基于MCR模型的江西省撫州市生態(tài)安全格局構(gòu)建

陳 群, 劉平輝, 朱傳民

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

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于生態(tài)空間格局的整體性和貫通性造成了一定程度的破壞，引發(fā)了耕地破壞、林草地?fù)p毀、濕地退化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，使區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡遭到破壞，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中重要生態(tài)源地逐漸退化或消失。因此，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)廊道及生態(tài)空間格局的研究，對(duì)于國(guó)土空間規(guī)劃中的三線(xiàn)劃定以及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展有著重要的支撐作用。20世紀(jì)70年代開(kāi)始，國(guó)外學(xué)者對(duì)于生物多樣性保護(hù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行了較多的探索研究[1-2]，其中最小累計(jì)阻力模型(minimal cumulative resistance, MCR)是目前學(xué)者們用于生態(tài)格局探究的重要方法。MCR模型是以“源—匯”為理論基礎(chǔ)，能夠較好地反映景觀(guān)格局變化對(duì)生態(tài)過(guò)程演變的影響，且該模型能通過(guò)阻力面的權(quán)重生成最佳路徑，用于提取潛在生態(tài)廊道。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者們基于MCR模型在生態(tài)空間格局、城市空間規(guī)劃、土地利用等諸多領(lǐng)域中進(jìn)行了嘗試和探索。王戈等[3]在生態(tài)格局的識(shí)別中以景觀(guān)生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建層級(jí)網(wǎng)絡(luò)用于提取模型框架。蘇凱等[4]利用引力模型和MCR模型構(gòu)建了森林—草地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(FG生態(tài)網(wǎng)絡(luò))多場(chǎng)景仿真模型，提取出不同發(fā)展策略下的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前生態(tài)安全格局研究中主要思路是構(gòu)建“源地—廊道”組合，生態(tài)源地的識(shí)別是生態(tài)空間格局構(gòu)建的基礎(chǔ)。生態(tài)空間格局的精準(zhǔn)識(shí)別對(duì)城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界的劃定和國(guó)土空間規(guī)劃中功能分區(qū)等具有重要參考意義[5-9]。撫州市是江西省東部的生態(tài)屏障，位于江西省和福建省交界處，承擔(dān)重要的生態(tài)調(diào)節(jié)與保護(hù)功能。根據(jù)《江西省主體功能區(qū)劃》，撫州市也是全省重點(diǎn)生態(tài)功能片區(qū)，境內(nèi)南豐縣、黎川縣、宜黃縣、資溪縣、廣昌縣屬于國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，生態(tài)保護(hù)意義重大。因此，本研究以撫州市為例，基于MCR模型識(shí)別城市的生態(tài)廊道與生態(tài)空間格局，以期為撫州市國(guó)土空間規(guī)劃中生態(tài)格局的優(yōu)化提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

撫州市位于江西省東部，地處北緯26°29′—28°30′，東經(jīng)115°35′—117°18′之間。其東部地區(qū)與福建省三明市為鄰，南部是江西省贛州市，西邊則是吉安市和宜春市，北毗鷹潭市和南昌市。撫州市國(guó)土總面積約18 800 km2，占江西省總面積的11.27%。其地勢(shì)南高北低，東臨武夷山山脈，西南臨雩山山脈，構(gòu)成北東向斜“川”字型地貌框架。該市2020年的森林覆蓋率為66.30%，是江西省重點(diǎn)林區(qū)之一，處于武夷山生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域和贛東武夷山—懷玉山脈亞熱帶生物多樣性關(guān)鍵區(qū)域。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究中數(shù)據(jù)來(lái)源及處理方法詳見(jiàn)表1。其中NDVI數(shù)據(jù)以及DEM數(shù)據(jù)來(lái)自NASA網(wǎng)站，交通數(shù)據(jù)以及撫州市第三次國(guó)土調(diào)查階段性成果來(lái)自于撫州市自然資源局，均采用柵格tif文件，分辨率為100×100 m。

表1 主要數(shù)據(jù)來(lái)源及處理方法

2 研究方法

2.1 撫州市重要生態(tài)源地與生態(tài)節(jié)點(diǎn)選取

生態(tài)源地是生態(tài)廊道連通的主要區(qū)域，是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)格局構(gòu)建過(guò)程中的核心區(qū)域。本文依托于生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)和自然保護(hù)地的分布，結(jié)合生物多樣性維護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果，考慮景觀(guān)格局和生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性，選取重要的生態(tài)源地和生態(tài)節(jié)點(diǎn)。對(duì)撫州市的生物多樣性維護(hù)功能重要性的評(píng)價(jià)采用NPP定量指標(biāo)評(píng)估方法，以生物多樣性維護(hù)服務(wù)能力指數(shù)作為評(píng)估指標(biāo)，計(jì)算公式為

Sbio=NPPmean×Fpre×Ftem×(1-Falt)

(1)

式中：Sbio為生物多樣性維護(hù)服務(wù)能力指數(shù)； NPPmean為植被凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值；Fpre為平均降水量；Ftem為平均氣溫；Falt為海拔因子。

2.2 撫州市阻力面構(gòu)建

2.2.1 阻力面因子 生態(tài)廊道是連接空間分布上較為分散的生態(tài)景觀(guān)單元的支撐[10-13]，可以促進(jìn)區(qū)域內(nèi)物質(zhì)的循環(huán)流通，對(duì)于構(gòu)建全域全要素的完整生態(tài)系統(tǒng)有重要意義。結(jié)合撫州市自然地理格局與生態(tài)環(huán)境要素，以撫州市土地利用因子、水土保持功能重要性評(píng)價(jià)、生態(tài)敏感性、地形地貌、交通網(wǎng)絡(luò)密度共5個(gè)方面作為阻力層，細(xì)化為18個(gè)阻力因子。土地利用因子阻力層主要是考慮不同地類(lèi)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的阻力程度不同，其中建設(shè)用地對(duì)于生態(tài)廊道的構(gòu)建阻力值最大；水土保持重要性和生態(tài)敏感性指標(biāo)則是考慮未來(lái)承擔(dān)水土保持功能的重要區(qū)域以及生態(tài)敏感性區(qū)域?qū)τ谏鷳B(tài)廊道識(shí)別的影響，計(jì)算方式參考《生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)劃定指南》；地形地貌阻力層是考慮起伏度和高程對(duì)于動(dòng)物遷徙途徑的選擇有一定干預(yù)；交通網(wǎng)絡(luò)密度阻力層則是考慮不同的道路類(lèi)型會(huì)在一定程度上阻斷動(dòng)物的遷徙廊道，例如公路中的高速作為全封閉的快速道路，對(duì)于動(dòng)物的遷徙途徑的選擇有很大的阻斷幾率。本文采用層次分析法計(jì)算不同阻力層的權(quán)重，基于已有文獻(xiàn)，將各指標(biāo)要素的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩對(duì)比，借助軟件(和積法)計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，通過(guò)一致性檢驗(yàn)。計(jì)算公式為：

CI=(m-n)/(n-1)

CR=CI/RI

(2)

式中：m表示最大特征根； CI為定義一致性指標(biāo)； CR為定義一致性比率，CR值越小，則說(shuō)明判斷矩陣一致性越好，若CR值小于0.1，則判斷矩陣滿(mǎn)足一致性檢驗(yàn)。

選取的阻力層以及對(duì)應(yīng)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)體系、指標(biāo)權(quán)重等詳見(jiàn)表2。

(1) 土地利用因子。不同土地利用類(lèi)型對(duì)于生態(tài)廊道的連通性具有不同的阻力，根據(jù)撫州市第三次國(guó)土調(diào)查地類(lèi)進(jìn)行歸并，參考《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)GB/T21010-2017》，將土地利用類(lèi)型歸并為耕地、林地、園地、草地、水域、建設(shè)用地和其他土地，共計(jì)7大類(lèi)。以于成龍[14]構(gòu)建東北地區(qū)生態(tài)安全格局的思想為基礎(chǔ)，參考嚴(yán)政[15]對(duì)于江西省瑞金市生態(tài)格局中阻力因子的賦值，結(jié)合撫州市的土地利用構(gòu)成，根據(jù)不同土地利用類(lèi)型對(duì)于對(duì)各類(lèi)土地利用類(lèi)型因子分別進(jìn)行賦值，結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表2 最小阻力面模型指標(biāo)體系

表3 土地利用因子阻力值

(2) 水土保持功能重要性。水土保持功能重要性評(píng)價(jià)以水土保持量(潛在土壤侵蝕量與實(shí)際土壤侵蝕量的差值)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用修正的水土流失方程(RUSLE)進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)算公式為：

A=R×K×L×S×(1-C)

(3)

式中：A為水土保持量；R為降雨侵蝕力因子；K為土壤可蝕性因子；L表示坡長(zhǎng)因子；S表示坡度因子;C為植被因子。將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分為極重要區(qū)、重要區(qū)和一般重要區(qū)共計(jì)3個(gè)等級(jí)。

降雨侵蝕力因子R：通過(guò)多年平均年降雨侵蝕力因子反映，計(jì)算公式為：

(4)

式中：R為多年平均年降雨侵蝕力;P為年均降水量；Pi為月均降水量;i為所用降雨資料的年份。

土壤可侵蝕因子K：主要與土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、土體結(jié)構(gòu)、滲透性等土壤理化性質(zhì)有關(guān)，計(jì)算公式為：

K=(-0.138 3+0.515 75KEPIC)×0.131 7

KEPIC=(160.80-2.31X1+0.38X2+

2.26X3+1.31X4+14.67X5)/1 000

(5)

式中：KEPIC表示修正前的土壤可蝕性因子；K表示修正后的土壤可蝕性因子;X1,X2,X3,X4,X5分別表示細(xì)礫(1～3 mm)、細(xì)砂(0.05～0.25 mm)、粗粉粒(0.01～0.05 mm)、細(xì)粉粒(0.005～0.01 mm)和有機(jī)質(zhì)的百分比含量。

植被因子C：水田、濕地、城鎮(zhèn)和荒漠參照N-SPECT的參數(shù)分別賦值為0，0，0.01和0.7，旱地?fù)Q算公式：

C旱=0.221-0.595lgC1

(6)

式中：C旱為旱地的植被因子；C1為植被覆蓋度。

(3) 生態(tài)敏感性。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)主要是判斷未來(lái)可能發(fā)生生態(tài)問(wèn)題的程度和區(qū)域，根據(jù)撫州市的實(shí)際情況選擇水土流失敏感性評(píng)價(jià)表征。

(7)

式中：S表示該地區(qū)的生態(tài)敏感性；R為降雨侵蝕力因子；K為土壤可蝕性因子； LS為地形起伏度因子；C為植被覆蓋因子。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果將撫州市全域分為生態(tài)極敏感區(qū)、敏感區(qū)和一般敏感區(qū)。

(4) 地形地貌。地形地貌對(duì)于生態(tài)廊道的連通性具有重要的意義，根據(jù)撫州市的DEM數(shù)據(jù)分級(jí)賦值表(表4)計(jì)算，該市的地形起伏度依據(jù)表5進(jìn)行分級(jí)，具體計(jì)算公式為：

R=Hmax-Hmin

(8)

式中：R表示地形起伏度；Hmax代表單位面積內(nèi)最大高程值；Hmin代表單位面積內(nèi)最小高程值。

表4 撫州市DEM數(shù)據(jù)分級(jí)賦值

表5 撫州市地形起伏度分級(jí)賦值

(5) 交通網(wǎng)絡(luò)密度。提取撫州市公路用地與鐵路用地計(jì)算線(xiàn)密度，形成撫州市交通網(wǎng)絡(luò)密度評(píng)價(jià)。將撫州市全域路網(wǎng)作為交通網(wǎng)絡(luò)密度評(píng)價(jià)過(guò)程中的主要因素，采用線(xiàn)密度分析方法，其計(jì)算公式為：

D=L/A

(9)

式中：D為交通網(wǎng)絡(luò)密度；L為柵格單元領(lǐng)域范圍內(nèi)的公路通車(chē)?yán)锍炭傞L(zhǎng)度，主要考慮高速公路、國(guó)道、省道和縣道。

2.2.2 最小累積阻力模型 最小累積阻力模型可以確定起始源和目標(biāo)源之間的最短路徑[16]，表示生態(tài)流從一個(gè)生態(tài)源地到另一個(gè)生態(tài)源地克服生態(tài)阻力面的最小累積距離。在GIS空間分析中，該模型主要是通過(guò)生態(tài)源和阻力系數(shù)的設(shè)置，來(lái)確定各生態(tài)源地之間的連接路徑。

(10)

式中：MCR為最小累積阻力模型;f為反映MCR與變量Dij和Ri之間正比關(guān)系的函數(shù);Dij為生態(tài)源從j穿過(guò)i的空間距離;Ri為物種穿越某景觀(guān)表面i的阻力值。

2.3 撫州市生態(tài)廊道識(shí)別

基于阻力面和生態(tài)源地提取，在A(yíng)rcGIS中利用空間分析中成本路徑等工具識(shí)別生態(tài)廊道。生態(tài)廊道通過(guò)連接不同源地，增加區(qū)域景觀(guān)連通性，最大化獲取生態(tài)效益，是維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全的基本架構(gòu)。本文以確定的路徑為中心，考慮到動(dòng)物遷徙規(guī)模，按照寬度800 m在生成的廊道周?chē)纬删彌_區(qū)，從而識(shí)別撫州市的重要生態(tài)廊道[17-19]。

河流水系在空間分布呈現(xiàn)互相連通且廣泛分布的特征，是生態(tài)空間以及生態(tài)源地連通的重要組成部分，河流生態(tài)廊道能夠連接不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，為區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)提供天然依托。撫州市境內(nèi)水系發(fā)達(dá)，水能資源豐富。本文采用Strahler河流分級(jí)方法基于DEM數(shù)據(jù)對(duì)撫州市河網(wǎng)進(jìn)行分級(jí)，提取撫州市重要流域生態(tài)廊道，對(duì)生態(tài)廊道進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)充。分級(jí)參照Strahler河流分級(jí)法：同級(jí)的兩條河流交匯增加級(jí)別，不同級(jí)的兩條河流交匯級(jí)等于兩者中較高者。

3 結(jié)果與分析

3.1 撫州市重要生態(tài)源地與生態(tài)節(jié)點(diǎn)選取

撫州市生物多樣性維護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果詳見(jiàn)表6。由表6可以看出，生物多樣性維護(hù)功能極重要區(qū)面積為6 578.57 km2，占撫州市國(guó)土面積的34.99%，重要區(qū)面積為5 637.98 km2，占撫州市國(guó)土面積的29.99%，一般重要區(qū)面積為6 583.93 km2，占撫州市國(guó)土面積的35.02%。撫州市生物多樣性維護(hù)功能極重要區(qū)主要集中在南豐縣和宜黃縣交界處如軍峰山、南城縣如麻姑山、資溪縣如馬頭山等山區(qū)，是未來(lái)生物多樣性保護(hù)的重要區(qū)域，要注重生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)以及動(dòng)物的保護(hù)，在動(dòng)物的活躍區(qū)域盡量減少人為活動(dòng)的干擾。其中廣昌縣生物多樣性維護(hù)功能極重要區(qū)面積為840.28 km2，所占比例為52.42%，主要是分布在青龍湖和撫河源頭省級(jí)自然保護(hù)區(qū)等山區(qū)。資溪縣的極重要區(qū)面積為641.08 km2，所占比例為51.38%，主要包括馬頭山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和大覺(jué)山省級(jí)森林公園等(圖1)。其中生態(tài)源地作為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局的重要基礎(chǔ)，需要考慮景觀(guān)格局的連續(xù)性和景觀(guān)生態(tài)功能。在生物多樣性維護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上結(jié)合自然保護(hù)地的空間分布，考慮連片度大于80 km2，選取面積共計(jì)3 302.34 km2。對(duì)選取的生態(tài)源地進(jìn)行識(shí)別，包括宜黃縣和樂(lè)安縣交界處的撫州老虎腦自然保護(hù)區(qū)、華南虎省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、資溪縣的馬頭山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等多個(gè)國(guó)家級(jí)和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)；南城縣和黎川縣交界處的洪門(mén)湖國(guó)家濕地公園、黎川縣境內(nèi)的巖泉省級(jí)森林公園和資溪縣大覺(jué)山省級(jí)森林公園等；廣昌縣的撫河源頭國(guó)家濕地公園作為重要水源地，承擔(dān)重要的水源涵養(yǎng)功能，也是關(guān)鍵的生態(tài)源地。選取的生態(tài)源地內(nèi)土地利用類(lèi)型以林地和園地為主，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高，具有重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。重要的生態(tài)源地內(nèi)，未來(lái)開(kāi)發(fā)和規(guī)劃中要注意對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，降低大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)等人為活動(dòng)的影響，避免對(duì)動(dòng)物生存的環(huán)境造成干擾。生態(tài)節(jié)點(diǎn)是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間格局的重要連接部分，選取40個(gè)生態(tài)節(jié)點(diǎn)，面積共計(jì)1 316.40 km2。自然保護(hù)地包括自然保護(hù)區(qū)、森林公園、濕地公園等類(lèi)型，根據(jù)撫州市自然保護(hù)地分布情況，選取連片度大于1 km2的自然保護(hù)地作為生態(tài)節(jié)點(diǎn)，包括1個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，面積141.03 km2；3個(gè)森林公園，面積為106.54 km2；7個(gè)國(guó)家濕地公園，面積共計(jì)162.04 km2；13個(gè)省級(jí)森林公園，面積共計(jì)263.45 km2；9個(gè)省級(jí)濕地公園，面積共計(jì)72.26 km2；7個(gè)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，面積共計(jì)571.08 km2。

表6 撫州市及其各區(qū)縣生物多樣性維護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果

圖1 撫州市生物多樣性維護(hù)功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2 撫州市阻力面構(gòu)建

3.2.1 阻力面因子

(1) 土地利用因子。通過(guò)對(duì)于撫州市三調(diào)數(shù)據(jù)中地類(lèi)名稱(chēng)歸并細(xì)化可以得出，土地利用類(lèi)型中林地占國(guó)土面積的66.03%，建設(shè)用地所占比例為5.10%，水域所占比例為4.65%，草地所占比例為0.51%，其他土地所占比例為0.38%，耕地所占比例為17.31%，園地所占比例為6.02%。

(2) 水土保持功能重要性。水土保持功能是針對(duì)區(qū)域內(nèi)水土資源進(jìn)行保護(hù)，從而體現(xiàn)出的生態(tài)環(huán)境功能和社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能。撫州市水土保持功能重要性評(píng)價(jià)過(guò)程中考慮降雨量、土壤侵蝕程度、坡長(zhǎng)坡度和植被覆蓋類(lèi)型5個(gè)方面，其最終評(píng)價(jià)結(jié)果受地形因素的影響較大。由表7可知，撫州市水土保持功能極重要區(qū)面積共計(jì)9 394.42 km2，所占比例為49.97%。其中樂(lè)安縣極重要區(qū)面積為1 356.23 km2，宜黃縣水土保持功能極重要區(qū)面積為1 168.72 km2，廣昌縣水土保持功能極重要區(qū)面積為1 074.22 km2，均位于撫州市前列，是未來(lái)承擔(dān)撫州市水土保持功能的重點(diǎn)區(qū)縣。水土保持功能是維護(hù)區(qū)域性水土資源，防止水土流失，撫州市水土保持功能重要區(qū)面積為5 643.75 km2，所占比例為30.02%；一般重要區(qū)面積為3 762.31 km2，所占比例為20.01%。從地形分布分析，水土保持功能極重要區(qū)主要集中在撫河兩側(cè)，在未來(lái)需要加強(qiáng)對(duì)撫河兩側(cè)水土資源的保護(hù)，也是未來(lái)水土保持規(guī)劃中需要重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。

表7 撫州市及其各區(qū)縣水土保持功能重要性評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2 撫州市各阻力因子分布

(3) 生態(tài)敏感性。通過(guò)對(duì)撫州市的生態(tài)敏感性進(jìn)行分析，撫州市全域地形起伏度和植被覆蓋度在空間上的異質(zhì)性較為明顯，其地形起伏度大于200 m的地區(qū)較少。

撫州市生態(tài)環(huán)境狀況較好，植被覆蓋度較高，主要集中在0.4～0.8之間。降水侵蝕力對(duì)撫州市生態(tài)敏感性有一定的影響，但其在空間上的異質(zhì)性不明顯。由表8可知，撫州市生態(tài)極敏感區(qū)面積為9.37 km2，所占比例為1.37%；生態(tài)敏感區(qū)面積為7 811.07 km2，所占比例為41.55%；生態(tài)敏感一般區(qū)面積為10 732.40 km2，所占比例為57.08%。市域內(nèi)生態(tài)功能情況良好，未來(lái)發(fā)生生態(tài)問(wèn)題的可能性較低。其中資溪縣的生態(tài)極敏感區(qū)的面積為79.59 km2，生態(tài)敏感性程度高于其他區(qū)縣。

表8 撫州市及其各區(qū)縣生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

(4) 地形地貌。利用DEM數(shù)據(jù)對(duì)撫州市地形地貌進(jìn)行空間分析。分析結(jié)果表明，撫州市北部地勢(shì)較為平坦，南部主要是以丘陵山地為主，以軍峰山和資溪縣馬頭山為代表。起伏度較高地區(qū)主要分布在資溪縣、樂(lè)安縣和宜黃縣等，撫州市坡度等級(jí)多集中于3°～15°之間，中等、較高和高等級(jí)坡度條件總面積所占比例為76.15%。其中，等級(jí)高的面積為3 521.89 km2，所占比例為19.26%；等級(jí)較高的面積為5 881.99 km2，所占比例為32.17%；等級(jí)中等的面積為4 520.26 km2，所占比例為24.72%；等級(jí)較低的面積為3 143.18 km2，所占比例為17.19%；等級(jí)低的面積為1 217.37 km2，所占比例為6.66%。撫州市高程介于1～1 688 m之間，高海拔地區(qū)位于樂(lè)安縣東南側(cè)、宜黃縣東南側(cè)、資溪縣東側(cè)及撫州市行政區(qū)邊界上。海拔較低且高程較平均的區(qū)域分布在宜黃縣以北的崇仁縣、臨川區(qū)、金溪縣、東鄉(xiāng)區(qū)。

(5) 交通網(wǎng)絡(luò)密度。由表9可知，根據(jù)撫州市交通網(wǎng)絡(luò)密度評(píng)價(jià)結(jié)果由低至高分為1—5級(jí)，撫州市全域交通網(wǎng)絡(luò)密度為5級(jí)的面積為441.71 km2，所占比例為2.35%，主要位于臨川區(qū)和各區(qū)縣的中心城區(qū)，其中臨川區(qū)和東鄉(xiāng)區(qū)作為撫州市重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，擁有撫州站和撫州東站兩個(gè)火車(chē)站，人口聚集和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得道路密集，其交通網(wǎng)絡(luò)密度高于其他區(qū)域。各區(qū)縣的交通網(wǎng)絡(luò)密度基本是以中心城區(qū)為原點(diǎn)向周?chē)淳嚯x逐步遞減，距離中心城區(qū)越近，交通網(wǎng)絡(luò)密度越高。撫州市整體交通網(wǎng)絡(luò)密度等級(jí)以2—3級(jí)為主，其中2級(jí)面積為7 056.80 km2，所占比例為37.54%；3級(jí)面積為4 856.60 km2，所占比例為25.84%。其中臨川區(qū)、東鄉(xiāng)區(qū)和南城區(qū)的交通便捷程度高于其他區(qū)縣。

3.2.2 最小累積阻力模型 基于圖2中各項(xiàng)阻力因子，構(gòu)建撫州市生態(tài)阻力面。生態(tài)阻力值高的區(qū)域主要集中于各個(gè)區(qū)縣的中心城區(qū)，中心城區(qū)的建設(shè)用地分布集聚，交通密度大，不利于生態(tài)廊道的連通性，對(duì)物種的遷徙有較大的阻力。撫州市北部生態(tài)阻力大于其他區(qū)域，北部是臨川區(qū)和東鄉(xiāng)區(qū)，整體土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大。部分阻力面在整個(gè)撫州市零星分布。生態(tài)阻力面強(qiáng)度小的地區(qū)主要是林地以及山地等植被覆蓋度高、水系豐富區(qū)域，人為活動(dòng)強(qiáng)度低，有利于不同生態(tài)源地之間的連通性。

表9 撫州市及其各區(qū)縣交通網(wǎng)絡(luò)密度評(píng)價(jià)結(jié)果

3.3 撫州市生態(tài)廊道識(shí)別與生態(tài)格局構(gòu)建

基于阻力面和生態(tài)源地提取，在A(yíng)rcGIS中利用空間分析中成本路徑等工具識(shí)別生態(tài)廊道，生態(tài)廊道通過(guò)連接不同源地，增加區(qū)域景觀(guān)連通性，最大化獲取生態(tài)效益，是維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全的基本架構(gòu)。以確定的路徑為中心，并把寬度控制在800 m以?xún)?nèi)形成緩沖區(qū)，形成重要生態(tài)廊道。撫州市境內(nèi)河流水系發(fā)達(dá)，水能資源豐富。根據(jù)撫州市DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在進(jìn)行填洼等一系列水文分析之后得到撫州市流量以及流向情況，同時(shí)采用Strahler河流分級(jí)方法對(duì)撫州市河網(wǎng)進(jìn)行分級(jí)，提取撫州市重要流域生態(tài)廊道。撫河流域生態(tài)軸貫穿整個(gè)撫州市，同時(shí)以寶塘水生態(tài)廊道、臨水生態(tài)廊道、東鄉(xiāng)水生態(tài)廊道、黎灘河生態(tài)廊道、崇仁水生態(tài)廊道、資福水生態(tài)廊道等連通各地生態(tài)空間。以全域的生態(tài)要素和地形地貌等為基底，撫州市呈現(xiàn)出“一軸、兩屏、多廊、多節(jié)點(diǎn)”生態(tài)格局[20](圖3)?！耙惠S”即撫州流域生態(tài)軸，河流是生態(tài)廊道形成的天然依托，對(duì)區(qū)域內(nèi)部的氣候調(diào)節(jié)以及物質(zhì)循環(huán)起到重要的流通作用。撫河作為撫州市境內(nèi)貫穿南北的天然通道，通過(guò)流域生態(tài)廊道連接各個(gè)生態(tài)源地和生態(tài)節(jié)點(diǎn)，對(duì)撫州市境內(nèi)整體的生態(tài)環(huán)境起到重要調(diào)節(jié)作用。因此在未來(lái)規(guī)劃中，要注意撫河流域周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù)，減少大規(guī)模的建設(shè)開(kāi)發(fā)和無(wú)序采砂等人類(lèi)活動(dòng)，做好河道的清理和水質(zhì)的清潔?！皟善痢奔礀|部武夷山生態(tài)安全屏障和西部雩山生態(tài)安全屏障；是維持撫州市境內(nèi)生態(tài)環(huán)境維護(hù)的天然屏障，可以降低周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境變化對(duì)撫州市的影響。在生態(tài)屏障內(nèi)需要注意具有生態(tài)調(diào)節(jié)功能的林地和園地等面積不減少，減少亂砍亂伐以及建設(shè)占用等破壞生態(tài)環(huán)境的行為，發(fā)揮其生態(tài)安全屏障的作用?！岸嗬取敝富谧匀槐Ｗo(hù)地和生態(tài)紅線(xiàn)等生態(tài)保護(hù)重要區(qū)識(shí)別的生態(tài)廊道以及撫州市重要流域廊道，這是連接各個(gè)生態(tài)節(jié)點(diǎn)和生態(tài)源地之間的重要紐帶，在未來(lái)規(guī)劃中，各類(lèi)路網(wǎng)應(yīng)當(dāng)盡量避開(kāi)生態(tài)廊道，或者是在建設(shè)中采取高架和涵洞等方式，盡量為動(dòng)物遷徙留出通道，保護(hù)廊道的穩(wěn)定性，從而保證各個(gè)生態(tài)源地和生態(tài)節(jié)點(diǎn)之間的連通性?！岸喙?jié)點(diǎn)”指重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)，主要為森林公園、濕地公園、自然保護(hù)區(qū)等小規(guī)模的重要生態(tài)斑塊。通過(guò)“一軸、兩屏、多廊、多節(jié)點(diǎn)”生態(tài)格局，整個(gè)撫州市形成完整、系統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)格局和開(kāi)敞空間網(wǎng)絡(luò)體系，對(duì)維護(hù)生態(tài)安全和生物多樣性，構(gòu)建連續(xù)的綠色空間網(wǎng)絡(luò)具有重要意義[21-23]。

圖3 撫州市生態(tài)格局

4 結(jié) 論

(1) 江西省撫州市整體生態(tài)環(huán)境較好，水土保持功能極重要性區(qū)占49.97%，主要集中在撫州市中部地區(qū)，以黎川縣、樂(lè)安縣、宜黃縣和南豐縣為主。生態(tài)敏感性極重要區(qū)僅占1.39%。生態(tài)脆弱區(qū)主要是集中在宜黃縣、南豐縣、樂(lè)安縣等山區(qū)地形起伏度較大且植被覆蓋度較好的區(qū)域。撫州市整體水系發(fā)達(dá)，境內(nèi)擁有水系繁多，構(gòu)成以撫河流域?yàn)橹?，多水系連通全域的水系格局，以河流為生態(tài)廊道的依托，撫河流域生態(tài)軸貫穿整個(gè)撫州市，以寶塘水生態(tài)廊道、臨水生態(tài)廊道、東鄉(xiāng)水生態(tài)廊道、黎灘河生態(tài)廊道、崇仁水生態(tài)廊道、資福水生態(tài)廊道等連通各地生態(tài)空間。因此建議在下一步市縣級(jí)國(guó)土空間規(guī)劃以及主體功能區(qū)分區(qū)時(shí)，撫州市可以承擔(dān)江西省生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)的重要生態(tài)功能。

(2) 以全域的生態(tài)要素和地形地貌等為基底，撫州市呈現(xiàn)出“一軸、兩屏、多廊、多節(jié)點(diǎn)”生態(tài)安全格局?！耙惠S”即撫州流域生態(tài)軸；“兩屏”即東部武夷山生態(tài)安全屏障和南西部雩山生態(tài)安全屏障；“多廊”指基于自然保護(hù)地和生態(tài)紅線(xiàn)等生態(tài)保護(hù)重要區(qū)構(gòu)建的生態(tài)廊道以及撫州市重要流域廊道；“多節(jié)點(diǎn)”是指重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)，形成完整、系統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)格局和開(kāi)敞空間網(wǎng)絡(luò)體系，維護(hù)生態(tài)安全和生物多樣性，構(gòu)建連續(xù)的綠色空間網(wǎng)絡(luò)。