基于Linkage Mapper的武汉市生态安全格局构建

城市蓝绿空间对维持城市生态平衡具有重要作用,城市化的快速发展促使生态用地破碎化。文章以武汉市为研究对象,基于“生态源地识别—阻力面构建—生态廊道识别—战略节点识别”框架结合连通性构建生态安全格局。结果表明:①生态源地面积共3053.09 km^(2),空间上多集中于武汉市西北部、东南部和东北部。②阻力因子的选取包括土地利用、地形、人为干扰及生态保护四个方面,运用层次分析法得到各阻力因子权重分别为0.387、0.316、0.109和0.188,结合ArcGIS加权得到综合生态阻力值,在空间上呈现“中间高、四周低”的特征。③基于Linkage Mapper识别出生态廊道21条,共计1223.72 km,生态网络结构α指数为0.43、β指数为1.62、γ指数为0.64,重力模型筛选出的作用力大于15的一级廊道共8条。④识别出548个生态夹点,总面积2.7801 km^(2);473处生态障碍点,总面积8.874 km^(2)。

基于MSPA-Linkage Mapper的福州滨海长乐区生态网络构建与优化

构建生态网络是改善城市生态环境和维持生态服务功能的重要举措。以福州市长乐区为例,基于形态空间格局(MSPA)、Linkage Mapper和重力模型提取各级潜在生态廊道及生态节点,构建并优化长乐区生态网络。结果表明:1)基于MSPA识别出所有景观类型,核心区面积最大(245.36 km^(2)),占所有景观类型的73.61%,结合核心源地连通性评价,筛选出11个核心生态源地;2)通过Linkage Mapper、重力模型提取研究区潜在生态廊道共32条,1级廊道11条,2级廊道10条,3级廊道11条,主要分布在研究区南北部纵向连接,尚未形成整体的网络连接;3)采用Barrier Mapper、Pinch point综合识别生态节点,1级生态节点17个,2级生态节点12个、3级生态节点8个,确定各类型生态修复关键区域,提出生态暂歇点建设策略。研究结果为长乐区域生态可持续发展及建设生态保护重点区时序性研究提供参考意义。

基于Linkage Mapper与复杂网络的成都市生态网络构建与优化

城市化速度加快,城镇内部生态斑块破碎,生态廊道隔断,区域可持续发展受到阻碍。构建生态网络可以连接破碎斑块,保护生物多样性与地域特色。以成都市为例,基于形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis, MSPA)方法并结合景观连通度指数确定生态源地,从地形、景观结构、人类活动三方面确定阻力因子来构建综合阻力面,基于ArcGIS水文分析原理和linkageMapper识别生态廊道和生态节点,利用复杂网络增边优化理论,对研究区处于高阻力值且介中心性低的点进行模拟增边,最后对比增边前后的稳定性,验证增边效果。结果表明:1)成都市生态源地主要分布在西部林区,东部和中部较为稀疏。2)成都市阻力值呈现由中部向外部降低趋势,中心都市圈阻力值最高。3)基于GIS共提取111条生态廊道、209条辐射道、101个生态节点。4)识别出增边优化节点8个,成功模拟增加11条生态廊道,模拟增边优化后网络稳定性明显提升,网络连通性增强,网络结构整体更为稳定。

基于Linkage Mapper的漳州市生态网络构建研究

城市的发展伴随而来的生物栖息地丧失、生境斑块破碎、孤岛化等生态问题日益严重。构建生态网络能有效促进斑块源地之间的生态流动,提高生态服务价值,改善生态环境问题。以漳州市为研究对象,基于电路理论,运用MSPA分析方法和景观连通性指数选取生态源地,利用Linkage Mapper工具识别生态廊道、生态夹点和障碍点,基于重力模型判别廊道等级,结合生态关键点构建生态网络。结果表明,研究区共识别出79条生态廊道,其中25条为重要廊道,景观构成要素以林地和草地为主,主要分布在西部,越靠近东部地区,斑块破碎化程度越高。针对生态源地分布不均,廊道过长,障碍点阻碍生态功能等问题,提出在今后的建设中可通过新增生态源地,保护夹点,设置踏脚石和修复障碍点对生态网络进行优化,以提高生态网络的连通性,促进区域内的生态流动和物种迁徙。

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“源地-阻力-廊道”的三江源区生态安全格局构建

三江源区是青藏高原生态屏障的重要组成部分,科学构建生态安全格局对筑牢三江源区生态安全屏障、维护可持续发展具有重要意义。耦合层次分析法(AHP)与熵权法,基于生态系统服务、形态学空间格局分析(MSPA)、景观连通性等方法识别不同等级生态源地,利用土地利用类型并综合生态敏感性与地形位指数构建生态阻力面,基于Linkage Mapper工具识别不同类别生态廊道,构建三江源区生态安全格局。结果表明:(1)三江源区生态源地约52371.30km2,占研究区总面积13.70%,多为大尺度不规则斑块,呈现东多西少的空间分布格局;其中一级生态源地面积约为48290.06km2,占生态源地总面积的92.21%,集中分布在生态系统服务重要性较高的中部与东南部地区。(2)识别生态廊道共328条,廊道分布呈现中东部密集,西部稀疏的蜘蛛网状空间格局,整体呈东西向波状延伸态势。(3)识别生态夹点1796km2、生态障碍点2490km2,主要分布于研究区中南部的杂多县;提取生态断裂点61处,集中分布于治多县东南部。(4)构建“三区三带多点”生态安全格局,以生态维育发展区、中部修复关键区、西部生态保护区为“三区”,以绿水青山维护带、生物保护关键带、河源安全建设带为“三带”,识别核心修复点为“多点”,考虑不同小区域内的生态状况,因地制宜进行生态建设。研究结果可以为三江源区生态保护地优化提供科学建议。

贵州北盘江流域生态网络体系构建与优化

资源开发与社会发展加剧了地区生态危机,生态网络体系构建是维系地区生态安全的重要科学依据。构建贵州北盘江流域生态网络体系,并据此提出优化策略:(1)通过MSPA对流域景观类型进行识别,结合斑块重要性与连通度评价指数,筛选出32个核心源地后进行重要性分级;(2)利用LM工具提取流域生态廊道与生态节点,提取出生态廊道共76条,生态节点共99个,基于重力模型对廊道与节点进行分级,构建了贵州北盘江流域生态网络;(3)在北盘江流域生态网络构建的基础上明确北盘江生态安全保护与修复的关键区域,提出“三区二廊多点”的生态治理与优化策略。研究结果能为贵州北盘江流域生态修复与生态安全格局建设的时序性提供参考依据。

新疆叶城沙蜥生境适宜性评价及生境廊道模型构建

保护或创造破碎化生境中的景观连通性被认为是保护生物多样性、生态系统以及促进野生动植物种群的流动和适应气候变化的关键战略,而生境廊道是恢复和保护景观连通性的常用策略。以塔里木盆地为例,结合该区域内叶城沙蜥(Phrynocephalus axillaris)21个栖息地分布点数据,运用MaxEnt模型对该区域叶城沙蜥的生境适宜性进行分析,并综合植被类型、地理因素、人为干扰等因素,利用Linkage Mapper工具构建适宜叶城沙蜥扩散的潜在生境廊道。结果表明:对叶城沙蜥潜在适宜分布区影响较大的环境因子包括最冷季度平均气温、最冷月份最低气温、植被覆盖类型、最冷季度降水量、坡度及最干月份降水量。在所记录到的21个叶城沙蜥分布点中,6个属于最佳栖息地,6个属于适宜栖息地,另外9个属低适宜栖息地。以MaxEnt模型分析的叶城沙蜥适宜区分布情况为基础,共构建32条生境廊道,包括11条长距离廊道和21条短距离廊道。其中短距离廊道连通邻近栖息地,长距离廊道连通南北栖息地。研究结果有助于优化叶城沙蜥栖息地格局,同时为塔里木盆地区域周边及部分吐鲁番盆地爬行类物种持续发展提供科学参考,并为荒漠生态系统的物种保护与保护区规划提供借鉴思路。

基于珲春市国道(G331)的东北虎豹廊道区域识别

为进一步了解吉林珲春东北虎豹分布区国道(G331)对东北虎豹迁移的影响,运用电路理论及ArcGIS软件,根据东北虎豹栖息的生境类型划分生态源地,根据迁移特征选取土地利用、有蹄类距离和道路分布等8个主要阻力因子,通过专家打分法构建综合阻力面,利用廊道设计模型(Linkage Mapper),研究了东北虎豹核心栖息地间潜在的生态廊道情况.结果表明:珲春东北虎豹分布区内,东北虎豹潜在生境廊道12条、夹点6个、障碍点7个.在8个主要阻力因子中,土地利用类型、森林郁闭度、有蹄类距离和坡度对综合阻力面有较大影响.

基于生态保护红线的漳州市生态网络构建与修复策略研究

构建以生态保护红线为基础的生态网络格局对维护区域生态安全具有重要意义。本文以生态保护红线为基础,结合景观连通性指数识别生态源地,利用Linkage Mapper模型提取生态廊道与生态节点,构建漳州市生态网络并提出修复措施。结果表明:(1)漳州市重要生态源地面积达1715.20 km^(2),占全市陆域面积的13.61%,呈现“四周高,中间低”的空间分布特征;共有65条生态廊道,其中一级生态廊道36条,总长度243.78 km;二级生态廊道29条,总长度550.37 km。(2)全市生态“夹点”11处,零散分布在各区县交界处;生态障碍点18处,主要分布在长泰区与平和县;生态断裂点61处,集中分布于南靖县、华安县和漳浦县等地。通过综合分析生态廊道与生态节点等生态网络重点区域土地利用现状与空间分布特征,结合漳州市生态环境特征,因地制宜提出分级分类生态修复措施,以期为国土空间生态保护与修复提供决策支持。

基于“HY-LM”的生态廊道与生态节点综合识别研究

传统的生态网络或生态安全格局构建研究中,多基于最小累积阻力模型(MCR)提取最小费用路径作为生态廊道,并人工判别生态节点,这种方式缺少对生态过程中能量流、信息流等交换过程的考虑,导致生态网络在结构、功能上存在一定的缺失。以福建省上杭县为例,以上杭县森林公园、湿地保护区、自然保护区等为主要生态源地,从陆生动物迁移特征出发选取土地覆被类型、距道路距离、地形起伏度、坡度、距水域距离、NDVI植被指数等因素为阻力因子,利用熵权法获得权重加权叠加生成综合阻力面,运用水文分析原理Hydrology(HY)和Linkage Mapper工具箱(LM)中电路理论等方法综合识别生态廊道和生态节点,运用重力模型对生态廊道重要性进行评价并对生态廊道和生态节点划分等级。研究结果如下:(1)基于LM方法共提取187条生态廊道,生态夹点52个,生态障碍点55个,基于HY方法共提取生态廊道240条,生态节点133个;(2)LM和HY提取的生态廊道和生态节点进行叠加,共提取生态廊道197条,辐射道30条,生态节点283个;(3)运用重力模型提取关键生态廊道103条(含辐射道30条),一般生态廊道124条,同时判别关键生态节点97个,一般生态节点186个,关键生态廊道和关键生态节点主要集中在高阻力和较高阻力值集中的区域,关键生态节点多分布在生态源地周围;(4)对关键生态廊道、关键生态节点缓冲区所在区域土地覆被类型构成进行分析,森林、耕地和草地等土地覆被类型占比具有绝对优势,并从生态连通性和生境质量角度针对各土地覆被类型提出了优化及生态建设策略。研究结果可为区域生态网络安全格局构建、国土空间规划与生态系统修复等研究提供参考,同时也为生物多样性保护与生态文明建设提供科学依据。

不同情景下人类活动对生态保护重点区域分布的影响分析

为明确人类活动对生态保护重点区域分布的影响,以新疆阿克苏市和温宿县为例,利用生态系统服务和权衡的综合评估(InVEST)模型提取生态源地;然后,使用地理空间数据模拟研究区内人类活动的范围、强度和当地自然条件,创建自然景观阻力面和人类活动阻力面,并依据设立的4个情景分配权重,得到4个综合阻力面;最后,使用Linkage Mapper插件识别各自生态保护重点区域,并对4个结果进行比较.结果表明:人类活动对生态保护重点区域分布存在影响,尤其在人类活动强度较高的城镇中心区,随着人类活动阻力占比增加,周边生态廊道的数量和位置发生显著变化,总面积保持不变;作为生态廊道的一部分,生态夹点随着廊道位置的变化而变化,总面积不变;生态障碍点修复阈值范围缩小,修复产生的最大价值降低.