基于MSPA的市域尺度綠色基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及應(yīng)用
——以四川省主要城市為例

謝于松

王倩娜*

羅言云

1 背景

中國(guó)諸多城市面臨因城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快而導(dǎo)致的景觀破碎化、耕地林地減少、生物多樣性退化，以及環(huán)境污染等問(wèn)題[1]。成渝城市群是我國(guó)國(guó)家級(jí)城市群之一，擁有豐富的自然生態(tài)資源，正處于城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快、城鎮(zhèn)體系融合加深和生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期。在我國(guó)當(dāng)前以構(gòu)建生態(tài)文明為宗旨的國(guó)土空間規(guī)劃體系背景下，圍繞新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局構(gòu)建的空間途徑及分級(jí)管控措施展開(kāi)研究是十分必要的。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施(Green Infrastructure，GI)是跨越多尺度的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，其核心理念在于將自然區(qū)域與其他開(kāi)放空間組成相互連接的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，以一種與自然環(huán)境發(fā)展相一致的方式，尋求土地保護(hù)與發(fā)展并重的模式[2-3]。城市綠色生態(tài)系統(tǒng)指城市內(nèi)部及周邊為人類(lèi)提供服務(wù)的GI，包括森林、河流、湖泊和公園等[4]，是GI中最重要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成。GI概念是在綠色生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)其功能性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將關(guān)注點(diǎn)擴(kuò)展到生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和網(wǎng)絡(luò)性。GI的概念內(nèi)涵與我國(guó)國(guó)土空間規(guī)劃體系構(gòu)建的導(dǎo)向有較高的一致性。

近年來(lái)，一種偏向測(cè)度結(jié)構(gòu)連接性的形態(tài)學(xué)空間格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA)被引入GI空間格局分析中。它將森林、濕地等自然生態(tài)要素作為前景，其他要素如建設(shè)用地等作為背景，通過(guò)一系列的圖像處理技術(shù)將前景按照形態(tài)分為7類(lèi)互不重疊的GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素，包括核心區(qū)(core)、孤島(islet)、穿孔(perforation)、邊緣(edge)、連接橋(bridge)、環(huán)(loop)和分支(branch)[5-6]。已有多位學(xué)者[2，5-11]運(yùn)用MSPA對(duì)GI展開(kāi)了研究，如Kang[7]等運(yùn)用MSPA對(duì)首爾都市圈的GI進(jìn)行時(shí)空定量分析，驗(yàn)證了MSPA有助于建立區(qū)域GI的保護(hù)規(guī)劃策略，并可以補(bǔ)充完善環(huán)境保護(hù)價(jià)值評(píng)估圖；楊志廣[9]等基于MSPA提取廣州市的核心區(qū)作為生態(tài)源地，運(yùn)用MCR模型構(gòu)建廣州生態(tài)廊道網(wǎng)絡(luò)，提出生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化對(duì)策；劉頌[10]等運(yùn)用MSPA與景觀連接度、最短路徑分析有機(jī)結(jié)合的方法建立了長(zhǎng)三角蘇錫常地區(qū)區(qū)域尺度GI規(guī)劃框架，驗(yàn)證了利用MSPA進(jìn)行區(qū)域GI規(guī)劃輔助的可行性；陳竹安[11]等將MSPA與MCR模型有機(jī)結(jié)合，將景觀中的潛在生態(tài)源地及廊道作為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的主要依據(jù)，為余江縣生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供科學(xué)指導(dǎo)，同時(shí)也為其他區(qū)域提供參考。以上既往研究證明，MSPA能夠較為快速、準(zhǔn)確地識(shí)別并量化不同類(lèi)別的GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素，應(yīng)用較為廣泛，已逐步成為GI空間格局分析的主要技術(shù)手段。但不難發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外運(yùn)用MSPA的研究較少涉及多個(gè)城市的分析實(shí)證，對(duì)城市間的相關(guān)性和差異性探討不足。

GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方面，已有部分研究提出了GI評(píng)價(jià)分級(jí)指標(biāo)體系。如李詠華[12]等運(yùn)用GI評(píng)價(jià)對(duì)杭州市的GI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行核心區(qū)快速識(shí)別，并進(jìn)行生態(tài)特性分級(jí)劃定，為杭州市生態(tài)保護(hù)提出空間管控措施；汪潔瓊[13]等借助GIS數(shù)據(jù)分析模型，構(gòu)建以生態(tài)服務(wù)為核心價(jià)值的城市GI客觀評(píng)價(jià)方法，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化城市GI的空間形態(tài)起到積極引導(dǎo)作用；吳銀鵬[14]等通過(guò)MSPA構(gòu)建斑塊廊道的重要性分級(jí)體系，明確了GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素的重要性及其空間分布。GI評(píng)價(jià)能夠?yàn)榭陀^認(rèn)識(shí)地區(qū)生態(tài)狀況、保護(hù)國(guó)土生態(tài)安全格局，以及完善生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等提供依據(jù)，但既往研究中GI評(píng)價(jià)多應(yīng)用于對(duì)單個(gè)城市特定功能的研究，尚無(wú)將MSPA與GI評(píng)價(jià)相結(jié)合、面向多城市的GI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別、評(píng)估和分級(jí)的先例。構(gòu)建特定區(qū)域的市域尺度GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并在區(qū)域內(nèi)多個(gè)城市進(jìn)行實(shí)證應(yīng)用，能夠較好地回應(yīng)以上問(wèn)題。

基于以上背景，本研究基于前階段關(guān)于成渝城市群四川省主要城市GI形態(tài)學(xué)空間分析及景觀組成特征的研究結(jié)果[15]，進(jìn)一步構(gòu)建、研究基于MSPA的市域尺度GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以四川省主要城市為例展開(kāi)了應(yīng)用和驗(yàn)證。研究構(gòu)建的適宜于四川省主要城市的GI網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，能夠明確各城市的GI網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀水平，有助于進(jìn)一步探討城市間GI網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性，并基于評(píng)價(jià)結(jié)果完成了對(duì)各市GI網(wǎng)絡(luò)水平的重要性分級(jí)。根據(jù)不同城市的GI網(wǎng)絡(luò)級(jí)別差異，提出了相應(yīng)的管控和保護(hù)建議，為客觀認(rèn)識(shí)市域GI網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀提供基礎(chǔ)，也對(duì)成渝城市群區(qū)域整體GI網(wǎng)絡(luò)的分區(qū)規(guī)劃和保護(hù)具有重要參考意義。

2 市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建：方法及數(shù)據(jù)

市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建由以下5個(gè)模塊(按先后順序)構(gòu)成：1)指標(biāo)遴選及權(quán)重賦值；2)景觀組成指數(shù)分析及等級(jí)劃分；3)景觀格局指數(shù)分析及等級(jí)劃分；4)城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)分析及等級(jí)劃分；5)空間加權(quán)疊加分析及可視化制圖。

2.1 市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)遴選及權(quán)重賦值

景觀組成是GI網(wǎng)絡(luò)最直觀的體現(xiàn)，它能準(zhǔn)確地反映城市的GI水平和穩(wěn)定性。景觀格局指數(shù)通過(guò)量化評(píng)價(jià)，能夠準(zhǔn)確、全面地反映GI網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、異質(zhì)性和破碎化程度等。在我國(guó)城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)的背景下，城鎮(zhèn)化率逐年攀升[16]，因人口密度增大導(dǎo)致的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張直接影響著GI網(wǎng)絡(luò)空間格局。因此，在綜合考慮GI景觀組成特性、景觀格局，以及城市化背景下GI網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本研究選取了“景觀組成”“景觀格局”和“城鎮(zhèn)發(fā)展”作為評(píng)價(jià)體系的一級(jí)指標(biāo)。

景觀組成方面，選取了GI占市總面積百分比、林地和草地占GI百分比，以及水體占GI百分比3個(gè)二級(jí)指標(biāo)，旨在揭示GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素與不同土地利用類(lèi)型如林地、耕地等的直接關(guān)系。指標(biāo)選取的理由為：GI占市總面積比例體現(xiàn)了城市中生態(tài)系統(tǒng)的比重情況；林地和草地在GI中的占比與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值提高呈正相關(guān)，林地和草地面積占比越大，越有利于改善生態(tài)環(huán)境、提高生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的能力；因水體受農(nóng)業(yè)擴(kuò)張、景觀型城市化等因素的影響明顯，其所占面積越大，水體自身的恢復(fù)能力越強(qiáng)，抵抗外界干擾的能力也越強(qiáng)[17-19]。

景觀格局方面，吳志峰[20]、蘇少青[21]等已驗(yàn)證可通過(guò)景觀格局指數(shù)對(duì)多地區(qū)進(jìn)行聚類(lèi)分析來(lái)比較不同城市類(lèi)別的景觀格局特點(diǎn)。在指標(biāo)選取上，本研究為避免景觀格局指數(shù)在評(píng)價(jià)體系中的“重復(fù)貢獻(xiàn)”，基于聚類(lèi)分析，采用因子分析相關(guān)系數(shù)矩陣法，剔除因子變量間信息量重復(fù)較高的指數(shù)，最后將篩選后的景觀指數(shù)作為景觀格局評(píng)價(jià)的二級(jí)指標(biāo)。景觀格局指數(shù)能高度濃縮景觀格局信息，反映結(jié)構(gòu)組成和空間配置的某些特征。市域尺度下，GI廊道較分散、連接距離變化大，因此更加著重對(duì)斑塊變化特征的研究，通過(guò)對(duì)GI斑塊進(jìn)行景觀格局指數(shù)研究，能夠直觀說(shuō)明城市GI景觀格局[14]。

城鎮(zhèn)發(fā)展方面，選取體現(xiàn)人口城鎮(zhèn)化的城鎮(zhèn)化率和人口密度2個(gè)二級(jí)指標(biāo)[22]。指標(biāo)選取的理由為：因區(qū)域人口密度的增加和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加深，直接導(dǎo)致建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，是GI網(wǎng)絡(luò)破碎化的主要原因，其中，城鎮(zhèn)化率是城市化的度量指標(biāo)，一般采用城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎乇硎?，能夠反映城?zhèn)化發(fā)展水平；人口密度是單位土地面積上的人口數(shù)量，反映市域范圍內(nèi)人地關(guān)系的緊張程度。城鎮(zhèn)化率和人口密度指標(biāo)反映了市域尺度下GI網(wǎng)絡(luò)受到的直接影響和潛在壓力。

綜上，以確定的3個(gè)一級(jí)指標(biāo)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步運(yùn)用文獻(xiàn)綜述法和聚類(lèi)分析法確定二級(jí)指標(biāo)并構(gòu)建市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。各指標(biāo)的權(quán)重賦值方法主要包括主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法包括層次分析法(AHP)、德?tīng)柗品ǖ龋豢陀^賦權(quán)法包括熵值法、變異系數(shù)法等；組合賦權(quán)法是主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法相結(jié)合的方法[23]。在分別采用AHP、變異系數(shù)法，以及AHP-變異系數(shù)法3種方法進(jìn)行權(quán)重賦值對(duì)比后，綜合考慮專(zhuān)家意見(jiàn)，結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各指標(biāo)量綱的不同特點(diǎn)，最終選用主客觀賦權(quán)結(jié)合的AHP-變異系數(shù)法進(jìn)行權(quán)重賦值。

2.2 GI景觀組成指數(shù)分析及等級(jí)劃分

基于云量少、無(wú)遮擋的原則，選取對(duì)應(yīng)區(qū)域的衛(wèi)星遙感影像圖，輔以土地利用分類(lèi)圖進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加處理。應(yīng)用ENVI軟件完成輻射定標(biāo)、FLAASH大氣校正、鑲嵌和行政邊界裁剪等預(yù)處理后，基于歸一化差分植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)提取各城市遙感影像圖中的所有綠地，基于歸一化差分水體指數(shù)(Normalized Difference Water Index，NDWI)提取水域范圍，結(jié)合高精度衛(wèi)星影像及實(shí)地調(diào)研對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行修正，盡可能提高研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而后，在ArcGIS中將各城市GI要素(含綠色植被及水域)合并作為前景，將非GI要素作為背景，最終獲得相應(yīng)精度的二值柵格圖。在Guidos Toolbox軟件中，基于對(duì)二值柵格圖進(jìn)行MSPA分析，得到互不重疊的7類(lèi)GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素圖和面積數(shù)據(jù)；進(jìn)一步將土地利用分類(lèi)圖按編號(hào)在ArcGIS中進(jìn)行重分類(lèi)，劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6種土地利用類(lèi)型[24]。使用ArcGIS對(duì)GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素圖及土地利用分類(lèi)圖進(jìn)行疊加分析，完成基于MSPA的GI景觀組成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)得出的景觀組成指標(biāo)包括：GI占市總面積百分比、林地和草地占GI百分比，以及水體占GI百分比。進(jìn)一步根據(jù)各城市的景觀組成數(shù)據(jù)在ArcGIS中進(jìn)行閾值分級(jí)，按照指數(shù)等級(jí)高低分別賦予1～9之間的奇數(shù)值。

2.3 GI景觀格局指數(shù)分析及等級(jí)劃分

基于ArcGIS將MSPA分析后的GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行重分類(lèi)，將核心、穿孔、邊緣和孤島等塊狀景觀類(lèi)型歸為斑塊，將連接橋、環(huán)和分支等線狀景觀類(lèi)型及非GI類(lèi)型歸為背景，導(dǎo)入Fragstats軟件中進(jìn)行景觀格局指數(shù)運(yùn)算。而后，基于聚類(lèi)分析，運(yùn)用因子分析相關(guān)系數(shù)矩陣法篩選得到關(guān)聯(lián)性較弱或具有相對(duì)獨(dú)立景觀含義的景觀指數(shù)。對(duì)各景觀指數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，在ArcGIS中進(jìn)行閾值分級(jí)，按照各指數(shù)等級(jí)高低分別賦予1～9之間的奇數(shù)值。

圖1 研究區(qū)域范圍

2.4 城市發(fā)展指數(shù)分析及等級(jí)劃分

結(jié)合研究區(qū)域的統(tǒng)計(jì)年鑒，獲得城市城鎮(zhèn)化率和人口密度數(shù)據(jù)。對(duì)各城市的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理后，將數(shù)據(jù)在ArcGIS中進(jìn)行閾值分級(jí)，根據(jù)指數(shù)等級(jí)高低分別賦予1～9之間的奇數(shù)值。

2.5 GI空間加權(quán)疊加分析及可視化制圖

通過(guò)AHP-變異系數(shù)綜合法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值，基于ArcGIS空間分析模塊加權(quán)疊加工具分別計(jì)算得到各城市GI在景觀組成、景觀格局和城鎮(zhèn)發(fā)展3個(gè)一級(jí)指標(biāo)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與空間可視化圖，以及綜合疊加3個(gè)一級(jí)指標(biāo)后得到的各城市數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與GI評(píng)估綜合空間可視化圖。

3 市域GI評(píng)價(jià)結(jié)果：以四川省主要城市為例

3.1 研究區(qū)域概況

成渝城市群范圍內(nèi)分布有我國(guó)大量的水源保護(hù)地和生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，是長(zhǎng)江上游乃至我國(guó)生態(tài)安全的重要戰(zhàn)略區(qū)域[25]。選取成渝城市群中四川省境內(nèi)覆蓋大面積生態(tài)屏障的自貢、瀘州、德陽(yáng)、綿陽(yáng)、遂寧、內(nèi)江、樂(lè)山、南充、眉山、宜賓、廣安、達(dá)州和資陽(yáng)13個(gè)地級(jí)城市市域?yàn)檠芯繉?duì)象(圖1)，展開(kāi)GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)證應(yīng)用。研究區(qū)域氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，地理范圍為東經(jīng)102°82＇～106°67＇、北緯27°66＇～ 33°03＇，總面積約129 972km2，占成渝城市群總面積的72.41%[16]，是成渝城市群生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和規(guī)劃的重要區(qū)域。

3.2 GI景觀組成結(jié)果分析

采用2015年6—8月四川省13個(gè)地級(jí)城市的Landsat衛(wèi)星TM/ETM遙感影像[26]，經(jīng)ENVI圖像預(yù)處理[27]及ArcGIS軟件處理后，得到13個(gè)城市30m×30m的二值柵格圖。導(dǎo)入Guidos Toolbox軟件，采用八鄰域分析方法和30m邊緣寬度分別進(jìn)行MSPA分析，得到各城市的GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素圖(圖2)及數(shù)據(jù)。而后，基于GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素圖與四川省2015年土地利用分類(lèi)圖[28]的疊加分析，得到四川省13個(gè)城市的GI景觀組成數(shù)據(jù)(表1)。由數(shù)據(jù)結(jié)果可知，在GI占市總面積百分比方面，除資陽(yáng)外，均在80%以上，反映出四川省主要城市在GI現(xiàn)狀上的優(yōu)越性，依據(jù)本指標(biāo)分析結(jié)果可將GI占市總面積百分比劃分出5個(gè)等級(jí)。由于各種土地利用類(lèi)型的分布特征和面積等不同，在7類(lèi)GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素中的存在形式具有差異，因此，雖GI占市總面積比重高，但因土地利用類(lèi)型的差異，GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有所不同，耕地面積占比越大，穩(wěn)定性越差。四川省主要城市GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素的土地利用類(lèi)型中，林地和草地占比均較少，只有樂(lè)山和綿陽(yáng)的占比達(dá)到了50%以上，資陽(yáng)、內(nèi)江、南充和遂寧的占比更是低于15%，反映出市域耕地化現(xiàn)象明顯的特征，依據(jù)本指標(biāo)結(jié)果，可將林地和草地占GI百分比劃分出4個(gè)等級(jí)。各城市水體在GI中占比均低于2.2%，依據(jù)分析結(jié)果，基于ArcGIS的自然間斷點(diǎn)將水體占GI百分比劃分出5個(gè)等級(jí)。

圖2 MSPA 7類(lèi)GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要素(以?xún)?nèi)江、廣安、資陽(yáng)為例)

表1 四川省主要城市景觀組成、景觀格局指數(shù)和城鎮(zhèn)化指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

3.3 GI景觀格局指數(shù)結(jié)果分析

基于SPSS進(jìn)行聚類(lèi)分析篩選出景觀格局指數(shù)，最終選用邊緣指標(biāo)：邊界密度(ED)；形狀指標(biāo)：景觀形狀指數(shù)(LSI)；密度大小及差異指標(biāo)：平均斑塊面積(MPS)；形狀指標(biāo)：面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(AWMPFD)；聚散性指標(biāo)：蔓延度(CONTAG)；以及多樣性指標(biāo)：Shannon多樣性指數(shù)(SHDI)6個(gè)指標(biāo)作為景觀格局評(píng)價(jià)的二級(jí)指標(biāo)。依據(jù)各城市景觀格局指數(shù)結(jié)果(表1)，可將城市分為3類(lèi)：1)達(dá)州、綿陽(yáng)、德陽(yáng)、樂(lè)山和資陽(yáng)，景觀格局整體呈現(xiàn)穩(wěn)定、優(yōu)越狀態(tài)。因ED、LSI、SHDI指數(shù)小，MPS、CONTAG指數(shù)大，同時(shí)AWMPDF指數(shù)位于13座城市的中間水平，所以GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為完整，景觀凝聚度高，區(qū)域內(nèi)斑塊面積較大，斑塊破碎化程度較低，不同斑塊類(lèi)型的團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì)較好，景觀異質(zhì)性較弱，不定性消息含量較小，受到人類(lèi)活動(dòng)的干擾較?。?)宜賓、廣安、自貢和眉山，景觀格局表現(xiàn)為斑塊完整性良好，GI受人類(lèi)干擾的強(qiáng)度較低，斑塊在城鎮(zhèn)化發(fā)展中穩(wěn)定性較差；3)瀘州、內(nèi)江、遂寧和南充，景觀格局整體情況一般，具體表現(xiàn)為ED、LSI、SHDI指數(shù)最大，MPS、CONTAG指數(shù)最小，而AWMPFD指數(shù)較高，因此斑塊破碎化程度高，物質(zhì)流動(dòng)、能量轉(zhuǎn)換等生物功能較差，景觀多樣性高，不定性消息含量較高，斑塊穩(wěn)定性差，GI受到人類(lèi)干擾的強(qiáng)度低。分別依據(jù)各指標(biāo)計(jì)算結(jié)果，基于ArcGIS的自然間斷點(diǎn)劃分出4或5個(gè)等級(jí)。

3.4 城鎮(zhèn)發(fā)展指數(shù)結(jié)果分析

各城鎮(zhèn)發(fā)展指標(biāo)來(lái)源于《四川省統(tǒng)計(jì)年鑒(2016)》[16]，經(jīng)Excel整理統(tǒng)計(jì)得到表1，結(jié)果表明：13個(gè)城市的人口壓力存在顯著差異。研究區(qū)內(nèi)城市的城鎮(zhèn)化率多集中在40%～45%，人口密度集中于240～700人/km2。其中，德陽(yáng)、自貢等城市的城鎮(zhèn)水平較為突出，城鎮(zhèn)化率均已接近50%，且人口密度均為600人/km2。資陽(yáng)和廣安的城鎮(zhèn)化率和人口密度稍顯落后，城鎮(zhèn)化率均未達(dá)到40%。研究區(qū)域的城鎮(zhèn)化發(fā)展水平均較低，側(cè)面凸顯出市域GI網(wǎng)絡(luò)在城鎮(zhèn)化發(fā)展初期具有優(yōu)越性，在GI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與保護(hù)上具有較大的彈性和較好的基底。分別依據(jù)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果，基于ArcGIS的自然間斷點(diǎn)劃分出5個(gè)等級(jí)。

3.5 四川省主要城市市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建結(jié)果

基于構(gòu)建的市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以及3.2～3.4小節(jié)中各指標(biāo)的等級(jí)劃分結(jié)果，結(jié)合表1指標(biāo)數(shù)值，對(duì)GI評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值。首先，分別計(jì)算各指標(biāo)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，運(yùn)用變異系數(shù)法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦值。其次，基于AHP法運(yùn)用yaahp工具建立基于市域尺度下的GI評(píng)價(jià)層次模型，并通過(guò)5位專(zhuān)家打分確定各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果通過(guò)一致性檢驗(yàn)。最后，建立基于AHP-變異系數(shù)法的綜合賦權(quán)模型，通過(guò)綜合賦權(quán)計(jì)算得到權(quán)重(表2)，構(gòu)建四川省主要城市市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表3)。四川省主要城市的一級(jí)指標(biāo)中，景觀格局權(quán)重占比最大，景觀組成和城鎮(zhèn)發(fā)展指標(biāo)占比相當(dāng)，同時(shí)，在二級(jí)指標(biāo)中，通過(guò)AHP、變異系數(shù)法和綜合賦權(quán)法得到的林地和草地占GI百分比、MPS、LSI和人口密度等權(quán)重占比均較大，具有較大差異數(shù)值的指標(biāo)較少，權(quán)重結(jié)果說(shuō)明在市域GI評(píng)價(jià)中，主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)具有相似性，評(píng)價(jià)體系指標(biāo)的選取能夠反映城市現(xiàn)狀GI水平。

表2 AHP-變異系數(shù)法綜合賦權(quán)

表3 四川省主要城市市域GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)

3.6 空間加權(quán)疊加及空間可視化分析

通過(guò)將3個(gè)一級(jí)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和空間可視化，得到GI評(píng)估綜合空間可視化圖(圖3)。統(tǒng)計(jì)各城市GI現(xiàn)狀綜合評(píng)價(jià)得分，根據(jù)城市GI網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的優(yōu)劣程度，結(jié)合數(shù)據(jù)差異大小，在ArcGIS中選擇自然間斷點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)，將四川省主要城市GI網(wǎng)絡(luò)劃分為GI網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)管控區(qū)域、GI網(wǎng)絡(luò)管控區(qū)域和GI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化區(qū)域3個(gè)類(lèi)別(表4)。分級(jí)結(jié)果對(duì)四川省13個(gè)主要城市的GI網(wǎng)絡(luò)在區(qū)域內(nèi)的級(jí)別定位具有重要意義，結(jié)果表明：達(dá)州、綿陽(yáng)、資陽(yáng)和眉山4個(gè)城市得分相對(duì)較高，有較為穩(wěn)定的GI網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，區(qū)域內(nèi)自然生態(tài)環(huán)境較為優(yōu)越；樂(lè)山、宜賓、廣安和德陽(yáng)的GI網(wǎng)絡(luò)具有相似性，均需根據(jù)城市發(fā)展定位進(jìn)一步加大管控；自貢、瀘州、內(nèi)江、遂寧和南充的綜合得分相對(duì)較低，易受到城鎮(zhèn)化建設(shè)影響，需加大GI網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與規(guī)劃的力度。

4 基于評(píng)價(jià)結(jié)果的市域GI管控分區(qū)建議

基于GI評(píng)估綜合空間可視化圖(圖3)和主要城市GI綜合現(xiàn)狀分級(jí)表(表4)，針對(duì)不同級(jí)別提出管控建議，以引導(dǎo)和促進(jìn)各城市GI網(wǎng)絡(luò)的有效保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。

GI網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)管控區(qū)域，包括自貢、瀘州、內(nèi)江、遂寧和南充。以上城市的GI網(wǎng)絡(luò)是四川省主要城市中現(xiàn)狀保護(hù)最應(yīng)引起重視的區(qū)域。城市內(nèi)部有大量的生態(tài)走廊，在考慮城市發(fā)展定位的同時(shí)，應(yīng)保證陸地和水系生態(tài)走廊的連續(xù)性不被破壞，利用好國(guó)土空間規(guī)劃中的“三區(qū)三線”，將重要生態(tài)廊道區(qū)域劃入保護(hù)紅線中，避免林地、草地等生態(tài)廊道的連續(xù)性受到破壞以及水源被污染。針對(duì)以上城市耕地面積占GI比例較大、極易受人為干擾的特點(diǎn)，在高效集約地進(jìn)行土地利用開(kāi)發(fā)的同時(shí)，應(yīng)對(duì)城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)區(qū)域慎重劃定，避開(kāi)GI網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點(diǎn)，特別是瀘州、南充等作為城鎮(zhèn)密集核心區(qū)的城市?？茖W(xué)評(píng)估GI斑塊的生態(tài)價(jià)值，極個(gè)別區(qū)域采取退耕還林、政府重點(diǎn)管控等措施，充分考慮重要斑塊間進(jìn)行整合的可能性。此外，也應(yīng)布局好城市的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，考慮在斑塊間構(gòu)建生態(tài)廊道，利用好如城市公園、城市綠道規(guī)劃、城市防護(hù)帶建設(shè)等政策，實(shí)現(xiàn)斑塊間的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)。

GI網(wǎng)絡(luò)管控區(qū)域，包括樂(lè)山、宜賓、廣安和德陽(yáng)。以上城市需協(xié)同好經(jīng)濟(jì)發(fā)展及新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，進(jìn)一步保障現(xiàn)有景觀格局。GI管控區(qū)域內(nèi)部生態(tài)資源豐富，因生態(tài)廊道連續(xù)性較強(qiáng)，應(yīng)積極協(xié)調(diào)進(jìn)行跨市整體規(guī)劃，針對(duì)重要的生態(tài)斑塊進(jìn)行保護(hù)，避免生態(tài)斑塊破碎現(xiàn)象的加重。景觀組成方面，以上城市屬于典型的耕地型城市，易受城鎮(zhèn)化發(fā)展影響，因此在進(jìn)行城市整體規(guī)劃布局時(shí)，要充分考慮城鎮(zhèn)化建設(shè)需求和耕地斑塊的重要性級(jí)別。在城鎮(zhèn)化建設(shè)方面，利用好街旁綠地、城市公園和防護(hù)綠帶等提升生態(tài)功能，同時(shí)滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械挠雾枨?。在耕地斑塊方面，及時(shí)劃定城市發(fā)展邊界，對(duì)城市內(nèi)部具有重要生態(tài)含義的耕地斑塊進(jìn)行重點(diǎn)管控，對(duì)重要耕地斑塊進(jìn)行分級(jí)識(shí)別，劃定耕地保護(hù)紅線，確?；巨r(nóng)田面積。

圖3 四川省主要城市市域GI評(píng)估綜合空間可視化圖

表4 四川省主要城市GI綜合現(xiàn)狀分級(jí)

GI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化區(qū)域，包括達(dá)州、綿陽(yáng)、資陽(yáng)和眉山。以上城市具有穩(wěn)定的景觀格局，有較好的城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)GI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化區(qū)內(nèi)的城市進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)以現(xiàn)有GI生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化為目標(biāo)，利用“三區(qū)三線”進(jìn)行土地保護(hù)，合理劃定城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)域、林地保護(hù)區(qū)域和耕地保護(hù)區(qū)域等，減少人為干預(yù)，構(gòu)建森林型生態(tài)城市?；诔鞘邪l(fā)展定位，明確城市發(fā)展趨勢(shì)，找到城市發(fā)展的臨界范圍，對(duì)城市內(nèi)部斑塊進(jìn)行分級(jí)開(kāi)發(fā)和保護(hù)，準(zhǔn)確識(shí)別城市內(nèi)部的重要斑塊、廊道，適當(dāng)開(kāi)發(fā)林區(qū)，發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，提高重要耕地的利用效率。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

研究提出的基于MSPA構(gòu)建的市域尺度GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系能夠順利地在不同城市展開(kāi)應(yīng)用，評(píng)價(jià)結(jié)果能較好地反映多個(gè)城市GI水平的相似性和差異性，并對(duì)不同城市進(jìn)行分級(jí)，提出有針對(duì)性的GI管控和保護(hù)建議。GI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建能夠明確城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)定位，未來(lái)有望在城市群的跨市GI網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，以及城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)與規(guī)劃等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，亦有望為國(guó)土空間規(guī)劃體系中的藍(lán)綠生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析評(píng)估及規(guī)劃協(xié)同提供思路和參考。指標(biāo)體系的因子選擇、權(quán)重賦值、閾值分級(jí)是獲得準(zhǔn)確評(píng)價(jià)結(jié)果的先決條件，宜結(jié)合不同區(qū)域及城市的實(shí)際情況靈活處理。本研究雖然提供了明確GI網(wǎng)絡(luò)空間格局現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)和特征，以及GI網(wǎng)絡(luò)評(píng)估分級(jí)的技術(shù)方法，但仍需與我國(guó)目前以多規(guī)合一、生態(tài)文明建設(shè)為背景進(jìn)行的國(guó)土空間規(guī)劃體系構(gòu)建緊密結(jié)合，將GI生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和保護(hù)融入國(guó)土空間規(guī)劃體系，以期解決因行政區(qū)劃劃分而導(dǎo)致的GI生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)開(kāi)發(fā)各自為政、城市間缺乏統(tǒng)籌和銜接等問(wèn)題。本研究的后續(xù)工作宜圍繞基于GI理論的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析評(píng)估在國(guó)土空間規(guī)劃體系中的應(yīng)用與實(shí)踐展開(kāi)，具體包括(但不限于)：生態(tài)空間用途管制，生態(tài)紅線的劃定、補(bǔ)充與修正，以及多城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間協(xié)同規(guī)劃等[29]。

注：文中圖片均由作者繪制。