安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局演變與管控研究

李珊珊,李久林

1.合肥工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限公司規(guī)劃二分院，安徽合肥，230002；2.南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，江蘇南京，210093；3.安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽合肥，230022

在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題不斷凸顯，大量的人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的強(qiáng)烈干擾成為21世紀(jì)區(qū)域社會(huì)—生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的新挑戰(zhàn)[1]。十九大報(bào)告中明確提到生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)已確定為國(guó)家戰(zhàn)略?xún)?nèi)容。

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究源自18世紀(jì)歐洲。20世紀(jì)70年代，該詞在生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域關(guān)于結(jié)構(gòu)與連接的研究被提出。景觀生態(tài)學(xué)角度認(rèn)為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從景觀軸線(xiàn)、綠帶、綠道、綠道網(wǎng)絡(luò)至生態(tài)網(wǎng)絡(luò)漫長(zhǎng)的研究歷程，并指出生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是生境破碎條件下生境的空間組織方式[2-3]。通過(guò)關(guān)鍵詞方式對(duì)CSSCI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，我國(guó)最早在20世紀(jì)90年代開(kāi)始開(kāi)展生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究。學(xué)者們對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究著重于概念、研究方法、案例分析等，研究角度向生態(tài)廊道、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、生態(tài)節(jié)點(diǎn)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局等方向發(fā)散。研究方法包括指標(biāo)最優(yōu)化模型、適宜性/敏感性評(píng)價(jià)模型和生態(tài)過(guò)程模型等。例如，張遠(yuǎn)景和俞濱洋基于景觀生態(tài)學(xué)“斑塊—廊道—基質(zhì)”理論，運(yùn)用GIS技術(shù)和CA-Marcov模型對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局進(jìn)行模擬優(yōu)化[4]。王成新等運(yùn)用形態(tài)學(xué)空間格局分析方法(MSPA)構(gòu)建生態(tài)廊道和踏腳石連接破碎生境，形成完整的景觀和生物棲息地網(wǎng)絡(luò)[5]。目前應(yīng)用最小累積阻力模型研究生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局多是以建構(gòu)為主要內(nèi)容。對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局的演變趨勢(shì)，疊加土地利用現(xiàn)狀并對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)與管控的內(nèi)容較少，因此進(jìn)行生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局長(zhǎng)時(shí)間跨度的比較分析，提出土地利用的行為控制和生態(tài)效益提升建議，對(duì)于優(yōu)化城鄉(xiāng)生態(tài)空間布局具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

本文利用生態(tài)安全評(píng)價(jià)方法，結(jié)合最小累積阻力模型(MCR)，構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局，分析安慶市2005年和2017年的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局變化，在此基礎(chǔ)上疊加土地利用現(xiàn)狀，提出生態(tài)網(wǎng)絡(luò)管控的相關(guān)策略。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

安慶市位于安徽省西南部，長(zhǎng)江中下游北岸，市區(qū)位于市域東部，轄桐城市、潛山市2個(gè)縣級(jí)市和懷寧、樅陽(yáng)、望江、太湖、宿松、岳西6個(gè)縣，總面積13 539平方公里，總?cè)丝?61萬(wàn)。北部大別山山區(qū)海拔高，植被覆蓋率高；南部地區(qū)地勢(shì)較低，是人類(lèi)活動(dòng)的主要區(qū)域，河流湖泊分布較為密集，長(zhǎng)江流經(jīng)安慶市境內(nèi)243公里，為典型的山水型城市[6]。

1.2 研究材料與來(lái)源

研究材料主要來(lái)源于《安慶市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》《安慶市城市總體規(guī)劃(2010—2030年)》《安慶市水資源綜合規(guī)劃》及《安慶市地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃(2016—2020年)》，從中提取了2005年和2017年土地利用現(xiàn)狀矢量數(shù)據(jù)，在ArcGIS平臺(tái)上進(jìn)行校準(zhǔn)和矢量化處理后用于以下分析。

1.3 研究方法

1.3.1 生態(tài)安全評(píng)價(jià)分析

生態(tài)安全評(píng)價(jià)分析是在生態(tài)敏感性與生態(tài)干擾性評(píng)價(jià)分析相疊加的基礎(chǔ)上，獲得生態(tài)安全評(píng)價(jià)的分析結(jié)果[7]。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分析結(jié)合安慶區(qū)域特征，選取5個(gè)一級(jí)生態(tài)敏感因素：地形地貌、水文資源、土地利用、生態(tài)資源和自然災(zāi)害，深化研究為12個(gè)二級(jí)生態(tài)敏感因子，確定因子的權(quán)重，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)和綜合疊加評(píng)價(jià)，形成生態(tài)敏感性的空間分布[8]。生態(tài)干擾是結(jié)合安慶市本地情況，針對(duì)道路交通環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境、生態(tài)要素環(huán)境3個(gè)以人類(lèi)活動(dòng)為主的生態(tài)干擾一級(jí)因素與8個(gè)干擾評(píng)價(jià)二級(jí)因子進(jìn)行綜合分析。

1.3.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局構(gòu)建

選取生態(tài)安全評(píng)價(jià)分析中的高安全區(qū)與較高安全區(qū)作為生態(tài)“源”，即生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局的核心區(qū)域，采用由Knaapen提出的最小累積阻力模型(MCR)[9-10]，參考前人研究成果獲得不同土地類(lèi)型的阻力系數(shù)值[11](表1)，運(yùn)用ArcGIS10.2軟件距離分析模塊[12]，獲得生態(tài)保護(hù)源地最小累積阻力面。

表1 不同土地類(lèi)型的生態(tài)阻力值

在此基礎(chǔ)上，通過(guò)ArcGIS10.2軟件中的成本距離方法，得到生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的組成部分，包括戰(zhàn)略點(diǎn)、核心廊道和潛在廊道[13]。戰(zhàn)略點(diǎn)是聯(lián)系“源”之間，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)連通上起著關(guān)鍵作用的相交點(diǎn)[14]。核心廊道是連接戰(zhàn)略點(diǎn)的最重要的廊道，也是兩“源”之間的阻力低谷。潛在廊道是分布在“源”周邊的低阻力谷線(xiàn)，有可能建立生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通的潛在可能[15]。通過(guò)對(duì)比2005年和2007年的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，得出核心保護(hù)型、維護(hù)提升型、潛在補(bǔ)充型的戰(zhàn)略點(diǎn)與廊道，同時(shí)對(duì)安慶市土地利用進(jìn)行有效的控制與引導(dǎo)。

2 安慶市域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及其演變

2.1 生態(tài)安全評(píng)價(jià)分析

對(duì)安慶市現(xiàn)有生態(tài)資源的生態(tài)敏感性與生態(tài)干擾性評(píng)價(jià)疊合分析，得出安慶市生態(tài)安全評(píng)價(jià)圖，分為高安全區(qū)、較高安全區(qū)、中安全區(qū)、較低安全區(qū)和低安全區(qū)，見(jiàn)圖1。其中，生態(tài)高安全區(qū)的面積為32.82 hm2，占總體面積的24.24%；生態(tài)較高安全區(qū)的面積為34.70 hm2，占總體面積的25.63%。高安全區(qū)與較高安全區(qū)主要分布于西北部大別山脈和東南部大龍山脈、長(zhǎng)江、龍感湖、黃湖等區(qū)域，是生態(tài)安全的核心區(qū)域，作為最小累積阻力模型中的“源”。

圖1 安慶市生態(tài)安全評(píng)價(jià)圖

2.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局構(gòu)建

2.2.1 2005年安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局建構(gòu)

2005年，安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)生成10個(gè)戰(zhàn)略點(diǎn)，核心廊道15條(圖2)。在此基礎(chǔ)上識(shí)別分布在“源”周邊的低阻力谷線(xiàn)作為潛在廊道，提取潛在廊道19條。由此可看出，2005年核心廊道分布較為松散，呈現(xiàn)中斷的線(xiàn)性格局，“源”之間關(guān)聯(lián)度低?？傮w上，安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局分為西北、東南和東北三個(gè)片區(qū)結(jié)構(gòu)。西北片區(qū)以大別山脈為主，基本上是整片區(qū)域的林地覆蓋，故進(jìn)行生態(tài)“源”識(shí)別時(shí)，將此作為一個(gè)整體。龍感湖、黃湖、泊湖等水域?yàn)橹鞯臇|南片區(qū)內(nèi)部聯(lián)系度是三個(gè)片區(qū)中最高的，基本形成外環(huán)狀生態(tài)廊道，但由外到內(nèi)的滲透度不夠。東北片區(qū)以大龍山區(qū)、嬉子湖、破罡湖為主，內(nèi)部生態(tài)聯(lián)系度不高，核心廊道聯(lián)系度低，沒(méi)有形成環(huán)狀或網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)中斷性。從西北、東南和東北三個(gè)片區(qū)之間聯(lián)系程度來(lái)看，聯(lián)系度較緊密的是東南片區(qū)與東北片區(qū)，有兩條核心廊道相連；次之是西北片區(qū)與東南片區(qū)，有一條核心廊道相連；西北片區(qū)與東北片區(qū)聯(lián)系度最差，沒(méi)有核心廊道聯(lián)系，僅潛在廊道有方向上的延伸。由此可見(jiàn)，片區(qū)之間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系較為脆弱。

圖2 2005年安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局圖

2.2.2 2017年安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局建構(gòu)

2017年，安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)生成22個(gè)戰(zhàn)略點(diǎn)，核心廊道38條，識(shí)別分布在“源”周邊的低阻力谷線(xiàn)，生成潛在廊道15條(圖3)。由圖可知，兩個(gè)戰(zhàn)略點(diǎn)之間不再只有一條核心廊道連接，而是有多條核心廊道相聯(lián)系，廊道分布較為密集，市域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局的平衡性和滲透性都較好，呈現(xiàn)出連通交織的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。從西北、東南和東北三個(gè)片區(qū)之間聯(lián)系程度來(lái)看，聯(lián)系度最緊密的是西北片區(qū)與東南片區(qū)，有6條核心廊道相連；其次是東南片區(qū)與東北片區(qū)，有3條核心廊道相連；西北片區(qū)與東北片區(qū)有一條核心廊道相連，片區(qū)間的生態(tài)聯(lián)系都有所上升。

圖3 2017年安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局圖

2.3 2005年和2017年安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局圖比較

將2005年和2017年安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)相比較，可知市域范圍的戰(zhàn)略點(diǎn)增長(zhǎng)了12個(gè)，核心廊道上升了23條，潛在廊道下降了4條。戰(zhàn)略點(diǎn)和核心廊道上升最明顯的是東南片區(qū)，戰(zhàn)略點(diǎn)從7個(gè)上升至12個(gè)，核心廊道從10條上升至16條，戰(zhàn)略點(diǎn)和核心廊道分布從外環(huán)向片區(qū)內(nèi)部滲透，2017年，這一片區(qū)更注重內(nèi)部湖泊和河流之間網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系與溝通，連接度和緊密度顯著上升，已形成較好的生態(tài)通道，是安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最為穩(wěn)定的區(qū)域。增長(zhǎng)次之的是西北片區(qū)，戰(zhàn)略點(diǎn)和核心廊道往東南片區(qū)、東北片區(qū)方向延伸，西北片區(qū)近年大量耕地轉(zhuǎn)為林地，使得這一片區(qū)生態(tài)用地的完整性和緊密度提高。東北片區(qū)戰(zhàn)略點(diǎn)和核心廊道整體上有略微上升，從2005年的中斷性分布轉(zhuǎn)變?yōu)橥猸h(huán)狀分布，但是安慶市區(qū)區(qū)域的核心廊道有減少，滲透度降低，這一片區(qū)也是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)最不穩(wěn)定的片區(qū)，大量的林地和水域由于城市擴(kuò)張轉(zhuǎn)為建設(shè)用地。片區(qū)之間的聯(lián)系度上，三大片區(qū)的聯(lián)系度都有所上升，特別是從2005年枝狀格局變?yōu)?017年環(huán)狀連通的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，這對(duì)于維持安慶市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局具有重要的作用[16]。

3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的管控與引導(dǎo)

比較2005年和2017年的變化，分析出核心保護(hù)型、維護(hù)提升型、潛在補(bǔ)充型三類(lèi)戰(zhàn)略點(diǎn)與廊道(圖4)。其中，核心保護(hù)型主要是指在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中連通起突出作用的戰(zhàn)略點(diǎn)與核心廊道[17]；維護(hù)提升型是指由于用地變化使戰(zhàn)略點(diǎn)與核心廊道中面臨威脅的節(jié)點(diǎn)與廊道；潛在補(bǔ)充型主要是指潛在廊道，這部分網(wǎng)絡(luò)分布在區(qū)域聯(lián)系空白的區(qū)域。同時(shí)將安慶市2017年土地利用現(xiàn)狀與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局疊加，對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)有重要意義用地，提出有效控制與引導(dǎo)建議。

核心保護(hù)型的戰(zhàn)略點(diǎn)與廊道分布在大別山、龍感湖、泊湖和長(zhǎng)江的外圍關(guān)鍵連接處，這類(lèi)土地利用突出強(qiáng)調(diào)斑塊形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性，按照遵循生態(tài)功能不降原則嚴(yán)格管控。針對(duì)現(xiàn)狀生態(tài)保護(hù)存在威脅或?qū)Νh(huán)境造成污染的產(chǎn)業(yè)用地，依環(huán)保部門(mén)要求立即清退遷出，并恢復(fù)其生態(tài)功能。

維護(hù)提升型的戰(zhàn)略點(diǎn)與廊道分布在黃湖、泊湖、嬉子湖等周邊連接處重大生態(tài)節(jié)點(diǎn)，土地利用強(qiáng)調(diào)生態(tài)維護(hù)為重點(diǎn)[18]，推進(jìn)區(qū)內(nèi)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)并加以生態(tài)提升方面的控制與指引。按照生態(tài)提升為主、相關(guān)建設(shè)為輔的原則，突出強(qiáng)調(diào)區(qū)內(nèi)生態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性與生態(tài)空間的連續(xù)性，提升生態(tài)系統(tǒng)功能。

潛在補(bǔ)充型的戰(zhàn)略點(diǎn)與廊道分布在武昌湖與白崖寨之間以及大別山區(qū)與大龍山脈之間大片耕地中。重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)空間的延續(xù)和相關(guān)建設(shè)的生態(tài)治理，生態(tài)補(bǔ)充為原則，允許符合生態(tài)功能保護(hù)方向的建設(shè)活動(dòng)。以生態(tài)維護(hù)為重點(diǎn)，推進(jìn)區(qū)域內(nèi)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)；涉及到的大量農(nóng)林生態(tài)用地內(nèi)，應(yīng)適當(dāng)提升農(nóng)業(yè)空間中的生態(tài)結(jié)構(gòu)與比例，優(yōu)化生態(tài)功能，增強(qiáng)區(qū)內(nèi)生態(tài)林地以及水系的連通。

4 結(jié)論與討論

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)富有網(wǎng)絡(luò)化的高度連接和交叉結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)現(xiàn)生物流的傳送與運(yùn)輸，加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)與物種多樣性的穩(wěn)定具有重要意義[19]。通過(guò)對(duì)安慶市兩年市域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局進(jìn)行演變分析得出，相比2005年，2017年安慶市域范圍生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局表現(xiàn)出“整體網(wǎng)絡(luò)密度提高、片區(qū)間獨(dú)立性降低、片區(qū)內(nèi)部滲透度增強(qiáng)”的演變特征；2017年，市域范圍戰(zhàn)略點(diǎn)和核心廊道的數(shù)量相比2005年增長(zhǎng)了一倍以上，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連接性顯著提高；西北片區(qū)、東南片區(qū)與東北片區(qū)之間不再是相對(duì)分散的組團(tuán)，從枝狀的空間分布向環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；除東北片區(qū)的安慶市區(qū)滲透度降低外，其他片區(qū)網(wǎng)絡(luò)的嵌入程度都有不同程度的提升，注重生態(tài)“源”之間從外部到內(nèi)部的交流與傳遞。在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局演變的基礎(chǔ)上，對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，采取“建—管”一體的調(diào)控措施，對(duì)核心保護(hù)型、維護(hù)提升型、潛在補(bǔ)充型的戰(zhàn)略點(diǎn)與廊道，從土地性質(zhì)、建設(shè)行為入手，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)格局優(yōu)化，這對(duì)于安慶市土地利用管理和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)效益提升具有重要指導(dǎo)作用。

此外，本文尚存如下問(wèn)題待進(jìn)一步研究：在對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)演變進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)于演變的具體原因還需進(jìn)一步探究；對(duì)于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的管控與引導(dǎo)，具體的城鄉(xiāng)規(guī)劃和土地利用的結(jié)合還需進(jìn)一步設(shè)計(jì)。生態(tài)效益的提升需要全局性的戰(zhàn)略和政策指導(dǎo)以及用地性質(zhì)和功能轉(zhuǎn)變，更需要生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)并進(jìn)。