基于形态学空间格局分析法和MCR模型的乌鲁木齐市生态网络构建

随着乌鲁木齐市城市化进程的加快与城市规模不断扩大,城市生态斑块显现景观破碎化现象。以乌鲁木齐市为研究区,以2017年土地利用数据为基础,采用形态学空间格局分析(MSPA)法,对研究区景观格局进行分析,根据斑块重要性(dPC)指数提取生态源地,并根据研究区实际状况构建综合阻力面,采用最小成本路径法识别乌鲁木齐市生态廊道。结果表明:MSPA景观类型中,核心区的面积最大,在研究区西南部和中东部较多;通过计算dPC指数,提取研究区内10块生态用地斑块作为生态源地,同时识别9条重要廊道以及45条一般廊道,主要分布在研究区西南部和东北部;根据源地分布特点,优化生态廊道以后新增了7个规划源地、10条一般廊道,生成了1个踏脚石,以解决研究区西南部和中东部之间的断层现象,从而构建合理的生态网络,使整个研究区的景观连通性明显提升,有利于推动乌鲁木齐市生态文明建设,对经济可持续发展及生态环境的保护具有重要意义。

基于形态学空间格局分析法的城市绿色基础设施网络格局优化——以合肥市为例

绿色基础设施格局对于城市环境的改善、经济社会的发展、城市形象的提升等有着重要的作用。以合肥市域为研究范围,基于形态学空间格局分析法(MSPA)提取UGI要素与生态源地,使用夜间灯光数据与坡度数据校正InVEST模型中生境质量模块生成的阻力面,进而结合电路理论运用Circuitscape软件与Linkage Mapper工具模拟构建UGI网络并识别生态走廊中的关键节点,最后基于斑块、廊道、障碍点的空间特征,提出合肥市城市绿色基础设施网络格局的优化策略。结果表明:(1)合肥市UGI网络由120个生态源地斑块、4442.4km^(2)的廊道、62处障碍点构成,生态斑块大部分面积较小且分散,生态斑块集中度南部优于北部。生态走廊在主城区以外环状蔓延分布,分别集中在市域东部、北部与南部,网络整体连接性较低。障碍点多数分布在生态源地边缘或生态走廊内,主要为建设用地与道路用地,低于平均阻力值的障碍点面积占障碍点总面积的71.1%,相对容易修复;(2)合肥市现有重要生态走廊集中分布于巢湖东北、巢湖西北、市域南部,各区域内的廊道连接自成体系,未形成整体的网络连接。依据廊道分析提出保护72条重要生态走廊,恢复11条潜在生态走廊的廊道优化策略;(3)根据障碍点分析划分了615.6km^(2)的一级改善区、1818.3km^(2)的二级改善区与保护区范围。研究基于MSPA-CIRCUIT的模型构建为合肥未来的城市绿色基础设施建设及其优化路径提供了重要的方法支撑,同时也为其他地区UGI网络构建与优化提供了借鉴意义。新发展理念引领下,城市绿色基础设施将在科学识别基础上,更加凸显人类福祉提升导向下的价值复合和可持续利用。

四川眉山市彭山区生态空间格局构建——基于MSPA与生态扩张适宜性分析

生态文明建设背景下,合理的生态空间格局构建是保障城市生态安全和可持续发展的重要途径。文章以四川省眉山市市域内生态保护与城镇发展矛盾最突出的彭山区为研究对象,运用形态学空间格局分析法(MSPA)分析2005—2020年生态空间形态演变,构建指标体系分析生态扩张适宜性;从生态空间形态演变直观分析与生态扩张适宜性客观评价两个维度构建彭山区生态空间格局。结果表明:2005—2020年彭山区生态空间呈现内部完整性下降、外延性降低的势态,整合形成14处关键节点、46条关键廊道;依据生态扩张适宜性分析结果,将彭山区生态空间格局划分为生态保育区、生态提升区、生态后备区、生态修复区、生态控制区5大生态类型区,并分别提出针对性保护与修复策略,以期为县域尺度生态保护与修复以及生态空间格局优化提供新的思路。

四川洪雅县森林破碎化分析及生态空间格局优化--基于MSPA与MCR模型分析

文章运用MSPA与MCR模型,对2005—2018年洪雅县森林破碎化情况进行量化分析,构建森林生态空间格局并提出优化策略。结果表明:2005—2018年洪雅县森林破碎化程度增强,且中北部地区森林破碎化情况最为显著,森林完整性指标总体下降465%,破碎度和连通性指标总体上升分别为264%和303%,基于MSPA模型提取出2个森林孤岛修复区、10个森林核心修复区,通过MCR模型生成33条森林潜在廊道,并划定森林核心区、森林管控区、森林过渡区以及可建设区4个森林用地管控区域。最后提出“整体修复-组团管控-优化布局-限制扩张”4类森林生态空间格局优化策略,为洪雅县森林保护与可持续规划提供思路。

国土空间规划下县级绿色基础设施网络构建——以河南省周口市川汇区为例

绿色基础设施(GI)可以提高城市景观的丰富度与完整度,有效提升人们的生活质量。基于国土空间规划县级视角,以河南省周口市川汇区为例,运用形态学空间格局分析识别绿色基础设施要素现状,依据景观连通性对GI网络中心分级,采用最小累积阻力模型与重力模型分别构建廊道和廊道分级。结果表明:(1)GI网络中心分布在研究区西北部和中南部,研究区内建成区是需要重点进行生态修复的区域。(2)GI廊道主要土地类型为林地与耕地,需要重点对林地进行优先保护。(3)根据重力模型将廊道进行分级,得到一级廊道总计12条,全部分布在研究区西北部。(4)在GI网络优化上,新增3个GI网络中心,并模拟出10条GI廊道;在踏脚石建设中,共提取60个,并将其进行分级;在生态断裂点修复时,共识别出152个。研究结果可为绿色基础设施网络规划建设提供依据。

基于生态网络的黄河上游(四川段)水源涵养生态安全格局构建

在对黄河上游四川段水源涵养功能及修复潜力评估的基础上,利用形态学空间格局分析法(MSPA)识别黄河上游四川段生态源地,运用最小累积阻力模型识别生态廊道.结果表明:整个研究区水源涵养能力由南至北逐渐降低,水源涵养修复潜力等级高的区域主要分布在研究区域北部;MSPA识别的核心区主要位于若尔盖县和石渠县,占总面积的44.04%,形成由3个等级的生态源地和3个等级的生态廊道组成的黄河上游四川段生态安全格局;整个生态网络均集中于研究区中北部,东西部和南部生态网络分布较少.基于生态网络进行生态安全格局的构建,可为黄河上游四川段水源涵养生态修复布局提供重要依据.

基于MSPA与MCR模型的景观生态网络构建与优化——以陕西省宝鸡市为例

人类活动使得原有的土地利用结构、生态系统功能以及生态格局发生了巨大的改变,不断开发利用土地,扩张城市边界以及一味地追求经济发展等行为已经严重影响生态平衡及生态区域稳定性。利用宝鸡市土地利用数据,结合MSPA模型、MCR模型及电路理论等模型及方法,对研究区域内生态网络进行构建与优化。结果表明,识别生态源地26个,主要分布在宝鸡市东北部、西部和南部的林地地区,其中,确定核心生态源地2个,均位于秦岭自然保护区之中的山地区域;识别出生态廊道67条,可以帮助生态系统服务功能的恢复;根据最小累积阻力值构建5级生态缓冲区,提高生态环境质量。依据最终成果结论,提出具有建设性的生态网络优化措施,能够更有效地提高生态环境质量以及生态区域安全。

基于MSPA的城市绿地生态网络规划思路的转变与规划方法探究

从绿地生态网络的研究现状入手,梳理近年来生态源地识别,生态网络构建、评价及优化的常用方法,发现现状生态网络规划方法存在源地提取主观性较强、忽略结构性景观要素、连通性的分析方法存在局限性、阻力面构建依据不够科学等问题。而基于形态空间格局分析(MSPA)和最小路径法的生态网络构建框架综合了现有结构性景观要素识别、连通性分析以及潜在廊道网络构建等方法,以连通性水平作为网络构建的主要依据,为景观格局分析、生态源地的识别与结构性廊道的提取、斑块廊道重要性的定量分析及阻力面构建等方面存在的问题提供了科学的解决方法。在此基础上提出基于MSPA的生态规划的研究方向,包括MSPA对于尺度敏感性问题的研究、边缘宽度值的设定对于不同物种生态规划的意义、基于MSPA和连通性分析的景观格局时空变化特征评估及基于MSPA的生态网络规划对于不同绿地类型生态建设的差异性指导及可操作性探讨,为基于MSPA的生态网络规划的完善和发展提供新思路。

基于MSPA_(P)-MCR_(F)的干旱区层级生态网络构建与优化——以宁夏中卫市为例

基于Landsat8 OLI_TIRS遥感影像、数字高程模型(digital elevation model,DEM)、路网、水系等多源数据,修正能量因子模型和重力模型,改进了形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)和最小累积阻力模型(minimum cumulative resistance,MCR)生态网络构建方法,以宁夏中卫市为例,探讨了层级生态网络的构建及其优化。结果表明:①干旱区生态源地识别中,需要将林地、草地和水体作为前景数据,并结合生态红线选择生态源地;②中卫市生态网络呈现出“四核三廊多点”的空间结构模式。识别出生态源地17个,占研究区面积的22.33%,其中1级和2级共计4个源地的能量因子显著高于其他源地,形成“四核”,其他源地形成“多点”,生成潜在生态廊道33条,其中一级生态廊道3条,形成“三廊”;③从生态源地质量提升、廊道加固、断裂点修复等方面提出了生态网络优化策略,除1号、7号、9号源地之间的廊道较为稳定外,其他源地间连通性较低,生态网络稳定性较差,需要建立24个生态踏脚石,并发现38个亟待开展修复的生态断裂点;④优化后生态网络的稳定性有所提升,α指数、β指数和γ指数分别提升9.5%,3.8%和4.2%,有利于促进生态物质及信息流动和生物多样性保护。

基于MSPA和电路理论的南宁市国土空间生态网络优化研究

为了构建一个包含山水林田湖草生命共同体思想的国土空间开发保护格局,并向地方国土空间规划提供具有底线思维的生态基础设施体系与绿色版图设计,提出了长时间序列演进下基于形态学空间格局分析和电路理论的国土空间生态网络构建与优化新方法。以南宁市为研究区域,取2000—2020年为研究时间段,首先采用形态学空间格局分析法(MSPA)结合斑块连通性指数进行生态源地的提取与景观阻力值的设定,其次运用电路理论构建总体生态网络并提取关键廊道,最后借助Linkage mapper工具生成重要夹点进行综合部署与落地以优化生态网络。研究结果表明:2000年以来,研究区南部重点走廊质量有所改善,但较少有走廊连接南部地区与东南方角落。期间,生态网络平均电流值持续上升,2020年最大电流值与平均电流值达到最大,生境质量最佳;综合利用MSPA和电路理论可以有效地确定源区并精准判断生态网络的落地与演变规律。研究为国土空间规划背景下生态网络格局的构建与优化提供了一套思路与具体方案,是新时期国土空间多要素统筹规划和优化的参考。

郑州市绿色景观连通性研究

随着我国城市建设用地面积的不断扩张,诸多生态问题开始出现,严重影响城市生态环境的稳定与和谐发展,本文基于Landsat系列遥感数据,利用形态学空间格局分析法(MSPA)研究郑州市绿色景观连通性的演变过程并对郑州市生态稳定性加以评价。

宁夏灵武市“生态-经济”双网格局演变及互作关系

加强生态网络建设是改善城市生态环境和保护生物多样性的重要举措。以宁夏灵武市为例,基于遥感及社会经济数据,采用形态学空间格局分析法、Linkage Mapper以及改进的重力模型方法,分析了生态网络与社会经济景观“双网”格局及相互关系。结果表明:2000—2020年,灵武市的土地利用/覆被发生了剧烈变化,沙地、草地面积锐减,林地、建设用地面积增加,工业区快速扩张;“双网”在连通性和稳定性方面均有所提升。人类活动密集区分布于城市区、绿洲农业区以及宁东能源工业区,生态源地及生态廊道主要分布于自然保护区中部,部分延伸到其他功能区;交通廊道呈现在农业区和宁东能源工业区密集分布、在两区之间贯通的“H”型格局,“双网”均以各自功能区空间为核心且存在交织分布;“双网”呈现从冲突走向协同发展的态势,空间上存在明显分区及交互情况,农业区和宁东能源工业区的生态均存在初期破坏、后期改善的情况。今后,需加强生态保护与社会经济发展的相互协调,可通过生态源地与廊道质量提升、生态节点建设与生态干扰点修复等组合措施提升生态质量。