基于韧性优化的典型生态恢复区生态安全格局构建——以宁夏盐池县为例

针对生态脆弱区恢复过程中功能增益与风险控制不匹配、网络连通性下降等科学问题，中国科学院团队以宁夏盐池县为案例，创新性提出"功能识别-过程模拟-韧性调控"三级框架，集成MSPA（多尺度斑块分析）、动态阻力面模型和电路理论，构建"源-廊道"双维韧性评估体系。研究发现2000-2020年间生态服务功能增长22.45%但风险指数上升12.5%，提出"一核两区两带多廊道"优化方案，为干旱半干旱区生态安全格局(ESP)优化提供范式。

　　

在全球气候变化与人类活动双重压力下，生态脆弱区的恢复面临前所未有的挑战。以中国西北干旱半干旱区为代表的生态恢复带，长期存在"治理-退化"反复的困境。传统恢复策略如地中海地区的单一工程措施、非洲萨赫勒地区忽视景观连通性的做法，往往难以应对复合压力。盐池县作为中国北方典型生态恢复区，虽通过人工干预使沙化土地从1980年代的52%显著减少，却面临光伏用地扩张、牧民生计压力等新威胁，其生态网络呈现功能增益与风险控制不匹配、源区破碎化加剧等特征。

针对生态安全格局(ESP)研究中静态优化主导、韧性评估维度单一等问题，中国科学院团队选择盐池县(8522.2 km²
)开展研究。通过整合2000-2020年土地利用、NDVI等数据，建立"功能识别-过程模拟-韧性调控"三级框架。关键技术包括：(1)采用MSPA识别核心栖息地斑块；(2)融合DEM、夜间灯光指数构建动态阻力面；(3)运用电路理论量化廊道电流密度；(4)创建包含景观复杂性、连通性的三维韧性诊断模型。

研究结果揭示：

1. 生态功能与风险的空间错位
   2000-2020年生态服务功能增长22.45%，但增速在2010年后放缓。同时生态风险指数(ERI)上升12.5%，高风险区向北迁移12.6 km，面积占比从14%增至16.3%，显示功能增益未能有效抑制风险扩散。

2. 源区破碎化加剧
   生态源数量在2000-2010年间减少17%，虽在2010-2020年回升8.8%，但最大斑块指数(LPI)下降21.7%，导致源区稳定性降低。

3. 廊道韧性分化
   北部风蚀区廊道阻力值较南部高38.6%，2010年后光伏用地扩张使关键廊道电流密度降低15.2%，凸显能源开发与生态保护的矛盾。

基于上述发现，研究提出"一核两区两带多廊道"的空间优化方案：以哈巴湖湿地为核心，划分南北两个生态修复区，沿明长城和G338国道构建两条生态屏障，通过12条优先廊道增强网络鲁棒性。该方案使景观连通性指数提升19.3%，风蚀风险降低23.7%。

这项研究的意义在于：

1. 方法论层面
   突破传统ESP静态优化局限，首创"源-廊道"分异韧性评估框架，将生态弹性(Elasticity)、适应性(Adaptability)等动态指标纳入阻力面建模。

2. 实践价值
   为干旱区光伏-生态协同发展提供解决方案，如建议在北部高风险廊道采用"草光互补"模式，该策略已被纳入宁夏2025生态规划。

3. 理论创新
   验证了"功能-过程-韧性"耦合机制在生态恢复区的适用性，其框架可推广至北方农牧交错带等类似区域。研究团队提出的三维边界识别法（生态重要性-脆弱性-韧性）已应用于长江经济带11省市生态红线划定。

该成果发表于《Ecological Engineering》，标志着中国在景观可持续科学领域取得重要进展。未来需进一步研究气候变化情景下ESP的动态响应机制，特别是在碳汇功能与生物多样性保护的协同优化方面仍有探索空间。