护监管,对生态节点、生态敏感区、生态退化区进行分区分类修复。研究结果可为未来粤港澳地区生态保护修复工作提供科学参考。     

大都市区生态源地识别体系构建及国土空间生态修复关键区诊断

构建生态安全格局是保障城市生态安全的必要手段，科学识别生态源地是构建生态安全格局的基础。以高度城市化的大都市区--上海市为研究对象构建生态源地识别体系，探究不同土地利用数据源与指标权重对生态源地识别的影响。在此基础上，基于最小累积阻力模型(MCR)与电路理论构建生态阻力面，识别生态保护与修复优先区域，对已有研究仅关注保护/修复的情况进行补充。结果表明：(1)自然生态本底仍是识别生态源地的重要指标，加入人类需求指标可填补已有研究对高度城市化源地识别针对性和丰富性的不足。生态系统服务格局、生态环境安全格局与环境友好格局权重为5 ∶ 2 ∶ 1时，源地识别效果最佳。(2)上海市生态源地空间和数量分布极不均匀，破碎化是首要问题。上海市现有(2017年)生态源地202个，共920.96 km²，占总面积14.53%，其中微型源地(面积<3 km²)数量高达82.67%。城市化水平影响生态源地分布，外环是源地数量与总面积的分水岭，郊环是源地平均面积的重要界线。(3)上海市以"面(源地)-线(廊道)-点(优先点)"组成生态保护网络，其中生态廊道442条，生态保护优先点306个，重要点线分布集中于中心城区边界。上海市生态修复优先区域325.47 km²，其中障碍点309.78 km²，需优化的非生态斑块95个(15.69 km²)，大都市区的生态修复重点区域应聚焦于城市化扩散的阻力区域，且应多关注生态价值适中的草地与耕地。研究工作可为其他高度城市化区域，以及处于高速城市化发展进程城市的国土空间生态修复关键区识别提供借鉴与参考。     

半干旱区县域生态安全格局构建——以临洮县为例

生态安全格局的识别与构建是保障半干旱区生态安全及可持续发展的重要途径。以西北内陆半干旱区黄土高原县级行政单位为研究对象,结合RS和GIS技术,在定量评估生态系统服务功能(生物多样性保护、水源涵养、土壤保持)和水土流失敏感性的基础上,识别生态源地,并利用最小累积阻力模型计算阻力面,构建临洮县生态安全格局。结果表明：(1)临洮县生态源地面积为243.79 km~2,占全县总面积的8.55%,生态源地集中分布在南屏山林区、马衔山兰州军马场、太石镇的水源保护区以及沿洮河的河谷农业区。(2)临洮县生态安全缓冲区划分为高、较高、中、低水平生态安全区四个类别,分别占总面积的12.71%、47.81%、32.51%和6.97%,不同生态安全区应采取不同措施以保障区域生态安全。(3)识别的234条总长为493.56 km的生态廊道,185条总长为551.26 km的辐射通道,以及74个生态战略节点共同组成临洮县生态安全格局。研究结果以期为半干旱区县域尺度生态安全格局构建研究提供相关参考,也将为临洮县国土空间总体规划和城市用地合理布局提供重要指导。     

尺度整合视角下伊犁河谷地区生态安全格局构建——以昭苏县为例

构建生态安全格局是一种协调区域生态保护与经济发展关系的有效途径。由于生态系统服务供需差异，不同等级的行政区在生态安全格局构建中出现了空间结构错位脱节的问题。从整合视角出发，尝试整合伊犁河谷地区州级和县级两级尺度构建昭苏县生态安全格局。首先基于生态系统服务评价确定生态源地，再构建综合阻力面并采用电路理论模型识别生态廊道。研究结果显示，整合州级和县级两级尺度昭苏县共确定了24个生态源地，面积2504.47km²，主要分布于昭苏中部盆地以及北部、南部山区，土地利用类型主要为耕地、草地和林地；识别生态廊道50条，总长度200.17km。与单一尺度下生态安全格局构建相比，整合不同尺度构建生态安全格局能显著改善区域生境破碎化的问题，提高区域景观连通性。本研究提供了一种整合不同尺度下生态安全格局构建的技术框架，研究结果可为伊犁河谷地区国土空间格局优化提供有效参考。     

基于生态重要性和敏感性的西南山地生态安全格局构建——以云南省大理白族自治州为例

生态安全格局构建是快速城市扩张背景下缓解生态保护和土地开发矛盾、保证区域生态安全的有效途径。源地和阻力面是生态安全格局构建的重要基础,当前阻力面构建多关注生态要素而忽视与区域典型生态问题相对应的生态过程表征。以西南山地地区--云南省大理白族自治州为研究区,选取生物资源保护、水资源安全和营养物质保持等生态系统服务评估生态重要性从而识别源地,基于地质灾害、土壤侵蚀、石漠化等生态敏感性构建生态阻力面,并运用最小累积阻力模型识别组团廊道和景观廊道,从而构建山地生态安全格局。研究表明,大理州生态安全源地总面积14416.64 km~2,占全州土地总面积的50.93%;关键生态廊道分为组团廊道和景观廊道两类,分别长404.7 km和208.4 km,以"一轴三带"形式呈树状辐射分布。生态安全格局中的生态源地和廊道应成为低丘缓坡土地资源开发中的禁止开发区。生态重要性源地识别和生态敏感性阻力面分析方法可为生态安全格局构建提供新思路,研究结果对于大理州山地城镇建设的用地选择和空间扩张提供定量指引。     

基于生态安全格局的国土空间生态保护修复优先区确定——以河北省遵化市为例

国土空间生态保护修复是落实生态文明建设的重大举措。准确识别优先修复地域,是有序推进生态保护修复工作的基本前提。本文以河北省遵化市为例,通过斑块连通性、生境质量分析和生态系统服务价值测算确定生态源地。利用电路理论判别生态廊道,构建市域生态安全格局,识别生态“夹点”、生态障碍点、生态断裂点等国土空间生态保护修复的优先区。结果表明：遵化市生态源地面积为113.16 km~2,占研究区总面积的7.5%,以林地和草地为主,集中分布在市域南部;生态廊道共计56条,总面积208.85 km~2。共识别16处生态“夹点”、26处障碍点、76处断裂点,区域生境连通性仍有较大的提升空间。基于已构建的生态安全格局,将遵化市分为生态保育区、生态改善区和生态提升区,提出不同分区下生态保护修复策略,以期为生态系统整体保护修复工作提供参考。     

基于连通度指数的生态安全格局构建——以三峡库区重庆段为例

生态安全格局构建旨在识别研究区的重要生态区域并保持他们之间连通,被认为是实现区域协调发展的重要途径。生态阻力面的科学构建和修正一直是生态安全格局建立的技术难点。以三峡库区重庆段为例,通过生态重要性和敏感性综合识别源地,构建连通度指数修正阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道,从而构建三峡库区重庆段生态安全格局。结果表明:(1)研究区生态源地面积19227.04 km~2,占总面积41.65%,主要集中在东北部和中东部的林地。(2)相较于夜间灯光指数,连通度指数在景观破碎地区和人类活动强烈地区对阻力面修正更加明显,一定程度也可反映人类活动的影响。(3)研究区生态廊道总长度1610.48 km,包括天然廊道和阻力廊道;战略点30个,主要位于耕地、居民点和水域附近。(4)研究区生态连通性较好,但部分地区存在廊道缺失、战略点阻断的现象。     

厦门市生态安全格局识别与生态管控区分级管控

生态控制区是防止城市建设无序蔓延，保障城市生态安全的重要生态空间。对城市生态控制区进行分级管控能够充分发挥其在维护城市生态安全，促进城市建设与生态保护协同发展等方面的作用。研究基于多源数据融合手段，采用"生态系统服务重要性-生态敏感性-景观连通性"评价结果识别生态源地，采用最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance，MCR）判定生态廊道和生态节点，形成了点-线-面交汇的生态安全格局网络，并将其应用于厦门市生态控制区分级划定。研究结果表明，厦门市生态源地共有17处，面积为604.19 km²，约占厦门市陆域面积的35.54%，包括陆域生态保护红线、水源保护地、森林公园等区域；提取主要生态廊道15条，长度为152.84 km，主要为连接生态源地与海洋的山海生态廊道；设置生态节点22个，主要为生态源地范围外的小面积重要保护区域和具有明确生态保护目标的区域。依据生态安全格局将厦门市生态控制区划分为三级管控区域，其中，生态源地、生态廊道以及生态节点划入一级管控区，面积占比为69.48%；一级管控区外的生态重要区和林地划入二级管控区，面积占比为10.15%；生态控制区内的其他区域划入三级管控区，面积占比为20.37%。在此基础上提出了分级管控建议，以期为厦门市实现生态控制区高水平保护与城市高质量发展提供重要参考和借鉴。     

深圳市景观生态安全格局源地综合识别

城市生态安全格局是景观生态学研究的热点和重点之一,识别源地是构建生态安全格局的首要环节.在总结已有研究中重要斑块识别方法的基础上,提出了结合景观连通性分析、生物多样性服务评估和生境质量评估来提取重要斑块的方法.以深圳市为研究区,采用基于图论的景观连通性指数、生物多样性服务当量、InVEST模型生境质量评估模块和GIS技术相结合的方法识别生态用地重要斑块.结果表明:深圳市生态斑块依照连通性、生物多样性和生境质量的综合评估分为五级,其中最重要斑块主要分布在龙岗区、盐田区和罗湖区;现行基本生态控制线政策可以保护大部分重要斑块.     

弘扬生态文明深化学科建设

阐述了"生态"的"耦合关系、整合功能与和谐状态"三大内涵;提出了以气候变化、经济振荡和社会冲突为标志的全球生态安全问题,以资源耗竭、环境污染和生态胁迫为特征的区域生态服务问题,以及以贫穷落后、超常消费和野蛮开发为诱因的人群生态健康和社会生态福祉下降等世界三大生态焦点议题;探讨了生态文明的认知、体制、物态和心态内涵及其研究、发展和管理战略.提出了深化与创新基础生态学和应用生态学研究、献身生态学教育与科普工作、参与生态学决策与管理的对策和倡议.     

基于生态系统服务重要性和生态敏感性的广东省生态安全格局构建

生态空间结构合理有序是区域赖以生存和发展的基础和保障,构建省域生态安全格局,优化生态空间结构,有利于提高生态环境的承载力并促进社会经济与生态环境的协同互惠关系,实现可持续发展。以广东省为例,通过重要性-敏感性的生态评估方法识别广东省重要的生态源地,使用最小阻力模型识别重要生态廊道,构建生态安全格局,并对生态空间结构的调整和管控提出策略。结果表明：（1）重要的生态源地面积为54636.77 km²,占广东省国土面积的25.04%;（2）研究所识别的生态源地与广东省生态红线和自然保护地的重合程度较高,在自然保护地和生态源地的基础上共选出87处重要生态源地;（3）广东省生态廊道的总长度为7400 km,廊道周边的主要以林地为主;（4）广东省的生态空间主要以环珠三角生态屏障和外围生态屏障为主,其中环珠三角生态屏障的面积、生态重要性略高于北部生态屏障。所构建的生态安全格局可以为广东省的生态安全保护和可持续发展提供参考,也可以为完整生态保护体系的构建提供政策导向。     

基于生态承载力的城市生态调控

城市生态系统承载力反映了城市生态支持系统对城市发展的支撑功能,它是供给与需求的统一体,社会经济发展的无限需求与生态支持系统的有限供给之间的矛盾决定了城市生态系统承载力的阈限必然存在。引入生态承载力理论,结合其阈限性,解析了导致城市生态危机的生态承载力供需失衡根源。而生态承载力的阈限特征通常在少数瓶颈要素上表现出来,因此城市生态调控最终落脚到调节生态承载力瓶颈要素的供需上。针对瓶颈要素,给出了城市生态调控的层次、方法和蓝图,即从自然、功能和人文3个层次,根据具体情况采取调节供给或需求的措施进行生态调控,最终实现稳定的、持续的城市发展。     

生态资产、生态补偿及生态文明科技贡献核算理论与技术

项目拟将国家生态文明制度建设科技需求与国际生态领域研究前沿结合,综合应用生态评估、社会调查、政策分析、系统模拟方法,重点研究:生态资产核算理论、技术方法与应用,生态系统生产总值与生态效益核算理论、技术方法与应用,生态保护与生态建设工程效益评估技术方法与应用,国家与地方生态补偿政策绩效评价,生态补偿模式、标准核算与政策措施,生态补偿融资机制与政策措施,科技创新对生态文明建设贡献的评估方法体系与应用示范,构建生态资产与生态效益、生态补偿、科技支撑生态文明贡献度的核算理论、方法和技术体系,为国家生态文明制度与机制建设提供科技支撑。     

基于生态足迹的生态地租分析

以李嘉图地租理论和生态足迹为基础,分析了生态地租的内涵,并运用相关测算方法以中国数据为例进行实证,计算了生态地租的数量。在一定时段内,由于土地的稀缺特性以及技术进步的有限性,土地生物承载力有一定的限度。为了能够获取超过土地生物承载力的产出,必然需要更多的生产要素投入,这相当于为消除生态赤字而增加的成本,相应地会导致边际产品产出价格增加。但保持在土地生物承载力范围之内的产出,其产出成本中可以避免为消除生态赤字而增加的投入,从而能够获取超额利润,即性质上属于李嘉图租的生态地租。构建生态足迹与各产业的对应关系,将投入产出模型运用于生态地租的测算,计算出2007年中国单位经济产出的生态地租量为0.082,生态地租总额为7258711×10⁶元,相当于当年经济总产出增加值的27.3%。在不同行业中,农林牧渔业单位产出的生态地租量最高,电、热及水生产和供应业次之,但工矿业能够获取的生态地租总量最大。研究表明消除生态赤字的两条可行途径为,要么将最终总需求保持与生物承载力一致的水平,如果要使经济产出水平与生物承载力保持一致,那么需要减少60.7%的最终需求;要么征收与生态地租等值的生态税,征收的生态税应该用于治理生态环境,以维持土地生物性生产能力的稳定。因此,如果充分考虑生态地租的影响,将导致社会产品价格的上涨,意味着人类生活成本大为增加,但这却是为维持生态平衡必须支付的代价。     

湖滨湿地生态系统稳定性评价

根据生态系统稳定性的产生原因,将稳定性划分为系统整体稳定性和系统结构稳定性。从系统的稳定性出发,以生态系统的整体稳定性和结构稳定性两个方面为对象,对湖滨湿地生态恢复所产生的生态效益进行了研究。针对系统整体稳定性,给出了生物多样性指数、自然保护区比重和自然灾害等级3个评价指标,并介绍了相应的指标量化方法。与此同时结合能值理论,准确地分析了湖滨湿地生态系统的结构稳定性,为评价湖滨湿地生态恢复的生态效益评价提供了客观的标尺。     

基于生态足迹视角的长江流域生态补偿额度测算

随着我国城市化进程的加快，导致的生态问题日益严重，发展与保护的矛盾日渐突出，如何客观定量地对生态环境受到破坏的区域进行补偿，发展与环境健康并行是生态建设中面临的重要任务之一。以长江流域的十九个省级行政区作为研究对象，基于"省公顷"模型，对均衡因子及产量因子进行修正，计算生态足迹及生态承载力，利用GIS平台进行并对其进行空间分析；结合生态系统服务价值，建立了动态化长江流域的生态补偿标准模型；对长江流域各行政区生态补偿额度进行测算，并基于流域尺度、城市群尺度、省级尺度进行差异化分析。研究结果表明：（1）在2015-2017年，长江流域的生态足迹与生态承载力无明显变化，三年内基本持平。长江流域省级行政区的生态安全指数均大于1，表明整个流域处于不安全状态，需要对其进行补偿。（2）对于长江流域整体而言，生态补偿额度三年平均为1169.11亿元。（3）流域尺度上，上游、中游、下游的生态补偿额度呈现逐渐升高的趋势；城市群尺度上，成渝城市群最低，长江三角洲城市群最高；省级尺度上，上海最高，西藏最低。本文通过生态足迹及生态承载力计算得到的生态安全指数，可对生态环境所处的状态进行定量补偿及分析，并对生态补偿区域的确定提供指导性建议。     

云南省生态功能类型区的生态敏感性

结合云南省生态功能区划,展开对全省各生态功能区的生态敏感性分析,结果表明,滇东地区水土流失较严重,石漠化敏感性强度达中度以上的区域面积超过50%;受降水量大,紫色土集中分布及地处石灰岩地带等自然地理因素的影响,云南省西南大部与东南部分地区土壤侵蚀敏感性较高;云南省的生境敏感区大多地处生态交错区,物种丰富度高,但生境脆弱,一旦破坏很难恢复。改善土地利用方式,提高农业生产技术,发展生态农业,控制农业污染,开展生态恢复等,是提高地区森林覆盖率,减少水土流失和泥石流的发生,防止石漠化加剧的主要手段。     

复合生态系统动态足迹分析

由Rees W E．于1992年提出、由Wackernagel M．于1996年完善的生态占用(生态足迹)原理与方法,其主要成果是评价出全球52个有代表性的国家和地区的生态占用盈亏情况,进一步得出全球人均生态占用阈值为1．74hm^2(量纲,下同)、基准值为2.0hm^2,而人均实际生态占用为2．4hm^2,人均生态赤字达0．4hm^2以上,评价结果表明全球生态环境进人了危机阶段,因此具有重要的预警战略意义。但是该方法也存在一些不足之处,如：(1)主要是反映自然生态系统承载力,未能全面反映出社会经济反馈力(人力、物资、资金、管理等方面的投人效用),尤其是忽略了现代科学技术在提高复合生态系统承载力方面的巨大作用和贡献;(2)将各生态类型加权抽象化后所得到的等量化综合指标,难于反映复合生态系统要素与要素间的复杂变化规律;(3)最初创建的方法未反映动态变化情况：(4)新开发的4种时间序列的方法,仍不能反映复合生态要素间生动地相关关系。针对以上主要缺陷,旨在将复合生态系统进行要素分解,进行要素与时间相关分析及要素间动态相关分析。将社会经济冲击力、自然生态环境资源承载力及社会经济科学技术反馈力三者相结合进行分析综合性研究的基础上,于2002年创建了复合生态系统动态足迹(生态史迹)分析原理、方法和研究案例。鉴于社会经济系统对自然生态系统的冲击力、生态环境资源系统的承载力及社会经济科学技术的反馈力都是在变动的,必需进行复合生态系统动态足迹的相关分析。在做出复合生态系统单要素(含因子,下同)随时间要素动态变化、双要素间动态相关分析的基础上;进一步建立了可反映出复合生态系统冲击力、承载力及反馈力的多要素间动态足迹相关模式图。模式图的基本原理是：反映冲击力的人均生态需求(I／P)应小于或等于复合生态承载力的人均有效生态空间(E／P)与单位有效生态空间产出(I’／E)的乘积。以E／P为横轴、I’／E为纵轴作图,图中各点为I／P;图中系列I／P理论等值线可构成复合生态系统承载力基准和序列标准曲线。模式图的基本功能和作用有：(1)通过理论研究和经验分析,可以绘制出复合生态系统有关要素承载力基准与序列标准曲线;(2)通过历史统计资料,可以绘制出复合生态系统相关生态因子冲击力的动态变化曲线;(3)可以对冲击力与承载力基准与标准序列间进行静态和动态评价;(4)可以对反馈力增加复合生态系统承载力的情况进行评价;(5)进一步再进行针对性的原因分析及包括提高反馈力在内的对策性研究。