[发明专利]融合景观指数和随机游走模型的生态安全格局识别方法

说明书

本发明公开了融合景观指数和随机游走模型的生态安全格局识别方法，基于InVEST模型评估各项生态系统服务功能，按照自然间断点法重分类分为五级，提取第四、五级的范围作为生态系统服务的高值区，并对这些高值区进行等权叠加，结果即为生态系统服务高值区范围。基于土地利用类型数据，利用GuidosToolbox软件平台进行MSPA分析，从结果中提取核心区景观要素。取生态系统服务高值区与核心区景观要素的交集，此交集即为生态源地备选区。通过趋势分析，选出最适合本研究区的生态源地最小面积阈值。本发明提出一个生态安全格局识别新体系，从而改善现有研究范式和技术体系上的不足。

技术领域

本发明涉及生态安全格局技术领域，尤其涉及融合景观指数和随机游走模型的生态安全格局识别方法。

背景技术

识别生态安全格局主要基于特定层次的生态保护需求，其以景观生态学的“斑块-廊道-基质”研究范式为理论基础，提取出对保障区域自然生态过程和生态系统服务具有关键作用的点、线、面状要素，并以此构建一个区域生态安全格局，目前，识别生态安全格局的方法已日趋成熟，“识别生态源地-构建生态阻力面-提取生态廊道”的研究框架也已经成为识别生态安全格局的基本模式。其中，生态源地是指对区域生态安全有重要意义或具有辐射功能的生境斑块，是识别生态安全格局的基础，一般通过选取自然保护区、风景名胜区等区域，或定量评价生态重要性来识别。生态阻力面作为识别生态安全格局过程中的另一项核心要素，现有研究普遍依据不同土地利用类型赋值，忽略了同一土地利用类型在不同开发建设强度下对景观阻力值的影响，掩盖了人类活动对生态阻力值的影响。近年来，生态阻力面的设置、如何降低生态阻力面设置的主观性，成为了重点探讨的方向。

当前主要以生态系统服务评估、生态流演算以及景观格局指数计算为计量手段，以最小累积阻力模型(Minimal Cumulative Resistance，MCR模型)、图论(Graph Theory)以及电流理论(Circuit Theory)等技术方法，来构建一个由生态源地、生态廊道和生态节点等构成的关键生态安全格局。识别生态安全格局能够合理调控生态过程，维持区域物质流通和能量循环，是保持区域生态系统健康、保障生态安全的重要途径，不仅可以维持健康的居住环境、有效地控制城市扩张，还能为变化环境下的国土生态安全保障和景观可持续利用提供了空间显式的规划蓝图。为此，我们提出融合景观指数和随机游走模型的生态安全格局识别方法。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了融合景观指数和随机游走模型的生态安全格局识别方法，以解决背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：

融合景观指数和随机游走模型的生态安全格局识别方法，包括如下步骤：

A、基于InVEST模型评估各项生态系统服务功能，按照自然间断点法重分类分为五级，提取第四、五级的范围作为生态系统服务的高值区，并对这些高值区进行等权叠加，取并集，获取生态系统服务高值区范围；

B、基于土地利用类型数据，利用形态学空间格局分析模型获取MSPA分析结果中的核心区范围；取生态系统服务高值区与MSPA分析所提取的核心区范围的交集，此交集即为生态源地备选区；通过设定不同的生态源地最小面积阈值，观察各生态源地最小面积阈值与生态源地斑块数量之间的关系，选出最适合研究区的生态源地最小面积阈值；并根据该阈值提取出本研究区的生态源地。

C、在构建生态阻力面时，由于生境质量越高，生物多样性水平越高，物种运动的阻力越小，利用InVEST模型计算生境质量，将生态阻力值定义为生境质量的反比；

D、基于随机游走模型识别出研究区的生态廊道及生态节点的空间分布状况，再通过Fragstats软件平台计算有效粒度尺寸这一景观破碎化指数，利用ArcGIS软件平台对该指数网格化，再结合MESH网格化结果，对随机游走模型所计算的累积电流密度值进行校正，将校正后仍为高电流的地区遴选为关键生态节点。