【摘 要】
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生态安全格局优化是实施国土空间修复、维持区域可持续发展的重要途径。作为构成“山水林田湖草沙冰”生命共同体的重要组成单元,干旱内陆河流域承担着维持区域水源涵养、土壤保持和生物多样性等一系列重要生态功能的职能。疏勒河流域是典型的干旱内陆河流域,多年来,由于高强度、不合理的人类开发利用活动,使得疏勒河流域出现了土地沙化、湿地萎缩、生物多样性受损等一系列生态问题。科学评估研究区内典型生态系统服务时空格局,
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生态安全格局优化是实施国土空间修复、维持区域可持续发展的重要途径。作为构成“山水林田湖草沙冰”生命共同体的重要组成单元,干旱内陆河流域承担着维持区域水源涵养、土壤保持和生物多样性等一系列重要生态功能的职能。疏勒河流域是典型的干旱内陆河流域,多年来,由于高强度、不合理的人类开发利用活动,使得疏勒河流域出现了土地沙化、湿地萎缩、生物多样性受损等一系列生态问题。科学评估研究区内典型生态系统服务时空格局,对识别区域内生态安全现状、进而构建区域生态安全格局发展模式具有重要意义。本文以疏勒河流域为研究区,采用土地利用、气象、植被生物量(NPP、NDVI)等数据以及社会经济统计数据,利用GIS平台以及多种生态评估模型,计算了研究区2010和2020年两期的食物供给、水源涵养、固碳释氧、生境质量、土壤保持以及文化休闲6种典型生态系统服务物质量,明晰了各生态系统服务指标量的时空格局。在2020年生态系统服务现状基础上,引入有序加权平均(Ordered Weighted Averaging,OWA)模型结合GIS空间分析,识别出生态系统服务优先保护区作为生态源地,采用最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance,MCR)提取研究区生态廊道和生态节点,进而识别生态安全格局。最后,基于蚁群算法模型识别研究区内廊道的最优路径,结合核密度分析方法,识别生态廊道空间范围、潜在廊道和关键恢复点,构建疏勒河流域生态安全格局优化模式,为干旱内陆河流域开发建设和生态保护提供参考。结果表明:(1)疏勒河流域生态系统服务时空差异显著。2020年较2010年生态系统服务平均物质量增加的类型为食物供给服务、生境质量服务和文化休闲服务;生态系统服务平均物质量降低的类型为水源涵养服务、土壤保持服务和固碳释氧服务。在典型生态系统服务类型空间分布上,疏勒河流域主要生态系统服务指标值呈现整体分散、小区域集中的特点,具体表现为在研究区的南部祁连山区天然林草地和冰川区域最高,中部人工灌溉农业绿洲区域次之,北部荒漠区最低的空间分布格局。(2)依据OWA-GIS生态源地选取、最小累积阻力模型廊道构建、生态节点提取结果,识别生态安全格局。按照“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的基本范式,以疏勒河流域2020年6种典型生态系统服务指标为基础,结合OWA-GIS模型,识别优先保护区,运用面积阈值法识别出研究区生态源地斑块76个,总面积为2.29×10~4 km~2,占研究区总面积的23.1%。利用MCR模型提取疏勒河流域生态廊道,总计54条,总长度为3161.87 km。生成生态节点36个,其中重要节点9个,一般节点27个。疏勒河流域生态安全格局总体表现为网络完整但仍有优化余地,局部问题突出。(3)依据“斑块—廊道—基质”理论,确定由生态源地、具有一定宽度的关键廊道、关键恢复点共同构成的疏勒河流域“两廊—两带—三区”生态安全格局优化模式。根据蚁群算法结合核密度分析,共提取关键生态廊道总面积4.21×10~4 km~2,关键恢复点4个。最终,本文确定了“两廊—两带—三区”的疏勒河流域生态安全格局优化模式。两廊:疏勒河生态走廊、党河生态走廊;两带:中部河流冲积扇平原生态防护带、北部荒漠防护带;三区:马鬃山生态恢复区、绿洲生态产业发展区和祁连山冰川与水源涵养生态功能区。以期为提升干旱内陆河流域的典型生态系统服务水平,同时对于“山水林田湖草沙冰共同体”的综合治理和流域生态修复提供科学参考。
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