生态安全格局构建：概念、框架与展望

易浪 ，孙颖，尹少华，魏晓

1.中南林业科技大学生命科学与技术学院，湖南 长沙 410004；2.湖南财政经济学院/湖南省经济地理研究所，湖南 长沙 410205；3.中南林业科技大学商学院，湖南 长沙 410004

21世纪以来，人口增长与经济社会的快速发展导致生态环境面临的压力激增。人类对自然资源的无序开发与利用引发了诸多生态环境问题，如生态系统退化、生物多样性锐减、水土流失、沙漠化、水气土壤污染、厄尔尼诺与拉尼娜现象等，直接危及区域与国家生态安全且制约经济社会的可持续发展。经过数十年的发展，生态安全格局（Ecological Security Pattern）已成为全球生态系统研究的热点领域，为平衡生态经济的可持续发展提供了有效的科学支撑。

生态安全格局是人类维持生态系统的健康性与完整性、有效保障人类在生产生活方面不受生态破坏与环境污染影响的重要手段（Dabelko et al.，1995；Liu et al.，2015），是人类维护绿色、健康与生态环境可持续发展的基本措施（傅伯杰，2010）。生态安全格局构建研究不仅能有效控制生态过程，更可实现区域自然资源与绿色基础设施的合理配置，既是缓解经济发展与生态保护之间矛盾冲突的主要方式（欧定华等，2015），更是体现末端生态治理迈向前端生态管理的必由之路（彭建等，2017）。习总书记在十九大报告中特别强调了优化国土空间布局的重要性，并将生态安全格局确定为三大战略目标之一，极大地推动了相关研究进展。科学合理的构建生态保护格局对保障区域生态空间安全至关重要，是生态文明建设的重要内容与实现途径，也是“人—自然—社会”和谐可持续发展的共赢之路。

生态安全格局是生态学、地理学、景观学和规划学等学科的热点关注领域。研究主要集中在4个方面：概念内涵、构建技术、研究尺度和实践应用。生态安全格局构建不仅应厘清“生态系统—自然环境—人类福祉”三者间的作用关系与影响过程，更应深入认知生态系统的构成要素、运作过程、演变机理以及影响机制的实践模式（于贵瑞等，2021）。生态安全格局优化逐渐成为改善区域生态安全状况的重要手段，如何构建准确和实用的生态安全格局是当前研究的重点（岳德鹏等，2017）。本文在分析国内外相关研究的基础上，从“概念辨析、基础框架、研究进展与展望”等方面入手，系统地梳理学界对生态安全格局研究的相关成果，提出生态安全格局优化的具体思路与未来的发展趋势，以期为后续的格局优化与治理工作提供有益的理论支撑与指引。

1 生态安全格局概念辨析

生态安全格局的概念源于生态安全，是服务生态安全的重要手段，其研究领域涉及极广，是多学科、多尺度、多层次的综合性研究问题，从不同理论角度出发其概念解析存在差异性。例如，基于地理学角度的土地利用结构优化配置（张虹波等，2006），基于景观生态学角度的景观格局优化（韩文权等，2005），基于经济学角度的产业结构优化（汤长安等，2018）等。

目前，学界针对生态格局的相关概念与构建研究展开了大量的探索。国外研究相对更聚焦于宏观视野领域，研究集中于国家安全、可持续发展与全球化进程，并将人口、资源与环境等问题纳入国家安全的治理范畴。通过梳理国外文献可知，绿色基础设施（Green Infrastructure）、生态网络（Ecological Network）、生态系统服务（Ecosystem Services）、生态控制线（Ecological Control Line）、城市增长边界（Urban Growth Boundary）等研究涉及生态安全格局的相关内容，有利于学界更全面、精准的理解生态安全格局的相关内涵。其中，绿色基础设施强调自然生态要素应融入交通等灰色基础设施之中，形成国家层面的自然生态保障系统（Benedict et al.，2002）。生态网络强调国家生态环境应由节点、廊道、缓冲区与自然保护区等共同构成网络状结构，保护生态多样性发展（Esbah et al.，2009）。生态系统服务强调人类直接或间接从生态系统中获得的各种服务价值，包括生态红线的建构（Elmqvist et al.，2013）。生态控制线强调在一定范围内严禁建设开发用地，形成区域生态保护边界（Kong et al.，2010）。城市增长边界则强调应防止城市无序扩张，通过具体技术手段划分城市与乡村的边界，保护自然生态领域不受城市开发建设的侵犯（Wu et al.，2010）。在此基础上，国外多个组织构建了多个生态安全保护区，研究领域逐渐转向为生态系统与社会经济耦合的实践研究，为全球可持续发展奠定了理论与实践基础（叶鑫等，2018）。

另一方面，国内研究侧重从技术层面研究生态安全格局。上世纪 90年代开始，中国学者拓展了大量生态安全与格局构建方面的研究工作。其中，俞孔坚等（1998）提出生态安全格局是由维护生态过程安全关键功能的点、局部和空间关系构成的空间格局，可应用于生物多样性保护；肖笃宁等（2002）指出研究应注重生态风险评价和生态系统管理；马克明等（2004）强调生态安全格局应在排除区域生态环境问题干扰的基础上，有利保护和恢复生物多样性、维持生态系统结构和过程的完整性。刘洋等（2010）认为生态安全格局是通过对各种自然和人文要素进行布局、设计、组合，得到多层次和多类别的空间配置方案，保证生态系统健康、稳定和持续的发展。基于不同的研究背景、关注点与拟解决的问题，学界对于生态安全格局的理解不尽相同，如土地利用生态安全格局（侯大伟等，2017）、城市生态安全格局（孙枫等，2021）、耕地生态安全格局（李丹等，2020）、景观生态安全格局（王让虎等，2014）、草原生态安全格局（冯琰玮等，2021）、水生态安全格局（彭建等，2016）等。然而，不论基于哪一领域的研究，生态安全格局的研究目标均是促使经济发展和环境保护达到高效的安全水平，并为两者协调提供有效支撑（杨天荣等，2017）。

综上可知，维护生态系统的稳定性和可持续性是生态安全格局构建的核心要义，其概念内涵可归纳为：在社会可持续发展的背景下，以关键生态问题为研究对象，通过审视景观格局与生态过程的相互关系入手，探究生态系统中重要组成部分及空间分布，进一步合理配置与优化生态要素，从而达到改善与修复生态系统中因气候变化和人类活动所造成的生态薄弱环节与受损生态功能的目的。其研究目标为针对错综复杂的区域生态环境问题，通过规划设计区域性空间格局来保护和恢复生物多样性，维持生态系统结构过程的完整性，从而有效控制和持续改善生态环境问题。因此，生态安全格局研究应通过多学科交融的规划手段，基于对区域生态变化的趋势和内在关系的理解，结合生态问题诊断、生态功能需求评估和景观格局规划，充分发挥人的主观能动性促使生态系统向健康、稳定和可持续方向发展，全面保障生态系统的功能性与服务性。

2 生态安全格局相关理论基础

目前学界对生态安全格局的理论基础尚未达成统一共识，但景观生态学、恢复生态学、干扰生态学、保护生态学、生态经济学、生态伦理学等理论有力支撑了生态安全格局的构建（表1）。其中，景观生态学是主要理论基础与主流研究方向，为格局构建提供了综合、整体、系统的理论支撑。景观生态学强调土地开发与生态服务系统各组分间的有机结合与整体效应，研究集中于景观格局构建（于强等，2017）、生态恢复与生态合理性建设（侯惠珺等，2016）、土地利用覆盖变化（范泽孟等，2019）、景观动态变化和驱动机制（雷金睿等，2020）以及城市景观生物多样性研究（曾敏姿等，2021）等方面。生态安全格局的构建应基于整体景观格局、景观系统中关键的局部节点，以及景观各组分间相对的方位关系和空间联系，并充分结合尺度分析进行构建（Teng et al.，2011）。此外，类似其他的理论还有“安全城市主义”（Hodson et al.，2009），“弹性基础设施”（Sutton et al.，2015），“空间保护优先化”（Hossain et al.，2017）、城市增长边界（Cho et al.，2008）和行星边界（Steffen et al.，2015）等，均从不同角度为生态安全格局的构建提供了良好的研究基础、技术方法以及具体的实现路径。因此，相关理论的有效整合与衔接是生态安全格局构建（图1）的重要研究基础。多学科、多角度、多领域的理论概念交叉融合是未来生态安全格局研究发展的主要趋势之一。

图1 生态安全格局构建流程Figure 1 Construction process of ecological security pattern

表1 生态安全格局相关理论基础Table 1 Theoretical basis of Ecological security pattern

3 生态安全格局研究主要进展

生态安全格局及其相关理论研究经过多年发展，其研究历程基本可归纳为“初期聚焦于相关理论内涵的定性探讨，早期聚焦于生态过程的定量格局分析，中期聚焦于目标的静态格局组分与斑块配置，当前聚焦于动态格局模拟预测与格局综合优化”等4个阶段。第一阶段起始于上世纪八九十年代，Merriam（1984）提出的“生态连接度”、Richard et al.（1986）探讨的生态廊道与生态安全框架等。随后，中国学者对生态安全格局研究逐渐增多，以马克明、肖笃宁、俞孔坚等为典型代表，形成了研究初期的“相关理论内涵的定性探讨”。第二阶段为研究内容向生态过程的定量格局分析转化。生态过程与景观格局之间的相互影响是决定如何规划出更具有针对性与稳定性格局的关键，是实现生态过程有效控制的重要环节。第三阶段为针对格局构建的具体方法，研究之初聚焦于通过GIS与RS等具体信息与影像处理技术，以具体区域的生态问题为研究目标，构建相应的生态安全格局。例如，董张玉（2014）构建了三江平原湿地生态系统格局、蒙吉军等（2011）构建了鄂尔多斯土地利用安全格局、吴健生等（2015）构建了重庆两江生态安全格局等。由于静态、单一的景观组分和斑块配置无法满足复杂多变的生态系统与格局构建。第四阶段研究更加关注生态过程的动态模拟、动态博弈，以及生态空间扩展与格局综合优化等方面。例如，陈永林等（2018）构建的长株潭城市群生态安全格局、黄智洵等（2018）构建的闽三角城市群生态安全格局、张利等（2014）构建的曹妃甸新区生态格局安全、何玲等（2016）基于生态系统服务价值构建的黄骅市生态安全格局。可见，通过动态格局模拟预测建立具有区域特色的生态安全格局将是未来研究的主流与热点领域。

当前，生态安全格局研究正处于不断更新完善的过程之中，研究进展可从“研究方法、研究尺度、研究内容”等3方面进行具体归纳总结。整体而言，“诊断生态问题、明晰研究内容、界定研究尺度、确定研究方法”是构建生态安全格局的基本架构，更是当前主要研究进展的成果所在。

3.1 研究方法

目前，国内外学者对生态安全格局的设计原则、规划方法、指标构建、格局优化等方面开展了大量的探索，从最初定性分析、静态评估、单一寻优等逐步发展为定量评价、动态模拟、综合研究。近年来，随着 3S等新技术的深层开发与应用，生态安全格局构建的方法与手段更趋多样化、简便化与精确化。在研究方法上有学者将GIS软件与图论模型、CLUE-S模型、FLUS模型、Markov模型、模拟退火算法（SA）、多智能体模型等相结合，开辟了生态安全格局构建的新途径。例如，Jahanishakib et al.（2021）运用图论模型研究了伊朗加雷苏流域景观生态网络内的水文连通性，利用电路模型评估径流源生态安全格局的要素，采用模拟退火算法（SA）优化土地利用格局。林伊琳等（2021）将GIS技术和MCR-FLUS-Markov模型结合构建滇中城市群生态安全格局；马世发等（2021）通过耦合马尔科夫链与元胞自动机模型模拟城镇化发展末期的土地利用景观格局，利用“源地—廊道—网络”理论构建国土空间生态格局。

简而言之，生态安全格局构建方法的选择受研究者学科背景的影响极大。当前构建指标研究仍处于不断探索与完善的阶段，模型和方法层出不穷，构建方法已从简单的层次分析和适宜性分析转变为复杂的生态过程动态模拟，而“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的研究框架是构建生态安全格局的典型范式。现有研究多采取最小累积阻力模型、电路模型、斑块重力模型与蚁群算法等方法构建区域生态安全格局（杨凯等，2021）。其中，最小累积阻力模型（表2）综合考虑了景观单元之间的水平联系，相比于传统的概念和数学模型，该模型能较好地反映景观格局变化与生态过程演变之间的相互作用与关系，具有良好的实践性与扩展性，在格局构建和优化工作中应得到进一步广泛应用。

表2 生态安全格局构建研究方法对比Table 2 Comparison of research methods on ecological security pattern construction

3.2 研究尺度

尺度的作用多体现于生态格局、生态过程、生态干扰的相互关系与影响性。选取合适的研究尺度是格局构建的关键，不同的尺度可能会造成格局构建与过程间相互作用规律性的差异，从而导致研究结论的偏差（吕一河等，2001）。从维度上看，尺度包括时间和空间两个维度。首先，针对时间尺度的研究较为单一，多集中于某一年度的具体数据与问题，基于时间尺度构建生态安全格局具有一定的局限性。目前，针对时间动态变化的格局构建研究相对较少，更鲜有基于格局动态模拟的预测研究。比如，土地利用变化模拟研究在生态效应分析与生态保护政策制定等方面起着重要的支持性作用，应予以重视。

其次，针对空间尺度而言，大致可分为大、中、小3个层级。其中，小尺度的研究区域主要为县级及以下的矿产开发区（李恒凯等，2020）、城市开发区等（彭建等，2018）；中尺度研究以城市化水平较高与生态脆弱的城市为主，是当前研究区域选择的重点尺度；但现有中尺度研究普遍受行政边界限制，主要集中在单个城市的生态安全格局上，无法反映复杂区域的生态过程。相对而言，目前大尺度范围的研究不多，加之现有研究多聚焦于小尺度、单一现象、单一过程的分散研究，往往导致系统性缺失、研究成果片段化与分散化的局限产生，难以满足大尺度区域生态环境治理与安全格局构建的现实需求（Dong et al.，2020）。生态安全格局需充分考虑生态要素的流动性、生态系统的完整性以及生态空间的联动性，在大尺度范围内确定生态区位才能保障格局构建的有效性。大尺度的生态安全格局构建是践行生态文明理念的有效支撑，也是实现生态环境治理的技术基础。近年来，随着国家对城市群与区域一体化概念与政策的大力推广，生态安全格局的大尺度研究正逐步兴起，主要表现为特定城市群与流域范围的相关研究。例如，长江经济带、京津冀经济圈、粤港澳大湾区等。值得关注的是，城市群作为当前中国新的地理单元，它不仅打破了城市间的行政堡垒，更可预测跨区域人口与经济活动的紧密程度，应为未来格局构建研究的热点领域。

从研究的难易程度而言，小尺度研究区域的相关数据收集工作较容易，可针对区域环境问题提出具有建设性的解决方案。大尺度研究区域的相关数据则涉及多个区域与行政级别，多源数据构成导致数据收集工作相对复杂，且难以保证其精确度和准确性。但大尺度突破了行政边界，促进了不同行政单位间的协同合作，在制定宏观的区域性政策时，能有效确保不突破区域的生态安全底线。毋庸置疑的是，生态过程与生态问题的发生具有较强的作用性、流动性以及影响性。小尺度上的局部生态问题可能造成大尺度上的区域性损害，而大尺度上出现的生态问题又可能集中爆发于某一小尺度的区域上。因此，生态安全格局的尺度选择应有效耦合不同尺度，借助遥感信息以及多部门、多学科的协作从整体上把握区域的生态安全动态，形成多层次、跨尺度、全方位的格局构建方案。

3.3 研究内容

生态安全格局经过数十年的发展，经历了“初期、早期、中期、当前”等4个研究阶段，在研究方法与研究尺度的不断更新下，形成了基本的研究范式。梳理可知，现有格局构建研究的主要内容可归纳划分为“研究基础：源地识别”，“研究重点：阻力面构建与修正”，“研究实践：生态功能区”等3方面。

3.3.1 研究基础：源地识别

生态源地是决定区域生态系统服务供给和维持景观生态过程的关键，是保障区域生态安全、提供必要生态系统服务的重要斑块。目前，源地识别主要有两种方法：一种是传统方法，直接选择自然保护区核心区域或其他重要生态用地作为生态源地。该识别方法简单方便，易于操作。另一种则是基于生态敏感性或重要性综合评价指标体系，进行具体的选择与识别。相比而言，传统方法仅从生态功能的重要性或功能退化的风险性等单一方面展开相关研究；在内涵上只考虑了生态系统对人类服务的影响，却忽视了生态系统功能与过程对于自然环境变化与人类活动的响应，以及生态系统自身空间组织结构的演变。此外，传统方法较少考虑生态需求对生态源地选取的影响，在识别生态源时仅考虑生态背景，致使源地选取的依据略为单薄。未来生态源地识别研究应兼顾生态背景和生态需求，或基于综合评价指标体系识别源地（刘杰等，2012），或考虑生态系统服务和景观连通性来进行分析识别。

对于生态源地的选择方法则有统一的定论和标准。生态安全问题既要关注生态系统服务的重要性，也要关注生态系统的健康状况，更应将“健康的生态系统为人类持续提供惠益性服务”明确为研究的最终目标。因此，将生态系统健康引入生态系统服务来确定生态源地，应为未来源地识别研究的发展方向（Xu et al.，2014）。可见，生态源地识别应基于研究区特色与现实情况来确立和筛选适当的评估指标，通过综合评价选择、确定生态重要性和生态系统健康良好的最小生态斑块，以维持与保护生态系统功能的稳定。

3.3.2 研究重点：阻力面构建与修正

生态阻力面是构建生态廊道的基础，可反映物种迁移的难度或生态过程的空间转移。目前，有学者利用生态环境质量或是生态系统服务和生态敏感性等构建阻力面（苏泳娴等，2013）。从阻力面的设置来看，多数学者采用土地覆被类型直接赋值的方式，但该方法存在一定的局限性，它忽略了相似土地类型下不同位置景观的内部阻力差异（黄木易等，2019）。因此，众多学者采取不同的研究方法与手段来修正生态阻力面，最终形成多维度的综合生态阻力面以确保研究的科学性和合理性。例如，有学者通过植被覆盖度、地形起伏度等自然因子；有学者基于政策与社会经济因素；有学者通过夜间灯光数据来反映人类活动强度与人为干扰对土地利用类型的影响，并通过该数据来修正基本生态阻力值（Zhang et al.，2017；蒙吉军等，2016）。此外，还有学者运用不透水表面指数、地表湿润指数、连通度指数等指标来修正阻力值，使修正后的生态阻力面更加科学合理（彭建等，2018；杨彦昆等，2020）。总而言之，在选取阻力因子时应充分考虑研究区的自然本底条件，分析阻力因子对阻力面的影响，并将修正后的土地利用分类赋值纳入考量范畴，从而提高阻力面构建的准确性。因此，生态阻力面应基于多种可能对生态过程造成影响的人为干扰或自然因素进行综合评估、构建与修正。

3.3.3 研究实践：生态功能区

根据不同生态区域的现实状况，明确所需解决问题并制定相关治理目标，进而形成具体的实践模式，是构建生态安全格局的关键内容。国际上对于生态安全格局的研究更聚焦于生态区划，特别是基于国家层面的大尺度生态功能区划的整体规划（刘国华，2016），并致力于大区域生态功能区划的具体实践。当前，中国涌现大量与生态安全格局相关的实践成果，为其他区域生态安全格局的构建提供了借鉴。例如，长江上游生态功能区划分（洪步庭等，2019）、国土空间生态保护修复关键区（方莹等，2020）、自然资源空间精准分区（李思旗等，2021）等具体实践模式。此类实践模式多以生态主体功能区划、生态网络构建、城市增长边界划定（徐文彬等，2017）以及国土空间生态修复（倪庆琳等，2020）等形式展现，为生态系统服务的整合提供了具体实践方案，并对区域治理与生态保护提供了实践支撑。

然而，现有生态功能区划分的研究范式为“区域现状解析—生态敏感性—指标筛选—区划构建”，过分关注空间异质性而忽略了生态保护的优先性。另外，由于中国现行的生态功能区划分部门与环境保护部门间协调不够，导致生态优先在功能区划方面难以全面落实，对于具体的生态退化恢复措施则实践不足。未来研究应更注重将生态安全格局融入生态功能区划研究之中，完成“主体功能区划—生态功能区划—生态安全格局”三者合一的多层级综合治理体系构建，真正解决现实的区域生态问题。

3.4 相关研究进展评述

综上所述，从研究方法、研究尺度、研究内容等3方面对生态安全格局现有研究进行梳理，可得以下结论：

（1）“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的基本研究框架有待发展。现有研究集中于重点功能区识别与体系建设，缺乏生态过程机理的支撑，难以形成统一的识别方法与规划标准。基于中国现实国情与生态需求，研究应以生物多样性保护和生态功能维持及恢复为核心，集合“多尺度观测、多方法印证、多过程融合、跨尺度模拟”的整合生态学理论和方法，基于“格局—服务—管理”的思路将“源地—阻力面—廊道”的研究范式逐渐转为“源地—阻力面—廊道—节点—网络空间”的综合研究框架，从而系统构建多层次、复合型的生态空间结构体系。

（2）生态源地识别缺乏统一的科学标准，对生态系统服务供需关系的考虑未能兼顾。现有研究多以目标为导向确定源地，造成选取源地时无法有效覆盖生态系统中完整生态过程。然而，对于生态过程机理认知的缺乏，难以形成统一的源地识别方法与规划标准。现有研究多从“重要性—敏感性—连通性”来识别源地，缺乏对历史土地利用变化的综合考虑。学界也没有形成统一标准来解决生态源地最小面积阈值以及源地面积与研究区总面积的相对比例等问题。有学者尝试运用热点分析、MSPA、景观格局指数等方法确定生态源地，但仍无法避免人为因素干扰，且大多数生态源地的识别过程是静态、单一的。此外，现有研究大多从生态系统服务供给对生态源地进行识别，并未充分考虑人类对生态服务系统的需求，未将生态系统服务供需关系纳入源地识别考量范畴。生态系统的供需关系是决定人类福祉增益、提升生态系统服务水平的关键要素。未来源地识别研究应加强对生态供给和社会需求耦合分析的关注度。

（3）生态廊道提取方法有待进一步优化。现有研究缺少统一流程化的自动与批量处理过程来提取生态廊道。廊道识别研究多集中于线性元素空间位置的确定，而针对生态廊道宽度设定方面的研究需进一步加强。此外，现有研究多使用 MCR模型构建生态廊道，该方法虽能有效划定廊道方向且快速指明生态廊道位置，但忽视了生物的随机游走性，不能提供任何有关生态廊道范围的具体信息，如物种的随机迁移、廊道宽度、夹点等。因此，下一步研究应在识别生态廊道的基础上，重点关注如何确定廊道的宽度以及生态节点、生态战略点、生态修复点的空间位置、功能与边缘效应等问题。电路理论应为未来研究的较好选择方向，该方法能很好的表达生态源地和生态廊道之间的关系区曲线特征，应为未来生态廊道构建的重要关注点。

（4）地理空间联动性和生态系统功能的相互性考虑欠缺。空间联动性是生态安全格局构建的必要考量因素之一。生态空间与生态系统应不受行政边界所制约，充分考虑要素的流动性与空间的联动性，才能形成完整的生态系统。然而，现有格局构建研究多集中于孤立城市或单一区域，往往忽略城市间、区域间地理空间的联动性与生态要素间的影响关系，对生态系统功能的相互作用机理更是考虑欠缺。未来研究应充分考虑城市群与区域间的空间联动性，明确不同城市与地区间的生态功能区划与相互服务关系。根据不同地理空间的社会经济发展状况与生态资源禀赋，构建功能完善的区域生态网络，实现整体区域生态系统功能的优化与增强抗灾能力，应为下一步研究的重点领域。

（5）自然生态系统与社会经济系统间耦合关系（图2）研究较为薄弱。现有研究多以生态安全格局自身空间特征为研究重点，欠缺考虑其与社会经济发展的内在关联性与互益性研究。生态安全格局研究应结合区域发展战略、国土空间规划、政策调控措施等实际问题，合理构建多种情景预案以调整不同情景下区域生态安全格局的规划目标。结合实际采用 CLUE-S模型法、MCR模型、电路模型、多目标优化模型、GIS空间分析相结合等方法，优化配置不同区域情景下的生态安全格局构建模式。目前，从生态环境安全、社会经济发展等角度构建不同情景下区域生态安全格局的优化方案，并从中确定最优规划方案的类似研究有待进一步深化发展。

图2 生态安全格局的耦合关系Figure 2 The relationship of ecological security pattern

4 生态安全格局研究展望

总体来看，生态安全格局及其相关理论研究经过多年发展，涌现出大量的研究成果，研究体系正逐步完善。目前，随着新技术与新方法的不断更新，研究重点由关注数量结构的“生态优化发展”（森林覆盖率、农林土地结构比等），逐步转向集成新技术与新方法对生态过程监测的“空间格局优化”（生物迁移、水土流失等）。研究目的从生态物种保护逐渐转变为生态经济领域的可持续发展研究。通过整理现有研究成果并结合未来预测的研究热点，生态安全格局构建的研究框架可从以下5个方面展开：

（1）多模型、多方法、多技术的集成研究。未来研究可基于跨学科综合研究，运用新技术与新方法来实现多模型、多方法和多技术的有效集成（图3）。如基于 NbMEA理念开展“多尺度观测、多方法印证、多过程融合与跨尺度模拟”的整合理论研究，通过生态系统的长期联网监测和实验科学研究获取不同区域、不同类型的生态系统演变过程数据，实现对研究区自然资源与生态环境的科学认识。在构建生态安全格局时可引入电路理论来模拟物种迁移的路径与识别重要生态廊道与夹点。耦合系统动力模型、CA模型、综合优化法、神经网络、遗传算法、微粒群算法、蚁群算法、贝叶斯网络模型等方法是未来生态安全格局研究的重要方向。另外，有必要从诸多因素来考虑模型、方法、技术的集成研究，这包括区域空间特征与非空间特征等多个领域。生态安全格局涉及的因素多难度大，既有小尺度生态过程研究，又有区域内多系统的综合性研究，既有生态学研究，也涉及社会经济研究，如何选择适用的模型、方法与技术，高效集成使多个模型，并将其有机融合以解决具体的区域生态问题，需要大量的实践探索，才能更加客观的分析与优化区域生态安全格局。

图3 生态系统的内在机制与空间响应Figure 3 Internal mechanism and spatial response of ecosystem

（2）动态考量生态安全标准的量化研究。目前，学界对于生态安全标准的量化研究仍处反复探索阶段。生态资源的空间差异性可能导致相关生态安全标准的量化工作难以统一。目前，现有研究成果多基于不同的标准、目标和安全程度，构建差异化的生态安全格局，但欠缺相关效价评估，特别是相关定量评价研究不足。由于区域差异性较大，生态安全格局构建具有极强的针对性与特定性，应基于生态系统服务需求为生态系统构建提供定量依据（刘焱序等，2020）。可见，基于“生态系统服务供给—需求核算”的基础上评估生态安全状态，深入理解景观格局、过程与功能间相互作用机制，才能进一步确定自然生态过程的一系列阈值和安全层次。此外，同一区域的不同年份其安全标准量化也可能具有一定的差异性，相关量化研究需综合考虑区位的现实情况与时代特征，提出具有可实施性的生态安全目标。值得注意的是，生态安全标准的研究工作应实时审视与及时修正。随着社会经济的发展，生态与经济的矛盾也在不断演化，生态安全的标准也需随之调整。因此，基于时间与空间两大维度动态考量生态过程与生态安全标准的量化研究、基于动态生态过程建模和定量化考虑生态安全格局优化的时空动态以及发展趋势，为未来研究的热点和难点。

（3）各方利益博弈的现实执行研究。区域生态环境治理是一个综合性问题，需要整体性的治理框架。该框架应有效集成多目标功能，充分考量各利益相关者之间的沟通与博弈，在规划过程中平衡不同使用者的需求，才能合理制定治理框架。目前，生态安全格局规划理论研究较多，理论与实践相结合的实例研究较少，理论成果的实践推广力度有待加强。生态安全格局的实施与执行面临着众多的现实难题，各方利益博弈的现实执行困境是解决治理难题的关键。提高公众参与度、引导公众关注从短期经济效应转变为长期生态效益、均衡不同利益相关者间的利益冲突等方面均应纳入生态安全格局构建的考量范畴，进一步推进格局构建的人性化、操作性与执行力。因此，下一步工作应积极推进生态安全格局的实践应用研究，逐步加强区域生态安全规划的多方参与机制。未来格局构建应充分考量各方利益相关者的需求并进行定量评价，采取先进的管理手段更加人性化和便利化的构建区域生态安全格局，以改善规划结果的现实性和可持续性，是未来的研究关键与重点之一。

（4）生态安全预测、预警与调控管理的强化研究。生态监测、生态评估、生态预警是生态安全格局调控的关键技术支撑，能有效提升区域生态安全决策与管理的正确性，包括通过各类技术手段预测生态系统格局的变化趋势、驱动因素以及预警生态安全状态。例如，将RBF神经网络、GM（1, 1）模型等预测效果较好的数学模型与“3S”技术结合来监测生态安全，探究气候因素与人类活动对格局构建的影响机制与趋势预测。通过实证研究或长期定位监测技术来检验模型预测准确性，是生态安全动态评价研究重要方向。未来研究应基于3S技术的高效集成，结合多学科交叉融合的优势，充分发挥模型模拟的预测与验证功能，根据不同区域生态系统的空间差异特征选择不同的模型匹配，进一步开展生态安全的诊断与预警信号分级构建的相关研究。

（5）服务国家战略的生态安全格局构建研究。十九大报告对新时期生态文明建设作出了更高要求，全面阐述了加快生态文明体制改革、推进绿色科学发展、建设和谐美丽新中国的战略部署。生态安全格局构建应在生态文明建设中得到有效落实，并将其确立为生态系统保护与修复的重要途径与内容。当前，生态安全格局构建侧重于重点生态功能区的识别与体系研究，在国土空间规划中多关注数量结构上的优化配置，较少顾及生态安全领域的空间布局与功能优化。后续应进一步匹配国家战略层面需求，根据区域现实情况、格局形成机理、变化趋势、作用机制与技术方法，合理规划设计生态工程并进行有益干预。从维持与恢复生态功能和保护物种多样性角度出发，促使生态开发、生态修复、产业发展与资源环境承载力等多维契合，实现生态效益的最大化。未来研究遵循“生态安全格局—生态环境问题—保护修复任务措施”这一内生逻辑，从“三生空间”视角出发，有效耦合国土空间规划和生态环境综合治理体系，加强识别多功能廊道系统和生态安全关键区域、深化研究生态经济系统平衡、合理指导生态保护政策的调整与实施，构建更加科学严谨的生态安全格局，从而全面完善国家生态治理体系，服务国家发展建设需要，做到规划、管理、实施于一体的综合治理，从不同空间尺度解决区域内生态安全格局构建及环境治理等问题，为构建和谐、健康、可持续发展生态文明建设提供理论参考。