GIS与RS技术支持下的北京西北地区景观格局优化

在区域尺度上以城市化过程为特征的土地利用活动对景观功能的稳定和景观结构的差异性有着深刻的影响。选择北京西北地区为研究区域, 应用RS 与GIS 技术, 对1989 年、1996 年、2005 年三期LANDSAT TM 图像进行解译判读, 深入分析研究区景观格局时空变化特征, 发现城市扩展造成了生态绿地破碎化、景观连通性降低及景观单一等一系列问题。在此基础上, 本研究以景观流运行受距离、障碍等因素影响原理作为出发点, 采用累积耗费距离模型, 结合景观组分的生态系统服务功能价值和空间作用, 研究了北京西北地区景观结构紧密性和生态功能空间差异, 进而构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分来加强生态网络的空间联系, 最后提出本研究区域的景观格局优化方案。该研究方法及结果对北京地区景观生态规划和建设具有重要的理论依据和和参考价值。     

景观生态区划的理论研究

景观生态系统由多个层次水平的等级体系所组成, 在不同的时间和空间尺度中, 其结构与 功能具有不同的相互依存关系, 区划的概念有助于整合景观的等级性并厘清复杂性。本研究在景 观生态学格局、过程、功能研究的基础上, 结合综合自然地理区划、生态区划、生态经济区划、农业 区划等相关研究的成果,探讨了景观生态区划应依循的原则、内容及区划等级系统, 指出景观生 态区划不仅强调景观水平方向上的空间异质性, 还必须综合景观单元的过程关联和功能统一性。 同时以生态系统完整性原则为核心制定了开展景观生态区划需遵循的等级性、多尺度性、发生一 致性、格局与功能依存性、功能协调性以及界线完整性等原则。在其指导下, 重点讨论了景观生态 区划过程中涉及的方法论构建、景观生态分析与评价、景观生态区划体系构建等研究内容。最后, 通过比较了景观生态区划与自然区划、生态区划以及经济区划之间的异同,提出了不同尺度下景 观生态区划理论的应用方向。     

道路建设的生态效应及对区域生态安全的影响

道路建设和路网的扩展影响着道路周边生态系统格局、结构和功能,其对区域生态安全的影响也受到了极大关注.从道路建设和道路网络本身的多尺度特征和所产生的生态效应入手,在分析了道路工程对土地利用影响的基础上,探讨了道路对区域生态安全的影响和道路的生态安全,指出道路景观尺度上的生态恢复是区域生态安全格局构建的合适尺度,并对道路工程的景观恢复途径做了进一步的探讨.     

1970-2015年大别山区生态服务价值尺度响应特征及地理探测机制

生态系统服务功能对于区域生态平衡、生态系统健康、国土生态安全及全球气候变化等方面具有重要作用,生态服务价值的尺度效应及空间分异机制问题值得探讨。以大别山区为研究对象,基于土地利用分类等数据,应用空间统计、热点分析和地理探测器等方法探讨1970-2015年大别山区生态服务价值动态演变、尺度响应特征及生态服务价值的空间分异机制。结果表明：① 1970-2015年,大别山区生态服务价值整体上升9.51亿元,但2010-2015年下降3.95亿元,占总增加值的41.54%,下降热点区主要位于大别山边界处（湖北省境内）及核心区东北部（安徽省境内）;② 4种类型9级幅度的尺度对比分析表明,乡镇单元尺度是大别山区生态服务价值空间分异的特征尺度,其生态服务价值空间差异信息量丰富;③ 地理探测机制表明,16个影响因子中的生态用地占比、土地利用程度和人为影响综合指数对生态服务价值空间分异的解释力q值近40%,是导致空间分异的主要原因;高程和坡度因子q值近30%,为次要影响因素。交互探测q值达50%以上的交互组合主要有三大类30种,自然因子和人为干扰因子、景观格局因子交互协同作用增强了对生态服务价值空间分异的解释力。研究结果可为大别山区生态系统服务功能的精准、多元化调控提供一定的理论依据。     

生态景观与城市形态整合研究

早在19世纪末生态思想就开始用于指导城市空间结构的研究,如今景观生态学关于格局与过程的生物空间理论,已成为城市自然景观组织和生态景观建设的主要理论支撑。本文探讨了生态景观的含义及建设途径,以南京为例运用景观生态学原理研究城市形态可持续格局,分析高密度开发条件下城市自然或近自然景观与人工建筑环境整合方法,并提出了在大都市区、主城区、街区三个不同尺度上由表及里、由内而外的生态景观与城市形态整合模式：绿楔与星形放射状城市相嵌、绿径网络与街区路网纹理相伴、须状绿色延伸与邻里环境相融。为城市景观生态重建和城市化地区生态安全格局构建提供参照。     

景观尺度、过程及格局（LSPP）研究的内涵及特点

景观尺度、过程与格局（LSPP）及其相互作用是景观生态学研究的核心内容。在分析景观尺度及效应、景观生态过程、景观格局及变化的基础上,凝练出了LSPP一体化理念的主要特征,并探索了LSPP中各要素之间的耦合关系。研究表明：LSPP一体化具有一定的理论价值,景观时空尺度是LSPP的重要基础,LSPP体现了景观过程及其生态效应。景观生态研究所涉及的结构、功能、动态与LSPP一体化等的理论与应用问题,随着新时代生态环境的复杂化,在情景模拟技术、大数据挖掘技术,以及生态物联网等技术支撑下,促进了景观生态学机理研究与应用范式的拓展与深化,对于当前区域发展与生态文明建设具有重要指导意义。     

西安市绿地生态系统服务功能测算及其空间格局研究

城市绿地是城市自然生态系统的重要组成部分,具有十分重要的生态服务功能.探索其生态系统服务功能价值及空间格局,在揭示其生态服务与城市经济社会功能的协调关系、城市宜居环境建设等方面具有重要的意义.以西安市的SPOT遥感影像与土地利用变化数据为基础,并以ArcGIS和Fragstats3.3软件为平台,应用景观生态学方法测评和分析西安市区绿地生态系统的服务功能及其空间格局特征.结果表明:(1)研究区绿地总面积为3 881.45 hm2,各类绿地景观面积差异大且分布不够合理,景观破碎度较大,蔓延度不好.(2)绿地生态系统服务总价值为7 546.99×104元,其中公共绿地提供的生态服务价值最大,而园地的最小;在其提供的生态系统服务功能中,娱乐文化价值最高,食物生产价值最低.(3)由于受绿地景观格局的影响,生态系统服务功能空间差异明显,环城路至二环路之间区域生态服务功能值较高,环城路向市中心和二环路向外围等地带的生态服务功能值较低,其中,食物生产服务功能由市中心向外围增强,娱乐文化服务功能由市中心向外围减弱,且高值和低值区较集中.     

景观生态风险评价研究进展与展望

面向全球城市化进程的快速推进与生物圈环境变化的不断增强,生态风险评价能够明晰制约区域生态持续性的主要生态要素与过程,成为当前自然地理学与宏观生态学应对社会—生态系统综合管理的热点研究领域之一。景观生态学高度关注空间异质性及景观格局—过程互馈,景观生态风险评价则为这一领域提供了新的研究视角。本文明确界定了景观生态风险评价的概念内涵,系统梳理了景观生态风险评价与生态风险评价、区域生态风险评价的异同;从评价对象的类型选择、评价单元的景观意义表征、评价方法的范式统一、评价模型的指数化途径和评价指标权重设定等方面,探讨了国内外景观生态风险评价的近今进展;同时,研究还展望了景观生态风险评价的重点发展方向,即基于景观过程的生态内涵明晰、尺度推绎在风险评价中的应用、评价结果的不确定性分析、耦合非线性生态模型的风险阈值判定、生态系统服务及其价值的整合、源汇景观过程识别与模型综合集成。     

磴口县景观格局演变特征及生态网络构建

城市生态基础设施是城市可持续发展的基础,西部干旱区生态脆弱性大,县域尺度的生态基础设施网络是保证干旱区城市稳定与发展的重要保障。在快速城市化的背景下,选择西部典型生态脆弱区磴口县为研究区,运用景观格局指数、景观转移网络及核密度分析等方法,分析景观格局演变,在此基础上确定生态源地并分级,基于Cost Path模型提取生态廊道与生态节点,构建城市化背景下基于景观格局演变的磴口县生态基础设施网络。结果表明：2014年磴口县域景观破碎化程度高,景观生态流流动性差,城市与建设用地、荒漠灌木林地、耕地、沙漠之间的转移情况决定了磴口县整体景观变化的特征,2001-2014年共存在28种景观转移关系;基于Cost Path模型构建的县域尺度生态基础设施优化网络共包含391块生态源地、47 466条生态廊道和799个生态节点。针对干旱区构建的县域尺度的城区防护型生态网络,能够为磴口县城市化发展提供重要保障,对干旱区城市生态规划具有重要的参考价值。     

全球变化背景下景观生态适应性特征

全球变化包含气候变化、经济发展、土地利用变化等自然、人为及共同作用下引发的转变,是当前景观结构与功能保障面临的主要挑战。景观生态适应性是指景观这一地表镶嵌体吸纳上述影响并维持主要功能的特性,涉及不同景观类型、组成单元及层级在不同时空尺度中的不同程度转变。本文从景观生态学视角切入,以景观系统作为缓解与适应全球变化冲击的主体,整合农业景观、城市景观等相关研究案例,凝练当前景观系统适应全球变化过程的特征为：①由部分因子的绝对主导转向复合因子共同作用;②景观类型内部趋同,景观多样性及独特性降低;③同类景观间功能等级分明、分工明确,跨区域时空联系增强;④不同景观类型间空间边界清晰,过渡带景观功能退化。就当前全球变化议题,建议后续研究应加强：不同景观类型或组成单元的适应能力对比及其不确定性分析;基于景观系统整体健康的适应途径尺度联系解析;多学科、多部门研究在全球变化情景下的有效整合;景观系统适应性或适应能力量化分析方法的深化。     

内蒙古西部生态环境综合评价研究

内蒙古西部生态环境比较恶劣，影响生态环境的因子很多，从土地利用方式、环境现状和人类活动排泄物等3个方面出发，选取了对环境影响最重要的17个主导因子，采用综合指数法和灰色关联系数法，以旗县为评价单元进行生态环境综合评价。评价结果显示，内蒙古西部生态环境质量指数在—28．35～2．67之间。根据评价结果将内蒙古西部各旗县的生态环境质量分为4级，其中一级占15.4％，二级占36．5％，三级占34．6％，四级占13.5％。结果表明以牧业为主的旗县生态环境相对良好，旱作农业和灌涸农业次之，城市市区的环境质量最差。     

基于县域单元的中国生态经济系统协调度及空间演化

以中国2853 个县(市、旗、区)为研究单元,利用1980、1990、2000 和2012 年的中国县级行政单元GDP数据和全国1 km格网土地利用数据,通过计算生态系统服务价值(ESV)和GDP的变化率,构建生态经济系统协调度(EEH)模型,分析了EEH的空间演化特征,在此基础上借助空间统计Local Moran's I 和Getis-Ord G_i^* 指数评价EEH空间分布模式.结果表明:①自1980 年以来中国县级行政单元GDP持续快速增长,全国呈现东南沿海增长速度明显高于中部地区,而中部地区又明显高于西部地区的特征;②生态系统服务价值(ESV)在空间分布上表现为西部和北部地区较高,南部和中东部地区较低;③中国县域EEH 1980-2012 年间逐步得到改善,EEH空间关联度总体相对稳定,但空间格局分布不均衡.总体来看,确保生态经济系统的持续协调发展的任务依然十分艰巨.     

海岛(县)主体功能区划分的研究——以浙江省玉环县、洞头县为例

海岛是海中陆地,一个海岛包括岛陆、岛基、岛滩和海岛周围的海域。地域主体功能区划主要强调国土空间开发的分工和布局,要求做到国土的全覆盖。海岛县是海陆国土空间复合系统,同陆域县区一样,根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力,统筹考虑未来人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局,将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区。在已有陆域主体功能区划和海洋功能区划等理论的基础上,考虑陆域要素与海域要素,应用层次分析、多指标综合加权评价法和主成分-聚类分析等主要量化方法,把地理空间思想融入分析框架中,做到定性与定量相结合,从而划分出玉环和洞头二个海岛县海陆国土空间复盖的主体功能区划。陆域主体功能区与海洋主体功能区要相互衔接,主体功能定位相互协调。     

湖南茶陵县域生态空间网络稳定性识别与重构策略

县域是国土空间规划与管理的基本单元,针对县域生态空间网络的识别与重构是空间优化的重要途径,对生态保护红线划定具有积极作用,但现有空间网络分析的方法论明显滞后。以典型丘陵山区县湖南茶陵县生态空间网络构建和识别为基础,运用鲁棒性分析法表达生态系统受特定干扰后的变化特征,进行节点重要度评价和网络稳定性分析。结果表明：节点重要度和数量是判定网络稳定性的关键因子,该类节点数量占5%左右且多位于茶陵县域罗霄山片区,对应景观类型多为林地,其次为水域和草地、园地等生态用地;生态空间网络稳定性变化值均表现出与节点数量的高度一致,网络节点失效比率高于92%时将完全瘫痪,低于20%可恢复稳定;以人类活动干扰为主的蓄意破坏情景中连通鲁棒性变化更为敏感,对网络连通性影响较大;依据重要节点分布及稳定性判断结果,结合生态保护红线划定方案,提出区域生态保护的差异化管理和生态空间网络重构建议。研究既为县域生态空间规划和生态保护红线管控提供有效支撑,也为类似区域生态空间网络研究提供了案例借鉴。     

中国西部生态脆弱地区景观生态位的时空差异——以陕北延安地区为例

In this study, we attempt to put forward a conception of landscape ecological niche, enlightened by international scholars on extending the ecological niche theory from spatial niche to functional niche. That is helpful for comprehensively appraising landscape spatial patterns and ecological functions, also, presents a new method for analyzing landscape features from multidimensional aspects. The practice process is demonstrated by taking Yan’an region in northwestern China as a case. Firstly, the indices system including spatial attribute and functional attribute is established for assessing landscape ecological niche. Additionally, two-dimensional figures are drawn for comparing the spatio-temporal features of landscape ecological niche in 1987 and 2000 among the 13 administrative counties. The results show that from 1987 to 2000, towards Yan’an region, spatial attribute value of landscape ecological niche changes from 1.000 to 1.178 with an obvious increment, and functional attribute value changes from 0.989 to 1.069 with a little increment, both of which enhance the regional landscape ecological niche. Towards each county, spatial attribute value of landscape ecological niche increases to different extent while functional attribute value changes dissimilarly with an increment or a decrement.     

基于遥感与GIS的北方农牧交错带生态环境背景状况评价与分析

中国北方农牧交错带受自然条件和人为活动等多种因素的综合影响,生态环境退化问题比较突出,是生态环境退化研究的典型区和理想地带。以此作为研究对象,选择能反映生态环境特点的多种空间数据信息,利用数字网格模型,通过采用空间叠加的分析方法,评估北方农牧交错带的生态环境背景状况,并对其空间格局特征进行研究。结果表明:（1）北方农牧交错带生态环境背景状况从东南向西北逐渐变差;（2）在北方农牧交错带205个旗县中,绝大部分旗县的生态环境背景状况为一般;宁夏盐池县生态环境背景状况最差,河北兴隆县生态环境背景状况最好。     

流域景观功能网络构建及应用——以台湾乌溪流域为例

选择生态及城市功能并重的台湾乌溪流域,在乡镇行政单元的基础上,利用耗费距离模型将景观功能网络落实于实际的空间单元。透过网络节点间的通达性分析可知,乌溪流域的景观功能网络中以城市功能网络结构较佳,城市子节点多环绕于城市功能中心,功能的输出与传递有较高的效益;而生态功能网络节点间通达性差异并不显著,唯作为一级及二级功能节点的红香、高美湿地等位置孤立、通达性较差,需就其功能向外传输路径进行优化,并提升二载山及北坑子等重要联系节点的生态功能强度。     

Spatio-temporal differentiation of landscape ecological niche in western ecological frangible region: A case study of Yan’an region in northwestern China

In this study, we attempt to put forward a conception of landscape ecological niche, enlightened by international scholars on extending the ecological niche theory from spatial niche to functional niche. That is helpful for comprehensively appraising landscape spatial patterns and ecological functions, also, presents a new method for analyzing landscape fea-tures from multidimensional aspects. The practice process is demonstrated by taking Yan’an region in northwestern China as a case. Firstly, the indices system including spatial attribute and functional attribute is established for assessing landscape ecological niche. Additionally, two-dimensional figures are drawn for comparing the spatio-temporal features of landscape ecological niche in 1987 and 2000 among the 13 administrative counties. The results show that from 1987 to 2000, towards Yan’an region, spatial attribute value of landscape ecological niche changes from 1.000 to 1.178 with an obvious increment, and functional attribute value changes from 0.989 to 1.069 with a little increment, both of which enhance the regional landscape ecological niche. Towards each county, spatial attribute value of landscape eco-logical niche increases to different extent while functional attribute value changes dissimilarly with an increment or a decrement.     

城郊县域生态经济协调状态与发展能力分析--以河北新乐市为例

以河北新乐市为例，运用生态足迹模型(Ecological Footprint)对当前生态经济协调发展的状态进行了定量评估．结果表明：(1)供需总量呈现出非均衡特点，生态赤字严重存在，目前的协调状态不容乐观；(2)供需结构呈明显不对称性，区外输入成为维持系统均衡发展的必要条件；(3)研究区具有较高的自然资源利用率。最后对该类地区产生生态赤字的原因和减小的可行性作了简要分析．并运用生态足迹计算结果和Ulanowicz的发展能力公式，测算了区域生态足迹多样性指数和发展能力．指出增加生态足迹多样性是提高发展能力的一条重要途径。