基于MSPA和MCR模型的舟山岛生态安全格局构建及优化

随着城市化进程的不断推进,海岛生态安全格局完整性逐渐降低、生态安全风险逐渐增加。为提高海岛地区应对生态风险的能力,本研究选择舟山岛作为研究对象,通过生物多样性维护功能重要性评估,结合形态学空间格局分析（MSPA）和景观连通性分析,筛选出10个生态源地。基于最小累积阻力模型（MCR）搭建生态廊道并基于重力模型分析廊道的重要程度,构建了33条潜在生态廊道和12条重要生态廊道,通过网络闭合度（α指数）、线点率（β指数）以及网络连接度（γ指数）评价了研究区生态网络完整度,并运用Linkage Mapper识别出多个重要生态节点。研究表明：（1）舟山岛生态源地斑块较细碎,面积为72.36 km2,约占研究区面积14%;(2)总体生态阻力较低,低阻力面面积为254.69 km2,占研究区总面积约50%;高阻力面主要为舟山岛沿海城市建设区,面积为141.99 km2,约占研究区面积28%;(3)生态网络完整度评价结果表明,生态网络中供物种迁移扩散的路径不足,生态网络整体循环性和流通性有待提高;（4）位于源地间的小块耕地和建设用地一定程度上阻碍和限制了区域生态安全格局的构建。基于上述结果,提出了“一带...     

东海海岸带生态安全评价及景观优化研究

本文以东海区海岸带为例，采用空间主成分分析法，对 2015 年东海区沿岸县级陆域的生态安全程度进行评价，并运用累积阻力模型，分析东海区海岸带的生态源地、廊道和核心节点，在此基础上提出优化布局思路。结果表明： （1） 林地、气候和地貌等自然要素及其质量对区域生态安全性有显著影响，植被覆盖度对生态安全的贡献率占 38.8%，是影响生态安全最重要的因子；此外，开发建设程度亦有影响生态安全的效果，此效果略小于自然要素； （2） 东海海岸带的生态安全指数在1.61~5.89 之间，表明东海区生态环境质量大体趋好，生态安全指数呈现出显著的南北分异和东西分异态势； （3） 构建以“四片区、三组团、两廊道、多中心”为核心的东海区海岸带生态景观的优化布局方案，以期为海岸带地区生态安全建设提供参考.     

陆海统筹视角下海岸带生态修复分区研究——以象山港流域为例

为系统推进海岸带生态修复和实现海岸带可持续发展,文章以象山港流域为例,基于国土空间重塑理论和景观生态理论,在陆海统筹视角下构建“本底评估-风险诊断-格局构建-分区修复”的海岸带生态修复分区技术框架,并进行生态修复分区。研究结果表明：象山港流域的生态重要性整体较高,其中林地水体生态系统是核心,约有50%为生态极敏感区域和生态高度敏感区域;12个生态源地通过生态廊道相互连接,呈现“两横一纵”的总体生态安全格局;结合生态安全格局构建、生态重要性和生态敏感性分析以及海洋功能区划,象山港流域可划分为2个等级生态源点、3条生态带、1个恢复区、3个缓冲区、3个保育区和5个修复区,分别开展相关生态修复工程。     

象山港流域景观生态风险格局分析

分析评估海岸区域的生态景观和生态风险,对维持海岸带资源环境的可持续发展有重要意义。以1985、1995、2005及2014年4个时期的TM遥感影像为象山港流域景观格局分析的主要数据源,构建景观生态风险格局演变模型,对流域生态风险的时空特征进行分析。结果表明:(1)1985-2014年,研究区内景观结构发生了较大的变化,耕地、林地以及滩涂面积均呈减少态势,建设用地、未利用地和养殖用地及盐田面积呈增加态势;(2)近30年来,研究区内的景观生态风险在时间演变过程上发生了显著变化。1985年,象山港流域景观以低、较低等级生态风险区为主,分别占全区总面积的48.01%和34.35%,1995年低、较低等级生态风险区面积均有不同程度减少,中等生态风险区面积显著增加。至2014年,低生态风险区面积进一步减少,而高、较高生态风险区面积增加明显;(3)从风险格局演变来看,1985-2014年象山港流域景观低、较低等级生态风险区不断向流域上游迁移,面积呈减少趋势,中等、较高和高生态风险区在沿海地区不断扩展,侵占生态风险等级相对较低区域,以沿海平原的淤泥质海岸尤为典型。     

基于生态网络功能辨识的海坛岛生态保护和修复策略

优化国土空间开发格局和生态保护修复成为推进生态文明建设的重要举措,构建区域生态网络并识别其关键生态功能区域,是开展国土空间格局优化和生态修复工作的重要切入点.选择海坛岛为研究案例,利用遥感信息源和GIS空间分析等技术方法,辨识出区域潜在的生态网络功能结构.通过景观连接度的重要值评价,揭示海坛岛生态源地和生态节点的重要性...     

基于生态系统服务的黄河三角洲生态风险评估研究

生态安全与人类福祉密切相关,因此量化区域生态风险能够有效地对高风险地区进行防范,同时更利于区域可持续发展。本文通过InVEST模型测算黄河三角洲区域1990年、2000年、2010年、2020年生态系统碳存储、生境质量和土壤保持3种生态系统服务的物理量,根据测算结果构建生态风险评估模型,在此基础上对黄河三角洲生态风险进行时空格局演变特征分析。结果表明:1)黄河三角洲区域生态系统服务整体弱化,在建设用地、水域等区域最为明显。2)1990—2020年黄河三角洲区域碳存储整体呈现内陆高沿海低的空间格局,生境质量空间波动范围增大,土壤保持能力降低。3)黄河三角洲区域生态风险有上升趋势。沿海水域及建设用地区域受风险概率较大,而林草地等植被覆盖区域生态风险低。研究结果可为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策支持与参考。     

滨海生态廊道构建指标体系研究——以杭州湾北岸上海段为例

由于受自然侵蚀和人类活动的影响,海岸带生态环境遭到破坏,正面临海岸线受损、湿地面积减少和植被退化等问题,如何实施生态修复保护海岸带已经成为沿海城市面临的重大机遇与挑战。构建滨海生态廊道正是保护海岸带的有效措施之一。生态廊道具有保护生物多样性、过滤污染物、调控洪水和连接景观斑块等多种生态功能,滨海生态廊道的构建可以缓冲海洋资源保护与城市发展之间的矛盾。文章以杭州湾北岸上海段为例,在上海市海洋保护修复和生态廊道建设的实践基础上,从廊道内部与外部空间、景观绿化和海洋生态基底等方面提出了一系列滨海生态廊道的具体指标和建议值,并结合杭州湾北段的生境现状,从廊道的生态功能与社会功能两方面提出构建滨海廊道的建议。     

基于回归分析的河流水体净化能力研究——以大沽河为例

依据近20a现场监测数据,结合净化试验,应用回归分析法建立了大沽河水体净化模型,研究了其常规流量下(污染较重)的水体自净规律,对确定大沽河水环境容量、污染物总量控制目标与水质保护目标,具有重要现实意义.回归分析法比较适用于北方季节性河流水体净化能力的研究,准确性较高,且具有较强的推广价值.     

东海区大陆海岸带景观格局变化及生态风险评价

基于1990-2015年东海区海岸带6期遥感影像数据,分析了景观格局的动态变化,构建景观生态风险指数,对不同时期研究区的生态风险进行了评价。结果表明:(1)东海区海岸带景观以林地和耕地为主导,耕地面积急剧下降,而建设用地面积增长迅速,增长率为155.55%;(2)研究区生态风险程度加深。1990-2010年中生态风险区占主导地位,2015年较高生态风险区上升为主导地位,占整个生态风险区面积的33.39%,至研究期末高生态风险区面积增加了6 267.83 km2。空间上,生态风险高等级区呈现出向沿海地区扩展的趋势,沿海港口城市面临较严重的生态风险。省域和县级市尺度下的景观生态风险时空差异也较大;(3)生态风险等级转换差异较大。生态风险转移主要是由低向高等级转换,且其生态风险等级年均转换速率呈上升趋势,由低到高等级方向转移是由高到低等级方向转移面积的12.01倍。     

黄河三角洲NDVI时空演化特征及其驱动因素

为了解黄河三角洲地区植被盖度的时空动态,在利用遥感资料分析归一化植被指数(NDVI)空间分布格局及其年际变化规律的基础上,进一步探讨了影响NDVI时空变化的自然和人为因素。结果显示,黄河三角洲地区2002、2006、2008、2013年10月的NDVI均值分别为-0.04、0.06、0.10、0.16,NDVI0的区域面积分别约1253、1733、1742、2175km~2(分别占区域总面积的43.67%、60.01%、66.82%、81.77%)。在时间动态上,区域NDVI总体呈逐渐增加的良性发展态势,黄河入海口地区尤为突出;在空间格局上,NDVI可分为高植被覆盖区(NDVI0.4)、中等植被覆盖区(NDVI为0.1—0.4)和稀疏植被覆盖区(NDVI0.1),且按离海远近在区域内分别呈现斜"Y"、斑块和条带状。地形高度、地下水和土壤水盐条件(尤其是潜水氯离子浓度,二者之间R=0.737)等环境因素影响NDVI整体空间分布格局,区域降水和气温等气候条件造成NDVI年际动态变化,而黄河下游生态调度对过水区域特别是河口地区NDVI良性变化具有显著的促进作用。黄河三角洲地区应持续加强生态环境保护与修复,提高植被盖度及其综合效益。     

基于GIS的南海台风风浪预报系统

探索了以组件式 GIS 为平台集成风场与海浪数值模型的关键技术研究及其实现过程,成功构建了南海台风风浪预报系统.该系统实现了数值模型计算所有阶段,即模型前处理、模型计算、模型后处理以及模型计算结果与 GIS 的无缝集成,大大提高了模型应用的可操作性和决策效率.经半年以上时间的使用,取得了良好的运行效果.     

基于多度格局模型的游泳动物群落结构研究

为进一步了解游泳动物群落结构,探究群落结构变动的生态过程,本研究利用生态位优先模型（NPM）、分割线段模型（BSM）、生态位重叠模型（ONM）、优势优先模型（DPM）和随机分配模型（RAM）共5种多度格局模型分析闽南海域游泳动物的群落结构特征。结果显示:闽南海域游泳动物共192种,其中鱼类132种,蟹类31种,虾类13种,头足类10种,口足类6种;NPM拟合游泳动物多度分布的效果较好,ONM的拟合效果较差,闽南海域游泳动物群落结构具有优势种占较大优势、物种生态位之间不重叠的特点;由外海到近岸的渔区,游泳动物多度分布格局由DPM向NPM 转变,NPM的拟合效果渐差,BSM的拟合效果越来越好,群落结构呈现优势种的地位下降、物种数增多、个体数目分配趋均匀的趋势;从低纬度到高纬度,在水深较深的渔区,DPM拟合游泳动物多度分布的效果渐好,优势种的优势地位逐渐升高,种类数变少,物种多度分布越来越不均匀。而在水深较浅的渔区,DPM的拟合效果渐差,优势种的优势地位逐渐下降,种类数变多,物种多度分布越来越均匀。因此,生态位优先模型比较适合闽南海域游泳动物多度分布格局的研究。     

象山港海岸带人工建设地貌强度指数及其空间格局演变特征

随着东部沿海港湾地区的经济迅速发展和人工建设地貌的不断形成,港湾地区地貌格局也产生相应的变化。定量研究海岸带人工建设地貌时空格局变化,对全面科学合理地评价人类建设行为,具有一定的科学和实践价值。本文以象山港1990年、2000年、2010年及2015年4个时期TM/OLI遥感影像作为主要数据源,分析了25 a内象山港海岸带人工建设地貌强度变化,并进一步探讨其空间格局演变特征。研究表明:(1)象山港海岸带人工建设地貌发育呈现出早期高速增长、中期缓慢增加、后续强劲推进的态势,其面积增幅具有显著的历史阶段性特征;(2)各个县(市)区点状和面状地貌斑块数量整体波动上升,但其内部发育水平差异较大,宁海县与象山县地貌发育的速率与程度都处于领先水平;(3)其格局演化过程分为4个重要阶段:点状分散期,面状集聚期,条带状延展期与复合、更新扩散期。     

基于“资源三号”卫星的黄河口湿地景观格局及其空间尺度效应分析

为了在更精细尺度上分析黄河口湿地的景观格局特征,作者基于2012年的国产高分辨率"资源三号"卫星遥感影像,选取斑块类型面积(CA)、斑块个数(NP)、平均斑块面积(AREA_MN)、边缘密度(ED)、平均周长面积比(PARA_MN)、散布与并列指数(IJI)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)8种常用的景观指数,表征景观类型的面积与结构特征、形状特征、聚集特征和景观多样性特征,开展了黄河口湿地的景观格局现状分析,以及空间尺度对黄河口湿地景观格局分析的影响。结果表明:黄河口湿地以裸滩和自然植被等自然景观为主,人工景观所占比重较小,但研究区内油井散布且数量众多,道路修建所导致的景观破碎化已较为明显;总体上,研究区的景观特征具有较强的尺度依赖性,其中表征面积和结构特征的斑块个数、边缘密度、平均斑块面积随着空间尺度的增大有明显的变化,斑块面积则相对稳定,形状特征表现出对空间尺度较强的依赖性,聚集特征随空间尺度的变化不规律,景观多样性特征随空间尺度的变化不明显;不同景观类型的景观特征随空间尺度的变化有较大差异,斑块为条状或斑块边界不规则的景观类型对空间尺度的依赖性更为显著。     

渤海鱼类群落个体数指标时空格局的因子分析

鱼类群落是水域生态系统内生产力动态的重要输出成分,也是当今以生态系统多样性为核心的生物多样性研究的主要内容。分析鱼类群落结构,通常采用描述自然群落多样性综合指数,如物种数、生态密度和群落多样性结构指数(朱鑫华等,1994a, Washington,1984),或通过多元统计分析的方法,比较群落内生物因素的时空格局动态特征及其与非生物环境参数的相关性(朱鑫华等,1994b; Ardisson et al.,1990)、优势种代表站区和主成分鱼种空间分布特征(周建魁,1984;徐青,1988)。本文运用多元统计分析中的因子分析法,解析渤海鱼类群落指标——全部鱼种个体数生态密度(NED)时空分布格局特征,旨在探讨鱼类群落时空格局易变性和稳定性,以解释増殖水域群落结构特征、多鱼种种间关系及其鱼种生态栖息地利用间的相互关系(Ulanowicz and Platt,1985),这一问题已成为当前生物群落动力学研究的热点问题(Diamond and Case,1986, Morris,1987)。     

浙江省三疣梭子蟹产量波动及潜在影响因素分析

依据2000—2015年浙江省三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)渔获量的数据,以及影响渔获量的因素(管理类因素、环境类因素和营养关系类因素等共11个因子),使用广义加性模型(GAM)对各类因素对三疣梭子蟹渔获量的影响进行了分析。结果显示,赤潮面积、捕捞努力量和放流数量对三疣梭子蟹渔获量影响显著(P0.01)。3个因子的累积解释比率达98.3%,其中,赤潮的解释比率最大,达到47.2%,捕捞努力量的解释比率为37.8%,放流数量的解释比率为13.3%。三疣梭子蟹渔获量随着赤潮面积增加有所减少,随着捕捞努力量的加大有迅速增加的趋势,与放流尾数呈现正相关趋势。三疣梭子蟹渔获量的波动受诸多因素的影响。今后需开展更深入的研究,找到可能影响三疣梭子蟹渔获量的其他关键因素。     

中国亚热带-热带3个海区微型鞭毛虫群落优势种和稀有种的分布特征和建群机制

海洋微型鞭毛虫是海洋微型真核浮游生物中非常重要的一大类群,在构成和维持海洋生态系统的结构和功能中扮演着重要角色。微生物群落通常由少数优势种和大量稀有种组成,这种分布模式在海洋微型鞭毛虫群落中也极为常见,并且二者的内在特征可能对群落生物地理分布格局以及生态系统功能产生不同影响。然而在多数研究中并未将两种不同亚群落进行区分,对二者的分布特征、对环境和空间因子的响应以及在总体群落中的生态地位等的认识十分有限。本研究利用高通量测序技术,调查了中国近海亚热带 热带3个自然海区微型鞭毛虫群落中优势种和稀有种的分布特征,并探讨了环境因子和空间因子与不同亚群落之间的关系,利用中性模型揭示了中性过程在群落构建中的作用,最后通过共现网络分析解析了两种不同亚群落在总体群落中的生态地位。结果表明：3个海区微型鞭毛虫群落中的优势类群和稀有类群在多样性和物种组成上具有不同的特征,表现出一定的生物地理分布格局;这与它们受到不同程度环境因子和空间因子的驱动作用有关;中性模型的结果体现了随机过程在两种亚群落中的重要作用;最后,共现网络关系反映出不同丰富程度的生态类群具有重叠但又相异的生态位,从而在同一环境中形成物种的共存,维持了群落结构的稳定,而稀有类群以较高的连接度和更高比例的关键种数目,在网络关系中起到重要的连接作用。本研究初步揭示了中国近海微型鞭毛虫优势种和稀有种的分布特征和建群机制,为深入认识海洋微型鞭毛虫的群落结构、分布格局以及影响其群落构建的生态过程提供理论依据。     

基于景观格局变化的海岸带生态风险评价——以辽宁省瓦房店市为例

文章利用RS和GIS技术手段对辽宁省瓦房店市1990—2015年的变迁过程进行监测,得出各历史时期的土地利用变化信息。将各类土地利用信息与景观生态学相结合,利用景观格局破碎度、景观分离度、景观优势度作为指标构建景观损失指数,并利用景观组分的面积比重构建海岸带生态风险指数。基于ArcGIS和Fragstats软件平台,通过空间采样和插值方法得到区域生态风险的空间分布,据此重构了瓦房店市1990—2015年的生态风险值变化过程。监测表明,1990—2015年期间,耕地、林地和滩涂呈减少趋势,水域和建设用地逐年增加,其他类型变化幅度不大。虽然耕地所占总面积比例由45.37%减少至37.23%,但一直是瓦房店最主要的景观。25年间瓦房店生态安全总体呈下降态势,1990—2015年6时段的生态风险年平均值分别为0.211 9、0.200 3、0.203 2、0.194 9、0.209 7和0.209 1。在时间维度,1990—2005年和2010—2015年生态安全度下降明显;在空间维度,瓦房店市海岸带的李官镇-三台满族乡和谢屯镇-炮台镇的生态风险度高,西杨乡、东岗镇和驼山乡生态风险由极高降为高或中,生态安全度有所提高。研究表明,人口和社会经济发展是影响瓦房店市景观格局变化的主要因素,该区域未来海岸带要实现可持续开发必须要进行科学的规划。     

两种海洋初级生产力模型在长江口毗邻海区的应用比较

河口毗邻海域是海洋浮游植物相对活跃的区域,对初级生产力和全球碳循环有重要意义。本文结合现场实测数据和卫星数据,利用针对近岸优化的切萨皮克湾生产力模型(CBPM)和初级生产力垂向归纳模型(VGPM),分别计算了2018年3、7和10月长江口毗邻海域浮游植物的净初级生产力(NPP)和总初级生产力(GPP)。结果表明,两个模型在研究区域的初级生产力空间分布基本一致：在3月,从高纬度近岸到低纬度远岸递增;7月,初级生产力高值区以长江口和杭州湾为中心呈弧形分布;10月,初级生产力形成两个封闭的高值区。3个月份全部78个站位中有超过98%的站位VGPM的计算结果大于CBPM的结果,且3个月份VGPM的生产力结果比CBPM的计算结果分别高133%、73%和118%。通过与历史实测数据对比可知,CBPM计算所得长江口毗邻海域NPP更加接近历史实测数据。CBPM相比于VGPM更加适合长江口毗邻海域NPP计算的模型。另外,水底溶解氧与GPP、海表叶绿素浓度在各个月份都有显著的负相关关系。     

基于Landsat遥感数据的长岛南部岛群景观格局演化研究

为了了解长岛南部岛群在经济发展背景下的景观格局及未来变化趋势,利用1990~2015年6景Landsat TM5、TM7和OLI8影像数据源,基于地理信息系统(GIS)平台采用决策树分类的方法对长岛南部岛群的景观类型进行了分类,并结合Frag-stats软件提取7种不同的景观格局指数,对长岛南部岛群的景观格局演化特征进行了系统分析。结果显示,人为活动是近年来长岛南部岛群景观格局演化的主要驱动力,该岛群景观类型变化以建设用地、水产养殖用地增加和林地减少为特征,建设用地斑块聚集度指数较高,斑块的聚集度指数逐年增加,整体上斑块的聚集度和连通性很好。不同景观指数(SHDI(景观斑块多样性)、PAFRAC(周长面积分维数)、PD(斑块密度指数)、LSI(斑块形状指数)、CA(斑块面积指数)、AI(景观聚集度指数)、COHESION(斑块结合度指数))对人为扰动因子均具有良好的表征。相关研究结论可为长岛南部岛群综合管理和生态红线划定提供有效依据。