基于InVEST-MCR复合模型的城市绿色空间生境网络格局构建研究

城市化进程的不断加快影响了城市绿色空间的生境质量,城市生物多样性受到极大威胁。构建城市范围内的多物种综合生境网络能够整合现有的城市绿色空间格局,促进生物多样性保护与发育。以北京市丰台区为例,面向生物多样性保护与城市绿色空间发展提出了基于In VEST-MCR复合模型的城市绿色空间生境网络格局构建方法体系:即以生境类型为导向选取区域内生物多样性保护的焦点物种,通过大数据选取焦点物种的栖息源地,基于In VEST模型生境质量模块选取潜在栖息地(汇)并生成生境网络构建阻力面,采用最小累计阻力模型(MCR)构建丰台区城市绿色空间生境网络。研究结果明确了丰台区的生境质量现状与未来生境网络发展脉络,为城市绿色空间生境网络构建提供了新方法,为丰台区绿地空间格局规划与生物多样性保护提供了参考框架。

基于MCR模型的围场县小滦河流域生态安全格局识别

【目的】识别和评价区域生态安全格局,能为优化区域生态系统要素,改善区域生态安全状况提供重要依据。【方法】本文利用InVEST模型,测算围场县小滦河流域碳固持、生境质量、水土保持和水源涵养4项重要生态系统服务功能,对该区域的生态系统服务功能进行综合评价,并利用最小累计阻力模型(MCR)构建该区域的潜在生态廊道。【结果】全域共识别14个生态源地,构建34条生态廊道,其中19条廊道重要性较高。围场县小滦河流域南、中、北部的综合生态服务功能和生态源地的空间分布格局差异显著。南部低山区森林面积较大,综合生态系统服务功能较高,生态廊道网络较为密集。中部农牧区的人为干扰较严重,对南、北部间生态过程造成阻碍。北部邻近塞罕坝林场区域4项重要的生态系统服务功能较高,存在一些面积较大的生态源地,生态廊道重要性较高。小滦河流域整体生态连通性不高,除河流本身外,沟通南、北部的唯一生态廊道位于流域东部边缘,对区域安全格局具有重要作用。【结论】围场县小滦河流域南部、中部和北部区域的生态系统服务功能具有较大差异,生态安全格局研究结果能为制定相应区域适宜的生态保护修复策略提供理论参考。

基于生境质量模型的福州市绿色基础设施网络优化研究

以福州市主城区为研究对象,基于MSPA、InVEST生境质量评价、最小累积阻力模型、重力模型等方法构建并优化福州市的GI网络。结果表明:基于MSPA识别出福州市核心区共1977个,占研究区总面积的45.5%。根据直接识别与景观连通性指标dPC综合筛选出共15个绿色基础设施源地。大面积GI源地主要分布在城郊,中心城区较少。基于InVST生境质量评价模型得到生境指数0.8~1.0的高生境质量地区占研究区总面积的59.02%,生境指数0~0.2的低生境质量地区占研究区总面积的26.47%;基于最小累积阻力模型和重力模型,提取和识别一级廊道15条,二级廊道17条,共22条。优化GI网络后,新增了绿色基础设施源地6个,节点150个,其中与铁路相交的节点41个,与高速公路相交的节点109个。福州市绿色基础设施分布不均,生境质量指数两极分化严重,且连通性不佳,今后的建设中应加强中心城区的绿色基础设施源地和重要廊道的保护和建设。

基于MCR模型与蚁群算法的洮河流域生态安全格局构建

生态安全格局的构建是保障地区生态安全的根本措施,是促进地区经济可持续发展的关键。洮河流域作为黄河上游重要的生态功能区,具有涵养水源、保持水土和生态安全屏障等重要生态功能,对黄河流域生态保护和高质量发展意义重大。受自然和人为因素双重影响,其生态环境脆弱敏感。关于该区域生态环境保护与修复的研究还不够全面,故选择洮河流域为研究区。基于洮河流域的生态特征,将生态系统服务重要性、生态敏感性和景观连通性的评价结果叠加分析,进行生态源地识别;采用最小累积阻力模型与蚁群算法并结合核密度分析方法,识别生态廊道空间范围;采用水文分析法识别生态节点,构建洮河流域生态安全格局。结果表明,(1)洮河流域的生态系统服务重要与极重要区域面积之和约为3.124×10^(4)km^(2),约占研究区面积的69.02%,说明洮河流域生态系统服务价值较高;洮河流域生态敏感性主要以一般敏感和中等敏感为主,总面积约为2.753×10^(4)km^(2),约占研究区总面积的60.81%。(2)景观连通性极重要与重要区域面积为2.022×10^(4)km^(2),约占研究区总面积比例高达44.67%,表明区域景观连通性整体水平较高,但空间分布上不均衡。(3)构建出面积2.174×10^(4)km^(2)的37个生态源地;长度2.649×103km、面积6.671×103km2的49条生态廊道;38个生态节点的点线面网状结构的生态安全格局。研究结果以期为洮河流域生态环境治理与恢复以及区域可持续发展规划提供相关依据。

基于InVEST和MCR模型的神木市生态网络问题识别

我国城镇化进程不断加快,生境斑块破碎化程度日益加剧,生态要素连通性受阻严重,生态网络安全稳定受到威胁。准确识别生态网络问题,可为生态保护及修复提供科学依据,对区域生态安全保护具有重要意义。本文深入贯彻党中央生态文明思想,以神木市为研究区,利用生态系统服务和权衡的综合评估模型(In VEST)结合地表覆被NDVI值,识别出对景观连通贡献最大的生境斑块作为生态源地,选取8项阻力因子构建综合阻力面,基于最小累积阻力模型(MCR),采用最小成本路径生成潜在廊道,利用重力模型对关键性生态廊道进行提取,并诊断出对景观生态连接起到关键性作用的生态节点。经研究,神木市现状生态网络存在景观破碎化程度相对较高,生态斑块缺失严重,生态廊道连通性受阻,生物迁徙流通存在障碍。通过定量数据分析的研究方法识别出生态源地、廊道、节点,能够较为准确地诊断出现状生态网络问题,研究结果可为高破碎化地区生态网络问题识别及生态安全格局构建提供参考和依据,对生态修复工程的实施也具有一定的指导意义。

基于GIS的北部湾经济区生态安全格局构建与评价

北部湾经济区喀斯特地貌广布,生态环境脆弱,构建生态安全格局有利于保护生态环境,促进人与自然和谐发展。基于生态安全格局理论,借助ArcGIS 10.1、InVEST 2.2、Fragstats 4.2等软件操作平台创建指标识别生态源地,通过对比自然保护区边界数据验证生态源地识别精度;采用土地利用类型、植被覆盖度、到居民点距离、到主干道距离等因子构建最小累积阻力面,在此基础上划分北部湾生态用地的安全格局。结果表明:北部湾经济区的生态安全源地共计3415.04 km^2,自然保护区验证源地拟合度达82.35%,识别出生态保护核心区面34390.76 km^2、缓冲区11719.13 km^2、过渡区15731.95 km^2、限制区9882.32 km^2,针对不同生态功能区提出相应的用地建议。研究可对北部湾经济区不同生态安全级别区域的城镇化建设和生态环境保护提供可靠的依据。

基于MCR-InVEST模型的城郊耕地多功能评价及功能分区

城郊地区作为城乡融合区域,展现出既不同于城市建成区又异于传统乡村的特征,显化城郊地区耕地资源多功能的空间分异特征对于提高城郊地区耕地资源价值,推动耕地的保护与发展具有重要意义。该研究以南昌市城郊作为研究区,全国第三次国土调查耕地图斑及乡镇为基本研究单元,进行实地土壤采样与调研,基于多源数据使用综合指数法、MCR模型、InVEST模型量化耕地的多功能,分析耕地多功能空间差异并根据区域差异进行耕地多功能分区。结果表明:1)南昌市城郊耕地生产功能等级较高,中高等级耕地面积为16358.31 hm2,占比78%,主要位于东湖区、青山湖区、湾里管理局;文化景观功能等级高,耕地处于中高等的面积为15295.73 hm2,占比73%,高等级区域位于东湖区以及高新区麻丘镇;大部分耕地的生态功能处于中等,为11010.19 hm2,占比52%,高等级区域主要位于湾里管理局。2)根据耕地多功能分区理论框架和乡镇耕地多功能结果识别出6个功能一级分区,11个二级分区。南昌市城郊不同区域耕地的多功能具有不同的差异与特征,要根据区域耕地功能特色采取差异化的耕地利用、发展与保护策略。研究结果可为科学规划城郊耕地功能、优化空间布局促进耕地多功能综合发展提供依据。

基于最小阻力模型的汕头市自然保护地网络构建

【目的】自然保护地是国家生态保护建设的核心载体,在生物多样性保护中起着至关重要的作用,如何构建科学有效的自然保护地体系逐渐成为研究热点。【方法】基于岛屿生物地理学理论,探索自然保护地网络构建,以汕头市为研究区域,通过INVEST模型与生态敏感性、生态服务系统等评价划定合理的生态源地,并选取阻力因子基于MCR计算得出潜在生态廊道,结合现有的汕头市自然保护地体系,进行补充空缺区域、增设生态节点,完善自然保护地网络构建。【结果】生态源地总面积74499.23 hm^2,占总面积的35.41%,生态廊道为41条,长度为487.25 km,生态节点30个,其中新增生态节点4个,主要为廊道相互交错和生态较为薄弱的区域。【结论】自然保护地网络的构建,增强了物种之间的交流与迁徙,大幅度提高了生境栖息地质量。在梳理了自然保护地网络的构建方法基础上,改善了每个技术步骤,为我国自然保护地网络构建提供了科学方法和实际指导。