基于生态位CA的区域关键性生态空间辨识与预警研究——以鄱阳湖地区为例

During the process of territory space development, how to scientifically identify key ecological space in the region, and its early warning management are particularly important. This study aims in the Poyang Lake Region, which is one of the important Ecological Functional Conservation District in China. Based on the eco-niche theory and GIS, eco-niche suitability of key eco-space is to be evaluated from the biodiversity conservation, water security, water and soil conservation and disaster evasion. Based on this, a cellar automata model for key eco-space identification is constructed to identify the key eco-space in the study area. Combined with niche fitness of agriculture and city development, cellar automata model for early warning the key eco-space is constructed. We will model the pattern of agriculture and city development under the different policy situations. Then we can early warn the conflicting space between the key eco-space and the pattern of agriculture and city development. Regulation effects of eco-space are to be evaluated from the landscape structure, protective property of key eco-space, and benefit of eco-niche. At last, some measures of eliminating-warning are put forward. This project can provide new ideas and technology for the pattern optimization of territory space development space, and rich the management strategy of regional ecological security.

在国土空间开发过程中，如何科学辨识区域关键性生态空间，并对其进行预警管理研究，至关重要。本项目以人地矛盾突出，我国重要的生态功能保护区--鄱阳湖地区为例，首先基于生态位理论和GIS 技术，分析生物多样性保护、水资源安全和水土流失防护等空间的需求生态位，进行关键性生态空间的生态位适宜度分析，构建辨识CA 模型，识别鄱阳湖地区关键性生态空间结构。 其次在辨识模型基础上，结合城镇发展和农业的生态位适宜度，构建预警CA模型，从空间上模拟不同策略情景下鄱阳湖地区城镇化格局和农业发展格局，提前预警城镇发展和农地开发与关键性生态空间冲突发生的空间位置。 最后从保护度、景观结构、生态位效益度等方面评估不同策略情景下的关键性生态空间保护效果，并提出合理的排警策略，以维护区域生态安全，优化国土空间开发格局。 因此，本项目可为国土空间开发的格局优化提供新的思路和技术方法，丰富区域生态安全的空间管理策略。

本研究以人地矛盾突出，我国重要的生态功能保护区—鄱阳湖生态经济区为例，首先基于GIS技术构建了区域关键性生态空间识别方法，辨识了区域关键性生态空间；在此基础上构建了预警CA模型，提前预警城镇发展和农地开发与关键性生态空间冲突发生的空间位置，提出了相应的排警策略，为区域土地利用管理和规划提供了科学依据，对实现区域土地利用生态安全具有重要意义。主要完成的成果如下：.（1）基于GIS技术，从水安全，生物多样性保护，灾害保护，自然游憩安全，人为干扰等综合指标，提出了区域空间的生态重要性评价方法。.（2）基于RS和GIS技术，通过生态系统服务功能重要性评价和生态系统敏感性评价方法，从水源涵养、土壤保持、洪水调蓄和生物多样性等方面，构建了以栅格为单元的区域关键性生态空间识别方法，辨识了鄱阳湖生态经济区关键性生态空间。.（3）基于PSR模型，根据土地利用的可持续性特征，从压力-状态-响应三个方面选取14个指标，构建了土地利用可持续性评价指标体系和综合评价模型，对鄱阳湖生态经济区的31个县（市）进行了评价。.（4）运用ＤＥＡ方法、GIS技术，以县域为评价单位，建立耕地利用效率评价指标体系，对鄱阳湖生态经济区1999-2010耕地利用效率进行了测度，并采用Tobit回归模型揭示了耕地利用效率变化的影响因素。.（5）用景观生态学方法，揭示了鄱阳湖生态经济区湿地景观格局的动态变化特征。.（6）以县域为基本研究单元，运用ESDA方法分析鄱阳湖生态经济区生态用地的数量变化空间关联与异质性，并运用空间自回归模型探究生态用地变化的驱动机制。.（7）基于GeoSOS软件平台和Logistic-CA模型，建立了鄱阳湖生态经济区关键性生态空间的预警模型，并提出了相应的排警策略。.（8）系统地总结了区域土地利用生态管控的理论基础、基本原理和主要方法，为区域土地利用生态管控方案的科学制定提供技术支持与案例参考，促进区域人类社会经济和生态环境的协调发展。