基于生態(tài)安全格局的國土空間生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域識別——以吉林省松原市為例

曹秀鳳,劉兆順,李淑杰,高振君,孫貝雯,李瑩雪

基于生態(tài)安全格局的國土空間生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域識別——以吉林省松原市為例

曹秀鳳,劉兆順*,李淑杰,高振君,孫貝雯,李瑩雪

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,吉林 長春 130012)

為了在生態(tài)文明建設(shè)背景下,從生態(tài)系統(tǒng)完整性和結(jié)構(gòu)連通性角度識別生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域,以吉林省松原市為研究區(qū),綜合運(yùn)用MSPA分析?景觀連通性評價(jià)和電路理論,構(gòu)建生態(tài)安全格局,識別松原市國土空間生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域.結(jié)果表明:松原市共識別生態(tài)源地9處,面積為787.95km2,以水域及草地為主,對區(qū)域生態(tài)安全起著至關(guān)重要的作用;識別生態(tài)廊道23條,一級廊道16條,二級廊道7條,全長1458.18km;基于生態(tài)安全格局識別松原市國土空間生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域,包括生態(tài)夾點(diǎn)16處,面積180.70km2,生態(tài)障礙點(diǎn)24處,面積298.11km2.綜合分析生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域空間分布和土地利用現(xiàn)狀,并提出針對性生態(tài)修復(fù)策略.

生態(tài)安全格局；國土空間生態(tài)修復(fù)；MSPA；電路理論；松原市

生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)政府間科學(xué)政策平臺(IPBES)于2019年發(fā)布《全球生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估報(bào)告》[1],指出全球正面臨著史無前例的自然衰退和加速的物種滅絕率,大規(guī)模生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是緩解氣候變化和遏制物種滅絕的關(guān)鍵.生態(tài)修復(fù)是以人為調(diào)控和自然恢復(fù)相協(xié)調(diào)統(tǒng)一為手段,對退化或受損生態(tài)系統(tǒng)的生物或環(huán)境要素進(jìn)行修復(fù),來達(dá)到退化或受損生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能修復(fù)和恢復(fù)的目的[2].而國土空間生態(tài)修復(fù)與傳統(tǒng)生態(tài)修復(fù)相比,是以不同空間尺度范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)紊亂?功能受損或破壞的區(qū)域性生態(tài)系統(tǒng)為修復(fù)對象,通過國土要素的空間結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化和生態(tài)功能修整重建等[3],實(shí)現(xiàn)國土空間格局優(yōu)化?生態(tài)系統(tǒng)功能提升和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[4].

中國政府于20世紀(jì)末開始開展了三江源重大生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程、京津風(fēng)沙源治理、黃土高原流域植被恢復(fù)等一系列生態(tài)修復(fù)工程[5].2020年6月印發(fā)的《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃(2021—2035年)》,提出9項(xiàng)重大工程,國土空間生態(tài)修復(fù)已經(jīng)上升至國家戰(zhàn)略工程的高度,備受關(guān)注.

當(dāng)前,國土空間生態(tài)修復(fù)研究主要側(cè)重于某一特定視角下小尺度區(qū)域的生態(tài)修復(fù)研究,例如河流湖泊水生態(tài)治理[6]、礦山廢棄地復(fù)墾、鹽沼濕地修復(fù)[7]等,圍繞具體的工程項(xiàng)目展開,缺乏空間布局上的考量,雖然局部的生態(tài)功能夠取得良好修復(fù)成效,然而對整體的生態(tài)功能提升仍然是有限的.

生態(tài)安全格局是一種起源于景觀生態(tài)規(guī)劃的方法,用于識別生態(tài)恢復(fù)和適合生物保護(hù)的區(qū)域[8].國外研究多從生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模式[9]、綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[10]方面入手,將其運(yùn)用于生態(tài)過程模擬和城市“綠色廊道”建設(shè)之中.國內(nèi)生態(tài)安全格局相關(guān)研究起源于俞孔堅(jiān)[11]以生物多樣性保護(hù)為目標(biāo)的景觀生態(tài)安全格局構(gòu)建,當(dāng)前研究的主要內(nèi)容集中于如何構(gòu)建生態(tài)安全格局及其優(yōu)化行為[12].生態(tài)安全格局研究現(xiàn)已初步形成“源地確定——廊道識別——戰(zhàn)略點(diǎn)設(shè)置”的基本范式[13].近年來,國內(nèi)學(xué)者將生態(tài)安全格局與國土空間生態(tài)修復(fù)相結(jié)合,如焦勝等[14]基于整體保護(hù)與系統(tǒng)治理思維構(gòu)建區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò),識別生態(tài)源地、生態(tài)廊道和生態(tài)夾點(diǎn),針對這三類生態(tài)空間設(shè)置修復(fù)優(yōu)先區(qū)并提出修復(fù)策略;王秀明等[15]綜合運(yùn)用生態(tài)安全格局構(gòu)建、生態(tài)連通性修復(fù)方法識別生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域,進(jìn)行分區(qū)分類修復(fù).該領(lǐng)域已有研究表明,應(yīng)用生態(tài)安全格局的研究范式能夠較為準(zhǔn)確的判別出生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域所在,故基于生態(tài)安全格局識別國土空間生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域具有較高的研究意義.近年來,有學(xué)者開始將電路理論引入到研究中,識別國土空間修復(fù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn).以此為基礎(chǔ),本研究將其用于指導(dǎo)國土空間生態(tài)修復(fù)工作,并提出修復(fù)方向和具體措施,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和可操作性.

松原市地處松嫩平原南端,素有“糧倉、林海、肉庫、魚鄉(xiāng)”之美譽(yù).近年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動愈加密集,耕地面積大幅增加,與此同時(shí),快速城鎮(zhèn)化、工業(yè)化背景下,建設(shè)用地同步擴(kuò)張,高度集中的人類活動不斷侵占生態(tài)空間,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值降低,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加,故亟需開展國土空間生態(tài)修復(fù)工作來限制人類活動對生態(tài)環(huán)境的干擾.本文基于生態(tài)安全格局研究方法,結(jié)合電路理論,構(gòu)建生態(tài)廊道,識別生態(tài)夾點(diǎn)?生態(tài)障礙點(diǎn),明確松原市國土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域,并提出相應(yīng)的保護(hù)修復(fù)策略,對優(yōu)化生態(tài)服務(wù)功能和維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有積極作用,同時(shí)為中尺度市級國土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作提供經(jīng)驗(yàn)借鑒.

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

松原市(123°6′E—126°11′E,43°59′N—45°32′N)位于吉林省中西部,下轄一市一區(qū)三縣,分別為扶余市、寧江區(qū)、前郭爾羅斯蒙古族自治縣、長嶺縣和乾安縣,土地總面積21169.81km2.地處松嫩平原南部,地勢平坦開闊,起伏和緩.主要由松嫩沖積平原、松遼分水嶺臺地平原組成.氣候類型屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候.市內(nèi)江河縱橫,泡沼眾多,有三江一河過境,另有一條季節(jié)性河流霍林河.境內(nèi)還有吉林省內(nèi)最大的天然湖泊——查干湖.松原市作為農(nóng)業(yè)大市,現(xiàn)狀土地利用類型主要為耕地,面積共14358.45km2,占松原市土地總面積的67.83%.

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本文采用松原市最新土地利用數(shù)據(jù).數(shù)字高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云,采用ASTER GDEM V3數(shù)據(jù),空間分辨率30m,數(shù)據(jù)時(shí)點(diǎn)2020年8月,基于ArcGIS10.3平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,計(jì)算松原市坡度及地形起伏度.遙感影像數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云,采用Landsat8影像數(shù)據(jù),空間分辨率30m,數(shù)據(jù)時(shí)點(diǎn)選擇植被覆蓋程度較好的2020年7、8月,基于ENVI5.3處理,計(jì)算松原市植被覆蓋度.

2 研究方法

2.1 生態(tài)源地識別

生態(tài)源地是生態(tài)系統(tǒng)中相對穩(wěn)定、且對生態(tài)安全具有重要意義的生境斑塊[16],是構(gòu)建生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)所在,本文采用強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)連接的形態(tài)學(xué)空間格局分析方法(MSPA)識別生態(tài)源地[17].

圖1 松原市初步生態(tài)源地

結(jié)合松原市生物多樣性現(xiàn)狀,以松原市國家一級保護(hù)動物東方白鸛為指示物種,考慮其棲息和覓食空間,將林地、草地、水域和濕地這四類具有高生態(tài)服務(wù)價(jià)值的自然景觀作為MSPA分析的前景,將其余地類作為背景,利用Guidos軟件,對土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行MSPA分析,得到7種互不重疊的景觀類型,綜合考慮斑塊面積和連通性兩方面,以面積最大的30個核心區(qū)斑塊作為初步的生態(tài)源地[18](圖1).基于Conefor2.6軟件,對初步生態(tài)源地進(jìn)行景觀連接度評價(jià),選取最終的生態(tài)源地.

2.2 生態(tài)阻力面和廊道構(gòu)建

阻力面是物種在不同景觀單元之間遷移時(shí)受到的阻礙,由此計(jì)算物種在克服阻力情況下擴(kuò)散路徑[19].生態(tài)服務(wù)價(jià)值越高,物種遷移受到的阻力越低,反之則越高[20].本文以土地利用類型構(gòu)建阻力面為基礎(chǔ),結(jié)合MSPA 7類景觀類型、植被覆蓋度?坡度和地形起伏度作為阻力層,共同構(gòu)建綜合生態(tài)阻力面,各阻力因子及其權(quán)重設(shè)置參考已有文獻(xiàn)、研究成果[21-23].

生態(tài)廊道作為生態(tài)源地間直接傳遞物質(zhì)和能量的通道,是生態(tài)修復(fù)中改善連通性的關(guān)鍵.本文生態(tài)廊道構(gòu)建以綜合阻力面構(gòu)建為基礎(chǔ),借助Linkage pathway tool工具加以實(shí)現(xiàn).基于電路理論的連接度模型考慮物種隨機(jī)游走的特性[24],能夠更為準(zhǔn)確的模擬物種遷徙的真實(shí)狀況,特別是在缺少目標(biāo)物種的遷徙數(shù)據(jù)時(shí),采用多路徑模擬可以預(yù)測非均質(zhì)景觀條件下物種遷徙的多種可能性,得到合理的物種擴(kuò)散路徑[25-26].

2.3 生態(tài)夾點(diǎn)識別

生態(tài)夾點(diǎn)是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中電流高密度區(qū)域,代表生物遷徙過程中通過可能性較高或者無其他代替路徑的區(qū)域,此類節(jié)點(diǎn)承載著重要的連通性功能,容易面臨較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[27],故生態(tài)夾點(diǎn)可作為防止棲息地退化或改變的關(guān)鍵位置.

由于物種遷移存在隨機(jī)性,無法主觀上識別最優(yōu)遷徙路徑,電路理論將“隨機(jī)游走理論”與行為生態(tài)學(xué)相聯(lián)系起來[28],在預(yù)測物種隨機(jī)遷徙路徑和種群擴(kuò)散概率方面表現(xiàn)突出[29].本文運(yùn)PinchpointMapper工具進(jìn)行識別,選擇能夠識別整個景觀生態(tài)夾點(diǎn)的“all to one”模式作為運(yùn)算方法,遴選電流密度大、處于廊道瓶頸點(diǎn)與交匯地區(qū)且具有較強(qiáng)不可替代性的斑塊作為生態(tài)夾點(diǎn).

2.4 生態(tài)障礙點(diǎn)識別

生態(tài)障礙點(diǎn)指物種在生境斑塊間運(yùn)動受到阻礙的區(qū)域,通過計(jì)算清除障礙點(diǎn)后電流恢復(fù)值的大小來識別,移除這些區(qū)域可顯著提高生態(tài)源地間的連通性,得分越高的障礙點(diǎn)被清除后對整體景觀連通性改善越大,其修復(fù)可明顯減小生物遷徙過程中受到的阻力[30].本文運(yùn)用Barrier Mapper工具,設(shè)定100m為最小搜索半徑、500m為最大搜索半徑、100m為步長,采用窗口移動法搜索生態(tài)障礙點(diǎn),得出累積電流恢復(fù)值示意圖作為生態(tài)障礙點(diǎn)選取依據(jù)[31],并結(jié)合土地利用現(xiàn)狀,提出具體的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的建議.

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)源地識別

本文以MSPA分析選擇的面積前30的初步生態(tài)源地斑塊為基礎(chǔ),利用Conefor2.6軟件,考慮松原市指示物種東方白鸛的棲息范圍和覓食距離,設(shè)置連接距離閾值為5000m,連接概率0.5,進(jìn)行景觀連接度評價(jià),選擇面積大于8km2且dPC30.5的9個斑塊作為最終的生態(tài)源地(圖2).生態(tài)源地面積共計(jì)787.95km2,占松原市土地總面積的3.72%,占MSPA分析中前景地類的16.19%.生態(tài)源地現(xiàn)狀土地利用類型以水域和草地為主,其中水域面積為430.57km2、草地面積為177.54km2,分別占生態(tài)源地總面積的54.64%和22.53%.所識別生態(tài)源地集中分布于松原市中東部的前郭縣和寧江區(qū)兩地,前郭縣生態(tài)源地面積最大,面積達(dá)407.41km2,占生態(tài)源地總面積的51.71%.

圖2 松原市生態(tài)源地

3.1 阻力面設(shè)置

參考已有文獻(xiàn)和研究成果,選取土地利用類型[32]、MSPA景觀類型[21]、植被覆蓋度、坡度和地形起伏度[33]5種阻力因子,合理設(shè)置阻力層次權(quán)重和阻力值(表1),構(gòu)建綜合生態(tài)阻力面(圖3).對應(yīng)阻力值越高,則表示穿越該斑塊所耗費(fèi)的代價(jià)越高,松原市高阻力地區(qū)多集中分布于人為活動密集區(qū)域.綜合阻力面分布從整體上而言,呈現(xiàn)較為細(xì)碎的狀態(tài),且與土地利用類型阻力面較為相似,除高值區(qū)域集中于寧江區(qū)中心建成區(qū)之外,其余分布零散.

圖3 松原市綜合生態(tài)阻力面

表1 阻力因子屬性

續(xù)表1

圖4 松原市生態(tài)廊道

3.3 生態(tài)廊道提取

基于生態(tài)源地和綜合生態(tài)阻力面的構(gòu)建,結(jié)合電路理論,松原市生態(tài)廊道識別出活躍和非活躍兩種生態(tài)廊道[34],共計(jì)36條,全長2752.89km.綜合考慮生態(tài)廊道長度?連接斑塊的重要程度和廊道可替代性等因素,保留其中23條廊道,并將其分為兩級,其中一級生態(tài)廊道16條,二級生態(tài)廊道7條(圖4).

從生態(tài)廊道的數(shù)量特征上來看,松原市一級生態(tài)廊道長度共計(jì)841.87km,其中最長的一級廊道長度為171.79km,最短的一級廊道長度僅為72.43m,連接第二松花江上兩處緊鄰的生態(tài)源地;松原市二級生態(tài)廊道長度共計(jì)616.31km,其中最長的二級廊道長度為192.77km,最短的二級廊道長度為30.72km.從生態(tài)廊道的空間分布上看,一級生態(tài)廊道主要分布于乾安縣與前郭縣,二級生態(tài)廊道分布于扶余市、寧江區(qū)和前郭縣.松原市中南部地區(qū)的長嶺縣和前郭縣地類以耕地為主,缺少生態(tài)源地,該區(qū)域的廊道密度遠(yuǎn)低于中東部地區(qū)生態(tài)源地分布密集區(qū)域的密度,具有明顯的空間分布差異性.整體自西南向中東部逐漸呈現(xiàn)復(fù)雜化態(tài)勢,連通性逐漸增強(qiáng),形成由源地和廊道構(gòu)成的基本生態(tài)安全格局.

3.4 生態(tài)夾點(diǎn)識別

在“all to one”模式下,廊道電流強(qiáng)度最高為2.125.松原市共識別生態(tài)夾點(diǎn)16處,面積共計(jì)180.71km2,主要位于前郭縣和乾安縣,松原市生態(tài)夾點(diǎn)分布狀況詳見表2,其中最大一處生態(tài)夾點(diǎn)面積為51.03km2,最小一處面積僅為0.56km2.從生態(tài)夾點(diǎn)位置分布上來看,主要位于生態(tài)源地附近,即出入生態(tài)源地的關(guān)鍵廊道區(qū)域(圖5).疊合土地利用數(shù)據(jù)與遙感影像可知,生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域現(xiàn)狀地類以耕地?林地?草地?水域?yàn)橹?占比分別為60.36%?16.14%?9.44%和7.88%,所識別生態(tài)夾點(diǎn)體現(xiàn)出景觀類型單一且結(jié)構(gòu)較為完整的狀態(tài).

3.5 生態(tài)障礙點(diǎn)識別

基于累積電流恢復(fù)值高值區(qū),松原市共識別生態(tài)障礙點(diǎn)24個,總面積298.10km2,其中生態(tài)障礙點(diǎn)最大面積為42.73km2,最小面積為2.07km2,從生態(tài)障礙點(diǎn)分布狀況看,主要分布于乾安縣(12處)與前郭縣(9處)兩縣(圖6),松原市生態(tài)障礙點(diǎn)分布狀況詳見表3,多位于生態(tài)源地和生態(tài)廊道連接處與多條廊道交叉重疊處,并與土地利用數(shù)據(jù)和遙感影像疊合可知,生態(tài)障礙點(diǎn)區(qū)域現(xiàn)狀地類以耕地?其他土地、交通運(yùn)輸用地和住宅用地為主,占比分別為71.26%?3.08%、2.64%和2.14%,所識別生態(tài)夾點(diǎn)與生態(tài)障礙點(diǎn)存在少量重疊,面積31.31km2,說明該處對于物種遷徙而言極為重要,且生態(tài)障礙點(diǎn)景觀不同于生態(tài)夾點(diǎn)景觀類型,以大量受到人為活動干擾的景觀為主,且景觀呈現(xiàn)出明顯的破碎化現(xiàn)象.,耕地、建設(shè)用地等長期受到人類活動影響,由于下墊面性質(zhì)發(fā)生改變,均可對物種遷徙產(chǎn)生不同程度的阻礙作用,可直接反映出人類活動對生態(tài)及景觀連通性的負(fù)面影響.

圖5 松原市生態(tài)夾點(diǎn)

表2 松原市生態(tài)夾點(diǎn)分布狀況

圖6 松原市生態(tài)障礙點(diǎn)

表3 松原市生態(tài)障礙點(diǎn)分布狀況

4 關(guān)鍵區(qū)域生態(tài)修復(fù)策略

基于生態(tài)安全格局理論,結(jié)合生態(tài)阻力面?生態(tài)廊道?生態(tài)夾點(diǎn)?生態(tài)障礙點(diǎn)等相關(guān)概念,識別松原市生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵區(qū)域.所識別生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域與生態(tài)障礙點(diǎn)區(qū)域存在重疊?相交現(xiàn)象,對于物種遷徙而言極為重要.生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)的分布多位于生態(tài)源地附近,為源地與廊道交匯處.對于關(guān)鍵生態(tài)節(jié)點(diǎn)的有效識別與修復(fù),可有力保障松原市生態(tài)空間穩(wěn)定性,提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力.

4.1 生態(tài)夾點(diǎn)保護(hù)措施

綜合考慮國土空間生態(tài)保護(hù)與修復(fù)以及生態(tài)夾點(diǎn)識別區(qū)域現(xiàn)狀土地利用情況,生態(tài)夾點(diǎn)主要以保護(hù)為主,人為修復(fù)為輔的方向,提出如下分類修復(fù)建議:

生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域土地利用現(xiàn)狀為耕地的,可通過在該區(qū)域耕地周圍多種植林木,構(gòu)建林帶,降低生態(tài)阻力,以達(dá)到提高景觀連通性、生態(tài)功能的目的.

生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域現(xiàn)狀為林地、草地的,需加強(qiáng)植被培護(hù)、林種搭配,采取林分改造、林農(nóng)混作、森林生態(tài)工程等措施,改善林地群落結(jié)構(gòu)[35],為物種的遷徙、棲息、繁衍等提供良好的生態(tài)空間.

針對河流湖泊等水域用地,需著重維持水域空間的數(shù)量、結(jié)構(gòu)與整體功能的穩(wěn)定性[36].應(yīng)注重污染防治、河道清淤等工程,加強(qiáng)水域自然岸線的構(gòu)建,適當(dāng)拓寬河岸綠地,注重生態(tài)養(yǎng)護(hù),盡可能營造良好的優(yōu)質(zhì)綠色空間.

4.2 生態(tài)障礙點(diǎn)保護(hù)措施

生態(tài)障礙點(diǎn)區(qū)域的修復(fù)可極大地減少生態(tài)過程中的阻力、增強(qiáng)景觀連通性,有效優(yōu)化區(qū)域整體的生態(tài)安全格局,理應(yīng)作為國土空間生態(tài)修復(fù)的優(yōu)先區(qū)域,該區(qū)域理應(yīng)采取修復(fù)為主,保護(hù)并重的修復(fù)措施,結(jié)合現(xiàn)狀土地利用情況,提出如下建議:

生態(tài)障礙區(qū)域的修復(fù)關(guān)鍵在于重點(diǎn)提升耕地的生態(tài)服務(wù)能力,若各方面條件允許,可按照綠色、生態(tài)、高效的原則實(shí)施退耕還林、還草.

對于生態(tài)障礙區(qū)域內(nèi)的林地、草地需加強(qiáng)管護(hù),擴(kuò)大林草地面積,提高植被覆蓋率,以達(dá)到提高該片區(qū)域整體景觀連通性的目的.

生態(tài)障礙區(qū)域內(nèi)的存在少量水域及水利設(shè)施用地,需將其放置于一個流域體系內(nèi)、綜合上下游、左右岸現(xiàn)狀[37],綜合考慮流域各類生態(tài)系統(tǒng),如水岸植被生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)等.針對水域面積萎縮、流域種植業(yè)面源污染、湖濱緩沖帶生境破碎、底泥內(nèi)源污染累積和水生態(tài)功能退化等具體問題,圍繞“控源截污——清水廊道構(gòu)建——湖濱攔截凈化——湖體生態(tài)修復(fù)”的邏輯采取外源污染系統(tǒng)控制、湖濱緩沖帶生境修復(fù)、底泥污染控制、水生態(tài)功能調(diào)整等措施,以增強(qiáng)水域調(diào)節(jié)徑流、供給水源、提供生物棲息地、維護(hù)生物多樣性等功能.

生態(tài)障礙區(qū)域的其他土地以裸土地和鹽堿地為主,對于此類土地,應(yīng)采取相應(yīng)的生物、技術(shù)措施,力求根本上減輕土壤鹽堿化危害,推進(jìn)耐鹽耐堿的牧草種植,抑制土壤鹽分上升,綜合運(yùn)用土地整治、土壤改良等方法,促進(jìn)退化土地修復(fù),實(shí)現(xiàn)該片區(qū)域的生態(tài)功能逐步恢復(fù).

生態(tài)障礙區(qū)內(nèi)散布有少量交通運(yùn)輸用地與住宅用地,對于物種的遷徙構(gòu)成較大威脅,但由于公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施無法移除,在對該類土地的進(jìn)行修復(fù)時(shí),優(yōu)先考慮在道路附近添加小型生境斑塊來弱化阻力,若有必要,可根據(jù)實(shí)際情況采取修建涵洞、隧道等生物通道,零星居民點(diǎn)的合村并居的措施,以保障物種遷徙的順利進(jìn)行.

5 討論

本文基于MSPA分析識別生態(tài)源地,能夠以較少的數(shù)據(jù)獲得較為精確的景觀分布狀況.MSPA分析方法對景觀尺度比較敏感,設(shè)置不同的柵格大小,其結(jié)果會發(fā)生變化,比如柵格設(shè)置過大容易使較小的核心區(qū)斑塊變?yōu)楣聧u影像分析結(jié)果,在多次對比試驗(yàn)和考慮松原市實(shí)際土地利用情況下,選擇30m×30m的柵格大小,設(shè)置邊緣寬度為60m,基本可以滿足要求.

綜合阻力面中阻力因子的選取和賦值,國內(nèi)外目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),本文以具有代表性的高程、坡度、植被覆蓋度、土地利用類型和MSPA景觀類型作為阻力因子,構(gòu)建綜合阻力面.研究區(qū)內(nèi)詳細(xì)物種資料收集存在困難,難以全面衡量物種特性進(jìn)行阻力賦值,本文以松原市國家一級保護(hù)動物的東方白鸛作為指示物種,考慮其棲息地范圍和覓食距離,存在片面性,該部分?jǐn)?shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性有待加強(qiáng),今后的研究將進(jìn)一步細(xì)化研究本地物種種群,探究更為合理的廊道寬度.

從生態(tài)節(jié)點(diǎn)的組成地類和分布狀況可知,每個待修復(fù)的生態(tài)節(jié)點(diǎn)中均含有多種不同的景觀類型,景觀的破碎化和差異化致使其生態(tài)功能極易受到破壞,與研究區(qū)內(nèi)實(shí)際情況相符合.生態(tài)夾點(diǎn)作為物種遷徙的必經(jīng)之地,含有較多的生態(tài)景觀斑塊,景觀連通性好.生態(tài)障礙點(diǎn)則明顯具有人工干擾痕跡,包含大量的耕地?建設(shè)用地等,導(dǎo)致景觀連通性較差.生態(tài)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的保護(hù)與修復(fù)能極大的改善研究區(qū)整體的生態(tài)穩(wěn)定性和景觀連通性.

6 結(jié)論

6.1 松原市共識別生態(tài)源地9個,面積共計(jì)787.95km2,占生態(tài)用地的16.19%.現(xiàn)狀地類主要為生態(tài)功能及生物多樣性較為豐富的水域和草地;生態(tài)廊道23條,共計(jì)1458.18km,一級廊道16條, 841.87km,二級廊道7條,616.31km.空間分布上,生態(tài)源地與生態(tài)廊道集中于松原市中部,生境質(zhì)量具有較大的提升空間.

6.2 松原市識別待修復(fù)的生態(tài)夾點(diǎn)16個,涉及區(qū)域面積共計(jì)180.70km2,現(xiàn)狀地類主要為耕地、林地、草地、水域;生態(tài)障礙點(diǎn)24個,涉及區(qū)域面積298.11km2,現(xiàn)狀地類主要為耕地、其他土地、交通運(yùn)輸用地和住宅用地,生態(tài)夾點(diǎn)與生態(tài)障礙點(diǎn)識別區(qū)域重疊面積31.31km2.生態(tài)夾點(diǎn)與生態(tài)障礙點(diǎn)的修復(fù),應(yīng)強(qiáng)化生態(tài)服務(wù)供給能力,恢復(fù)生態(tài)本底,將對松原市生境連通性能起到較大的提升作用.

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Identification of key areas of ecological protection and restoration based on the pattern of ecological security: A case of Songyuan City, Jilin province.

CAO Xiu-feng, LIU Zhao-shun*, LI Shu-jie, GAO Zhen-jun, SUN Bei-wen, LI Ying-xue

(College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130012, China)., 2022,42(6)：2779～2787

From the perspective of ecosystem integrity and structural connectivity in the context of ecological civilization construction, this paper takes Songyuan City, Jilin Province, as the study area. This paper integrated MSPA analysis, landscape connectivity evaluation, and circuit theory to construct an ecological security pattern and identify key areas for ecological restoration in Songyuan City. The results showed that: In Songyuan, a total of 9 ecological sources covering an area of 787.95km2have been identified, with water and grassland being the main components, that plays an important role in regional ecological security. A total of 23 ecological corridors are identified in Songyuan, including 16 primary corridors and 7secondary corridors, with a total length of 1458.18km. Based on the ecological security pattern, the key areas of ecological restoration in Songyuan City are identified, including 16 ecological pinch points with an area of 180.70km2and 24 ecological barrier points with an area of 298.11km2. Based on a comprehensive analysis of the spatial distribution and land use status of key ecological restoration areas, targeted ecological restoration strategies are proposed.

ecological security pattern；ecological restoration for territorial space；MSPA；circuit theory；Songyuan City

X171

A

1000-6923(2022)06-2779-08

曹秀鳳(1998-),女,上海人,吉林大學(xué)碩士研究生,主要從事土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)優(yōu)化方向研究.

2021-11-09

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71303006);松原市自然資源“十四五”規(guī)劃項(xiàng)目(JLXB2021010)

* 責(zé)任作者, 副教授, zhaoshun@jlu.edu.cn