基于生态系统服务与生态系统健康的三江平原生态安全格局构建与优化

《Scientific Reports》：Constructing and optimizing the ecological security pattern in the Sanjiang Plain based on ecosystem services and ecosystem health

　　

摘要

针对东北地区日益加剧的生态退化和土地利用冲突问题，本研究通过整合生态系统服务（ES）和生态系统健康（EH）指标，构建了面向三江平原的综合生态安全格局（ESP）。我们利用遥感与生态模型量化了六项关键生态系统服务，包括食物生产、碳储存、土壤保持、水源涵养、水质净化和生境质量。同时，通过生态系统活力（净初级生产力）、组织性（景观格局指标）和韧性（基于土地利用的恢复系数）指标评估生态系统健康，并将其综合为生态安全指数。利用自然断点法和最小斑块面积阈值识别生态源地，并从土地利用、地形、NDVI及人类活动干扰等要素中提取阻力面。采用电路理论对生态廊道、电流密度、瓶颈点和生态屏障进行建模，划分优先修复区。结果表明，研究区呈以南北向廊道为主、东西向联系穿插其中的空间结构。高价值生态源地集中于东部和南部边缘，而中部区域因农业和城市扩张导致连通性严重破碎化。基于廊道与生态瓶颈的空间叠加分析，我们提出了四级分区框架：生态保育优先区、生态修复优先区、生态安全控制区和生态功能提升区。本研究为区域生态规划提供了一个系统化、多尺度的范式，并为农业-湿地镶嵌景观的可持续性提供了可操作的策略。