基于生態(tài)敏感性的撫松縣生態(tài)安全格局構(gòu)建研究

王邦鑒，史明遠(yuǎn)

（吉林建筑大學(xué) 測繪與勘查工程學(xué)院，吉林 長春 130118）

近年來撫松縣生態(tài)環(huán)境脆弱，區(qū)域內(nèi)物種資源豐富，隨著社會發(fā)展，環(huán)境資源利用負(fù)荷大，急需開展生態(tài)安全格局的研究。以撫松縣作為研究對象，采用2020 年的遙感數(shù)據(jù)和生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)來構(gòu)建生態(tài)敏感性評價(jià)因子體系，在綜合生態(tài)敏感性評價(jià)基礎(chǔ)上提取生態(tài)源地，阻力因子疊加構(gòu)建阻力面，最小累計(jì)阻力模型提取生態(tài)廊道，最終形成生態(tài)安全格局。該格局可以為撫松縣的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供借鑒。

1 構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系

基于生態(tài)敏感性評價(jià)體系的相關(guān)研究，如李芮芝等[1]在保護(hù)動植物生境狀況的基礎(chǔ)上，建立了保護(hù)動植物的生態(tài)敏感性評價(jià)體系，對韶關(guān)南雄市自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行生態(tài)敏感性評價(jià)，并進(jìn)行了相關(guān)的生態(tài)功能區(qū)劃。但李芮芝等人未從人與自然的角度思考生態(tài)問題。而本文從人與自然和諧共生的角度出發(fā)，注重生態(tài)化發(fā)展。采用特爾斐專家評價(jià)法[2]邀請15 位生態(tài)環(huán)境學(xué)專家從社會性、自然性兩大維度進(jìn)行指標(biāo)的選擇，選取出具有代表性的指標(biāo)因子，共確定了水域、坡向、地表含水率、地表溫度、土地利用5 個(gè)評價(jià)指標(biāo)，來構(gòu)建遼通地區(qū)的敏感性指標(biāo)評價(jià)體系，并將敏感性劃分為不敏感、低度敏感、中度敏感、高度敏感、極度敏感5 個(gè)等級（表1）。

表1 遼通地區(qū)評價(jià)因子指標(biāo)體系表

2 確定因子權(quán)重

博弈論組合賦權(quán)法[3]來求得評價(jià)因子權(quán)重，此方法指分析多個(gè)決策主體行為相互作用時(shí)的理性行為及其決策均衡的問題。通過博弈論組合賦權(quán)法得出的因子權(quán)重分別為水域：0.29；坡向：0.26；地表含水率：0.17；地表溫度：0.15；土地類型：0.13。

3 評價(jià)結(jié)果分析

水系保護(hù)數(shù)據(jù)（水域緩沖區(qū)）、生境保護(hù)數(shù)據(jù)（坡向、植被覆蓋率、土壤類型）均來源于地理空間數(shù)據(jù)云所獲取的Landsat8 遙感影像與DEM數(shù)據(jù)分析處理得出，社會保護(hù)數(shù)據(jù)（土地利用）則是通過《全球地表覆蓋網(wǎng)站》獲取得到，空間分辨率均為30 m×30 m，并對以上三類五種生態(tài)因子的生態(tài)敏感性進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果見圖1。

圖1 撫松縣各單因子和綜合生態(tài)敏感性分布

基于水系保護(hù)的水域敏感性差異明顯，敏感性由西北和東南兩端向中心依次遞減，其中極度敏感區(qū)域主要分布于研究區(qū)西北部、東南部，中高度敏感區(qū)域主要分布研究區(qū)中部，低值敏感區(qū)分布于研究區(qū)東北部；基于生境保護(hù)的敏感性空間差異明顯，這與坡向、植被覆蓋率、土壤類型有關(guān)；基于社會保護(hù)的敏感性空間差異明顯，與土地利用類型有關(guān)。把單項(xiàng)生態(tài)因子指標(biāo)按照賦予的權(quán)重進(jìn)行相加求和得到研究區(qū)生態(tài)敏感性綜合評價(jià)結(jié)果，加權(quán)求和（式（1）），并按自然間斷點(diǎn)法進(jìn)行分級賦值生成等級區(qū)劃評價(jià)圖，如圖1（f）所示，綜合生態(tài)敏感性評價(jià)結(jié)果見表2，不敏感面積為1 146.3 255 km2，占比7%，主要集中分布于研究區(qū)西北部；低度敏感面積為4 310.1 371 km2，占比25%，主要分布于研究區(qū)中部及西北部；中度敏感面積為4 462.5 782 km2，占比26%，中部和東部地區(qū)均有分布；高度敏感面積為4 534.7 822 km2，占比27%，極度敏感面積為2 564.1 151 km2占比15%，都主要分布于東北部和西南部；整體敏感性以高度敏感為主，由東北部和西南部兩端向中心敏感性逐漸降低[4]。

表2 綜合生態(tài)敏感性評價(jià)結(jié)果

式中：P 為易發(fā)性數(shù)值；Wi為評價(jià)因子Hi的權(quán)重值；Hi為各單因子重分類后分級量化值。

4 生態(tài)安全格局

4.1 生態(tài)源地

提取綜合生態(tài)敏感性評價(jià)結(jié)果中的極度敏感和高度敏感作為生態(tài)源地，中度敏感和低度敏感作為一般生態(tài)源地，不敏感作為非生態(tài)源地。如圖3（a）所示，生態(tài)源地面積為,14 863.26 km2，占比41.39%，一般生態(tài)用地面積為18 189.28 km2，占比50.65%，非生態(tài)用地面積2 856.93 km2，占比7.96%。研究區(qū)內(nèi)生態(tài)源地?cái)?shù)量由東北、西南向中心逐漸遞減，反映了東北、西南部地區(qū)植被覆蓋較高，生態(tài)敏感性較高，而中部地區(qū)植被覆蓋較少，生態(tài)敏感性較低。

圖3 生態(tài)源地、生態(tài)廊道和阻力面、生態(tài)安全格局分布圖

4.2 生態(tài)阻力面

選取高程、坡度、植被覆蓋率、水域緩沖區(qū)、道路緩沖區(qū)、土地利用6 個(gè)阻力因子加權(quán)疊加形成生態(tài)阻力面，阻力值見圖2。高程阻力值和植被覆蓋率阻力值皆以低阻力為主，占研究區(qū)50%以上；坡度、水域高阻力值主要分布于東北部；道路緩沖區(qū)高阻力值集中分布于中西部；土地利用阻力值主要以西北向東南遞減，其中以低阻力值為主。由圖2（b）可知，綜合生態(tài)阻力值整體北高南低。

圖2 撫松縣各單因子阻力分布圖

4.3 生態(tài)廊道

基于最小累計(jì)阻力模型的相關(guān)研究，如位宏[5]等在利用GIS 分析博斯騰湖流域結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，運(yùn)用最小累計(jì)阻力模型對其景觀進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并提出相應(yīng)優(yōu)化措施，但局限于小范圍的景觀劃分。而本文秉持人與自然和諧發(fā)展的理念，把最小累計(jì)阻力模型運(yùn)用到生態(tài)安全格局中，定位并提取出生態(tài)廊道，構(gòu)建出有利于遼通地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)安全格局。最小累計(jì)阻力模型（RMC）見式（2）

式中：RMC 為生態(tài)源地間某點(diǎn)的最小累計(jì)阻力值，fmin為最小阻力值與生態(tài)過程之間正相關(guān)函數(shù)，Dαβ為生態(tài)物源β到景觀單元α之間空間距離，Rα為物種通過景觀單元 α的阻力值。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)撫松縣生態(tài)源地間共有657 條生態(tài)廊道，總長度為7 679.90 km，廣泛分布于研究區(qū)四周，見圖3（b）。大部分南部和中部的生態(tài)廊道長度大于研究區(qū)北部，西部的生態(tài)廊道長度為1 941.24 km，占比25%，中部的生態(tài)廊道長度為3 513.73 km，占比46%，而東部的生態(tài)廊道長度為2 224.93 km，占比29%。

4.4 生態(tài)安全格局形成

生態(tài)源地主要分布在植被覆蓋率高，水系發(fā)達(dá)的東北、西南部地區(qū)。生態(tài)廊道由中部向東北、西南、東南部等方向發(fā)散延伸，呈由“中心向四周”樹枝狀的分布格局，形成了“一廊三圈”的生態(tài)安全格局，見圖3（c），其中“三圈”分別指的是東南部、西南部、東北部的生態(tài)圈，“一廊”指由中心向四周連接的生態(tài)走廊。構(gòu)造“一廊三圈”生態(tài)安全格局可促進(jìn)區(qū)域生態(tài)安全良好運(yùn)行。

5 結(jié)論

（1） 通過對撫松縣進(jìn)行因子選取、確定權(quán)重、加權(quán)求和得出撫松縣生態(tài)敏感性評價(jià)結(jié)果，整體敏感性以高度敏感為主。

（2） 通過研究表明撫松縣生態(tài)源地占比41.39%，一般生態(tài)用地占比50.65%，非生態(tài)用地僅占7.96%，生態(tài)源地?cái)?shù)量由東北、西南向中心逐漸遞減，反映了東北、西南部地區(qū)植被覆蓋較高，生態(tài)敏感性較高，而中部地區(qū)植被覆蓋較少，生態(tài)敏感性較低。

（3） 通過選取地形地貌（高程、坡度）、自然環(huán)境（植被覆蓋率、水域緩沖區(qū)）、社會發(fā)展（道路緩沖區(qū)、土地利用）6 個(gè)阻力因子并分級賦值、博弈論賦權(quán)、加權(quán)疊加形成生態(tài)綜合阻力面，綜合生態(tài)阻力值整體北高南低，高生態(tài)阻力值主要分布于東北、西北地區(qū)，低阻力主要分布于東南地區(qū)。

（4） 通過構(gòu)建最小累計(jì)阻力模型計(jì)算出最小累計(jì)阻力值，提取出生態(tài)廊道，最終建立了“一廊三圈”的生態(tài)安全格局。此格局促使撫松縣生態(tài)安全良好運(yùn)行，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供參考指南。