一种流域生态廊道安全格局构建布局方法技术

本发明专利技术公开了一种流域生态廊道安全格局构建布局方法，其包括：S1、基于生态安全格局分区的指标因子、生态源指标因子和景观阻力面指标因子构建流域生态廊道宏观层面上的指标体系；S2、基于河流生态过程、空间结构、服务功能三者之间的关系，将廊道构建与结构指标要素结合，构建流域生态廊道中观层面上的指标体系；S3、基于空间要素分析进行景观格局的识别，并进行生态格局的分区，根据生态区、生态源地、生态廊道的连接以及生态定位构建流域宏观层面的生态安全格局；S4、选取具有恢复潜力的生态廊道主轴进行廊道的构建试点，在流域的水资源约束下，分析各指标与廊道构建策略的平衡关系，确定流域中观层面的结构规划。确定流域中观层面的结构规划。确定流域中观层面的结构规划。

【技术实现步骤摘要】
一种流域生态廊道安全格局构建布局方法


[0001]本专利技术属于生态环境的
，具体涉及一种流域生态廊道安全格局构 建布局方法。

技术介绍

[0002]廊道(Corridor)又称廊带，生态廊道(Ecological Corridor)与“绿色廊道
”ꢀ
表示概念相同，是斑块的一种特殊表现形式，指能连接起来、增加物种种群之 间的交流，降低种群灭绝的风险的通道，城市中的河流、道路、通风带等属于 廊道。廊道在结构上表现出通道与阻隔的二元性，连接景观单元的“通道”作 用与割裂景观格局的“阻隔”作用，这种特性表明廊道在景观格局中具有重要 的作用。美国保护管理协会(Conservation Management Institute，USA)把生态 廊道定义为野生动物利用的植被狭长地带，能够促进两地之间生物的移动。Fabos 将生态廊道定义为具有历史、休闲或文化价值等生态意义的廊道。Tom Turner 则认为，生态廊道应该是一条有利于环境的道路，这条路不一定要为人类服务， 也不一定要两边都有植被，但一定要对环境有积极的影响。国内目前较为完善 的生态廊道的定义是一种具有洪水调控、生物多样性保护、防风固沙、过滤污 染物等生态服务功能的廊道类型，通常由动物、植物等生态要素组成。
[0003]生态廊道概念最早起源于美国，起初被应用在公园绿地系统的规划，从林 荫大道的景观规划层面到强调生态网络功能的生态廊道规划层面。鉴于景观格 局连通性对维护生物多样性的重要意义，许多国家及国际组织已积极开展大规 模、大尺度生态廊道建设工程，如北美绿道网络建设工程、澳洲的Gondwana Link 等，而在我国生态廊道的研究和发展相对滞后，目前正处于蓬勃发展的阶段。
[0004]目前，我国部分流域水资源禀赋条件差，水资源、水环境和水生态等影响 互相交织，产生了流域复合性生态功能失衡与破坏问题，如何协调与平衡水土 资源与经济社会发展之间的关系，是流域生态修复的根本问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种流域生态廊道安全格局构建布局方法，以解 决或改善上述的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种流域生态廊道安全格局构建布局方法，具体包括以下步骤：
[0008]S1、基于生态安全格局分区的指标因子、生态源指标因子和景观阻力面指标因子构建流域生态廊道宏 观层面上的指标体系；
[0009]S2、基于河流生态过程、空间结构、服务功能三者之间的关系，将廊道构建与结构指标要素结合，构 建流域生态廊道中观层面上的指标体系；
[0010]S3、基于空间要素分析进行景观格局的识别，并进行生态格局的分区，根据生态区、生态源地、生态 廊道的连接以及生态定位构建流域宏观层面的生态安全格局；
[0011]S4、选取具有恢复潜力的生态廊道主轴进行廊道的构建试点，在流域的水资源约束下，分析各指标与 廊道构建策略的平衡关系，确定流域中观层面的结构规划。
[0012]进一步地，根据时间稳定性、空间连续性、生态空间格局的一致性与异质性、主导因子和人类活动胁 迫占主导进生态安全格局分区指标因子的筛选，且生态安全格局分区指标因子的指标特征包括：空间异质 性、水陆耦合和因果关联。
[0013]进一步地，生态格局的分区，包括：一级、二级分区以自然环境因子为依据，采用自上而下的分区方 法，利用GIS方法识别具有宏观空间特征的自然单元；
[0014]三级、四级区划以社会人为因子为依据，识别不同区域的人为干扰程度，兼顾洼蓄滞洪区和已有海河 流域水生态功能分区。
[0015]进一步地，指标因子包括：地貌因子、气候因子、人口因子和管理因子。
[0016]进一步地，基于MCR模型构建生态廊道，包括自然因素阻力因子和人为因素阻力因子，模型构建包 括：
[0017]通过计算显示运动过程起始源和目标源之间的最短路径或最小成本路径：
[0018][0019]其中，MCR为最小累积阻力值；f为一正函数；∑为景观单元i与生态源j之间穿越所有单元的距离与 阻力的累积；D
ij
为物种从源到景观单元i的空间距离；R
i
为景观单元i对某种物种运动的阻力系数；
[0020]景观阻力面由多个阻力因子加权叠加共同决定，用于反映生态流的运行阻力的趋势，生态流是生态过 程的载体，其计算公式为：
[0021][0022]其中，R
i
为景观单元i的综合阻力值，C
ij
为景观单元i对应的阻力因子j阻力值，W
ij
为景观单元i对 应的阻力因子j的权重值，n为阻力因子的总数。
[0023]进一步地，景观阻力因子赋值和权重，包括：
[0024]生态服务功能最高的物种生境区的阻力值设为1，物种最难或无法穿过的景观区域设为100，其他景 观类型的赋值介于两者之间；
[0025]采用专家打分法确定景观阻力因子权重，经过多位专家打分，确定土地利用类型、人口密度和地形坡 度3个阻力因子的权重分别为0.8、0.1和0.1。
[0026]进一步地，流域中观尺度廊道空间结构规划指标分析，包括：
[0027]河流生态系统过程包括相互关联的水文过程、地貌过程、物理化学过程和生物过程；
[0028]生态廊道空间结构包括横向、纵向、垂向及时间维度；
[0029]根据河流廊道指标筛选的准则和方法，以及河流廊道服务功能和空间结构之间的关系，基于河流廊道 的4个结构特征层面，选取河流宽度、缓冲带宽度、河流弯曲率、生态水量、生态扩展区、污染负荷量以 及水质状况7个指标，并将河流廊道空间结构的特征归纳为宽度、曲度、连通性和内环境。
[0030]进一步地，廊道构建策略与空间结构的关系，包括：
[0031]根据河流流经区域和人居环境对河道建设的要求，将河流按照流经行政区域不同分为乡村河段与城市 河段；
[0032]将河岸带功能可简化为水域带、岸线带、缓冲带3个部分；
[0033]廊道空间结构的三策略包括：保护、修复和重建。
[0034]进一步地，结构指标要素与廊道构建策略的结合，包括：
[0035]连通性，全面统筹干流上、中、下游和重要支流的关系，在流域综合规划阶段将水系连通性作为流域 开发的前置条件；
[0036]河流宽度和河流廊道的缓冲带；
[0037]河流廊道的曲度，包括河流的弯曲程度，弯曲的河流用于减缓水流速度；
[0038]河流廊道内环境，包括水质状况和污染负荷量。
[0039]进一步地，根据MIKE11中的HD水动力模块模拟计算水深，以河道断面数据勾绘下垫面实际状况， 通过下垫面与水深确定出最终的河流宽度；
[0040]MIKE 11HD的河网水动力模型基于一维非恒定流圣维南方程组：
[0041][0042][0043]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流域生态廊道安全格局构建布局方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、基于生态安全格局分区的指标因子、生态源指标因子和景观阻力面指标因子构建流域生态廊道宏观层面上的指标体系；S2、基于河流生态过程、空间结构、服务功能三者之间的关系，将廊道构建与结构指标要素结合，构建流域生态廊道中观层面上的指标体系；S3、基于空间要素分析进行景观格局的识别，并进行生态格局的分区，根据生态区、生态源地、生态廊道的连接以及生态定位构建流域宏观层面的生态安全格局；S4、选取具有恢复潜力的生态廊道主轴进行廊道的构建试点，在流域的水资源约束下，分析各指标与廊道构建策略的平衡关系，确定流域中观层面的结构规划。2.根据权利要求1所述的流域生态廊道安全格局构建布局方法，其特征在于：根据时间稳定性、空间连续性、生态空间格局的一致性与异质性、主导因子和人类活动胁迫占主导进生态安全格局分区指标因子的筛选，且生态安全格局分区指标因子的指标特征包括：空间异质性、水陆耦合和因果关联。3.根据权利要求1所述的流域生态廊道安全格局构建布局方法，其特征在于，生态格局的分区，包括：一级、二级分区以自然环境因子为依据，采用自上而下的分区方法，利用GIS方法识别具有宏观空间特征的自然单元；三级、四级区划以社会人为因子为依据，识别不同区域的人为干扰程度，兼顾洼蓄滞洪区和已有海河流域水生态功能分区。4.根据权利要求1所述的流域生态廊道安全格局构建布局方法，其特征在于，指标因子包括：地貌因子、气候因子、人口因子和管理因子。5.根据权利要求1所述的流域生态廊道安全格局构建布局方法，其特征在于，基于MCR模型构建生态廊道，包括自然因素阻力因子和人为因素阻力因子，模型构建包括：通过计算显示运动过程起始源和目标源之间的最短路径或最小成本路径：其中，MCR为最小累积阻力值；f为一正函数；∑为景观单元i与生态源j之间穿越所有单元的距离与阻力的累积；D
ij
为物种从源到景观单元i的空间距离；R
i
为景观单元i对某种物种运动的阻力系数；景观阻力面由多个阻力因子加权叠加共同决定，用于反映生态流的运行阻力的趋势，生态流是生态过程的载体，其计算公式为：其中，R
i
为景观单元i的综合阻力值，C
ij
为景观单元i对应的阻力因子j阻力值，W
ij
为景观单元i对应的阻力因子j的权重值，n为阻力因子的总数。6.根据权利要求5所述的流域生态廊道安全格局构建布局方法，其特征在于，景观阻力因子赋值和权重，包括：
生态服务功能最高的物种生境区的阻力值设为1，物种最难或无法穿过的景观区域设为100，其他景观类型的赋值介于两者之间；采用专家打分法确定景观阻力因子权重，经过多位专家打分，确定土地利用类型、人口密度和地形坡度3个阻力因子的权重分别为0.8、0.1和0.1。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸葛亦斯，李国强，聂睿，梁晓旭，杜强，田在锋，吴亦红，翟学正，王月锋，
申请(专利权)人：河北省生态环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：