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。     

黄河流域农业用水绿色效率时空分异及驱动因素

[目的]探究黄河流域农业用水绿色效率水平及其演变特征,有助于推进黄河流域农业用水高质量发展。[方法]文章利用超效率EBM模型测算黄河流域9省区农业用水绿色效率,采用KDE及ArcGIS图示法探究效率的区异性及动态演进特征,借助地理探测器考察时空演进的内源性、外源性驱动因素。[结果]（1）从总体变化趋势看,2010—2019年黄河流域农业用水绿色效率平均值在0.95～1.10,呈“降—升—降—升”的“W”型波动上升特征,2011年和2015年为低点;（2）从流域动态演进看,全流域存在“优者更优”现象,中下游地区两极分化明显,农业用水绿色效率提升幅度从上游到中下游递增;（3）从省域异质性看,农业用水绿色效率呈现“北低南高”的空间分布格局,效率值由上游向中下游递增,高效率省份数量在增多;（4）外源性因素是黄河流域农业用水绿色效率的主要驱动力,滴灌面积占比、经济发展水平、每千公顷施用化肥折纯量是控制性因子。[结论]针对黄河流域农业用水绿色效率驱动因素采取差异化措施,实现农业用水效率高质量发展。     

基于适度边界的“三线”冲突融合研究 ——以徐州市为例

研究目的：构建“三线”（永久基本农田保护红线、生态保护红线和城镇开发边界）冲突融合研究框架,基于适度边界化解“三线”冲突,为调控城市扩张、优化国土空间布局提供参考。研究方法：空间叠加分析识别“三线”冲突、价值测算模型、空间插值法提取适度边界。研究结果：（1）理论分析表明,“三线”冲突可划分为农田—建设型、生态—建设型和生态—农田型,基于价值均衡原理推荐适度边界作为化解“三线”冲突的空间界线;（2）在徐州市城镇开发边界内,农田—建设型冲突面积为34.06 km2,生态—建设型冲突面积为25.56 km2,生态—农田型冲突面积为4.60 km2,适度边界内的冲突区域（38.39 km2）应保留建设用地,其余冲突区域（21.33 km2）建议保留永久基本农田保护红线和生态保护红线;（3）冲突融合得到2025年徐州市城镇开发边界内永久基本农田保护红线、生态保护红线和建设用地的面积分别为55.21 km2、76.63 km2和378.54 km2。研究结论：本文基于价值均衡原理,采用适度边界解决“三线”冲突的新思路和研究结果,能够为区域国土空间规划提供定量参考和决策依据。     

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InVEST和CA-Markov模型的瓯江流域“水资源-社会-生态”协调发展评价

为寻求区域的可持续发展,基于InVEST和CA-Markov模型分析了不同时期瓯江流域生境质量,通过构建“水资源-社会-生态”耦合系统的评价指标体系对瓯江流域协调发展状况进行评价。结果表明:2000—2020年瓯江流域内以高生境质量区为主,但生境质量水平呈下降趋势,2030年下降幅度将进一步增加;流域内高生境质量区集中于西南侧,低生境质量区主要在温州龙湾区以及丽水市市中心附近;“水资源-社会-生态”系统建设水平与耦合协调度向好发展,水资源子系统的建设状况是影响整体水平的关键因素。提出了科学引导土地利用、合理规划水资源配置、优化产业结构三方面改进措施,以实现区域生态保护与高质量发展。     

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。     

黄河流域甘肃段生态环境质量研究

以2010年、2015年、2020年土地利用数据为基础,利用In VEST模型与MCR模型等方法对甘肃流域黄河段九地市的土地利用情况、生境质量、生态格局进行定量分析与定性判断,为黄河流域高质量发展与生态文明导向下黄河流域规划实践提供判断依据,分析结果表明：2010年、2020年,研究区域内部生境质量呈现出“南高北低,中部均等,东优西弱”的特点。     

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。     

黄河流域甘肃段高质量发展水平演变及驱动力分析

基于黄河流域生态保护和高质量发展的理念,从经济、创新、民生、环境和生态5个维度对黄河流域甘肃段的高质量发展水平进行测度。结果表明,（1）黄河流域甘肃段高质量发展水平逐年增加,从较低水平到较高水平;市域存在明显差异,除兰州外的市域仍处于发展较低水平。（2）黄河流域甘肃段的高质量发展水平呈现明显的“中间高四周低”格局,重心逐渐从兰州向天水方向迁移,即向黄河支流渭河方向进行迁移。（3）黄河流域甘肃段高质量发展水平与生态、环境维度均呈显著正相关,处于同步发展态势。（4）黄河流域甘肃段高质量发展水平5个维度除民生维度减弱,其他维度均有明显增幅,2014—2019年增辐由高到低顺序依次为：创新>生态>环境>经济>民生。（5）根据地理探测器分析结果,水土流失治理面积、水资源量对流域高质量发展水平空间分异的解释能力较高。     

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。     

西北干旱区玛纳斯河流域土地宜耕性评价

[目的]立足西北干旱区土地开垦与弃耕频繁的土地利用现象,揭示西北干旱区耕地后备资源与不稳定耕地之间的相互联系,以玛纳斯河流域为案例区进行研究,为西北干旱区内陆河流域土地利用与生态保护提供建议。[方法]文章运用层次分析法构建评价指标体系,采用综合因子得分法与限制性因子结合法进行土地宜耕性评价,并分别给出空间利用对策。[结果]玛纳斯河流域生态敏感性呈“中间大两头小”的数量结构,敏感区面积较大,极敏感及一般敏感区面积都较小;玛纳斯河流域耕地后备资源综合本底条件多为“较好”及“一般”,但开发受生态敏感性影响较大;玛纳斯河流域混合型不稳定耕地及生态型不稳定耕地面积较大,分别为85 684.77hm2、82 011.87hm2,可优先退耕。[结论]玛纳斯河流域土地资源丰富,但开发利用受生态约束较大,其宜耕耕地后备资源的合理开发,不稳定耕地的生态退耕,对生态安全及粮食安全具有重要作用。     

生态退耕背景下黄河流域耕地变化与农业生产和生态环境关系研究

[目的]分析生态退耕背景下黄河流域耕地的时空变化特征,探讨黄河流域不同区域耕地变化与农业生产和生态环境的相互关系,旨在为黄河流域农业绿色发展和耕地利用政策提供借鉴。[方法]文章基于2000—2020年黄河流域连续土地利用数据,利用面板格兰杰因果检验和双变量空间自相关量化耕地变化与农业生产、生态环境之间的动态因果及空间交互关系。[结果](1) 2000—2020年黄河流域年均减少耕地69.53万hm²,还林还草是耕地主要减少去向,2020年和2004年是退耕还林还草高峰年,中上游是退耕还林还草重点区;(2)从格兰杰因果检验来看,下游地区退耕还林还草对农业生产和生态环境没有显著影响,上游地区长期退耕还林还草对农业产值增加有利,中游粮食产量和生态系统服务供给低的地区退耕还林还草更多,中上游生态退耕对生态环境有显著促进作用;(3)从空间自相关结果来看,下游地区退耕与农业生产和生态环境的空间分布不具有一致性,黄土高原南部和太行山附近退耕还林还草与生态环境指标呈高—高集聚,鄂尔多斯高原地区退耕与农业产值呈小范围高—高集聚。[结论]退耕还林还草是黄河流域耕地变化的重要原因,退耕...     

黄河源区矿山开发生态受损识别诊断

研究目的：基于遥感技术识别诊断黄河源区矿山开发造成生态环境问题以及生态系统结构和功能受损状况,以期为黄河源区生态环境保护提供科学依据。研究方法：高分辨率遥感解译、实地调研、空间统计分析。研究结果：（1）矿山露天开采,尤其是煤矿、建筑用砂采场以及煤矸石堆放是造成黄河源区重要生态系统结构和功能受损的主要驱动因素。源区范围内60.40%的历史遗留废弃矿山持续威胁黄河源区生态安全。（2）矿业开发主要造成黄河源区高寒草地生态系统受损,受损面积占比51.59%,严重威胁源区水源涵养及生物多样性保护功能。（3）矿业不合理开发造成黄河干支流两岸10 km范围、三江源国家级自然保护区、三江源草原草甸湿地生态功能区、祁连山冰川与水源涵养重要生态功能区等生态敏感区域水源涵养及生物多样性保护生态功能受损,生态廊道效应减弱。研究结论：在查明黄河源区矿业开发现状特征基础上,识别诊断矿业开发造成源区生态受损和退化状况是维护黄河源区生态安全,促进黄河流域高质量发展的关键基础。     

粮食安全视域下黄河流域农业生态经济耦合协调发展及驱动机制研究

目的 黄河流域构成中国重要的生态屏障,也是农业经济开发的重点地区,研究其农业生态经济系统的耦合协调性,对维护国家粮食安全、促进黄河流域可持续发展具有重要作用。方法 文章以黄河流域60个城市为研究对象,采用熵权法、耦合协调度模型、灰色关联度模型定量分析了农业生态系统与农业经济系统的综合评价指数、耦合协调度及其驱动机制。结果 2008—2020年黄河流域农业生态系统、农业经济系统的综合评价指数均值呈上升变化态势,两者的对比关系由“经济滞后型”演变为“生态滞后型”。耦合协调水平总体随时间增长,由轻度失调转为濒临失调,空间上表现为下游>中游>上游的分布格局。驱动因素的作用强度按农业现代化水平、城镇化水平、农业经济发展水平、区域本底条件、人类活动强度、政策管理决策的次序递减,并共同推动生成了驱动机制。结论 黄河流域农业生态经济的耦合协调程度仍有待提升,今后将针对典型地区的具体情况对农业生态经济耦合协调的内在机制、实现路径开展研究。     

黄河流域土地利用转型图谱特征

研究目的:分析黄河流域土地利用转型时空特征,为开展流域国土空间规划编制、推动流域生态保护和高质量发展提供基础依据。研究方法:地学信息图谱分析、涨落势图谱分析。研究结果:(1)1990—2018年黄河流域主要土地利用类型是草地和未利用地,草地和城乡建设用地面积呈增加趋势,年均变化率分别为0.04%和2.49%;耕地和未利用地面积减少,年均变化率分别为0.15%和0.17%。(2)土地利用转型图谱单元以草地与未利用地、耕地和林地之间的相互转换为主,广泛分布在除阿拉善中部以外的黄河流域上、中游地区,空间分布较集中;其次是耕地与城乡建设用地的相互转换,主要分布在甘肃省中部、宁夏回族自治区、陕西省榆林市西北部、内蒙古自治区巴彦淖尔市南部以及黄河入海口附近,空间分布集中;(3)两个时序单元内,土地利用涨落势图谱中面积变化最大的均为草地,且上、中、下游地区涨落势图谱存在显著差异。研究结论:研究结果较清晰地展示了黄河流域土地利用转型时空演变特征,能为摸清转型规律、开展国土空间规划等提供依据。     

南流江流域“三生空间”功能定量评估研究

［目的］土地利用空间功能性识别是区域规划用地的基础,为兼顾食物原材料生产、居民生活和生态保护之间的关系,协调土地功能之间的矛盾,构建生态—生产—生活空间功能体系具有重要的理论与实践意义。现行的空间功能分类体系尚不成熟,构建一套与之相符的识别方法显得尤为重要。文章以土地功能、生态系统功能和景观功能为基础,兼顾其他功能,通过整合空间功能核算方法,构建“三生空间”功能价值核算体系。［方法］采用以当量表为主体,结合生物物理过程和价值替代法形成空间服务价值的测算方法。［结果］研究区域以生态空间功能为主导与土地类型功能相匹配,该空间功能价值核算体系能较好地反映区域内地类的功能性状; 核算结果显示南流江流域的生态空间总价值686亿元,生产空间总价值164亿元,生活空间总价值942亿元。南流江流域生态空间为719万hm2,占流域总面积76%,生产空间146万hm2,占流域总面积15%,生活空间86万hm2,占流域总面积9%。生态空间邻域功能类型处于高值区,一般邻域2~3种空间类型; 生产空间邻域空间类型单一,仅在图斑连接处邻域2~3种空间类型; 生活空间一般毗邻1~2种类型。［结论］研究区“三生空间”整体互补性不足,部分空间功能区景观功能较单一。同时研究发现南流江流域耕地生态价值比预期高。     

黄河流域农业产业集聚对农业生态效率的影响——基于PCA-DEA和面板Tobit模型的实证研究

目的 探究黄河流域农业产业集聚对农业生态效率的影响,推进黄河流域生态保护和农业现代化协同发展。方法 文章运用非期望Super-SBM模型和区位熵指数对黄河流域农业生态效率和农业产业集聚度分别进行测度,分析其时空演变规律,在此基础上利用面板Tobit模型探究二者之间的影响关系,并进行区域异质性分析。结果 （1）2005—2019年黄河流域农业产业集聚水平整体较高,但农业生态效率水平整体处于中低水平,未达到有效水平,呈“东高西低”“南高北低”的空间分异格局;（2）研究期黄河流域农业产业集聚与农业生态效率之间呈倒“U”型曲线关系,拐点为1.432,目前以促进作用为主;（3）农业产业集聚对农业生态效率的影响具有区域异质性,黄河流域中上游二者之间呈倒“U”型曲线关系,下游地区二者之间非线性关系不明显。结论 应优化配置农业集聚要素,提升农业产业集聚质量;加强产业间区域化合作与交流,推动农业产业生态化发展;合理配置财政支农资金,加大绿色农业科技投入。     

国土空间规划中弹性空间的作用与划分

［目的］为应对快速城市化给规划带来的冲击与挑战,“弹性空间”成为国土空间规划研究的热点。资源的空间特性,其优化过程中的不确定性最终会传递到空间上形成弹性空间,因此,探索不确定条件下土地资源优化的弹性空间划定具有重要理论与现实意义。［方法］研究梳理了“弹性”与“弹性空间”的理论发展与基本内涵,确定了“刚柔并济,弹性优化”的原则。针对国土空间规划,从“现状地表”和“适宜性评价”两条数据线,构建“弹性空间”的划分路径,并以四川省国土空间规划为例在规划中进行了实践。［结果］(1)在四川省国土空间规划中,划分的刚性区域包括：由基本农田和优质耕地形成的农业空间,由生态红线和资源环境承载力低的区域形成的生态空间、由现状城镇及其扩展区域形成的城镇空间,可保证1—2年内的用地指标都在刚性区域内。(2)划分的弹性区域包括：未来可优先开发的农业/城镇区和后备开发的生态/城镇区,也有未来农业和生态的相互转换区生态/农业、农业/生态。［结论］研究表明弹性空间是资源优化配置不确定性在空间上的表现,弹性空间划定可提前感知并应对不确定性的影响,有利于提高规划政策有效性。研究为空间规划中弹性空间划定提供了理论依据与技术支持。     

江苏省黄河故道区土地开发整理生态安全评价

研究目的:以江苏省境内黄河故道区为例,评价流域土地开发整理的生态安全.研究方法:生态安全评价法、Delphi经验统计判断法等.研究结果:土地开发整理后,区内10个县的生态不安全因素普遍降低.为相似流域土地资源的合理开发整理提供借鉴.研究结论:土地开发整理后保持了粮食、水利、生境、水土保持等的生态安全性.     

黄河流域农业高质量发展中水土资源优化配置研究

目的 推进黄河流域农业高质量发展是实现黄河流域高质量发展的重点任务,也是破题之举。水资源利用较为粗放、农业用水效率不高是黄河流域农业高质量发展的最大制约,也是推进黄河流域农业高质量发展亟待破解的问题。方法 文章基于水资源刚性约束的现实条件,将水资源作为内生要素纳入柯布-道格拉斯生产函数,构建“以水定土、以土量水”的水土资源优化模型,运用黄河流域西北干旱区1 933份农户实地调研数据,实证分析不同配水方案及水价情景下,农作物种植面积的调整策略。结果 研究表明,黄河流域农业生产具有较大节水空间;调整配水方案,配水量向具有水资源利用比较优势的作物倾斜,有利于提高收益及水资源利用率;调节水价,增加用水成本,有助于抑制不合理用水需求,实现农业节水目标。结论 黄河流域农业水土资源优化配置应坚持“以水而定、量水而行”,推进水资源节约集约利用;完善水资源定价机制,抑制不合理用水需求;坚持生态优先,大力推进农业节水,推动设施农业发展,适度调减农作物种植面积,为生态用水提供更大的空间。黄河流域农业发展不应以规模论英雄,而是侧重向技术、管理、质量要效益,走质量兴农、绿色兴农、品牌强农的农业高质量发展之路。