川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化.pdf
《川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化刘斯媛1,罗勇1*,于慧2,王晓3,李梓涵1,董维41.成都理工大学2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所3.中国建筑西南勘察设计研究院有限公司4.四川省国土科学技术研究院摘要以生物多样性保护为出发点,聚焦生态环境脆弱、地灾频发的川西北地区,实现阿坝藏族羌族自治州(简称阿坝州)生态安全网络构建及优化。选取高程、坡度、土地覆被、植被覆盖度、地质灾害易发性、距水系距离、距建设用地距离为阻力面因子,加权叠加构建综合阻力面,基于电路理论、利用 Linkage Mapper 工具,构建阿坝州生态廊道,识别生态节点,进而优化阿坝州生态安全格局。结果表明:识别
2、18 处生态源地,面积为 28 553.83 km2,呈现南部和北部集中分布、东西部零星式分布格局;构建生态廊道 39 条,识别生态节点 61 个,其中夹点 35 个,障碍点 26 个,呈现中西部区域廊道长、东部廊道短的空间格局;规划核心生态源地 8 处、中枢生态源地 4 处、一般生态源地 6 处,一级生态廊道 9 条、二级生态廊道 22 条、三级生态廊道 8 条,一级生态节点 17 个、二级生态节点 44 个,实现生态源地和生态廊道科学分级;提出“两区、两带、三廊”的格局优化体系,发展高质量旅游业、改善物种迁徙通道、连通河流廊道等措施可有效维护川西北黄河源区的生态安全格局。关键词生态安全格局
3、;电路理论;最小累积阻力模型;生态廊道;阿坝州中图分类号:F205 文章编号:1674-991X(2023)04-1315-10doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20220792Construction and optimization of ecological security pattern in the source regionsof the Yangtze River and the Yellow River in northwestern SichuanLIU Siyuan1,LUO Yong1*,YU Hui2,WANG Xiao3,LI Zihan1
4、,DONG Wei41.Chengdu University of Technology2.Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Science3.China Southwest Geotechnical Investigation&Design Institute Co.,Ltd.4.Sichuan Institute of Land Science and TechnologyAbstractTaking biodiversity protection as the starting point,t
5、he northwestern Sichuan region with fragileecological environment and frequent earthquakes was focused on,to realize the construction and optimization of theecological safety network in Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture(Aba Prefecture in short).Elevation,slope,land cover,vegetation coverag
6、e,susceptibility to geological disasters,distance from water system,anddistance from construction land were selected as resistance surface factors,and weighted superposition was used toconstruct a comprehensive resistance surface.Based on circuit theory and using Linkage Mapper tool,the ecologicalco
7、rridors of Aba Prefecture were built,ecological nodes were identified,and then the ecological security pattern ofAba Prefecture was optimized.The results showed that 18 ecological sources were identified,with an area of 28 553.83km2,showing the characteristics of concentrated distribution in the sou
8、th and north,and sporadic distribution patternin the east and west.39 ecological corridors were constructed,and 61 ecological nodes were identified.There were35 pinch points and 26 obstacle points,showing a spatial pattern of long corridors in the central and western regionsand short corridors in th
9、e east.8 core ecological sources,4 central ecological sources,and 6 general ecologicalsources were planned,with 9 first-level ecological corridors,22 second-level ecological corridors,and 8 third-level 收稿日期:2022-08-09基金项目:四川省科技计划重点研发项目(2022YFS0494,2019YFS0467);国家自然科学基金项目(41971273)作者简介:刘斯媛(1998),女,硕士
10、研究生,研究方向为资源环境承载力及国土空间适宜性评价、生态修复,*责任作者:罗勇(1981),男,副教授,研究方向为资源环境承载力与生态系统服务功能优化调控、生态修复, Vol.13,No.4环境工程技术学报第 13 卷,第 4 期Jul.,2023Journal of Environmental Engineering Technology2023 年 7 月刘斯媛,罗勇,于慧,等.川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化 J.环境工程技术学报,2023,13(4):1315-1324.LIU S Y,LUO Y,YU H,et al.Construction and optimizatio
11、n of ecological security pattern in the source regions of the Yangtze River and the Yellow Riverin northwestern SichuanJ.Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(4):1315-1324.ecological corridors,and with 17 first-level ecological nodes and 44 second-level ecological nodes.The ecologi
12、calsources and ecological corridors were scientifically graded,and the pattern optimization system of two districts,two belts,and three corridors was proposed.Some suggestions were also provided,including developing high-quality tourism,improving species migration channels,and connecting river corri
13、dors,so as to effectively maintainthe ecological security pattern of the source regions of the Yellow River in northwest Sichuan.Key wordsecological security pattern;circuit theory;minimum cumulative resistance model;ecological corridors;Aba Prefecture 生态文明建设不仅是发展理念的创新,更是一项十分紧迫的现实任务。在新形势下深入贯彻习近平生态文明
14、思想,科学推动生态修复工作已成为实现人与自然和谐共生的必要路径之一,对实现可持续发展目标、建设美丽中国、构筑生态文明新格局具有重要的现实意义1。生态安全格局是国家生态安全的基础和载体。20 世纪以来,随着社会经济飞速发展和人口增加,自然资源短缺加剧,导致自然格局破坏、生态系统过程受阻、生态系统功能受损以及自然生态系统服务能力严重下降或丧失等一系列生态环境问题,是全球面临且需要解决的生态安全问题,亟须有效推进生态文明建设和生态安全格局构建与优化。生态廊道是构建区域山水林田湖草沙完整生态系统的重要组成部分,是在生态环境中呈线性或带状布局、沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态单元的生态系统空间类型
15、,能够满足物种的扩散、迁移和交换。通过识别源地,构建生态廊道、生态节点,科学合理构建生态安全格局,避免生境栖息地孤岛化,可有效促进动植物迁徙和生物多样性恢复。绿色廊道的思想最初用于公园绿地的规划2,发源于 19 世纪末的美国,随着理论和实践的深入发展,逐渐从以景观功能为中心的林荫大道向聚焦区域生态系统功能的生态廊道转变,以建立区域、国家和洲际尺度的生态廊道3。国内的廊道相关研究可追溯到 20 世纪末,以构建市县域生态廊道为研究重点,现阶段“源地-阻力面-廊道-节点”的方法已经成为构建生态网络、构筑生态安全格局的基本研究范式4。生态网络涉及到不同内容,如 Ward 等5通过对河流廊道进行空间格局
16、分析,建立了河流廊道的生态安全格局;李国煜6基于福州市的景观安全格局研究其生态用地的保护布局优化;谢莹7基于 CLUE-S 模型和景观安全格局研究了重庆市渝北区土地利用情景模拟和优化配置;李芹8基于MCR 模型对赣南稀土矿区生态安全格局研究。研究方法上,识别生态廊道的方法包括重力模型、水文分析、最小累积阻力(MCR)模型、电路理论等9。国内学者通常运用 MCR 模型结合图论对斑块间的生态廊道进行辨识,并借助重力模型和网络连接度评价指标定量分析斑块间的作用强度和廊道网络连接度10-11,该方法常被用于大空间范围或城市绿地生态廊道的构建12-13。长江黄河源区的水源涵养、生物多样性维护、气候调节等
17、功能不可替代,是青藏高原生态屏障和“中华水塔”的重要组成部分14,是全球生物多样性最丰富的 34 个热点地区之一,在全国生态安全格局中地位极其重要,肩负着维护国家生态安全的重任。四川省阿坝藏族羌族自治州(简称阿坝州)是长江黄河上游生态安全屏障的重要节点14,起着涵养大江大河水源和调节气候的作用15,横跨全国重要生态系统“三区四带”2 个重点区域:是黄河长江上游重要水源涵养地、补给地和国家重要湿地生态功能区,全球最大的高寒泥炭沼泽湿地之一14,是岷江主流及支流源头地带,是国家乃至世界生物多样性保护重要区域,在国家生态安全、西部地区可持续发展中具有重要的战略地位。生态安全在西部开发战略中具有极端重
18、要性16。生态修复是推进生态文明建设的重要实施路径。受传统粗放型经济增长方式影响,阿坝州仍存在生态环境脆弱、栖息地破碎、生态系统服务功能低下等问题,生物多样性保护面临挑战,开展该区域生态网络构建和生态安全屏障保护修复迫在眉睫。笔者聚焦生态环境脆弱、地灾频发的川西北,以生物多样性保护为出发点,结合 MCR 模型、电路理论、图论,规划阿坝州生态廊道,实现区域生态安全网络构建及优化,针对性地提出保护修复重点和途径。1研究区概况阿坝州位于四川省西北部(10031E10427 E,3035N3419N),北接青海、甘肃省,东与绵阳、德阳、成都市相连,南部与雅安市接壤,西部与甘孜藏族自治州为邻(图 1),
19、总面积 84 242 km2,约占四川省总面积的 17%。该地位于青藏高原的东北东南缘,属于横断山脉的一部分,整体处于青藏高原与 1316 环境工程技术学报第 13 卷成都平原之间17,是我国一、二级台阶的过渡地带。阿坝州地貌以高原和山地为主体,高原区约占全州总面积的 58%,山地面积约占 42%,区内整体地势由松潘县至红原南侧分水岭向北逐渐降低。阿坝州是长江和黄河上游最重要的水源地之一,是黄河在四川省唯一的流经地,长江上游的重要支流之一岷江也发源于此18。图 1 研究区行政区划及高程Fig.1 Administrative division and elevation of the stud
20、y area 2研究方法 2.1数据来源与处理DEM、Landsat8 数据来源于地理空间数据云平台(https:/ 2000 国家大地坐标系。植被覆盖度由 NDVI 计算得到。在 ArcGIS 软件的核密度工具中输入地灾点数据计算得到地质灾害易发性。生物多样性维护功能重要性在生态系统、物种和遗传资源 3 个层次进行评价。在生态系统层次,将需要优先保护的森林、灌丛、草地、湿地、荒漠、内陆湿地生态系统评定为生物多样性维护极重要区,其他需保护的生态系统评定为生物多样性维护重要区。在物种层次,以具有重要保护价值的物种为保护目标,将国家重点保护野生动植物和列入世界自然保护联盟(IUCN)红色名录中的极
21、危、濒危物种的集中分布区,极小种群野生动植物的主要分布区评定为生物多样性维护极重要区,将省级重点保护物种等其他具有重要保护价值物种的集中分布区评定为生物多样性维护重要区。在遗传资源层次,将重要的野生农作物、水产、畜牧种质资源的主要天然分布区评定为生物多样性维护极重要区19。2.2源地识别构建生态安全格局在改善生态环境问题、维护区域生态安全中起着重要作用;关键生态源地是构成生态安全格局的基础,其识别意义在于提取对维护区域生态安全具有关键作用的生态用地,是区域生态安全格局的关键地段精准识别的基础,也是后续廊道与节点识别的前提20。目前,关于生态源地识别的方法大致分为 2 种:1)以面积较大的林地、
22、水域等地段21-22或一些自然风景名胜区等区域23作为生态源地;2)通过构建生物多样性、生态敏感性24以及生态系统服务重要性25-26等多维度的指标体系综合评估斑块重要性以识别源地。阿坝州属于高原地区,区内自然保护区众多,对维护生态安全和生物系统服务价值有重要作用。本文采用直接识别与间接识别相结合的方法,将自然保护地叠加生物多样性维护重要性栅格,进行阈值调整,最终选取全域面积大于 30 km2的斑块作为生态源地。2.3阻力面构建构建生态阻力面的关键是确定生态阻力值,在物种的信息流传递和空间迁徙的过程中,地形、人类活动以及土地覆被是主要影响因素27。阿坝州属于川西北山地向高原过渡地带,是我国构造
23、运动上升最强烈的区域之一。其特殊的地质构造决定了复杂的自然特征,从而造就了多样的地质灾害。同时,研究区植物资源丰富。参考已有研究4,9构建生态源地扩张阻力因子体系,设置阻力值,各评价因子阻力评价结果如图 2 所示,采用层次分析法(AHP)确定权重(表 1),加权叠加计算扩张耗费的阻力,研究区全域综合累计阻力值如图 3 所示。2.4生态廊道及节点识别 2.4.1生态廊道提取最小成分路径(LCP)用于计算各源地间物种迁徙经过阻力值不同的区域需要克服的累积阻力值。将生态源地与评价的阻力面导入 Linkage Mapper 工具,创建最小成本通道的映射。计算物种迁徙流动的最小成本路径,生成最小成本距离
24、(LCD)通道,即生态廊道28。第 4 期刘斯媛等:川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化 1317 2.4.2生态节点识别夹点又称瓶颈点,是生态廊道中电流密度较高的区域,反映物种在栖息地间交流时通过该区域的具有较高可能性或者没有其他替代路径。本研究基于电路理论进行连接性建模以识别生态节点。Linkage Mapper 工具箱中的 Pinchpoint Mapper 工具可在已创建廊道的基础上,通过调用 Circuitscape 程序,将电路理论和运动生态学通过电荷的随机游走特性结合在一起29,生成可用来识别廊道中的夹点地区的累计电流密度图30。文章采用“all-to-one”即多对一模式进
25、行运算,提取高值为夹点。障碍点是指生物在生境斑块间运动受到阻碍的区域,移除这些区域可增加生态重要空间连通的可能性。Linkage Mapper 工具箱中的 Barrier Mapper工具在已生成生态廊道基础上,搜索影响生态廊道连通质量的障碍物。其算法原理是移动窗口搜索法,将用源地间最小耗费距离值替换搜索窗口中心像元数值,输出单位最小费用距离改善值,该值即表示移除障碍点后连通性的改善状况31-33。源地间连通性可在修复高值区域即障碍点后得到改善。3结果与分析 3.1生态安全格局共识别出 18 处生态源地,面积为 28 553.83km2,占研究区总面积的 33.90%,其中,最大的源地面积为
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 西北 长江 河源 生态 安全 格局 构建 优化
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。