基于图论法对城市水系连通性表征及优化

基于景观生态学中“点–边”数量关系建立水系环度（α）、节点连接率（β）和网络连通度（γ）3种水系连通性评价指标,绘制出南昌市水系“节点–廊道”有向图,并以城市湖水体引流化污为切入点来优化城市水系连通性。研究表明：① 南昌市城区水系存在廊道空间分布不均匀,湖节点与其他水系节点连接的廊道较少等问题;② 优化后的城区水系相较于现在水系,其中水系环度（α）提高75%,节点连接率（β）提高14.88%,网络连接度（γ）提高14.63%。在城市水系连通性优化中,不应过分追求连通性而盲目增加湖泊廊道,应在连通性与湖泊连接的廊道数量之间保持一个平衡关系,以免水体污染物在湖泊中淤积。     

四种河流水系阻力下的黄河三角洲湿地生态网络构建及对比研究

构建生态网络是增加景观连通性的有效途径,对提高生态系统整体性和保护关键生境具有重要意义。阻力面设定是生态网络构建的前提。以黄河三角洲天然湿地为研究对象,采用最小成本路径方法,设置4种河流水系阻力方案,即基础河流水系阻力、河流水系阻力减半、河流水系不设阻力和缩小阻力赋值区间,构建生态网络。并耦合网络分析方法和景观连通性指数,评价生态网络的连通性,探讨4种河流水系阻力设定对黄河三角洲湿地生态网络构建的影响。研究结果表明,不同的河流水系阻力赋值方案产生的湿地生态网络存在显著差异,阻力赋值大小与赋值区间对构建的生态网络结构产生重要影响;基础河流水系阻力产生的生态网络1和水系阻力减半构建的生态网络2的空间分布相对一致,节点、潜在廊道和长度总体变化不大;河流水系不设阻力时,生态网络3的空间分布发生较大改变,节点和潜在廊道长度增加,潜在廊道路径多与河流水系重叠,尤其是在黄河现行河道和黄河故道;缩小河流水系阻力的赋值区间,生态网络4的结构更为复杂,节点数、廊道数量和长度都显著增加。网络结构评估结果进一步表明,4种方案都能生成闭合的网络,当河流水系作为不适宜生境时,随着河流水系阻力的减小,网络闭合度(α指数)、线点率(β指数)、连接度(γ指数)、成本比(cost ratio)依次增大;缩小了阻力赋值区间,生态网络4的网络连接度、连接数和闭合度都相对最高。随着距离阈值的增大,生态网络的景观连通性提高;当距离阈值小于12 km时,4个生态网络的连通性小幅增加,当距离阈值大于12 km时,生态网络3的景观连通性明显高于其它3个网络。     

珠江三角洲城市群区域绿道与生态游憩空间的连接度与分布模式

绿道对城市群构建连续的生态开放空间网络具有重要作用。基于珠三角城市群现有区域绿道网络,采用拓扑网络和社会网络分析评估生态游憩空间的连接度,揭示生态游憩空间联系的空间分布模式,结果表明：“生态游憩空间-区域绿道”拓扑网络的α、β、γ指数分别为0、0.386、0.129,说明网络中点和边较少,网络为树状形,环通性不高,总体连接度较低;绿道对生态游憩空间的连接度呈集群式分布,且处在边缘的凝聚子群连接度高于中心地区的子群;各集群之间的连接度呈现出东部-北部区域大于西部、东西部之间空间分割性比较明显的格局;连接度分布模式的形成主要受绿道政策与布局、绿道建设机制、生态游憩空间规模集聚格局、地理阻隔与空间邻近性的影响。最后,论文提出了优化“生态游憩空间-绿道”分布模式、构建连接度更高的生态开放空间系统的路径,给中国城市群规划和发展提供参考。     

基于景观破碎化指数的西双版纳生态安全格局构建与优化

以西双版纳为研究区,基于生态系统服务和生态敏感性,采用热点分析法提取出生态源地,构建景观破碎化综合指数修正地物赋值的阻力系数,基于MCR模型识别出生态廊道和生态节点,构建和优化西双版纳的生态安全格局。结果表明：1）重要生态源地20个,总面积为7 709.56 km²,占西双版纳州面积的40.33%。2）与夜间灯光数据校正的阻力面相比,基于景观破碎化指数修正的景观阻力面空间分异更加显著,且在廊道空间分布、避开人类活动冲突区、网络连接度和廊道对比验证上效果较好,说明基于景观破碎化校正的阻力面在夜间灯光数据较弱的区域具有较强的适用性。3）生态廊道包括631.73 km的潜在廊道和278.59 km的关键廊道,呈现大半环和小环状相结合的空间形态;生态节点包括20个资源战略点、4个生态战略点、27个生态暂歇点和24个生态断裂点。4）在现有生态安全格局的基础上,依据现有的自然本底条件和生态格局,优化出“一带一廊四组团”的生态空间结构布局。     

银川市景观生态风险评价与生态安全格局优化构建

银川市生态保护与高质量发展已成为黄河流域可持续发展的重要组成部分,亟需优化区域生态安全格局。以银川市为研究区,综合生态风险评价模型和最小累积阻力模型,分析了银川市景观生态风险的时空分异特征,构建了生态安全格局并提出了生态安全保护策略。结果表明：（1） 银川市景观生态风险整体呈中北部高、南部低的空间分布特征,2000、2010年和2020年的景观生态风险指数平均值分别为0.2155、0.2145和0.2130,生态风险整体呈下降趋势,生态风险等级总体由高等级向低等级转移。（2） 共识别优化银川市生态廊道22条,生态节点52个,生态廊道累计长度约511.23 km,大致呈“北西—东南”方向网状分布,北部稀疏、南部密集。6条关键廊道贯穿南北,沿贺兰山国家级自然保护区—黄河—白芨滩国家级自然保护区一带分布,形成了“三纵”的空间格局分布特征。（3） 银川市优化后的生态安全格局由819.56 km²的生态源地、22条生态廊道和52个生态节点构成,并提出了针对生态源地、廊道和节点的生态安全保护策略,以期为银川市景观生态风险评价和生态安全水平的提升提供理论参考和依据。     

耦合生态服务的区域生态安全格局研究框架

在深入阐明生态系统服务与区域生态安全格局之间内在联系的基础上,根据人类社会与生态系统之间以生态服务流为纽带形成的反馈机制,提出基于驱动（Driver）-压力（Pressure）-状态（State）-影响（Impact）-响应（Response）区域生态安全格局研究框架。该框架有助于深入理解区域生态安全维持和区域生态安全问题形成的机制,拓展区域生态安全评估、生态安全格局维持和提升的视野。当前,耦合生态服务的区域生态安全格局研究有3个关键的前沿议题：① 生态服务需求和生态服务供给的空间耦合及其对人类活动的响应;② 维持生态系统服务流网络结构完整性和稳定性的人类活动阈值;③ 耦合人类生态服务供给和需求的区域生态安全评估模型。     

基于生态系统服务供需的贵州省生态安全网络构建与优化

贵州喀斯特地区生态本底条件脆弱、生态问题频发,严重制约了区域可持续发展。构建合理的生态安全网络对保障生态环境健康、促进社会-经济可持续发展意义重大。当前针对喀斯特生态安全网络构建的研究多强调生态系统服务的最大输出,忽视了社会-生态系统的相互联系和制约关系,导致构建的生态安全网络总体效果欠佳。基于此,本文以贵州省为例,依据生态系统服务总供给、供需关系界定生态斑块,并结合景观连通性以及重要生态斑块的数量和面积识别生态源地,筛选合适指标构建生态阻力面,通过最小累积阻力模型和重力模型生成生态廊道,并选出重要的生态节点,构建区域生态安全网络;在此基础上,结合生态保护与修复规划,提出区域生态安全格局优化策略。结果显示：(1)基于生态系统服务供需和景观连通性,共识别出研究区23个生态源地,面积为3.42×10⁴ km²,以林草地和耕地的景观类型为主,其中大型生境斑块主要分布在研究区东南部和北部。(2)构建了31条一级生态廊道和34条二级生态廊道,廊道总长度为8.75×10⁴ km;识别出生态节点共78个,沿廊道分布于各区县。(3)为加...     

城市群国土空间生态修复区域诊断——以粤港澳大湾区为例

基于人类干扰评估和生态网络构建,识别粤港澳大湾区国土空间生态修复区域,划定生态源地修复区、生态廊道修复区和踏脚石修复区,提出国土空间生态保护与修复策略。结果表明：1)湾区人类活动对生态环境干扰强度高、影响范围广,高干扰和较高干扰区域占湾区总面积的48.65%,集中分布于湾区中部;2)湾区生态网络整体呈现“两横四纵”的特征,包括北部连绵山体生态屏障、南部近岸海域生态防护带、东部和西部陆域廊道以及中部水域廊道;3)湾区国土空间生态修复区包括生态源地4 687.42 km²,生态廊道1 362.71km,踏脚石833.82 km²,主要分布于肇庆市、惠州市、江门市,从生态网络功能与结构完整的角度,提出国土空间生态修复策略;4)湾区亟待突破区域本位主义理念,凝聚国土空间生态修复协同处置的共识,组建跨域协同治理机构,主导跨区域国土空间生态修复工作。     

基于MSPA与MCR的生态廊道构建及优化研究——以南昌市新建区为例

以南昌市新建区为例,总体按照“源地识别—廊道构建—生态网络优化”的主线展开,综合运用形态学空间格局分析(MSPA)、景观连通指数模型分析、最小累积阻力模型(MCR)、重力模型等方法进行廊道构建,并对生态网络格局进行布局优化。结果表明：(1)核心区、岛状斑块、孔隙、边缘区、环岛区、桥接区、支线七类景观空间用地中核心区面积最大,为880.62 km²,占自然景观面积的73.99%;(2)生态源地共18处,总面积为750.60 km²,占核心区的85.24%,主要分布为北部鄱阳湖区域、中西部梅岭国家森林公园及其周边区域,源地类别上主要分为水域和林岭,生态源地之间连通性较好、生境质量较好;(3)阻力呈现由中部向北部、南部减少的趋势,中部阻力最大,由于城市开发建设人类活动以及山体高程影响,对于生物物种的流动产生一定的阻力作用;(4)构建153条生态廊道,总体分布于中部、西南以及北部区域,其中重要生态廊道为52条,基本串联各重要生态源地;(5)构建“2+7”生态核以及“蓝绿”双带,实现山水环抱、山水共融的生态网络格局。     

生态地理学概念界定及其经典案例分析

对生态地理学的概念进行了详细讨论和辨析,并将它与相近学科如生物地理学、生态地理区划、宏生态学等进行了比较分析,界定了生态地理学的概念。研究认为：生态地理学是生态学和地理学的交叉学科,是研究生态系统各组分关系和生态过程的地理空间分布格局或/和时间演变规律及其与地理环境耦合机制的学科。生态地理学的目的是揭示不同环境梯度下或不同时间尺度上生态系统各组分关系和生态过程的普适性规律及其成因。同时,结合国内外野外实验平台介绍,在全球变化等研究领域列举了经典案例进行分析：① 全球不同气候带森林凋落物分解和碳汇功能的研究;② 中国不同陆地生态系统碳通量和碳汇功能研究;③ 中国东北样带和南北样带陆地生态系统的脆弱性与适应性研究;④ 中国北方草地样带尺度的生态系统生态学研究。主要目的是在辨析生态地理学概念的基础上指出未来发展方向,推动生态地理学的发展。     

中国西北干旱区自然保护区生态脆弱性评价——以甘肃西湖、苏干湖自然保护区为例

依据中国西北干旱区生态环境的特性和演化规律,从气候条件、土地资源、生境状态及人为干预4方面筛选12个指标,构建西北干旱区自然保护区生态脆弱性评价指标体系,并对各指标进行分级.采用层次分析法确定指标权重,建立生态脆弱性综合评价模型.在甘肃敦煌西湖自然保护区和苏干湖自然保护区应用表明,指标体系合理,模型适用.评价认为,西湖自然保护区目前总体状态为中,高度脆弱,苏干湖自然保护区为轻,中度脆弱.在原生脆弱性方面,两者等级相当,但西湖更脆弱;在次生脆弱性方面,西湖已受到显著影响,次生脆弱性严重.     

三江平原浓江河湿地生态廊道区及其周边春季鸟类多样性研究

浓江河湿地生态廊道是连接三江平原洪河国家级自然保护区湿地和三江国家级自然保护区湿地的生态廊道.2008年春季,对浓浓江河湿地江湿地生态廊道鸟类资源开展了调查研究.在研究区5种鸟类栖息生境共设立11个调查点,共记录有鸟类14目26科68种,3 220只.浓江河湿地生态廊道鸟类多样性指数(H')较高,生境主要以沼泽湿地为主,不同栖息生境中鸟类多样性指数表现为H'沼泽(1.260 1)>H'水域(1.248 8)>H'居民区(0.903 1)>H'农田(0.872 8)>H'林地(0.871 6);均匀性指数(E)表现为E水域(0.182 3)>E农田(0.164 6)>E林地(0.142 9)>E沼泽(0.110 5)>E居民区(0).维持浓江河湿地生态廊道沼泽和水域的面积对于保护该廊道的功能具有重要意义.     

基于栅格数据和图论算法的生态廊道识别

利用图论中最短路算法思想和ArcGIS的空间分析功能,对生境中动物迁徙廊道的识别与构建进行研究。通过对具有不同空间自相关特征的模拟景观进行分析,发现该方法具有较好的适应性,能识别出不同类型模拟景观的廊道。在模拟景观分析的基础上,将该算法应用于长沙市大河西先导区,计算了先导区重要栖息地之间的廊道。研究表明该计算方法提取的生态廊道具有明显的冗余性,充分反映了物种在不同栖息地之间迁徙的需求,具有一定的生态学意义。同时廊道提取结果在一定程度上反映了城市发展对生态系统尤其是生态廊道的胁迫与挤占。通过对廊道空间结构的分析还发现生态廊道存在一定的瓶颈区域,对该区域的生态恢复与重建将对物种多样性的保持起到关键作用。该方法为区域土地管理以及生态环境保护规划提供一定的科学依据。     

基于遗传算法和图论法的生态安全格局构建与优化——以武汉市为例

以武汉市为例,通过分析生态系统服务价值、生态敏感性、景观连通性及生态需求识别武汉市陆地和水域生态源地,利用遗传算法获取最优生态源地。在此基础上,利用最小累积阻力模型（MCR）分别提取陆地和水域生态廊道,将生态源地与生态廊道叠加构建2017年武汉市生态安全格局。研究表明：2017年武汉市生态源地总面积约为1 917.342 km²,其中陆地和水域生态源地面积分别为780.217 km²和1 137.125 km²;利用遗传算法识别的最优陆地和水域生态源地分别为65和32个,所提取的生态廊道总长度为2 305.37 km,其中陆地和水域生态廊道长度分别为1 497.86 km和807.51 km;武汉市生态安全格局呈现“三横、三纵、三团簇”特征。此外,分别新增了8个陆地和水域生态垫脚石及5个生态源地,运用图论法对比优化前后相关指标,发现优化后可构建更完善的生态安全格局,优化方案可行。该生态安全格局构建与优化方法可为高速发展的大都市的生态安全格局研究提供更科学的参考。     

Developing Regional Ecological Networks along the Grand Canal based on an Integrated Analysis Framework

As a complex social ecosystem network, the area along the Grand Canal has a prominent contradiction between the demand for economic development and the protection of natural resources, which means that there is an urgent need for ecological restoration and environmental protection. Using ArcGIS, Conefor, Linkage Mapper and other software platforms, this paper developed an integrated analysis framework, through loose coupling of the attribute-function-structure index system and a series of methods such as the least cost path, circuit theory and moving window search. Based on the framework, we resolve a series of scientific issues in developing regional ecological networks, such as the selection of ecological sources, the simulation of potential ecological corridors, the assessment of the importance of ecological sources and corridors, and the identification of key ecological nodes. Moreover, an overall conservation pattern of the regional ecological network is constructed. The results show that: 1) A total of 88 important ecological sources are identified in the study area. The patches with high centrality values are mainly concentrated in the southern mountainous area and the areas with abundant rivers and lakes. 2) A total of 138 important ecological corridors are identified, and they are not evenly distributed. Extremely important corridors mostly appear between important patches, and very important corridors are mainly distributed in the central area. 3) Fifteen ecological pinch points are extracted, and they are mainly concentrated in the northern part of the study area and eastern Zhejiang Province. The barriers are mostly concentrated in the southern and northern parts of the study area. 4) Combining the demands of ecological protection and socioeconomic development, we propose an overall ecological conservation pattern of “one axis, five sections, multiple cores and multiple nodes” to effectively guide future ecological restoration work. These results can provide a useful reference and spatial guidance for decision makers in terms of ecological restoration and cooperation on cross-regional ecological protection along the Grand Canal.     

甘肃内陆河流域生态功能及保护对策

从阐述张掖生态功能的重要意义入手,阐明了祁连山森林、湿地、人工绿洲成板块结构镶嵌分布,组成了强大的生态屏障,阻止了沙漠化的进程。针对张掖生态安全屏障保护存在的主要问题和甘肃祁连山国家自然保护区及张掖黑河湿地国家自然保护区建设现状,提出了祁连山自然保护区生态保护与管理及湿地国家级自然保护区生态恢复与综合治理的具体措施,为甘肃内陆河流域生态安全屏障建设提供参考依据。     

衡水湖国家自然保护区生态敏感性分析

衡水湖自然保护区是华北地区第一个内陆淡水湿地国家级自然保护区,具有独特的自然景观,生物资源十分丰富,但近年来区内的人类活动对其生态环境产生了严重影响。应用生态因子评分方法对保护区进行生态敏感性分析,首先将保护区划分为13个生态单元,依据原则(科学性、代表性、可行性以及定量性等原则)并结合实际选择出评价因子,然后进行各生态单元的自然因素生态敏感性分析和社会因素生态敏感性分析,在此基础上进行保护区的生态敏感性综合分析。依据计算结果,将保护区中各生态单元划分为最敏感区、一般敏感区和弱敏感区3个等级,明确了生态敏感性的区域分异特征,为该区今后合理的产业布局、区域生态环境保护提供了科学依据。     

2005-2009年三江源自然保护区生态保护和建设工程生态成效综合评估

本文评价了三江源自然保护区生态系统宏观结构及涵养水源、保持水土、保护生物多样等主要生态服务功能,分析了自然保护区生态保护与建设工程的生态成效及其原因。结果显示,工程实施后,各自然保护区的土地覆被转类指数明显增加,生态系统宏观状况好转;保护区内草地生产力皆呈增加趋势,水域面积增加,食物供给能力提高,栖息地生境好转。森林类保护区的森林面积减少趋势得到遏制;湿地类保护区的湿地面积多呈增加趋势;草地类保护区的草地减少趋势缓解,荒漠化明显遏制,草地植被覆盖度有所增加;冰川类保护区多条冰川出现明显退缩导致冰川融水增多,有利于雪线以下草地净初级生产力的增加。