【摘 要】
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城市化的快速进程是造成区域生态环境问题的重要原因,以“生态源地-生态阻力面-生态保护与修复优先区域”为核心思想的生态安全格局构建范式是保障城市生态安全、维持生态可持续发展的必要手段。科学、准确的生态源地识别体系为城市生态安全格局构建奠定坚实基础;在此基础上的长时序生态源地空间变化分析能够筛选造成城市生态安全格局变化的因素,为国土空间生态修复提供建议;“点-线-面”的生态安全要素识别与优化对维持与改
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城市化的快速进程是造成区域生态环境问题的重要原因,以“生态源地-生态阻力面-生态保护与修复优先区域”为核心思想的生态安全格局构建范式是保障城市生态安全、维持生态可持续发展的必要手段。科学、准确的生态源地识别体系为城市生态安全格局构建奠定坚实基础;在此基础上的长时序生态源地空间变化分析能够筛选造成城市生态安全格局变化的因素,为国土空间生态修复提供建议;“点-线-面”的生态安全要素识别与优化对维持与改善城市生态安全起到事半功倍的效果。本研究以高度城市化的平原区域人口聚集型大都市——上海市为研究对象,基于四种不同来源的土地利用数据,结合生境威胁因子、植被因子、水资源环境、公园与点源污染分布以及社会因子数据集,通过构建由生态系统服务格局、生态环境安全格局及环境友好格局组成的源地识别体系,选择上海市生态源地识别的最佳数据源与指标权重;在此基础上辅以《上海市生态保护红线》确定上海市现状生态源地,并对上海市现状及近40年生态源地分布规律与其影响因素进行探究;最终基于最小累积阻力模型(MCR)与电路理论构建上海市综合生态阻力面,并识别生态保护与修复优先区域。本研究的主要结果如下:(1)生态源地识别结果受到不同来源土地利用数据(FROM-GLC10、FROM-GLC30、GLC-FCS30与CAS-LUCC30)、构成生态源地识别体系的三个格局(生态系统服务格局、生态环境安全格局与环境友好格局)权重,以及其中生态系统服务格局的四个指标(生物多样性服务功能、生境质量、景观连通性与植被净初级生产力)权重的综合影响。结合上海市重要自然资源分布与上海市生态保护红线,通过控制变量法将不同数据源与格局指标权重排列组合,确定识别上海市生态源地的最佳数据源为FROM-GLC10,生态系统服务格局的四个指标权重1:1:1:0.3,三个格局权重5:2:1。(2)上海市现有(2017年)生态源地202个,总面积为920.96 km2,呈沿中心城区向外辐射递增的规律,南北方向较东西方向分布更为密集。从源地规模来看,上海市微型生态源地(面积小于3 km2)数量占全部的82.67%,仅崇明区与金山区源地规模较大,生态效益较高。上海市城市化水平对生态源地的分布存在重要影响,外环是源地数量与总面积的分水岭,郊环是源地平均面积的重要界线。(3)上海市近40年生态源地面积与数量均呈波动下降趋势,2000年由于源地数量的增加连通性出现小峰值,之后以2010年为重要转折点快速下滑。40年间崇明区生态源地面积均最大,1980年至2010年源地面积占全部的50%以上,但2010年后由于北部湿地区域用地类型的转变,源地总面积及平均面积大幅减少;松江区与青浦区源地数量最多,相加约占全部的一半,2020年小规模源地由于破碎化被剔除,源地数量大幅减少;闵行区源地平均面积在2010年后显著降低,为生态用地(水体)类型转变导致。(4)上海市生态保护优先区域以“面(源地)-线(廊道)-点(优先点)”形式组成生态保护网络。共识别出生态廊道442条,生态保护优先点306个,生态修复优先区域325.47 km2。廊道、夹点与节点为生态保护优先区,集中分布于非中心城区,高阻力廊道与中心城区距离较近,主要位于嘉定区、金山区、奉贤区、闵行区与浦东区,低阻力廊道与中心城区距离较远,环绕上海市北部、西南部及东南部,集中分布于崇明区、浦东区、奉贤区及青浦区,廊道对维持高阻力区域较低累积阻力起到重要作用,且部分长距离廊道具有重要生态保护价值(单位长度阻力极低或极高);生态保护优先点(夹点与节点)位于生态廊道上,中心城区仅长宁区有一个,非中心城区中浦东新区数量最多(87),闵行区数量最少(13)。障碍点主要分布在黄浦江两岸,以中心城区为原点向东南西方向辐射分布,浦东新区面积最大,为96.14 km2;通过粒度反推法计算常用的四个景观指数确定最佳生态景观组分粒度为400 m,得到需要优化的斑块主要分布在嘉定区北部及浦东新区中部。
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