廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與評(píng)價(jià)*

蔣思敏，張青年，陶華超

(1. 廣州城市信息研究所有限公司，廣東 廣州 510665;2. 中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275)

廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與評(píng)價(jià)*

蔣思敏1，2，張青年1，陶華超1

(1. 廣州城市信息研究所有限公司，廣東 廣州 510665;2. 中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275)

構(gòu)建連接生態(tài)斑塊的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，有利于以有限的生態(tài)用地來(lái)保障區(qū)域生態(tài)安全。選取境內(nèi)生物多樣性豐富的生境斑塊，采用最小累積阻力模型模擬潛在生態(tài)廊道，構(gòu)建了廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，并對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連接度和土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：構(gòu)建的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)閉合度、網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)線率和網(wǎng)絡(luò)連接度高，成本比低；該網(wǎng)絡(luò)中以白云區(qū)、天河區(qū)、黃埔區(qū)三區(qū)交界處的森林公園群為關(guān)鍵生態(tài)節(jié)點(diǎn)，是北、中、南3部分景觀物質(zhì)交換的重要樞紐；北部森林遍布，生態(tài)斑塊面積大，廊道阻力普遍較小，而中南部受建設(shè)用地阻礙，斑塊小而且分散，廊道阻力相應(yīng)較大；整體上廊道的適宜寬度在100 m以內(nèi)。

最小累積阻力模型；阻力面；重力模型；生態(tài)網(wǎng)絡(luò)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程不斷提速，建設(shè)用地大量擴(kuò)張，自然植被和水域等生境趨于破碎化[1-2]。生態(tài)景觀的破碎化導(dǎo)致物種遷移困難，造成生物多樣性降低和部分生態(tài)功能喪失[3-5]。在自然棲息地破碎化和生態(tài)用地不斷被蠶食的背景下，通過(guò)生態(tài)廊道建設(shè)，將分散的生態(tài)斑塊連接起來(lái)，能有效地促進(jìn)動(dòng)物遷移、種子擴(kuò)散和基因流動(dòng)等生態(tài)過(guò)程在斑塊間的運(yùn)動(dòng)，從而以有限的生態(tài)用地保障區(qū)域生態(tài)安全[6-7]。目前，許多國(guó)家把生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建上升為各種自然保護(hù)規(guī)劃并得到實(shí)施[8-9]，起到了保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的作用[10]。

辨識(shí)斑塊間的生態(tài)廊道通常采用基于最小累積阻力模型(Minimum Cumulative Resistance model, MCR)的方法，國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者利用最小累積阻力模型與生態(tài)過(guò)程所對(duì)應(yīng)的距離閥值來(lái)辨識(shí)連接，進(jìn)一步構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[7,11-15]。該方法在國(guó)外常用于保護(hù)野生動(dòng)物自然棲息地的恢復(fù)，在國(guó)內(nèi)被較多地應(yīng)用于城市環(huán)境[16-18]。其中，對(duì)于建立阻力面，常用的方法是基于土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)為土地利用/覆蓋類型打分：①根據(jù)植被覆蓋度或植物群落多樣性評(píng)價(jià)土地適宜性[14]；②選擇代理物種，通過(guò)調(diào)研文獻(xiàn)獲取其生活習(xí)性，評(píng)估土地阻力值以及判斷斑塊連接的閥值[7]。另外，陳等利用景觀發(fā)展強(qiáng)度指數(shù)(土地利用開(kāi)發(fā)強(qiáng)度)構(gòu)建阻力面，減少專家評(píng)分的主觀性；這種方式對(duì)數(shù)據(jù)的要求較高，并且對(duì)于大范圍的建成區(qū)阻力評(píng)估是否必要采用此種參數(shù)也待考量；且他們特別強(qiáng)調(diào)了生態(tài)連通性的重要性，認(rèn)為重要連接性廊道對(duì)生態(tài)恢復(fù)有顯著影響[7]。綜上可知，阻力面的計(jì)算主觀較大，依據(jù)某一代理物種計(jì)算連通性指標(biāo)的方式由于指標(biāo)過(guò)于單一很少用于城市生態(tài)研究。

同時(shí)，該模型也常與圖論原理相結(jié)合，將景觀鑲嵌體中的斑塊和廊道分別抽象為圖模型中的節(jié)點(diǎn)和連接要素，能夠直觀地反映斑塊間的復(fù)雜聯(lián)系，并能結(jié)合地理與行為信息，較好的度量景觀的連通性[15]。

近年來(lái)，廣州的城市用地快速膨脹，使得城市生態(tài)格局趨于碎裂化和孤島化，城市內(nèi)關(guān)鍵的動(dòng)植物生境地區(qū)面臨極大威脅。本文基于生態(tài)學(xué)原理和圖論模型研究廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和評(píng)價(jià)，在考慮不同生境斑塊與景觀阻力(landscape impedance)的基礎(chǔ)上，采用最小累積阻力模型生成潛在廊道，并基于重力模型對(duì)生態(tài)斑塊間相互作用力和廊道利用率進(jìn)行定量分析，構(gòu)建了廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，并利用α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù)和成本比分析了網(wǎng)絡(luò)的連接度和連通效率，最后基于廊道寬度分析了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的土地利用結(jié)構(gòu)，認(rèn)為本文構(gòu)建的廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，可以為廣州市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)提供借鑒和參考。

1 研究區(qū)概況

本文以廣州市為研究區(qū)，地理范圍是東經(jīng)112°57′ - 114°03′，北緯22°26′ -23°56′。廣州市地處珠江三角洲的北緣，瀕臨南海，總面積約為7 434km2。地勢(shì)東北高、西南低，北部是森林集中的丘陵山區(qū)，中部多丘陵盆地，南部為沿海沖積平原。境內(nèi)河流水系發(fā)達(dá)，珠江和其他支流貫穿整個(gè)廣州，水域占全市土地面積的10%。

廣州境內(nèi)交通道路網(wǎng)非常發(fā)達(dá)，貫通廣東省內(nèi)97%以上的縣、市、鎮(zhèn)并接鄰近省市的公路網(wǎng)絡(luò)。廣州市人口多數(shù)集中在舊城區(qū)，中心4區(qū)(越秀、荔灣、天河、海珠)常住人口密度達(dá)到18 113人/km2。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為3類：地表覆蓋數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)、矢量道路數(shù)據(jù)。其中地表覆蓋數(shù)據(jù)來(lái)自2010年的全球30m地表覆蓋數(shù)據(jù)集(GlobeLand30 - 2010)，所截取的廣州市有耕地、林地、草地、灌叢帶、水體及建設(shè)用地6類土地利用信息；數(shù)字高程數(shù)據(jù)為30m分辨率的ASTERGDEM，下載于地理空間數(shù)據(jù)云。生態(tài)廊道的寬度通常在30m以上甚至達(dá)到數(shù)百米，因此30m的分辨率足以用于正確識(shí)別所有重要廊道和重要源節(jié)點(diǎn)。道路數(shù)據(jù)來(lái)自廣州市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，共分為3種：國(guó)道、省道和縣道，公路通車?yán)锍碳s為3 800km。

2.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法

2.2.1 選擇源斑塊 很多文獻(xiàn)強(qiáng)調(diào)了源斑塊重要性[12, 19]，基于生態(tài)理論，“源”是促進(jìn)景觀過(guò)程發(fā)展的景觀組分，可以由被保護(hù)物種或現(xiàn)存生境構(gòu)成[20-21]。根據(jù)廣州市的自然生態(tài)特點(diǎn)和針對(duì)建成區(qū)固守生態(tài)線的目標(biāo)，本文將建成區(qū)內(nèi)部與周邊自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園、綠地公園等動(dòng)植物種族群落完整的區(qū)域確定為重要生境斑塊。然后根據(jù)重要生境斑塊的分布和物種多樣性豐富程度，選取15個(gè)大型生境斑塊作為區(qū)域生物多樣性的源斑塊，分為北、中、南3個(gè)片區(qū)。北片包含源斑塊1-9，區(qū)內(nèi)森林覆蓋率高；中片包含源斑塊10-13，區(qū)內(nèi)遍布建設(shè)用地；南片包含源斑塊14-15，處于沖積平原之上(圖1)。源斑塊面積共781.83km2，約占研究區(qū)總面積的11%。這些斑塊是區(qū)域生物物種的聚集地，是物種生存繁衍的重要棲息地，具有極為重要的生態(tài)意義。

2.2.2 構(gòu)建景觀阻力面 各種生物在景觀中的遷移和流動(dòng)需要克服下墊面和土地覆蓋等因素決定的景觀阻力才能實(shí)現(xiàn)，景觀阻力在空間上的分布是不均一的。地形和土地利用是影響景觀阻力的兩個(gè)主要因素，地形坡度、地面高程和土地利用類型的差異導(dǎo)致景觀阻力在空間分布上的巨大變化。城市化地區(qū)道路網(wǎng)密集，對(duì)景觀單元起到切割和分隔的作用，因此，本文在地形和土地利用因素之外還引入了道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，具體分析時(shí)將道路作為一種特殊土地利用類型予以處理。

各種景觀要素對(duì)物種運(yùn)動(dòng)所造成的阻力是有差別的，大多數(shù)的阻力值設(shè)定是相對(duì)主觀的。以往的研究表明[22-24]，大部分研究常把生態(tài)服務(wù)功能最高的物種生境區(qū)的阻力值設(shè)為1，而物種最難或無(wú)法穿過(guò)的景觀區(qū)域設(shè)為100，其他景觀類型的賦值介于兩者之間。本文參考前人研究的阻力賦值模擬計(jì)算廣州市阻力面，發(fā)現(xiàn)與實(shí)際情況有較大差距，尤其是在荒野地區(qū)反而出現(xiàn)阻力偏大現(xiàn)象。因此，結(jié)合廣州市實(shí)際物種與地理地貌特征分析得出，在海洋性亞熱帶季風(fēng)性氣候與低海拔條件下，絕大多數(shù)物種對(duì)坡度與高程因素并不敏感；而且由于耕地的人工影響過(guò)大，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)一年中多次更替，對(duì)大范圍生態(tài)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)并沒(méi)想象中好。通過(guò)多次模擬阻力面，最終確定各類阻力因子的權(quán)重值分別為：土地利用0.65、高程0.06、坡度0.29時(shí)取得最符合實(shí)際的擬合結(jié)果。其中，為了將不同類型障礙因素的影響力標(biāo)準(zhǔn)化，均采用1～100的初始賦值，再結(jié)合權(quán)重值標(biāo)定不同因素的最終影響力，具體因素阻力賦值如下(表1)。

計(jì)算綜合景觀阻力值時(shí)，采用計(jì)算公式：

(1)

式(1)中，Ri指景觀單元i的阻力值；Cij指景觀單元i對(duì)應(yīng)的阻力因子j的阻力值；Wij指景觀單元i對(duì)應(yīng)的阻力因子j的權(quán)重值；n指源的總數(shù)。通過(guò)上式對(duì)各景觀類型圖層進(jìn)行加權(quán)疊加運(yùn)算來(lái)修正耗費(fèi)成本圖，進(jìn)而生成景觀阻力圖(圖2)。

2.2.3 識(shí)別重要生態(tài)廊道 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)由斑塊節(jié)點(diǎn)和將其相連的廊道構(gòu)成。建立生態(tài)廊道是景觀生態(tài)規(guī)劃的重要方法，廊道的構(gòu)建可以增強(qiáng)景觀組分之間的聯(lián)系和防護(hù)功能[25]。最小累積阻力模型是耗費(fèi)距離模型的一個(gè)衍生應(yīng)用，其基于圖論的原理，可用來(lái)識(shí)別與選取生態(tài)功能節(jié)點(diǎn)之間的最小耗費(fèi)方向和路徑[15, 26]，該模型如下：

(2)

式(2)中，MCR指最小累積阻力值；Dij指源j到景觀單元i的空間距離；Ri指景觀單元i的阻力值。通過(guò)該模型得到研究區(qū)城市生態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)的潛在廊道結(jié)構(gòu)，共120條廊道。剔除其中經(jīng)過(guò)建成區(qū)等不可靠以及冗余廊道，得到一個(gè)備選綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖3)。

表1 不同景觀類型與不同地形因子級(jí)別的阻力值

圖2 廣州市下墊面阻力圖Fig.2 Resistance surface of Guangzhou

生態(tài)廊道是兩個(gè)生態(tài)斑塊之間的連接通道，其有效性和重要性可用生態(tài)斑塊之間的相互作用力強(qiáng)度進(jìn)行度量[27]。在最短路徑生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，基于重力模型計(jì)算各個(gè)斑塊兩兩之間的相互作用力(表2)，定量評(píng)價(jià)每條廊道建設(shè)的重要程度，判定廊道的相對(duì)重要性[28]。重力模型計(jì)算公式如下：

(3)

式(3)中，Gab指源a與源b之間的相互作用力；Na(Nb)指源a(b)的權(quán)重值，本文直接以源面積的標(biāo)準(zhǔn)化值作為其權(quán)重值；Dab指源a與源b間潛在廊道阻力的標(biāo)準(zhǔn)化值。

在圖3所示的備選網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，本文選取吸引力大于0.3的路徑作為生態(tài)廊道，構(gòu)建出一個(gè)優(yōu)化的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖4a)。該網(wǎng)絡(luò)中仍然包含有較多的廊道。作為對(duì)比，在該網(wǎng)絡(luò)中去掉吸引力相對(duì)較小的廊道，保留吸引力大的主干廊道，分別構(gòu)建分支生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖4b)和環(huán)形生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖4c)。

3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析

3.1 連接度評(píng)價(jià)

生態(tài)廊道與所有生態(tài)節(jié)點(diǎn)的連接程度稱作網(wǎng)絡(luò)連接度，是表示網(wǎng)絡(luò)連接性和復(fù)雜性的一個(gè)量度指標(biāo)。在一系列評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，常用的指標(biāo)有：α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù)和成本比。

α指數(shù)又稱網(wǎng)絡(luò)閉合度，是指網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)回路的程度。其變化范圍介于0～1之間，當(dāng)α=0時(shí)表示網(wǎng)絡(luò)中不存在回路，當(dāng)α=1時(shí)表示網(wǎng)絡(luò)中的回路數(shù)目已達(dá)到最大限度。回路能提高網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部景觀流動(dòng)的連通性，提升景觀功能。

圖3 廣州市潛在生態(tài)廊道(備選生態(tài)網(wǎng)絡(luò))Fig.3 Potential ecological corridors in Guangzhou (alternative ecological network)

表2 基于重力模型計(jì)算的斑塊間的相互作用矩陣

Table 2 Node interaction (G) based on the gravity model

斑塊號(hào)23456789101112131415180 54244 2736 8716 429 7734 707 533 380 930 450 610 530 310 092125 2072 912 641 124 421 260 530 180 090 130 110 070 02340 354 402 087 932 070 890 280 140 190 170 100 0341 720 712 810 820 340 120 060 090 070 050 02530 4657 6779 725 501 460 700 940 840 470 14641 5813 052 420 440 190 260 240 120 03739 1783 584 391 662 122 310 080 1983 110 920 430 580 530 280 0891 120 390 530 290 130 03104 413 641 420 240 041121 664 410 250 03123 440 320 05130 300 04140 14

圖4 廣州市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案Fig.4 Construction plan of ecological network in Guangzhou

β指數(shù)又稱網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)線率，是指網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均連線數(shù)，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。其變化范圍在0～3之間，當(dāng)β=0時(shí)表示無(wú)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在；當(dāng)β=1時(shí)表示網(wǎng)絡(luò)呈“樹(shù)”狀，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)極不完善；當(dāng)β=2時(shí)網(wǎng)絡(luò)呈方格狀，結(jié)構(gòu)比較完善；當(dāng)β=3時(shí)網(wǎng)絡(luò)呈方格十字對(duì)角線狀，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完善。

γ指數(shù)又稱網(wǎng)絡(luò)連接度，是指網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)被連接的程度。其變化范圍介于0～1之間，當(dāng)γ=0時(shí)表示沒(méi)有節(jié)點(diǎn)相連，當(dāng)γ=1時(shí)表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)都彼此相連。

成本比是指網(wǎng)絡(luò)平均消費(fèi)成本，用來(lái)反映網(wǎng)絡(luò)的有效性。

(4)

(5)

(6)

成本比(CostRatio)=1-(L/d)

(7)

式(4)- (7)中，L為廊道數(shù)，V為節(jié)點(diǎn)數(shù)，d為網(wǎng)絡(luò)中所有廊道的阻力和。

表4 研究區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接度指標(biāo)數(shù)據(jù)

從表4的指標(biāo)分析可知，由105條廊道構(gòu)成的備選網(wǎng)絡(luò)中，各項(xiàng)指標(biāo)均處于理想狀態(tài)，復(fù)雜度最高，連通度也最大，最有利于斑塊與斑塊之間的物種遷移。但備選生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的廊道數(shù)量大，需要安排大量生態(tài)用地，建設(shè)成本高。其他生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)指標(biāo)均低于備選生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，各項(xiàng)指標(biāo)的排序均為：分支生態(tài)網(wǎng)絡(luò)<環(huán)形生態(tài)網(wǎng)絡(luò)<優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)<理想值。

從分支生態(tài)網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，γ指數(shù)為0.36，每個(gè)源都納入網(wǎng)絡(luò)中，確保了一定的連通性。但α指數(shù)為0，網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有回路，景觀流動(dòng)性差。β指數(shù)為0.93，接近于1，從圖4b中也能看出廊道整體構(gòu)成了“Y”字形的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)，其關(guān)鍵的斑塊為分岔點(diǎn)源斑塊7，該斑塊地跨白云、天河和黃埔三區(qū)，聚集了天鹿湖森林公園、龍洞森林公園、火爐山森林公園、帽峰山森林公園和銅鑼灣生態(tài)旅游景區(qū)，在所有源斑塊中面積最大。

從環(huán)形生態(tài)網(wǎng)絡(luò)上看，廊道數(shù)、α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù)相比分支網(wǎng)絡(luò)要高，源節(jié)點(diǎn)的連接度優(yōu)于分支網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)生態(tài)效能高。由于廣州市北部森林覆蓋率高，廊道兩端節(jié)點(diǎn)的吸引力大，選取的廊道多，形成多個(gè)環(huán)形回路；中部建設(shè)用地遍布導(dǎo)致廊道阻力大，選取的廊道少，其內(nèi)部并未形成回路；南部則只有一條線狀分支(圖4c)。從網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)來(lái)看，斑塊7仍然是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，中南部各個(gè)源斑塊與北部源斑塊之間的景觀物質(zhì)交換需要經(jīng)過(guò)斑塊7中轉(zhuǎn)樞紐來(lái)完成。由于該網(wǎng)絡(luò)的廊道平均長(zhǎng)度大，其成本比為最高(0.73)，需要進(jìn)一步優(yōu)化。

優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)接近于環(huán)形生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。從圖4a可看出，廣州市北部源斑塊面積較大，各源節(jié)點(diǎn)在空間上均勻分布，廊道分布大致呈星形結(jié)構(gòu)，較少有廊道交叉；中部源斑塊面積小，零散分布在建設(shè)用地的包圍之中，廊道走向基本與河流和綠道一致，廊道在斑塊11附近有一些交叉；南部由于建設(shè)用地和河流阻礙作用，導(dǎo)致其內(nèi)部斑塊無(wú)法與中北部斑塊連接成回路，使得連通性在一定程度上受阻。從指數(shù)角度看，α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù)分別為0.76、2.20、0.85，最接近于理想值。其廊道連接數(shù)為33條，比環(huán)形生態(tài)網(wǎng)絡(luò)要豐富，但成本比卻很接近(0.72)，這說(shuō)明在對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)支撐需求適中的條件下保持了較高的連通度和復(fù)雜性，為最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。

3.2 廊道土地利用結(jié)構(gòu)分析

最小累積阻力模型生成的網(wǎng)絡(luò)只是無(wú)寬度的概念網(wǎng)絡(luò)，而實(shí)際建設(shè)的生態(tài)廊道應(yīng)該要有一定寬度，才能發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)價(jià)值，保護(hù)生物多樣性。一般地，隨著寬度的增加，環(huán)境的異質(zhì)性增強(qiáng)，進(jìn)而造成物種多樣性的增加，但寬度對(duì)物種數(shù)量的影響效應(yīng)是不一致的[29]。根據(jù)前人的研究成果，以優(yōu)化的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖4a)為基礎(chǔ)，通過(guò)緩沖區(qū)空間分析，分別得到以30、60、100、200和600m為廊道寬度的各緩沖帶內(nèi)耕地、林地、草地、水體、建設(shè)用地、道路的土地利用構(gòu)成(表5)。

表5 不同廊道寬度內(nèi)土地利用率

圖5 不同廊道寬度內(nèi)土地利用構(gòu)成折線圖(不含林地)Fig.5 A line chart of land use structure of different corridor widths (excluding forest land)

根據(jù)生態(tài)廊道緩沖分析(圖5)，區(qū)域內(nèi)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)主要構(gòu)成要素為林地，其次為耕地。隨著廊道變寬，林地面積不斷減少，其他地類面積相應(yīng)增加，但林地面積基本保持占總面積的50%以上(表5)。由于生態(tài)廊道大多為人類活動(dòng)影響較弱的地區(qū)，在一定寬度內(nèi)建設(shè)用地和道路所占比例很小。通過(guò)對(duì)生態(tài)廊道不同緩沖距離的分析可以看出，在較窄廊道寬度(如30m)下，生態(tài)用地(林地和草地)占主要部分，所占比例接近90%。但在緩沖區(qū)達(dá)到200m及以上時(shí)，建設(shè)用地和耕地面積迅速增加(圖5)，明顯降低了生態(tài)廊道的整體質(zhì)量，說(shuō)明廣州市內(nèi)適于修建100m以內(nèi)的廊道。

4 結(jié) 論

本文結(jié)合廣州綠地斑塊的分布及景觀表面的地形和土地覆蓋阻力，構(gòu)建了廣州市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系。優(yōu)化后的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)含15個(gè)生態(tài)節(jié)點(diǎn)和33條生態(tài)廊道，網(wǎng)絡(luò)的閉合度、連接度和點(diǎn)線率高，成本比低，整體上廊道的適宜寬度保持在100m以內(nèi)。其北部片區(qū)的節(jié)點(diǎn)面積大，廊道聯(lián)系緊密；中、南部片區(qū)森林面積小，南部片區(qū)尚未形成環(huán)形回路。值得注意的是北部片區(qū)增城區(qū)內(nèi)南部生境破碎趨勢(shì)明顯，在當(dāng)前恢復(fù)成本低的情況下亟需保護(hù)關(guān)鍵源斑塊；南部片區(qū)番禺區(qū)境內(nèi)生境小而孤立，亟需連通到較好的生境斑塊加以恢復(fù)。因此，需要在搶救建成區(qū)內(nèi)生境的同時(shí)嚴(yán)格保護(hù)建成區(qū)邊緣功能性尚好的生境；并且由于數(shù)據(jù)的延遲，實(shí)際破碎度會(huì)更大，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的完善工作刻不容緩。

研究中還存在一些局限。其一是缺少現(xiàn)狀生境的詳細(xì)資料，僅能利用遙感數(shù)據(jù)確定其空間范圍。其二是水域的阻力賦值偏大并且沒(méi)有體現(xiàn)出各個(gè)水體的差異，主要是利用生態(tài)完好區(qū)域平衡了這種偏差，但不同區(qū)域的水體的阻力值實(shí)際上是存在差別的。這些都需要依據(jù)更翔實(shí)的資料進(jìn)行分析。

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Construction and evaluation of green space ecological network in Guangzhou

JIANGSimin1,2,ZHANGQingnian1,TAOHuachao1

(1. Digital Cities Institute, Guangzhou 510665, China；2. School of Geography and Planning, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China)

Constructing green space ecological network to link the dispersed important ecological patches is an effective way to use limited ecological land for protection of regional ecological security. The biodiversity-rich habitat patches with the minimum cumulative resistance model was chosen to simulate the potential ecological corridors, establish recommended ecological network, and evaluate their connectivity and land use structure. The results show that the ecological network established in this project is very similar to the structure of the ring network, and can meet the actual circs. The forest park group located in the border region of Baiyun, Tianhe and Huangpu, as the key network node, is an important hub for exchanging landscape material among the north, central, and south of the study area. The northern part of dense forest in Guangzhou has a larger area of ecological patches and smaller resistance of ecological corridor. Due to intense development and construction, the central and southern Guangzhou have smaller areas of ecological patches that are scattered and larger ecological corridor resistance, with the appropriate width of the corridor less than 100 m.

Minimum Cumulative Resistance model; resistance surface; the gravity model; ecological network

10.13471/j.cnki.acta.snus.2016.04.025

2015-08-29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40971210，41431178)

蔣思敏(1992年生)，女;研究方向：城市GIS與空間信息服務(wù)；通訊作者：張青年；E-mail:zqnzsu@163.com

P901；X826

A

0529-6579(2016)04-0162-09