生态安全网络是维持城市生态系统结构完整性与功能多样性的重要框架,连接其中的生态要素对协调城市建设与生态系统可持续发展具有导向性意义.以三峡大坝所在地宜昌市为研究对象,基于"源地识别-阻力面构建-廊道提取-节点分析"的网络范式,对2000-2020年不同生态安全网络要素的时空动态特征及其影响因素进行分析.研究结果显示:(1)基于核心区筛选、生境质量热点提取、景观连通性判断以及自然保护地检验等步骤综合识别的宜昌市生态源地在三个时期分别为43.41、49.03万hm2和47.76万hm2,集中分布在三峡库区水土保持区;生态廊道数量、里程及覆盖面积逐渐减少,其中廊道数量与里程集中在平原浅丘生态建设区,而廊道覆盖面积聚集在三峡库区水土保持区,生态夹点数量与面积先增后减,均集中在三峡库区水土保持区,生态障碍点集中在三峡库区水土保持区和平原浅丘生态建设区;(2)生态阻力结构自西向东逐渐增加,不同时期阻力值分别为38.90、42.19和40.66,平原浅丘生态建设区内生态阻力强度显著高于其他分区;(3)以降水量为代表的气候要素对生态源地空间分布驱动效果最为显著,土壤类型影响最为薄弱,不同影响因子之间以降水与其它因素的交互作用更加强烈.围绕宜昌市生态安全网络要素的时空异质性及其影响机制所展开的系统性论述一定程度上解释了地区生态安全现状的发展趋向与潜在挑战,为以三峡屏障构筑工程为代表的生态安全建设与管理工作提供了科学支撑.

生态廊道的作用在于提供生物迁徙的路径、促进不同栖息地之间的物种交流.廊道的构建能够减轻因城市化速度加快导致景观破碎化带来的危害,对生物多样性的保护具有十分重要的意义.本文以昌黎县为研究区,以2015年土地利用现状为基础,采用生态敏感性评价和生态系统服务价值分析的综合结果确定生态源地,然后基于最小累积阻力模型(MCR)和最小成本路径方法生成潜在廊道,根据重力模型对关键廊道进行识别,最终得到研究区包括4条重要廊道和2条一般廊道在内的生态廊道体系,旨在促进昌黎县生态廊道建设工程的科学实施和保护生物多样性.结果表明:研究区生态敏感性总体一般,生态系统服务价值总体较差,两者均呈现出四周高于中间的特点.生态源地主要分布在北部碣石山风景区、东部滨海国有林场和西部水源保护地这3个区域,与研究区生态环境建设与保护规划(2011-2030年)确定的自然保护区高度吻合.研究区生态廊道总长112.66 km,其中,重要廊道47.61 km,一般廊道65.05 km,廊道的最佳宽度范围为30～60 m,生态廊道与生态源地大致构成了一个环形闭合区域,能够有效促进生物物种的迁徙和物质能量的交流.

生态系统服务价值定量化评价及其空间制图可以为确定生态系统文化服务(CES)优先保护地域提供有效途径.本研究以上海共青森林公园为例,采用问卷和结构式访谈结合参与式制图(PPGIS)方法,将非货币CES价值和空间信息结合,把丰度、多样性和稀有度指数转化为空间生态综合指数,定量评价了CES价值及其空间分布,识别出优先保护地域.结果表明:不同景观类型的CES价值分布不同,共青森林公园美学服务价值主要分布在相对开阔的草地、滨水和疏林区,滨水区具有较高的社会关系和灵感价值.多样性较高价值区主要沿湖滨水分布,而稀有度价值较高区域多分布在森林和草地区.通过对8个梯度阈值生态指数的最高值区域进行叠加,验证了25％为有效划分阈值,能够更准确划分公园CES优先保护范围.该方法引入公众参与,实现了使用者体验的空间化、定量化、类型化,建立了景观、空间、体验的地域关系,可为城市保护地优先保护地域划分及其规划管理提供重要依据.

城市公园及城市其他自然保护地是城市生态系统的重要组成部分,是城市鸟类最主要的栖息场所.城市化进程对城市的自然景观和生态系统造成很大影响,鸟类生存空间不断缩小,其群落结构受到影响.南海子麋鹿苑周边正在经历快速城市化,为了摸清该地区鸟类群落组成及多样性,自2014年10月起对研究区野生鸟类种类、数量和分布特点进行连续调查,共记录鸟类18目、49科、156种;其中,国家Ⅱ级重点保护鸟类16种.鸟类优势种随年份变化和季节变化不一,总体来看,绿头鸭、灰喜鹊、喜鹊、[树]麻雀等留鸟为研究区优势种.研究区鸟类Shannon多样性指数和Pielou均匀性指数呈现2018年＞2017年＞2016年＞2015年的变化规律;鸟类Shannon多样性指数和Pielou均匀性指数呈现秋季＞夏季＞春季＞冬季的变化规律.同时,探讨了影响鸟类多样性的因素,提出连通城市绿地,打通动物迁徙通道;坚持山水林田湖草理念,创造多样的景观;对野生动物重点保护区域限制人类活动,保护野生鸟类生境等建议.

随着城市化进程的快速推进,城市生物多样性遭受严重威胁.为有效开展城市生物多样性保护工作,辨识重要物种在城市中的热点分布区是首要任务.本文以高密度超大城市深圳市为例,运用最大熵模型辨识野生保护动植物的热点分布区,运用刀切法检验及绘制单一环境因子响应曲线分析城市野生保护物种分布与环境因子的关系,探讨城市野生保护物种的退化机制;采用ArcGIS将热点区与现有自然保护地叠加,分析当前生物多样性保护措施的有效性;并提出城市野生保护动植物的保护对策.结果 显示,热点分布区面积占全市陆域面积的12.43％,分布在远离建成区的山地区域,与现有自然保护地重叠度较高.刀切法检验表明,影响野生保护动植物分布的主要环境因子是土地覆盖类型、到建成区距离、植被类型、最热月最高温度和平均气温日较差.因此,在城市中,可以通过维持热点分布区生境、恢复潜在分布区生境、构建多层次的生态空间管理体系来保护城市生物多样性.

黄河流域生态保护与高质量发展已上升为重大国家战略,研究黄河流域的生物多样性保护策略具有重要意义.本文将"为实现生物多样性保护和可持续利用的全球三类分区"实施框架(简称"三类分区框架")应用于黄河流域.该框架将国土空间分为城市与农田(Cl景观)、共享景观(C2景观)和大面积荒野(C3景观)三类分区.基于该框架,首先描述了黄河流域三类分区的空间格局;进而基于文献研究,识别了黄河流域三类分区中5类生物多样性的直接威胁因素,包括栖息地丧失和退化、气候变化、污染、过度开发与不可持续的利用和外来物种入侵;最后以系统性的思路从国土空间规划、自然保护地、生态城市、生态农业、生态工程和河流生态系统6个方面,提出黄河流域的生物多样性保护策略.本文的分析框架也有潜力应用于其他区域的生物多样性保护策略研究.

生物多样性保护对维持城市生态系统功能具有重要意义.以39种厦门市重点保护植物为对象,通过物种分布模型MaxENT获得物种潜在分布栅格图,利用空间保护优先化定量工具Zonation软件识别理论上既适宜重点保护植物生存又能够保证景观连通性的区域,获得本地重点保护植物景观保护等级.根据2020年全球生物多样性目标,将景观保护等级最高的17％区域视为多物种空间优先保护区,结合Zonation模型生成的随景观丧失物种加权灭绝风险曲线,将保护等级最高的8％区域划为一级保护区,保护等级在8％-17％范围内的区域划为二级保护区.利用MaxENT模型中的jackknife刀切法发现海拔是对本地重点保护植物分布影响最大的环境因子,优先保护区集中分布于海拔较低的海岸带区域.将优先保护区与自然保护地建设现状、厦门市生态功能区规划、土地利用规划、城市总体规划对比发现厦门市岛外西部、北部的优先保护区得到了较好保护;岛外的西南部及东南部、岛内的东部及南部海岸带的优先保护区被建设用地大规模占用,已纳入自然保护地范围的区域较少,存在大量的海岸带优先保护区保护空缺;岛外东南部的部分优先保护区虽未被占用,但规划中属发展备用地,缺乏生态保护.为避免优先保护区面积的进一步萎缩,应重点关注海岸带区域优先保护区的生态保护,将目前属于发展备用地的优先保护区转划为生态留白空间,针对一级、二级优先保护区分别实施刚性和弹性的生态保育措施,在保护生物多样性的同时,严控对海岸带区域优先保护区的进一步开发利用,协调优先保护区内保护与开发利用间的关系.

生态空间管控是维护区域生态安全,解决区域生态供需矛盾的重要手段.生态空间分区一直是生态管控的热点问题,对促进城市群可持续发展具有重要意义.以珠三角城市群为例,基于政策目标、民众需求、专家知识等方面综合构建评价体系,开展了基于生态空间质量和生态系统健康评价的生态空间分区的探索研究.结果表明:珠三角城市群生态空间约占城市群面积的82.8％,生态空间质量好,但生态系统健康水平低.城市尺度肇庆市、深圳市生态空间质量较高,珠海市、中山市生态空间质量较低;惠州市、肇庆市生态系统健康水平较高,佛山市、中山市生态系统健康水平较低.综合生态空间质量和生态系统健康,区域尺度将城市群生态空间分为重点保护区、重点修复区、潜在修复区和生态保育区.重点保护区占生态空间总面积的10.1％,是区域生态源地,应实行最严格的环境保护制度,划定生态保护红线和自然保护地,加强生态建设和生物多样性保护,并加强生态连通性建设,提升区域整体生态系统服务;重点修复区占生态空间总面积的21.6％,以生态修复,实施生态治理工程,推进生态产业为主;潜在修复区占生态空间总面积的13.1％,以保护优先、自然恢复为主,对生态空间进行全面的养护,保护和提升品质,重点提升生态系统服务;生态保育区占生态空间总面积的55.2％,重点实施生态廊道建设,同时加强区域高标准农田建设,在保护生态空间的基础上合理开展生产建设活动.对生态空间分区管控的研究可方便决策者对生态修复空间和生态保护空间进行识别和分类管理,有效指导国土空间规划和区域生态环境管理体系的完善.

河湟谷地水源涵养能力空间分布的科学分析,为区域生态文明战略实施与兰西城市群水资源开发利用提供依据.采用水量平衡方程来计算河湟谷地水源涵养能力,进行GIS空间分析,并结合自然保护地(国家自然保护区、国家公园、水源地)分布,综合划分区域水源涵养功能分区.结果表明:本区北部祁连山脉的冷龙岭、达坂山一带为水源涵养功能极重要和重要区域,约占总面积25％,一般重要与中等重要区域主要分布于中部的中小起伏中山地,约占总面积66.3％;水源涵养功能不重要区域则集中在湟水与黄河谷地内,此处人类活动最为集中,约占本区面积的8.7％.提出区域水源涵养能力建设的措施包括将北部祁连山脉的冷龙岭和达坂山一带确定为水源涵养功能极重要和重要区域并列为自然保护区;将水源涵养功能分区作为设置水源地的考虑因素;因地制宜增加森林面积,加大嵩草、杂类草高寒草甸和温带丛生禾草草原的治理与恢复.

区域生态安全是现代城市健康发展的重要内容,科学认识与评价区域生态风险与构建生态安全格局,有利于综合提升区域生态安全水平.以张家界市2019年高分二号遥感解译数据为基础,使用GIS空间分析与Fragstats软件构建景观生态风险指数,对景观生态风险空间分布特征进行分析;利用最小累积阻力模型(MCR),以9个自然保护地为生态源地,以景观生态风险指数、植被覆盖度、高程、坡度、与道路距离、与水域距离构建阻力面,识别生态廊道与生态节点,构建生态安全格局并提出生态安全保护策略.结果 表明:(1)研究区景观生态风险空间差异明显,生态风险呈现"中部、四周低,高值区总体沿澧水水系呈条带状延伸"的空间分布规律;(2)低、较低、中、较高、高生态风险分别占比21.59％、41.79％、22.57％、12.08％、1.98％,其中较低生态风险占比最高,高生态风险占比最低,各区县高生态风险压力排序为:永定区＞慈利县＞桑植县＞武陵源区;(3)研究共识别出生态廊道24条,生态节点47个,生态廊道累积长达872.35km,生态廊道与生态节点分别呈现"三横四纵"、"中多西少,南多北少"的空间分布特征;(4)研究区形成了由9处生态源地、47处生态节点、24条生态廊道以及3个生态安全区构成的生态安全格局,在此基础上提出了生态安全保护策略,为张家界市生态环境建设提供科学指导.