資源枯竭型城市生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)識別研究: 以江西省大余縣為例

張曉平，胡紫紅，危小建,黃耀文

(東華理工大學(xué)測繪工程學(xué)院，江西 南昌 330013)

資源枯竭型城市是指資源型城市的礦產(chǎn)資源開發(fā)進(jìn)入晚期和衰退期，剩余可被開采的儲量日益減少[1]，我國于2008、2009和2012年先后分3批確定了69個資源枯竭型城市(縣、區(qū))。由于長期以來的資源開采，資源枯竭型城市生態(tài)環(huán)境和耕地質(zhì)量逐漸下降，土壤面臨鹽堿化和沙化風(fēng)險，引發(fā)一系列矛盾[2-3]，礦產(chǎn)資源開采帶來的生態(tài)空間減少、景觀穩(wěn)定性降低、生態(tài)功能退化等生態(tài)問題并非類型單一或局部存在[4]，影響了區(qū)域土地利用格局且制約了城市轉(zhuǎn)型發(fā)展[5]。在生態(tài)文明建設(shè)背景下，從區(qū)域生態(tài)景觀整體性角度識別生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)，不僅可以實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)安全格局的宏觀構(gòu)建，也可以統(tǒng)籌礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用和促進(jìn)城市的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

目前，針對已出現(xiàn)或正在發(fā)生的生態(tài)問題開展的生態(tài)保護(hù)修復(fù)研究較為常見，如圍繞煤礦廢棄地的生態(tài)修復(fù)[6]、淡水湖泊退化生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)[7]、水土流失綜合治理[8]等，也不乏區(qū)域尺度生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程或相關(guān)工程技術(shù)方法的實施研究[9-10]。近年來，潛在國土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)點識別逐漸受到關(guān)注，一般研究遵循先識別生態(tài)源地、構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，再探討生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)的思路。生態(tài)源地識別考慮景觀連通性[11]或通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估識別生態(tài)源地[12]。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究采用的方法有形態(tài)空間格局分析法[13-15]、最小累計阻力模型法[16-17]、最小費用距離模型法[18-19]和電路理論[20-21]。在生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)方面，王回茴等[22]利用生態(tài)安全格局和電路理論識別工礦用地修復(fù)障礙點和“夾點”，并按照優(yōu)先修復(fù)程度設(shè)置分級修復(fù)方案；蘇沖等[23]利用最小累計阻力模型和電路理論模型識別障礙點和“夾點”，并從山水林田湖草角度提出優(yōu)先修復(fù)方案；方瑩等[4]結(jié)合最小累計阻力模型和電路理論識別障礙點、“夾點”、斷裂點和破碎生態(tài)空間關(guān)鍵區(qū)。已有研究為國土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)識別提供了參考思路和常用方法借鑒，但在生態(tài)源地識別時如何多因素綜合考慮，以及如何契合山水林田湖草一體化保護(hù)修復(fù)要求進(jìn)行關(guān)鍵區(qū)系統(tǒng)修復(fù)上有待進(jìn)一步深入研究和拓展，對資源枯竭型城市的研究也相對缺乏。

為此，該研究擬以資源枯竭型城市江西省大余縣為研究區(qū)，嘗試綜合考慮生境質(zhì)量、景觀連接度和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值識別生態(tài)源地，并基于景觀生態(tài)學(xué)視角構(gòu)建生態(tài)空間安全格局，運用電路理論識別生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)，劃分生態(tài)保護(hù)修復(fù)類型并提出保護(hù)修復(fù)策略，以期為大余縣生態(tài)保護(hù)修復(fù)及生態(tài)安全格局構(gòu)建提供決策參考。

1 研究區(qū)及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

大余縣處于江西省的西南邊緣(25°15′～25°37′ N，114°00′～114°44′ E)，面積1 368 km2，常住人口約31萬?？h域內(nèi)西部地勢高，東部地勢低，屬于典型的南、西、北環(huán)山,東部敞開的丘陵盆地；全縣四季氣候分明，自然環(huán)境優(yōu)越?？h境西北部山脈因地質(zhì)構(gòu)造運動形成鎢礦床，長期的礦產(chǎn)資源開采引發(fā)了一系列地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、地質(zhì)災(zāi)害、含水層破壞、水土污染等地質(zhì)環(huán)境問題。2012年大余縣被國家發(fā)展和改革委員會、原國土資源部、財政部等單位評定為資源枯竭型城市。截至目前，大余縣共有礦山59個，其中廢棄礦山13個，持證礦山46個；持證礦山中地下開采礦山26個，露天開采礦山20個。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

研究所用數(shù)據(jù)包括：(1)土地利用數(shù)據(jù)，來源于大余縣2018年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)(1∶10 000)，轉(zhuǎn)為30 m的柵格數(shù)據(jù)，同時將林地、草地、水域劃分為生態(tài)用地，用于生境質(zhì)量評價、生境風(fēng)險評估運算。(2)交通數(shù)據(jù)包括大余縣高速公路和鐵路分布數(shù)據(jù)，來源于Open Street Map 數(shù)據(jù)平臺(http:∥www.openstreetmap.org/)，用來與生態(tài)廊道一同構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集,來判斷關(guān)鍵區(qū)中的生態(tài)斷裂點。(3)DEM數(shù)據(jù)，來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)，分辨率為30 m，運用ArcGIS 10.5軟件提取坡度和起伏度。(4)遙感影像數(shù)據(jù)選取2017年8月20日的Landsat-8 OLI數(shù)據(jù)，云量為2.42%，運用ENVI 5.1軟件進(jìn)行歸一化指數(shù)NDVI提取，作為生態(tài)阻力面構(gòu)建的植被覆蓋度因子。

2 研究思路與方法

依據(jù)生態(tài)安全格局-關(guān)鍵區(qū)-保護(hù)修復(fù)類型區(qū)策略開展大余縣生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)識別。首先，綜合考慮斑塊生境質(zhì)量、生境風(fēng)險、景觀連接度和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,選取生態(tài)源地；其次，綜合土地利用、高程和遙感影響數(shù)據(jù)設(shè)置阻力面，基于阻力面和生態(tài)源地構(gòu)建生態(tài)安全格局；最后，基于生態(tài)安全格局識別“夾點”、障礙點、斷裂點和破碎生態(tài)空間，結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)，提取關(guān)鍵點所處位置或周圍一定范圍,形成關(guān)鍵區(qū)，依據(jù)各關(guān)鍵區(qū)土地利用類型劃分生態(tài)保護(hù)修復(fù)類型區(qū)，提出各類型區(qū)相應(yīng)的保護(hù)修復(fù)策略(圖1)。

2.1 生態(tài)安全格局構(gòu)建方法

2.1.1生態(tài)源地識別

生態(tài)源地識別綜合了生境質(zhì)量評價、生境風(fēng)險評估、景觀連接度評價和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估4個方面，其步驟如下：

(1)生境質(zhì)量測算

基于InVEST 模型中的Habitat Quality模型，將30 m土地利用現(xiàn)狀柵格數(shù)據(jù)與威脅源建立聯(lián)系，根據(jù)不同生境對威脅源的響應(yīng)程度計算得到生境質(zhì)量值[24]。該文主要從每種威脅的相對影響、每種生境類型對每種威脅的相對敏感度、棲息地與威脅源之間的距離3個方面考慮威脅源對棲息地的響應(yīng)程度。根據(jù)InVEST模型指南以及推薦的參考值和相關(guān)研究確定模型的各類參數(shù)；結(jié)合大余縣的自然條件，將林地、草地和水域定義為生境，其他用地定義為非生境；確定水田、旱地、城鎮(zhèn)、村莊、其他建設(shè)用地、裸地為生境斑塊的威脅源。生境質(zhì)量值(Qxj)計算公式如下：

Qxj=Hj×[1-Dxjz/(Dxjz+kz)]。

(1)

式(1)中，Hj為j地類的生境適宜度；Dxj為地類j中的柵格x的生境退化度；k為半包和參數(shù)，即退化度最大值的一半；z為模型默認(rèn)參數(shù)。

(2)生境風(fēng)險評估

生境風(fēng)險評估模型常用于評價人類活動給海岸帶生態(tài)系統(tǒng)帶來的威脅，也適用于陸地生態(tài)系統(tǒng)。生境風(fēng)險評估模型中生境因子和威脅源與生境質(zhì)量模型中一致，模型參數(shù)設(shè)置參考模型指南。生境因子受威脅程度、威脅因子的威脅程度、生態(tài)風(fēng)險的計算公式如下：

(2)

(3)

(4)

(5)

式(2)～(5)中，E為生境因子暴露于威脅因子的程度;N為每種生境的評價標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量;ei為威脅因子i的所有斑塊平均生態(tài)威脅程度得分;di為數(shù)據(jù)質(zhì)量得分;wi為每個柵格的威脅得分；C為生境因子暴露于威脅因子的后果;ci為威脅因子對生境因子i的所有斑塊造成生態(tài)威脅影響程度得分；Rij為威脅因子j對生境因子i造成的風(fēng)險；Ri為生境因子i的生態(tài)風(fēng)險值。

(3)綜合生境質(zhì)量

運用生境風(fēng)險修正生境質(zhì)量,得到綜合生境質(zhì)量，即綜合生境質(zhì)量=初始生境質(zhì)量×(100-生境風(fēng)險)。將綜合生境質(zhì)量采用自然斷點法分為最低、低、中等、高、最高5類。

(4)景觀連接度分析

景觀連接度能夠反映種群在破碎生境間遷移的難易度，保持良好的景觀連接度可促進(jìn)源地斑塊內(nèi)的物種遷移，有利于基因流動和擴(kuò)散[22-23]。目前，常用的景觀連接度指數(shù)有整體連通性、可能連通性和斑塊重要性等[25]。運用ConeforSensinode 2.6軟件，選擇斑塊重要性(dPC)景觀指數(shù)將斑塊連通距離閾值設(shè)置為300 m，連通的概率設(shè)為0.5，對斑塊面積大于10 hm2的生態(tài)用地進(jìn)行景觀連接度評價；其次基于前人研究對dPC采取自然斷點法進(jìn)行分級(10類)[26]。從綜合生境質(zhì)量最高級斑塊中剔除dPC最低級斑塊，剩余斑塊作為初步生態(tài)源地。

(5)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法較統(tǒng)一，結(jié)果易于比較。根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的研究成果和研究方法[27-29]，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值劃分為氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤形成與保護(hù)、廢物處理、生物多樣性維持、食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、休閑娛樂共9類。根據(jù)價值系數(shù)法，將單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)與土地利用覆被面積相乘，求出相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值。但生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能大小與研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生物量密切相關(guān)，因此運用謝高地等[30]提出的“我國不同省份農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生物量因子”對研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的價值系數(shù)進(jìn)行修正，公式如下所示：

(6)

式(6)中，V為某地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總值，萬元；m為某省份對應(yīng)生物量修正因子；j為某生態(tài)系統(tǒng)類型；Aj為j類生態(tài)系統(tǒng)的面積，km2；r為某類型生態(tài)系統(tǒng)對應(yīng)的某種服務(wù)功能類型；Erj為j類型生態(tài)系統(tǒng)中i服務(wù)功能的單價，萬元·km-2。依據(jù)自然斷點法將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值從低到高分為5級，將最高3級定為最終生態(tài)源地。

2.1.2生態(tài)阻力面構(gòu)建

生態(tài)阻力面反映景觀生態(tài)功能和生態(tài)空間過程的趨勢與可能[31]，選取土地利用類型、坡度、起伏度和植被覆蓋度(NDVI)4個指標(biāo)，運用最小累計阻力模型共同構(gòu)建綜合生態(tài)阻力面[32-34]。

(7)

式(7)中，RMC為區(qū)域內(nèi)生態(tài)過程中的累計阻力大小；f為累計阻力值與生態(tài)要素流動時的正相關(guān)關(guān)系；Lij為空間景觀單元i到生態(tài)源地j的歐式距離；ri為景觀單元i對某目標(biāo)單元運動擴(kuò)散的阻力系數(shù)。利用ArcGIS 10.5軟件中的Linkage Mapper 2.0 Toolbox識別生態(tài)廊道。

表1 綜合生態(tài)阻力面因子權(quán)重與系數(shù)

2.2 生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)識別方法

2.2.1生態(tài)“夾點”識別

生態(tài)“夾點”是MCRAE等[35]基于電路理論提出的概念，“夾點”是生態(tài)廊道中電流值較高的區(qū)域，承擔(dān)景觀連通性關(guān)鍵點的同時，也面臨較大的生態(tài)退化或損失風(fēng)險；電流密度越密集，表明物種通過該區(qū)域在棲息地間運動的可能性比較高或者沒有其他可以選擇的替代路徑，因此應(yīng)作為生態(tài)保護(hù)修復(fù)的關(guān)鍵區(qū)。以生態(tài)廊道構(gòu)建結(jié)果為基礎(chǔ)，利用Linkage Mapper 2.0 Toolbox的Pinchpoint Mapper模塊對生態(tài)“夾點”進(jìn)行識別。該模塊將“夾點”之間具有一定“寬度”的生態(tài)廊道當(dāng)作一個導(dǎo)電體，將一個生態(tài)源地接地，其他所有生態(tài)源地分別輸入1 A的電流，然后進(jìn)行迭代運算，得到通過每個像元的累計電流值，電流值較大的區(qū)域即為整個區(qū)域的“夾點”地區(qū)。研究通過設(shè)置不同的“寬度”來判斷“夾點”位置是否改變，進(jìn)而確定“寬度”為2 km。

2.2.2生態(tài)障礙點識別

生態(tài)障礙點是指物種遷移時受到阻礙的區(qū)域，修復(fù)后會顯著提升生態(tài)源地之間的連通性[16,36-37]?；谏鷳B(tài)廊道構(gòu)建結(jié)果，利用Linkage Mapper 2.0 Toolbox的Barrier Mapper模塊對生態(tài)障礙點進(jìn)行識別，該模塊通過使用移動窗口搜索計算移除障礙點后的累計電流恢復(fù)值對連通性影響最大的區(qū)域進(jìn)行識別，在該模塊中累計電流恢復(fù)值與景觀連通性大小成正比。研究通過調(diào)整搜索半徑判斷障礙點位置是否改變，確定搜索半徑為200 m。

2.2.3生態(tài)斷裂點識別

生態(tài)斷裂點為大型交通道路(鐵路和高速公路)與生態(tài)廊道的交點，其切斷了景觀連接度，對生物流動的暢通和安全性造成威脅。研究通過將大型交通要道與生態(tài)廊道一同構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，識別兩者的交點作為生態(tài)斷裂點。

2.2.4破碎生態(tài)空間識別

破碎生態(tài)空間由森林砍伐、農(nóng)業(yè)墾殖、城市化、工業(yè)化等多方面因素引起，生態(tài)空間破碎化不僅會降低生物多樣性，也加重了自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境污染。對上述綜合生境質(zhì)量最高級的生態(tài)用地斑塊進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測算，并將其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值由低到高分為5級，將最低級生態(tài)用地斑塊識別為破碎生態(tài)空間。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)源地

生態(tài)源地不僅是景觀生態(tài)過程要素，也是生態(tài)要素流動和生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)價值的起源點[38]。利用生境質(zhì)量模型和生境風(fēng)險評估模型確定大余縣綜合生境質(zhì)量〔圖2(a)〕。大余縣綜合生境質(zhì)量水平較高，總體呈現(xiàn)以城鎮(zhèn)為中心向外增高的趨勢，其中質(zhì)量高的區(qū)域主要位于縣域內(nèi)的各自然保護(hù)地，低值區(qū)域主要分布于城鎮(zhèn)及其周邊。生態(tài)源地具有一定的景觀連通性，故將綜合生境質(zhì)量根據(jù)自然斷點法由低到高分為5級，選取綜合生境質(zhì)量最高級的斑塊進(jìn)行景觀連接度分析，將景觀連接度結(jié)果根據(jù)自然斷點法分為10級，剔除最低級斑塊，將剩余斑塊作為初步生態(tài)源地，共得到207.65 km2初步生態(tài)源地區(qū)域。生態(tài)源地具有提供服務(wù)價值的功能，考慮生態(tài)源地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，在初步生態(tài)源地的基礎(chǔ)上測算各斑塊的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高的斑塊作為研究區(qū)的最終生態(tài)源地?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估，共篩選出55個生態(tài)源地〔圖2(b)〕，總面積147.36 km2，占全縣土地總面積的10.96%，包括林地、水域和草地，占生態(tài)用地面積的13.19%。

3.2 生態(tài)阻力面和生態(tài)廊道

根據(jù)最小累計阻力模型得到大余縣綜合生態(tài)阻力，高阻力地區(qū)分布在城鎮(zhèn)及礦區(qū)，主要原因是城鎮(zhèn)人類活動集中，礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害敏感性最高，人類活動與自然災(zāi)害阻礙景觀生態(tài)過程的發(fā)展〔圖2(c)〕?；谏鷳B(tài)源地和綜合阻力，利用最小累計阻力模型和Linkage Mapper模塊構(gòu)建生態(tài)廊道構(gòu)建綜合生態(tài)阻力面、識別出生態(tài)廊道，形成大余縣生態(tài)安全格局。大余縣生態(tài)廊道共計69條，連接各生態(tài)源地，最小耗費路徑總長度643.26 km。從廊道分布格局來看，整體呈現(xiàn)“兩橫五縱”的空間分布特征〔圖2(d)〕。

3.3 生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)

3.3.1生態(tài)“夾點”

利用Pinchpoint Mapper模塊，通過計算廊道內(nèi)柵格的電流強度識別生態(tài)“夾點”，大余縣生態(tài)廊道電流密度〔圖2(e)〕由藍(lán)色到深紅色逐漸增強，高累計電流深紅色區(qū)域為生態(tài)“夾點”,是區(qū)域生態(tài)保護(hù)、修復(fù)的關(guān)鍵區(qū)之一。研究共識別出生態(tài)“夾點”區(qū)域共有12處，共計20.89 km。其中最長為5.89 km，最短為0.71 km，待修復(fù)生態(tài)“夾點”區(qū)域中2處位于河流廊道上。“夾點”與土地利用現(xiàn)狀疊加，將包含“夾點”的圖斑設(shè)置為“夾點”關(guān)鍵區(qū)，其中林地和河流比重最大，耕地面積最小。河流廊道受污染物排放超過其自凈能力，故生態(tài)退化風(fēng)險較高；林地和耕地受礦區(qū)地下開采沉陷風(fēng)險較大，此外耕地也受農(nóng)業(yè)面源污染影響增加了退化風(fēng)險。

3.3.2生態(tài)障礙點

生態(tài)障礙點是指生物在生態(tài)源地間運動受到阻礙的區(qū)域，利用Barrier Mapper模塊，通過計算柵格內(nèi)移除障礙點后累計恢復(fù)電流值識別生態(tài)障礙點，大余縣土地移除障礙點后累計電流恢復(fù)值〔圖2(f)〕由藍(lán)到深紅色逐漸增大，累計電流恢復(fù)值最大的區(qū)域為生態(tài)障礙點區(qū)域。研究共識別生態(tài)障礙點共13處〔圖2(d)〕，多位于研究區(qū)西部，其中7處位于生態(tài)廊道與生態(tài)源地的接壤處，對生態(tài)源地連通至關(guān)重要；8處位于生態(tài)廊道上，2處位于礦區(qū)內(nèi)，6處位于礦區(qū)周圍。障礙點與土地利用現(xiàn)狀疊加，將包含障礙點的圖斑設(shè)置為障礙點關(guān)鍵區(qū)，其中林地和耕地比重最大，采礦用地面積最小。林地和河流等低阻力值生態(tài)用地成為障礙點關(guān)鍵區(qū),亦是因為高度的地質(zhì)災(zāi)害隱患和污染物排放。其他非生態(tài)用地如耕地、采礦用地、村莊和交通運輸用地則是因為其直接破壞了局部綜合生境質(zhì)量。

3.3.3生態(tài)斷裂點

經(jīng)生態(tài)廊道與大型交通要道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集構(gòu)建及交叉點識別，發(fā)現(xiàn)生態(tài)斷裂點共23處，其中與高速公路相交11處，與鐵路相交12處〔圖2(d)〕。斷裂點與土地利用現(xiàn)狀疊加，將包含斷裂點的圖斑設(shè)為斷裂點關(guān)鍵區(qū)，其中公路用地比重最大，河流水面的比重最小。

3.3.4破碎生態(tài)空間

經(jīng)測算，綜合生境質(zhì)量最高級的生態(tài)用地斑塊面積30.30 km2，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值處于1 571.07萬～2 695.66萬元之間。將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值由低到高劃分為5級，0～61.66萬元為最低級并識別為破碎生態(tài)空間，共57.45 km2，以林地為主。

3.4 生態(tài)保護(hù)修復(fù)策略

依據(jù)生態(tài)“夾點”、障礙點、斷裂點和破碎生態(tài)空間的土地利用類型，設(shè)置礦山修復(fù)區(qū)、山水治理區(qū)、農(nóng)田整治區(qū)、農(nóng)村建設(shè)用地整治區(qū)、交通用地優(yōu)化區(qū)5種修復(fù)類型區(qū)(表2，圖3)，做到生態(tài)保護(hù)修復(fù)的關(guān)鍵區(qū)全覆蓋，以及多樣化保護(hù)修復(fù)類型并舉，統(tǒng)籌構(gòu)建大余縣生態(tài)安全格局。

表2 大余縣國土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)類型區(qū)

礦山修復(fù)區(qū)共1.44 km2，土地利用類型為采礦用地，該區(qū)域應(yīng)加強礦區(qū)山體復(fù)綠，具體可通過在山體填土并種植藤本等易存活植物的方式，在露天廢棄礦區(qū)可采取人工造林的措施；同時控制土壤鉛、鎘和砷等重金屬污染，通過采取廢石、廢渣和尾礦在指定地點堆放等措施減少污染物排放。

山水治理區(qū)共2.45 km2，土地利用類型為河流、水庫和林地，該區(qū)域應(yīng)注重山體治理和水污染防控。由于研究區(qū)西部地下采礦區(qū)較多，地下開采地質(zhì)災(zāi)害隱患較大，礦區(qū)及其周圍的林地可加強礦山沉陷區(qū)及水土流失綜合治理，其他地區(qū)林地則加強林業(yè)資源修復(fù)，積極開展中幼林撫育和低效林改造。河流作為天然的生態(tài)廊道，易受人類活動的影響。礦區(qū)周圍的河流與水庫可制定礦區(qū)水外排標(biāo)準(zhǔn)，同時通過落實責(zé)任制，加強對水源地的污染防治工作。其他地域河流、水庫則開展河流污染整治和河底清淤工作，建立河流保護(hù)區(qū)，加強入庫口的整治清理。

農(nóng)田整治區(qū)共170.37 km2，土地利用類型為林地、耕地、溝渠和坑塘。該區(qū)域宜通過農(nóng)用地整理提高農(nóng)田生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平。具體可對礦區(qū)及其周圍因礦山開采導(dǎo)致塌陷、破壞的耕地進(jìn)行人工回填或退耕，發(fā)展種植業(yè)和林果業(yè)；其他地區(qū)的耕地則加強土壤污染治理，控制土壤水分、化肥、有機(jī)肥和農(nóng)藥的合理施用，調(diào)整耕作制度，減少重金屬的遷移量和生物活性。在農(nóng)用地整治中，優(yōu)化林地、溝渠和坑塘布置，形成帶、網(wǎng)、片的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。

農(nóng)村建設(shè)用地整治區(qū)共0.99 km2，土地利用類型為農(nóng)村居民點和農(nóng)村道路。位于礦區(qū)及其周圍的居民點，對規(guī)模較小和較偏遠(yuǎn)的居民點進(jìn)行整治合并，對處于塌陷區(qū)及其周邊沿線的農(nóng)村居民點進(jìn)行搬遷，將安全隱患降低為零，不再利用的農(nóng)村道路按照適宜性復(fù)墾為耕地或林地；其他地區(qū)居民點可從飲用水安全保障、農(nóng)村生活污水處理、農(nóng)村生活垃圾收運處理、農(nóng)村分散畜禽養(yǎng)殖污染治理等方面進(jìn)行居民點環(huán)境整治。

交通用地優(yōu)化區(qū)共2.37 km2，土地利用類型為公路用地和鐵路用地。建議對在交通線可視范圍內(nèi)的被毀山體和采空區(qū)、塌陷區(qū)及時采取土壤修復(fù)、水土保持等治理措施，其他地區(qū)交通運輸用地則可對其兩側(cè)的植被進(jìn)行恢復(fù)或在鐵路和高速公路等重要交通設(shè)施處建立一些野生動物通道，對野生動物通過地區(qū)車輛通行速度進(jìn)行必要的限制，通道建成后對其進(jìn)行長期監(jiān)測，了解其狀態(tài)以便及時進(jìn)行優(yōu)化。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

研究以我國典型資源枯竭型城市大余縣為例，基于生態(tài)安全格局-關(guān)鍵區(qū)-保護(hù)修復(fù)策略識別生態(tài)源地及生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)，根據(jù)關(guān)鍵區(qū)覆蓋地類設(shè)置分區(qū)類型，同時提出修復(fù)策略。得到結(jié)論如下：

(1)大余縣綜合生境質(zhì)量整體水平較高，生態(tài)源地共147.36 km2，占全縣土地總面積的10.96%。生態(tài)廊道呈“兩橫五縱”連接各生態(tài)源地，“源地-廊道”土地利用類型包括生態(tài)用地和非生態(tài)用地。

(2)生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)包括生態(tài)“夾點”、生態(tài)障礙點、生態(tài)斷裂點及破碎生態(tài)空間，其中生態(tài)“夾點”12處，2處位于河流；障礙點13處，8處位于礦區(qū)及其周圍；斷裂點23處；破碎生態(tài)空間57.45 km2。關(guān)鍵區(qū)多半分布于礦區(qū)較多的西部。

(3)大余縣生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)土地利用以林地為主，同時涉及林地、采礦用地、耕地、河流、水庫、農(nóng)村居民點等類型。依據(jù)各生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)覆蓋地類，將其設(shè)為礦山修復(fù)區(qū)、山水治理區(qū)、農(nóng)田整治區(qū)、農(nóng)村建設(shè)用地整治區(qū)和交通用地優(yōu)化區(qū)5個修復(fù)區(qū)，建議分別采取礦山復(fù)綠、山體治理和水污染防控、農(nóng)用地整理和耕地控污染、居民點整合和農(nóng)村道路復(fù)墾、建立野生動物通道和沿線植被恢復(fù)等保護(hù)修復(fù)策略。

4.2 討論

資源枯竭型城市因資源開采帶來的生態(tài)空間減少、景觀穩(wěn)定性降低、生態(tài)功能退化等問題廣泛存在，從區(qū)域整體考慮其生態(tài)安全格局構(gòu)建尤為必要。依據(jù)生態(tài)安全格局-關(guān)鍵區(qū)-保護(hù)修復(fù)策略，識別其生態(tài)源地，生態(tài)“夾點”、障礙點、斷裂點和破碎生態(tài)空間等關(guān)鍵區(qū)數(shù)量及空間分布，并劃分生態(tài)保護(hù)修復(fù)類型區(qū)及提出相應(yīng)修復(fù)策略，可為資源枯竭型城市生態(tài)保護(hù)修復(fù)和城市轉(zhuǎn)型提供宏觀指導(dǎo)。

生態(tài)源地不僅是景觀生態(tài)過程要素，也是生態(tài)要素流動和生態(tài)系統(tǒng)提供價值服務(wù)的起源點，既應(yīng)具備較好的對外連通性和較高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，還需要良好的生境質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，在生態(tài)源地識別時選擇生境質(zhì)量、生境風(fēng)險、景觀連通性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值指標(biāo)進(jìn)行綜合識別。且通過定量識別提取的生態(tài)源地斑塊與研究區(qū)自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等高度重合，生態(tài)源地綜合識別方法合理可行。

依據(jù)關(guān)鍵區(qū)所覆蓋土地利用類型劃分生態(tài)保護(hù)修復(fù)類型區(qū)，顯化了關(guān)鍵區(qū)地類特征，以此為基礎(chǔ)的保護(hù)修復(fù)策略具備一定的系統(tǒng)性，與當(dāng)前開展的土地整治和生態(tài)建設(shè)實踐密切結(jié)合，有助于資源枯竭型城市生態(tài)系統(tǒng)從關(guān)鍵點、線、面的修復(fù)工程向山水林田湖草系統(tǒng)修復(fù)推進(jìn)。

資源枯竭型城市礦業(yè)開采和生態(tài)修復(fù)不僅具有同時性，也歷時較長，該研究未確定區(qū)域生態(tài)安全在資源枯竭型城市修復(fù)與破壞生態(tài)環(huán)境之間的動態(tài)關(guān)系，今后應(yīng)結(jié)合這些關(guān)鍵區(qū)的地理位置、經(jīng)濟(jì)條件以及生態(tài)需求開展多階段的生態(tài)廊道和關(guān)鍵區(qū)域研究，以期探明礦業(yè)開采環(huán)境破壞程度與生態(tài)修復(fù)力度的關(guān)系，明確生態(tài)修復(fù)的核心目標(biāo)。