基于SOM构建黄河流域山西段生态安全格局

摘要

[目的]黄河中游地区面临着环境容量超载、水土流失、生态系统脆弱等问题，严重制约了区域的可持续发展。构建生态安全格局可为区域生态安全、生态修复及生态保护提供坚实的基础。传统研究方法通过多指标叠加易造成因子原始信息丢失，并掩盖多维因子间组合特征。[方法]本研究将自组织映射神经网络（SOM）融入“源地—阻力面—廊道”框架，运用InVEST等模型对碳储量、土壤保持量、生境质量、产水量、植被净初级生产力和植被覆盖率共6项生态系统服务功能进行量化评估，并结合SOM对研究区生态功能进行生态簇划分，利用形态学空间分析、景观连通性等模型识别综合生态源地，通过熵权法和6项生态阻力因子构建综合生态阻力面，进而利用电路理论提取生态廊道，优化生态安全格局。[结果]（1）黄河流域山西段综合生态系统服务功能高值区空间分布与该研究区森林空间分布相似，低值区主要分布在建设用地、中部盆地以及西部山地丘陵。（2）研究区存在以森林为主的高生态重要性高连通性源地。其中针叶林面积最大，其次为栽培植被、阔叶林。（3）共识别出29条生态廊道，一、二、三级廊道分别为13条、11条和5条，总长度825.8 km。[结论]通过构建“一轴、三区、三带”的生态安全格局，将为黄河流域山西段可持续发展提供坚实的理论支撑和修复策略。

关键词

生态安全格局 / 生态系统服务功能 / 自组织映射神经网络 / 电路理论 / 黄河流域

基金资助

山西农业大学科技创新基金（自然科学类）（2014008）