城市绿地生境隔离效应评价及优化研究

Chinese urbanization process is accelerating and urbanization rate is increasing. All these make a higher requirement for understanding ecological impacts of urbanization and strengthening regionally environmental quality management. In this study, we take metapopulation and their habitats existing urban green spaces as research objects. Incorporating technologies of “3S” and mathematical modeling and using ecological, geographical, graphical and other interdisciplinary theories and methods, we will develop ecological effect assessment models to quantify the isolation effect of urban land use conversion on vegetation habitats and take urban patch size, morphology, location and ecological services’ losses as parameters. The models can be used to simulate and evaluate spatio-temporal dynamics of isolation effect caused by urban sprawl and to identify critical urban domains that exert serious isolation effects on habitats. All these spatial information will be expressed in a quantitative and visual way and the optimization on them will be discussed.. Our study will afford an insight into ecological effects of urbanization and provide theoretical and methodological support to urban land use planning and optimization, and is also helpful to conserve and manage urban ecological resources and to promote regionally environmental quality.

我国城市化进程不断加快，城市化率日益提高，对理解城市化带来的环境影响和加强区域环境质量管理提出了更高要求。本研究在“3S”与数学建模技术的支持下，采用生态学、地理学、图形学等多学科交叉的理论与方法，以城市绿地生境及依存的动物复合种群为研究对象，建立城市绿地生境隔离效应评价模型与参数采集方法，模拟和评价新增城市用地的规模、形态和位置等因素累积导致的绿地生境系统的功能隔离，对过去和未来城市扩展造成的生境隔离效应的时空动态进行定量化、可视化表达，为隔离效应严重的生态脆弱区寻求优化途径。本研究为科学认识城市土地利用变化的生态效应，合理规划和优化城市土地利用，科学保护和管理城市生态资源，改善区域环境质量提供理论和方法支持。

我国城市化进程不断加快，城市化率日益提高，对理解城市化带来的环境影响和加强区域环境质量管理提出了更高要求。本研究在“3S”与数学建模技术的支持下，采用生态学、地理学、图形学等多学科交叉的理论与方法，以城市绿地生境及依存的动物复合种群为研究对象，建立绿地生境网络系统，构建基于生境质量和空间结构的多尺度绿地网络连接度评价体系，通过动物复合种群对生境系统结构变化的功能响应，评价和模拟历史和未来城市土地利用变化对绿地生境系统结构和功能连接度的影响，并通过综合考虑对生态保护区产生隔离效应的城市用地的规模、形态和位置等因素，构建城市隔离效应指数，研究不同扩展模式的新增城市用地对重要生态区的隔离影响。最后，识别维系绿地生境系统连接度的关键点、敏感区和脆弱区并进行可视化表达，进行城市绿地生境网络综合优化并提出生态风险防范的相关措施。.研究结果表明，1980-2005年，深圳绿地生境面积减少近50%，质量持续下降，NPP总量减少了64.41%，生境破碎化程度增加。绿地生境网络结构和功能连接度持续下降。对维系生境网络连接度和稳定性起关键作用的斑块和功能连接路径不断受到城市土地利用变化的影响。城市扩展对重要生态区(KEAs)的隔离效应不断增强，城市隔离指数(UII)增加了近200倍，隔离影响范围持续扩大，由经济特区向特区外扩展。在生境损失情景中，当移除斑块的面积超过2 km2时，整个生境系统结构和功能连接度急剧下降。随景观基质渗透性的降低，物种迁移运动的阻力增大，生境网络的结构和功能连接度不断降低。当核心生境缓冲宽度为1200 m时，整个生境系统的连接度和可利用性提高最快。.本研究为科学认识城市土地利用变化的生态效应，合理规划和优化城市土地利用，科学保护和管理城市生态资源，改善区域环境质量提供理论和方法支持。