城市綠地系統連線度模擬與生態風險防範研究

《城市綠地系統連線度模擬與生態風險防範研究》是依託北京師範大學，由於德永擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：城市綠地系統連線度模擬與生態風險防範研究
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：於德永
• 項目類別：面上項目

項目摘要

我國城市化進程不斷加快，城市化率日益提高，對理解城市化帶來的環境影響和加強區域環境質量管理提出了更高要求。本研究在3S 與數學建模技術的支持下，採用地理學、生態學、圖形學等多學科交叉的理論與方法，以城市綠地系統及依存的動物集合種群為研究對象，基於圖論建立綠地網路系統，開發綠地系統結構與質量變化檢測模型和動物集合種群對其變化的功能回響模型，模擬和評價城市擴展造成的綠地累積減少、結構破碎化和質量降低對生物體功能的影響，將二者結構與功能上的關鍵點、敏感區與脆弱區以定量、可視化的方式表達出來，並探索最佳化的途徑，為深入理解城市土地利用變化的環境效應，合理規劃和最佳化城市土地利用，防範生態風險提高區域公共安全水平，提供理論與方法支持。

結題摘要

我國城市化進程不斷加快，對理解城市化帶來的環境影響和加強區域環境質量管理提出了更高要求。本研究以城市綠地系統及依存的動物集合種群為研究對象，基於圖論建立綠地網路系統，開發綠地系統結構與質量變化檢測模型和動物集合種群對其變化的功能回響模型，模擬和評價城市擴展造成的綠地累積減少、結構破碎化和質量降低對生物體功能的影響，將二者結構與功能上的關鍵點、敏感區與脆弱區以定量、可視化的方式表達出來，並探索最佳化的途徑，為深入理解城市土地利用變化的環境效應，合理規劃和最佳化城市土地利用，防範生態風險提高區域公共安全水平，提供理論與方法支持。 結果表明，1980-2005年，深圳綠地生境面積減少近50%，生境破碎化程度增加；城市景觀基質的滲透性不斷降低，物種遷移運動的阻力增加，綠地生境網路結構和功能連線度持續下降，物種擴散和生態流傳播等過程受到阻礙。在組分水平上，綠地生境網路最大組分的NPP總量、連線路徑數量和組分連線度隨時間不斷下降。在斑塊水平上，對維繫生境網路連線度和穩定性起關鍵作用的斑塊和功能連線路徑不斷受到城市土地利用變化的影響，生境網路抵抗外界環境不利變化的能力逐漸下降。 通過模擬未來城市發展過程中生境損失、景觀基質阻力增加以及生境擴展三種情景，研究了未來城市土地利用連續變化對綠地生境系統連線度的影響，識別和診斷網路連線度的突變點和各情景變化的關鍵閾值。在生境損失情景中，當較小面積的斑塊消失時，網路連線度的變化較小，當移除斑塊的面積超過2 km2時，整個生境系統結構和功能連線度急劇下降，當移除斑塊面積超過約100 km2，生境斑塊基本處於隔離狀態。隨景觀基質滲透性的降低，物種遷移運動的阻力增大，生境網路的結構和功能連線度不斷降低。對於擴散能力較小的物種，綠地生境功能連線度發生突變明顯早於擴散能力較強的物種，表明其抵抗外界環境變化的能力相對較弱。當核心生境的緩衝寬度增加時，生境面積不斷擴大，有的連線成片，生境網路的結構和功能連線度不斷提高。當緩衝寬度為1200 m時，整個生境系統的連線度和可利用性提高最快。 基於城市土地利用變化對生境系統連線度的影響評價和對重要生態區的隔離效應評價，綜合考慮對維持物種遷移運動過程和人類生存環境質量具有重要影響的區域以及自然景觀與人為景觀相衝突的高風險區域，本研究對城市綠地生境網路進行了綜合最佳化。