基于连通度指数的生态安全格局构建及优化 ——以三峡库区重庆段为例

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生态安全格局能够从人地关系的视角协调经济社会发展和生态保护之间的矛盾,被越来越多的应用于“山水林田湖草沙”的系统治理和保护研究当中。但生态安全格局研究中生态阻力面的构建和修正等关键问题,并未形成科学有效的解决方案。论文以三峡库区重庆段为研究区,基于2016年的土地利用变更数据及相关生态数据,通过综合评价的方法识别重要生态用地并提取生态源地。通过构建斑块连通度指数修正生态阻力面,并选取景观破碎度、源地连接度、廊道相对阻力、廊道与建设用地的冲突情况、廊道用地属性等指标验证修正效果。基于最小累积阻力模型和电路理论提取研究区的生态廊道;在此基础上提取生态薄弱点,识别障碍区、重要源地和重要廊道,从而构建三峡库区重庆段的生态安全格局,并根据研究成果提出研究区的生态安全格局优化方案。论文的主要结论如下:1.相较于夜间灯光指数修正情境和未修正的情境,连通度指数在修正生态阻力面方面具有明显优势。主要体现在:1)相较于夜间灯光指数修正情境和未修正的情境,连通度指数能够锐化高阻力值区,细化中、低阻力值区的差异,从而优化生态阻力面的构建效果。2)连通度指数修正后廊道相对阻力的下降趋势更明显。连通度指数修正后42条廊道相对阻力下降,2条小幅上升;而夜间灯光指数修正后36条廊道相对阻力下降,7条廊道显著上升,上升幅度超过2.4,1条生态廊道小幅度上升。3)连通度指数修正后廊道用地属性得到明显优化。相较于未修正的情境,连通度指数修正后廊道的林地和草地占比有所提高,耕地占比明显下降,园地占比略有下降,其它地类变化不大。而夜间灯光指数修正后,廊道的建设用地和耕地的占比明显提高,林地占比明显下降,园地和水域占比略有提高,草地变化不大。2.研究区生态用地面积28 175.82 km~2,占研究区总面积的61.03%,生态源地面积19 227.04 km~2,占研究区总面积的41.65%。其中,极重要生态源地3块,占源地总面积的91.70%;中等重要生态源地8块,占源地总面积的1.67%;一般重要生态源地23块,占源地总面积的6.63%。生态源地的用地属性主要为林地,海拔多在500 m以上,集中分布于巫山、巫溪、奉节、开州、云阳、万州、石柱、丰都、武隆境内,囊括了境内的几大主要山脉(巫山、大娄山、武陵山、缙云山、铜锣山和明月山)。3.研究区共提取生态廊道53条,包括5条以长江及其重要支流为主的天然廊道,总长度1 641.74 km。其中,极重要廊道1条,重要廊道6条,一般重要廊道46条。除天然廊道外,研究区的生态廊道长度均<100 km,未出现超长廊道,廊道相对阻力的平均值为2.87。4.研究区共识别生态薄弱点43个。其中,与建设用地冲突的区域21个,生态廊道过窄的区域8个,既是建设用地冲突区又是廊道过窄区的14个。共识别障碍区2 241.15km~2,改进分数介于0~122.27之间,其中高级改善区108.21 km~2,中级改善区525.72km~2,低级改善区1 607.23 km~2。改善区基本位于生态廊道两侧,高级改善区在江津区的东北部、渝北区北部分布较广。5.研究区的生态网络连通状况总体良好,已有的生态廊道能实现90%以上的生态源地相互连通,但仍存在部分地区廊道缺失的现象。鉴于此,提出3条优化廊道用以改善研究区的生态网络现状,建议优先修复位于江津区境内的1号和2号优化廊道,以实现所有生态源地的相互连通,保证研究区生态网络体系的完整性。
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