基于粒度反推法的景观生态安全格局优化——以海口市秀英区为例

景观生态安全格局优化是改善生态环境、促进人与自然和谐发展的有效途径。为给海口市秀英区生态环境建设提供科学依据和景观生态安全格局优化方法改进提供参考,提出了粒度反推法和生态阻力面综合构建法,结合GIS技术和最小耗费距离模型探讨了海口市秀英区景观生态安全格局优化途径。结果表明:(1)400m粒度生态景观组分是秀英区生态源地选取的合适参照,秀英区有生态源地18块、生态廊道17条、生态节点11个,新增生态源地建设的参考规模为38.5hm2,生态源地的生态服务极限距离为800m,需将现有的11块非生态景观类型斑块转换为生态景观类型,总面积20.26 hm2。(2)粒度反推法能为生态源地选取提供客观参考,在生态源地选择方面比传统方法具有更强的理论基础和客观性,解决了客观选取生态源地的问题。(3)综合生态阻力面能对生态阻力的实际情况进行较好地模拟。显、隐性生态阻力面之间存在显著差异,能反映生态系统中潜在的生态薄弱点,这些生态薄弱点往往是容易被忽略而又需要重点建设的区域。

基于粒度反推法和MCR模型的生态源地景观格局演变研究——以重庆市丰都县为例

以重庆市丰都县为例,基于土地利用、DEM数字高程数据,利用粒度反推法和MCR模型对该县2005—2018年生态源地景观格局演变进行了研究,并分析了其与土地利用变化的关系。结果表明:丰都县2005—2018年土地利用变化显著,2005年生态源地选取最佳组分结构为1400m粒度,2018年为1600m粒度;2005年生态源地面积1286km2、27条生态廊道、34个生态节点,2018年生态源地面积1442.4km2、20条生态廊道、25个生态节点。2005—2018年研究区生态源地面积增加,对生态过程起促进作用,但空间破碎程度加大;生物流运行阻碍增强,对生态过程起抑制作用,总体上仍表现为土地利用变化改善了生态安全格局。

基于Linkage Mapper与粒度反推法的太行山中北段生态节点识别与分析:以河北省阜平县为例

生态节点可以连接破碎的生境斑块,提高景观之间的连通性。选取太行山中北段生态型贫困区域阜平县为研究区,将生态节点分为生态薄弱点、生态障碍点、生态夹点,采用形态学空间格局分析(MSPA)模型识别生态源地,采用最小累积阻力(MCR)模型构建最小累积阻力面,基于Linkage Mapper,运用粒度反推法、空间网络分析法、ArcGIS中的水文分析模块得出各类型生态节点规模、形状、组成形式。结果表明:研究区生态源地面积为25863.97 hm 2;生态节点共计120个,其中生态薄弱点75个、生态障碍点25个、生态夹点20个;由于400 m粒度是生态节点建设的合适参数,因此生态节点形成区域118个,总面积为2043.80 hm 2。针对各类型生态节点明确其建设形式,共有71个区域可建设为林地生态节点,43个区域可建设为水域生态节点,4个区域可建设为园地生态节点,该研究可为促进生态网络连通性提供借鉴意义。

基于粒度反推法的昌江县景观格局优化

利用GIS技术、粒度反推法和最小累积耗费模型,从增强生态系统整体连通性的角度,对昌江县进行了景观格局优化分析,探讨了生态源地客观选取、生态廊道和生态节点建设措施。结果表明:①昌江县最优景观组分结构的粒度为600 m,有生态源地14个,需新增21个生态景观斑块以优化生态源地;②生态源地分布规律为中部数量多但规模小、东南部及西北部数量少但规模大,主要受人为干扰影响;③利用显性、隐性生态阻力,以及地形因子构建的生态阻力面,指示了生态系统中生态陷阱的位置;④有生态廊道32条、生态节点29个,根据类型的不同提出了建设措施;⑤从生态连接和稳定性的角度,结合粒度反推法和空间网络分析得出了生态节点的空间形状,总面积201.49 hm^2。

基于粒度反推法和GIS空间分析的景观格局优化

景观格局优化是构建生态网络的有效途径,能显著提升区域生态安全。以海口美兰区为研究区,利用粒度反推法和主成分分析从增强整体连通性的角度实现了生态源地的客观选取,并结合最小累积阻力模型构建了生态网络,采用空间网络分析和水文分析重点探讨了生态节点规模、形状和组成形式的计算。结果表明:550 m粒度的生态景观组分结构是选取美兰区生态源地的合适参考,美兰区有生态源地38个,需对23个斑块进行景观类型转换,生态源地在规模和布局上存在差异,主要受人为干扰的影响。显性和隐性生态阻力面的差异显示出美兰区有5个生态脆弱局部,应根据不同的成因采取相应的措施进行生态建设,其中预留生态用地至关重要。美兰区有生态廊道90条,生态节点89个,与生态源地结合构成了生态网络,增强了生态系统的整体连通性。生态节点形成区域79个,总面积729.15 hm2,其中10个区域可建设为水域,69个区域可建设为林地,这为当地生态节点的建设提出了具体方案。

基于最优粒度的翁牛特旗景观格局优化

以内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗为研究区,计算不同粒度下的景观格局测定指标,综合粒度反推法与主成分分析法识别得出3200 m为最优粒度,依据最优粒度景观特征选取生态源地51个。结合地区特征构建生态阻力面,提取生态廊道49条、生态节点58个,对廊道、节点进行密度分析。结果表明,翁牛特旗东西部生态状况存在显著差异,西部中、低山丘陵区源地、廊道集中,存在3处高节点密度区需要重点加强保护建设,东部平原区沙地广布,源地、廊道分散,能量流通主要依赖西拉沐沦河与老哈河,生态结构连通性差。基于最优粒度提取生态源地综合考虑了景观连通性与尺度效应,较传统方法更加科学、客观,可为区域景观格局优化提供参考。

基于适应性循环的兰西城市群生态网络构建与优化

生态网络的构建与优化是遏制景观破碎化和保障区域生态安全的有效途径。以兰西城市群为研究区,以适应性循环理论为基础,耦合粒度反推法与形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)识别生态源地,组建“潜力-连通度-韧性”综合生态阻力面,运用电路理论判别生态廊道和关键生态节点,构建生态网络并提出优化对策。结果表明:研究区生态源地空间分布不均且破碎化,总面积4147.84 km2;阻力整体表现为西高东低,并呈以主城为中心向四周递减的趋势;提取生态廊道40条,主要分布在研究区中部,总长度2278.59 km;提取生态夹点24处,多分布在主要河流廊道和生态源地间;判别生态障碍点25处,多位于生态廊道上;生态网络结构指数α、β和γ分别为0.60、2.00和0.74,通过增设12处踏脚石斑块,α、β和γ指数分别提高18.33%、14.00%和9.46%。研究结果可以为兰西城市群国土空间开发及生态安全维护提供参考。

广州白云区景观生态安全格局优化

利用景观生态安全格局优化构建生态网络是实现区域可持续发展的有效措施。以广州白云区为例,结合粒度反推法、主成分分析和累积耗费距离模型,对白云区的景观生态安全格局进行优化研究。结果表明:1)1 000 m粒度的生态景观组分结构具有最好的整体连通性,是白云区客观选取生态源地的参考,选取了11个生态源地,构建了21条生态廊道和18个生态节点,组成了白云区的生态网络;2)人为干扰和地形地貌造成了白云区生态源地空间分布和规模的差异,最大生态源地占源地面积的64.05%,对当地生态系统的发展起主导作用;3)生态节点形成了17个生态建设区,总面积578.79 hm^2,人类活动是阻碍生态流运行的主要因素。

基于生态安全格局的县域国土空间生态保护修复研究——以皖南地区东至县为例

根据“确定生态源地-构建生态阻力面-分析中心度、生态廊道、夹点、障碍区”三个研究步骤,构建东至县生态安全格局,进而提出相应的生态保护修复策略。研究发现:研究区范围内生态源地共95个,面积共计4114 km^(2);县域内生态廊道共72条,共计115.84 km。研究识别出研究区内中心生态源地22个,中心生态廊道11条;县域内生态“夹点”31处,生态障碍区16处。文章结合生态安全格局、土地利用现状,针对不同区域提出生态修复方案,期待研究结果可为东至县及相似地区的生态保护与修复提供一些参考。

滨海地区生态网络构建及其评估——以广西北海市为例

经济的高速发展和愈发强烈的人类活动加剧生态景观破碎化,严重影响了区域的生态安全及其承载力。以广西北海市为研究区,结合其生态景观异质性特征,选取了相应的景观指数,利用粒度反推法和主成分分析法选取生态源地,基于最小积累阻力模型(Minimum Cumulative Resistance Model,简称MCR)构建生态网络;再利用网络连接指标对其开展评估,分析了北海市景观格局优化措施。研究表明:(1)北海市的生态网络包括43块生态源地、60条生态廊道、54个生态节点,生态网络整体连通性处于较低的状态;(2)北海市人地矛盾突出区域集中在海陆交错带,区域生态网络承受城市化快速发展的压力较大;(3)北海市生态节点景观基质以建筑用地、耕地、人工养殖池等类型为主,用地转换成本高、难度大,景观格局优化的可调整空间小。

安庆市宜秀区景观生态安全格局构建

目的:生态安全格局构建是实现区域生态安全、维持区域可持续发展的重要途径,为给安庆市宜秀区生态环境建设提供科学依据和景观生态安全格局优化方法提供参考。方法:采用粒度反推法及Fragstats 4.2软件识别生态源地,采用最小阻力模型构建最小累计阻力面,基于电路理论、ArcGIS水文分析方法等得到“生态廊道”“夹点”“障碍点”。结果:400 m粒度的生态栅格是宜秀区生态源地选取的最适宜尺度。在400 m粒度尺度下,宜秀区生态源地22个,总面积177.16 hm^(2),生态廊道38条,全长56.3 km,“夹点”“障碍点”分别为5、38个。结论:通过对“夹点”的识别、“生态廊道”的提取、“夹点”的保护和“障碍点”的修复,宜秀区的景观生态格局将得到进一步的改善,该研究可为县域尺度下景观生态安全格局构建提供借鉴。

三峡库区生态屏障区景观格局优化——以重庆市江津区为例

三峡库区生态屏障区是全国生态安全体系的重要组成部分,以景观格局优化为切入点构建区域生态安全格局是国内外研究热点。以江津区为例,在GIS的支持下,运用粒度反推法和最小耗费距离模型模拟生态流的空间运动,以确定对区域生态安全有关键意义的景观格局构成要素及空间分布,分别从生态源地、生态廊道和生态节点3个方面构建"点—线—面"空间生态网络,增强区域生态系统的整体性和连通性,为江津区景观格局优化及生态服务功能的提升提供参考。结果表明:(1)200 m粒度时生态源地具有最佳连通性,此时有生态源地10个,总面积约6.06×10~4hm^2,新增生态源地14个,总面积0.01×10~4hm^2。生态廊道22条,生态节点24个;(2)粒度反推法能较好地克服生态源地选择的主观性;(3)最小耗费距离模型能将生态功能和过程有机结合,克服数学模型不能将生态过程空间化表达的弱点。