区域生态安全格局构建研究进展与展望北大核心CSCDCSSCI

近年来,城市化的不断推进使得生态系统面临巨大压力甚至诱发生态灾难,而另一方面人类对于生态系统服务福祉的提升提出了新要求,因此经济发展和生态保护两者之间的矛盾不断激化。生态安全格局作为沟通生态系统服务和人类社会发展的桥梁,目前被视为区域生态安全保障和人类福祉提升的关键环节。在系统梳理生态安全格局与城市增长边界、生态网络、绿色基础设施和生态控制线等概念内涵异同的基础上,从热点区域、生态源地指标筛选、生态阻力面设置与修正、相关研究成果应用等方面阐释区域生态安全格局构建的近今研究进展,并指出当前研究的主要不足;同时提出了区域生态安全格局构建的重点方向,即生态安全格局构建的重要阈值设定、有效性评价、多尺度关联和生态过程耦合等四个方面。     

厦门市同安区生态安全格局构建

以厦门市同安区为例,运用遥感生态指数开展生态质量评价,并基于多期数据判断生态质量稳定性,识别生态源地;选取土地覆被、植被覆盖、地形坡度和距水域距离等因子构建生态阻力基面,并采用夜间灯光数据修正人类活动对生态阻力值的影响;进而运用最小累积阻力模型构建生态阻力面,识别生态缓冲区、廊道和节点,构建城市生态安全格局。研究表明：1）2006、2010和2015年同安区RSEI指数分别为0.577 3、0.664 8和0.632 9,生态质量均处于良等,但在2006—2015年间出现先上升后略微下降的变化。2）同安区生态安全格局由生态源地高、中、低3级缓冲区,44条源间廊道和20个生态节点组成。其中,生态源地总面积为293.19 km2,占全区总面积的44.12%。高、中、低3级缓冲区面积分别为478.81、99.52和83.36 km2,分别占全区面积的72.36%、15.04%和12.60%。3）提出以生态安全格局为基础构建“生态安全屏障—廊道—基质”的生态保护框架,为城镇开发提供参考。基于遥感生态指数综合识别的生态源地,具有高生态系统服务价值和高生态敏感性,分布与重要生态功能区基本一致,可为生态安全格局源地识别方法提供参考。     

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。     

基于生态安全格局的关中城市群生态空间结构优化布局北大核心CSCDCSSCI

构建区域生态安全格局、优化城市群生态空间结构,有利于促进社会经济与生态环境的和谐发展。以中国西部关中城市群为例,在RS与GIS技术支持下,通过生态服务重要性与生态环境敏感性评价识别生态源地,并基于最小累积阻力模型构建区域生态安全格局,进而开展生态空间结构优化布局研究。结果表明:(1)生态保护源地面积共26191.19 km^2,占全区的47.51%;(2)除生态源地外,低、中、高水平安全格局区域分别占全区的39.14%、9.86%和3.49%;(3)源间廊道多呈南北走向且连通成网状的程度较低;(4)提出构建以"四带、三区、七组团、十廊道、多中心"为核心的"绿心廊道组团网络式"布局体系,优化关中城市群生态空间结构。本研究可为区域生态保护与城市群可持续发展提供参考与借鉴。     

“生态安全格局”专辑编者按北大核心CSCDCSSCI

20世纪90年代以来,快速城市化的生态环境压力不断加剧,不合理的土地开发利用直接导致了水土流失、植被退化、洪涝灾害等诸多生态安全问题,极大地制约了区域可持续发展,甚至被越来越多地提升到国家安全的高度。未来20年将是我国全面提升城镇化水平、实现生态文明的关键时期,如何妥善处理经济增长与生态保护二者问的矛盾,成为这一时期中国城市化发展战略亟需回应的首要命题。源于景观生态学空间格局与生态过程互馈的理论内核,生态安全格局作为生态文明建设的重要举措,被认为是保障城市生态安全、提升区域生态质量、优化国土开发格局的重要途径。     

基于“重要性—敏感性—连通性”框架的云浮市生态安全格局构建

生态安全格局构建是保障城市生态安全,实现城市可持续性发展的重要途径,也是景观生态学研究的热点领域之一。生态源地识别与空间阻力面构建一直是生态安全格局构建中的技术难点。以广东省云浮市为例,从生态系统服务重要性、生态敏感性与景观连通性三个方面识别生态源地,利用DMSP/OLS夜间灯光数据修正基本生态阻力面,并运用最小累积阻力模型判定生态廊道,从而综合构建云浮市生态安全格局。研究表明:云浮市生态源地占全市总面积的36.47%,主要分布在西部与南部的山林地。云浮市生态廊道总长度为508.87 km,其中景观廊道总长度为315.58 km,组团廊道总长度为193.29 km,呈环状辐射分布于植被覆盖相对较好的山区地带。全市16个自然保护区基本都位于生态源地范围内。构建的"重要性—敏感性—连通性"框架可以为区域生态安全格局构建提供新思路,从而有效指引相关空间规划。     

基于MCR模型的南方稀土矿区生态安全格局分析

南方稀土矿区是世界上主要的离子型稀土矿生产基地,对当地乃至中国都带来了不可估量的经济价值,但是在追求稀土开采的经济效益的同时,由于采矿工艺的不足,产生了一系列环境问题,威胁矿区的生态安全。以赣州岭北稀土矿区为例,基于景观生态安全格局理论及最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance Model,MCR)方法,对矿区的生态源地、生态廊道、生态节点等进行判别与分析,构建了矿区2009、2013和2018年3个年份的景观生态安全格局。结果表明:①稀土矿区的生态源地的斑块面积较小,主要集中于矿区的东西两侧。②在选取年份期间,稀土矿区的生态源地面积、生态廊道、辐射通道及生态节点数量都在不断增加,表明在这9a间,稀土矿区景观生态安全状况得到了一定的改善,但相关部门仍需对稀土矿区的生态安全格局进行进一步的规划和优化。     

基于MCR模型的卡拉麦里地区生态安全格局变化研究

随着生产力的发展,人类在开发活动中导致的植被破坏、水源污染、土壤污染等生态环境问题日益突出,人类活动与自然环境之间的矛盾和保障人类社会的可持续发展已经成为急需解决的问题.利用最小累积阻力模型(MCR)对1990—2019年卡拉麦里地区的生态安全格局变化规律进行分析,并结合元胞自动机-马尔可夫模型(CA-Markov)对...     

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。     

“水-能源-粮食”视角下粤港澳大湾区生态安全格局的构建及优化

从“水－能源－粮食”3个维度对粤港澳大湾区的生态系统服务进行评价,利用珞珈一号夜光数据修正生态阻力面,运用最小累积阻力模型构建并优化湾区的生态安全格局。结果表明：1）粤港澳大湾区生态源地总面积为9 626.1 km²,主要分布在研究区东部和西部的山地、丘陵地区,对应位于江门市、惠州市中部和肇庆市;2）生态廊道共计38条,总长度为2 023.09 km,其中最短为11.76 km,最长为304.99 km,集中于植被覆盖较好的山地丘陵地区,中部无廊道分布;3）生态源地辐射区面积为28 929.5 km²,达到湾区总面积的51.88%,若要实现60%的覆盖率,则需要至少新增生态源地辐射面积4 524.856 km²;4）为了更好地优化粤港澳大湾区生态安全格局,提出在惠州市北部和南部新增两处生态源地辐射区,并构建以“一带、一轴、四组团”为核心的生态安全格局优化模式。     

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。     

东北农牧交错带景观生态安全格局构建及预警研究——以吉林省通榆县为例

东北农牧交错带是典型的生态脆弱区,以吉林省通榆县为研究区域,基于RS和GIS技术,采用最小累积阻力模型构建通榆县1986年、2000年和2008年景观生态安全格局,基于2008年的景观安全格局进行风险预警分析。结果表明:1)由于景观格局的变化,研究区安全核心区的面积略有扩大,安全缓冲区面积在减少,安全外围区面积在增加;2)研究区的景观格局阻力值呈两极分化趋势,生态高风险重点预警区域主要集中在通榆县中东部,应优先考虑开展生态恢复治理。     

雄安新区生态安全格局识别与优化策略

雄安新区的设立对于调整、优化京津冀城市空间结构具有深远的历史意义。面向“生态标杆”的新区建设理念,生态安全格局识别及优化是保障雄安新区生态安全、实现可持续发展的基本空间途径。本文基于雄县、容城、安新三县生态本底特征,选取并定量评估粮食供给、产水、土壤保持、生境维持和近水游憩5种生态系统服务,识别生态源地;利用VIIRS/DNB夜间灯光数据修正基于地类赋值的基本阻力面,并运用最小累积阻力模型识别生态廊道;最后基于现状生态安全格局,探讨绿色生态宜居新城目标下的生态安全格局优化策略。研究结果表明：雄安三县生态源地占到全区土地总面积的41.88%,包含14个生态源地斑块,主要分布在白洋淀周边;生态廊道总长度107.21 km,分4大组团呈环状分布;现有生态源地辐射面积占到全区的70.6%,在雄县县城周边新建辐射面积为227 km²的生态源地可满足全区85%的源地辐射面积规模要求。本文提出的生态安全格局优化方案可为雄安新区开发建设提供空间指引。     

基于最小阻力模型的土地整治中生态连通性变化及其优化研究

以南京市高淳区东坝镇土地整治项目为实验区,基于格局-过程-效应的视角,运用最小累积阻力模型分析土地整治对生态连通性的影响及生态格局优化途径。结果显示：① 从景观格局看,土地整治后生态景观破碎度降低,集聚度上升,较整治前更规整,但景观优势、空间连接度和多样性指数下降,不利于整个生态系统的自组织能力与可持续发展;② 从景观过程看,土地整治后原有的生态廊道被侵占和阻断,景观生态服务功能和强度均弱化。③ 从景观效应看,土地整治后生态功能连通性降低,生态流阻隔,形成明显的3个“生态孤岛”。因此,研究区在整治过程中需注意保护东-西方向生态流迁移关键通道和南-北方向、西南-东北方向辅助通道的畅通,努力优化整治区生态格局。     

城市区域生态风险预警方法及其在景观生态安全格局调控中的应用北大核心CSCDCSSCI

海岸带地区是中国乃至全球人口最稠密、城市化进程最快的区域,其生态风险与安全问题是关系人群和区域可持续发展的关键。运用景观生态学和景观生态安全格局理论方法,以厦门海岛型城市向海湾型城市战略转型这一快速、大规模城市化进程为大背景,提出基于2006-2015年城市不透水面变化率、风险受体敏感指标和生态红线管控的景观生态风险空间预警模型,与通过景观源—汇理论构建的景观生态安全格局相叠加,揭示厦门市景观生态安全格局在快速城市化的胁迫下现状与未来潜在风险状态,进而提出调控措施。研究表明:(1)城市区域景观生态风险明显升高,风险预警高值区与ISA分布情况保持了较好的一致性,主要分布在以九溪流域、马銮湾、杏林湾、同安湾等港湾快速城市化区域,该部分地区城市沿河口空间外扩迅速,不透水面增长较快,对沿海湿地的侵占围填也较为严重,未来面临湿地或保护区破坏的生态风险较大。(2)生态风险预警结果与景观生态安全格局相叠加,识别出区域景观生态安全格局中处于风险状态的关键源、缓冲区、廊道、战略点,设计规划未来厦门港湾区域景观生态安全优化格局,提出景观生态恢复与重建措施。将生态风险预警方法与景观生态安全格局调控设计相结合,能为城市区域环境管理与景观调控提供科学支撑。     

全域全要素统筹背景下生态安全格局识别与优化建议——以衢州市常山县为例

在新一轮的国土空间规划开始推进的背景下,生态空间逐渐成为规划中的重要研究对象,生态格局的相关识别方法也更加注重全域化和对于全要素的统筹.本文以衢州市常山县为研究对象,通过引入最小累积阻力模型计算生态要素相互流通的最小成本路径,同时结合以空间密度分析确定生态格局的新方法,探索多要素协同前提下的生态空间识别与相应规划对策;...     

基于生态系统服务价值重构的生态安全格局构建--以重庆两江新区为例北大核心CSCDCSSCI

生态系统服务是生态安全的前提和保障,各项服务价值变化率和集聚水平的差异,均会影响生态源地的识别结果。在对重庆两江新区生态系统服务静态价值估算的基础上,以生态系统服务价值重要度指数和空间丰富度指数,对2012年的生态系统服务静态价值进行重构,并依据重构结果建立三种安全水平上的生态安全格局。结果表明:(1)各项生态系统服务静态价值量逐年降低,其中以食物生产、土壤形成与保护和碳固定三项服务降速最快。(2)重构后生态系统服务价值范围在201~23634元/hm^2之间,且大部分区域以中低值为主。(3)低、中、高三种安全水平源地面积分别为174.73 km^2、208.69 km^2和222.20 km^2。基于生态系统服务价值的多水平生态安全格局,是城市开发和建设用地布局的重要依据。     

基于景观生态风险评价的宁江流域景观格局优化

流域景观生态风险受到多源因素的综合作用,识别流域景观生态风险是实现景观格局优化的基础与前提,景观格局优化是应对生态风险的有效手段。以宁江流域为研究区,采用空间主成分分析法,从“自然—人类社会—景观格局”3个维度对流域景观生态风险进行综合评价,基于景观生态风险评价结果,构建累积阻力表面,利用最小累积阻力模型进行了流域景观格局的优化。结果表明：人类社会和景观格局因素对综合风险影响更为强烈,地形和距水体距离等自然因素对综合生态风险影响较弱;宁江流域整体景观生态风险偏大,较高景观生态风险区域位于流域西南部,面积为523.99 km ²,占流域面积的36.06%;识别出流域生态源地为面积大于50 km ²的林地和面积大于0.2 km ²的水体。研究构建了15条生态廊道,一级生态廊道长度大于30000 m,二级生态廊道介于10000~30000 m之间,三级生态廊道长度在10000 m以内;识别了19个生态节点,形成了多层次生态网络。通过对比研究区景观格局优化前后的连通度发现,优化后流域整体景观格局连通度得到明显提升。     

基于生态安全导向的城市空间扩展模拟与分析北大核心CSCDCSSCI

进行城市空间扩展模拟分析研究,对于城市生态安全格局优化具有重要意义。基于Dyna-CLUE模型进行广州市的城市空间扩展模拟与分析,结果表明:城市化到现阶段,政府采取的土地利用数量调控对城市空间扩展的影响较为重要,空间区划的引导作用相对不明显;建设用地聚集度持续增大,单位面积内的斑块数则先增后减,二者揭示出的景观特征不完全一致;城市空间是外缘、飞地式和内填式三种空间扩展模式共同作用的结果,但在1990-2005年以外缘和飞地式为主,在2005-2020年则以外缘和内填式为主,此时新增斑块与原有斑块的建设用地连成大斑块,单位斑块上的建设用地数量呈降势,前后两个时段内,城市由"摊大饼"外延式逐渐转向集约节约的内填式扩展,城市生态文明建设初显成效。