基于電路理論的生態(tài)安全格局構(gòu)建
——以贛州市為例

劉春飛，劉平輝，朱傳民

（1.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，南昌 330013；2.江西省數(shù)字國土重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330013）

黨的十九大報告進(jìn)一步明確了加大生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度、統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理、實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)重大工程等新時期國家生態(tài)文明建設(shè)的重大戰(zhàn)略需求［1］。2021 年8 月江西省自然資源廳、江西省發(fā)展和改革委員會聯(lián)合印發(fā)的《江西省“十四五”國土空間生態(tài)修復(fù)規(guī)劃》進(jìn)一步明確了提升生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的主要生態(tài)修復(fù)目標(biāo)，提出了推進(jìn)形成生態(tài)保護(hù)和生態(tài)修復(fù)的新格局［2］。開展生態(tài)修復(fù)并針對不同地區(qū)因地制宜進(jìn)行生態(tài)修復(fù)分區(qū)，有利于實(shí)施高效高質(zhì)量的生態(tài)修復(fù)，加快推進(jìn)地方生態(tài)文明建設(shè)。

近年來，生態(tài)安全格局構(gòu)建逐漸成為業(yè)內(nèi)學(xué)者們的研究熱點(diǎn)，目前已經(jīng)逐步形成生態(tài)源地-生態(tài)阻力面-生態(tài)廊道-生態(tài)節(jié)點(diǎn)-生態(tài)安全格局的基本框架，被廣泛運(yùn)用在生態(tài)保護(hù)紅線劃定、城市開發(fā)邊界的試劃、生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域識別、生態(tài)承載力監(jiān)測等研究中。生態(tài)源地的識別多采用直接提取區(qū)域內(nèi)自然保護(hù)地或風(fēng)景名勝區(qū)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價、連通性指數(shù)分析等方法。生態(tài)阻力面常采用最小阻力模型來選取合適的阻力因子構(gòu)建阻力面。生態(tài)廊道較為常用的提取方法有重力模型、成本路徑和電路理論等。電路理論結(jié)合生物在環(huán)境中隨機(jī)游走的特性可以更好地模擬生物在生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，識別出更具說服力的生態(tài)節(jié)點(diǎn)區(qū)域。目前大多數(shù)的研究尺度多為選取某年度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并沒有在長時間的時空尺度對生態(tài)安全格局的演變進(jìn)行研究，對此本研究選取江西省贛州市2000—2020 年的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對區(qū)域內(nèi)生態(tài)安全格局要素演變進(jìn)行分析，綜合確定最終生態(tài)安全格局。

在《全國主體功能區(qū)劃》中提出了構(gòu)建“兩屏三帶”為主體的生態(tài)安全戰(zhàn)略格局，其中南方丘陵山地帶在保障生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源方面有著重要地位。贛州市有8 個縣位于南嶺山地森林及生物多樣性生態(tài)功能區(qū)之中，構(gòu)建贛州市生態(tài)安全格局有助于研究區(qū)域內(nèi)的生態(tài)功能恢復(fù)和開展系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)工作?；诖?，以贛州市為研究區(qū)域，通過計算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值來識別研究區(qū)域內(nèi)的生態(tài)源地，基于電路理論識別生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)構(gòu)建贛州市最終生態(tài)安全格局，并根據(jù)生態(tài)安全格局要素進(jìn)行合理的空間區(qū)域劃分［3］，最后提出針對性的生態(tài)修復(fù)方向及建議，以期為贛州市國土空間布局優(yōu)化及生態(tài)安全格局構(gòu)建提供一定的參考。

1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

贛州市位于江西省南部，是江西省面積最大、人口最多的地級市，下轄3 個市轄區(qū)、14 個縣、1 個縣級市。贛州市東接福建省三明市和龍巖市，南臨廣東省梅州市、河源市、韶關(guān)市，西靠湖南省郴州市，北連江西省吉安市和撫州市，位于北緯24°29′—27°09′、東經(jīng)113°54′—116°38′，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫在19.1～20.8 ℃，年平均降水量為1 152.2～1 554.9 mm，四季分明，雨量充沛。地形以山地、丘陵為主，地勢四周高中間低，南高北低，水系呈輻輳狀向章貢區(qū)匯集。土地利用類型主要以林地為主，面積占贛州市國土總面積的74.21%，是中國商品林基地和重點(diǎn)開發(fā)的林區(qū)之一。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究中用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：①贛州市遙感影像數(shù)據(jù)，來源于地理空間數(shù)據(jù)云Landsat8 OLI_TIRS；②DEM 數(shù)據(jù)，來源于地理空間數(shù)據(jù)云ASTER GDEM 30 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)；③贛州市2000 年、2010年、2020 年土地利用數(shù)據(jù)，來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心；④道路和居民點(diǎn)矢量圖層，來源于全球地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)；⑤糧食種植面積、糧食產(chǎn)量以及各類糧食收益數(shù)據(jù)，來源于《贛州市統(tǒng)計年鑒》及《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。

2 研究方法

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值即人類可以從生態(tài)系統(tǒng)獲取的供給價值、調(diào)節(jié)價值、支持價值和文化價值。本研究參考Constanza 等［4］提出的當(dāng)量因子法，結(jié)合土地利用類型實(shí)際情況，結(jié)合謝高地等［5，6］的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值綜合動態(tài)評估方法，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分為四大類11 項，分別為食物生產(chǎn)、原料生產(chǎn)、水資源供給、氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)［7］、生物多樣性和美學(xué)景觀。參照專家意見對建設(shè)用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值統(tǒng)一賦值為0，根據(jù)贛州市與全國糧食產(chǎn)量和價值的平均值差異，確定合理的修正系數(shù)，得到贛州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)系數(shù)（表1），再對研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值進(jìn)行測算。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的計算公式如下。

表1 贛州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù) （單位：元/hm2）

式中，ESVf為第f項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；VCfk為土地利用類型為k的第f項服務(wù)功能價值指數(shù)；Ak為各類土地利用類型的面積；ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值；VCk為k類服務(wù)功能價值指數(shù)。利用ArcGIS 10.2 軟件計算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值，并采用自然斷點(diǎn)法將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值從高到低依次分為高、較高、中、較低、低5 個等級，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值高的地區(qū)進(jìn)行優(yōu)先重點(diǎn)考慮。

2.2 生態(tài)源地

生態(tài)源地是維持國土空間安全的核心區(qū)域，本研究采用MSPA 分析方法，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高的區(qū)域?yàn)榍熬?，較低的設(shè)置為后景。利用Guidos軟件，采用八鄰域法則對研究區(qū)域的整體情況進(jìn)行分析，得到互不重疊的7 類景觀，包含核心區(qū)、孤島區(qū)、環(huán)島區(qū)、橋接區(qū)、孔隙區(qū)、邊緣區(qū)和支線。初步選取面積較大的核心區(qū)斑塊作為生態(tài)源地，進(jìn)行景觀連通性評價，采用連通性指數(shù)分析方法，選取包括整體連通性、可能連通性和斑塊重要性等來量化各生態(tài)斑塊在區(qū)域內(nèi)維持或改善景觀連通性的重要程度［8］，直觀地反映所選區(qū)域是否利于生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量流動。本研究利用Conefore2.6 軟件，參考文獻(xiàn)［8，9］結(jié)合贛州市的實(shí)際情況設(shè)置合理的連通距離閾值和源地連通概率，分別計算出生態(tài)源地的景觀整體連通性指數(shù)和景觀可能連通性指數(shù)，并對研究區(qū)域內(nèi)2000—2020 年生態(tài)源地的時空演變進(jìn)行分析，綜合選取較為穩(wěn)定的生態(tài)斑塊作為最終的生態(tài)源地。其計算公式如下。

式中，IIC為景觀整體連通性指數(shù)；PC為景觀可能連通性指數(shù)［8］；dPC為斑塊重要性；Ae為區(qū)域景觀總面積；n為斑塊總量；Ai、Aj為生境斑塊i和j的面積；Cij為生境斑塊i和j在最短路徑下的連接總量；Pij*為生境斑塊i和j之間的最大連通率；PCremove表示斑塊剔除之后剩余斑塊的整體指數(shù)［8］。

2.3 阻力面構(gòu)建

生態(tài)源地之間的物質(zhì)能量流動主要受到生態(tài)環(huán)境差異以及人類活動范圍的影響。本研究綜合選取研究區(qū)域高程、坡度、土地利用類型、植被覆蓋度、距離道路距離以及距離居民點(diǎn)距離共6 種阻力因子，參考研究區(qū)域的實(shí)際情況，運(yùn)用層次分析法計算各類阻力因子的權(quán)重及阻力，各阻力因子權(quán)重依次為0.055 0、0.053 0、0.329 4、0.341 9、0.114 4 和0.106 3，阻力因子分級見表2，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得出檢驗(yàn)系數(shù)CR=0.049 8＜0.1，一致性檢驗(yàn)結(jié)果為通過。坡度和高程等級越高對生態(tài)系統(tǒng)中動植物能量流動阻礙越大，對應(yīng)阻力越大；植被覆蓋度越大越有利于生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，對應(yīng)阻力越??；距離道路和居民點(diǎn)的距離越近，生態(tài)鏈越容易受到人類活動的干擾，對應(yīng)阻力越大。

表2 生態(tài)源地擴(kuò)張阻力因子分級

2.4 生態(tài)廊道

生態(tài)廊道是生態(tài)源地之間物質(zhì)和能量流通的重要通道。從生態(tài)安全格局的角度來看，其對維護(hù)生態(tài)安全和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義［3］，也是將來開展生態(tài)修復(fù)關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域。本研究區(qū)域生態(tài)廊道以綜合阻力面為基礎(chǔ)，結(jié)合電路連接度理論中的隨機(jī)游走模型，利用Linkage Pathways 工具識別各生態(tài)源地之間的最小成本距離。其計算公式如下。

式中，NLCCAB為核心區(qū)A與核心區(qū)B歸一化最低成本走廊長度；CWDA為核心區(qū)A的成本加權(quán)距離；CWDB為核心區(qū)B的成本加權(quán)距離；LCDAB為沿著最低成本距離路徑移動的成本加權(quán)距離。

2.5 重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)

生態(tài)夾點(diǎn)是指在生態(tài)環(huán)境中物質(zhì)流和能量流的重點(diǎn)區(qū)域，如果該區(qū)域被破壞將有可能會對該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。為更加精準(zhǔn)地識別研究區(qū)域內(nèi)的夾點(diǎn)所在區(qū)域，本研究基于Pinchpoint Mapper 工具，選擇成對（Pairwise）模式，通過調(diào)用Circuitscape 電路分析來依次計算每對生態(tài)源地之間的電流，選擇任意一個生態(tài)源地將其任意地連接到一個1 A 的電流源，另一個生態(tài)源地則連接到地面，依次進(jìn)行迭代運(yùn)算，即可獲得各源點(diǎn)之間的電流流動情況。電流強(qiáng)度越大則表示該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中的能量流和物質(zhì)流越容易通過，篩選電流密度較大的地區(qū)作為生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域，在開展生態(tài)修復(fù)工作過程中進(jìn)行優(yōu)先保護(hù)。

生態(tài)障礙點(diǎn)是指生態(tài)源地之間物質(zhì)流和能量流之間流通受到較大阻礙的區(qū)域，通過計算清除障礙點(diǎn)后電流恢復(fù)值的大小來識別障礙點(diǎn)區(qū)域［9］，本研究通過Barrier Mapper 工具，參照文獻(xiàn)［10，11］，設(shè)置合適的步長和半徑來搜索生態(tài)系統(tǒng)中的障礙點(diǎn)。結(jié)合遙感影像開展具有針對性的生態(tài)環(huán)境整治措施工作，有利于進(jìn)一步提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化

根據(jù)贛州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)系數(shù)及研究區(qū)域歷年的土地利用類型數(shù)據(jù)，分別計算得到贛州市2000年、2010 年和2020 年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，結(jié)果見表3。利用自然斷點(diǎn)法將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分為高、較高、中、較低、低5 個等級。結(jié)合歷年的土地利用變化數(shù)據(jù)分析，中等級和低等級占比的增加和較高等級面積占比的減少主要與近年來社會的不斷發(fā)展、人口增長導(dǎo)致城市不斷擴(kuò)張、城鎮(zhèn)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)等其他建設(shè)用地的增加占用了大量的耕地與林地有關(guān)?？傮w來看，2000—2020 年贛州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值保持較為穩(wěn)定。

表3 2000—2020 年贛州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值各等級面積占比

3.2 生態(tài)源地的分布與變化規(guī)律

根據(jù)贛州市歷年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值測算結(jié)果，選取等級為高的區(qū)域作為初步生態(tài)源地，結(jié)合MSPA與景觀連通性指數(shù)可以有效避免只考慮斑塊面積而忽略連通重要性的缺陷，保障了源地提取方面的科學(xué)性與客觀性［12］。利用Conefor2.6 軟件進(jìn)行分析，進(jìn)一步識別核心區(qū)面積大于100 km2且連通性較好的斑塊為最終的生態(tài)源地。結(jié)果（圖1）顯示，2000年識別生態(tài)源地18 處（圖1a），總面積6 848.33 km2，占贛州市國土總面積的17.39%；2010 年識別生態(tài)源地17 處（圖1b），總面積7 327.32 km2，占贛州市國土總面積的18.61%；2020 年識別生態(tài)源地20 處（圖1c），總面積6 830.99 km2，占贛州市國土總面積的17.35%。這些生態(tài)源地主要分布在贛州市南部大部分區(qū)縣、東北部寧都縣和石城縣、西部崇義縣以及東部的瑞金市，涵蓋了贛江源、九連山、武夷山和齊云山等多個國家級自然保護(hù)區(qū)，陽明山、九連山、五指峰、會昌山和梅關(guān)等多個國家級森林公園和國家級Ⅰ、Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)野生動物棲息地。

圖1 2000—2020 年贛州市生態(tài)源地分布

3.3 阻力面構(gòu)建與變化規(guī)律

利用ArcGIS 10.2 將各阻力因子進(jìn)行分析得到單因子阻力，按對應(yīng)權(quán)重進(jìn)行加權(quán)疊加，計算得到研究區(qū)域歷年綜合阻力面。從圖2 可以看出，阻力系數(shù)在10～91，贛州市綜合阻力值呈網(wǎng)狀分布，高阻力值區(qū)域主要分布在贛州市的章貢區(qū)、南康區(qū)、瑞金市、寧都縣、興國縣、于都縣和信豐縣。從阻力面疊加衛(wèi)星影像圖可以發(fā)現(xiàn)，高阻力值區(qū)域主要分布在各區(qū)縣的中心城區(qū)內(nèi)以及交通網(wǎng)絡(luò)干線上。這些區(qū)域土地利用類型多為建設(shè)用地，地表人類活動頻繁，對生態(tài)系統(tǒng)中的各類生物在生態(tài)源地之間的能量流動和物種遷移有較大的阻礙，低阻力值區(qū)域多分布在贛州市四周的林地。

圖2 2000—2020 年贛州市阻力分析

3.4 生態(tài)廊道的識別與分析

結(jié)合生態(tài)源地和贛州市綜合阻力面，利用Arc-Catalog 10.2 軟件中的Linkage Pathways 工具提取歷年生態(tài)廊道。從圖3 可以看出，生態(tài)廊道整體呈“田”字形分布在各生態(tài)源地之間，盡管各時段提取出來的生態(tài)廊道數(shù)量和長度有明顯的差異，但歷年提取的最長生態(tài)廊道均橫穿興國縣、連接寧都縣的凌云山省級自然保護(hù)區(qū)與和贛縣區(qū)內(nèi)包括贛江流域內(nèi)的生態(tài)源地，南部和東部的生態(tài)廊道整體較短。結(jié)合土地利用類型分析生態(tài)廊道多穿過林地、耕地、水域等，針對生態(tài)廊道的保護(hù)應(yīng)從保護(hù)林地資源、提升耕地質(zhì)量和加強(qiáng)水土保持等方面進(jìn)行。將生態(tài)廊道與交通路網(wǎng)疊加分析可以發(fā)現(xiàn)，路網(wǎng)與生態(tài)廊道有較多的交叉節(jié)點(diǎn)，容易受到人類活動影響，未來在交通規(guī)劃方面需要考慮基礎(chǔ)設(shè)施對生態(tài)系統(tǒng)造成的影響，合理規(guī)劃空間布局。

圖3 2000—2020 年贛州市生態(tài)廊道的空間分布

3.5 重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)識別

生態(tài)夾點(diǎn)是生態(tài)系統(tǒng)中能量較為容易通過的夾點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)域生態(tài)阻力較小，同時也是較容易受到人為因素影響的區(qū)域，是地方開展生態(tài)保護(hù)工作的重點(diǎn)區(qū)域。在生態(tài)廊道的基礎(chǔ)上運(yùn)用ArcGIS 10.2插件中的Pinchpoint Mapper 工具通過計算各生態(tài)源地之間的累計電流值，篩選出的高電流區(qū)域?yàn)闅v年生態(tài)夾點(diǎn)。從圖4 可以看出，2000 年共識別生態(tài)夾點(diǎn)27 處（圖4a），總面積52.87 km2；2010 年共識別生態(tài)夾點(diǎn)23 處（圖4b），總面積51.99 km2；2020 年共識別生態(tài)夾點(diǎn)27 處（圖4c），總面積48.08 km2。生態(tài)夾點(diǎn)在研究區(qū)域內(nèi)呈均質(zhì)分布狀態(tài)，高電流區(qū)域主要分布在寧都縣的東部和西部、瑞金市的東部、會昌縣的東部和于都縣的中部，2000—2020 年最大累計電流值先變大后變小，這也進(jìn)一步反映了城市的發(fā)展對生態(tài)安全格局所帶來的影響。疊加土地利用類型分析可知，夾點(diǎn)區(qū)域多為林地和少部分水域及耕地，因此在夾點(diǎn)區(qū)域宜開展對應(yīng)的封山育林、退耕還林、低效林改造等林地保護(hù)工作，通過保護(hù)和培育森林資源措施，可以有效維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高水源涵養(yǎng)能力。

圖4 2000—2020 年贛州市生態(tài)夾點(diǎn)的空間分布

生態(tài)障礙點(diǎn)是阻礙生態(tài)源地之間連通性的區(qū)域，重點(diǎn)提升該區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，有效降低生態(tài)阻力將能夠極大地改善生態(tài)源地之間的景觀流通性。本研究通過Barrier Mapper 工具在合理的搜索半徑和步長下，計算源地之間清除障礙點(diǎn)之后的電流恢復(fù)值再提取生態(tài)障礙點(diǎn)。由圖5 可知，2000—2020 年的最大累計電流值在不斷變大，整體的電流分布較為穩(wěn)定，高累計電流值區(qū)域主要分布在贛縣區(qū)中部、于都縣北部、會昌縣中部和安遠(yuǎn)縣中部。在提取的過程中發(fā)現(xiàn)生態(tài)障礙點(diǎn)有部分與生態(tài)夾點(diǎn)重合的現(xiàn)象，表明該區(qū)域存在阻礙能量流動的要素，通過優(yōu)先開展生態(tài)修復(fù)可以進(jìn)一步提高源地之間的連通性。

圖5 2000—2020 年贛州市生態(tài)障礙點(diǎn)的空間分布

3.6 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全格局構(gòu)建與分析

基于歷年生態(tài)格局要素識別情況綜合確定了贛州市最終生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局，劃分出了生態(tài)核心區(qū)、生態(tài)緩沖區(qū)、水土保持區(qū)、重點(diǎn)修復(fù)區(qū)、生態(tài)多樣性保護(hù)區(qū)和城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)共6 類生態(tài)格局內(nèi)容。其中，生態(tài)核心區(qū)面積為7 780.32 km2，占贛州市國土總面積的19.76%，主要分布在贛州市的南部南方丘陵地帶、東部武夷山脈和西部羅霄山脈，包括歷年較為穩(wěn)定的生態(tài)源地、省級以上自然保護(hù)區(qū)和國家級森林公園，是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全格局的核心區(qū)域，對維持研究區(qū)域內(nèi)的生態(tài)安全起到總框架支撐作用，可以制定專項規(guī)劃來對生態(tài)核心區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)；生態(tài)緩沖區(qū)面積為5 993.92 km2，占贛州市國土總面積的15.22%，主要分布在生態(tài)核心區(qū)的外圍，對防止生態(tài)被破壞有一定的緩沖作用；水土保持區(qū)面積為499.90 km2，占贛州市國土總面積的1.27%，主要分布在贛江、貢江、章水、桃江、梅江等河流水域處，在該類區(qū)域宜開展水生態(tài)環(huán)境治理，通過在重點(diǎn)河流兩岸規(guī)劃生態(tài)保護(hù)帶，可有效規(guī)整河流岸線和進(jìn)行濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，統(tǒng)籌推進(jìn)江河兩岸脆弱區(qū)域水系綜合治理；重點(diǎn)修復(fù)區(qū)面積為1 178.33 km2，占贛州市國土總面積的2.99%，主要是由歷年識別的較為穩(wěn)定的生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)和障礙點(diǎn)區(qū)域構(gòu)成，重點(diǎn)改善該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、提高生態(tài)質(zhì)量，有利于生態(tài)系統(tǒng)中物種遷移和能量流動；生態(tài)多樣性保護(hù)區(qū)面積為21 053.77 km2，占贛州市國土總面積的53.46%，贛州市各區(qū)縣均有分布，此類區(qū)域生態(tài)環(huán)境較好且不易受人類活動影響，未來需要加強(qiáng)對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維護(hù)，禁止與生態(tài)環(huán)境保護(hù)無關(guān)的活動；城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)面積為2 873.40 km2，占贛州市國土總面積的7.30%，主要分布在各區(qū)縣中心區(qū)域，由城鎮(zhèn)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)等生態(tài)阻力高值所在區(qū)域構(gòu)成，該區(qū)域人類活動頻繁，對生態(tài)系統(tǒng)的干擾較大。隨著城市化進(jìn)程加快，該類區(qū)域也將不斷擴(kuò)大，將不可避免地造成林地和耕地等非建設(shè)用地的減少，導(dǎo)致整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值降低，可通過開展城鎮(zhèn)空間生態(tài)空間治理工程，如城鎮(zhèn)建設(shè)用地整理、廢棄礦山修復(fù)整治、生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，結(jié)合未來城市發(fā)展方向合理規(guī)劃城市開發(fā)邊界，提升土地集約節(jié)約利用率，優(yōu)化城市空間布局，以提升城市整體生態(tài)環(huán)境。

4 討論

本研究通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價和電路理論模型，以電子在電路中的運(yùn)動過程來模擬生物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移，識別相關(guān)生態(tài)安全要素并構(gòu)建贛州市歷年生態(tài)安全格局。首先，分析其時空變化特征，有利于維護(hù)和鞏固研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)安全格局的穩(wěn)定性，為接下來開展生態(tài)修復(fù)和生態(tài)保護(hù)工作指明了方向，具有一定的參考價值和實(shí)踐意義，也為同類型區(qū)域開展生態(tài)安全格局構(gòu)建提供了一定的借鑒。需要說明的是，生態(tài)安全格局研究是一個動態(tài)的過程，本研究選取了2000 年、2010 年、2020 年作為贛州市生態(tài)安全格局代表年份，間隔時間跨度較長，并未細(xì)致分析生態(tài)安全格局的變化情況。其次，在生態(tài)源地的選取上，多數(shù)的研究均為設(shè)置源地面積閾值來篩選，閾值的大小是否對后續(xù)的生態(tài)安全格局有影響有待進(jìn)一步研究。最后，本研究針對生態(tài)廊道、生態(tài)障礙點(diǎn)的識別更側(cè)重的是對其分布的地理位置識別，針對生態(tài)廊道和生態(tài)障礙點(diǎn)在識別過程中涉及的廊道寬度和搜索步長是否會影響廊道長度和生態(tài)障礙點(diǎn)分布有待進(jìn)一步研究。

5 小結(jié)

本研究基于電路理論構(gòu)建了贛州市2000—2020 年生態(tài)安全格局，識別出生態(tài)源地、生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)，劃分出不同的區(qū)域并提出相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)措施，為優(yōu)化國土空間布局、開展國土綜合整治與生態(tài)修復(fù)工作提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)生態(tài)安全格局，確定了未來生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要夾點(diǎn)區(qū)域。

1）2000—2020 年，贛州市整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高，等級較高的區(qū)域主要集中分布在寧都縣北部，贛州市南部定南縣、信豐縣、安遠(yuǎn)縣等以及贛州市西部崇義縣和大余縣等。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與研究區(qū)域地類分布密切相關(guān)，贛州市森林覆蓋率達(dá)到了70%以上，贛州市有國家森林公園6 個、省級森林公園12 個和自然保護(hù)區(qū)25 個，豐富的森林資源對維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義。

2）2000—2020 年，贛州市生態(tài)安全網(wǎng)絡(luò)格局較為穩(wěn)定，生態(tài)源地均勻分布在贛州市區(qū)域內(nèi)，生態(tài)廊道將各生態(tài)源地連接起來，但東北部的廊道多數(shù)較長，且區(qū)縣內(nèi)交通網(wǎng)絡(luò)干線密布，物種之間的能量流動容易受到影響。重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)多分布在東北部及西部，保護(hù)好生態(tài)夾點(diǎn)和修復(fù)好生態(tài)障礙點(diǎn)將有利于提高既有生態(tài)安全格局的穩(wěn)定性。

3）在歷年識別的生態(tài)安全格局基礎(chǔ)上，劃分出贛州市生態(tài)核心區(qū)、生態(tài)緩沖區(qū)、水土保持區(qū)、重點(diǎn)修復(fù)區(qū)、生態(tài)多樣性保護(hù)區(qū)和城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)，并提出合理的生態(tài)治理對策，確保未來生態(tài)安全格局的穩(wěn)定性。堅持綠色發(fā)展理念，合理制定國土空間生態(tài)修復(fù)空間規(guī)劃，有序開展生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境治理工作。