【生態系サービス】生態系安全保障パターンの構築~トレードオフと相乗動的解析~マルチシナリオのシミュレーションと予測~社会的価値評価

生態系サービス

生態系サービス (生態系サービス) とは、人間が生態系から得られるすべての利益を指します。これには、供給サービス (食料や水の提供など)、調整サービス (洪水や病気の制御など)、文化的サービス (精神的、レクリエーション、文化的など) が含まれます。利益)と支援サービス(地球上の生命の環境を維持する栄養循環など)

生態学的安全性とは、生態系の健全性と完全性を指します。

生態学的セキュリティの意味は次のように要約できます。

1. 生態系の活力と、内部および外部のコンポーネントと構造の安定性と持続可能性を維持します。

2. 生態系の生態学的機能の完全性を維持する。

第三に、生態系は外部の不利な要因に対して非常に耐性があります。

これら 3 つの側面は、実際には生態系の健全性、サービス機能、リスクの問題です。現在の建設指標研究は、まだ継続的な探索と改善の段階にあります。モデルと手法は際限なく出現します。構築手法は、単純な階層分析や適合性分析から、生態プロセスの複雑な動的シミュレーションへと変化しています。「タオ抽出」の研究枠組み「生態学的安全保障パターンを構築するための典型的なパラダイムです」

この記事は、生態学的安全保障という含意から始まります。

地域の生態環境に存在する実際の問題に応じて、研究関連データと研究結果、および多種類、多時期のリモートセンシングデータをどのように収集するか。

データをクリーンアップし、データと情報マイニングを処理して、生態環境のセキュリティに影響を与える要因を特定する方法。

5つの主要な生態系サービス(水保全、土壌保全、防風砂固定、生息地の質、炭素隔離)を定量的に評価する方法と、評価結果に基づいて地域の生態学的安全性を保証できる生態学的資源を特定する方法を説明する。

研究地域の生態系サービスの重要性に応じて基本的な抵抗面を構築する方法、および最小累積抵抗などのモデルを使用して潜在的な生態系回廊を特定する方法。

生態学的セキュリティ パターンを構築する方法と、生態学的セキュリティ パターンの最適化戦略を実装する方法

生態都市の開発と建設、および地域の生態安全の保護のための空間的指針を提供します。

ArcGIS Pro は、ESRI の新時代の GIS 製品として、オリジナルの ArcGIS プラットフォーム上の従来のデスクトップ ソフトウェア (ArcMap) の強力なデータ管理、マッピング、空間解析機能を継承しているほか、2 つの 3D 融合などの独自の機能も備えています。 、ビッグデータ、ベクタースライスの生成とリリース、タスクワークフロー、超強制マップ、時空キューブなど。Python 言語のシンプルさ、読みやすさ、スケーラビリティにより、Python を使用すると地理データ処理の効率が大幅に向上します。

地理データを理解して使用し、Python の関連モジュールとライブラリを使用し、ArcGIS Pro の空間解析とマッピングのスキルを習得します。

安全性評価指標システムの構築と計算を習得し、指標統合における大惨事モデルの役割を習得し、時空間プロセス分析と生態安全性評価の傾向早期警告の方法を習得します。

地域の生態学的変化の傾向と内部関係の理解に基づいて、生態学的問題の診断、生態学的機能の需要評価、景観パターンの計画と組み合わせて、生態系の機能と有用性を確保するのに役立ちます。

生態学的安全性評価の理論と方法の紹介

1. 生態安全性評価の概要

1. 生態系サービス能力の紹介

生態学的セキュリティパターン構築の研究手法の紹介

編集

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プラットフォームの基礎

1. ArcGIS Pro の概要

1. ArcGIS Pro の概要

2. ArcGIS Pro の基本

3. ArcGIS Pro データ編集

4. ArcGIS Pro 空間解析

5. モデルビルダー

6. ArcGIS Pro シンボルの作成

7. ArcGIS Pro のマッピング レイアウトと描画

2、Python環境設定

1. Python ソフトウェアのダウンロードとインストール

2. プログラムの作成と実行

3. Python コードの記述ルール

4. ファイルの読み書き

ファイルオブジェクト、テキストファイルの読み書き、JSONファイルの読み書き、バイナリファイルの読み書き、HDFファイルの読み書き、Excelファイルの読み書き、ファイルシステムとパスの操作

5. ArcPy の概要

基本的な状況

ArcPy を使用したツールの実行

ツール動作環境

空間参照

6. 空間データへのアクセスと管理

表形式データ (テーブル)、フィーチャクラス (フィーチャクラス)、ラスター データ (ラスター)、およびデータセット (データセット) へのアクセスと管理

データの取得とクレンジング

データ収集:

データには主に、土地利用データ、社会経済データ、基本的な地理情報データ、自然環境データ(地形、土壌、気候データ)が含まれます。

データの前処理 (ArcGIS Pro および Python 環境)

1. 土地利用データのステッチ、トリミング、再投影 (デスクトップおよびクラウド コンピューティング)

2. 社会経済データと植生指数データの切り出し、再投影、再サンプリング(デスクトップおよびクラウドコンピューティング)

3. 基本地理情報データの結合・射影変換、ベクトルデータのラスタライズ

4. 気象データのクリッピング、再投影、再サンプリング処理、観測点データの抽出と地球統計解析

5. DEM データ射影変換と画像トリミング

データ クリーニング: 重複データの削除、欠損値の補充、外れ値の処理、データ形式の変換などの操作

USLEモデルに基づく土壌浸食評価

生態系サービス機能評価のための技術仕様の紹介

2. 生態系サービス機能評価の内容とプロセス、評価指標体系、評価方法等

土壌と水の保全の機能は主に気候、土壌、地形、植生に関連しており、土壌浸食性、地形、降雨量などの要因が主に考慮されます。

ユニバーサル土壌損失方程式 (USLE) の計算式は次のとおりです。

式では次のようになります。

A: 特定の降雨量、作物管理システム、および採用された土壌と水の保全対策の下での傾斜耕作地の単位面積当たりの年間平均土壌損失、t/ha

R: 降雨侵食係数、単位降雨侵食指数です。融雪流出が大きい場合は、融雪係数を増やす必要があります (MJ*mm/(ha*h))。

K: 土壌侵食係数、標準プロットにおける単位降雨侵食指数の土壌損失率

L: 斜面の長さ係数。

S: 他の条件が同じ場合の実際の斜面と 9% 勾配との間の土壌損失の比率に等しい勾配係数。L 因子と S 因子は土壌損失に影響を与えることが多いため、総合的な効果を示すために LS は地形係数と呼ばれます。

C: 植生被覆率および管理係数。他の条件が同じ場合の標準区画の土壌損失に対する特定の植生および管理区画の土壌損失の比率に等しい。

風食補正モデルに基づく防風・砂固定機能の評価

防風および砂の固定は、生態系 (森林、草原など) がその構造やプロセスを通じて風食によって引き起こされる土壌浸食を軽減する機能であり、生態系によって提供される重要な調整サービスの 1 つです。防風・砂固定の機能は、風速、降雨量、気温、土壌、地形、植生などの要因と密接に関係しています。生態系の防風砂固定機能の評価指標として、防風砂固定量(潜在風食量と実際の風食量との差)が用いられる。

節水モデル

水の保全は生態系(森林、草原など)間の相互作用であり、地下水を補充し、河川流量の季節変動を緩和し、洪水を食い止めて乾燥水を補い、水質を確保します。節水能力は生態系の節水機能の評価指標として用いられます。

節水評価モデルの評価にはモデル評価法が、節水量の算出には水収支式が用いられ、節水評価モデルの式は次のようになります。

InVEST モデルは炭素貯蔵量と生息地の質を推定します

炭素貯蔵量の推定

生息地の質の推定

生態学的セキュリティパターンの構築

重要な生態学的資源の特定

1. 生態系サービスの重要性

各生態系サービスは、自然ブレークポイント法に基づいて高、高、中、低、低の 5 つのレベルに分類され、地球規模の生態系サービス価値推計における生態系資産に占める各生態系サービスの割合の構成に基づいて決定されます。各生態系サービスの重みを計算し、重み付けオーバーレイ解析を実行して、生態系サービスの重要性の空間分布結果を取得しました。

2. 生態学的配慮

生態感度の具体的な等級基準は主に、生態環境省発行の「生態機能ゾーン暫定規定」、「生態保護レッドラインの線引きに関する技術ガイドライン」、国家生態感度指数の等級基準を参照します。生態学的機能ゾーニング作業および関連研究のためのシステム 生態学的感度分析のための感度指数システム

3. 生態学的ソースを抽出するための空間解析

生態学的に敏感なエリアと生態系サービスの重要性の評価結果を重ね合わせ、ArcGIS Pro 空間解析モジュールのホットスポット解析ツールを使用して、重ね合わせた後に生態系の重要性が高いホット エリアとコールド エリアを特定します。

抵抗表面モデルの構築

種が異なる景観単位間を移動する際には障害が生じるため、抵抗力を構築して抵抗力を克服する条件で分散経路を計算する必要があります。生態源の決定に基づいて、最小抵抗蓄積モデルに従って、各グリッド単位の生態系サービス値をサービスフローに対する抵抗とみなし、値が大きいほど抵抗は小さくなります。

1) 空間抵抗に影響を与える要因の分析 (標高、傾斜、植生率、道路など)

2) 抵抗係数と重量の決定

3) 抵抗面抽出

3. 抵抗モデル生態回廊の抽出

生態回廊は、2 つの発生源パッチ間の抵抗が最も低いチャネルであり、地域内の発生源パッチ間の接続は、生態回廊を構築することによって確立する必要があります。

地域内の生態学的回廊の特定では、通常、最小抵抗モデルを使用して回廊をシミュレートおよび生成し、次に既存の都市の生態学的回廊を結合するか、地上オブジェクトの現状に応じて修正を行って、位置と位置を決定します。生態学的回廊の幅。

回路モデル生態回廊抽出

回路理論とは、電子の特性を利用して回路内をランダムに歩き回り、風景の中の個々の種や遺伝子の移動と拡散のプロセスをシミュレートすること、および電源間の電流強度を使用して生態学的パッチと回廊の相対的な重要性を反映することを指します。これにより、種の分散を予測します。この方法は、実際の種の移動状況により一致しています。

1) 生態学的ソース: 各生態学的ソースは回路ノードとして使用され、2 つのノード間の各リンクの累積抵抗は、抵抗表面の最小コスト パスに従って計算されます。累積抵抗はリンクの抵抗として指定されます。

2) エコロジーピンチ: 回路ノードの各ペアについて、一方のノードは任意に 1 アンペアの電流に接続され、もう一方のノードはグランドに接続されます。実効抵抗は、回路ノードのすべてのペア間で繰り返し計算されます。n 個のノードの場合、n ( n − 1)/2 回の計算が行われます。累積電流値は、ランダム ウォーカーの目的地ノードへの純移動量を反映しており、生態学的回廊の重要性を特定するために使用できます。累積電流値が大きいほど、景観における重要なエリアとなります。電流値が最も高い領域がグリップとして指定されます。

3) 生態学的障壁: 障壁は、生態学的源の接続性と生態学的回復を大幅に強化できる重要なノードとして特定されます。特定のエリアが生態学的に復元されると、そのエリアの抵抗が減少するため、復元されたエリアを介してノードを接続する最小コストのパスの累積抵抗も減少します。累積抵抗力が最も大きく低下する回復領域が障壁として識別されます。

1. 科学論文の構成

2. 要約と結論

3. 導入とディスカッション

4. 論文投稿スキルの分析

5. SCI論文の事例分析

生態系サービス---生態安全保障パターンの構築---トレードオフと協調動態解析---マルチシナリオシミュレーション予測---社会価値評価

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転載: blog.csdn.net/weixin_46433038/article/details/131572268