武漢市城市化進(jìn)程中生境質(zhì)量對景觀格局的樣帶 響應(yīng)

龐惠心, 安睿, 劉艷芳

武漢市城市化進(jìn)程中生境質(zhì)量對景觀格局的樣帶 響應(yīng)

龐惠心, 安睿, 劉艷芳*

武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 武漢 430072

新型城鎮(zhèn)化背景下, 深入理解快速城鎮(zhèn)化區(qū)域生態(tài)環(huán)境對景觀格局變化的響應(yīng)機(jī)制對推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義?；贗nVEST模型和GIS方法, 設(shè)置城鄉(xiāng)梯度樣帶并依據(jù)主體景觀類型分段評價(jià)生境質(zhì)量與景觀格局變化特征, 而后采用Spearman相關(guān)系數(shù)探索二者關(guān)系存在的局部差異性。研究發(fā)現(xiàn): 由城市中心點(diǎn)向外, 生境質(zhì)量逐漸增高, 景觀由“凝聚—破碎—凝聚”、“單一—多樣—單一”; 基于類型面積占比(PLAND)判斷主體景觀類型可以有效劃分樣段, 不同樣段生境質(zhì)量與景觀格局指數(shù)相關(guān)性存在顯著差異, 應(yīng)因地制宜采取不同的生態(tài)保護(hù)措施。研究結(jié)果對城市快速擴(kuò)張時(shí)期如何改善生境質(zhì)量提供實(shí)證依據(jù)。

InVEST模型; 生境質(zhì)量; 景觀格局; 城鄉(xiāng)梯度樣帶; 相關(guān)系數(shù)法

0 前言

新型城鎮(zhèn)化背景下, 統(tǒng)籌城鎮(zhèn)化與生態(tài)文明建設(shè)對保障區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能、推動生態(tài)現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義[1]。生境質(zhì)量指一定時(shí)空內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)對生物生存發(fā)展的適宜程度, 是反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[2]、評價(jià)區(qū)域生態(tài)安全的重要指標(biāo)[3]?？焖俪擎?zhèn)化區(qū)域建設(shè)用地迅速擴(kuò)張, 土地利用的方式、強(qiáng)度和格局劇烈變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化[4], 產(chǎn)生的生境退化等環(huán)境問題顯著影響生境質(zhì)量。掌握生境質(zhì)量對城鎮(zhèn)化發(fā)展的響應(yīng)機(jī)制, 能為城市土地利用規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)[5-6], 對城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供決策支持。

在探索城市土地利用變化對生境質(zhì)量影響機(jī)制的過程中, 以景觀格局指數(shù)為代表與生境質(zhì)量的耦合關(guān)系逐漸成為研究熱點(diǎn)[7-8]。景觀指數(shù)能夠高度濃縮并定量化表達(dá)景觀格局信息, 但不同景觀指數(shù)與現(xiàn)實(shí)生態(tài)過程的關(guān)系存在不確定性[9]?，F(xiàn)有研究在對研究區(qū)依照生境質(zhì)量變化情況進(jìn)行分區(qū)(以下簡稱“分區(qū)法”)后發(fā)現(xiàn)生境質(zhì)量對景觀指數(shù)的響應(yīng)特征在不同區(qū)域存在差異, 并提出局部差異性的出現(xiàn)可能與區(qū)域主體景觀類型有關(guān)[10-11]。但分區(qū)法具有較強(qiáng)的主觀性, 各分區(qū)范圍內(nèi)仍存在多種景觀組合, 主體景觀類型難以清晰界定, 未能對不同分區(qū)生境質(zhì)量與景觀指數(shù)相關(guān)系數(shù)出現(xiàn)差異性的原因作出合理解釋, 且在更換研究區(qū)時(shí)分區(qū)法可能產(chǎn)生不同的景觀組合, 普適性不足。

樣帶梯度分析能夠顯示研究目標(biāo)在空間上的分布規(guī)律,景觀格局演變研究有助于景觀信息的動態(tài)把握和定量預(yù)測,學(xué)者將兩者結(jié)合設(shè)置城鄉(xiāng)梯度樣帶研究城市化造成的“城市景觀—郊區(qū)景觀—農(nóng)業(yè)景觀”的景觀格局梯度變化并向上溯源其產(chǎn)生機(jī)理[12]或向下延展其影響效應(yīng)[13-14], 有效揭示了城市景觀格局變化的梯度特征及其產(chǎn)生的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效應(yīng)。學(xué)者已對不同樣帶生境質(zhì)量變化出現(xiàn)不同特征的可能原因進(jìn)行了描述, 但尚未經(jīng)數(shù)據(jù)結(jié)果證實(shí)[15]; 在樣帶設(shè)置的基礎(chǔ)上詳細(xì)區(qū)分主體景觀類型[16], 從主體景觀類型的角度界定樣帶差異, 對局部差異性進(jìn)行例證研究, 有助于進(jìn)一步揭示生境質(zhì)量對景觀格局的響應(yīng)機(jī)制。

湖北省武漢市作為新型城鎮(zhèn)化的重點(diǎn)城市之一, 在城市迅速擴(kuò)張的過程中加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、保護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能具有重要意義[17]。本文借助InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)模型和GIS方法, 設(shè)置典型樣帶并依據(jù)主體景觀類型分段評價(jià)生境質(zhì)量梯度特征, 而后采用Spearman相關(guān)系數(shù)探索其與景觀格局指數(shù)間相關(guān)性存在的局部差異特征。本文旨在解決以下問題: (1)城市擴(kuò)張方向上生境質(zhì)量與景觀指數(shù)分布存在什么特征; (2)不同樣段生境質(zhì)量對景觀指數(shù)響應(yīng)存在的差異性與主體景觀類型間存在什么關(guān)系; (3)同一樣段主體景觀類型相同時(shí), 不同景觀格局特征對生境質(zhì)量會產(chǎn)生什么影響。研究結(jié)果在一定程度上為快速城鎮(zhèn)化區(qū)域生境質(zhì)量保護(hù)提供了理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

武漢市作為湖北省省會, 地處長江中下游平原, 是全國重要的工業(yè)基地、科教基地和綜合交通樞紐, 也是我國中部崛起戰(zhàn)略的支點(diǎn)城市[18], 地區(qū)生產(chǎn)總值在2015年達(dá)到1.091萬億元。近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展, 城市土地利用格局高速重構(gòu)。1995—2015年, 武漢市常住人口由743.53萬人增加到1060.77萬人, 城鎮(zhèn)化率由57.28%增加至70.60%, 建成區(qū)面積由200 km2擴(kuò)展至455 km2, 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯。人類活動的加劇對武漢市生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響。在新型城鎮(zhèn)化背景下, 武漢市因地制宜, 遵循“生態(tài)文明, 綠色低碳”的基本原則, 努力推進(jìn)具有生態(tài)文明特色的城鎮(zhèn)化建設(shè)新進(jìn)程。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

研究采用武漢市1995、2005、2015年三期土地利用數(shù)據(jù)(30 m分辨率, 柵格格式為TIF), 均來源于中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http://www.gscloud. cn/), 數(shù)據(jù)源采用LUCC分類體系, 三期土地利用數(shù)據(jù)共有6個(gè)一級類和15個(gè)二級類, 武漢市景觀分類情況如下表:

2.2 研究方法

2.2.1 城鄉(xiāng)梯度樣帶

為反映研究區(qū)景觀特征沿特定的方向存在規(guī)律性變化, 學(xué)者多基于研究區(qū)地貌特征與社會經(jīng)濟(jì)要素設(shè)置典型樣帶, 樣帶應(yīng)盡量涵蓋相關(guān)劃分的土地利用類型[16,19]。本文借鑒前人研究經(jīng)驗(yàn)設(shè)置“北—南”(A樣帶)、“東北—西南”(B樣帶)和“東南—西北”(C樣帶)三條符合武漢城市發(fā)展軸的城鄉(xiāng)梯度樣帶[20]。樣帶重點(diǎn)覆蓋了武漢市城鄉(xiāng)居民用地和工業(yè)用地?cái)U(kuò)展區(qū)域, 同時(shí)穿行了山地、河流、湖泊等地貌類型(圖1); 樣帶覆蓋區(qū)域也是生境質(zhì)量發(fā)生變化的熱點(diǎn)區(qū)域(圖2), 可代表研究時(shí)段內(nèi)武漢市不同程度的生境質(zhì)量變化情況。樣帶中心點(diǎn)設(shè)置為武漢市地理中心—長江與漢水的交匯處(圖1)。

表1 武漢市景觀分類體系

注: 不同二級用地類型具有不同的生境適宜性, 對威脅源的敏感程度也不同, 學(xué)者多基于土地利用二級類介入InVEST模型進(jìn)行生境質(zhì)量模擬以獲得更精確結(jié)果, 而在景觀格局指數(shù)計(jì)算時(shí)多采用土地利用一級類以簡化分析[10,15]。

注: 文后圖表默認(rèn)A樣帶橫軸正值為南向網(wǎng)格距武漢中心點(diǎn)的距離; B樣帶橫軸正值為東北向網(wǎng)格距武漢中心點(diǎn)的距離; C樣帶橫軸正值為東南向網(wǎng)格距武漢中心點(diǎn)的距離。

Figure 1 Schematic diagram of transect

針對不同研究區(qū)采樣過程, 學(xué)者多將采樣網(wǎng)格設(shè)為2—4 km, 基于獲取的土地利用數(shù)據(jù)精度為30 m× 30 m, 考慮到倍數(shù)的關(guān)系, 樣帶采樣網(wǎng)格設(shè)置3 km更為合適[19]; 原始采樣方法獲取樣本量較少, 本文結(jié)合移動窗口法思想, 沿樣帶以300 m為步距采樣計(jì)算景觀指數(shù)。

圖2 生境質(zhì)量變化冷熱點(diǎn)分布(1995—2015年)

Figure 2 Cold-hot spots of habitat quality change from 1995 to 2015

2.2.2 樣帶分段與景觀格局指數(shù)選取

如表2所示, 本文采用類型面積占比(PLAND)指數(shù)反映主體景觀類型, 并以此對樣帶進(jìn)行分段; 而后基于部分景觀指數(shù)表征作用具有相似性[21], 為避免重復(fù), 本文從景觀等級選取5類指數(shù)計(jì)算和對比[22], 所有指數(shù)結(jié)果均由Fragstats4.2軟件計(jì)算獲得。

2.2.3 基于InVEST模型模擬生境質(zhì)量

國內(nèi)外學(xué)者已從多尺度對城市土地利用變化對生境質(zhì)量的影響進(jìn)行分析[23-24], InVEST模型以其應(yīng)用成本低、評估精度高、空間分析功能強(qiáng)的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生境質(zhì)量評價(jià)[25-26]。模型結(jié)合土地覆被和生物多樣性威脅因素的信息生成生境質(zhì)量地圖, 其假設(shè)生境質(zhì)量取決于人類活動強(qiáng)度影響的土地利用方式, 即土地利用強(qiáng)度越大則生境退化越嚴(yán)重。參看InVEST模型指導(dǎo)書[27], 該模型對生境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)的計(jì)算公式如下:

式中,Q為第種景觀類型柵格單元的生境質(zhì)量指數(shù);H為第種景觀類型的生境適宜性分值, 取值范圍為0—1; Z為尺度常數(shù), 一般取2.5; k為半飽和常數(shù)默認(rèn)值為0.5;D為生境退化程度指數(shù), 表示生境受脅迫壓力后表現(xiàn)出退化的程度;為威脅因子個(gè)數(shù);w為威脅因子的權(quán)重;為第類威脅因子的柵格數(shù);Y是威脅因子?xùn)鸥駟卧目倲?shù);i為柵格的脅迫值r對柵格的脅迫程度, 分為線性衰退(linear)與指數(shù)衰退(exponential)兩種形式;β為各種威脅因子對柵格的可達(dá)性;S為第類景觀類型對第類威脅因子的敏感度;d為第類威脅因子的最大威脅距離。

本文結(jié)合現(xiàn)有研究將水田、旱地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)和采礦用地五類低生境適宜性的景觀類型列為威脅因子, 各類型威脅因子權(quán)重與景觀對威脅因子敏感程度參數(shù)如表3、表4[10,15]:

3 結(jié)果與分析

3.1 樣帶分段

通過類型面積占比(PLAND)指數(shù)判斷主體景觀類型(表5), 以此對樣帶進(jìn)行分段, 結(jié)果如下(圖3):

表2 景觀指數(shù)選取

表3 研究區(qū)威脅因子權(quán)重

(1)Ⅰ、Ⅴ樣段內(nèi)分別以林地/水體為主體景觀, 占比均高于80%, 次要景觀類型為耕地; (2)Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ樣段內(nèi)以建設(shè)用地為主、耕地為輔, 是城市擴(kuò)張的主要發(fā)生區(qū)間, 研究時(shí)段內(nèi)建設(shè)用地占比顯著提升; (3)Ⅱ、Ⅳ樣段內(nèi)耕地占絕對主體, 占比在90%以上; (4)Ⅶ、Ⅷ樣段(耕地樣段)耕地雖同樣占主體, 但Ⅶ樣段次要景觀類型為建設(shè)用地, 占比在15%— 20%; Ⅷ樣段次要景觀類型為水體, 占比在20%— 30%, 在研究時(shí)段內(nèi)由于退耕還湖政策的實(shí)行, 水體占比顯著增加。

表4 各類型景觀對威脅因子的敏感度

表5 各樣段主體/次要景觀類型及占比 (%)

圖3 樣帶分段結(jié)果圖

Figure 3 Results of transect segmentation

3.2 樣帶生境質(zhì)量變化的時(shí)空特征

對樣帶生境質(zhì)量變化情況進(jìn)行可視化并計(jì)算不同樣段生境質(zhì)量均值與標(biāo)準(zhǔn)差(表6、圖4):

3.3 樣帶景觀指數(shù)變化的時(shí)空特征

如圖5各樣帶依據(jù)景觀指數(shù)空間及變化特征可以分為兩類: ①類景觀指數(shù)(PD、ED、AWMPFD與SHDI); ②類景觀指數(shù)(LPI與CONTAG)。

(1)Ⅰ、Ⅴ樣段景觀指數(shù)存在一定起伏, 總體上以林地/水體景觀占主體, ED低且LPI高, 景觀較為單一, 但由于段內(nèi)存在林地/水體與少量耕地混合情況, 局部存在ED和SHDI升高、LPI陡降, 景觀較為破碎情況; 其中Ⅰ樣段2005—2015年內(nèi)①類景觀指數(shù)存在明顯增加, ②類景觀指數(shù)明顯減小, 這是由于段內(nèi)建設(shè)用地景觀的增加導(dǎo)致樣段景觀破碎化和多樣化, 林地斑塊的蔓延性有所削弱; (2)Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ樣段內(nèi)景觀指數(shù)波動劇烈, ①類指數(shù)在中心點(diǎn)10 km范圍內(nèi)出現(xiàn)波谷且指數(shù)逐年下降, 在10—30 km范圍內(nèi)指數(shù)逐年上升, ②類指數(shù)變化情況相反; 這是由于距城市中心點(diǎn)10 km范圍內(nèi)建設(shè)用地在1995年已占主體地位, 后續(xù)開發(fā)繼續(xù)增強(qiáng)了該類型斑塊的連續(xù)性, 而10—30 km范圍內(nèi)1995年建設(shè)用地主體地位并不明顯, 研究時(shí)段內(nèi)持續(xù)開發(fā)耕地才凸顯出其主體地位。(3)Ⅱ、Ⅳ樣段景觀指數(shù)值較低, 景觀指數(shù)存在小幅波動但變化不大, 樣段中存在居于主體地位的景觀類型(耕地), 整體景觀多樣性小、破碎度低; (4)Ⅶ、Ⅷ樣段①類指數(shù)較高, 而②類指數(shù)相比其他樣段更低, 樣段內(nèi)景觀指數(shù)波動劇烈, 這與樣段由耕地為主而建設(shè)用地混合其中且分布較為零散有關(guān); 其中Ⅷ樣段①類指數(shù)在2005—2015年間明顯上升, 而②類景觀指數(shù)在該時(shí)段內(nèi)明顯下降, 這是由于樣段退耕還林政策的實(shí)施, 導(dǎo)致樣段內(nèi)水體景觀面積增加, 主體景觀(耕地)連續(xù)性削弱, 景觀總體呈現(xiàn)破碎化、多樣化趨勢。

表6 不同樣段生境質(zhì)量均值()與標(biāo)準(zhǔn)差(S)(1995—2015年)

圖4 樣帶生境質(zhì)量變化圖(1995—2015年)

Figure 4 Habitat quality change of different transects from 1995 to 2015

圖5 樣帶景觀指數(shù)變化圖(1995—2015年)

Figure 5 Landscape level index change of different transects from 1995 to 2015

3.4 生境質(zhì)量與景觀指數(shù)相關(guān)性分析

如圖6不同樣段景觀指數(shù)與生境質(zhì)量間的相關(guān)性存在明顯差異:

(1)Ⅰ、Ⅴ樣段呈現(xiàn)顯著正相關(guān)的指數(shù)有LPI、CONTAG, 顯著負(fù)相關(guān)的指數(shù)有PD、ED、AWMPFD和SHDI, 主體景觀類型為林地/水體時(shí)景觀內(nèi)部斑塊的破碎化、形狀不規(guī)則化、摻雜其他類用地導(dǎo)致的多樣性增加會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的下降, 從而影響生境質(zhì)量[28]; (2)Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ樣段與(1)正相反: 呈現(xiàn)顯著正相關(guān)的指數(shù)有PD、ED、AWMPFD和SHDI, 顯著負(fù)相關(guān)的指數(shù)有LPI、CONTAG, 可見景觀主體類型為建設(shè)用地時(shí)景觀內(nèi)部斑塊的破碎化和形狀的不規(guī)則化, 反而會有益于穩(wěn)定原有生境質(zhì)量[10]; (3)Ⅶ、Ⅷ樣段主體景觀類型雖然均為耕地, 但次要景觀類型為低等級生境(建設(shè)用地)的Ⅶ樣帶呈現(xiàn)顯著正相關(guān)的指數(shù)有PLAND、LPI和CONTAG, 呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)的指數(shù)有SHDI, 此時(shí)相關(guān)系數(shù)的正負(fù)性更接近于建設(shè)用地樣段(2), 即耕地越聚集面積占比越大生境質(zhì)量越好; 而次要景觀類型為高等級生境(水體)的樣帶Ⅷ相關(guān)系數(shù)正負(fù)性相反, 相關(guān)系數(shù)的正負(fù)性更接近于林地/水體樣段(1), 即耕地越聚集面積占比越大生境質(zhì)量反而越差。

4 討論

本研究基于InVEST模型和GIS方法, 遵循城市擴(kuò)張軌跡, 沿武漢市主要發(fā)展軸設(shè)置“南—北”(A樣帶)、“東北—西南”(B樣帶)和“東南—西北”(C樣帶)并依據(jù)主體景觀類型劃分為9條樣段, 并結(jié)合Spearman相關(guān)系數(shù)分析不同樣段上生境質(zhì)量和景觀格局的動態(tài)響應(yīng)和時(shí)空分異特征。以1995—2005年為第一期, 2005—2015年為第二期。

圖6 各樣段生境質(zhì)量與景觀指數(shù)相關(guān)性(1995—2015年)

Figure 6 The correlation between habitat quality and landscape index in different transects from 1995 to 2015

(2)Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ樣段主體景觀類型為耕地, Ⅱ樣段位于城市擴(kuò)張邊界外, 生境質(zhì)量微弱降低, PD、ED與SHDI微弱增加, 零散農(nóng)村居民點(diǎn)的建設(shè)對周圍耕地生境造成了負(fù)面影響; Ⅳ樣段在第二期生境質(zhì)量顯著降低, LPI指數(shù)明顯下降, 這是由于北向40 km處天河機(jī)場的集中建設(shè)破壞了原有耕地占主導(dǎo)的格局, 局部生境惡化。Ⅷ樣段第二期內(nèi)生境質(zhì)量明顯提高, PD、ED和SHDI明顯提高, 這與樣段內(nèi)金銀湖區(qū)退耕還湖政策的實(shí)施有關(guān)。相關(guān)系數(shù)結(jié)果顯示, Ⅶ樣段次要景觀類型為建設(shè)用地, 此時(shí)生境質(zhì)量與LPI和CONTAG呈負(fù)相關(guān), 耕地斑塊越大越凝聚生境質(zhì)量越高, 此時(shí)多體現(xiàn)其生態(tài)價(jià)值; 而Ⅷ樣段生境質(zhì)量與PD和ED呈負(fù)相關(guān), 耕地斑塊面積的減小和破碎化反而生境質(zhì)量越高, 此時(shí)多體現(xiàn)耕地對周圍生境的脅迫作用。

總體上, 從城市中心點(diǎn)向外, 三條樣帶呈現(xiàn)出“建設(shè)用地占主體, 斑塊大集聚性好—斑塊破碎多樣, 隨建設(shè)用地?cái)U(kuò)張趨于單—耕地占主體, 斑塊凝聚—林地/水體占主體, 景觀連通性好”的梯度變化[20],生境質(zhì)量由低到高。武漢市建設(shè)用地以蔓延式擴(kuò)張為主, 研究時(shí)段內(nèi)城市擴(kuò)張集中在距城市中心點(diǎn)30 km范圍內(nèi), 第二期擴(kuò)張力度更大, 擴(kuò)張邊界逐漸由原有破碎、多樣的斑塊轉(zhuǎn)為建設(shè)用地斑塊, 總體景觀格局趨于凝聚、單一。建設(shè)用地的集中建設(shè)使周圍生境惡化, 但武漢市對建成區(qū)內(nèi)長江和漢江等大型水體受保護(hù)較好, 退耕還湖政策實(shí)施及時(shí), 顯著保障了濱江濱湖地區(qū)的生境質(zhì)量[15]。此外, 生境質(zhì)量對景觀格局的響應(yīng)機(jī)制受主體景觀類型影響顯著, 不同樣段生境質(zhì)量與選取的PD、ED、LPI等景觀指數(shù)的相關(guān)系數(shù)存在明顯差異, 后續(xù)研究應(yīng)結(jié)合主體景觀類型差異劃分規(guī)劃區(qū), 針對不同區(qū)域因地制宜采取相關(guān)措施。

本研究尚存在以下不足: (1)InVEST模型用戶在進(jìn)行適宜性和威脅源賦值時(shí)相關(guān)參數(shù)設(shè)置存在一定主觀性, 如未利用地是否存在生態(tài)價(jià)值還存在爭議, 模擬結(jié)果精確性有待考量; (2)尺度問題是景觀格局分析不可回避的問題, 文中樣帶采用了3 km×3 km網(wǎng)格, 其他尺度網(wǎng)格是否會獲得相近的研究結(jié)論有待進(jìn)一步探究[9]。

5 結(jié)論

本文強(qiáng)調(diào)改善生境質(zhì)量應(yīng)因地制宜采取措施: (1)在建設(shè)用地景觀優(yōu)勢區(qū), 應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)城區(qū)內(nèi)山林湖泊, 合理綠化, 以保護(hù)建成區(qū)生境; (2)在城市擴(kuò)張邊界, 建設(shè)用地與耕地交錯, 生境質(zhì)量變化最為顯著, 應(yīng)嚴(yán)格耕地保護(hù)政策, 建設(shè)用地以存量優(yōu)化為主, 敦促集約利用。(3)在耕地景觀優(yōu)勢且連片的地區(qū), 應(yīng)考慮間種林木, 在提升景觀多樣性的同時(shí)有助于改善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生境質(zhì)量, 農(nóng)村居民點(diǎn)應(yīng)聚集分布, 杜絕零散民房的建設(shè); (4)在林地、水體景觀優(yōu)勢且凝聚的地區(qū), 應(yīng)嚴(yán)禁亂砍亂伐、減少圍湖造田, 減弱高生境等級區(qū)域受人類活動的影響, 必要時(shí)設(shè)置保護(hù)區(qū)。研究結(jié)論將對快速城鎮(zhèn)化過程中城市減緩生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的削弱, 維持原有生境質(zhì)量提供決策支持。

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Gradient response of habitat quality to landscape pattern based on transect method in urbanization procession in Wuhan

PANG Huixin, AN Rui, LIU Yanfang*

School of Resource and Environmental Sciences, Wuhan University, Wuhan430072, China

With the advancement of new-type urbanization, taking broader understanding of the response mechanism between the ecological environment with landscape pattern is of great significance to the promotion of ecological civilization construction. Based on the InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs) model and GIS method, three typical urban-rural transects were set and divided into Ⅸ segments by the main landscape type to evaluate gradient characteristics of habitat quality and landscape pattern. Then Spearman correlation coefficients were managed to explore the local relationship between the habitat quality and landscape pattern. The result shows that from the center of the city, the habitat quality gradually improves. And the landscape pattern mainly fluctuates from agglomeration to fragmentation then to agglomeration, single to diverse and then to single. Transects with different main landscape types can be effectively divided by the Percentage of Landscape (PLAND), and unequal correlations between the habitat quality and landscape indexes are indicated. Thus suitable ecological protection measures should be taken according to local conditions. The research results can provide theoretical value for the protection of habitat quality in rapidly expanding urban areas.

InVEST mode; habitat quality; landscape pattern; urban-rural transects; spearman correlation coefficient

龐惠心, 安睿, 劉艷芳. 武漢市城市化進(jìn)程中生境質(zhì)量對景觀格局的樣帶響應(yīng)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2022, 41(3): 33–43.

PANG Huixin, AN Rui, LIU Yanfang. Gradient response of habitat quality to landscape pattern based on transect method in urbanization procession in Wuhan[J]. Ecological Science, 2022, 41(3): 33–43.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.03.004

X826

A

1008-8873(2022)03-033-11

2021-05-18;

2021-06-08

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFB0503500)

龐惠心(1997—), 女, 黑龍江北安人, 碩士研究生, 主要從事景觀生態(tài)學(xué)研究, E-mail: phx_sres@whu.edu.cn

劉艷芳, 女, 博士, 副教授, 主要從事城市規(guī)劃方向研究, E-mail: yfliu610@163.com