基于多种生态分析的生态空间格局构建和研究——以长治“双修”为例

以长治"双修"为案例,依据"斑块—廊道—空间"的空间结构模式审视城市生态空间、构建城市生态网络。使用生态破碎度、生态敏感性分析识别现有区域生态斑块问题,提出构建生态廊道方法。立足"生态—农业—建设"管控思维,对区域内空间进行生态本底空间分析,将生态本底空间和构建廊道进行叠加,构建生态空间格局并提出管控策略。最终形成以生态空间为引导的"空间评价—格局构建—空间管控"框架来探索生态空间格局。     

基于景观结构的生态空间管控——江苏省的探索与实践

正党的十九大报告明确提出"人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然"。划定土地生态空间管控红线,是强化生态保护的有效途径,是构建国家土地生态安全格局的有效手段,旨在解决土地利用与资源环境的冲突问题,以达到土地利用与自然生态的协调发展。城镇化的快速发展导致建设空间的快速扩张,严重破坏了自然生态环境。科学划定土地生态空间管控红线,对红线区域实施差别化管控政策,对江苏省的可持续发展具有重要意义。     

基于MSPA和InVEST模型的淮河源生态网络构建

生境斑块破碎及孤岛化威胁着区域生态安全与可持续发展,构建生态网络,提高生态斑块间景观连通性对生物多样性保护及生态服务功能维系具有重要意义。以淮河源为研究区,结合形态学空间格局分析(MSPA)和生态系统服务评估与权衡(InVEST)模型筛选生态源地,基于最小累积阻力模型(MCR)构建阻力面,识别区域生态廊道,叠加现有结构性廊道后形成生态网络。最后通过景观连接性指数、重力模型分别对源地和廊道分级并提出规划建议。结果表明:(1)淮河源地区总体生态状况较好,但生境质量空间分布不均。生境质量高值区集中在西、南部山区丘陵地带,而东、北部平原地区的生境质量较差。(2)淮河源生态源地共68处,生态廊道191条,其中重要生态源地3处,重要廊道97条。源地呈现西、南部大而密,东、北部少而稀的格局,生态廊道则是东、北部地区相对较长。(3)未来还需增设23处踏脚石、修复155处生态断裂点以优化淮河源生态网络。研究结果可为区域生态建设及国土空间生态修复提供决策参考。     

基于生态重要性和MSPA核心区连通性的生态安全格局构建 ——以桂江流域为例

研究目的：探索基于“生态重要性”和“形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis, MSPA）核心区连通性”的生态安全格局构建方法,为国土空间生态保护修复和生态安全格局构建提供参考。研究方法：基于生态重要性识别生态源地,利用最小累积阻力模型提取潜在生态廊道并以重力模型评价其重要程度,提出基于MSPA核心区的“非源地核心区面积生态网络连接率（C）”和“非源地核心区生态廊道长度比率（E）”指数并结合网络结构分析综合评判生态网络优劣。研究结果：（1）桂江流域含生态源地11处,总面积7 948.50 km2,占桂江流域总面积的41.20 %。 （2）潜在生态廊道38条,总计1 839.95 km,其中重要生态廊道26条,总计1 278.29 km,包括一级生态廊道12条（515.47 km）和二级生态廊道14条（762.82 km）。（3）以26条重要生态廊道构成最优的生态网络,E处于峰值,非源地核心区生态廊道长度比率较高;C值更高,生态网络对于研究区内主要生态空间斑块的连通性更好;α指数和γ指数接近等于1,即网络基本达到最大限度回路数且每个节点都彼此相连;β指数更高,网络结构比较复杂且结构完善。研究结论：该方法能够有效评判生态网络优劣和实现生态安全格局构建,为国土空间生态保护和修复提供技术支撑。     

自然生态空间用途管制分区划定研究——以平潭岛为例

研究目的:在明确自然生态空间内涵和分类的基础上,探讨自然生态空间用途管制分区划定的逻辑框架和技术方法,提出自然生态空间分类、分级管制规则。研究方法:文献综述与GIS空间分析。研究结果:根据不同自然生态系统类型及其空间分布特征将自然生态空间类型划分为森林生态空间、草地生态空间、湿地生态空间和荒地生态空间;基于景观功能识别并按不同管控等级将自然生态空间管制类型区划分为红线区、橙线区和黄线区;同时,依据不同地块主要功能进一步确定自然生态空间用途管制分级,划定用途管制分区结果。研究结论:基于"区域主体功能—景观主导功能—地块主要功能"的自然生态空间管制分区划定逻辑框架,可为构建以功能分类、用途分区、管控分级为导向的自然生态空间用途管制体系提供理论依据和实践借鉴。     

基于景观生态学的区域土地利用结构演变及优化分析——以北京市顺义区为例

从景观生态的角度对北京市顺义区1996-2006年的土地利用结构演变进行数量与空间特征变化分析,并借助马尔科夫模型进行用地预测,获得该区土地利用演变规律:顺义区地类的面积比例呈现出均一化的特点,耕地和未利用地的数量减少,建设用地、生态用地和廊道增加,且建设用地将在10a之内代替耕地成为该区域的优势景观类型,而生态用地、廊道与未利用地将维持一个相对稳态;空间层面上,研究区整体景观的破碎度增加,聚集度减少,景观形状呈现简单化,景观异质性和多样性增强。最后,以"斑块-廊道-基质"理论为依据,构建出顺义区土地利用结构优化框架:即集中耕地形成基质,斑块的布局应该特别注重生态节点的建设和生态敏感地带的保护及建设生态廊道。     

RS和GIS支持下的县域生态红线划定技术研究——以四川省汶川县为例

"生态保护红线"是我国在生态保护领域的一项制度创新,"生态保护红线"的划定对维护我国生态安全具有重要战略意义。目前,我国"生态保护红线"的划定工作尚处于起步状态,在此背景下,采用遥感技术(RS)与空间信息技术(GIS)相结合的方法,以汶川县为例,研究县域尺度下的生态红线划定技术,研究结果表明,占汶川县辖区面积的62%属于生态功能红线保护范围。     

基于生态敏感性和生态系统服务价值的生态安全格局构建与优化

生态安全格局构建对于引导城市空间发展格局、定义城市空间形态、指导城市土地利用有着重要的意义,是实现城市精明发展与保障城市生态安全的重要途径。本文以黄石市为例,结合区域自然环境特征,在综合考虑生态系统敏感性与生态系统服务重要性基础上识别生态源地,然后利用灯光数据(VIIRS/DNB)修正基于地类赋值的基本生态阻力面,然后应用最小阻力模型(MCR)提取生态廊道网络,构建黄石市生态安全格局,以探讨资源枯竭型城市生态转型过程中的生态安全格局优化策略。结果表明:黄石市生态源地总面积为944.60km~2,占全市21.24%,主要分布在东部的长江沿岸及周围湖泊、林地地带以及西北部的保安湖地区。生态关键廊道总长度约256.40km。为优化生态安全格局,建议新增3个重要的生态源地,提高生态源地整体的连通性。     

基于InVEST和MCR模型的神木市生态网络问题识别

我国城镇化进程不断加快,生境斑块破碎化程度日益加剧,生态要素连通性受阻严重,生态网络安全稳定受到威胁。准确识别生态网络问题,可为生态保护及修复提供科学依据,对区域生态安全保护具有重要意义。本文深入贯彻党中央生态文明思想,以神木市为研究区,利用生态系统服务和权衡的综合评估模型（In VEST）结合地表覆被NDVI值,识别出对景观连通贡献最大的生境斑块作为生态源地,选取8项阻力因子构建综合阻力面,基于最小累积阻力模型（MCR）,采用最小成本路径生成潜在廊道,利用重力模型对关键性生态廊道进行提取,并诊断出对景观生态连接起到关键性作用的生态节点。经研究,神木市现状生态网络存在景观破碎化程度相对较高,生态斑块缺失严重,生态廊道连通性受阻,生物迁徙流通存在障碍。通过定量数据分析的研究方法识别出生态源地、廊道、节点,能够较为准确地诊断出现状生态网络问题,研究结果可为高破碎化地区生态网络问题识别及生态安全格局构建提供参考和依据,对生态修复工程的实施也具有一定的指导意义。     

深圳市生态保护红线划定研究

生态保护红线是保障区域生物资源安全和生态系统稳定的不可逾越的红线。以深圳市为例,从生物多样性保护、水资源安全、地质灾害规避三个方面评价生态用地重要区域,进而划定深圳市的生态保护红线范围。深圳市生态保护红线范围的面积为339.24km~2,占深圳市域总面积的17.2%。从各区分布来看,面积最大的是龙岗片区,为166.03km~2,最小的是福田区,面积仅为8.68km~2。深圳市生态保护红线主要集中分布在南部盐田梧桐山片区和坪山片区的马峦山区域、西部宝安片区的羊台山以及东南部大鹏半岛的坝光片区周围。深圳市生态保护红线的划定对维护生态空间安全,建设生态文明城市具有重要意义。     

重要生态用地级别评价和划定方法研究——以水源涵养为例

文章以水源涵养为例,基于水平衡评价计算方法,选择水资源禀赋类型不同的县域单元开展水源涵养型生态用地功能分级划定研究。总结现有生态保护红线划定技术方法及存在不足,致力于显化不同地区水源涵养生态用地功能绝对值差异,利用评价单元格水源涵养累计贡献值面积弹性拐点,对重要水源涵养用地级别划定方法进行改进。对河北省易县和四川省金川县的实例验证表明,此评价方法可以根据不同地区水源涵养功能特点量身确定重要生态空间规模、面积和比例。     

基于土地利用类型的绿色空间生态评估——以北京市通州区重点新城为例

研究目的:从土地利用的角度重新审视绿色空间的概念和内涵,建立基于土地利用类型的绿色空间生态评估体系,并将该方法体系应用于北京市通州新城的案例研究,度量绿色空间的生态系统服务功能价值。研究方法:生态系统服务价值评价方法、GIS技术、比较分析法。研究结论:基于土地利用类型的绿色空间生态评估,在土地利用规划及其相关生态规划中具有重要的实践意义,通州新城案例研究表明:通州绿色空间的主要生态功能在于废物处理、水源涵养、土壤形成与保护等非物质性生产方面;农田是通州绿色空间生态系统服务价值的最大贡献者,贡献率从2001年的47.4%下降到2004年的41.2%,林地贡献率则由14.7%提高到22.7%,其他各主要地类生态系统服务价值贡献比例随面积的增减也有显著的变化;河流湿地在提升区域绿色空间生态系统服务价值方面的贡献突出,改善水环境质量对建设通州“滨水宜居新城”具有重要意义。     

黄河流域内蒙古段生态安全格局优化研究

目的 黄河流域生态保护与高质量发展已成为沿黄区域可持续发展的共识，亟需优化流域生态安全格局。方法 文章以黄河流域内蒙古段为研究区，采用InVEST模型定量评价1990—2018年流域生境质量变化；从生态系统服务功能重要性、生态敏感性两个角度划定流域生态保护红线，提取生态源地；建立生态源地扩展阻力指标体系，将评价结果分级后与“三生用地”相叠加，构建流域生态安全格局；从“点—线—面”架构生态网络，优化流域生态空间。结果 （1）研究时段内，研究区生境质量呈“U”形变化趋势，生境质量水平整体偏低；其空间演变表现为低水平生境面积不断扩大，高水平生境范围有所萎缩。（2）流域生态保护红线面积共10.7万km²，与实际生态用地的空间叠置率为69.01%。流域共提取9个生态源地，识别一级生态廊道9条，生态绿心40个，组合各地理要素提出“一楔两屏三带四区多中心”的生态空间规划建议。结论 生态安全格局利于黄河流域高质量发展，可在此基础上控制流域草原畜牧区载畜量，巩固流域农牧区产能优势，提高农牧区人居环境质量，强化农牧空间管控。     

基于多智能体的城市生态保护红线多情景模拟

生态红线划定是城市可持续发展的基础,目前的生态红线划定主要采用国家生态红线划分标准来进行,没有考虑与城市建设用地空间的相互协调,为了解决这一问题,以多智能体系统理论为基础构建"城市建设用地—生态保护红线"协调的决策模型,协调城市建设发展与生态环境保护的现实需要,确定不同保护和发展模式下的城市生态红线。以鄂州市作为研究区域进行实验,模拟了不同生态保护模式下的生态保护红线划定情况,结果表明在生态红线划定中考虑多主体的决策因素有助于协调优化城市生态环境保护与城市发展的矛盾。     

平谷区城镇建设用地生态经济适宜性评价方法

研究目的:从生态保护和经济发展的角度,研究城镇建设用地的适宜性评价指标体系和评价方法,以期为城市规划和土地利用总体规划的城镇发展用地合理布局和科学评价提供有效范式。研究方法:以GIS栅格技术为支撑,利用多因素加乘复合算法和互斥性矩阵分类方法进行城镇建设用地适宜性评价,利用对比分析法佐证评价方法与结果的有效性和合理性。研究结果:平谷区城镇建设空间布局可优化为优先建设区、适度建设区、控制建设区、适度保护区、重点保护区和禁止建设区,分别占全区总面积的22.97%、12.15%、11.69%、9.93%、12.90%和30.31%;城镇建设用地适宜程度在空间上呈圈层分布特征,由平原向四周的半山区和山区逐渐降低;评价结果与平谷区城市规划成果具有较好的一致性。研究结论:提出的评价方法对城镇建设用地适宜性评价是有效的,评价结果可以为城镇建设用地规划布局提供科学依据。     

基于最小耗费距离模型的西山区生态连接度评价

针对目前生态连接度评价空间显式表达的不足,提出一种基于最小耗费距离模型的评价方法。按照不同生态功能分区,计算土地生态服务价值、障碍影响指数及生态连接度指数,并对影响土地生态连接度的驱动机制进行深入分析。以云南省西山区2009年、2015年土地利用数据和2020年土地规划数据为例进行验证。结果表明:基于最小耗费距离模型和GIS方法可以显式的表达研究区生态连接度的空间差异程度;研究区2009—2015年生态连接度下降,是因为"十二五"期间经济快速发展及城市化进程加快,无序蔓延式扩张致使绿地被分割、耕地被占用;规划末期2020年生态连接度逐渐趋于好转,源于"十三五"高度重视生态保护,大量风景名胜区和生态湿地的建立对生态环境具有很好的促进作用。该方法可为生态连接度定量分析评价及驱动机制研究提供借鉴和参考。     

“生态集约型”耕地利用评价研究

文章将对耕地集约利用的研究聚焦在生态环境保护的约束和创建下,以改以往单纯地强调耕地使用的集约而忽视生态的做法.提出“生态集约型”耕地利用模式的思想,并阐述耕地生态集约利用的内涵,充分融合了“生态约束,集约根本”耕地利用的宗旨.在此基础上,以钦州市和合浦县为研究对象,构建耕地生态集约利用的指标体系,对研究对象5个县(区)耕地生态集约利用进行评价,并将评价结果分为4个等级.研究表明:研究区域耕地生态集约利用水平具有明显的地域差异性,钦北区处于生态集约良好水平,钦南区、灵山县处于生态集约中等水平,合浦县生态集约水平一般,浦北县生态集约最差.总体来说,研究区域耕地生态集约利用整体处于中等水平,而且耕地生态效益不显著.     

基于格网尺度的密云水库区域“三生”空间功能测度与时空变化分析

[目的]为有目标地进行土地利用调整、科学合理促进区域生态景观建设和生态环境保护提供参考。[方法]文章以北京市密云水库区域为研究对象,基于遥感影像解译的1993年和2016年土地利用现状图,分析了研究区土地利用类型的面积变化和相互转换特征;在剖析土地多功能性的基础上,构建了不同土地利用类型的生产、生活、生态用地的功能指数,从而对土地利用类型进行了"三生"空间的划分,并基于格网尺度揭示了研究区域"三生"空间时空变化规律。[结果](1) 1993—2016年密云水库区域土地利用类型主要为林地和水域,其面积变化以耕地、林地、草地和园地为主。其中,耕地和草地的面积减少,主要转换为园地;林地面积增加,主要来源于草地和荒土地;园地面积增加,主要来源于林地、耕地和草地;林地和园地之间相互转化的面积较大。(2)研究期间,密云水库区域"三生"空间相对稳定,生态功能一直是研究区域的主导功能,1993—2016年生产空间和生活空间扩张,生态空间略有缩小;不同级别保护区范围内的土地利用变化规律与总体变化较为一致,二级保护区范围内的变化相对大。[结论]研究结果可以为精细化评估区域"三生"空间时空变化做参考,并能服务于区域土地利用结构调整和可持续利用及区域生态建设。     

农牧交错区“三生”用地格局演变及其生态环境效应——以冀北山区张北县为例

目的 “三生”用地时空格局演变及生态环境效应研究对国土空间优化开发和生态环境保护具有重要意义。方法 文章以农牧交错区典型县域张北县为例，基于农户调研和土地利用数据，综合运用GIS技术、核密度估计法及生态环境指数模型系统分析了张北县“三生”用地格局演化特征及其生态环境效应。结果 （1）1990—2020年张北县生产—生态用地面积减少，生产—生活及生态用地面积增加，生产—生态用地及生态用地在各乡镇均有分布，生产—生活用地主要分布在交通沿线经济较发达的乡镇；（2）研究期内张北县“三生”用地转换以生产—生态用地向生态用地的转换为主，其次为生产—生态用地向生产—生活用地的转换，减少的生产—生态用地主要来自草地及耕地；（3）30年间张北县生态环境质量指数由0.291~0.596增长为0.409~0.760，高及较高质量区面积增加，低及较低质量区面积减少，生态环境质量改善；生产—生态用地向生态用地的转换及向生产—生活用地的转换分别是研究期内张北县生态环境质量提高和恶化的主要原因。结论 张北县生态环境质量不断提高，但仍面临经济发展较慢，“三生”用地竞争激烈的问题。