基于粒度反推法和MCR模型的海南省东方市景观格局优化

景观格局优化是生态系统健康和生态安全的重要保障措施。以海南省东方市为研究区,采用粒度反推法和MCR模型,从增强生态系统整体连通性的角度,对东方市景观格局进行了优化,并提出了具体的优化措施。结果表明:1800 m粒度景观组分为东方市的最优景观组分结构,东方市有生态源地12个,需新增生态景观斑块32块;生态源地的分布趋势为西北部数量多但规模小、东南部数量少但规模大,主要受人为干扰的影响;结合景观类型、生态阻力相互影响和坡度构建了生态阻力面,以更好地表达生态阻力的实际情况;显、隐性生态阻力面存在明显差异,反映出生态薄弱区域;东方市有生态廊道23条、生态节点30个,根据景观基面和功能对廊道和节点进行了分类,并提出相应的建设措施;从生态安全的角度对生态廊道进行了风险评估、对生态节点进行了热点分析,确定了生态建设的重点和顺序;景观格局优化将显著提高东方市生态系统的整体连通性,优化结果可为东方市生态环境建设提供科学依据。     

基于粒度反推法和GIS空间分析的景观格局优化

景观格局优化是构建生态网络的有效途径,能显著提升区域生态安全。以海口美兰区为研究区,利用粒度反推法和主成分分析从增强整体连通性的角度实现了生态源地的客观选取,并结合最小累积阻力模型构建了生态网络,采用空间网络分析和水文分析重点探讨了生态节点规模、形状和组成形式的计算。结果表明:550 m粒度的生态景观组分结构是选取美兰区生态源地的合适参考,美兰区有生态源地38个,需对23个斑块进行景观类型转换,生态源地在规模和布局上存在差异,主要受人为干扰的影响。显性和隐性生态阻力面的差异显示出美兰区有5个生态脆弱局部,应根据不同的成因采取相应的措施进行生态建设,其中预留生态用地至关重要。美兰区有生态廊道90条,生态节点89个,与生态源地结合构成了生态网络,增强了生态系统的整体连通性。生态节点形成区域79个,总面积729.15 hm2,其中10个区域可建设为水域,69个区域可建设为林地,这为当地生态节点的建设提出了具体方案。     

三峡库区生态屏障区景观格局优化——以重庆市江津区为例

三峡库区生态屏障区是全国生态安全体系的重要组成部分,以景观格局优化为切入点构建区域生态安全格局是国内外研究热点。以江津区为例,在GIS的支持下,运用粒度反推法和最小耗费距离模型模拟生态流的空间运动,以确定对区域生态安全有关键意义的景观格局构成要素及空间分布,分别从生态源地、生态廊道和生态节点3个方面构建"点—线—面"空间生态网络,增强区域生态系统的整体性和连通性,为江津区景观格局优化及生态服务功能的提升提供参考。结果表明:(1)200 m粒度时生态源地具有最佳连通性,此时有生态源地10个,总面积约6.06×10~4hm~2,新增生态源地14个,总面积0.01×10~4hm~2。生态廊道22条,生态节点24个;(2)粒度反推法能较好地克服生态源地选择的主观性;(3)最小耗费距离模型能将生态功能和过程有机结合,克服数学模型不能将生态过程空间化表达的弱点。     

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GIS的北部湾经济区生态安全格局构建与评价

北部湾经济区喀斯特地貌广布, 生态环境脆弱, 构建生态安全格局有利于保护生态环境, 促进人与自然和谐发展。基于生态安全格局理论, 借助ArcGIS 10.1、InVEST 2.2、Fragstats 4.2等软件操作平台创建指标识别生态源地, 通过对比自然保护区边界数据验证生态源地识别精度; 采用土地利用类型、植被覆盖度、到居民点距离、到主干道距离等因子构建最小累积阻力面, 在此基础上划分北部湾生态用地的安全格局。结果表明: 北部湾经济区的生态安全源地共计3415.04 km2, 自然保护区验证源地拟合度达82.35%, 识别出生态保护核心区面34390.76 km2、缓冲区11719.13 km2、过渡区15731.95 km2、限制区9882.32 km2, 针对不同生态功能区提出相应的用地建议。研究可对北部湾经济区不同生态安全级别区域的城镇化建设和生态环境保护提供可靠的依据。     

基于生态功能评价的湿地景观格局优化及其效应——以江苏盐城海滨湿地为例

景观格局与生态过程是景观生态学研究的重要内容,基于生态功能和过程影响的景观格局优化是提高景观效益和稳定性重要方法之一。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和GIS技术,对2007年湿地景观生态系统服务功能进行定量分析,并采用阻力面模型研究景观格局优化途径。结果显示:(1)湿地景观生态功能强度空间差异性显著,影响区域湿地景观生态过程和功能。(2)以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分优化景观格局。(3)景观格局优化改善景观连通度和生态流,废黄河口附近和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流重要值最大,景观连通性受到显著影响,是景观生态节点优化的首要对象。(4)加强保护核心斑块源地、提高景观连通度是实现景观格局优化的关键。该研究结果为区域土地利用和生态环境保护提供科学的依据。     

基于主导生态功能的抚河流域国土空间生态安全格局分析

从主导生态功能的角度分析探讨生态安全格局，是明晰流域内生态安全、保护生物多样性的重要途径。以抚河流域为研究对象，采用多源空间数据，根据研究区自然条件和生态状况，基于主导生态功能定量评估水源涵养、水土保持、生物多样性3个生态系统服务功能，结合粒度反推法和热点分析选取生态源地，综合自然条件和人类活动影响因素构建阻力面，运用电路理论构建生态廊道，识别生态修复关键区域，提出生态安全格局优化对策。研究结果表明：（1）抚河流域内有25块生态源地，主要为林草地，共5574.63km²，60条生态廊道，共1126.91km；（2）基于生态安全格局识别生态修复关键区域，包括生态夹点26处、总长度为182.99km，生态障碍点19处、总面积为167.09km²，生态断裂点146处，破碎生态空间3283.79km²；（3）结合生态安全格局和生态修复关键区域，构建"三轴六区"生态安全空间布局优化体系。研究对维护抚河流域的生态安全、实行国土空间生态系统修复具有指导意义。     

基于生态廊道识别的拉萨河流域生态安全格局构建

构建生态安全格局对于保障区域生态安全、优化国土生态空间具有重要意义。以拉萨河流域为研究区,基于“生态源地-阻力面-生态廊道”的区域生态安全格局构建范式,评估流域土壤保持、水源涵养、固碳、生境质量四项生态系统服务,基于生态系统服务重要性分级识别生态源地;选择土地覆被类型、归一化植被指数、地形起伏度、坡度、距道路距离、距水体距离作为主要阻力因子,利用熵权法形成综合阻力面;利用Linkage Mapper工具基于最小成本路径理论识别生态廊道并判定生态节点,构建流域生态安全格局。结果表明：提取生态源地20个,总面积2531.42 km²,占研究区总面积的7.77%;生态廊道36条,总长度916.87 km,与拉萨河干流平行呈“二”字型分布;生态节点13个,集中分布在裸地、裸岩、低覆盖度草地等地类,构建以生态源地-生态廊道-生态节点组成的“面-线-点”结构生态网络。研究结果为拉萨河流域生态安全和生态经济协调提供数据支持,为区域生态保护与可持续发展提供科学参考。     

生物保护视角下乡村景观生态安全格局构建—以山西省临汾市汾西县永安镇后加楼村为例

近年来随着乡村快速发展, 乡村景观格局发生了巨大改变, 同时对生物生境产生了严重威胁, 如何以景观的视角对村落动物栖息地进行识别并保护是村落生态安全格局构建中的重要问题。选取山西省临汾市汾西县永安镇后加楼村作为研究对象, 通过MCR模型构建代表种运动阻力面, 把单一物种阻力面叠加, 运用回溯成本栅格判别生态廊道和生态节点, 依此构建研究区动物保护安全格局。结果显示: (1)研究区生态源地面积74.25 hm2, 占研究区面积28.17%, 主要由林地和草地组成; (2)研究区景观格局分为核心区、缓冲区、控制区3个层级, 分别占比41.64%、65.56%和76.88%; (3)识别生态廊道10条, 生态节点6个, 合理优化研究区土地格局对维护村域生态安全尤为重要。本研究可为今后村域生态保护和规划提供新的思路。     

基于地类边界分析的江苏省生态安全格局构建

生态安全格局是实现区域生态安全的基本保障和重要途径,能够有效缓解生态保护与经济发展的矛盾。以江苏省为研究区,通过生态服务重要性、生态环境敏感性的保护等级确定两级生态源地。选择具有生态优势的耕地、林地、水体两两分别进行边界分析,用于修正根据单一地类形成的阻力面,并与由人口空间分布所构建的阻力面结合,形成研究区综合阻力面。基于最小阻力模型识别生态廊道,开展生态空间布局优化,构建省域生态安全格局。结果表明:研究区一级源地面积2089.28 km~2,占研究区总面积的2.00%,二级源地面积7944.92 km~2,占研究区总面积的9.60%;生态廊道总长2284.89 km,廊道相互连接,整体呈"井"字空间分布,廊道相接处又是生态源地分布聚集点,经过生态要素空间优化,从而构建"四带四区"的生态安全格局。利用地类边界分析构建阻力面,可为生态安全格局构建方法提供新思路,研究结果可为江苏省的区域生态保护提供科学依据。     

基于景观结构的生态移民安置区生态风险评价——以宁夏红寺堡区为例

以宁夏自治区红寺堡区为例,以1995年、2000年、2005、2010年和2015年5期遥感影像为数据源,综合运用景观格局指数、生态风险指数、空间分析法以及地理探测器等多种研究方法,研究了移民安置区生态风险时空特征。结果表明:1995—2015年研究区景观格局发生了较大的变化,草地面积减少了2.97×10~4hm~2,耕地、林地、建设用地分别增加了1.90×10~4hm~2,0.42×10~4hm~2和0.43×10~4hm~2;在研究期间景观整体斑块数不断增加,其景观整体破碎度随之变大;研究区生态风险主要以较低风险和中风险为主,其中建设用地、沙地和未利用地生态风险值较高,在研究期间生态风险平均值由0.166降低至0.154,研究区生态风险值呈降低趋势。通过地理探测器诊断得出景观斑块数、景观破碎度、景观优势度、景观损失度、斑块密度等因素是安置区生态风险的主要影响因素。     

基于景观安全格局理论的宜兴市生态用地分类保护

生态用地是区域生态服务功能的主要供给者,对控制区域生态环境起到关键作用,开展生态用地分类与保护,对实现经济与生态协调发展、保障区域生态安全具有重要意义。以江苏省宜兴市为例,基于前人对于生态用地分类与土地利用现状分类衔接研究成果,提取土地利用现状中的生态用地,借助景观安全格局理论方法,通过系统分析水土保持、生物多样性保护、乡土文化遗产保护以及自然景观保护4个与生态用地相关的重要生态过程,运用最小累积阻力模型构建区域综合景观安全格局,并将综合景观安全格局与现状生态用地进行叠加,得到低安全水平、较低安全水平、中等安全水平以及高安全水平4种类型的生态用地,各类型面积分别占研究区生态用地总面积的32.07%、44.38%、22.07%以及1.48%,针对不同等级的不同生态用地类型,提出了划定禁止建设区、防止水体污染、建设高标准基本农田等针对性的保护措施与对策。研究结果为宜兴市的土地利用规划与管理、城市可持续发展等提供决策依据,为其他类似地区生态用地保护规划编制提供参考。     

澳门城市生态系统格局变化研究

澳门回归祖国近20年间,社会经济快速发展、填海造地工程加速推进、海岸带人口不断集聚,生态系统格局发生巨大变化。以2001年和2017年两期高分辨率遥感影像数据为基础,首先分析土地利用转移矩阵及重心转移状况;然后,通过粒度上推法确定最佳分析粒度,并利用移动窗口法研究澳门城市生态系统格局时空变化;最后,结合实地调研情况,对研究发现展开讨论。研究结果表明:(1)澳门城市总面积由26.19 km2增加到32.77 km2,增长率为25.12%,其中裸地和建设用地扩张显著;(2)澳门城市生态系统受人为干扰作用显著,城市景观破碎度增加、多样性降低,景观形状趋于复杂、不规则,城市生境质量存在下降风险;(3)澳门半岛和离岛各景观组分和空间构型差异性显著,优势景观分别为建设用地和有林地;(4)澳门半岛主要填海方式为离岛围填,而离岛区域则为海滨围填。     

“交通廊道蔓延”视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析

空间可达性的强弱在一定程度上决定着土地利用变化的方向和强度,因此交通的廊道作用对城市化进程发挥着重要作用。以重庆市轨道交通三号线沿线双侧各3000 m缓冲样带为研究区,采用面向对象分类方法将四期Landsat TM/ETM遥感影像进行土地利用制图,选择核密度估算、指数分析和梯度分析的空间分析方法,研究交通廊道的变化及其对区域空间格局变化的影响。研究表明,研究期内,样带空间的组分和格局发生了较为明显的变化。道路的空间变化和区域空间格局的变化表现出较为明显的梯度性:道路密度、土地利用的变化强度随距离交通主干道距离的远近依次减弱,道路密度等级范围内的土地利用变化强度随等级的降低出现由弱到强再转弱的特征。     

空间约束背景下海岸带湿地保护边界研究

湿地保护边界划定是维护湿地可持续发展的基础前提,也是协调湿地保护与农地利用、城镇发展土地配置与空间布局的必经途径。研究从湿地保护边界的"源-汇"生态景观互动视角着眼,明晰了湿地保护源及保护优先等级,建构了空间约束评价与生态断界来刻画汇景观空间层次分异,借助最小累积阻力模型测度与划分了湿地保护边界及其类型。研究发现:(1)基于多重因素的空间约束评价与湿地生态断界的划分,通过最小阻力模型有效地刻画外部因子集成对湿地保护的限制及差异,以量化方式描绘湿地保护所处阻力最小地带,为湿地保护边界划分提供了新的思路。(2)杭州湾南岸生态断界与中高约束的区域占据研究区52.69%比例,无约束地域仅为12.79%,奠定了综合因素空间约束强势的基本格局。加之低度约束区域占据34.53%,显示杭州湾南岸区域多介于高低空间约束性势转换或过渡阶段,压缩了湿地保护的空间。(3)研究划分湿地保护边界范围与缓冲区带为49.11、24.07km~2,面积总和仅占据杭州湾南岸5.47%,湿地保护拓展和弹性调整空间极为有限。除生态断界提供湿地保护的天然边界外,湿地保护界限表现为保育林区、农地延伸型和水源保护型三类。     

土地利用变化对鸟类栖息地连通性的影响——以鄂州市为例

土地利用变化是造成栖息地破碎、缺失与退化的重要原因。生态网络能保护重要栖息地,促进栖息地之间的物质与能量流动,对区域土地利用规划和生物多样性保护具有重要意义。以鄂州市为研究区,基于CLUE-S模型预测现状延续、生态保护和城市扩张3种土地利用情景,将生境质量作为遴选生境斑块的依据之一,以鸟类最大迁徙距离为阈值构建生态网络,从连通概率指数PC和斑块重要性指数dPC两方面,探讨土地利用变化对鸟类栖息地连通性的影响。结果表明：(1)不同情景的地类数量和空间结构均有差异,与生态保护相比,城市扩张情景的建设用地增加11603.52 hm~2,林地、耕地和水体减少5041.8 hm~2、2540.16 hm~2、3385.8 hm~2,新城区、山地风景区与水体周边是主要变化区域;(2)现状延续和城市扩张情景的生境斑块降至235块和216块,网络出现破碎化,生态保护情景增至367块,网络结构完整但空间位置改变;(3)2004—2024年PC表现为先上升后下降再上升的趋势,生态保护的PC高于现状延续和城市扩张,且利于保护短距离迁徙鸟类;(4)生态保护情景边缘型和关键小型斑块得到保护,第一等级斑块增加,城...     

基于GIS的农村住区生态重要性空间评价及其分区管制--以兴国县长冈乡为例

在我国加速新农村建设阶段,如何协调好村镇建设与地域生态系统的关系成为当前规划界的热点问题之一。基于GIS技术,从水资源安全、生物保护、灾害防护和人类干扰等4个方面,构建了空间尺度上的生态重要性综合指数,对兴国县长冈乡生态重要性空间进行了评价, 并制定了分区管制的措施,以便从宏观上预防乡村建设可能带来的生态安全问题。提出的评价方法将有利于指导我国新农村建设规划,开展生态保育和生态建设,维护农村生态系统健康与安全。     

Landscape pattern MACRS analysis and the optimal utilization of Shiyang River Basin based on RS and GIS approach

Chose the arid interior district Shiyang River basin four issues of Landsat/TM images from 1986 to 2006 to visually interpret, and analyze the natural succession of ecological environment and the landscape pattern characteristic under the human activity interference. The results showed that in past 20 years, the number of landscape patch has increased, but the average patch size was decreasing, which explained that the landscape fragmentation degree was increasing, the landscape integrity was declining. The edge density of landscape remained invariable basically, which explained its stability maintained good. The diversity and evenness index continually enhanced, the diversity increased from 0.73 in 1986 to 0.84 in 2006. The mean core patch area of study area reduced from134.47 hm² in 1994 to 127.67 hm² in 2006, which indicated that the landscape core area was decreasing. On the one hand, it accelerated circulatory speed of species and reduced resistance of the energy flux. On the other hand it destroyed the integrity of the original landscape, easily caused the core area reducing continually, and led to vicious circle of the landscape separation. Seen from the whole study area, The utilization of landscape developed to the heterogeneous direction, indicated the proportional difference between various landscapes types was increasing, this kind of change has reflected the human activity’s influence to the whole landscape to a certain extent. It is believed that there are a series of landscape ecological problems such as low landscape ecological connectivity, simplified landscape structure and the more oasis fragmentation. In order to solve these problems, according to the principle that the movements of flow, energy and material in a landscape are related to some factors such as distance, time, impedance, etc., this study adopts the minimum accumulative resistance surface (MARS), the minimum cost resistance (MCR) model, and uses the surface diffusion technology to analyze compactness of landscape structure and the spatial difference of ecological function in Shiyang River basin. Then constructs some landscape components such as source, corridor and ecological node to strengthen the spatial connection of ecological network, and further discusses the landscape pattern optimization proposal.     

基于“源地-廊道”生态安全格局构建逻辑范式的建设用地减量化研究

建设用地急剧扩张导致土地利用覆被发生剧烈变化，物种栖息地丧失、破碎化及分离，严重威胁到社会经济及生态可持续发展。以快速城市化地区苏锡常为研究区域、地区优势物种白鹭生境为源地、"源地-廊道"生态安全格局构建逻辑范式为重要性评价依据，识别并筛选出对维护、控制目标物种生态过程具有重要意义的、可增强地区生境整体性及连通性的网络构成要素及其缓冲区，对缓冲区内建设用地进行减量化，提出一套建设用地减量化系统性方法。结果表明：（1）研究区内重要生态"源地"及"对应廊道"内建设用地需减量化10170.44 hm²，其中城镇用地5408.38 hm²，农村居民点4107.96 hm²，交通用地654.10 hm²。（2）依据生态安全格局构建逻辑范式，增补保护不同类型"源地"及"对应廊道"，可在提升区域生态安全水平的同时，识别出新的需要减量化的建设用地。该方法也可作为区域内存量及增量建设用地空间布局调整优化的依据，具有较好的普适性。     

基于生态供需视角的生态安全格局构建与优化——以长三角地区为例

生态安全格局构建是保障区域生态安全与提升人类福祉的基本途径之一。以长三角地区为案例区,通过生境质量评估、生态系统服务重要性评价和景观连通性分析识别区域生态源地,在利用生态系统服务价值化方法辨别高生态需求区的基础上,运用最小累积阻力模型提取源地与高需求地之间的生态廊道,以构建并优化区域生态安全格局。研究结果表明:长三角地区生态源地总面积64911km~2,占全区的32.51%,主要分布于皖南和浙中;区域中高与较高生态需求斑块总面积占全区46.60%,主要位于上海市和江苏省;区域生态廊道总长度11188.85km,源间廊道主要分布于长江沿岸和区域南部,需求廊道主要位于区域东中北部。研究首次将生态需求评价纳入生态廊道建设框架,为生态安全格局构建提供新思路,结果可为生态空间保护规划提供参考。