生态环境学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (12): 1853-1865.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2025.12.003
收稿日期:2025-04-16
出版日期:2025-12-18
发布日期:2025-12-10
通讯作者:
*E-mail:yangfancsu@163.coms
作者简介:黄佳源(2000年生),女,硕士研究生,研究方向为区域生态安全、生态修复治理。E-mail: 231312033@csu.edu
基金资助:
HUANG Jiayuan1(
), YANG Fan1,*(
), ZOU Bin2, XIAO Yadan3
Received:2025-04-16
Online:2025-12-18
Published:2025-12-10
摘要: 以生态系统服务供需状态和生态安全网络结构双维视角构建生态安全格局对于区域生态安全、生态文明建设具有重要意义。现有生态安全格局构建方法多侧重自然本底解析,难以协调服务供给能力和社会需求压力的空间匹配与网络结构的空间协同,加剧了供需错配与网络结构破碎化,制约了国土空间治理精准施策。以湖南省为例,提出“状态-结构”双维评估框架,运用InVEST模型、Z-score四象限模型、综合生态系统服务供需比(CESDR)、景观形态学分析(MSPA)和电路理论等方法,从功能状态和空间结构角度构建生态安全格局;最后运用叠加分析和交叉分类方法,构建服务于生态分区与精准修复的空间决策体系。结果表明:1)全省综合生态系统服务供需呈“四周高-中部低”的空间格局,高供-高需区占47.51%,低供-高需区占0.71%;2)识别生态源地38处,总面积3.21×104 km2,跨区廊道43条,总长4.25×103 km,划定重要生态节点7处与障碍点53处;3)结果划分出核心源地区3.27×104 km2,生态保护区1.53×105 km2,弹性调控区1.45×105 km2,修复提升区1.55×103 km2和城镇发展区1.98×104 km2。该研究完善了生态安全格局构建的视角和技术方法,可为多地形区生态分区修复和国土空间治理提供借鉴和参考。
中图分类号:
黄佳源, 杨帆, 邹滨, 肖雅丹. 基于“状态-结构”双维评估的湖南省生态安全格局构建与分区识别修复[J]. 生态环境学报, 2025, 34(12): 1853-1865.
HUANG Jiayuan, YANG Fan, ZOU Bin, XIAO Yadan. Identification and Restoration of Land Use Zones Based on the “State-Structure” Assessment of Ecological Security Patterns: The Case of Hunan Province[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2025, 34(12): 1853-1865.
| 数据类型 | 数据来源 | 空间分辨率 |
|---|---|---|
| DEM数据 | 地理空间数据云 | 30 m |
| 土地利用数据 | 资源环境科学与数据中心 | 1 km |
| 土壤数据 | 世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集(V1.1) | 1 km |
| 降雨量数据 | 中国气象数据网 | 1 km |
| 蒸散数据 | | 500 m |
| NDVI数据 | MODIS 数据产品 | 500 m |
| 人口数据 | WorldPop 官方网站 | 1 km |
| 社会经济数据 | 国家统计局、湖南省统计局、水资源公报 | - |
表1 数据来源
Table 1 Data sources
| 数据类型 | 数据来源 | 空间分辨率 |
|---|---|---|
| DEM数据 | 地理空间数据云 | 30 m |
| 土地利用数据 | 资源环境科学与数据中心 | 1 km |
| 土壤数据 | 世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集(V1.1) | 1 km |
| 降雨量数据 | 中国气象数据网 | 1 km |
| 蒸散数据 | | 500 m |
| NDVI数据 | MODIS 数据产品 | 500 m |
| 人口数据 | WorldPop 官方网站 | 1 km |
| 社会经济数据 | 国家统计局、湖南省统计局、水资源公报 | - |
| 阻力因子 | 阻力值 | 权重 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 5 | 7 | 9 | ||
| 高程/m | 15-200 | 200-400 | 400-700 | 700-1.1×103 | 1.1×103-2×103 | 0.114 |
| 坡度/° | 0-1.70 | 1.70-4.30 | 4.30-7.50 | 7.50-11.50 | 11.50-27.50 | 0.073 |
| 土地利用类型 | 林地 | 草地 | 耕地 | 水域 | 建设用地、未利用 | 0.258 |
| 植被覆盖度NDVI/km2 | 0.80-1.00 | 0.70-0.80 | 0.55-0.70 | 0.30-0.55 | 0-0.30 | 0.111 |
| 距水域距离/km2 | 0-0.10 | 0.10-0.30 | 0.30-0.50 | 0.50-0.70 | 0.70-1.20 | 0.122 |
| 距高速/铁路距离/km2 | 550-1600 | 200-550 | 80-200 | 20-80 | 0-20 | 0.105 |
| 人口密度/(person·km−2) | 0-18.66 | 18.66-80.85 | 80.85-223.90 | 223.90-565.95 | 565.95-1.59×103 | 0.217 |
表2 阻力因子分级赋值及权重
Table 2 Resistance factor grading assignments and weights
| 阻力因子 | 阻力值 | 权重 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 5 | 7 | 9 | ||
| 高程/m | 15-200 | 200-400 | 400-700 | 700-1.1×103 | 1.1×103-2×103 | 0.114 |
| 坡度/° | 0-1.70 | 1.70-4.30 | 4.30-7.50 | 7.50-11.50 | 11.50-27.50 | 0.073 |
| 土地利用类型 | 林地 | 草地 | 耕地 | 水域 | 建设用地、未利用 | 0.258 |
| 植被覆盖度NDVI/km2 | 0.80-1.00 | 0.70-0.80 | 0.55-0.70 | 0.30-0.55 | 0-0.30 | 0.111 |
| 距水域距离/km2 | 0-0.10 | 0.10-0.30 | 0.30-0.50 | 0.50-0.70 | 0.70-1.20 | 0.122 |
| 距高速/铁路距离/km2 | 550-1600 | 200-550 | 80-200 | 20-80 | 0-20 | 0.105 |
| 人口密度/(person·km−2) | 0-18.66 | 18.66-80.85 | 80.85-223.90 | 223.90-565.95 | 565.95-1.59×103 | 0.217 |
| 状 态 | 结构 | ||
|---|---|---|---|
| 高连通性 | 中连通性 | 低连通性 | |
| 高稳定性 | 核心源地区 | 生态保护区 | 弹性调控区 |
| 中稳定性 | 生态保护区 | 弹性调控区 | 城镇发展区 |
| 低稳定性 | 弹性调控区 | 城镇发展区 | 修复提升区 |
表3 生态分区识别“状态-结构”交叉关联矩阵
Table 3 “State-structure”cross-correlation matrix for ecological zone identification
| 状 态 | 结构 | ||
|---|---|---|---|
| 高连通性 | 中连通性 | 低连通性 | |
| 高稳定性 | 核心源地区 | 生态保护区 | 弹性调控区 |
| 中稳定性 | 生态保护区 | 弹性调控区 | 城镇发展区 |
| 低稳定性 | 弹性调控区 | 城镇发展区 | 修复提升区 |
图13 湖南省生态保护红线与生态安全格局叠加示意图
Figure 13 Schematic diagram of the overlap between Hunan Province's ecological protection red line and ecological security pattern
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