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20世纪以来,随着生产力的发展,工业化、城镇化水平不断提高,由此带来的高强度土地开发使得人与自然生态环境的矛盾日趋加剧,水土流失、土壤污染、土地荒漠化、草地、森林退化等一系列生态问题逐渐凸显,直接或间接影响着区域生态安全和可持续发展。构建和强化半干旱区生态安全格局,识别重要生态组分,对维护区域生态安全稳定,遏制生态环境退化趋势具有重要意义,也能有效化解生态保护与经济发展的冲突矛盾,保障半干旱区生态安全及可持续发展。本文以西北内陆半干旱区县级行政单位——甘肃省定西市临洮县为研究区域,根据其作为区域性生态安全格局构建与生态文明建设先行示范区的目标要求,在明晰生态系统构成及空间分布的基础上,从斑块类型和景观水平选取12个景观格局指数,系统分析研究区景观格局特征,定量评价研究区生态环境质量、生态系统服务功能、生态敏感性,在此基础上提取生态源地并基于MCR模型识别各生态组分,构建了研究区生态安全格局,以期为半干旱区县域尺度生态安全格局构建提供借鉴。得出较主要的结论如下:(1)临洮县的生态系统类型单一,生态系统十分脆弱,景观特征总体表现为破碎度较大、蔓延度相对稳定和部分区域的聚集度较高,且不同用地类型之间的景观特征差异显著。研究区的生态系统类型以农田和草地为主,占全县面积的几近80%,类型较为单一且受人类活动的影响较大,生态系统十分脆弱。就景观特征而言,研究区各斑块破碎度较大,斑块数量较多,但各斑块既无集中趋势也无分散趋势,处在一个相对平衡的状态。其中,建设用地的斑块十分破碎,数量最多(47974个),斑块密度也最大(高达16.80),而耕地的斑块面积最大(141333.9hm~2),大斑块较多(最大斑块的面积比达25.3716),边缘密度达到了110.1161;蔓延度指数最高的为兰州军马场,为74.5007;景观形状指数最大的为龙门镇,达到了59.775;香浓多样性指数和香浓均匀度指数最高的均是洮阳镇;聚集度指数最高的是兰州军马场,高达94.672。(2)生态环境质量评价结果表明,临洮县各项生态环境指标的空间异质性显著,以生态环境质量评价结果为基础的生态源地主要分布在河谷地带和研究区南部地区。研究区绿度指标高值区分布于兰州军马场、辛店镇的东北部、上营乡的东北部以及南屏镇的南部;湿度指标的高值区分布于沿洮河的河谷地带、马衔山的山谷、南屏镇的南部森林地区;干度指标值低值区分布于南屏镇的南部、洮河河谷以及马衔山兰州军马场;整个研究区的南部乡镇热度值均较低,兰州军马场、辛店镇东北和上营乡东北部也呈现明显低温值。提取生态环境质量评价综合等级为优的区域作为生态源地,其主要分布在沿洮河河谷地带、整个研究区的南部乡镇尤其是南屏镇的南部以及兰州军马场、上营乡和辛店镇的东北部,总面积为543.74 km~2,占全县总面积的19.04%,这些区域是全县生态环境质量最好的地方,植被覆盖率高,土壤条件相对较好。(3)临洮县不同类型的生态系统服务功能具有不同的空间分布格局,以生态系统服务功能评估结果为基础的生态源地约占全县总面积的1/5,集中分布在兰州军马场、衙下集镇和南屏镇。研究区的生物多样性保护功能极重要区域主要分布在临洮县南部;土壤保持极重要区域除聚集分布在南屏山以外,在马衔山以及红旗乡的北部也有明显聚集分布;水源涵养功能极重要区域集中分布于马衔山东北部饮水工程水源地一带,海拔较高,人类活动相对较少,且植被覆盖度较大;固碳释氧高值区主要分布于研究区的南部乡镇。基于生态系统服务功能评估提取的生态源地面积为520.05 km~2,占全县总面积的18.21%,集中分布在兰州军马场、衙下集镇和南屏镇,北部乡镇基本没有生态源地。(4)临洮县生态敏感区的空间分布非常分散,以生态敏感性评价结果为基础的生态源地面积最小,集中分布兰州军马场和南屏镇,空间趋势表现为南部乡镇多于北部乡镇。研究区水土流失不敏感区主要分布在洮河河谷、兰州军马场、南屏镇,高速、国道、省道等道路沿线也出现了不敏感区;地质灾害不敏感区呈现出明显的分散分布,说明整个研究区的地质灾害较为发育。提取生态敏感性综合评价结果为不敏感的区域作为生态源地,其面积为498.54 km~2,占全县总面积的17.46%,集中分布于兰州军马场和南屏镇,太石镇的水源保护区和洮阳镇的洮河湿地公园附近也呈集中分布,其余乡镇均为零散分布。整体上来看,生态源地的分布较为细碎,南部乡镇的生态源地要多于北部乡镇。(5)生态源地的综合评价能真实反映生态系统的总体效益,结果显示生态源地主要分布于临洮县的南部乡镇(南屏山、马衔山、兰州军马场和河谷农业区),城镇源地集中分布在临洮县城、高速、国道沿线以及中铺工业园区。基于生态环境质量评价、生态系统服务功能评估和生态敏感性评价三种评价结果并叠加国家和省级自然保护区信息后得到研究区最终的生态源地识别结果,面积为138.91km~2,占全县总面积的4.87%,主要分布于南屏山林区、马衔山、兰州军马场以及沿洮河的河谷农业区。整体来看,研究区南部乡镇分布了大量的生态源地。此外,考虑土地用途和经济状况,确定研究区城镇源地的面积为58.16 km~2,占全县总面积的2.04%,集中分布在临洮县城、高速、国道沿线以及中铺工业园区。(6)MCR模型模拟结果表明,临洮县的生态安全格局以较高水平为主(约占50%),不同类型的生态安全区应采取不同的措施,生态廊道、辐射通道以及生态战略节点构成生态安全格局不可缺少的组分。基于MCR模型构建临洮县生态安全格局,划分生态安全区。其中,高水平生态安全区的面积为583.78 km~2,占全县总面积的20.45%;较高水平生态安全区的面积为1321.29 km~2,占全县总面积的46.27%;中水平生态安全区的面积为764.14 km~2,占全县总面积的26.76%;低水平生态安全区的面积为186.67 km~2,占全县总面积的6.54%。不同类型的生态安全区应采取不同的措施,共同保障临洮县的生态安全,努力实现天蓝、山绿、水清、土净、景美的新格局。生态廊道、辐射通道以及生态战略节点是生态安全格局不可缺少的组分,本文共识别出56条总长538.86 km的生态廊道、96条总长度达243.23 km的辐射通道以及81个生态战略节点。这些组分结合生态安全格局缓冲区,共同组成生态安全格局,这种生态安全格局对临洮县的生态安全具有潜在决定作用,也可为国土空间总体规划和城市用地合理布局提供科学参考。