基于生态安全格局进行国土空间生态修复关键区识别是新时期平衡环境保护与社会发展的重要手段.本研究以环太湖城市群为研究区,从结构和功能两方面综合确定生态源地,在构建阻力面的基础上利用最小累积阻力模型识别生态廊道并耦合景观生态风险评价来确定研究区每条生态廊道的适宜宽度,通过电路理论识别重点修复区,最终构建"六区四带"的生态安全格局并进行分区管控.结果表明:环太湖城市群的32处生态源地呈现"东多西少、山湖相连"的空间格局,70条生态廊道集中分布于西部和中部,绝大部分生态廊道的适宜宽度在1500-2000 m;国土空间生态修复区集中存在于太湖东部、长兴县和溧阳市内;根据研究区特点和修复区实际情况,本研究提出保护核心生态源地、优化并修复重要廊道、合理规划生态夹点和障碍点用地等具体保护修复措施.

城市生态环境问题日益突出,如何构建多功能耦合的绿地生态网络格局是促进人居环境可持续发展的重要议题.以成都市为研究区,基于"源-汇"理论,综合运用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)、景观连通性指数、电路理论等方法对生物多样性保护、热环境改善、游憩服务构建单因子网络,分析源地、廊道、生态战略点等空间要素特征,形成基于"生态-气候适应性-游憩"多层级、多功能复合生态网络优化格局.结果表明:(1)筛选出"源"-"汇"景观(生态159-29个,气候适应性30-14个,游憩208-40个).生物迁徙廊道在研究区中部、西南部呈团簇状分布;气候适应性廊道呈中部集聚、东西稀疏的分布特征;游憩廊道相对密集,以中心城区为核心向四周扩散.(2)多层级"源-汇"景观网络中,总长度上,游憩廊道＞生物迁徙廊道＞气候适应性廊道;总面积上,生物迁徙廊道＞游憩廊道＞气候适应性廊道.一、二级廊道的适宜宽度为生态廊道200、100m,气候适应性廊道100、60m;游憩廊道60、30m.(3)叠加多目标廊道获得生态关键点753个,干扰点2371个.游憩源地中8.18％的面积应退让给生态廊道和气候适应性廊道.多功能耦合的生态网络优化格局可激活不同景观资源的潜在价值,对协调生态保护与城市发展的双向需求,实现绿地资源在城市空间中的最优配置具有重要意义.

生态廊道作为应对气候变化的生物多样性保护模式,目前已成为国际生态领域研究的热点之一.但是有关水鸟的生态廊道研究相对很少.以构建湿地水鸟的生态廊道为研究目的,东北地区为研究区,丹顶鹤、灰鹤、大天鹅和中华秋沙鸭四种湿地水鸟为研究对象,采用最小阻力模型和电流理论相结合的混合模型方法,构建四种湿地水鸟的生态廊道.基于最小阻力模型的水鸟生态廊道结果表明:四种水鸟生态廊道的最低成本路线都是将各邻近核心生境斑块连接起来的路线,但是它们的数量、分布和最大宽度有所不同.基于电流理论的水鸟生态廊道结果表明:四种水鸟生态廊道的电流密度、夹点区域数目有所不同.研究采用四种水鸟的实际观测数据来进行生态廊道模拟结果验证.验证结果发现:大部分的水鸟出现点距水鸟最低成本路线不远,说明部分基于最小阻力模型生成的最低成本路线是最有可能成为水鸟生态廊道的地方.大部分的水鸟出现点与水鸟的夹点区域重合,说明基于电流理论生成的夹点区域是最有可能成为水鸟生态廊道的地方.研究采用的方法和结果是对区域尺度水鸟生态廊道构建的一种尝试,对其他国家区域尺度上的多物种水鸟生态廊道的构建具有一定的借鉴和参考价值.

维持良好的自然通风环境,是实现城市高品质生态环境的重要保证.统筹总体规划和地块城市设计层面,建立了基于通风路径与通风潜力、城市热岛和绿源、规划方案风环境和热环境评估的新区通风廊道规划方法,应用于河北雄安新区,提出了通风廊道规划策略.结果表明:(1)新区层面,以西南—东北向为主要通风路径,依托规划绿地、水体及开敞空间等,构建 6 条宽度 500 m以上的一级通风廊道,连通白洋淀气候补偿空间与起步区作用空间,提升新区整体通风能力;(2)新区起步区层面,结合其规划空间布局方案和所形成的高通风潜力带状空间,构建 17 条宽度 100 m以上的二级通风廊道,促进起步区内空气流通、城—淀间气流微循环、缓解城市热岛;(3)新区规划地块的建筑高度和密度宜分别控制在 45 m和 20%以内,白洋淀北岸和起步区南部地块则分别为 20 m和 15%以内,地块内不宜形成封闭的围合空间,建筑高度总体宜南低北高布局;(4)从城市总体空间形态、城市建筑空间形态和清洁空气源三方面,制定了有利于通风环境的城市空间形态设计指引,与通风廊道协同提升通风环境.

快速城市化导致我国出现局域生态退化、生态空间被大量挤占等问题,生态安全面临严重威胁,东部沿海地区尤甚.识别生态网络可以维护生态系统的完整性和稳定性,对于保障脆弱生态系统和城镇化程度高的区域生态安全具有重要意义.已有研究较少考虑生境质量变化对研究区的影响,以及确定生态廊道宽度的方法尚未成熟,准确性和空间精度存疑.使用InVEST模型对2000年、2010年和2020年粤港澳大湾区生境质量的时空演化特征进行研究,并基于形态学空间格局分析的景观要素识别选取生态源地,根据长时间序列的景观连通性和生境质量评估划分生态源地等级;运用电路理论方法提取生态廊道位置和宽度范围,以及判别生态"夹点"与生态障碍点.研究发现:(1)2000-2020年粤港澳大湾区生境质量总体呈下降趋势,并呈现从中心向边缘递减的空间格局态势;(2)识别出117个生态源地,包括7个一级生态源地,13个二级生态源地和97个三级生态源地,总面积2597.72km2,占大湾区的46.39％;(3)生态廊道共243条,其中,一级廊道104条,二级廊道139条,总长度1273.84km;(4)生态"夹点"88个、生态障碍点188个,是重点保护和优先修复的关键.研究结论可为加强粤港澳大湾区生态空间管控和国土空间生态保护修复提供科学依据与参考.

东北梅花鹿(Cervus nippon hortulorum)在我国主要分布区为黑龙江省老爷岭南部,开展栖息地适宜性评价和构建连接核心栖息地斑块的生态廊道是对该物种保护和恢复的基础.本研究于2018-2021年,通过大样方调查和相机监测的方法收集到763个梅花鹿出现位点,利用最大熵(Maximum entropy,MaxEnt)模型对该地区梅花鹿栖息地进行适宜性评价,基于最小成本路径(Least-cost path,LCP)分析方法识别并规划梅花鹿的迁移廊道.Max-Ent模型对环境变量预测的贡献率表明:河流、林间小道、常绿针叶林、居民区和公路对模型累积贡献率达77.3％,是影响梅花鹿分布的关键因子.栖息地适宜性分析结果表明,黑龙江省老爷岭南部梅花鹿适宜栖息地面积为1 055.62 km2,占研究区域面积的27.38％.适宜栖息地主要集中分布于西南部的穆棱东北红豆杉国家级自然保护区和东部的东宁朝阳沟林场、绥阳三岔河和暖泉河林场,而研究区域中部适宜栖息地破碎化严重,且呈条带状分布.适宜栖息地面积的减少以及破碎化可能是影响野生梅花鹿种群恢复的关键因素.基于栖息地适宜性分析结果和梅花鹿种群分布情况共确定总面积为705.22 km2的4块梅花鹿核心栖息地斑块,构建总长度为84.43 km、最小宽度为600 m的3条适宜梅花鹿迁移的生态廊道.本研究成果可为野生动物保护部门开展野生东北梅花鹿种群恢复提供科学依据,亦为推动生物多样性保护服务.

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.

构建生态网络对改善快速城市化背景下城市生态环境问题具有重要作用.本研究以广州市为研究区,采用形态学空间分析方法(MSPA)和景观指数法,提取景观连通性较好的核心区作为生态源地,并基于最小累积阻力模型(MCR)构建广州市生态廊道网络,通过重力模型和连通性指数定量分析生态网络结构,最后提出生态网络的优化对策.结果表明:广州市共有10块核心区可作为生态源地,重要廊道有18条,一般廊道有27条,主要分布在研究区东北部;优化后的生态网络增加了5个生态源地和13条规划廊道,其结构指数有所改善;林地是生态廊道的主要组成景观,重要廊道的适宜宽度为60～100 m,规划廊道的适宜宽度为30～60m.研究结果可为城市生态廊道规划提供科学参考.

繁殖期鸟类的巢址选择受到很多因素的影响.许多雀形目鸟类选择在树上营巢,但开阔的沿海地区通常缺乏成片的自然林地,人工种植的廊道状海堤林则成为多种雀形目鸟类的营巢地.2018年4-8月在江苏省大丰麋鹿国家级自然保护区境内的海堤林中,对繁殖鸟类巢的分布及两种优势繁殖鸟类——黑尾蜡嘴雀(Eophona migratoria)和黑卷尾(Dicrurus macrocercus)的巢址选择进行了研究,分析了两种鸟类的生态位重叠情况.结果 表明:海堤林生境中共发现10种繁殖鸟的127个巢,鸟巢多数位于5 m以上的空间;影响黑尾蜡嘴雀巢址选择的主要因素是巢树和灌木等,巢位置、乔木和安全等因素是次要因素(前5主分量累计贡献率为71.9％);影响黑卷尾巢址选择的主要是巢树因素和灌木因素,巢向、乔木因子是次要因素(前5主分量累计贡献率78.0％);在巢址生态位分化上:两种鸟类的巢向(Utest,Z=-3.013,P＜0.01)、巢高(Utest,Z=-6.718,P＜0.01)、巢位置(Utest,Z=-5.402,P＜0.01)、隐蔽性(Utest,Z=-4.081,P＜0.01)选择上存在极显著的差异,两者在这些因子存在生态位分化;两种鸟类在12个巢址因子选择上的生态位重叠值都较大(最小值为0.500,最大值为0.998),存在激烈的种间竞争;在滨海地区,海堤林是依赖树木筑巢繁殖鸟类的重要栖息地,需要加强保护与管理.

生态基础设施是保持、改善和增加生态系统服务的条件和过程,对于提升区域生态系统服务能力具有重要意义.已有的生态基础设施规划方法主要针对单一尺度进行,不能体现生态系统服务在不同尺度间的相互影响.基于ArcGIS、最小累积阻力(MCR)模型和层次分析法(AHP)构建了一种“宏观-中观-微观”多尺度生态基础设施核心区识别和生态廊道辨识的方法体系框架.以雄安新区为例,提出生态基础设施规划方案:宏观尺度需维持气候调节、固碳释氧、保护生物多样性、防风固沙等功能的稳定,生态核心区斑块面积建议大于10 km2,生态廊道宽度设置为100-200 m;中观尺度生态核心区斑块面积不小于5km2,宽度设置为50-100 m,可改善区域水源涵养、文化休闲、净化环境、减弱噪声等生态系统服务功能;微观尺度生态核心区斑块需大于1 km2,宽度为10-30 m,可有效控制径流、净水调蓄.得出以下结论:(1)不同尺度生态基础设施规划目标不同,规模有所差别,其中宏观尺度规模最大,微观最小;(2)多尺度规划方法,可以科学有效的指导生态基础设施建设,提高区域生态系统服务能力;(3)多尺度生态基础设施规划建设需要向多学科理论和方法的交叉融合方向发展.研究结论可为今后全面推进雄安新区的可持续发展提供科学基础和决策参考.