基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法技术

本发明专利技术涉及一种基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，获取对象城市区域现状绿地斑块的空间分布数据，提取备选城市生态源地，再筛选获得重要城市生态源地；将现状土地利用类型与其他阻力因子结合，构建综合阻力面；基于重要生态源地和综合阻力面，采用最小累积阻力模型模拟潜在生态廊道的最小累积阻力路径及适宜路径空间范围；基于电路理论完成最小累积阻力路径分级，并按照级别确定有效廊道，并提取其适宜路径空间范围；确定补充生态节点；将重要生态源地、有效廊道的适宜路径空间范围及补充生态节点叠加形成城市绿地生态网络。本发明专利技术为相关规划的编制和实施提供依据，可有效提升绿地生态服务效能，维持城市生态平衡、改善城市人居环境。改善城市人居环境。改善城市人居环境。

【技术实现步骤摘要】
基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法


[0001]本专利技术涉及城市生态规划和建设
，具体涉及一种基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法。

技术介绍

[0002]城市绿地是城市生态系统的重要组成部分，是唯一执行“纳污吐新”功能的负反馈子系统，在解决城市生态环境突出问题、改善人居生活环境、满足游憩休闲需求、重塑人地和谐关系等方面发挥着关键性作用。随着我国经济逐渐步入高质量发展阶段，传统以面积规模和空间布局为主的绿地系统规划已经不能满足生态宜居城市建设的需求。构建由“源地+廊道+节点”系统化关联所形成的连续、完整和高效的城市绿地生态网络，对于制约城市空间无序发展、改善城市生态环境、提高人居生活水平以及保护生物多样性具有重要意义。
[0003]城市绿地生态网络主要是指城市及市域绿地、林地、湿地等自然生态保护地，通过生态廊道、绿地、生物踏脚石等具有一定连接度的带状廊道联结而成的网络系统，它是一个多层次、多功能、多尺度、多景观、多效益复合生态系统。构建目的是保护生态环境自然属性、提高生物多样性、提升景观品质，以满足人居环境健康高效及人与自然和谐可持续发展的需求。
[0004]目前我国基于生态安全格局的生态网络构建多针对省级、市级或者流域尺度，通过生态重要性分析或敏感性分析筛选源地，并利用累积阻力模型识别潜在廊道。在源地识别中，较大尺度生态网络构建研究和实践更多面向物种保护，较少考虑城市绿地所承载的以人为本的社会
‑
生态复合功能。在廊道路径提取中，现有方法仍以传统的保护生物学或者景观生态学理论为依据，更多考虑对既有生态空间保护，对于城市生态修复必要性和适宜性缺乏考虑；此外，目前对于除源地外，城市中必要的补充生态保护或者修复节点的识别还缺乏量化方法。因此，亟需一种基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，为城市开发边界内绿地生态网络的规划编制及其落地实施提供科技支撑。

技术实现思路

[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，通过重要源地筛选、综合阻力面构建、廊道最优路径及适宜范围提取、廊道中心度计算和路径优选、补充节点识别等，最终形成由“源地+廊道+节点”形成的可有效维持对象城市生态安全格局的绿地生态网络。
[0006]本专利技术的技术目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1、获取对象城市现状绿地斑块的空间分布数据；
[0009]步骤2、在GIS软件中对获取的对象城市现状绿地斑块进行裁剪、聚合，筛选得到备选生态源地；
[0010]步骤3、构建生态源地筛选指标体系，对备选生态源地进行重要性等级划分，筛选
出重要生态源地；
[0011]步骤4、将对象城市现状土地利用类型与其他阻力因子结合构建阻力因子表，对阻力因子表中的阻力因子进行赋值；基于GIS软件将各阻力因子的栅格图层进行空间叠加获取综合阻力面；
[0012]步骤5、基于重要生态源地和综合阻力面，根据最小累积阻力模型模拟和提取任意两个重要生态源地之间的最小累积阻力路径及适宜路径空间范围；
[0013]步骤6、基于重要生态源地和综合阻力面，根据电路理论模拟每条最小累积路径的电流邻近中心度；在GIS软件中根据每条最小累积阻力路径的中心度值的大小对最小累积阻力路径进行分级，按照级别确定有效廊道，并提取其适宜路径空间范围；
[0014]步骤7、以最小累积阻力路径的所有交点为对象，提取出连接路径数量超过2个的交点，以提取的交点为圆心绘制圆形区域，计算圆形区域中可实施生态保护与修复的空间占比R，
[0015][0016]其中，Area
eco
是生态空间总面积，Area
re
是可更新空间总面积，Area
total
是圆形区域总面积；
[0017]根据预设的R的阈值，筛选出阈值范围内连接路径数量超过2个的最小累积阻力路径的交点，将其作为补充生态节点；
[0018]步骤8、将重要生态源地、有效廊道的适宜路径空间范围及补充生态节点在GIS软件中进行空间叠加，采用对象城市区域行政边界矢量数据将其边界范围内的源地、廊道和节点进行提取，完成目标城市绿地生态网络构建。
[0019]进一步地，在步骤1中，对象城市现状绿地斑块的空间分布包括公园绿地、防护绿地、附属绿地、区域绿地和广场用地。
[0020]进一步地，在步骤1中还包括将对象城市周边范围内的现状绿地斑块纳入对象城市现状绿地斑块进行裁剪、聚合及筛选。
[0021]进一步地，在步骤4中，阻力因子至少包括土地利用类型。
[0022]进一步地，阻力因子还包括距生态源地距离、距骨干道路距离、距骨干河流距离、人口密度、植被质量、高程、坡度中的至少一项。
[0023]进一步地，最小累积阻力模型为MCR，
[0024][0025]其中，i为第i个景观单元，j表示第j个生态源地，m表示景观单元的总数目，n表示生态源地的总数目，D
ij
表示第j个生态源地与第i个景观单元之间的空间距离，R
i
表示第i个景观单元对应的阻力值，f表示最小累积阻力与生态过程的正相关关系。
[0026]进一步地，适宜路径空间范围为两个目标生态源地之间所有与最小累积阻力路径上的像元相比不高于成本加权距离剪切阈值CWD
cut
的像元构成的空间。
[0027]进一步地，CWD
cut
＝W
min
×
R
mean
，其中W
min
为预设廊道最小宽度，R
mean
是综合阻力面中的阻力平均值。
[0028]进一步地，在确定适宜路径空间范围时还包括通过预设CWD
max
筛除路径长度超出设定值的路径，CWD
max
＝L
max
×
R
mean
,其中L
max
为预设廊道最大长度，R
mean
是综合阻力面中的阻力平均值。
[0029]相比与现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0030]1、本专利技术适用于城市开发边界内绿地生态网络的系统构建，最终形成由“源地+廊道+节点”形成的城市生态安全格局，对于制约城市空间无序发展、改善城市生态环境、提高人居生活水平以及保护物种多样性具有重要作用。
[0031]2、将对象城市的周边区域纳入绿地生态网络的系统构建过程中，可充分体现区域内部与外部之间的联系，反映了城市与区域生态之间的耦合关系，提升了网络构建的系统性、整体性和有效性。
[0032]3、在源地选择过程中，统筹考虑城市绿地的社会
‑
生态复合功能，以满足人类生态宜居需求为主，同时考虑对焦点物种栖息生境的保护。
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1、获取对象城市现状绿地斑块的空间分布数据；步骤2、在GIS软件中对获取的对象城市现状绿地斑块进行裁剪、聚合，筛选得到备选生态源地；步骤3、构建生态源地筛选指标体系，对备选生态源地进行重要性等级划分，筛选出重要生态源地；步骤4、将对象城市现状土地利用与其他阻力因子结合构建阻力因子表，对阻力因子表中的阻力因子进行赋值；基于GIS软件将各阻力因子的栅格图层进行空间叠加获取综合阻力面；步骤5、基于重要生态源地和综合阻力面，根据最小累积阻力模型模拟和提取任意两个重要生态源地之间的最小累积阻力路径及适宜路径空间范围；步骤6、基于重要生态源地和综合阻力面，根据电路理论模拟每条最小累积路径的电流邻近中心度；在GIS软件中根据每条最小累积阻力路径的中心度值的大小对最小累积阻力路径进行分级，按照级别确定有效廊道，并提取其适宜路径空间范围；步骤7、以最小累积阻力路径的所有交点为对象，提取出连接路径数量超过2个的交点，以提取的交点为圆心绘制圆形区域，计算圆形区域中可实施生态保护与修复的空间占比R，其中，Area
eco
是生态空间总面积，Area
re
是可更新空间总面积，Area
total
是圆形区域总面积；根据预设的R的阈值，筛选出阈值范围内连接路径数量超过2个的最小累积阻力路径的交点，将其作为补充生态节点；步骤8、将重要生态源地、有效廊道的适宜路径空间范围及补充生态节点在GIS软件中进行空间叠加，采用对象城市区域行政边界矢量数据将其边界范围内的源地、廊道和节点进行提取，完成目标城市绿地生态网络构建。2.根据权利要求1所述的基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，其特征在于，在所述步骤1中，对象城市现状绿地斑块的空间分布包括公园绿地、防护绿地、附属绿地、区域绿地和广场用地。3.根据权利要求2所述的基于生态安全格局的城市绿地生态网络构建方法，其特征在于，在所述步骤1中还包括将对象城市周边范围内的现状绿地斑块纳入对象城市现状绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浪，仲启铖，张桂莲，张瑞，易扬，李晓策，郑谐维，邢璐琪，
申请(专利权)人：上海市园林科学规划研究院，
类型：发明
国别省市：