不同类型城市快速扩张区域人工景观对自然景观的生态安全胁迫效应比较

城镇化进程中的建成区扩张会对区域自然生态安全格局造成胁迫效应.本文选取北京通州、河北正定、天津塘沽及福建厦门4个内陆和沿海城市为研究区,通过景观生态学原理构建区域景观胁迫分析指标,对比分析4个城市快速扩张区域在快速城镇化过程中表现出的景观格局特征,研究不同区域及城镇化背景下人工景观对耕地、绿/林地、水体和未利用地等自然景观生态安全格局的胁迫作用差异.结果表明: 2015年,通州、正定、塘沽和厦门4个城市扩张区的景观侵蚀指数分别为1.039、0.996、1.239和0.945,自然景观都表现出显著的被侵蚀程度;但不同城市区域的各类自然景观类型受威胁的程度不同,通州、正定和塘沽以未利用地和水域为主,厦门则以耕地和水域为主,4个城市水域威胁指数均超过0.743;内陆城市的水域和未利用地景观分离度指数均大于沿海城市,在空间上表现为沿海城市水体分布较内陆城市更聚集;相对于其他自然景观,未利用地和水域是受人工景观胁迫最大的两种自然景观.     

不同类型海桑-秋茄人工林地上生物量及营养元素积累与分布

海桑(6年生)与秋茄(11年生)人工混交林和海桑、秋茄人工纯林共3种类型(类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)地上总生物量分别为38.530、20.012和29.405t·hm^-2,其中类型Ⅰ乔木层占41.0%,灌木层占59.0%,类型Ⅱ乔木层占93.3%,灌木层占6.7%,类型Ⅲ灌木层占100%;生物量年均净积累量分别为4.701、3.380和2.673t·hm^-2·a-1.3种类型10种营养元素总积累量差异明显,分别为765.570、343.925、555.886kg·hm^-2,其中类型Ⅰ乔木层占41.8%,灌木层占58.2%,类型Ⅱ乔木层占92.3%,灌木层占7.7%,类型Ⅲ灌木层占100%;生产单位净积累干物质对营养元素吸收量及营养元素归还率因林分类型各异,类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每生产1t净积累干物质净吸收10种营养元素的总量分别为39.860、36.834和18.904kg,而营养元素归还率则分别为61.3%、40.4%和72.2%.     

北京市生态安全格局及城市增长预景

在快速城市化和城市生态安全面临巨大挑战的时代背景下,构建生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径.在梳理国内外生态安全格局研究进展的基础上,提出基于景观安全格局理论的北京市生态安全格局网络和城市发展空间格局.通过对北京市水文、地质灾害、生物多样性保护、文化遗产和游憩过程的系统分析,运用GIS和空间分析技术,判别出维护上述各种过程安全的     

生态红线划分的理论和技术

在重要生态功能区、生态环境敏感区/脆弱区等区域划定生态红线,控制人类活动强度,对于维护区域生态完整性和生态服务功能的可持续性,解决生态环境退化和资源枯竭问题,减轻异常自然灾害不利影响具有重要意义.虽然不少省市已开展生态红线划分和管理试点工作,但生态红线划分的理论和技术尚不完善。生态红线区划和管理急需理论指导和技术支持。对生态红线的内涵进行了分析,指出了空间红线、面积红线和管理红线之间的有机联系,强调了生态安全空间格局和区域生态服务需求在生态红线划分中的重要性;在生态红线划分技术研究综述基础上剖析了生态红线的研究中存在的问题,如划分方法简单粗放、对景观和区域尺度上的空间过程和空间联系考虑不足以及由于部门和学科分割带来的(海)水陆缺乏统筹等;论述了生态适宜性评价、景观/区域安全格局理论、海陆统筹理论、干扰生态学理论、生态系统管理和适应性理论以及驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型框架等技术方法和理论以及它们在在生态红线划分中的潜在应用;最后提出了基于生态安全格局和区域生态服务需求的生态红线划分的技术路线,并对今后生态红线划分研究进行了展望。提出的生态红线划分技术和理论方法可为今后生态红线的研究提供有益参考。     

城郊生态系统土壤安全:问题与挑战

土壤作为地球表层系统物质和能量迁移转化的关键节点,其生态功能受到城市化快速发展的严重影响,土壤安全面临严峻的挑战。城郊生态系统受到城市和乡村的双重影响,具有复杂的景观结构和剧烈的动态变化,土壤安全问题更为突出和复杂。基于文献计量学方法,对1990—2017年发表的相关文献进行了统计,梳理和总结了城郊生态系统土壤安全研究的趋势和热点问题,对城郊生态系统中土壤安全面临的问题,及其特殊性、复杂性进行了重点论述,明确了当前快速城市化发展过程中城郊土壤安全研究面临的问题和挑战。建议今后的城郊生态系统土壤安全研究应加强区域尺度上的综合和不同城市发展模式下地区之间的比较,明确城市扩张对城郊生态系统土壤安全的影响机制;建立和完善基于\"土壤安全\"的城郊生态系统服务评价框架,深入研究城郊生态系统格局-过程-服务之间的关系;明确解析城郊土壤主要污染物来源及其复合污染状况,并结合区域特征,因地制宜开展科学的生态规划,优化城郊景观格局,提升城郊地区土壤安全与生态系统服务功能;明确土壤安全在城郊生态系统可持续发展目标中的重要性,建立科学合理的管理政策。     

生态安全格局中生态廊道宽度研究进展

生态廊道是生态安全格局的重要组成部分,其宽度的科学设定是生态廊道规划与设计中至关重要的一环。本文基于现有文献中生态廊道宽度的研究成果,全面梳理了相关理论,重点总结了生态廊道宽度的提取方法,提出了未来的研究方向。生态廊道宽度的提取方法包括根据保护目标移动的范围、参考已有研究、基于电路理论的累积电流的变化及结合其他模型确定4类。其影响因素包含保护目标的生态需求、廊道的边缘效应、建设成本、政策侧重等。目前,已经形成多种生态廊道宽度的确定方法,但仍需提高精细化程度。未来研究重点包括生态廊道宽度理论基础、精细化设定方法、有效性验证、形状研究等。本文可为生态廊道宽度研究提供有效的思路、增强其落地建设的可行性。     

景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径

生态恢复与重建是跨尺度、多等级的问题,其主要表现层次应是生态系统（生物群落）、景观,甚至区域,而不能仅仅局限于生态系统。景观的恢复与重建是针对景观退化而言,景观退化从表现形式上可分为景观结构退化与景观功能退化。景观结构退化即景观破碎化,是指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度(connectivity)减少的现象;而鲜受重视的景观聚集（aggregation）在很多情况下同样具有造成景观退化的负面效应。景观功能退化是指与前一状态相比,由于景观异质性的改变导致景观的稳定性与服务功能等的衰退现象。景观恢复是指恢复原生生态系统间被人类活动终止或破坏的相互联系;景观生态建设应以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段,包括调整原有的景观格局,引进新的景观组分等,以改善受胁或受损生态系统的功能,提高其基本生产力和稳定性,将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。二者的综合,统称为景观生态恢复与重建,是构建安全的区域生态格局的关键途径。其目标是建立一种由结构合理、功能高效、关系协调的模式生态系统（model ecosystem）组成的模式景观（model landscape）,以实现生态系统健康、生态格局安全和景观服务功能持续,以3S(RS,GPS,GIS)技术为支撑的GAP(ageographic approach to protect biological diversity)分析将为大尺度景观恢复的诊断、评价、规划提供重要的手段。景观中某些关键性点、位置或关系的破坏对整个生态安全具有毁灭性的后果,研究景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局已成为景观生态学家关注的焦点。     

中国城镇化对森林生态安全的影响

森林关系国家生态安全,城镇化已经成为中国的一个重要发展战略规划。既要推进城镇化,也要提高森林生态系统的安全性。中国城镇化是提高森林生态系统安全性还是恶化森林生态环境,存在争议。借鉴PSR模型、EKC曲线,采用1999-2018年中国省际面板数据,分析森林生态安全指数时空变化,建立固定效应模型研究中国不同时期、不同区域城镇化对森林生态安全的影响,得出以下结论：①1999-2018年,中国森林生态安全指数均值从0.4683上升至0.5038,森林生态安全水平整体上得到了提升。②总体样本上,城镇化与森林生态安全指数之间存在倒\"U\"型。城镇化水平较低时,能够提高森林生态安全水平,反之,降低森林生态安全系统的安全性。③城镇化对森林生态安全的影响存在时间差异性,1999-2010年,城镇化与森林生态安全显著正相关,而2010-2018年,二者负相关。④城镇化对森林生态安全的影响存在区域差异性。东部地区城镇化与森林生态安全显著负相关,而中西部地区二者正相关。此外,三二产业占比与森林生态安全指数正相关,产业结构升级带来森林生态安全的改善。基于以上分析,本文建议：①城镇化水平较低的地区,加快农村劳动力向城市转移,促进农村人口向城市集聚,而城镇化水平较高的地区,加强森林生态安全红线控制,降低能源总量消耗和污染总量排放。②用生态文明理念引领产业结构实现绿色转型,推进循环经济。     

以生态景观构建乡村审美空间

乡村审美空间表层是非功利的,实质深层映射出人地关系本质的取向价值,是人地关系永久可持续发展问题。目前乡村研究多注重经济和土地利用,而以现实生态景观构建乡村审美空间还是有待于探讨的重要课题。近年来快速城市化发展,区域中的自然地理性质破坏对于乡村景观是致命的。立足地理生态环境架构乡村审美空间,分析乡村生态景观和审美空间对应的元素,以多尺度景观层面探寻表现在与之相映的景观空间形态结构、格局演化进程与机理响应,进而构建审美空间,组合形成现实的美丽景观体系。将生态文明和社会发展要求安排在景观空间格局配置的中,形成保持整体环境的景观网络。使得风景美的概念渗透在于城镇、乡村以至农田等更广阔的领域,从而建设具有风景画境界的\"美丽乡村\"。     

基于生态系统服务视角的山水林田湖草生态保护与修复——以洞庭湖流域为例

山水林田湖草系统保护与修复的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。基于山水林田湖草生命共同体理念,以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,提出生态系统服务视角下的山水林田湖草系统治理框架,以实现流域生态系统整体保护、质量提升和格局优化。基于该框架,以洞庭湖流域为例,通过流域生态系统格局、生态系统质量状况分析、流域生态系统服务重要性评估和生态问题识别,构建流域生态安全格局,为实现可持续的山水林田湖草生命共同体提出系统保护与修复布局建议。通过洞庭湖流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复重要区域的识别提供了可借鉴的指标和定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

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。     

多源数据协同的城市建成区变迁及景观生态安全格局演变分析: 以辽宁省为例

掌握建成区变迁并构建省域尺度生态安全格局;是维持地区生态安全的重要手段。基于Google Earth Engine云平台获取的夜间灯光数据及土地利用数据、兴趣点数据;使用融合算法提取辽宁省各地级市建成区;并结合省域尺度生态安全格局、城市扩张方向等探索辽宁省景观生态安全格局的时空变化特征。结果表明:（1）融合提取法可弥补单一数据源在省域尺度建成区提取中的不足;建成区提取精度平均为88%;较单一夜光数据提取精度平均提高了33%;（2）基于形态学空间格局分析模型及最小累积阻力模型提取核心区域;筛选出28块生态源地;共识别58条生态廊道;并建立不同半径为缓冲区的生态安全距离;构建省域生态安全格局;（3）以建成区面积、人口及GDP为指标建立城市重心;以2012年为基准;城市总体重心向西南方向小角度偏移。将建成区长时序变迁与生态源地、生态廊道及生态缓冲区构建的生态安全格局作为城市生态规划;对提升省域尺度城市规划和生态协同具有重要意义。     

区域生态安全格局研究进展

如何构建一个安全的区域生态格局,对土地可持续利用和区域生态安全有重要意义。区域生态安全格局的构建需要多学科的综合、多角度的分析和多种实现手段的结合,一般从景观格局优化、土地资源优化配置和景观恢复等途径入手,构建结构合理、功能高效、关系协调的区域生态安全模式。在分析国内外相关研究进展的基础上,对区域生态安全格局构建在数量优化、空间优化和综合优化等方法进行了总结,在此基础上提出了构建区域生态安全格局的思路：区域生态现状评价、情景预案与目标设定、区域生态安全格局设计、方案实施及其效果评价、方案调整与管理。未来区域生态安全格局研究的趋势表现为：空间优化模型的进一步改进;区域生态安全标准量化的探索;注重公众参与机制和不同组织水平利益相关者的协调。     

1995-2015年武汉城市湖泊景观生态安全格局演化

以1995、2005、2015年3期遥感影像为数据源,通过景观指数和GIS空间分析方法研究武汉中心城区湖泊系统景观格局的演化特征,进而构建湖泊景观生态安全评价模型,以揭示武汉中心城区湖泊系统景观生态安全格局演变规律,并探讨其驱动因素。研究结果表明：（1）近20年来武汉中心城区湖泊系统总面积呈现不断下降趋势,1995-2005年以年均2.4%的速率缩减了28.95 km²,2005-2015年以年均1.8%的速率缩减了17.47 km²。（2）研究期湖泊系统的斑块密度、分维数呈现不断降低趋势,这表明武汉中心城区湖泊破碎化程度在不断降低,湖泊形状趋于简化;而连接度呈现不断增加趋势,湖泊分布集聚趋势不断加强,空间结构趋于紧凑集中。（3）武汉城市湖泊系统总体景观生态安全呈现不断恶化趋势,而次级湖泊水系景观生态安全呈现不同的演化特征。城市建成区的迅速扩展、湖泊由农业生产对象转化为可利用发展用地、房地产事业成为支柱产业是湖泊系统遭填占最主要的动力,直接危害了其景观生态安全,而市民环境意识提高引发湖泊保护倡议和实践,对湖泊景观生态安全产生着积极影响。对湖泊景观生态安全格局演变特征及驱动因素的研究,可以为武汉制定行之有效的生态管理政策和环境治理措施提供重要支撑。     

南充城市扩展中的景观生态安全格局

基于景观生态安全格局理论和RS、GIS技术,选择地形条件、洪水危害、土壤侵蚀、植被覆盖、地质灾害和生物保护6个要素作为城市空间扩展的生态约束条件,分析了南充市的生态安全等级分布,依据最小积累阻力模型,构建了生态廊道和生态节点等来加强生态网络的空间联系,在保障生态安全的基础上对城市合理的扩展趋势以及空间布局的优化进行分析.结果表明:南充市市域范围内整体生态安全状况较好,低生态安全水平区域较集中地分布于市区南部的嘉陵江下流区域和城郊西部山地;生态要素是南充市城市空间未来扩展的重要制约条件;南充市东部、北部存在发展空间,以卫星城镇模式增长可最大程度地保证南充市的生态安全.     

山水资源型城市景观生态风险评价及生态安全格局构建——以张家界市为例

区域生态安全是现代城市健康发展的重要内容,科学认识与评价区域生态风险与构建生态安全格局,有利于综合提升区域生态安全水平。以张家界市2019年高分二号遥感解译数据为基础,使用GIS空间分析与Fragstats软件构建景观生态风险指数,对景观生态风险空间分布特征进行分析;利用最小累积阻力模型(MCR),以9个自然保护地为生态源地,以景观生态风险指数、植被覆盖度、高程、坡度、与道路距离、与水域距离构建阻力面,识别生态廊道与生态节点,构建生态安全格局并提出生态安全保护策略。结果表明：(1)研究区景观生态风险空间差异明显,生态风险呈现“中部、四周低,高值区总体沿澧水水系呈条带状延伸”的空间分布规律;(2)低、较低、中、较高、高生态风险分别占比21.59%、41.79%、22.57%、12.08%、1.98%,其中较低生态风险占比最高,高生态风险占比最低,各区县高生态风险压力排序为：永定区>慈利县>桑植县>武陵源区;(3)研究共识别出生态廊道24条,生态节点47个,生态廊道累积长达872.35km,生态廊道与生态节点分别呈现“三横四纵”、“中多西少,南多北少”的空间分布特征;(4...     

城市化对森林植被、土壤和景观的影响

用纽约市“城区－郊区－农区”１４０ｋｍ长的森林态样带研究了城市化对森林植被,土壤重金属含量和森林景观的景响,随着距市中心的距离加大,森林植被的类型,种类组成及结构有明显的不同;土壤主要重金属含量逐渐降低。森林景观斑块数量减少,斑块面积在,景观异质性降低,这些变化与交通密度,道路密度,人口密度以及城市土地利用率有显著的相关性。     

基于不同网格尺度福州主城区鸟类多样性与景观特征的关系研究

理解城市鸟类多样性与景观特征的关系对城市生物多样性保护和可持续发展具有重要意义。通过爬取中国观鸟记录中心网站2020年福州主城区436份观鸟报告数据计算鸟类丰富度指数(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H)和Simpson多样性指数(D);基于谷歌地球引擎和高分辨率Worldview影像量化景观特征因子;在此基础上,采用Mann-Whitney U检验了两个网格尺度(300 m和1000 m)下S、H和D指数的差异性;运用广义线性模型探究了两个尺度下影响鸟类多样性指数的关键景观因子及其重要性。结果表明：(1)2020年研究区内共观测到242种鸟类,隶属19目59科,雀形目鸟类为优势种;数量占比从高到低依次为留鸟、冬候鸟、旅鸟和夏候鸟,分别为63.53%、25.83%、6.71%和3.93%;(2)两个尺度下鸟类多样性指数差异明显,1000 m尺度下S和H指数均显著高于300 m尺度(0.05相似文献   

Landscape ecological safety assessment and landscape pattern optimization in arid inland river basin: Take Ganzhou District as an example

Abstract

Landscape ecological security assessment aims to make a comprehensive evaluation of regional landscape ecological security through the construction of regional ecological security evaluation indicator system. According to the theory of landscape ecology, spatial principal component analysis (SPCA) and GIS techniques, we obtained the distribution of landscape ecological security pattern of Ganzhou District, Gansu province, China. We obtained the ecological sources, corridors, and nodes according to the minimum cumulative resistance (MCR) model to optimize the structure and function of ecological function network. The following results were found: the comprehensive landscape ecological security situation of the research area was on the average. The spatial distribution pattern of landscape ecological security level indicated that the low level of safety were mainly distributed in the Gobi and desert areas in the north, accounting for 19.9% of the study area, while the high safety level was mainly distributed in the northwest and southeast of the Heihe River basin, accounting for 24.8% of the study area. With points, lines, and surfaces being interlaced, a regional ecological network was constructed, which was consisted of six ecological corridors, 14 ecological nodes, a large ecological source area and a plurality of small source areas, and could effectively improve landscape ecological security level of the study area.