基于CA-Markov与MSPA模型的城市绿色空间格局时空预测——以北京海淀区为例

合理的城市绿色空间格局对优化城市生态功能和提高城市生物多样性具有关键作用,而城市发展规划方向直接影响城市绿色空间格局。研究以北京市海淀区北部为例,设置自然发展与城市规划控制2种情景,运用CA-Markov模型预测2种情景下2030年土地覆被类型情况,并利用MSPA模型定量分析2种预测情景下城市绿色空间结构发展的异同。研究结果表明,合理的城市规划对各类绿色空间形态具有明显提升作用,尤其在保持面积大于20hm2的核心区方面效果显著。在新时代生态文明建设背景下,研究可为城市规划者的决策提供辅助参考,进而促进城市的高效可持续发展。

基于ERA和MCR模型的生态安全格局构建——以陕西沿黄地区为例

本研究通过构建多风险源指标体系进行陕西沿黄地区生态风险等级评价,利用土地利用数据,探讨研究区近20a的景观结构变化特征;采用“源地—阻力面—廊道”范式构建研究区生态安全格局,确定生态节点和生态断裂点,提出区域生态保护优化建议.结果表明:(1)研究区内,生态风险空间分布特征存在显著差异,低值区主要分布在北部和南部,高值区主要分布在中部;(2)研究区近20a生态核心区面积明显增多,但仍然较为破碎,支线占比减少,连通度较低;(3)现有22个重要生态源地,总面积4655.73km^(2),共提取53条重要生态廊道,整体构成“一带三区多廊”的生态安全格局;识别出43个生态节点和98个生态断裂点.其中研究区北部生态廊道和生态节点较为密集.(4)研究区生态网络闭合度低,南北连通性差.未来需要结合区域生态风险等级,通过规划踏脚石斑块、修复生态断裂点、提升9条潜在廊道等方式优化生态安全格局.本研究可为陕西沿黄地区自然生态系统和生物多样性的保护提供科学依据,助力黄河流域生态保护和高质量发展.

基于MSPA和MCR模型的大连市城子坦镇生态网络构建

为探索构建沿海镇域生态网络是增加沿海城市斑块之间连接度的有效方法之一,以大连市城子坦镇为例,基于形态学空间格局分析模型(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)构建城子坦镇生态网络并进行了优化。结果表明:(1)构建城子坦镇现有生态网络得到23块重要生态源地,识别253条潜在生态廊道;(2)通过增加17个踏脚石斑块对城子坦镇生态网络进行优化,得到新增527条生态廊道;(3)优化后的生态网络连接度指数α、β、γ分别增加了4.25、8.5、2.82,促进了城子坦镇生态网络格局的构建。通过研究构建沿海镇域生态网络,可充分发挥沿海镇域作为生态屏障的功能,为城子坦镇生态空间规划提供理论支撑,也为沿海镇域尺度的生态空间网络研究提供参考。

基于MSPA与电路理论的广州市生态网络构建

生态网络能够将破碎的生境斑块连接起来,增强景观连接性,对维护生态系统功能具有重要意义。以广州市为研究区,运用形态学空间分析方法(MSPA)识别生态源地,应用整体连通性(dIIC)和可能连通性(dPC)景观指数对核心区进行景观连接度评价,遴选出维持生境连接性贡献较大的12个生态环境斑块、综合南面区域7个生境良好的斑块作为生态源地,利用电路理论对生态廊道、重要生态节点进行提取分析,识别生态源地19处,总面积420.38 km2,提取重要生态廊道37条,总长度508.6 km,重要生态夹点20处。结果表明:广州市北部生态网络连接性与生态源地数量处于较优的水平,需要加强保护的生态节点集中分布于中部地区,南部需要加强生态源地的保护与建设,增加生态网络系统在南部的分布密度及连接均衡性。研究结合多种分析方法构建广州市的生态网络空间,为区域生态规划保护提供参考。

经济发达区耕地非粮化景观格局特征及分区整治研究——以宁波市鄞州区为例

研究目的:解析经济发达区非粮化耕地景观格局特征,科学确定非粮化耕地整治的优先次序及分区,以期为耕地非粮化空间治理提供参考。研究方法:形态学空间格局分析(MSPA)、综合评价法和四象限法。研究结果:(1)研究区耕地非粮化率为37.6%,非粮化类型以经济作物种植为主,其次为苗木种植和水产养殖,在空间分布上呈现由东南远郊向西北城区递减的分布格局;(2)研究区非粮化耕地以核心和边缘耕地类型为主,核心耕地和边缘耕地的非粮化利用分别以水产养殖和经济作物为主,穿孔和环岛耕地类型较少;(3)通过整治适宜性和紧迫性评价可明确非粮化整治的优先次序,研究区耕地非粮化优先整治区、重点整治区、储备整治区和一般整治区的占比分别为40.1%、15.1%、24.5%和20.3%,不同分区的类型组合与整治时序安排可为非粮化差异化整治策略提供依据。研究结论:应重视非粮化耕地景观格局特征,结合耕地耕作条件、利用状态、管控政策等组合差异,合理制定耕地非粮化分区整治策略以提升治理效率。

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。

近20年白洋淀湿地水文连通性及空间形态演变

水文连通性是表征湿地格局和功能稳定性的重要指标,连通性的降低通常意味着湿地生态功能的退化,内部能量流动和养分循环的扰乱。选取京津冀最具典型性的白洋淀湿地为案例,将形态学空间格局分析模型(MSPA,Morphological Spatial Pattern Analysis)与连通性指数(IIC,Integral Index of Connectivity;PC,Probability of Connectivity)相结合,从时空两方面分析了白洋淀湿地水文连通性的变化,总结出水文连通性变化的空间形态演变规律。结果表明,1990—2015年间,白洋淀湿地整体连通性较差,以2005年为节点呈现先降低后逐步恢复的趋势;根据MSPA功能类型的变化,将白洋淀湿地空间形态演变分为消退期与恢复期两个阶段。消退期主要表现为核心斑块逐步分裂为分支、环岛、桥接、孤岛等细碎斑块,然后逐渐消退的过程;恢复期各类型主要表现为核心湿地面积逐渐增加,分支向桥接转变的过程。其中核心湿地的面积由1990年的8974.90 hm2,最低下降到2005年2092.97 hm2,到2015年又恢复到4122.14 hm2。整体而言,核心湿地的变化对白洋淀湿地水文连通性变化起主导作用。白洋淀湿地水文连通性降低的影响因素主要有上游补给水量的多少,土地利用变化以及气候变化等因素。研究将MSPA模型与连通性指数相结合的方法,能较好揭示湿地水文连通性变化过程中水文形态组织和运行变化的规律,可为其他地区湿地相关研究提供方法上的借鉴。

洱海流域生态网络构建与分析

随着城市化活动的加剧,高原湖泊流域生态用地正遭受严重破坏,合理构建高原湖泊流域生态网络,可为流域生物多样性保护及可持续发展与管理提供科学依据。基于形态学空间格局分析模型(MSPA)和最小阻力模型(MCR),分析洱海流域景观格局的变化特征,建立多个角度的生态阻力基面,识别生态源地;通过斑块重要性指数和景观连通性指数,提取生态廊道,构建洱海流域的景观生态网络。研究结果表明,2000—2022年,洱海流域的核心区分布和面积不断变化;2022年,核心区面积在所有类型的景观要素中占比最高,为84.77%,其中林地在核心区面积中占比最高,其次为水域和草地,但是南部核心区斑块基本消失;通过斑块重要性指数识别出洱海流域有一级生态源地4个,二级生态源地1个,一般生态源地5个;提取出15条重要生态廊道,主要分布在洱海流域西北部、东部和中部,合并重建了多个潜在生态廊道;洱海流域综合阻力北部低南部高,中部高四周低,生态廊道空间分布不均且结构单一;洱海流域重要生态廊道由北部生态源地向南扩散,以维持南北间景观的连通性;洱海流域景观格局的动态变化与人类活动关系密切,大规模旅游开发和城乡规划建设是导致生态阻力变化和转移的原因。建议在生态建设规划中加强对重要生态廊道、核心生境斑块以及周边生态环境的保护,增加重要生态源地,修复生态断裂点,优化景观网络连接,增强洱海流域的生态功能。