基于电路理论和复杂网络分析的生态网络构建与优化:以中国安阳市为例
张志超、
王晓、
尹超辉、
文倩、
杨月、
卢新伟
《Land》:Construction and Optimization of an Ecological Network Based on Circuit Theory and Complex Network Analysis: A Case of Anyang City, China
Zhichao Zhang,
Xiao Wang,
Chaohui Yin,
Qian Wen,
Yue Yang and
Xinwei Lu
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时间:2026年03月16日
来源:Land 3.2
摘要
评估和优化区域生态网络对于减轻因生态碎片化带来的风险以及为中国制定基于证据的领土空间规划至关重要。在这项研究中,我们开发了一个综合评估框架,该框架整合了生态系统服务、生态敏感性和景观连通性,以识别中国安阳市的生态源。随后,我们利用电路理论提取了生态走廊和节点,并构建了该市的生态网络。值得注意的是,我们应用了复杂网络理论与拓扑鲁棒性分析相结合的方法进行优化,以提高网络稳定性。分析结果显示,安阳市共有43个生态源(面积820.72平方公里,占该区域的11.16%),主要分布在西部。共绘制出了82条生态走廊(长度460.35公里)、62个关键节点和120个障碍点——这些主要集中在西部,揭示了该地区存在严重的连通性缺陷。通过增加10条战略性走廊对网络进行优化后,网络的结构平衡和功能显著提升:平均度、接近中心性、聚类系数、特征向量中心性和图密度分别增加了5.55%至12.19%,其标准差平均减少了19.32%。全局效率(+8.74%)、最大连通分量比例(+0.73%)以及节点/边恢复的鲁棒性(+17.44%/+18.08%)也得到了显著改善,表明网络的连通性和韧性得到了增强。我们的方法全面整合了生态系统功能服务、抗干扰能力和空间结构稳定性,为中国山区与平原过渡带的区域生态网络构建与优化提供了实用的参考。
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