成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全格局構(gòu)建

趙 偉,鄒欣怡,蒲海霞

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全格局構(gòu)建

趙 偉1,2*,鄒欣怡3,蒲海霞1,2

(1.重慶工商大學(xué)公共管理學(xué)院,重慶 400067；2.重慶工商大學(xué)長(zhǎng)江上游經(jīng)濟(jì)研究中心,重慶 400067；3.重慶工商大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,重慶 400067)

以成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈為研究對(duì)象,基于土地利用數(shù)據(jù)及生態(tài)重要性評(píng)價(jià),綜合選取生態(tài)源地;利用GIS空間分析、最小累積阻力以及夜間燈光優(yōu)化等方法,構(gòu)建區(qū)域生態(tài)綜合阻力面;再利用重力模型識(shí)別重要生態(tài)廊道及生態(tài)夾點(diǎn),最終構(gòu)建成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全空間格局.結(jié)果表明:成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)源地面積占比24.8%,呈半包圍圈分布于研究區(qū)西南東三面;識(shí)別生態(tài)廊道193條,總長(zhǎng)6441.81km,呈現(xiàn)東密西疏的狀態(tài),其中重要廊道占比46.56%,集中在研究區(qū)東北方位的達(dá)州及巫山巫溪等地;“點(diǎn)-線-面”生態(tài)網(wǎng)格構(gòu)建成渝雙城經(jīng)濟(jì)區(qū)“雙核-兩軸-半包圍”結(jié)構(gòu)的生態(tài)安全格局.

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈；生態(tài)安全格局；最小累積阻力模型；重力模型

重慶、成都是長(zhǎng)江上游重要的中心城市,以其為核心的“成渝雙城經(jīng)濟(jì)區(qū)”建設(shè)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略.區(qū)域具有優(yōu)良的自然資源稟賦,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境有直接影響,在筑牢長(zhǎng)江上游重要生態(tài)屏障工作中有著舉足輕重的地位.成渝地區(qū)是西部地區(qū)工業(yè)發(fā)展起步較早的城市,隨著工業(yè)化與城鎮(zhèn)化發(fā)展,早期的單目標(biāo)城市發(fā)展方式一定程度上造成了成渝地區(qū)城市系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)發(fā)展,目前在國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)圈戰(zhàn)略發(fā)展背景下,人口產(chǎn)業(yè)等要素的可預(yù)見(jiàn)性快速增長(zhǎng)與流入對(duì)其環(huán)境承載力帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).城市建設(shè)直接表現(xiàn)為土地利用方式、效率等的轉(zhuǎn)變,進(jìn)而影響空間結(jié)構(gòu),導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)格局及生態(tài)系統(tǒng)功能與效益發(fā)生改變.在加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)的同時(shí),要重視生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,而構(gòu)建生態(tài)安全空間格局是規(guī)范制約各種行為活動(dòng)的基礎(chǔ),從空間結(jié)構(gòu)上協(xié)調(diào)生態(tài)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)布局,在資源與環(huán)境的雙重約束下實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展.

生態(tài)安全格局作為溝通生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的橋梁,被視為區(qū)域生態(tài)安全保障和人類(lèi)福祉提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1],是協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要空間途徑之一,已有了大量學(xué)者從景觀[2-5]、生態(tài)承載力[6]、生態(tài)足跡[7-9]以及其他生態(tài)安全指數(shù)等評(píng)價(jià)體系[10-12]多方位多角度進(jìn)行生態(tài)安全格局研究,構(gòu)建了“源地識(shí)別—阻力面構(gòu)建—廊道提取”的生態(tài)安全格局主流范式[13-15].識(shí)別生態(tài)源地、設(shè)定阻力因素以及如何有效提取廊道仍是目前研究的熱點(diǎn).此外在生態(tài)安全格局研究尺度主要分為大中小3個(gè)層級(jí),小尺度研究區(qū)域主要是地級(jí)市以下的風(fēng)景名勝區(qū)、糧食基地以及農(nóng)業(yè)污染等區(qū)域[16-18];中尺度研究以城市化水平較高的城市與生態(tài)脆弱的城市為主,該尺度也是目前生態(tài)安全格局研究區(qū)域選擇的重點(diǎn)尺度[19-21];而大尺度范圍的生態(tài)安全格局研究區(qū)域相對(duì)較少[22-24].

伴隨著各大都市區(qū)和城市群一體化發(fā)展趨勢(shì),立足于區(qū)域城市群尺度上的研究已成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題.推進(jìn)成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全格局,著眼于全域國(guó)土空間規(guī)劃,打破傳統(tǒng)行政邊界限制,促進(jìn)不同行政單位間的合作建設(shè),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先,統(tǒng)籌把握大尺度范圍的生態(tài)安全問(wèn)題,可為制定成渝雙城生態(tài)建設(shè)宏觀區(qū)域性政策提供依據(jù),為其他相關(guān)區(qū)域提供樣板參考.

1 研究區(qū)概況

圖1 研究區(qū)區(qū)位圖

成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈,位于長(zhǎng)江上游,地處中國(guó)西南四川盆地,東鄰湘鄂、西通青藏、南連云貴、北接陜甘,以成都、重慶為中心,涵蓋四川15個(gè)市和重慶29個(gè)區(qū)縣,總面積20.85萬(wàn)km2.成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈是我國(guó)西部地區(qū)發(fā)展水平最高、發(fā)展?jié)摿^大的區(qū)域,是實(shí)施“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”和“一帶一路”戰(zhàn)略的重要組成部分.社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展略低于中國(guó)東部3個(gè)城市群,生態(tài)水平較高,研究區(qū)位于長(zhǎng)江流域范圍內(nèi),其中重慶更是地處三峽庫(kù)區(qū)腹地,整個(gè)研究區(qū)在長(zhǎng)江上游重要生態(tài)屏障中具有舉足輕重的地位(圖1).

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

以2018年土地利用數(shù)據(jù)為研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù),參照土地分類(lèi)系統(tǒng)將土地利用分為6個(gè)類(lèi)別:耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地以及未利用地,利用Arcgis10.1建立研究區(qū)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù);生態(tài)源地評(píng)價(jià)篩選所用DEM數(shù)據(jù)分辨率30m,來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/);用于優(yōu)化土地利用阻力面的夜間燈光數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所;社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《四川統(tǒng)計(jì)年鑒》[25]及《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》[26].為優(yōu)化生態(tài)安全格局分布,參考文獻(xiàn)[27],本文選取200m分辨率格網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,以得到生態(tài)連通性更優(yōu)、應(yīng)用價(jià)值更高的生態(tài)安全格局劃定結(jié)果.

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)源地識(shí)別 生態(tài)源地是土地利用系統(tǒng)中具有較高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以及持續(xù)提供高值生態(tài)輸出的地塊,是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要組成成分.物種的承載力、區(qū)域生物多樣性以及景觀異質(zhì)性等均與斑塊大小面積密切相關(guān),面積越大的斑塊其生態(tài)保育、物種豐度均越高[28].綜合考慮研究區(qū)流域生態(tài)安全的重要性,以水源藍(lán)色保護(hù)空間以及林地綠色保護(hù)空間為目標(biāo)[29],選取斑塊面積大于1km2的水域作為藍(lán)色生態(tài)空間保護(hù)備選源地,選取斑塊面積大于3km2的林地作為區(qū)域綠色生態(tài)空間保護(hù)備選源地,并考慮生態(tài)重要性相關(guān)評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)源地進(jìn)行識(shí)別篩選.

生態(tài)重要性評(píng)價(jià)主要是針對(duì)成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈中地塊所提供的生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,參考謝高地等[30]制定的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值當(dāng)量表,以平均糧食單產(chǎn)市場(chǎng)價(jià)值的1/7來(lái)確定1個(gè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量.以研究區(qū)糧食單位面積產(chǎn)量5520.71kg/hm2為基準(zhǔn)糧食單位產(chǎn)量,以2018年糧食平均收購(gòu)價(jià)格2.54元/kg為基準(zhǔn)價(jià)格,測(cè)算研究區(qū)單位面積生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,進(jìn)而估算研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,選取生態(tài)價(jià)值較高斑塊.為避免斑塊由于面積差異大而導(dǎo)致價(jià)值差異,利用ArcGIS10.1“創(chuàng)建漁網(wǎng)”工具將研究區(qū)劃分2km×2km正方形網(wǎng)格單元,共計(jì)53000余個(gè),以高生態(tài)服務(wù)價(jià)值單元網(wǎng)格為參照選取生態(tài)斑塊.

式中:ESV表示總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,元;表示第類(lèi)土地利用類(lèi)型;表示第類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能; ESV、ESV分別為第土地利用類(lèi)型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值與第項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值;表示土地面積, hm2;VC為不同土地利用類(lèi)型的不同生態(tài)功能單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,元.

考慮到斑塊形狀越規(guī)整,其生態(tài)重要性越高[28],形狀指數(shù)表示斑塊形狀與圓形相較的規(guī)整程度,本文以形狀指數(shù)作為斑塊生態(tài)重要程度的參考指標(biāo),選取生態(tài)源地時(shí),在圖斑面積及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值相當(dāng)時(shí),參考該指標(biāo)選取更為規(guī)整的圖斑作為生態(tài)源地,公式為:

式中:指斑塊的形狀指數(shù);指斑塊面積,m2;指斑塊輪廓周長(zhǎng),m.

2.2.2 最小阻力面模型 土地利用方式、地形地貌特征和人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)均會(huì)影響空間系統(tǒng)中生態(tài)過(guò)程物質(zhì)流動(dòng)和能量傳遞.參照已有成果[28],綜合考慮研究區(qū)特殊地理位置,選取土地利用類(lèi)型以及地形地貌兩大類(lèi)阻力因子(表1).隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展城市化推進(jìn),人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)過(guò)程的干擾進(jìn)一步加強(qiáng),為了衡量人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)行為的影響,以夜間燈光數(shù)據(jù)來(lái)表征土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度,對(duì)土地利用阻力進(jìn)行修正,進(jìn)一步體現(xiàn)土地利用開(kāi)發(fā)強(qiáng)度對(duì)土地利用類(lèi)型阻力的影響[28].

表1 最小阻力因子及指標(biāo)權(quán)重表

利用夜間燈光數(shù)據(jù)表征人類(lèi)活動(dòng)開(kāi)發(fā)程度對(duì)土地利用的影響,修正公式如下:

式中:C代表柵格中土地利用類(lèi)型阻力值;’代表柵格經(jīng)夜間燈光數(shù)據(jù)修正后的阻力值;TLL表示第柵格所屬地第種土地利用類(lèi)型范圍內(nèi)的平均夜間燈光指數(shù),TLL表示柵格所在的斑塊的平均燈光指數(shù).

2.2.3 生態(tài)廊道識(shí)別 利用最小累計(jì)阻力模型識(shí)別生態(tài)源地間生態(tài)阻力最小的潛在連接通道,構(gòu)建保護(hù)生態(tài)廊道有助于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)能量流通,保護(hù)物種多樣性.為獲取生態(tài)源地間相互聯(lián)系,利用GIS面轉(zhuǎn)點(diǎn)工具將生態(tài)源地轉(zhuǎn)換為生態(tài)源點(diǎn)[31],以源點(diǎn)為中心,更好的識(shí)別生態(tài)連接通道,利用最小路徑分析工具計(jì)算每個(gè)生態(tài)源點(diǎn)到其余生態(tài)源點(diǎn)群間最小累積阻力路徑(式6)[32].此外為進(jìn)一步探究生態(tài)廊道的重要等級(jí),采用重力模型,構(gòu)建生態(tài)源地間重力相互作用矩陣,依據(jù)相互作用矩陣區(qū)分重要廊道與普通廊道,構(gòu)建有層次性的生態(tài)廊道網(wǎng)絡(luò)(式7).

式中:G表示生態(tài)源地到源地之間的相互作用力;N、N表示、兩塊生態(tài)斑塊的權(quán)重大小;C表示、兩斑塊之間潛在生態(tài)廊道阻力的標(biāo)準(zhǔn)化值;表示斑塊的阻力值;代表面積大小;表示斑塊間廊道的阻力累積值,max表示研究區(qū)范圍內(nèi)所有廊道的最大累積阻力值[33].

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)源地綜合提取

3.1.1 生態(tài)備選源地提取 2018年研究區(qū)耕地與林地為最主要的土地利用類(lèi)型,耕地面積119465.17km2,占比達(dá)57.29%;林地面積62061.32km2,占比29.76%;水域面積3232.36km2,占比1.55%.空間分布上,耕地主要分布在研究區(qū)中部,地勢(shì)平坦,多為低山丘陵平原地區(qū);林地草地主要分布在研究區(qū)范圍邊緣,地勢(shì)較高,多為山地區(qū)域(圖2).

圖2 2018年研究區(qū)土地利用空間分布

利用GIS聚合工具減少破碎圖斑對(duì)生態(tài)源地選取的影響,以1km2作為藍(lán)色生態(tài)源地的閾值,3km2為綠色生態(tài)空間源地篩選閾值.從5843塊水體斑塊中篩選得到藍(lán)色生態(tài)空間備選源地146塊,總面積2691.62km2,其中最大斑塊面積1847.42km2,研究區(qū)內(nèi)廣泛分布;從61700余塊林地斑塊中篩選得到綠色生態(tài)空間備選源地693塊,面積51380.82km2,其中最大斑塊面積達(dá)5590.33km2,空間上位于四川省西南方雅安、眉山等地(圖3).

圖3 研究區(qū)備選生態(tài)源地空間分布

3.1.2 生態(tài)重要性評(píng)價(jià) 采用前文所述的生態(tài)重要性評(píng)價(jià)方法,得到各土地利用類(lèi)型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(表2),計(jì)算得到研究區(qū)2018年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量為6069.64億元,其中林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)量最高,占總價(jià)值量57.6%,其次為耕地占比31.15%.根據(jù)自然斷點(diǎn)法將生態(tài)價(jià)值高低分為Ⅰ級(jí)(低值區(qū),ESV￡213.97萬(wàn)元),Ⅱ級(jí)(較低值區(qū),213.97萬(wàn)元 1613萬(wàn)元).

ESV空間分布上(圖4),Ⅴ級(jí)區(qū)域主要位于四川西部邊緣,重慶東部邊緣以及重慶四山地區(qū)(縉云山、中梁山、銅鑼山、明月山);Ⅰ級(jí)區(qū)域主要位于成都市、達(dá)州市以及重慶主城區(qū);Ⅱ級(jí)區(qū)域主要位于四川遂寧市,宜賓市以及重慶萬(wàn)州區(qū),忠縣涪陵區(qū)等地;研究區(qū)范圍內(nèi)中部區(qū)域主要為Ⅲ級(jí)分布區(qū).

表2 研究區(qū)不同土地類(lèi)型單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)(元/hm2)

圖4 研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間分布

3.1.3 生態(tài)源地識(shí)別 生態(tài)源地的面積大小與生態(tài)過(guò)程穩(wěn)定性、生態(tài)保育功能等密切相關(guān),綜合生態(tài)空間保護(hù)目標(biāo)及斑塊生態(tài)服務(wù)價(jià)值貢獻(xiàn)量篩選出20塊生態(tài)源地(圖5),面積51724km2,占研究區(qū)面積24.8%.其中四川范圍生態(tài)源地面積為39991.1km2,占總生態(tài)源地面積77.32%.雅安市生態(tài)源地占四川范圍生態(tài)源地面積四分之一,綿陽(yáng)市以及達(dá)州市次之.重慶范圍生態(tài)源地面積11732.92km2,占比22.68%,源地面積最多的依次為石柱縣、江津區(qū)、豐都縣等(圖6).

圖5 研究區(qū)生態(tài)源地空間分布

圖6 研究區(qū)各行政區(qū)生態(tài)源地占比

空間分布上研究區(qū)生態(tài)源地呈西南東三方向的半包圍圈狀態(tài),連通性較好.研究區(qū)西部生態(tài)源地分布較集中數(shù)量較少,東部分布較為分散數(shù)量多,北部生態(tài)源地較為缺乏;而研究區(qū)中部地區(qū),僅有重慶四山(縉云山、中梁山、銅鑼山、明月山)地區(qū)有少許分布,呈現(xiàn)中空外包圍的狀態(tài).

3.2 最小阻力面構(gòu)建

經(jīng)夜間燈光數(shù)據(jù)優(yōu)化的土地利用生態(tài)阻力面呈現(xiàn)雙中心向四周輻射的狀態(tài),以成都市與重慶主城區(qū)為主要高值中心,向周?chē)f減,研究區(qū)邊緣地帶阻力值最低(圖7a).坡度阻力面以及地表起伏度阻力面分布特征較為一致,均呈東西高中部低的狀態(tài),阻力值由東西兩側(cè)向中部過(guò)渡的“碗狀”分布(圖7b,圖7c).依照權(quán)重疊加計(jì)算得到綜合生態(tài)阻力面(圖7d),以成都市以及重慶市主城區(qū)為主要高值阻力點(diǎn),區(qū)域內(nèi)部均勻零星分布阻力次高值點(diǎn),阻力呈發(fā)散狀向四周遞減.

圖7 研究區(qū)生態(tài)阻力面

3.3 生態(tài)廊道及生態(tài)夾點(diǎn)分析

生態(tài)廊道具有良好的物質(zhì)能量流動(dòng)性能,連接不同區(qū)域以形成生態(tài)網(wǎng)絡(luò),維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,提高生態(tài)服務(wù)價(jià)值.依據(jù)最小成本原理,識(shí)別出研究區(qū)20個(gè)生態(tài)源點(diǎn)間193條最小成本路徑,總長(zhǎng)6441.81km.利用相互作用矩陣(表3),提取相互作用力大于12的38條廊道作為重要廊道,構(gòu)建成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)線條網(wǎng)格系統(tǒng)(圖8).

數(shù)量上研究區(qū)重要廊道長(zhǎng)度2999.38km,占總廊道長(zhǎng)度46.56%.在研究區(qū)東部即重慶巫山巫溪等地以及達(dá)州市較為密集,其中65%為重要廊道;其次為研究區(qū)南部即瀘州市及宜賓市,廊道長(zhǎng)度占比19.13%,其中36%左右為重要廊道;研究區(qū)中部以北地區(qū)廊道分布較少,主要為河道天然廊道(圖9).

空間上西部地區(qū)生態(tài)廊道呈東南向分布,東側(cè)呈東北向分布,有效連通東西南3方生態(tài)源地.重要廊道主要分布在研究區(qū)東北部達(dá)州市以及重慶長(zhǎng)壽區(qū)以北的區(qū)縣,呈由南側(cè)向東北方向延伸,研究區(qū)西部的雅安市、樂(lè)山市也有少許重要廊道分布;普通廊道主要集中在研究區(qū)西北以及南部,走勢(shì)從西北向東南方延伸.廊道整體分布特征主要受研究區(qū)范圍內(nèi)河流走向的影響,以長(zhǎng)江為例,作為天然生態(tài)廊道,能夠很好地串聯(lián)研究區(qū)西南區(qū)域,且水流方向?yàn)槲镔|(zhì)能量流通的穩(wěn)定低阻力地帶,但由于長(zhǎng)江河面較寬,對(duì)河流兩岸的物種遷移有一定的阻隔,主要起到屏障保護(hù)作用;研究區(qū)中部以及西北地區(qū)向東南方向延伸的嘉陵江、岷江、沱江(綿遠(yuǎn)河)以及涪江等天然生態(tài)廊道,與長(zhǎng)江形成互補(bǔ),連接西北與東南,減少西南與東北的阻力,進(jìn)而協(xié)調(diào)整個(gè)區(qū)域能量物質(zhì)溝通功能.

潛在生態(tài)廊道的交點(diǎn)在生態(tài)結(jié)構(gòu)中起到溝通各生態(tài)源點(diǎn)交流的中轉(zhuǎn)作用,同時(shí)為生物遷移提供暫歇功能[34],依據(jù)生態(tài)廊道的走向交匯情況,篩選出42個(gè)生態(tài)夾點(diǎn)(圖8).其數(shù)量及空間分布特征與生態(tài)廊道相同,集中在研究區(qū)東西兩側(cè)地區(qū),而北部以及中部地區(qū)由于生態(tài)廊道主要依托天然河道且數(shù)量較少,夾點(diǎn)分布也較少.

整體上研究區(qū)生態(tài)網(wǎng)格覆蓋面較廣,研究區(qū)北部生態(tài)線條網(wǎng)格以及夾點(diǎn)覆蓋量少,生態(tài)連通性稍弱.生態(tài)源地的包圍型分布,依托河道形成的天然生態(tài)廊道,有效提高各區(qū)域間生態(tài)點(diǎn)的空間連通性,生態(tài)廊道保護(hù)與藍(lán)色水域保護(hù)發(fā)展目標(biāo)一致,跨行政區(qū)連接各大城市主體,保障城市生態(tài)綠色發(fā)展.

圖8 研究區(qū)“點(diǎn)-線-面”生態(tài)安全網(wǎng)格

圖9 研究區(qū)各行政區(qū)生態(tài)廊道分布

表3 研究區(qū)生態(tài)源地相互作用矩陣

注:帶*數(shù)據(jù)表示兩生態(tài)源點(diǎn)相互作用力較高,即該潛在生態(tài)廊道為重要廊道;編號(hào)1～20表示生態(tài)源點(diǎn).

3.4 成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全格局建立

生態(tài)安全格局以本底自然資源為基礎(chǔ),根據(jù)生態(tài)保護(hù)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),結(jié)合景觀單元聯(lián)系所構(gòu)成的保持或恢復(fù)區(qū)域生態(tài)功能及支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能的空間格局,構(gòu)建成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)源地阻力面,并參照自然斷點(diǎn)法階段性閾值將生態(tài)安全分為4級(jí),從低到高依次為生態(tài)源地、生態(tài)緩沖區(qū)、生態(tài)過(guò)渡區(qū)以及城市發(fā)展區(qū)(圖8).參考行政單元邊界對(duì)研究區(qū)進(jìn)行更直觀地生態(tài)安全區(qū)域劃分,將生態(tài)源地作為保護(hù)區(qū)域,生態(tài)緩沖區(qū)及生態(tài)過(guò)渡區(qū)劃分為生態(tài)過(guò)渡走廊,城市發(fā)展區(qū)劃為都市生態(tài)發(fā)展區(qū),構(gòu)建成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全格局(圖10).統(tǒng)計(jì)3類(lèi)分區(qū)中生態(tài)源地及生態(tài)廊道的比重(表4),比重越大越有利于該區(qū)域生態(tài)過(guò)程流動(dòng).

圖10 研究區(qū)生態(tài)安全格局

成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)安全格局整體呈“雙核-兩軸-半包圍”的形態(tài).“雙核”指都市生態(tài)發(fā)展區(qū)呈現(xiàn)以成都及重慶主城區(qū)為中心的雙核心發(fā)展?fàn)顟B(tài),與其周?chē)母卑l(fā)展中心相互連通,呈現(xiàn)圈層發(fā)展態(tài)勢(shì).以“雙核”為都市生態(tài)發(fā)展中心向外輻射社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展引力,逐步形成圈層協(xié)調(diào)發(fā)展,應(yīng)在重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),降低城市擴(kuò)張速度,做好生態(tài)修復(fù)與保護(hù),構(gòu)建現(xiàn)代化生態(tài)文明城市.

“兩軸”代表研究區(qū)中部東南走向以及東北走向的生態(tài)廊道,東南方向走廊主要依托嘉陵江、岷江、沱江等天然生態(tài)廊道進(jìn)行生態(tài)過(guò)程交流,東北方向走廊主要依托重慶四山(縉云山、中梁山、銅鑼山以及明月山山脈),從研究區(qū)南部向東北方向延伸,連接研究區(qū)南部及東北角.東南走向生態(tài)過(guò)渡走廊相對(duì)脆弱,維穩(wěn)功能較低,應(yīng)加強(qiáng)重視保護(hù)其生態(tài)過(guò)渡功能;東北走向生態(tài)過(guò)渡走廊“點(diǎn)-線”網(wǎng)格相對(duì)密集,應(yīng)在發(fā)揮其生態(tài)功能的基礎(chǔ)上,保護(hù)提升其生態(tài)價(jià)值輸送能力,重視生態(tài)過(guò)渡走廊生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展,更好為都市生態(tài)發(fā)展區(qū)提供生態(tài)支持.

表4 研究區(qū)各行政區(qū)源地廊道比

“半包圍”指生態(tài)源地呈半包圍狀環(huán)繞研究區(qū)西南東3個(gè)方向,北部存在生態(tài)源地缺口.生態(tài)源地的“半包圍”結(jié)構(gòu)對(duì)成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈起到了很好的生態(tài)保護(hù)與生態(tài)輸出作用,但研究區(qū)北部生態(tài)源地缺乏,應(yīng)加強(qiáng)多方聯(lián)系,確保生態(tài)價(jià)值功能的暢通性.源地廊道比上,生態(tài)保護(hù)區(qū)高于生態(tài)過(guò)渡走廊,再高于都市生態(tài)發(fā)展區(qū);東南向生態(tài)走廊源地廊道比整體低于東北向生態(tài)走廊,東南向生態(tài)走廊距離長(zhǎng),生態(tài)夾點(diǎn)少,點(diǎn)-線生態(tài)安全網(wǎng)格薄弱,容易受到外力影響;而東北向生態(tài)走廊生態(tài)夾點(diǎn)與重要廊道密集,其點(diǎn)-線生態(tài)網(wǎng)格縱橫交互,具有很好的穩(wěn)定性及連通性,能更有效地傳遞生態(tài)功能與物質(zhì)能量.

從空間上協(xié)調(diào)生態(tài)與發(fā)展,通過(guò)識(shí)別成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈基于“源地-廊道-夾點(diǎn)”的“點(diǎn)-線-面”生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)籌各類(lèi)自然與人文因素,均衡要素分布與能量流動(dòng),構(gòu)建“雙核-兩軸-半包圍”結(jié)構(gòu)的生態(tài)安全格局,維持生態(tài)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)完整性,保障生態(tài)功能與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的相互協(xié)調(diào)發(fā)展,為城市國(guó)土空間發(fā)展規(guī)劃提供生態(tài)依據(jù).生態(tài)文明發(fā)展大背景下,應(yīng)以生態(tài)建設(shè)優(yōu)先,積極響應(yīng)國(guó)家對(duì)成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè),充分體現(xiàn)生態(tài)文明城市建設(shè)的理念.力求在宏觀層面上謀求社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)安全的平衡,推動(dòng)自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)長(zhǎng)期協(xié)調(diào)發(fā)展,達(dá)到生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最大化,實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)安全目標(biāo).

4 結(jié)論

4.1 結(jié)合區(qū)域生態(tài)保護(hù)目標(biāo)以及生態(tài)重要性評(píng)價(jià),篩選出成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈生態(tài)源地20塊,面積51724km2,占研究區(qū)總面積24.8%.空間上呈西南東三方向的半包圍圈,集中在研究區(qū)東西部邊緣以及重慶四山地帶,與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值高值分布區(qū)較為一致.

4.2 區(qū)域綜合阻力以成都市及重慶主城區(qū)為主要高值阻力中心,呈發(fā)散狀向四周降低.以夜間燈光數(shù)據(jù)對(duì)土地利用阻力面進(jìn)行優(yōu)化,體現(xiàn)人類(lèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)土地利用的影響;坡度阻力面及地表起伏度阻力面均呈現(xiàn)四周高中部低的“碗狀”分布.

4.3 識(shí)別生態(tài)廊道193條,總長(zhǎng)6441.81km,其中重要廊道占比46.56%,集中在研究區(qū)東北方位達(dá)州及巫山巫溪等地;識(shí)別生態(tài)夾點(diǎn)42個(gè),與生態(tài)源地共同構(gòu)成研究區(qū)“點(diǎn)-線-面”生態(tài)網(wǎng)格.研究區(qū)東部生態(tài)廊道以東南方向延伸為主,主要為嘉陵江、岷江等天然河流廊道,距離長(zhǎng)且穩(wěn)定性較弱,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)河流水道的保護(hù),強(qiáng)化生態(tài)建設(shè),構(gòu)建交織型生態(tài)廊道;西部生態(tài)廊道主要向東北方向延伸,呈現(xiàn)東密西疏的空間分布,夾點(diǎn)及生態(tài)廊道交互性好,生態(tài)連接與穩(wěn)定性強(qiáng).

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Construction of ecological security pattern in Chengdu-Chongqing Twin-City Economic Circle.

ZHAO Wei1,2*, ZOU Xin-yi3, PU Hai Xia1,2

(1.College of PublicAdministration , Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China；2.Research Center for Economy of Upper Reaches of the Yangtze River, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China；3.College of Environment and Resources, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China)., 2021,41(5)：2423～2433

Took Chengdu-Chongqing Twin-City Economic Circle (CCTCEC) as the research object, and the ecological source areas were firstly identified based on Land-use datasets and the evaluation of ecosystem importance. The GIS spatial analysis technology, minimum cumulative resistance (MCR) model and night lighting optimization method then were applied to establish the regional ecological resistance surface.Finally, gravity model was used to identify key ecological corridors and ecological nodes to construct the ecological security pattern of the study area. The results showed that the ecological sources of CCTEC cover 24.8% of the total territory and mainly located on the east, south and west areas. 193 ecological corridors with the length of 6441.81km were successfully identified, and the density decreases from the east to the west in space. The key corridors account for 46.56% of the total identified corridors, which mainly distributed in the Northeast of study area including Dazhou, Wushan and Wuxi. Comprehensively, the “dual cores-two axes -half surrounded” spatial pattern had appeared.

Chengdu-Chongqing Twin-City Economic Circle (CCTCEC)；ecological security pattern；minimum cumulative resistance model；gravity model

X321

A

1000-6923(2021)05-2423-11

趙 偉(1982-),男,江蘇連云港人,副教授,博士,主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.發(fā)表論文30余篇.

2020-10-14

重慶市教委人文社科項(xiàng)目(20SKGH099);重慶市教委哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重大理論研究課題(19SKZDZX10)

* 責(zé)任作者, 副教授, zw@ctbu.edu.cn