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.

水生态修复分区向上衔接水生态系统修复目标,向下引导修复工程的空间布局,是实现水资源要素系统修复的关键.当前,水生态修复分区面临层级体系不一、指标不全面、边界模糊等问题,因此,本研究以喀斯特生态脆弱区广西河池市为例,构建"流域自然单元-主导生态功能-生态胁迫风险"的多维分区体系框架.一级分区选取河流水系和地貌类型作为划分指标,识别子流域单元作为一级分区边界;二级分区采取"自上而下"的划分方法,在承接流域自然地理特征的基础上,明确水生态修复的目标,选取水源涵养、生物多样性和景观文化服务3项指标进行评价,利用K-means聚类方法对空间单元内的主导生态功能进行识别,以子流域单元作为二级分区边界;三级分区是生态修复工程的具体实施单元,选取水土流失、洪涝风险和人类干扰3项指标表征水生态系统面临的外部胁迫风险,进行三级分区划定.共划定11个水生态一级分区、4个二级分区和3个三级分区,综合流域自然地理格局、主导生态功能、生态胁迫风险的空间分异特征的三级分区结果,并结合子流域单元和乡镇行政单元确定分区边界,最终将水生态修复分区综合划分为5类、32个子生态分区,并分区、分类提出相应的生态修复策略.

国土空间生态修复关键区的识别是锚固城市生态安全底线的关键,矿业废弃地作为众多资源型城市生态修复的核心内容,分区建设具有重要现实意义.本研究基于生态功能与空间的重要性对邯郸市的矿业废弃地进行评级分区,以此为城市生态修复工作的有序开展提供一定的理论支撑.研究框架方面,提出在城市尺度下基于功能层面的生态保护重要性与空间层面的生态安全格局叠加,以得到更准确的生态修复关键区识别结果.研究过程中,选择契合地域特征的水源涵养、土壤保持、生物多样性维护和水土流失敏感性4项指标进行生态保护重要性评价,选择MSPA-Conefor-SPCA-MCR-电路理论进行生态安全格局构建.结果表明:邯郸市剩余的204处矿业废弃地中,有73处属于生态修复关键区,总面积为1500.9 hm2,主要集中于鼓山、凤凰山及符山区域.这些区域虽存在严重的生态环境问题,但同样赋存着巨大的潜力价值.在简单覆绿的基础上积极寻求场地转型、延长矿山生态修复治理的价值链和产业链或许将成为这些区域的更重要目标.

国土空间生态修复是落实生态文明建设战略的重要举措,科学划定生态修复分区是有序推进国土空间生态修复工作的基本前提.本文以洮河流域为例,构建"生态系统抵抗能力-生态系统恢复能力-生态系统适应能力"的生态韧性分析框架,评价洮河流域生态韧性,划定国土空间生态修复分区,并提出相对应的生态修复措施.结果表明:洮河流域生态系统抵抗力和适应力指标空间分异较大,低值区与高值区之间缺乏自然过渡;生态系统恢复力指标空间差异明显,由东北向西南生态系统恢复力等级越高;生态韧性空间上呈现循环分布特征.基于韧性评价结果:洮河流域国土空间生态修复分区划分为五大类型,其中低生态韧性脆弱区分布在流域北部,占流域面积的7.49％;生态适应力提升区主要分布在甘南高原,占流域面积的34.04％;生态恢复力提升区主要集中在流域中部偏北区域,占流域面积的6.39％;生态抵抗力提升区分布零,占流域面积的16.57％;高生态韧性保护区主要分布在流域中部,占流域面积的35.52％.根据分区结果提出以提高林草覆盖率、增加景观类型为主的基于自然的生态修复措施,以期为生态保护修复工作提供参考.

生态系统服务供给能力和权衡/协同关系已被广泛用于生态保护和生态安全分区研究中.但现有分区研究多侧重于生态系统服务供给能力或权衡/协同关系的某一方面,且在分区过程中较少考虑生态系统服务对驱动因素的非线性响应.基于此,以西南地区为例,在对区域土壤保持、产水、净初级生产力(NPP)及粮食供应四类服务供给量和权衡/协同关系进行估算的基础上,构建生态系统服务供给指数、关系指数和综合指数.在对三类指数时空变化特征进行剖析的同时,重点探讨主要驱动因素与生态系统服务综合指数间的约束关系,识别临界阈值,进而明确区域生态安全分区及优化方案.结果显示:(1)2000-2020年,区域生态系统服务供给指数呈上升趋势,体现了生态修复的积极作用;同时,在追求生态系统服务供给能力最大化输出的过程中,造成了区域生态系统服务权衡关系的增强.因此,有必要将生态系统服务供给和权衡/协同关系同时纳入生态安全分区中.(2)空间上,三类指数的低值区高度重合,均位于川西高原;但高值区的分布存在一定差异,供给指数的高值区位于研究区西南角,而关系指数和综合指数的高值区位于研究区东部.(3)自然-社会条件、植被环境条件和社会-经济条件是影响区域生态系统服务综合指数变化的主要因素,三者与综合指数间呈倒"U"型约束关系,即存在明显的阈值效应.且随时间推移,自然-社会条件和植被环境条件对生态系统服务综合指数的约束效应略有收紧.(4)研究区以相对修复区为主,其次是重点修复区和相对安全区,生态安全区面积最小.未来可以对不同分区上的限制因素进行调整以实现区域生态系统服务供给最大和关系最优.

生态保护修复是维持和提升生态系统稳定性和可持续性的重要举措.识别生态保护修复优先区并进行有规划的生态保护修复能够达到抑制生态环境退化的目的.以浙江省为研究对象,运用生态系统服务价值计算模型、神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法、空间统计、Spearman非参数相关性分析等方法,识别生态系统服务簇,分析生态系统服务簇演化和人类活动强度变化特征,识别生态保护修复优先区,探讨不同生态系统服务价值的权衡/协同关系,提出生态保护修复优先区规划策略.结果表明:(1)2000-2021年浙江省生态系统服务空间分布逐渐趋于均衡,生态系统服务价值总量由7279.73亿元降低至6980.28亿元;(2)2000-2021年浙江省人类活动强度显著增加,呈现由西到东、由南到北的递增趋势;(3)2000-2021年浙江省生态系统服务与人类活动强度变化Moran's I指数呈现显著负相关性,说明人类活动强度与生态服务价值两者空间上处于相互制约状态;(4)2000-2021年浙江省90县(区)可划分为4类生态系统服务簇,包括:城市中心簇、农业生产簇、核心生态簇和生态保育簇;(5)基于2021年双变量Moran's I指数聚类结果将研究区划分的5种类型分区作为生态保护修复一级分区,以区域内主导生态系统服务簇作为生态保护修复二级分区划分依据.浙江省生态保护修复优先区划分为4个类型,即面积占比14.83％的生态预防治理区、面积占比19.94％的生态调控建设区、面积占比50.23％的核心生态保护区和面积占比15.00％的生态综合提升区.据此,提出不同类型优先分区实施生态保护修复的规划策略.

合理划分生态功能区并明晰其内部驱动机制,对于维护地区生态系统稳定具有重要意义.本研究以江汉平原四湖流域为例,运用InVEST和RUSLE模型以及娱乐打分法评估6种生态系统服务,采用K-means聚类法识别生态系统服务簇,并与生态敏感性结合划定生态功能区,最后运用地理探测器分析不同生态功能区的主导驱动因子.结果表明:生境质量、碳固持服务的空间分布相似,高值主要集中在长湖及洪湖附近;粮食生产和土壤保持服务空间分布存在差异,西北丘陵地区是其共同的高值区域;水源供给服务的高值主要集中在洪湖的东部;生态娱乐服务高值地区主要集中在西北丘陵和洪湖的南部.依据生态系统服务聚类结果,将四湖流域生态系统服务簇划分为粮食生产簇、生境质量簇和城镇生活簇.四湖流域生态敏感性整体以低敏感和较低敏感为主,占流域总面积的59.0％,将生态敏感性与生态系统服务簇叠加可划分为生态修复区、生态保育区、生态过渡区、生态开发区和综合利用区.地理探测器结果表明,各生态功能区内部驱动因素存在明显差异,自然因素对生态修复区影响显著,生态保育区和生态开发区的主导驱动因素分别为归一化植被指数和人口密度,生态过渡区和综合利用区主要受土地利用类型的影响.研究结果对于协同区域社会发展和生态环境保护具有重要的支撑价值.

加强生态网络建设是改善城市生态环境和保护生物多样性的重要举措.以宁夏灵武市为例,基于遥感及社会经济数据,采用形态学空间格局分析法、Linkage Mapper以及改进的重力模型方法,分析了生态网络与社会经济景观"双网"格局及相互关系.结果表明:2000-2020年,灵武市的土地利用/覆被发生了剧烈变化,沙地、草地面积锐减,林地、建设用地面积增加,工业区快速扩张;"双网"在连通性和稳定性方面均有所提升.人类活动密集区分布于城市区、绿洲农业区以及宁东能源工业区,生态源地及生态廊道主要分布于自然保护区中部,部分延伸到其他功能区;交通廊道呈现在农业区和宁东能源工业区密集分布、在两区之间贯通的"H"型格局,"双网"均以各自功能区空间为核心且存在交织分布;"双网"呈现从冲突走向协同发展的态势,空间上存在明显分区及交互情况,农业区和宁东能源工业区的生态均存在初期破坏、后期改善的情况.今后,需加强生态保护与社会经济发展的相互协调,可通过生态源地与廊道质量提升、生态节点建设与生态干扰点修复等组合措施提升生态质量.

以数据为支撑的物种多样性空间分布是自然保护地适应性保护和管理的基础,但当前大多数自然保护地缺乏全域物种多样性观测数据.本研究以钱江源国家公园全域663个20 m× 20 m木本植物样方调查数据为基础,分析了国家公园内观测物种丰富度、稀疏物种丰富度、胸高断面积和树木个体数量的空间变化,比较了这些变量在国家公园各功能区块间的差异.结果显示木本植物物种多样性的热点分布区与钱江源国家公园核心保护区基本匹配.两个物种丰富度在核心保护区古田山区块和长何齐区块及一般控制区古田-苏庄区块最大,三者的观测物种丰富度无显著差异(P＞0.05),古田山区块和古田-苏庄区块的稀疏物种丰富度无显著差异,但均显著大于长何齐区块;古田山区块和古田-苏庄区块的两个物种丰富度指标变异程度小于其他区块,且这两个区块间无显著差异(P＞0.05).齐溪区块、长何齐区块和古田山区块胸高断面积大于其他区块,古田-苏庄区块次之,前三者无显著差异,古田-苏庄区块显著小于长何齐区块和古田山区块.古田山区块和古田-苏庄区块树木个体数量最小.长何齐区块齐溪片区部分胸高断面积大、个体数量小,而在长虹和何田片区胸高断面积小、个体数量大.一般控制区长虹-何田区块和古田-洪源区块两个物种丰富度最小,胸高断面积最小.结果表明,从生物多样性角度来看钱江源国家公园的功能分区基本合理,扩展了对国家公园物种多样性热点和保护空缺的认识:古田山区块木本植物个体大、物种最丰富,与其毗邻的一般控制区古田-苏庄区块物种同样丰富、个体略小,可将其纳入保护核心区以利于钱江源国家公园主要生态系统完整性保护;核心保护区长何齐区块长虹和何田片区物种多样性低、个体小、密度大,待加强保护和修复;长虹-何田区块和古田-洪源区块物种少、个体小、干扰强,待社区发展和保护协同.本研究将为钱江源国家公园生物多样性适应性保护和管理提供科学支撑.

水生态健康已成为区域环境管理的新目标及国内外生态环境领域研究的热点.在快速工业化和城市化推动下,巢湖环湖地区出现了水质恶化、植被消亡与生态系统功能退化等水生态健康问题,旨在通过环湖地区的空间开发管制分区,处理好开发与保护的关系,实现环湖地区水生态系统持续、健康发展.应用ArcGIS空间分析平台,构建由水生态敏感性和水生态压力组成的分区评价指标体系,以500 m×500 m网格为评价单元,通过单要素与多要素的综合评价,借助二维关联矩阵分析,进行空间开发管制分区,据此提出差别化的区域开发与生态环境保护导向.结果表明:巢湖环湖地区从空间单元上可确定为低敏低压区、低敏高压区、高敏低压区、高敏高压区4种类型区;水生态敏感性较高的环湖主要入湖河流两侧,以加强生态修复和环境保护为主;滨湖新区北部、巢湖市区及各镇镇中心水生态压力较大,迫切需要转型升级,实施严格的环境准入条件和污染排放标准;虽然环湖乡镇大部分地区水生态敏感性和水生态压力相对较低,可依托本地优势资源,因地制宜、错位发展,但严格控制新增污染物排放、维护水生态健康发展是首要任务.