GIS支持下的辽宁省地表水环境功能区划

辽宁省现执行的地表水环境功能区划存在着环境功能与实际情况的差别,对水功能区目标期望值过高,难以适应当前环境管理需要。在GIS技术支持下,对辽宁省地表水环境功能进行了调整、核定和重新划分。建议将辽宁省地表水主要水系共划分781个水环境功能区,其中源头水域15个,自然保护区7个,饮用水源保护区204个,渔业用水区287个,景观娱乐用水区54个,工业用水区35个,农业用水区179个;采用基于组件的GIS开发技术,设计实现了辽宁省地表水环境功能区划信息系统,从而为辽宁省水环境功能区划信息管理、水资源保护及科学制定水环境管理方案提供决策支持。     

主体功能区划中限制开发生态区的细分方法——以宁夏回族自治区为例

限制开发生态区是主体功能区划中介于优先开发区和禁止开发区间的一大类生态区,在实际管理中往往存在区域范围大、实施操作困难等问题,因此非常必要对限制开发生态区进行细化。在总结现有县域尺度主体功能区划研究方法基础上,构建了细分限制开发生态区的生态保护导向和生态优先原则,提出了利用综合指数法和景观指数法分别细化限制开发生态区,二者细化结果叠加后,通过专家系统和政策需求修正,形成了限制开发生态区四类区域单元:禁止开发区、强限制开发区、中限制开发区和弱限制开发区,作为现有主体功能区划方法的补充,从更为微观的尺度反映了主体功能的差异和发展潜力,促进主体功能区划方案的进一步推广和实施。并以宁夏回族自治区的限制开发生态区为案例进行了研究,取得了较好的细分结果。     

安徽省生态功能区划研究

生态功能区划是依据区域生态系统类型、生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性、生态服务功能重要性等特征的空间分异性而进行的地理空间分区 ,其目的是明确区域或国家生态安全重要地区 ,分析区域可能的生态环境问题与生态环境脆弱区 ,为产业布局、生态环境保护与建设规划提供科学依据 ,为实施区域生态环境分区管理提供基础和前提。在对区域生态环境特征分析的基础上 ,依据建立的生态功能区划原则、方法和指标体系 ,以安徽省域尺度生态系统为对象 ,在生态系统受胁迫过程与效应、生态环境敏感性和生态系统服务功能等指标评价的基础上 ,以中国生态环境区划方案为背景 ,综合了自然因素与人类活动对安徽省生态系统叠加影响 ,形成了安徽省生态功能区划方案 ,将安徽省分为 5个生态区、16个生态亚区、4 7个生态功能区 ,为生态保护与建设的重点、目标、措施的确定以及区域产业结构与布局的调整提供了重要依据     

我国主体功能限制开发区域旅游生态安全动态演变及其驱动因素——以张家界为例

旅游生态安全是国家生态安全体系的重要组成部分,也是维系旅游产业健康可持续发展的前提基础。基于主体功能限制开发视域下旅游生态安全内涵解析和"压力-状态-响应"框架构建指标体系,继而采用改进的逼近理想排序法(TOPSIS)模型、卷积神经网络和长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)混合神经网络预测模型、因子贡献度模型对张家界旅游生态安全动态演变特征及驱动因素进行刻画分析。研究发现:(1) 旅游生态安全指数总体呈波动上升趋势,安全等级与警情状态不断改观,旅游生态安全水平演变分为"增减交替"快速上升"稳定增长"三个时期。(2) 旅游生态安全三大子系统均朝良性方向发展,但演化态势差异显著,压力子系统平均安全水平最高,但增长速率迟缓,状态子系统与前者则呈完全逆反态势,响应子系统平均安全水平与增长速率均处于中间位序水平,演变走势稳定性欠佳。(3) 2021-2030年,旅游生态安全指数预测值有望从0.6194增至0.7665,旅游生态安全水平呈"螺旋式"上升趋势,整体安全状况将会得到持续优化,但仍存在较强不稳定性和不确定性。(4) 影响旅游生态安全动态演变的首位驱动因子呈现"水土流失综合治理面积→省级以上自然保护区面积→城镇化率"的转换特征,旅游经济地位提升、公共绿地建设供给、工业绿色转型发展对旅游生态安全具有正向驱动效应,传统城镇化与工业化、高强度能源消耗、旅游产业无序扩张、频发性自然灾害、迟滞居民生活水平则产生负向抑制效应。     

区域自然保护区群规划——以秦岭山系为例

自然保护区群的构建对于优化我国自然保护区空间布局、提高自然保护区的保护效果具有重要意义。以大熊猫为主要研究对象,以秦岭山系为研究区域,以生境评价与通达性分析为主要研究方法,探讨了自然保护区群合理布局与功能区优化的程序、内容与方法。研究表明,目前秦岭山系已建与筹建的大熊猫自然保护区17个,自然保护区群初步形成,保护了50%的大熊猫生境,但东部的3个自然保护区尚未全部相连,且整个自然保护区核心区被隔离为20部分,大大影响了自然保护区效果的发挥。为优化自然保护区的布局,建议新建湑水河与锦鸡梁两个自然保护区,以大熊猫居群为基本单位将核心区调整为4个,并且通过3个连接区的建设加强各大熊猫居群的连通性,以促进大熊猫种群间的交流与迁徙。研究结果可为秦岭山系自然保护区建设提供思路与依据,对其它地区自然保护区群的建立及全国自然保护区网络的优化也具有借鉴意义。     

基于目标物种栖息地适宜性和景观特征的保护地功能区划研究——以甘肃多儿国家级自然保护区为例

生境的破碎化是导致物种濒危的主要原因之一,功能区划是对保护地进行空间布局和提升保护成效的重要手段。通过对生境进行适宜性评价,进而指导合理区划,是提升保护地功能的重要措施。基于目前保护地功能区划中存在与目标物种适宜栖息地空间格局不一致、与周边联系紧密性不足、边缘效应明显等问题,以甘肃多儿国家级大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)自然保护区为例,根据现有保护地区划景观特征,通过扩大研究尺度和开展栖息地适宜性评价,结合适宜栖息地异质性和功能区的景观特征,基于提升适宜栖息地完整性和连接度调整保护区功能区划,并通过比较区划前、后景观特征和栖息地适宜性的变化以及大熊猫的空间利用来评估本研究方法的有效性。研究表明：基于本方法的新区划核心区适宜栖息地增加了16.03%,被保护的优质栖息地增加,核心区内缘比由调整前的5.35和6.32下降至3.97,被保护的优质栖息地增加,边缘效应明显减小,提高了保护区适宜栖息地的完整性,加强了和周边优质栖息地的联系,有助于提升核心区的环境容纳量,增强抵御外来干扰的能力,改善大熊猫的生存状况,促进所在区域的种群交流。     

生态系统功能价值综合评估方法与应用——以河北省康保县为例

生态系统功能在某种程度上可以衡量区域的生态环境质量,为环境保护与生态建设提供科学依据.近几十年来,许多学者对生态系统功能的价值进行了评估,但在评估过程中考虑空间、质量和时间因素对生态系统功能的影响的研究较少.针对这些问题,选择北方农牧交错带的河北省康保县为研究区,运用遥感和地理信息系统技术,结合生态价值理论,分别构建区域差异性系数、空间异质性系数和服务支付系数对Costanza等的计算模式进行空间、质量和时间因素的修正,提出了生态系统功能价值综合评估模型;同时,对康保县生态系统功能价值的动态变化进行了探讨.该模型通过考虑社会、自然和经济对价值的综合作用,使得生态系统功能价值的评估方法进一步完善.基于以上模型对康保县生态系统功能价值进行计算,结果表明,人类对土地的不合理利用会限制生态系统提供功能的能力;而有意识的生态建设可以促进生态系统功能的恢复与发挥.实施以退耕还林、还草为主要内容的生态建设是恢复本区生态系统功能的有效途径.综合考虑空间、质量和时间因素的生态系统功能价值综合评估模型可为区域生态系统保护和经济发展综合决策提供及时、准确的有益信息,对区域的生态建设和环境保护具有重要的现实意义.     

小尺度农业生态区划研究——以三江平原八五三农场二分场为例

本文以三江平原八五三农场二分场为例,探讨了小尺度农业生态区划的方法。作者根据该分场的农业自然条件和特点,采用数量化方法Ⅰ筛选出土壤类型、土地潜在旱涝类型、白浆层厚度和地貌类型4个因子作为该分场衣业生态区划的指标因子,并根据筛选结果,确定了这4个因子的相对重要性顺序。将4个指标因子的专题图重迭,划分出区划的基本类型单元。根据第1重要的指标因子,将基本类型单元组合成农业生态地段。根据第2重要的指标因子,将地段划分成农业生态地块。根据第3和第4重要因子,进一步将地块划分成农业生态型。     

生态经济区划研究——以西北6省为例

汇集西北6省区近300个气象站点的多年气象数据,400多个县市的土地利用和社会经济统计数据,提取降水、气温、湿度、土地利用类型、人口、GDP、矿产资源、产业结构(三次产业)等要素,设计了水热状况、人类活动强度、工业化程度、城镇化程度等指标,借助GIS工具,通过要素指标的空间分异特征研究,构筑指标体系,进行了以县域尺度为最小空间单元的生态经济区划研究。根据西北地区县域尺度上的生态环境状况和人类活动状况,将西北划分为3级27个生态经济区。     

基于CPTED理论的大学校园环境安全评价研究——以华南理工大学五山校区为例

在当代大学校园开放性与内聚性双重特性影响下,如何建设平安校园是校园环境设计的一大难题。本文采用问卷调查结合深度访谈的方法,分析学生对校园整体环境的安全评价并绘制安全感知地图,利用统计分析方法对CPTED六要素相关性展开分析并对其重要程度进行排序,发现安全评价较低地点分布于校园边际空间及夜间可视性较差的地点。通过对校园整体环境展开实地调研,基于CPTED六要素提炼13个校园环境安全评价要素,提出校园环境安全设计的优化建议,以期为相关校园规划及环境设计提供参考。     

河北省县域农田生态系统供给功能的健康评价

引入"生态系统服务功能"理论,构建县域农田生态系统供给功能健康评价指标——农田生产力稳定系数,该指标被定义为:一定时期内(若干年),县域自然生态系统第一性生产力波动系数与县域农田生态系统第一性生产力波动系数的平均比值;并构建了评价指标与人类福利指标(用县域人均耕地纯收入表征)关系模型,作为评价指标的阈值判定方法。通过河北省136个县的实证研究表明,农田生产力稳定系数对农田生产力稳定性和农田生产力高低具有综合性指示作用;人类社会对生态系统反馈影响的忍受界限对评价指标阈值的确定非常关键;1991—2000年和2001—2009年两个阶段中,河北省县域农田生产力稳定系数整体呈上升趋势,空间格局较为一致,农田生产力稳定系数较低、农田供给功能健康状况较差的县域集中分布在冀北生态脆弱地区;农田生态系统供给功能健康状况与县域贫困状况形成紧密的空间耦合关系。     

河北张家口康巴诺尔湖国家湿地公园遗鸥繁殖群新发现

2014年4月14日在张家口市康保县康巴诺尔湖国家湿地公园(东经114°35′06″~114°36′32″,北纬41°49′05″~41°50′33″)发现遗鸥(Larus relictus)3 000余只。同年7月在湖边发现新繁殖的遗鸥幼鸟觅食。2015年4月底发现遗鸥在湖心岛筑巢产卵,同年6月采用国产大疆精灵3四轴航拍飞行器航拍法及样方法统计湖心岛遗鸥种群数量,共记录遗鸥成鸟2 100余只,806巢,出壳雏鸟2 080只。此次发现属于我国遗鸥繁殖地的新发现。     

基于生态-景观视角的城镇河岸带风貌特征评价——以晋江市河溪为例

基于生态与景观双视角初步构建了河岸带风貌(RV,riparian view)综合评价指标体系,选取全域型城镇化典型代表地区晋江市12条主要河溪的120个河段进行数据取样与河岸带风貌综合评价值的计算,以此分析了晋江河溪河岸带风貌的现状,并从整体最优与各项影响因子最优两个层面探讨了河岸带风貌的指标优化控制值,结果表明:(1)受城镇化影响晋江目前河溪河岸带风貌整体情况并不乐观,目前已不存在状态非常好的河段,且96.67%河溪的河岸带风貌已经处于消失、丧失、破坏的状态,3.33%河溪的河岸带风貌也受到了消极的影响;(2)滩涂特征与岸线特征处于非常差状态的河段比例分别达到了57.5%与29.17%,植被特征无明显的非常好与非常差的极端状态,基本集中在36.67%较差、50%一般、13.33%较好的状态,而水体特征(除水质)总体相对较好的河段数量比例为56.67%;(3)浅滩保有率、滩涂宽度、自然滩涂保有度、滨河土地硬度、河道硬度、视线阻隔、植被带高度因子评分值为0的比例分别达到了89.17%、50.83%、64.17%、40.83%、52.50%、63.33%、51.67%,均高于其他评分值比例,这些因子的状态以非常差为主,是目前晋江河溪河岸带风貌短板;(4)从整体最优化与各项因子最优化两个角度提出20项指标优化控制值,若实现这些目标值,RV综合评价的得分值将由原有的1.59分别提升至1.96和3.85,晋江河溪河岸带风貌能够从较差的现状提高到一般或非常好的水平。     

基于网络群组特征的生态管理分区——以武汉市为例

生态管理分区是维持区域生态安全、实现城市生态差异化治理的重要手段。然而现有分区方法侧重生态功能属性,较少考虑生态斑块之间联系强度差异,忽视了斑块的群组结构。以武汉市为例构建生态网络,从生态系统结构和功能的视角,结合斑块空间组织和斑块联系强弱,运用凝聚子群方法,提取联系紧密的生态组分,将网络划分为异质性群组,基于网络群组特征和生态景观辐射范围进行分区覆盖分析,并进行分区评价。结果表明：(1)86条生态廊道连接研究区34处生态斑块,进一步形成8个生态群组;(2)多数群组内部连通性较好,北部群组之间联系较强,南部群组之间联系相对较弱;(3)依据群组结构功能特征,形成6大网络群组分区,通过与武汉市经济发展规划分区对比,两者具有较高的一致性;(4)城市外围的分区网络稳定性较好,中部稳定性较差,识别分区内13个重要斑块和16条重要廊道,作为重点发展保护对象;(5)综合分区特征将6大分区确立为生态屏障区、生态控制区、生态改善区、生态修复区、生态开发区以及生态保育区,并提出生态发展差异化保护措施。研究将生态功能属性和空间结构属性进行有机关联并制定分区策略,为区域生态管理分区、生态保护规划提供新视角。     

自然公园功能分区方法研究——以黄山风景名胜区为例

为了推进生态文明和美丽中国建设,合理利用自然资源,促进人与自然的和谐,我国提出"国家公园体制"并要求对保护地体系进行优化完善。功能分区作为保护地规划与管理中最相关的过程,是保护地体系优化的重要方面。自然公园作为多类型保护地的一个组成部分,其功能分区还存在着对生态与经济协调发展考虑不充分,缺乏综合性的分区研究等问题,不利于保护地的可持续发展。因此,为了推进保护地体系的优化与完善,从综合管理的角度出发,基于不可替代性、生态脆弱性、景观资源评价和经济建设的适宜性等方面提出了自然公园的功能分区方法,并以黄山风景名胜区为例进行了分区研究。本研究认为,自然公园的功能分区可包括生态保育区、景观保护区和经济发展区三个一级区,生态保育区可以分为核心生态保育区和重要生态保育区,景观保护区可以分为核心景观保护区和重要景观保护区,经济发展区可以分为游憩区、农业区和居住区。     

基于不可替代性的青海省三江源地区保护区功能区划研究

具有代表性、灵活性、综合性的保护区功能区划指标是决定区域划分合理与否的关键因素。不可替代性是近年来引入生物多样性保护规划的新概念,表达一个规划单元在实现整体保护目标中的重要性,能够反映生物多样性保护价值的空间分异规律,将其与人类活动干扰指数结合,可以在划分不同值域与功能分区之间建立联系。在系统保护规划框架下,首先根据三江源生物多样性特征确定了研究区域的指示物种和优先保护生态系统,然后结合物种生境特性,利用地理信息系统（GIS）技术进行了指示物种潜在分布范围预测,最后借助生物多样性保护规划软件（C-Plan）计算了三江源地区不可替代性指数,结合人类活动干扰进行了功能区划分,并对比了现有功能区划与新功能区划的贡献率。研究结果表明,不可替代性较高区域与原核心区空间分布基本一致（包括东部中铁、军功、麦秀森林灌丛区;西部索加、曲麻莱湖泊湿地区,高寒草甸区;北部扎陵湖、鄂陵湖、星星海湿地区;及南部玉树、囊谦森林灌丛区,当曲沼泽湿地区）;在保护区总面积未增加条件下,基于不可替代性的新功能区划较原功能区划的保护贡献率及保护效率有显著提高,核心区保护贡献率由61.20%增长到71.21%,新核心区 缓冲区总贡献率由77.57%增长到92.45%,保护区整体贡献率由91.20%增长到95.40%;从保护对象被保护情况看,新功能区划与原功能区划均能完全涵盖所有保护对象,但新功能区所包含的满足保护目标的保护对象明显增多,原功能区核心区,核心区 缓冲区,核心区 缓冲区 实验区完全实现目标的保护对象分别占27.50%,47.50%和80%,新功能区分别为32.50%,77.50%和87.50%（新功能区划下,只有苔草草甸、冰川雪山、湖泊3种生态系统类型和盘羊、黑颈鹤两个动物物种未达到保护目标）。在本研究基础上,讨论了该研究的意义、方法评价及现实问题,并提出三江源自然保护区功能区划调整建议：1）结合实际情况,基于不可替代性和人类活动的功能区划对现功能区划进行适当调整以增加保护区的保护贡献率;2）对于缓冲区中保护价值较高、人类活动干扰又较强的区域应进行严格的管理,制定完善的管理策略,避免因人类活动引起生物多样性丧失;3）鉴于当地经济发展需求,可以考虑在本研究确定的实验区及其外围开展水电站与矿产开发项目,但必须考虑开发项目对周围水域、植被及居民的影响。以期为三江源自然保护区功能区划的调整及资源开发提供参考,对三江源生物多样性的保护具有重要意义。     

Modeling the trophic effects of marine protected area zoning policies: A case study

Marine protected areas (MPAs) are increasingly being recognized as an alternative management tool for conserving marine resources and ecosystems. By integrating organism dispersal rates, ecosystem interactions and fishing effort dynamics, ECOSPACE, a spatially explicit ecosystem-based modeling tool, allowed us to compare the ecological consequences of alternative MPA zoning policies within the proposed Gwaii Haanas National Marine Conservation Area, located off the west coast of British Columbia, Canada. The desired effects of MPAs include higher fishery yields, the conservation of biodiversity, and/or the preservation of intact ecosystems. However, ECOSPACE predicts that when MPAs are small, species interactions and movements may make these objectives difficult to achieve. ECOSPACE suggests that the effects of MPAs are reduced at their boundaries where fishing effort is predicted to concentrate. Furthermore, top predators may become more abundant within MPAs, which could lead to a depression of their prey species and a subsequent increase of species at even lower trophic levels. Trophic cascade patterns and density gradients across boundaries are nontrivial departures from our simple expectations of how MPAs protect areas and will force us to reconsider what constitutes effective conservation. Our ECOSPACE model indicates that the establishment of multi-use buffer zones may help alleviate these realistic but worrisome ecological predictions. When coupled with an overall reduction in harvest pressure, ECOSPACE suggests that a MPA with a large core `no-take' zone and large buffer will result in the greatest increase in organism biomass. The use of marine zoning may be an effective management tactic to reduce social conflict and conserve marine ecosystems.     

华北盐渍化改造区农田步甲群落及其动态研究:以河北省曲周县为例

1996与1997年在河北省曲周县盐渍化改造区,采用陷阱法调查了农田中步甲的物种组成与数量分布。共记录到步甲19个种,分隶于8个属。其中婪步甲属(Harpalus)在数量上占绝对优势。总体来说,本地步甲区系组成相对简单,属与物种数较少。单齿婪步甲(Harpalus simplicidens)、毛婪步甲(H.griseus)和三齿婪步甲(H.tridens)为优势物种。从时间动态上看,步甲数量呈总体上升趋势,9月份最多,10月份下降到最低。步甲数量的季节变动在不同种植模式间不同,并在一定程度上受农田景观及农事活动的影响。农田边界是生物的避难所和聚集地,对步甲有重要的保护作用,农田边界上的步甲密度普遍比相邻农田中高,月份间步甲数量的波动幅度也较小。     

基于景观生态学“源-汇”理论的市域尺度生态功能分区——以内蒙古通辽市为例

市域尺度的生态功能分区对于市域生态资源的有效保护和合理利用起着不可替代的指导作用。现阶段较为被动而静态的功能分区研究忽视了市域生态资源在城镇化发展中的剧烈变化。而景观生态学的"源-汇"概念和相关手段,将区域生态功能空间格局与不断变化的生态过程之间建立了联系,在生态功能分区科学理性的研究实践中运用前景广阔。运用景观生态学"源-汇"理论,以内蒙古通辽市为例,通过对于研究区域中"源"景观的划分,设定不同景观要素的阻力值,构建基于"源"动态特征的最小累计阻力模型,计算得出阻力面。并进一步通过寻找阻力面突变点来确定分区阈值,最终确定通辽市域尺度生态功能的5大分区,最后提出有针对性的分区管控措施与指引。研究将市域生态要素在城市化下的动态演变与生态安全格局进行有机关联并制定科学的分区策略,为市域生态空间的优化及管理提供了理论依据。