一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法和系统，该方法包括：针对选定的陆域废弃场地进行场地调查；根据所述场地调查的结果确定所述陆域废弃场地的污染等级；根据所述场地调查结果对所述陆域废弃场地进行阻力因子模型分析，计算所述陆域废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线；根据所述陆域废弃场地的污染等级和其最小累积阻力获取所述陆域废弃场地的生态安全评估指标；根据所述生态安全评估指标结果进行陆域废弃场地生态修复技术方案比选与优化。本发明针对陆域废弃场地的景观生态修复技术需求，从生态安全角度提供了可操作性强的生态安全评估与优化方法和系统。
【专利说明】一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及土地生态修复【技术领域】，尤其涉及一种陆域废弃场地的生态安全评估 与优化方法和系统。
【背景技术】
[0002] 陆域废弃场地，主要是指由于大量堆积或掩埋工业废渣或生活垃圾，使土地失去 原有使用功能的地块。陆域废弃场地由于被工业废渣或生活垃圾污染，通常积累了高浓度 的有机或无机污染物，使其上的植被、动物以及微生物的生态系统遭到破坏。它的危害主 要有：（1)工业废渣或生活垃圾的堆积不仅占用大量土地资源，而且对自然或人文景观造 成了破坏；（2)堆积或掩埋的工业废渣和生活垃圾，其中的重金属和有机污染物极容易在 刮风、降水等自然因素影响下渗透、迁移或向周边扩散，从对废弃场地本身和周边环境的土 壤、大气和地下、地表水环境造成污染。陆域废弃场地同时具有一定的景观潜质，以景观设 计为主导，建设针对废弃场地的生态修复技术与工程，与相关环境保护、区域规划和社会经 济等各学科的交叉融合，是解决陆域废弃场地环境问题的科学途径。
[0003] 由于经济、社会和环境保护发展水平的差异，我国陆域废弃场地主要集中于村镇 地区，其景观生态特征通常具有污染程度低、尺度小、与人类活动关系紧密等特点。对废 弃场地生态修复的技术与实践研究表明，村镇陆域废弃场地的景观生态修复主要有三个方 向：即恢复成农业用地、改造成林业用地，以及建设为景观休闲用地等。陆域废弃场地景观 生态修复中，污染土壤的生态毒性是生态恢复措施需要解决的首要问题，将景观生态学的 "源一汇"理论应用于陆域废弃场地景观生态修复，通过优化景观格局，在源头减少污染物 的产生和释放，在污染物运移过程中进行拦截并促进其向无害形态的转化，是陆域废弃场 地生态修复的重要手段。根据修复原理，常用的景观生态修复技术主要有两大类：一是利用 植物修复与缓冲带对污染物进行吸收、转化和阻截；二是利用自然和人工湿地使污染物在 其中沉淀、降解或被水生生物吸收。对于陆域废弃场地，通常不具备建立水域生态系统的条 件，因此自然和人工湿地应用受到一定限制，宜以植被缓冲带作为主要景观化手段。
[0004] 生态安全是指在一定时空范围内，生态系统能够保持其结构与功能少受或不受威 胁的健康状态，并能为人类社会经济的可持续发展提供服务，从而达到维持土地自然一社 会一经济复合系统长期协调发展的目的。土地利用变化与生态安全水平密切相关，可通过 改变植被、水文、土壤等因素而改变生态系统的安全状态。构建符合区域生态安全的土地利 用格局，是实现区域土地可持续利用的有效途径，也是进行废弃污染场地景观生态修复的 基本要求。然而，在现有技术中，景观生态学中的景观格局优化模型主要是针对区域、流域、 城市等大、中尺度的区域规模，在村镇废弃场地等微尺度的实际应用中尚无先例。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法和系统，以解决现有技 术中的景观格局优化模型无法适用于微尺度场地的实际应用的技术问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方 法，包括：
[0007] 针对选定的陆域废弃场地进行场地调查；
[0008] 根据所述场地调查的结果确定所述陆域废弃场地的污染等级；
[0009] 根据所述场地调查结果对所述陆域废弃场地进行阻力因子模型分析，计算所述陆 域废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线；
[0010] 根据所述陆域废弃场地的污染等级和其最小累积阻力获取所述陆域废弃场地的 生态安全评估指标；
[0011] 根据所述生态安全评估指标结果进行陆域废弃场地生态修复技术方案比选与优 化。
[0012] 进一步地，所述场地调查包括：
[0013] 污染源调查、区域范围调查和生态系统调查。
[0014] 进一步地，所述根据所述场地调查的结果确定所述陆域废弃场地的污染等级包 括：
[0015] 根据不同类型的陆域废弃场地，针对不同的污染物进行陆域废弃场地的污染等级 划分，选取污染等级最高的作为该陆域废弃场地的污染等级。
[0016] 进一步地，
[0017] 所述根据所述场地调查结果对所述陆域废弃场地进行阻力因子模型分析，计算所 述陆域废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线包括：
[0018] 基于最小累积阻力模型，将所述陆域废弃场地划分为多个景观单元，利用公式
【权利要求】
1. 一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法，其特征在于，包括： 针对选定的陆域废弃场地进行场地调查； 根据所述场地调查的结果确定所述陆域废弃场地的污染等级； 根据所述场地调查结果对所述陆域废弃场地进行阻力因子模型分析，计算所述陆域废 弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线； 根据所述陆域废弃场地的污染等级和其最小累积阻力获取所述陆域废弃场地的生态 安全评估指标； 根据所述生态安全评估指标结果进行陆域废弃场地生态修复技术方案比选与优化。
2. 根据权利要求1所述的陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法，其特征在于，所 述场地调查包括： 污染源调查、区域范围调查和生态系统调查。
3. 根据权利要求1所述的陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法，其特征在于，所 述根据所述场地调查的结果确定所述陆域废弃场地的污染等级包括： 根据不同类型的陆域废弃场地，针对不同的污染物进行陆域废弃场地的污染等级划 分，选取污染等级最高的作为该陆域废弃场地的污染等级。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法，其 特征在于： 所述根据所述场地调查结果对所述陆域废弃场地进行阻力因子模型分析，计算所述陆 域废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线包括： 基于最小累积阻力模型，将所述陆域废弃场地划分为多个景观单元，利用公式
计算所述陆域废弃场地的最小累积阻力MCR及其相应迁移路 线. 其中：f为最小累积阻力与污染物迁移过程的正相关系数；Dij为污染物从景观单元i到景观单元j的以景观单元边缘距离计算的迁移距离；Ri为景观单元i对该陆域废弃场地 污染物迁移的阻力系数，通过对不同的阻力因子进行等级划分后结合相应的阻力因子的权 重计算而获得；2为污染物从污染源到陆域废弃场地范围外的迁移路线上，所穿越的所有 景观单元的距离和阻力的累积；min为所述陆域废弃场地对于不同的迁移路线取累积阻力 的最小值； 所述根据所述陆域废弃场地的污染等级和其最小累积阻力获取所述陆域废弃场地的 生态安全评估指标包括： 利用公式I=C/MCR计算所述陆域废弃场地的生态安全评估指标，其中I为生态安全 评估指标，C为所述陆域废弃场地的污染等级。
5.-种陆域废弃场地的生态安全评估与优化系统，其特征在于，包括： 场地调查单元，用于针对选定的陆域废弃场地进行场地调查； 污染等级确定单元，用于根据所述场地调查的结果确定所述陆域废弃场地的污染等 级； 最小累积阻力计算单元，用于根据所述场地调查结果对所述陆域废弃场地进行阻力因 子模型分析，计算所述陆域废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线； 指标获取单元，用于根据所述陆域废弃场地的污染等级和其最小累积阻力获取所述陆 域废弃场地的生态安全评估指标； 比选优化单元，用于根据所述生态安全评估指标结果进行陆域废弃场地生态修复技术 方案比选与优化。
6. 根据权利要求5所述的陆域废弃场地的生态安全评估与优化系统，其特征在于，所 述场地调查单元用于： 针对选定的陆域废弃场地进行污染源调查、区域范围调查和生态系统调查。
7. 根据权利要求5所述的陆域废弃场地的生态安全评估与优化系统，其特征在于，所 述污染等级确定单元用于： 根据不同类型的陆域废弃场地，针对不同的污染物进行陆域废弃场地的污染等级划 分，选取污染等级最高的作为该陆域废弃场地的污染等级。
8. 根据权利要求5-7中任一项所述的陆域废弃场地的生态安全评估与优化系统，其特 征在于： 所述最小累积阻力计算单元用于： 基于最小累积阻力模型，将所述陆域废弃场地划分为多个景观单元，利用公式
计算所述陆域废弃场地的最小累积阻力MCR及其相应迁移路 线. 其中：f为最小累积阻力与污染物迁移过程的正相关系数；Dij为污染物从景观单元i到景观单元j的以景观单元边缘距离计算的迁移距离；Ri为景观单元i对该陆域废弃场地 污染物迁移的阻力系数，通过对不同的阻力因子进行等级划分后结合相应的阻力因子的权 重计算而获得；2为污染物从污染源到陆域废弃场地范围外的迁移路线上，所穿越的所有 景观单元的距离和阻力的累积；min为所述陆域废弃场地对于不同的迁移路线取累积阻力 的最小值； 所述指标获取单元用于： 利用公式I=C/MCR计算所述陆域废弃场地的生态安全评估指标，其中I为生态安全 评估指标，C为所述陆域废弃场地的污染等级。
【文档编号】G06Q10/04GK104268661SQ201410542441
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】赵岩, 陈家军, 马俊伟 申请人:北京师范大学