粵港澳大灣區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及廊道優(yōu)化

王海云,匡耀求,文薪薦,宋兆璞,劉德華

粵港澳大灣區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及廊道優(yōu)化

王海云1,2,3,匡耀求4*,文薪薦2,宋兆璞2,劉德華2

(1.中國科學院廣州地球化學研究所,廣東 廣州 510640；2.廣東省國土資源測繪院,廣東 廣州 510500；3.中國科學院大學,北京 100049；4.暨南大學環(huán)境學院,廣東 廣州 511443)

以粵港澳大灣區(qū)為研究對象,利用MSPA-InVEST模型和連通性評價識別生態(tài)源地,進而在構(gòu)建生態(tài)阻力面基礎(chǔ)上,運用MCR和重力模型提取潛在生態(tài)廊道,并利用產(chǎn)業(yè)集聚特征構(gòu)建規(guī)劃廊道,提出兼具生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案.結(jié)果表明:生態(tài)源地共35處,總面積約17165.85km2;基礎(chǔ)生態(tài)廊道42條,長度2085.34km;源地及廊道存在明顯空間分布差異,呈現(xiàn)出"中心空洞型"分布特征;通過增加12個生態(tài)-產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略節(jié)點和28條規(guī)劃廊道,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)閉合度、連接度和連通率可提升150%、26.83%和28.57%,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向"蜂巢狀"轉(zhuǎn)變;結(jié)合河流及海岸等天然廊道構(gòu)建的綜合生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接了大灣區(qū)288個生態(tài)保護區(qū),構(gòu)成了山體、水體、濕地綜合生態(tài)保護格局.總體來看,兼顧生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展視角構(gòu)建的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系具有一定的適應性,可為粵港澳大灣區(qū)生態(tài)格局的建設(shè)和優(yōu)化提供參考.

生態(tài)源地；生態(tài)廊道；生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；規(guī)劃廊道；粵港澳大灣區(qū)

人類生存環(huán)境依賴于生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1].近年來,頻繁的人類活動及高強度的土地開發(fā)導致生態(tài)空間孤島化、破碎化[2-3],重要生態(tài)源地逐漸退化,源地之間聯(lián)系減弱,生物多樣性和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控能力大幅下降,直接影響了區(qū)域生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展[4-6].生態(tài)網(wǎng)絡(luò)作為聯(lián)系各生態(tài)斑塊的空間組織體系[7],能夠促進生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量流動[8],減少景觀破碎化對殘余生態(tài)斑塊的負面影響.因此,構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)成為恢復、維持生態(tài)系統(tǒng)連通性的重要策略,以便保障生態(tài)服務(wù)供給,實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)平衡[9].

20世紀90年代以來,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與地理、規(guī)劃等多學科融合,在生物多樣性保護、生境恢復、景觀規(guī)劃[10-12]等方面取得了較多進展,并形成"識別生態(tài)源地-構(gòu)建阻力面-提取生態(tài)廊道"的典型構(gòu)建范式[13].

生態(tài)源地通常直接選擇大型自然斑塊[14]或利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[15]、生境質(zhì)量[16-17]、形態(tài)學空間格局分析(MSPA)[18-19]等評估方法提取.阻力面構(gòu)建主要通過景觀類型賦值得到,也有學者進一步利用地形因素、夜間燈光指數(shù)、不透水面[20-22]等對阻力值進行修正.生態(tài)廊道的構(gòu)建方法包括最小阻力模型(MCR)[23]、電流理論[24]、圖論模型[25]、通風效益模型[26]等.總體來看,有關(guān)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究日益成熟,各尺度的案例研究不斷積累,但如何合理地劃分源地和判斷廊道重要性,維持重要生態(tài)過程和景觀的連通性仍然面臨著挑戰(zhàn)[27].此外,由于人類經(jīng)濟活動對生態(tài)環(huán)境的影響往往被簡化為一個阻力因子,導致經(jīng)濟活動空間難以加入既有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分析框架中[28],造成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)不完整,從而影響生態(tài)源地對建設(shè)密集區(qū)環(huán)境負效應的緩解效果.

粵港澳大灣區(qū)是我國開放程度最高、經(jīng)濟活力最強的區(qū)域之一,生態(tài)源地受建設(shè)開發(fā)蠶食現(xiàn)象明顯,建成區(qū)已基本不存在連續(xù)的生態(tài)廊道,城市內(nèi)澇、熱島效應、生物多樣性喪失等系列生態(tài)問題凸出[29],對其生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究極具重要性和緊迫性,對其他城市群或建設(shè)密集區(qū)的生態(tài)格局研究也有一定的借鑒作用.鑒于此,本文運用MSPA-InVEST模型提取高質(zhì)量核心區(qū)斑塊,結(jié)合生態(tài)保護區(qū)范圍,通過景觀連通性評估識別生態(tài)源地;運用MCR和重力模型構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò),再結(jié)合產(chǎn)業(yè)集聚特征增加生態(tài)-產(chǎn)業(yè)節(jié)點和規(guī)劃廊道,形成了兼具生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),以期達到粵港澳大灣區(qū)生態(tài)服務(wù)供給和社會經(jīng)濟活動協(xié)調(diào)發(fā)展、融合共生的目的,為大灣區(qū)跨境生態(tài)安全格局構(gòu)建提供參考.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

粵港澳大灣區(qū)位于北緯21°～25°,東經(jīng)111°～ 116°之間,包括香港、澳門兩個特別行政區(qū)和廣東省廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門、肇慶(以下稱珠三角)9個城市,總面積5.6萬km2,屬南亞熱帶海洋性季風氣候,多年平均降水量為1929.8mm,平均氣溫為21.9℃,地貌以低山、丘陵和三角洲平原為主.河岸、海濱、森林、農(nóng)田等生態(tài)空間多樣,人口與經(jīng)濟要素密集,城市空間一體化趨勢明顯[30],探索區(qū)域尺度下的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)成為大灣區(qū)落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重點.

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究采用的主要數(shù)據(jù)包括:粵港澳大灣區(qū)2019年優(yōu)于2m的GF-1、GF-2影像,香港2019土地利用圖,用于提取景觀類型數(shù)據(jù)和評估生境質(zhì)量.經(jīng)檢驗,數(shù)據(jù)精度滿足分析要求;分辨率30m的DEM數(shù)據(jù),來源于地理空間數(shù)據(jù)云,用于坡度數(shù)據(jù)提取;2019年的夜間燈光數(shù)據(jù)來源于全球NPP-VIIRS合成數(shù)據(jù)集(https://doi.org/10.7910/DVN/YGIVCD),用于修正基本阻力面;香港郊野公園、地質(zhì)公園及海岸公園等數(shù)據(jù)來源于香港農(nóng)漁自然護理署,澳門郊野公園、濕地公園數(shù)據(jù)來源于《澳門特別行政區(qū)城市總體規(guī)劃(2020-2040)》,珠三角自然保護區(qū)、森林公園、濕地公園等數(shù)據(jù)來源于廣東省林業(yè)局,飲用水水源地數(shù)據(jù)來源于廣東省生態(tài)環(huán)境廳,以上重點生態(tài)功能區(qū)統(tǒng)稱生態(tài)保護區(qū),用于生態(tài)源地提取;珠三角開發(fā)園區(qū)、村鎮(zhèn)工業(yè)集聚區(qū)范圍來源于廣東省自然資源廳,用于產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)識別.

1.3 研究方法

1.3.1 生態(tài)源地 生態(tài)源地是構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ).利用MSPA景觀要素分析[31]與InVEST模型[32]生境質(zhì)量評價結(jié)果,提取高質(zhì)量核心區(qū)斑塊,再結(jié)合各類生態(tài)保護區(qū)范圍,提取生態(tài)源地,避免單獨采用某一種方法可能導致的源地錯選或漏選.本文將林地、草地和水域(河流、湖泊、水庫和坑塘)作為前景要素,其余地類為背景,生成二值圖像,利用Guidos Toolbox 軟件,采用八鄰域分析法進行景觀要素識別.運用InVEST模型的生境質(zhì)量評估模塊,將耕地、園地、城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、工礦用地、鐵路、公路設(shè)定為影響區(qū)域生境質(zhì)量的威脅源,根據(jù)威脅源和響應狀態(tài)評估生境質(zhì)量.模型中相關(guān)參數(shù)參照InVEST模型用戶手冊、已有研究[33-35]和專家意見后設(shè)置,具體設(shè)置如表1和表2所示.由于有效斑塊的大小不限于斑塊本身,而在于功能相連的整體斑塊,連通性強的斑塊擁有更多的生物群落[36],基于Conefor軟件評價各景觀斑塊之間的連通性[37]強弱.

1.3.2 阻力面構(gòu)建 不同自然條件和人類活動對物種遷移的影響程度不同.已有研究表明:不同景觀類型和地形地貌特征會影響物質(zhì)能量及信息交流;距離道路越近,城鎮(zhèn)擴張引力越大,物種遷移越困難;破碎度越高,人類活動越頻繁,越不利于生態(tài)源地擴展.本文選取景觀類型、坡度、起伏度、距道路距離和破碎度作為阻力因子指標.參考相關(guān)研究[38-40],結(jié)合景觀類型和地形地貌特征導致的生境適宜性差異、距離衰減性原理等對各阻力因子賦值.通過對5位生態(tài)規(guī)劃專家的訪談獲取對各指標相對重要性的對比,構(gòu)建阻力因子判別矩陣.使用yaahp軟件對判斷矩陣進行一致性檢驗,并計算得到各因子權(quán)重如表3所示.

表1 威脅源及其最大影響距離、權(quán)重及衰減類型

表2 生境適宜性及其對不同威脅源的相對敏感程度賦值

夜間燈光數(shù)據(jù)[41]是對人類活動強度的綜合表征,因此本文利用夜間燈光數(shù)據(jù)對阻力面進行修正[42],以提升廊道模擬的準確性和合理性.公式如下:

1.3.3 生態(tài)廊道提取 生態(tài)廊道是低阻力生態(tài)通道,能夠連通破碎的生境斑塊,對保持區(qū)域內(nèi)生態(tài)流、生態(tài)過程的連續(xù)性和流通性起重要作用.利用MCR和ArcGIS的成本路徑工具,提取生態(tài)源地之間最小累計阻力值最低的柵格連接而成的長廊,作為潛在生態(tài)廊道,并通過重力模型[43]定量評價源地斑塊間的相互作用強度,判定潛在生態(tài)廊道的相對重要性.

表3 阻力因素賦值

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)源地

2.1.1 基于MSPA的景觀分析 MSPA將二值圖像分為核心區(qū)、孤島、環(huán)道、橋接區(qū)、孔隙、邊緣區(qū)、支線7類互斥景觀類型.以林地、草地和水域為前景進行MSPA分析,結(jié)果表明:在7種景觀類型中,核心區(qū)面積最大,占比62.9%,以林地為主,主要分布在大灣區(qū)北部的肇慶、惠州和西部的江門,在大灣區(qū)南部的核心區(qū)斑塊數(shù)量和規(guī)模小,呈點狀組團分布;邊緣區(qū)面積僅次于核心區(qū),占比10.7%,是核心區(qū)與非生態(tài)景觀之間的過渡,具有邊緣效應;橋接區(qū)圍繞核心區(qū)分布,占比9.9%,主要為道路兩側(cè)林草斑塊;環(huán)道和支線占比分別為4.1%和4.6%,對廊道連接起一定的輔助作用;孤島占比低,僅2.7%,為城鎮(zhèn)中心孤立的綠地景觀.綜上,大灣區(qū)盡管存在大面積核心區(qū)斑塊,但空間分布不均,邊緣區(qū)占比較大,城市擴張對生態(tài)景觀的擠壓效應明顯,且橋接區(qū)比例有限,環(huán)道和支線占比較低,孔隙類景觀多,導致生物遷移能力減弱,此外,孤島占比低說明可作為生態(tài)要素流動的臨時棲息地少,生態(tài)斑塊整體連通性差.

2.1.2 生境質(zhì)量 通過InVEST模型得到粵港澳大灣區(qū)生境質(zhì)量,按照ArcGIS自然斷點法分為高質(zhì)量生境(0.78～1)、中質(zhì)量生境(0.36～0.78)和低質(zhì)量生境(0～0.36).空間上,大灣區(qū)生境質(zhì)量呈現(xiàn)出中部低、四周高的格局,高質(zhì)量生境占比59.66%,分布在大灣區(qū)外圍邊緣地帶;低質(zhì)量生境區(qū)具有明顯的集聚性,主要分布在以廣州、深圳為核心的中心城市群、緊鄰廣深的佛山、東莞、中山以及開發(fā)強度高的澳門,這些區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展快、人類活動頻繁,建設(shè)用地密集,導致原有生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴重;中質(zhì)量生境分布在高質(zhì)量生境和低質(zhì)量生境斑塊之間,占比6.7%,隨著建設(shè)開發(fā)活動不斷擴張,這些區(qū)域存在生境質(zhì)量退化風險;此外,高低生境之間缺乏合理的景觀過渡,局部地區(qū)出現(xiàn)了高質(zhì)量生境破碎化現(xiàn)象,如肇慶北部的高質(zhì)量生境斑塊中零星出現(xiàn)低質(zhì)量生境斑塊,存在破碎化加劇的風險.

2.1.3 生態(tài)源地識別與評價 綜合MSPA-InVEST模型評估結(jié)果,91.81%的核心區(qū)與高質(zhì)量生境斑塊重疊,說明大部分核心區(qū)斑塊具有較高的生境質(zhì)量,具備作為生物棲息地的條件.考慮到生態(tài)保護區(qū)和生態(tài)源地在功能上的相似性以及棲息地有效連通的重要性,將高質(zhì)量生境-核心區(qū)斑塊和生態(tài)保護區(qū)斑塊融合,統(tǒng)一開展連通重要性計算.參考已有研究[44-45],將連通重要性指數(shù)大于0.2的斑塊確定為生態(tài)源地,并按照自然斷點法將大于25、(1,25)、(0.2,1)依次劃為核心源地、重要源地、一般源地.總體來看,各類生態(tài)源地涵蓋了大灣區(qū)213個生態(tài)保護區(qū)(表4),包括了大灣區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)的生物棲息地,但空間分布上,42.96%和26.56%的源地分布在肇慶和惠州,其次是江門,占15.79%,其余地區(qū)分布較少,大灣區(qū)東西兩岸源地之間相隔較遠,生態(tài)要素流動性不足.

表4 生態(tài)源地內(nèi)保護區(qū)數(shù)量和重要生態(tài)保護區(qū)名稱

2.2 阻力面評價

按照表3計算阻力因子得到基礎(chǔ)阻力面(圖1a),并通過夜間燈光修正形成生態(tài)阻力面,按照自然斷點法分為高阻力(60～100),較高阻力(35～60),較低阻力(20～35),低阻力(1～20)(圖1b).對比修正前后,生態(tài)阻力面在相同景觀類型的內(nèi)部空間差異更加明顯,說明夜間燈光數(shù)據(jù)的修正使人類活動對生態(tài)過程的影響得到更充分的考慮,對物種遷移的干擾強度表達更為精確.結(jié)果顯示,大灣區(qū)阻力評級高和較高的區(qū)域占總面積的18.23%,集中分布在佛山東部、廣州西南部、東莞北西部、深圳中西部.這些區(qū)域建設(shè)開發(fā)集中,人類活動擠壓了生態(tài)源地擴展空間,對生態(tài)流擴張產(chǎn)生較大阻力.低阻力區(qū)占比66.85%,分布在山地較多、森林覆蓋度高的區(qū)域.較低阻力區(qū)占比14.93%,主要沿路網(wǎng)分布,道路的阻隔導致生態(tài)源地之間的互通互聯(lián)程度下降.高阻力區(qū)與低阻力區(qū)之間的實際過渡區(qū)域較小.

2.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

利用MCR模型提取潛在廊道595條,各廊道之間交錯縱橫,緊密分布,存在大量路徑重合或相似的情況,廊道的冗余性較高,因此,需要結(jié)合廊道的重要性和可替代性對冗余廊道進行刪減.本研究通過重力模型評價,最終選擇重力值大于1,廊道間重合率低的廊道作為基礎(chǔ)生態(tài)廊道,共42條(圖2),全長2085.34km.

重要廊道是保障區(qū)域生態(tài)安全的核心,使核心源地與其他源地之間形成最基本的生物遷徙通道,長度688.02km,呈鏈狀模式分布.其中,1號核心源地通過4條重要生態(tài)廊道,與南嶺山脈的懷集三岳自然保護區(qū)以及西江下游的爛柯山、羚羊山等重要生態(tài)景觀連接.2號核心源地通過4條重要廊道,分別與廣州東北部和惠州北部的重要生態(tài)景觀連接,廊道途經(jīng)廣州的流溪河以及惠州的象頭山國家級自然保護區(qū),通過白沙河水庫與大灣區(qū)毗鄰的萬綠湖國家濕地公園相接.3號核心源地則通過2條重要廊道,連接惠州北部和東部的重要生態(tài)斑塊,并經(jīng)象頭山自然保護區(qū)與2號核心源地相連.

一般廊道共32條,連接重要源地和一般源地,在大灣區(qū)東西兩岸均有分布.西岸一般廊道全長1018.52km,主要分布在江門,呈環(huán)狀連接江門的古兜山、曹峰山、七星坑、梁金山等自然保護區(qū),石貓、潛龍灣等森林公園以及大隆洞、孔雀湖等濕地公園,并向外延伸連接至中山香山、佛山金沙島、肇慶爛柯山等重要生態(tài)景觀.東岸一般廊道長度僅378.80km,主要分布在惠州,以象頭山為中心,往北連接至白沙河水庫和2號核心源地,往南連接東莞銀瓶嘴保護區(qū)、深圳鐵崗石巖濕地公園、大鵬半島-田頭山保護區(qū),并延伸至香港八仙嶺、船灣、大帽山等郊野公園,形成大灣區(qū)東部跨境生態(tài)廊道.

整體來看,兩級生態(tài)廊道構(gòu)成了大灣區(qū)基礎(chǔ)生態(tài)網(wǎng)絡(luò),連接了238個生態(tài)保護區(qū),形成了源地之間互聯(lián)的通道,但各城市廊道分布存在顯著差異, 83.3%的重要廊道分布在惠州和肇慶,56.25%的一般廊道分布在大灣區(qū)西岸的江門、肇慶,大灣區(qū)外圍生態(tài)源地密集區(qū)與中部經(jīng)濟生產(chǎn)集聚區(qū)之間的廊道十分有限,造成外圍和中心生態(tài)景觀連通性較差,加上河口對東西兩岸的阻隔,整體生態(tài)網(wǎng)絡(luò)不夠完善.因此從生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性角度出發(fā),應綜合考慮景觀特征和經(jīng)濟發(fā)展需求,在大灣區(qū)中部以及沿海區(qū)域構(gòu)建新的廊道來優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò),從而促進生態(tài)空間與經(jīng)濟空間的相互融合,統(tǒng)籌提升區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能.

圖2 基礎(chǔ)生態(tài)廊道

2.4 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

粵港澳大灣區(qū)是我國城鎮(zhèn)化率最高的城市群,也是典型的產(chǎn)業(yè)和人口集聚區(qū),同時還分布著工業(yè)化早期形成的村鎮(zhèn)工業(yè)集聚區(qū),形成了密集的建設(shè)空間,景觀破碎嚴重,亟需配套建設(shè)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施,優(yōu)化區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò).通過ArcGIS核密度分析法分析大灣區(qū)工業(yè)園區(qū)空間分布(圖3),發(fā)現(xiàn)高密度聚集區(qū)主要位于東莞和佛山,東莞工業(yè)園區(qū)面積最大,數(shù)量最多,2km2以上的連片工業(yè)園區(qū)面積達到167.42km2,占東莞市陸域總面積的6.81%,空間上分布密集且均勻,形成以各村鎮(zhèn)為中心的團塊星座型結(jié)構(gòu)(圖3b),佛山連片工業(yè)園區(qū)面積僅次于東莞,呈現(xiàn)"大分散、小集聚"的分布特征,具有一定規(guī)模集聚效應,功能分區(qū)明顯,形成東部禪城-南海產(chǎn)業(yè)連片區(qū),并向南延伸至順德北滘和大良(圖3a);中密度集聚區(qū)位于深圳北部、廣州西部、中山北部以及香港北部,在城市群交界區(qū)域呈現(xiàn)集聚特征,如深圳的光明、龍崗分別與承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的東莞和惠州緊密連接,廣州在鄰近佛山的白云、番禺形成集聚區(qū);低密度集聚區(qū)廣泛分布在大灣區(qū)中部,占大灣區(qū)總面積的44.61%,包括珠海唐家灣和金灣組團,澳門青州跨境工業(yè)區(qū)、路環(huán)聯(lián)生工業(yè)區(qū)和九澳工業(yè)區(qū)組團,江門東北部以及肇慶東南部組團等.

在產(chǎn)業(yè)高密度集聚區(qū)與最小成本路徑存在空間沖突(相交或相切)處設(shè)立生態(tài)-產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略節(jié)點,剔除距離相近的點后,最終保留節(jié)點12個,并按照最小累計阻力模型補充規(guī)劃廊道,共28條(圖4),長度827.53km.規(guī)劃廊道主要分布在產(chǎn)業(yè)密集的佛山、東莞和廣州,連接了區(qū)域內(nèi)重要的城市生態(tài)景觀,如佛山西江外灘和鯉魚沙濕地公園、廣州海珠濕地公園、東莞華陽湖濕地公園等,并與6、11、17、18、22、27、29號等源地連接.對比布局戰(zhàn)略節(jié)點前后,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的生態(tài)保護區(qū)數(shù)量提升至257個,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)閉合度、連接度和連通率[36]較之前的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)有了大幅提升(表5),生態(tài)網(wǎng)絡(luò)回路數(shù)量和節(jié)點的平均連線數(shù)均明顯增加,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由樹狀向“蜂巢狀”轉(zhuǎn)變.可見,規(guī)劃廊道對原有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)形成了有效補充,從而保證了"外圍—中心"生態(tài)要素流的流通,優(yōu)化了生態(tài)安全空間格局.

圖3 工業(yè)集聚區(qū)范圍

圖4 規(guī)劃廊道

表5 優(yōu)化前后網(wǎng)絡(luò)指數(shù)

2.5 綜合生態(tài)網(wǎng)絡(luò)

河流網(wǎng)絡(luò)本身即為物種、種群的生態(tài)走廊[46],海岸及近海濕地是鳥類重要棲息地.利用河流及海岸的自然連通作用[47],將珠江流域主要干流和部分能夠連通源地的支系河流以及海岸作為天然廊道加以保護,共識別天然廊道總長1920.96km,疊加天然廊道形成的綜合網(wǎng)絡(luò)連通率達到0.58,說明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進一步完善,以原本廊道空缺的珠海和澳門為例,珠海平崗泵站、竹銀水庫等飲用水水源地、竹篙嶺等森林公園通過磨刀門入?？谘匚鹘边B接至1號核心源地,澳門南部的路氹城生態(tài)保護區(qū)則通過海岸與珠海橫琴濱海濕地相連,并西連金灣金湖濕地、鎮(zhèn)海灣紅樹林保護區(qū),東至中山翠亨國家濕地公園、廣州南沙濕地公園、深圳西灣紅樹林濕地公園、深圳灣濕地公園、內(nèi)伶仃島-福田紅樹林國家級自然保護區(qū)、香港米埔自然保護區(qū)、惠州大亞灣和惠東海龜國家級自然保護區(qū),構(gòu)成了大灣區(qū)山體、水體、濕地綜合生態(tài)網(wǎng)絡(luò)整體保護格局.

3 討論

基于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建結(jié)果,提出以下生態(tài)格局優(yōu)化建議:(1)針對生態(tài)源地零星分布低生境質(zhì)量斑塊和具有生境退化風險的現(xiàn)象,建議通過相關(guān)生態(tài)功能區(qū)規(guī)劃,加強對棲息地內(nèi)部生態(tài)基質(zhì)和廊道的保護,嚴格控制低質(zhì)量斑塊擴散;(2)針對大灣區(qū)路網(wǎng)密度大,建議加強道路防護林綠化,利用碧道、綠道建設(shè)成果,改善道路對物種遷移的阻隔效應,并在關(guān)鍵節(jié)點設(shè)立涵洞、高架橋等生物通道;(3)針對大灣區(qū)建設(shè)密集的特點,城區(qū)綠化建設(shè)以及關(guān)鍵生態(tài)節(jié)點的培育至關(guān)重要,尤其對生態(tài)障礙點應優(yōu)先實施生態(tài)修復,從而提升整體生態(tài)連通性.

本文構(gòu)建的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)未考慮城鎮(zhèn)內(nèi)部小面積的公園綠地,下一步將通過構(gòu)建支廊道,增加踏腳石,進一步提高生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性,促進源地的生態(tài)效益輻散到城市中心.此外,本文側(cè)重于陸域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,未涉及河流水質(zhì)、岸線類型、沿岸植被寬度等因素對物種遷移、傳播及水生生物棲息繁衍的影響,下一步研究致力于探索陸海統(tǒng)籌的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)疊加耦合方法,對水陸交融的重要節(jié)點開展深入分析,并細化討論生態(tài)廊道寬度,使研究結(jié)果更科學、精準.

4 結(jié)論

4.1 粵港澳大灣區(qū)的生態(tài)源地面積約17165.85km2,占總面積的31.07%,類型以林地為主,說明林地在大灣區(qū)生態(tài)格局中至關(guān)重要;生態(tài)源地主要分布在大灣區(qū)北部、東部和西南部的山地、丘陵地帶,中南部分布稀疏,東西兩岸生態(tài)源地連通性弱;大灣區(qū)生態(tài)阻力低值區(qū)面積較大,但阻力高值區(qū)與低值區(qū)之間過渡區(qū)域少,“中心-外圍”兩極分化,道路對生態(tài)源地的分割效應明顯.

4.2 粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚密度從內(nèi)而外逐級遞減,低密度集聚區(qū)分布廣泛,高密度集聚區(qū)主要分布在東莞和佛山,其中東莞產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)密集且分布均勻,呈星座型空間格局,佛山則呈聚集離散型分布特征,具有規(guī)模集聚效應;中密度集聚區(qū)分布在深圳、廣州、中山和香港,具有跨區(qū)域集聚特征,尤其在深莞、廣佛城市交界處集聚特征更顯著.

4.3 基于MCR模型和重力模型提取生態(tài)廊道42條,全長2085.34km,重要廊道主要分布在惠州和肇慶,一般廊道主要分布在大灣區(qū)西岸,生態(tài)源地與產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)之間的生態(tài)廊道十分有限,呈“中心空洞型”分布;根據(jù)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)與最小成本路徑的空間沖突,補充12個生態(tài)-產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略節(jié)點和28條規(guī)劃廊道后,生態(tài)網(wǎng)絡(luò)向“蜂巢狀”轉(zhuǎn)變,網(wǎng)絡(luò)閉合度、連接度和連通率均有大幅提升;由生態(tài)源地和四類廊道構(gòu)成的綜合生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通率達到0.58,覆蓋了粵港澳大灣區(qū)288個生態(tài)保護區(qū),說明加入規(guī)劃廊道和連通天然廊道后,物種擴散的路徑明顯增多,整體生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性更強.

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WANG Hai-yun1,2,3, KUANG Yao-qiu4*, WEN Xin-jian2, SONG Zhao-pu2, LIU De-hua2

(1.Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China；2.Institute of Land Resource Surveying and Mapping of Guangdong Province, Guangzhou 510500, China；3.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China；4.School of Environment, Jinan University, Guangzhou 511443, China)., 2022,42(5)：2289～2298

Taking the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (GBA) as the interested area, the MSPA-InVEST model and connectivity evaluation were applied to identify ecological sources, and then on the basis of constructing the ecological resistance surface, the MCR and gravity models were used to extract potential ecological corridors, and the characteristics of industrial agglomeration were considered to construct planned ecological corridors. An ecological network construction scheme that combines ecological protection and economic development was formulated. It is concluded that: There are 35 ecological sources with a total area of about 17165.85km2; 42 basic ecological corridors with a length of 2085.34 km; there are obvious spatial differences between sources and corridors, showing a "central hollowing" spatial pattern; By adding 12 eco-industrial strategic nodes and 28 planned corridors, the closure, connectivity and connectivity rate of the ecological network can be increased by 150%, 26.83% and 28.57%, and the ecological network structure will be transformed into a "cellular" pattern; The comprehensive ecological network constructed by combining natural corridors such as rivers and coasts connects 288 natural reserves in the GBA, forming a comprehensive reservation pattern consisting of mountains, water bodies and wetlands. Overall, the ecological network system constructed from the perspectives of ecological protection and economic development showed good adaptability, which provides a reference for the construction and optimization of the ecological pattern in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area.

ecological sources；ecological corridors；ecological network；planned corridors；GBA

X171

A

1000-6923(2022)05-2289-10

王海云(1990-),女,內(nèi)蒙古四子王旗人,中國科學院廣州地球化學研究所博士研究生,主要從事自然資源調(diào)查監(jiān)測評價、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究.發(fā)表論文10余篇.

2021-10-14

廣東省科技項目(2018B020207002);廣東省科技計劃項目(2021B1212100003);廣東省普通高校創(chuàng)新團隊項目(2020KCXTD005)

* 責任作者, 教授, kuangyaoqiu@jnu.edu.cn