基于最小费用距离模型的高标准基本农田建设区划定方法

高标准基本农田建设是当前农村土地整治工作的重要内容,合理制定相关规划,明确重点区域与建设时序是有效开展工作的保障,但在具体实践中由于缺乏相关研究,仅依靠其规定要求难以确保建设区顺利落地.基本农田保护区划定的传统方法包括图层加权叠加法、逻辑规则划分法和综合区划法,这些方法侧重考虑数据的客观性、分区的主观能动性和图层的纵向叠加性,易忽视地块之间的水平扩展效应.本文从地块单元受相邻地块的水平影响入手,采用最小费用距离模型,以陕西关中地区作为研究区,选取社会经济基础、农业生态环境和水土资源条件三个方面构建分区阻力面指标体系,以高等级耕地作为扩散的"源",依据累积阻力值的突变性建立了关中地区高标准基本农田建设区划定方案,将高标准基本农田建设区划定为重点区、限制区和禁止区.研究结果表明,关中地区划定为高标准基本农田建设重点区的面积为14828km2,占区域总面积的30.22%;其限制区面积31897km2,占区域总面积的65.00%;其禁止区面积2345km2,占区域总面积的4.78%;通过与传统的综合区划法比较,最小费用距离模型对高标准基本农田分区在现状耕地延续性、分区连续性等方面具有优势.

基于最小费用距离模型的自然保护区功能分区

合理的功能分区是维持自然保护区保护功能和实施有效管理的关键。功能分区的环套模式反映了生物保护的一种分级措施,而最小费用距离反映了物种的被保护程度和景观对物种的干扰程度等阻力特性,因此,功能分区阈值是联系这种阻力变化和分级保护措施的一个纽带。以老县城大熊猫自然保护区为例,提出了利用最小费用距离模型进行功能分区的方法。阻力层的确定、阻力值的赋予、功能分区阈值的确定等问题构成了应用最小费用距离模型进行功能分区的基本要素。研究结果表明:应用最小费用距离模型进行功能分区进一步丰富了功能分区的研究方法;最小费用距离应用于功能分区的关键点在于功能分区阈值的确定;利用标准方差分类方法可以设计不同安全水平的功能分区。

基于最小费用距离的土地整治生态网络构建

[目的]构建土地整治生态网络体系,强化生态涵养功能,为减轻县域土地整治对生态环境的负面影响提供技术支撑。[方法]基于最小费用距离模型,利用ArcGIS软件的Cost Path模块生成最小路径,构建"节点—廊道—基质"为一体的生态网络结构;并运用Fragstats 4.2景观格局分析和ArcGIS缓冲区分析,对生态网络景观格局指数和土地利用结构进行了分析。[结果](1)通过选定生态系统服务价值功能大的节点作为关键节点进行重点建设,充分发挥了园林的绿肺功能;(2)通过加强廊道和基质建设,增加了景观连接度,实现了景观功能优化;(3)通过生态连通度优化,改善了现存生态网络斑块的数量和质量,提高了生物物种多样性。[结论]基于最小费用距离模型,通过景观格局指数分析将各种景观斑块整合成一个相对完整、稳定且连续的生态网络,使区域生态景观空间布局更加合理,可为县域土地整治生态网络构建提供理论依据和技术支撑。

基于最小费用距离模型的生态可占用性分析——以广西西江经济带为例

生态可占用性是指从生态学角度出发,生态系统或者生态空间可以被开发利用的程度,是生态系统本身的属性。论文提出生态可占用性的概念和研究目的,并利用最小费用距离模型,分析了广西西江经济带景观单元的可占用性,提出分区方案。研究表明,可占用性低值区、较低值区、中值区、较高值区和高值区分别占区域总面积的12.17%、18.75%、38.55%、28.69%和1.84%。大部分建设用地分布在较高值区内,其余建设用地中,城镇用地主要分布在高值区,而农村居民点和工矿用地则主要分布在中值区。文章认为,研究能够揭示不同类型建设用地的分布规律和区域生态空间布局;虽然受到源的分布、尺度和空间范围等因素的影响,但所得结论对于引导区域开发、构建生态安全格局具有重要指导意义。

基于最小费用距离模型的东北虎核心栖息地确定与空缺分析

东北虎(Panthera tigris altaica)是世界珍稀濒危物种之一。近年来,栖息地破碎化、猎物密度降低和人类的猎杀使得野生东北虎的数量急剧下降。在中国,野生东北虎仅分布于黑龙江省和吉林省东部山区,数量不到20只。本文以最小费用距离模型作为系统框架,综合植被类型、地形、人类影响等因素,确定了黑龙江东部山区的东北虎核心栖息地分布,并通过与现有保护区分布的比较,提出目前东北虎的保护空缺。结果表明,东北虎潜在核心栖息地总面积9576.37km2,占研究区域总面积的12.36%,主要分布在老爷岭东部和北部、完达山东北部、张广才岭以南、太平岭北部几个区域,然而,潜在核心栖息地完全没有被保护,就东北虎的长期生存与进化而言,在研究区域内建立合理有效的保护区网络具有重大意义。

基于生境斑块的滇金丝猴景观连接度分析

基于生境斑块,结合最小费用距离并运用图论法对滇金丝猴分布区进行栖息地连接度分析,研究利用猴群的现实分布结合Logistic回归模型确定了景观功能连接的最佳距离阈值,对于功能畅通的组分,以景观指数BC定量识别出作为"踏脚石"的优先保护区域;对于功能不连接的组分,绘制出最小费用路径,确定了该路径中优先恢复区域。结果表明:最佳的最小费用距离阈值为1400,该阈值下猴群主要存在于5个组分中,所有组分中猴群间的连接度优劣排序为组分3>组分1>组分5>组分4,龙马山猴群(G15)没有"踏脚石"斑块使其与同一组分内的其他猴群相连接,应考虑优先恢复该区域的植被,研究成果对于该物种的保护和其他濒危物种的类似研究具有较强的参考价值和借鉴意义。

永定河流域门头沟区景观生态安全格局评价

生物多样性安全是流域生态安全主体之一,也是近年研究的热点。以永定河流域门头沟区为研究区,基于景观生态安全格局理论与最小费用距离模型方法,利用RS与GIS空间分析技术研究构建了研究区1984-2010年4个时段景观生态安全格局。根据最小费用阻力阈值,建立了"源"间生态廊道及"源"与外部联系的辐射道,确定了关键的战略点,最终完成景观安全格局的构建。基于生物多样性目标得到了低、中、高3个不同安全水平的面积分别占研究区总面积的比例。结果表明:研究区低安全区面积比例由1984年的9.49%下降为2010年的9.18%,说明处于人类强干扰区的东部区域生态安全状态2010年较1984年有好转趋势。研究结果可为研究区生态安全策略及开展景观尺度生态恢复的治理提供参考。

浙江省慈溪市宗汉街道城镇绿地生态网络构建

以浙江省慈溪市宗汉街道为试验区,应用地理理信息系统(GIS)技术和景观格局指数方法,分析试验区景观格局特征,结合景观中心度指标节点度和紧密度,确定了城镇区核心绿地斑块,并划分为中心节点、关键节点及基本节点3种类型。运用生态适宜性分析方法和最小费用距离模型,构建了城镇区绿地系统潜在的生态廊道。结果表明:城镇区有53个绿地斑块,构成了城镇区绿地生态网络节点的核心;规划的14条潜在生态廊道能很好地结合绿地资源分布特点,连通城镇区核心绿地斑块,构建城镇区生态绿地网络系统。通过综合运用景观格局指数、最小费用距离模型、景观中心度评价等方法,可以定量地评价城镇绿地系统现状,优化城镇生态绿地网络,为城镇绿地生态网络规划与管理提供科学的参考依据。

基于多方法融合的张家界大鲵自然保护区功能分区研究

中国大鲵(Andrias davidianus)为两栖类野生保护动物,在淡水生态系统中扮演着重要的角色和功能,但目前探讨其自然保护区功能分区的研究较少。以张家界大鲵自然保护区为研究对象,综合考虑地理环境、人类活动和大鲵分布等因素,融合最小费用距离、空间统计学方法的Ripley′s K函数、核密度分析和Iso聚类等多种方法,对张家界市域内水域的地理空间数据进行分析,得到大鲵自然保护区范围和功能分区。结果表明:(1)聚类结果所处位置和河段符合大鲵生境要求,并通过野外实地调查加以验证;(2)保护区总面积为13 101 hm^2,其中核心区面积占保护区总面积的35.46%,缓冲区面积占35.73%,实验区面积占28.81%。功能分区结果考虑了大鲵水陆两栖特性,且符合生态和经济发展双重需要,对两栖类野生动物自然保护区功能分区研究具有一定的指导意义。

自然保护区分区方法的解析与比较

分区是自然保护区经营和管理的有效工具,致以确保自然资源的安全性,并为发展社会经济实现可持续性发展奠定基础。因此,是否具有科学性和实际操作性的分区方法是解决自然保护区各种冲突最为关键的因素。从自然保护区分区方法的起源、内涵、作用机理以及应用等方面进行梳理,辨析自然保护区各种分区方法的优劣性,提出目前自然保护区分区方法所存在的问题和解决的途径。

基于图论的滇金丝猴栖息地景观连通性动态研究

运用图论法,结合最小费用距离,分析滇金丝猴栖息地景观连通性在不同时期中的动态变化,依据滇金丝猴习性并结合以往研究综合得出最小费用距离阈值,依据猴群分布的地理位置,将猴群归为3个管理单元,计算出不同时期中栖息地整体以及各管理单元所在组分的景观连接度指数值。研究结果表明,在1975—2000年3期中,滇金丝猴栖息地连通性指数整体上升,在1990年达到高峰值,景观连通性指数整体上处于向好态势。对景观连接度在不同时期中的横向对比情况、纵向动态变化状况进行分析,从景观角度分析影响滇金丝猴生存发展的因素。

基于河渠连接度的哈尼梯田景观水源稳定性评价

保持梯田水源的稳定供给是世界文化景观遗产——红河哈尼梯田文化景观持续存在的关键。本文以地处遗产核心区的全福庄河小流域为研究对象,在快鸟影像和实地调查基础上获取流域内河流-沟渠的空间分布和结构特征数据,选择坡度与距河渠的距离等两个阻力因素,应用ArcGIS中的最小费用距离模型对流域的河渠连接度进行分析。结果表明:(1)河流-沟渠廊道网络系统的线点率、连接度、环度指数值均高于河流与沟渠本身;(2)单独以河流和沟渠为源对梯田进行灌溉的阻力较河流-沟渠廊道网络系统高。以河渠廊道网络系统为源时梯田总面积的66.4%为稳定区;(3)在考虑自灌和多源灌溉梯田的情况下,大鱼塘样区水源的高度稳定区和较高稳定区的面积分别提高了3.9%和5.7%;小寨样区水源的高度稳定区和较高稳定区的面积分别提高了3.2%和5.9%,不同程度提高了梯田景观的水源稳定性;(4)据实地调查验证,基于最小费用法的河渠连接度分析能够为梯田水源的合理划分提供保障,为未来梯田景观持续稳定提供决策支持。

基于景观格局和连接度评价的生态网络方法优化与应用

景观生态学中常凭借最小累积阻力模型构建目标种生态网络,以提升破碎栖息地间的景观连接度,缓解生境破碎化负面影响.但传统最小累积阻力生态网络方法缺乏对生态网络的效用验证,对研究地的景观结构变化与生态过程的影响认识不足.本研究运用景观格局指数与连接度概率指数,定量评价生态网络构建前后的研究地景观结构与连接度特征,并以崇左白头叶猴栖息地生态网络为例,详尽叙述此生态网络方法的优化与应用过程.通过对白头叶猴栖息地斑块进行辨认、踏脚石斑块识别,对研究地用地类型进行划分并进行阻力赋值,运用最小累积阻力模型生成了20条白头叶猴栖息地生态网络廊道;然后利用景观结构指数与连接度概率指数结合的方法,对生成的生态网络结构和功能连接度进行评价.结果表明:凭借最小累积阻力模型构建的目标种生态网络,能有效提升栖息地生境的完整性和连续性,降低总体破碎化水平,并改善生境质量.同时,该生态网络构建能提升生境景观的结构连接度与功能连接度,且两方面的连接度变化在结果上具有极显著的一致性(R^2=98.3%,P<0.01).生态网络带来的景观结构方面变化与功能连接度的关联性不强,两种指数间的相互关系不如结构与功能的内在关系显著.