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。     

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。     

江苏省沿江生态空间格局优化与修复对策研究

江苏省沿江地区是整个长江经济带中生态承载压力最大、生态保护与经济活动矛盾最突出、生态修复形势最紧迫的区域,开展江苏省沿江地区生态空间格局优化和生态修复对策研究,对于推动长江经济带生态文明建设与高质量发展具有重要现实意义。文章以江苏沿江10千米范围涉及的区县为研究对象,分析了该区域的生态空间和特征,以及生态空间保护修复面临的主要问题;提出通过生态服务价值重要性评估和生态敏感性评价,选取生态源地,运用最小累积阻力模型识别生态廊道,构建江苏沿江地区生态空间格局,围绕生态节点、生态廊道等开展生态空间格局优化,并运用景观连接度指数对优化前后的生态空间加以评价;在此基础上,从规划引领、格局优化、监测预警、保障机制等方面提出政策建议。     

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。     

基于最小累积阻力模型的西安市生态格局构建研究

高质量的生态格局构建有助于维护区域生态安全,提高区域的生态环境承载能力,进而为区域提供更好的生态服务和生态产品,进一步改善人居环境。本文以西安市行政辖区为研究区域,评价其生态系统服务功能重要性、生态脆弱性,筛选>1平方公里的生态极重要、极敏感的斑块作为生态源地;选取坡度、土地利用类型以及距道路、居民点、水体、自然保护地的距离等因子,评价形成综合阻力面,采用最小累积阻力和重力模型,识别潜在的生态廊道和关键节点,进而确定西安市生态格局。研究结果表明,西安市的生态源地主要集中分布在南部秦岭山区,连接各个生态源地共形成23条重要的生态廊道,34个重要生态节点,构建西安市“一屏一带七廊多节点”的生态格局。     

青龙满族自治县景观生态安全格局研究

[目的]引用俞孔坚的景观安全格局理论,借助Arc GIS10、Conefor Sensinode2.2和In VEST2.2.0制图软件构建青龙满族自治县景观生态安全格局,针对景观生态安全格局各组分的分布特点,提出相应的生态规划对策,以期为青龙满族自治县维护生态系统稳定、合理进行生态规划提供借鉴。[方法]首先,综合考虑斑块自身特征属性和外界环境因素,通过景观斑块质量评价来识别源地;其次,根据最小累积阻力模型构建最小累积阻力面并划分为3个最小累积阻力等级,分别对应生态保育区、生态防护区和生态培育区3个生态功能区;最后,确定生态廊道和战略点。[结果]源地占研究区总面积的3.59%,源地内耕地、园地、林地、草地、水体所占比例分别为0.14%、0.25%、66.86%、17.21%、15.54%;生态保育区占研究区总面积的34.98%,生态保育区内耕地、园地、林地、草地、水体、其他用地所占比例分别为6.73%、8.69%、49.32%、29.57%、3.40%、2.29%;生态防护区占研究区总面积的36.40%,生态防护区内耕地、园地、林地、草地、水体、其他用地所占比例分别为10.31%、18.57%、37.68%、26.67%、1.87%、4.91%;生态培育区占研究区总面积的28.62%,生态培育区内耕地、园地、林地、草地、水体、其他用地所占比例分别为11.31%、15.57%、39.80%、26.70%、2.28%、4.34%;沿景观低阻力区分布有7条生态廊道;有8个战略点。[结论]文章所构建景观生态安全格局基本符合青龙满族自治县实际情况,各景观生态安全格局组分有不同的特点,对应有相应的生态规划对策。     

国土空间生态保护修复重点区域识别研究 ——以宁波市为例

研究目的：基于生态安全格局识别宁波市国土空间生态保护修复重点区域，并提出保护修复策略。研究方法：构建综合评价体系以确定生态源地，利用电路理论模型识别生态廊道和生态夹点，并引入廊道生态质量评价指标帮助确定各条廊道的合适宽度。研究结果：（1）识别生态源地23处，土地利用类型以林地为主。（2）识别生态廊道38条，廊道宽度集中在12～72 m。（3）宁波市生态廊道按质量分级，一级廊道6条，二级廊道10条，三级廊道22条，总体生态质量有待提高。（4）识别生态夹点区域14.37 km2，夹点的分布具有“南少北多、西多东少”的特点。研究结论：该方法识别了宁波市的生态源地、生态廊道及生态夹点，确定了廊道的适宜宽度，为国土空间生态保护修复重点区域识别提供有效的参考路径。     

基于生态安全格局的国土综合整治关键区识别与策略研究——以辽宁省庄河市为例

研究目的：基于生态安全格局视角识别庄河市国土综合整治关键区域并针对性地实施保护策略,避免整治过程中对景观连通性和完整性的破坏,为生态型国土综合整治提供参考。研究方法：MSPA、连接度分析、成本距离分析、空间句法。研究结果：（1）从空间结构和生态功能两方面综合选取生态源地可以兼顾连通性与生态价值,空间句法的引用则对于源地及廊道的优先级确定提供了有益的补充。（2）庄河境内生态源地共计18个,面积达558.11 km2,北部山区的主要类型为林地,南部平原地区则以湿地为主;（3）生态廊道达653.67 km,由南向北逐渐复杂化、网格化,连通性逐渐增强;（4）国土综合整治关键区域中,未利用地避免开发面积5.66 km2,建设用地需减量化11.05 km2,采矿废弃地优先治理区达80.55 hm2,生态障碍点共计6处。研究结论：从生态安全格局视角出发,识别国土综合整治关键区并提出对应策略,可以有效避免传统土地整治过程中的生态流阻隔、生态孤岛等问题,为生态型国土综合整治提供了一种新的思路,也为当前空间规划的实施提供支撑,未来需探讨海陆统筹的国土整治与修复。     

基于供需视角的生态安全格局构建与优化研究——以鄱阳湖生态经济区为例

生态安全格局的识别与优化是维护生态系统完整性、保障区域生态安全的基本途径之一。文章以鄱阳湖生态经济区为案例,通过生态服务重要性和景观连通性识别生态供给空间,以生态服务需求强度和道路通达度识别生态需求空间,运用最小阻力模型提取廊道;基于生态安全格局,探讨生态保护视角下的生态安全格局优化策略。结果表明:鄱阳湖生态经济区源地面积为13679.43km~2,占总面积的26.74%,主要分布在鄱阳湖、庐山西海等地;高生态需求区面积为3336.91km~2,主要分布在各县级行政辖区政府驻地的集中建成区;生态廊道总长度为3879.8km,源源廊道长度为1631.4km,源需廊道长度为2248.4km,生态节点有58个,廊道断裂点有92处。文章提出"两带、一核心、一轴、五分区"为核心的生态安全格局优化模式,形成鄱阳湖生态经济区功能化和网络化的生态安全结构体系。     

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。     

基于生态安全格局的城乡生态空间布局与优化*——以宣城市为例

[目的]构建生态安全格局、优化城乡生态空间布局,对提升生态环境承载力、促进生态与经济协调发展具有重要作用。[方法]以宣城市为例,基于Arc GIS的空间叠加技术,通过生态系统服务价值评价识别主要生态源地,并采用最小累计阻力模型(MAC)选取生态战略点及生态廊道分布,构建出生态安全格局,进而对宣城市城乡生态空间布局进行优化。[结果](1)生态极重要和高度重要区域面积为918. 78km~2,占全区面积的35.53%;(2)生态源地的总面积为978.83km~2,占全区面积的37.85%;(3)选取的生态廊道多呈现出南北向的连接走向分布,但两点之间相互连接的空间网络化程度较低,且构建出生态高与较高安全区面积为921.70km~2,占宣城市区面积比重为35.65%;(4)优化并形成"绿核+水廊+绿廊"多层次、网络化的宣城市城乡生态空间结构,并进一步优化空间布局。[结论]可为构建生态安全格局、保障城市生态安全、优化城乡生态空间布局提供科学参考。     

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。     

重要生态综合用地划定技术方法研究——以四川江油市为例

文章系统总结了重要生态用地划定技术方法,以生态单要素评价为基础,提出了基于生态功能和敏感性分级分类下的重要生态综合用地评价技术,以及关键生态源地厘定的空间识别方法。以最小阻力模型为依托,开展了不同级别生态源地间重要生态廊道识别和划定路径探索。以四川省江油市作为代表性案例,通过重要生态网络构建试验,提出了优化生态安全屏障体系技术建议。     

不同土地利用情景下农村景观生态格局优化

景观格局优化是实现有限土地资源优化利用的有效途径。文章以重庆市江津区龙华镇为样区,设置4种不同土地利用情景,通过8个景观格局指数与生态阻力对各情景设置进行分析,在此基础上采用最小累积阻力模型,构建不同景观组分别对4种不同土地利用情景(基准情景、生态情景、发展情景、综合情景)的景观格局进行优化,遴选最佳优化路径。结果表明:样区耕地景观占比最大,这有助于促进景观生态功能的开发与利用;样区较高程度的景观破碎化与较差的景观连通性对景观生态功能的开发与利用产生较大的阻碍作用;比较4种土地利用情景,综合情景的生态源面积大于其它3种情景,且生态源的分布情况也较其它3种情景均匀;在构建生态廊道体系时,综合情景下的物质、能量及物种的流通性也较其它3种情景强;而且,综合情景下的生态节点跟其它3种情景相比,无论是在功能数量上还是在空间分布上,均具有更强的合理性。     

县域土地生态空间管控红线划定的方法研究 ——以江苏省金坛区为例

研究目的:以江苏省金坛区为例,基于斑块—基质—廊道生态网格,探讨县域土地生态空间管控红线划定的方法,以期提升区域生态功能,为其他区域土地生态空间管控红线划定提供方法借鉴。研究方法:采用最小累积阻力模型构建阻力面,采用最小路径法识别出潜在生态廊道,并基于重力模型最终确定重要生态廊道。研究结果:金坛区形成了主次分明、点线面要素齐全的土地生态空间管控红线区域,面积占金坛区总面积的44.58%,其中金坛区重点保护区域占金坛区总面积的23.67%,并以此形成了源头严防、过程严管、责任追究的红线管控制度体系。研究结论:基于斑块—基质—廊道生态网格划定的县域土地生态空间管控红线,可为区域土地生态保护提供重要参考。     

基于InVEST模型的昌黎县土地利用变化对生境质量的影响研究

[目的]研究土地利用变化引起的生态效应已成为生态学的核心内容,评估土地利用变化引起的生境质量时空变化可以为区域生态规划和土地规划提供科学依据。[方法]文章以昌黎县为例。采用InVEST模型中的生境质量模块评估昌黎县生境质量,根据生境质量指数将生境划分为差、较差、一般、良好和优等5个等级,同时分析土地利用及景观格局的变化对生境质量产生的影响。[结果](1)2010~2015年,昌黎县土地利用变化主要特点为耕地资源大量减少,建设用地迅速扩张,整体景观的斑块数量及斑块密度增加,蔓延度指数减少,说明研究区整体破碎化程度增加,景观均匀度指数和多样性指数的增加,说明各景观组分所占面积比例差异变小,分布的均匀程度增大;(2)两期生境质量格局呈现为西部沿河地带和东北部区域高,生境质量指数大于0.6,中北部的昌黎镇以及距离城镇较近或是位于主要交通网连接处的区域生境质量较低,生境质量指数低于0.2,昌黎县其他地区的生境质量指数主要在0.4~0.6之间;(3)昌黎县生境质量整体处于一般水平,2010和2015年生境质量得分在[0.4,0.6)之间的面积分别占全县45.46%和44.69%,2015年生境质量得分区间为[0.2,0.4)、[0.4,0.6)、[0.6,0.8)和[0.8,1.0)的斑块生境面积较2010年分别减少了0.72%、0.77%、0.24%和0.13%,只有最差等级[0-0.2)得分区间的比例较2010年增加1.87%,说明昌黎县整体生境质量2015年较2010年有所下降。[结论]研究结果可以为制定合理的土地管理政策提供科学依据,同时对生物多样性的保护具有一定积极的作用。     

基于RS、GIS的矿区生态景观修复研究 ——以徐州市城北煤矿区为例

研究目的：探讨矿区景观生态修复策略和技术,以改善矿区景观格局和矿区生态环境质量,保证矿区可持续发展。研究方法：利用RS数据,采用GIS技术和生态景观指标分析方法。研究结果：1987 — 2008年间,斑块连通度、斑块密度、香农多样性指数、均匀度指数增大,优势度指数减低,表明景观破碎化程度提高,多样性增大,生态系统稳定性降低,但耕地面积和最大斑块指数减小最大,耕地的边缘密度增大和连通度降低;水域用地的面积增大,最大斑块指数增大,斑块边缘密度增大和连通度降低,主要原因是采矿造成农地塌陷、地表积水、部分塌陷地被复垦为鱼塘用地等。为此,提出一系列的生态修复模式和生态修复措施,加大对矿区景观生态的斑块—廊道—基底的构建。     

基于“源-汇”理论的山区农村居民点“三生空间”优化研究——以井陉县为例

本研究根据农村居民点以及太行山区县域“三生空间”分布特征,基于“源-汇”理论和MCR模型,从生态源地扩张和生产源地扩张的角度,依据“三生”功能构建阻力面指标体系,计算最小累积阻力面差,实现县域“三生空间”的划分和农村居民点分类整治优化。结果表明：（1）基于“源-汇”理论的最小累积阻力模型在山区“三生空间”格局构建,农村居民点分类整治中具有相容性和可行性;（2）研究区以生态保护区和生态优化区为主,生态空间占比59.5%,以生态功能为主,农村居民点分布中生产功能占比62.7%,以生产功能导向为主,因此,乡村整治要根据农村居民所处的主导功能分类整治;（3）乡村整治应综合考虑农村居民点的生活、生产、生态功能特征,分类促进山区乡村振兴和生态文明建设。     

基于空间效能的城市生态网络构建*——以亳州市为例

［目的］随着我国城镇化进程的不断加快,城市生态要素不断受到侵蚀,构建城市生态网络对城市生态系统保护和修复具有重要意义。［方法］文章基于空间效能的视角,以亳州市为研究对象,运用生态网络连接性、渗透性以及均衡性评价,从生态保护和生态修复两个层面构建城市生态网络。［结果］对“网络本体—影响区—辐射区”不同空间层次的效能进行分析,研究结果表明：在“网络本体”的连接性评价中,生态连接应将河流水系等进行贯通连接,形成城市的生态骨架,并整合破碎的生态斑点,形成规模较大的斑块。“本体—影响区”的渗透性分析表明亳州大部分绿地斑块形状呈现出规则且较为离散的状态。“本体—辐射区”的均衡性评价显示亳州河流水面及沟渠较多且均匀,但是连通性较差。［结论］因此,亳州市应构建包含4个重要生态保护点、3个主要生态修复点和三级廊道体系的生态网络,同时要维持其生态廊道的自然形态,处理好现状保护与建设的关系等方面内容。