基于生态重要性评价与最小累积阻力模型的重庆市生态安全格局构建

生态安全格局构建是保障生态系统稳定运行,实现区域生态安全的重要途径。本文以重庆市为例,基于生态服务功能和生态敏感性对重庆市进行生态重要性评价,将生态极重要区域与自然保护地共同作为生态源地。首先从生态本底和生态胁迫两个角度选取高程、坡度、土地利用类型、距道路距离、距水体距离、夜间灯光指数6个阻力因子构建了典型山地动物的生态阻力面,然后利用最小累积阻力模型（MCR）模拟潜在生态廊道,完成市域生态安全格局的构建。研究表明,重庆市生态源地30 751.11 km²,占全市总面积的37.32%,主要分布在渝东北与渝东南的山林地。将识别的73条潜在生态廊道、138个生态节点与生态源地进行叠加,结合重庆的山水格局,构建了"两区、三带、四核、多廊、多点"的多层次生态安全格局,为重庆市生态保护和修复工作提供科学参考。     

黄土高原2000—2020年生态网络演变及关键修复区识别

生态修复工程对国家生态保护具有重要促进作用,生态质量评价及构建生态网络是识别生态修复区域的重要途径。本文利用遥感生态指数(RSEI)、最小累积阻力模型、重力模型构建2000、2010、2020年黄土高原生态网络,并分析其演变特征,识别不同时期生态关键修复区。结果表明：(1)2000—2020年,黄土高原生态质量整体处于中等偏低水平,空间上呈西北差东南优的分布特征。2000—2010年,生态质量改善趋势明显,占总面积的53.55%。(2)2000—2020年黄土高原生态廊道数量增加,总长度减少。生态廊道主要景观类型为草地、林地、耕地。重要廊道多分布于研究区东南部生态源地附近,数量占比逐年增加;西北部廊道数量少、距离远、重要性低、连通性较差。(3)黄土高原生态关键修复区中,生态夹点集中分布在西南部和东部,障碍点分散在东部和南部,主要土地利用类型为草地和耕地,面积均呈增加趋势。生态断裂点分布广泛,在黄土高原东部省会城市周边较集聚。本研究可为黄土高原国土空间生态修复工程实施提供科学参考。     

最小累积阻力模型的闽粤联网工程(福建段)区域生态安全格局

生态安全和生态安全格局是区域生态保护研究的热点议题,输电线路工程的环境影响评估通常对生态安全考虑不足。本文以闽粤联网工程(福建段)区域为例,采用形态学空间格局分析法、最小累积阻力模型和重力模型获得区域“源地-廊道-节点”生态安全格局,得到由输变电工程建设产生的生态安全影响。研究结果表明,2020与2021年研究区生态源地面积分别占区域面积的47.29%、40.16%,生态源地集中分布于研究区的中西部。重要生态廊道有21条,整体呈现“三角形”的空间分布;研究区有4个生态安全保护区,即大帽山、峰头水库、高峰谷、白鹭森林公园生态安全保护区域。其中,大帽山与白鹭森林公园保护区中“源地-廊道-节点”占比较大;2020和2021年闽粤联网线路2 km生态影响区内涉及生态节点3个,生态廊道总长分别为52.09、58.46 km,生态源地总面积分别为185.63、154.42 km²。研究结果明确了闽粤联网工程(福建段)的生态安全重点保护区,为制定生态保护措施提供科学依据。     

基于生态安全格局的国土空间生态修复关键区域识别——以沈阳市为例

国土空间生态修复是落实落细生态文明建设布局的关键措施。科学合理探测国土空间生态修复关键核心场所,合理布局全域生态修复环境是当前国土整体规划要面对的核心问题之一。本文以沈阳市为例,综合运用形态学空间格局分析(MSPA),从生态保护重要性、景观连通性、生态功能重要区域和自然保护区四个方面识别生态源地,运用电路理论提取生态廊道,构建生态安全格局。以此识别沈阳市国土空间生态修复关键区域。通过电流密度判断生态廊道中的生态“夹点”和生态障碍点,最后判断出生态廊道宽度,识别生态修复重要区域,最后在制定生态修复计划。     

兼顾成本与效益的城市生态廊道提取

针对传统的生态廊道构建方法难以适用于土地利用复杂且生境质量较差的城市环境的问题，该文提出了利用电路理论，将生物多样性保护能力和城市生态廊道的建设成本与效益相结合，建立城市综合阻力面的方法，并对城市地区的生态廊道构建方案进行了模拟。该文利用提出的方法识别出武汉市20个生态源地和44条生态廊道，分析了生态网络中的生态夹点与生态障碍点，区分了廊道建设的优先级，最终形成兼顾自然环境和人类活动与的城市生态廊道构建方案，可为城市生态廊道建设提供科学指导。     

基于最小累积阻力模型的长吉生态安全格局构建

为了缓解城市快速扩张背景下产生的生态保护与土地开发之间的矛盾、保证区域生态安全稳定,构建城市生态安全格局显得尤为重要。首先基于景观生态学理论,以土壤数据、土地利用现状数据和遥感数据为数据源,选取反映自然生态状况和人类活动影响的两大类生态风险指数,利用GIS空间分析、RS技术以及景观结构分析软件FragStats对长吉联合都市区进行了生态安全风险评价;然后从生物多样性保护、水源涵养、土壤保持以及气候调节等方面对区域生态系统服务功能的重要性进行定性评价;再以生态安全风险评价结果为阻力面,根据生态服务功能重要性结果确定生态源地;最后利用最小累积阻力模型,划定了林地、湿地、草地、水系4类核心生态空间,构建了"三带两区、五脉连江、林田相间"的区域生态安全格局。研究结果为长春市生态环境建设提供了切实可行的科学指导。     

快速城市化地区森林生态网络识别与评价

以武汉市为例,利用情景分析法,结合基于最小加权费用路径模型的Ecological Network模型识别生态网络,并利用网络连接度指数和斑块关联度指数对整体网络结构和生态源地斑块关联度进行了定量分析与评价.研究发现,武汉市森林生态网络空间分布不均,城市交通网络对生态网络的整体结构影响较大,网络结构、数量与生态源地斑块关联度指数均呈由城市中心向城市远郊区逐渐复杂与增加的趋势.在此基础上,提出了网络保护策略,为武汉市森林生态系统保护与城市空间发展提供了科学依据与参考.     

北京市生态保护红线内地表覆盖变化聚集性研究

本文利用北京市2015、2017及2019年三期地理国情普查及监测数据,分析了北京市生态保护红线内地表覆盖空间变化特征,并在全局及局部Moran's I空间自相关分析的基础上,从空间上对生态保护红线内生态修复显著、生态破坏显著区域进行识别。研究结果表明,2015-2019年,生态保护红线内的生态用地整体处于流出状态,且各类变化斑块间存在明显的空间自相关效应,15个区域为人类活动密集区,其中雾灵山及周边山区、松山及玉渡山保护区、南海子公园、密云水库、怀沙怀九河、泃河平谷段(西南段)等6个地区为生态破坏显著区域,建议对其加大监管力度;生态修复显著区域为京密引水渠密云段,其他8个区域均为人为破坏及修复活动共存区域。本文为严守生态保护红线,加快建设美丽北京及生态文明建设提供决策依据,同时也适用于全国其他地区生态保护红线内地表覆盖变化的监测。     

重庆金佛山黑叶猴潜在生境及廊道分析

黑叶猴是国家一级保护动物,由于人类活动导致其生境破碎化加剧,威胁种群的生存安全。本文以黑叶猴在重庆的主要分布区金佛山为例,考虑地形、植被、人为活动和饮水因素等,选取与黑叶猴生境密切相关的7个环境影响因子,对黑叶猴生境适宜性进行了分析,并利用最小累积阻力(MCR)模型构建了潜在生境之间的生态廊道。结果表明,黑叶猴最适宜生境面积为178.07 km²,仅占研究区总面积的12.15%,主要分布在金佛山中部和东北部地区的沟谷地带,潜在生境斑块呈条带状,破碎化状态明显,具有海拔高、坡度陡、临近水源、植被覆盖度高、远离人为活动干扰等特点;构建的生态廊道共有56条,廊道最小宽度为303.9 m,廊道总长度为147.82 km,总面积为43.89 km²。本文的研究成果对黑叶猴种群和生境的保护具有重要指导意义。     

河南省区域生态干扰辨识与分异研究

以河南省为研究区,基于地理国情普查监测数据,通过自然生态空间覆盖度、人为干扰指数等指标,结合人口、GDP等统计数据,分析了河南省区域生态空间格局与干扰特征。结果表明,河南省区域自然生态空间格局与区域人为干扰特征表现出明显的耦合性,地表生态干扰强度空间界线明显,整体上北部、东部的人为干扰指数较高,自然生态空间覆盖度较低,存在从济源至项城的"类胡焕庸线"。该线以东区域,约占全省国土面积的50%,承载全省64%的人口,贡献全省72%的GDP,是河南省人为干扰指数较大的集中区域;以西区域,则自然植被本底较好,人为干扰程度相对较低,是全省生态保护与维护的重点区域。     

黄土高原山水林田湖草生态保护修复模式与实践

针对黄土高原地区城市化与工业化的发展，生态退化问题日益严重的问题，该文基于生态恢复理论，以黄土高原地区绥德县郭家沟村和常家沟村为研究对象，在全面客观了解区域生态环境现状与生态问题的基础上，按照“保持水土资源，恢复自然生态”的理念，提出以保水为主线的基于自然的解决方案。将研究区诊断为自然恢复类、辅助再生类和恢复重建类修复模式，并划分为一带、两岸和三坡3个生态保护修复单元，对区内受损、退化、功能与服务下降的生态系统进行整体保护、系统修复和综合治理。研究结果表明开展山水林田湖草生态保护修复，有助于提升黄土高原生态脆弱区生态系统自我恢复能力，增强生态系统稳定性，遏制黄河中游水土流失最为严重地区的泥沙流失现象，对黄土高原地区生态保护修复具有参考。     

基于生态安全格局的生物多样性生态修复研究——以云南省为例

云南省是全球生物多样性资源,尤其是野生种质资源的热点地区,区域的生物多样性战略价值日渐凸显。COP15大会在云南昆明的顺利召开,使得“生物多样性”保护再次成为国际上的关注热点。本文通过收集相关资料,分析当前云南省生物多样性保护现状及面临的挑战;利用最小累积阻力模型MCR、重力模型、分区指数Did等方法,构建形成“三屏-两带-六廊”的云南省生态安全格局,并对云南省生物多样性生态修复区域进行判定与分区,将生物多样性维护功能重要性分为极重要、重要、一般重要3类。可为云南省生物多样性保护优化空间布局,开展分区分类生物多样性保护,构建绿色生态环境保护屏障提供科学依据。     

生态退化风险视角下的资源枯竭型城市国土空间生态保护修复——以大余县为例

在转型发展压力下,资源枯竭型城市仍将面临一定的生态退化风险,其生态保护修复面临严峻挑战。本文以江西省大余县为研究区,识别全域生态退化风险及其空间特征,划分生态保护修复区类型,并提出相应生态保护修复策略。研究结果表明：(1)大余县生态退化风险空间集聚特征显著,呈现“四片一带”的空间格局;(2)全县生态退化风险总体较低,局部生态退化风险主要源于生态压力,其中矿业开采是导致局部生态压力升高的关键因素;(3)将全县划分为生态治理区、生态涵养区、生态保育区和生态提升区,并采取差异化生态保护修复策略,有利于促进资源枯竭型城市国土空间生态保护修复的系统性推进。     

联合深度学习与面向对象分析的卫宁北山露天矿山采场信息提取

卫宁北山地区是宁夏开展矿山生态环境恢复治理工作的关键节点区域。快速准确地获取区域内采场空间信息,监测矿山生态修复工程建设进展,已成为自治区矿政管理的重要工作之一。本文以卫宁北山地区为研究区,提出了一种联合深度学习与面向对象分析的国产高分辨率遥感卫星影像露天矿山采场信息提取方法。该方法首先采用支持小样本学习的U-Net模型进行露天采场的初步识别;然后结合面向对象分析与空间分析方法实现露天采场边界的精细化提取。经验证,该方法识别露天采场空间位置的精度为0.71,平均空间范围的提取精度为0.78。在此基础上,对卫宁北山地区露天矿山在2019—2021年的恢复治理情况开展识别与分析,识别出的125处露天矿山采场中有43.2%已开展生态修复工程,含44处采坑填埋与覆土整平、6处重新开发利用及4处人工复绿。结果表明,该方法在无须进行特征工程的前提下能够较为快速地对露天采场空间信息进行精细化提取,可为宁夏矿山遥感监测提供技术参考。     

农村居民点分布的空间模式识别方法

针对农村土地资源空间结构模式研究不足的现状,文章采用景观生态学中的"斑块-廊道-基质"模式,在总结前人提出的7类典型农村居民点用地的空间结构及其空间特征的基础上,采用拓扑结构定义农村居民点用地的空间结构,构建了包含廊道空间特征和斑块空间特征的空间结构识别指标体系,对空间模式进行识别;结合经济因素,分析了不同用地结构空间模式对当地社会经济产生的影响。     

水源保护区的生态脆弱性及生态修复成效分析

针对丹江口核心水源区(湖北段)生态环境存在的问题,该文以生态保护和修复为目标,从生态敏感性、生态恢复力、生态压力度3个角度甄选了16个指标因子构建“生态敏感性-生态恢复力-生态压力度”模型指标体系,运用主成分分析法和层次分析法,在格网尺度下定量分析了2015、2020年的生态脆弱性时空演变特征和生态修复成效。主要结论如下：(1)水源区生态现状良好,95%以上的区域在中度脆弱以下,脆弱性受人类活动影响空间分布由中心城区向周围城镇逐渐减弱;(2)各县区生态保护策略因地制宜,重脆弱区应控制建设用地的扩张减小生态敏感性,低脆弱区应发挥区位优势以生态旅游业带动经济发展;(3)5年间,生态修复成效明显,特别是中度脆弱区占比减少了5.82%,植被长势监测、露天采矿修复、复绿工程的实施等都使生态系统持续向好发展。     

武汉市城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的时空耦合关系研究

城镇用地扩张与景观生态安全格局之间存在空间上的关联性与冲突性,为探究城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的耦合关系,本文以武汉市为例,在2001、2007和2014年3期ETM遥感影像解译的基础上,结合武汉市高程、坡度、全国第二次土地调查与变更调查数据、道路交通网络数据等构建武汉市土地利用时空数据库。从自然环境因素与区位条件因素两大方面构建城镇扩张适宜性评价指标体系,利用GIS空间分析获取武汉市城镇扩张适宜性分布特征,采用最小阻力模型(MCR)构建武汉市景观生态安全格局。从空间分布特征与时间演变特征两个维度研究城镇扩张系统与景观生态系统之间的耦合关系。     

基于多源遥感图像和复杂网络的城市主城区识别方法

针对现有的采用遥感图像的城市主城区提取方法仅利用数据光谱特征,未考虑城市的空间结构特征的情况,本文提出了一种基于多源遥感图像和复杂网络模型的城市主城区提取新方法。首先,采用八邻域极值法识别夜光图像的特征点,通过最佳路径成本法识别特征点的连接边,从而构建夜光图像复杂网络;其次,利用特征向量中心度改进复杂网络模型核心边缘结构识别方法,弥补其无法顾及节点邻域特征的不足;最后,依托分形网络演化算法获取Landsat-8图像的图像对象,构建夜光图像复杂网络节点与图像对象的空间映射关系,实现城市主城区提取。本文以沈阳、成都、西安3个城市为研究区域,以2019年的NPP/VIIRS夜光图像和Landsat-8图像为数据源,实验结果表明本文识别方法的总体精度为0.880 0,Kappa系数为0.741,较传统方法分别提高了0.119 8和0.255 9。     

基于生态足迹的格网化生态承载力评价——以衡水市为例

针对行政单元生态承载力评价不能精细反映区域内部生态状况的差异和局部细节特征的问题,难以满足精细管控生态承载力的需要,本文提出了格网化生态承载力评价方法。基于生态足迹模型,结合人口空间分布模型,借助GIS空间分析技术,从格网角度对生态足迹和生态承载力进行定量估算与空间格局分析,并以衡水市为例进行试验验证。结果表明,格网尺度生态承载力评价方法与区域生态承载力评价方法相比更符合真实情况。从格网尺度看,衡水市生态足迹分布圈层特点,生态承载力呈离散分布特征。生态赤字状况表现出明显的异质性,沿滏东排河和滏阳河两侧呈条带状分布。衡水市大部分地区处于生态赤字临界状态,生态状况亟须得到保护。     

基于RS,GIS技术下的震后唐家山堰塞湖景观生态格局研究

对汶川大地震后北川县唐家山堰塞湖区域的地形地貌、土地质量、植被覆盖、工程建设及生态环境等基本情况进行详细调研,运用RS,GIS等技术结合景观格局指数分析法,对唐家山堰塞湖区域的整体景观生态格局指标进行研究,分析唐家山堰塞湖区域内斑块和廊道等景观格局因子的变化数据,总结区域内景观生态格局的各类特征,为地震灾区生态修复及环境破坏评价提供参考.