六盤山區(qū)國土空間生態(tài)安全格局構(gòu)建與分區(qū)優(yōu)化

包玉斌，王耀宗，路 鋒，劉自增，馬大為，楊 勇，吳 娟，張永康

（1.寧夏回族自治區(qū)遙感調(diào)查院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏回族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境信息與應(yīng)急中心，寧夏 銀川 750002）

隨著人類社會和經(jīng)濟向前發(fā)展的現(xiàn)實需要，不可避免的推動城市擴張、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)采礦、農(nóng)業(yè)開發(fā)等高強度人類活動，致使土地利用方式和空間格局發(fā)生改變、自然資源過渡利用、景觀破碎化和生境面積萎縮，由此引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力下降、生物多樣性銳減、氣候變化等威脅野生生物和人類生存的全球性問題［1-2］。進入21 世紀，可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人與自然和諧共生的生態(tài)安全理念逐漸深入人心，如何優(yōu)化和權(quán)衡生態(tài)系統(tǒng)管理、保護與發(fā)展之間的關(guān)系成為政府和學術(shù)界的重要議題［3］。

生態(tài)安全格局構(gòu)建是保障人類福祉和健康發(fā)展的重要方式［4］，是識別重要生物保護源地、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間、生態(tài)系統(tǒng)廊道格局的重要途徑［3-4］。生態(tài)安全格局經(jīng)歷了“城市增長邊界”、“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”、“田園城市”等［3-4］早期生態(tài)規(guī)劃理念探索，到后來的“場地保護與緩沖區(qū)”、“生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與綠道”、“景觀格局”等［4-5］大量理論方法研究逐步走向成熟。中國學者俞孔堅等［6］于20 世紀90 年代提出了明確的景觀生態(tài)安全格局概念，隨后眾多學者在地理學、生態(tài)學、城市規(guī)劃及其交叉學科領(lǐng)域開展了大量相關(guān)研究和探索［7-8］，研究方向也從最初定性的景觀分析與規(guī)劃、定量生態(tài)格局分析［9］，過渡到引入眾多生態(tài)理論與模型的時空格局情景決策、動態(tài)模擬與趨勢分析等快速發(fā)展［10-11］，研究方法也從最初的單一土地利用格局分析到引入景觀格局指數(shù)［12］、最小累計阻力模型［13］、InVEST 模型［14］、電路理論景觀模型（Circuitscape）［15］等豐富情景模擬與決策分析方法，顯著提高了生態(tài)安全格局構(gòu)建和國土空間生態(tài)修復(fù)分區(qū)的可靠度。例如陳昕等［4］基于“重要性—敏感性—連通性”理論，吳健生等［16］基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與引力模型，付鳳杰等［15］基于“源地識別—阻力面構(gòu)建—廊道提取”的一般范式，分別在廣東、珠三角、廣西等地開展了生態(tài)安全構(gòu)建與生態(tài)修復(fù)研究，取得了良好的決策支撐效果。當前，生態(tài)安全格局構(gòu)建的理論、模型、方法仍隨著技術(shù)手段創(chuàng)新在不斷完善，但“源地—廊道—節(jié)點”的范式是現(xiàn)階段該領(lǐng)域的主流研究方法之一［3］。經(jīng)過大量研究實踐，由大自然保護協(xié)會借助電流和生態(tài)流的相似特性而開發(fā)的電路理論景觀模型（Circuitscape）在生態(tài)廊道構(gòu)建中具有理論方法優(yōu)勢［17-18］，而由大自然保護協(xié)會和美國斯坦福大學共同研究發(fā)布的InVEST生態(tài)服務(wù)供需權(quán)衡模型在生態(tài)源地識別中具有理論方法優(yōu)勢［14,19］，將兩種方法同時引入到生態(tài)安全格局構(gòu)建中能夠發(fā)揮各自優(yōu)勢、顯著提高模擬結(jié)果的可靠度，是當前該領(lǐng)域研究的首選方法之一［14,19］。

隨著生態(tài)文明建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略［20］，如何深入踐行“山水林田湖草沙系統(tǒng)治理生命共同體”理念［21］，科學識別國土空間生態(tài)保護修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域，高效診斷生態(tài)源地、節(jié)點與廊道修復(fù)體系，轉(zhuǎn)換生態(tài)修復(fù)管理尺度與力度，高質(zhì)量、系統(tǒng)化、體系化構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局既是現(xiàn)實需要又是難點熱點［3-4］。本文以寧夏六盤山區(qū)為研究區(qū)，采取“源地—廊道—節(jié)點”的生態(tài)安全格局研究范式［21］，同時引入InVEST模型［14,19］和電路理論景觀模型（Circuitscape）［17-18］，借助AHP（Analytic Hierarchy Process）層次分析權(quán)重法［22］開展生態(tài)源地、生態(tài)廊道和生態(tài)障礙點識別，在此基礎(chǔ)上開展生態(tài)安全格局構(gòu)建和國土空間生態(tài)保護修復(fù)分區(qū)，為該區(qū)域一體化、系統(tǒng)化、體系化生態(tài)修復(fù)、政策制定及工程布局提供重要參考，同時為黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設(shè)提供支撐。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

六盤山區(qū)位于寧夏南部黃土丘陵溝壑區(qū)，海拔1150～2900 m，境內(nèi)支離破碎，溝壑縱橫，水土流失嚴重。六盤山坐落于寧夏南端，平行兩列向北延伸，構(gòu)成六盤山—西華山山系和六盤山—云霧山山系，海拔2100～2900 m。該區(qū)屬于溫帶半濕潤半干旱季風氣候，南濕北干特征明顯，年降水量約200～700 mm，形成以草原植被為主體，林灌草沿山分布格局特征［23］。黃河一二級支流的主要水源涵養(yǎng)地，年平均徑流量達7.28×108m3，具有黃土高原上的“濕島”之稱。境內(nèi)野生維管束植物達1347 種，野生脊椎動物達384 種，占寧夏種數(shù)的76.8%、全國總種數(shù)的6.1%，具有西北“種質(zhì)資源基因庫”之稱［23］，六盤山地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展以農(nóng)業(yè)和輕工業(yè)為主。根據(jù)《六盤山生態(tài)保護修復(fù)專項規(guī)劃（2020—2025）》，研究區(qū)涉及4個流域9個縣區(qū)，總面積18680.2 km2，占寧夏總面積的35.9%（圖1）。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文主要數(shù)據(jù)需求包括生態(tài)重要性評價因子和生態(tài)阻力面構(gòu)建指標因子兩部分，具體數(shù)據(jù)來源如下：Landsat 8 OLI 數(shù)據(jù)自地理空間數(shù)據(jù)云平臺（http://www.gscloud.cn）免費獲取。土地利用/覆被數(shù)據(jù)源于全國生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查寧夏專題調(diào)查數(shù)據(jù)（2020年），空間分辨率30 m。DEM數(shù)據(jù)和VIIRS夜間燈光因子源于中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心（https://www.resdc.cn），DEM 為ALOS 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，空間分辨率12.5 m。歸一化植被指數(shù)（NDVI），利用ENVI 遙感軟件自Landsat 8 OLI 影像反演提取，空間分辨率30 m，用于糧食供給服務(wù)計算。降水量和土壤數(shù)據(jù)分別源自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http://date.cma.cn）和國家林業(yè)和草原科學數(shù)據(jù)中心（http://www.forestdata.cn），用于產(chǎn)水服務(wù)模擬。降雨侵蝕力因子、土壤可蝕性因子、潛在蒸散量數(shù)據(jù)源于國家地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)中心（http://www.geodata.cn）（2020 年），用于土壤保持和產(chǎn)水服務(wù)模擬。植被凈初級生產(chǎn)力（NPP），由CASA 模型計算，獲取30 m空間分辨率數(shù)據(jù)（2020年），用于固碳服務(wù)模擬。基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)收集自地方各相關(guān)單位，并經(jīng)投影轉(zhuǎn)換和標準化處理，用于生態(tài)阻力面構(gòu)建。

1.3 評估方法

1.3.1 生態(tài)源地識別 選取產(chǎn)水服務(wù)、生境維持、土壤保持、固碳服務(wù)和糧食供給5 種重要性評價因子用以識別生態(tài)源地。固碳服務(wù)由CASA模型計算［14］獲取NPP 間接估算，土壤保持、產(chǎn)水服務(wù)和生境維持均采用InVEST模型Sediment Delivery Ratio model模塊［24］、Water Yield model 模塊［25］和Habitat Quality model 模塊［26］計算（表1）；糧食供給采用NDVI 的全年最大值對統(tǒng)計年鑒中縣區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量空間插值獲?。?4,19］（表1）。采用模糊隸屬度函數(shù)進行數(shù)據(jù)標準化處理，并根據(jù)六盤山所處生態(tài)地位和各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)因子對保障區(qū)域生態(tài)安全的重要性程度，通過查閱文獻和專家打分［27-28］，構(gòu)建層次分析法（AHP）開展權(quán)重分析［22］，最終獲取生態(tài)重要性綜合評價指數(shù)。利用ArcGIS分位數(shù)法開展重要性分級，選取極重要區(qū)并對距離小于250 m細碎圖斑經(jīng)Arc-GIS 聚合處理、剔除面積小于1 km2的獨立圖斑，疊加現(xiàn)有自然保護地，最終識別出生態(tài)源地。模糊隸屬度函數(shù)計算方法如下：

AHP 是一種定性與定量相結(jié)合的多目標決策實用方法，通過建立系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、構(gòu)造判斷矩陣、判斷矩陣一致性檢驗等步驟完成［22］。其一致性檢驗方法如下：

式中：CI為一致性指標值；λmax為矩陣最大特征根；n為指標個數(shù)；RI為平均隨機一致性指標值；CR為一致性檢驗值，當CR＜0.1時，判斷矩陣具有滿意的一致性。經(jīng)計算本次生態(tài)服務(wù)因子權(quán)重λmax=5.156，CI=0.039，RI=1.120，CR=0.035＜0.1，通過一致性檢驗。

1.3.2 生態(tài)阻力面建立 阻力面用來指示物種在景觀斑塊間的可通達性，阻力值大小受人類活動脅迫、景觀破碎化和生態(tài)質(zhì)量狀況影響，選取土地利用、植被覆蓋度、距水體距離、干旱指數(shù)、坡度、水土流失敏感性共6項自然環(huán)境因子，距居民點距離、距采礦點距離、距公路鐵路距離、夜間燈光因子共4項人類活動因子，經(jīng)查閱文獻及專家打分［13,27］，采用AHP 法計算因子權(quán)重（λmax=10.261，CI=0.029，RI=1.155，CR=0.025＜0.1，通過一致性檢驗），通過空間疊圖法完成阻力面構(gòu)建（表2）。

表2 生態(tài)阻力面構(gòu)建Tab.2 Construction of ecological resistance surface

1.3.3 生態(tài)廊道構(gòu)建 選用由大自然保護協(xié)會McRaer 等［29-31］學者開發(fā)的電路理論景觀模型（Circuitscape）開展生態(tài)廊道識別，模型包括Linkage Pathways Mapper 模塊、Barrier Mapper 模塊、Pinchpoint Mapper 模塊和Centrality Mapper 模塊，分別用于識別生態(tài)廊道、生態(tài)障礙點、生態(tài)夾點和核心生態(tài)源地。該模型將生態(tài)源地視為電壓、生態(tài)廊道等價為電流路徑、生態(tài)障礙區(qū)視作電阻。具體計算方法如下：

式中：Ilp、Ucm和Rbm分別為電流、電壓和有效電阻。Rbm的生態(tài)學意義為反映景觀的破碎化程度和節(jié)點間阻隔效應(yīng)的指標，是表征自然環(huán)境因子的生境適宜度和人類活動的干擾強度；Ilp的生態(tài)學意義為物種在景觀間遷移、運動的概率路徑，根據(jù)電流高低識別潛在生態(tài)廊道和關(guān)鍵節(jié)點；Ucm的生態(tài)學意義為生態(tài)過程正向演替中起到關(guān)鍵輻射或推動作用的核心生態(tài)源地。

1.3.4 生態(tài)安全格局構(gòu)建與分區(qū) 以維護區(qū)域生態(tài)過程穩(wěn)定及格局安全為目標，以生態(tài)重要性評價、阻力面構(gòu)建為基礎(chǔ)，借助空間疊圖分析、電路理論景觀模型識別生態(tài)源地、廊道、障礙點和夾點等生態(tài)安全格局關(guān)鍵要素，采取ArcGIS自然間斷點法將生態(tài)阻力面劃分為高值、中值和低值區(qū)，從區(qū)域國土空間整體性、完整性和連續(xù)性視角，以“功能—問題”為導向，在格局要素和阻力閾值空間區(qū)劃組合的基礎(chǔ)上，完成生態(tài)安全格局構(gòu)建與生態(tài)修復(fù)分區(qū)，并提出點、線、面優(yōu)化策略。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)重要性評價及源地識別

根據(jù)《國家生態(tài)保護紅線劃定技術(shù)指南（試行）》所用分位數(shù)（Quantile）分類法，將生態(tài)重要性評價單一因子和綜合評價指數(shù)分為極重要、高度重要、中度重要、較重要和一般重要共5 個等級，極重要區(qū)是維護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的關(guān)鍵區(qū)域，具有不可替代和重點保護的生態(tài)需求。生境質(zhì)量極重要區(qū)占比25.4%（表3），主要沿“六盤山—南華山”南北向分布，受自然保護地、生態(tài)保護紅線等嚴格空間管制，是區(qū)域重要的生物多樣性保護走廊（圖2a）。產(chǎn)水服務(wù)極重要區(qū)占比32.8%（表3），以彭陽縣、涇源縣和隆德縣等六盤山主體區(qū)為主（圖2b），發(fā)揮區(qū)域“濕島”效應(yīng)。土壤保持極重要區(qū)占比9.4%（表3），集中在“六盤山—南華山”高覆蓋度植被帶和彭陽縣水土保持治理區(qū)（圖2c）。固碳服務(wù)極重要區(qū)占比27.7%，呈現(xiàn)“森林—農(nóng)田”植被格局特征，形成“六盤山—南華山”森林固碳帶和沿清水河走廊農(nóng)田固碳帶（圖2d）。糧食供給極重要區(qū)占比29.5%（表3），以西吉縣和清水河走廊為主（圖2e）。

表3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)極重要區(qū)面積構(gòu)成Tab.3 Extremely important area composition of ecosystem services

圖2 生態(tài)重要性空間格局Fig.2 Spatial pattern of ecological importance

經(jīng)空間疊加分析，綜合生態(tài)服務(wù)功能極重要區(qū)占比23.9%（表3），呈現(xiàn)山系格局、縣域拓展特征，形成“六盤山—南華山”和“六盤山—云霧山”極重要生態(tài)功能屏障帶，并沿“原州區(qū)—海原縣”北向拓展和沿“彭陽縣—隆德縣”東西向拓展（圖2f）。

提取綜合生態(tài)服務(wù)功能極重要區(qū)、疊加保護地、去除細碎圖斑獲取生態(tài)源地75 個，占研究區(qū)總面積的21.8%，保持了山系格局、縣域拓展的空間格局特征，源地以自然植被構(gòu)成主體，草地、灌叢和林地占比分別為49.1%、30.8%和9.0%（圖3a），生態(tài)功能穩(wěn)定和屏障作用顯著。縣域角度，涇源縣和彭陽縣生態(tài)源地最為集中，面積占比分別為25.2%和24.3%（表4），但涇源縣僅為兩個高完整度斑塊，成為生態(tài)屏障戰(zhàn)略核心，彭陽縣25 個高聚集度斑塊（表4），成為水土保持功能戰(zhàn)略核心，其次原州區(qū)、海原縣和隆德縣的占比分別為14.4%、12.4%、10.1%（表4），發(fā)揮重要生態(tài)屏障延伸拓展作用。采用自然間斷點法設(shè)置源地電流密度閾值，共識別出核心生態(tài)源地26 個，面積占比達79.8%（表5），集中在“六盤山—南華山”和“六盤山—云霧山”屏障帶（圖3b），發(fā)揮戰(zhàn)略生態(tài)輻射作用；重要生態(tài)源地共25個，面積占比15.0%（表5），位于六盤山區(qū)東、西、北邊緣帶（圖3b），發(fā)揮重要生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和安全格局節(jié)點作用；一般生態(tài)源地共24 個，面積占比5.2%（表5），分散在核心源地和重要源地之間（圖3b），發(fā)揮重要緩沖帶和過度帶作用。整體上，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和質(zhì)量優(yōu)質(zhì)區(qū)均識別為生態(tài)源地，符合實際地域、植被和生態(tài)格局特征。

表4 生態(tài)源地縣域構(gòu)成Tab.4 Counties composition of ecological sources

表5 生態(tài)源地重要性構(gòu)成Tab.5 Composition of the importance of ecological sources

2.2 阻力面構(gòu)建及生態(tài)廊道識別

以“問題—功能—脅迫”為導向，選取自然環(huán)境和社會經(jīng)濟共10個指標構(gòu)建生態(tài)阻力面，不僅可以模擬潛在生態(tài)廊道路徑，同時，阻力值大小可表征區(qū)域生態(tài)壓力和生態(tài)質(zhì)量狀況。經(jīng)空間疊圖和自然間斷點法設(shè)定阻力閾值，將生態(tài)阻力面分為低值區(qū)、中值區(qū)和高值區(qū)，比重分別為44.2%、32.4%和23.4%（表6），呈現(xiàn)“兩帶兩廊”空間格局（圖4），兩帶即“六盤山—南華山”低阻力生態(tài)屏障帶和“六盤山—云霧山”低阻力生態(tài)屏障帶，兩廊為沿清水河高阻力脅迫走廊和“原州—海原”高阻力脅迫走廊，構(gòu)成了生態(tài)安全格局和保護修復(fù)的基本骨架。

表6 生態(tài)阻力面分區(qū)構(gòu)成Tab.6 Composition of ecological resistance surface zoning

圖4 生態(tài)阻力面閾值分區(qū)Fig.4 Threshold zoning of ecological resistance surface

通過模擬獲取生態(tài)廊道138 處，其中關(guān)鍵生態(tài)廊道47處，總長度211.6 km，占比17.6%（表5），主要分布在“兩帶”區(qū)域（圖5a），連接核心生態(tài)源地，高密度物質(zhì)、能量、信息交換通道，對維護生態(tài)單元的連續(xù)性、完整性、安全性具有不可替代和優(yōu)先修復(fù)的生態(tài)意義。重要生態(tài)廊道46 處，總長413.1 km，所占比重34.3%（表7），主要連接外圍生態(tài)源地（圖5a），對維持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)和平衡，降低保護地孤立化、生境破碎化和棲息地退化發(fā)揮重要作用。一般生態(tài)廊道主要分布在北部山地（圖5a），總長579.0 km，占比48.1%（表7），主要連通受脅迫阻隔的分散生態(tài)源地，對降低生態(tài)退化風險、提升生態(tài)韌性意義重大。

表7 生態(tài)廊道及夾點和障礙點識別Tab.7 Identification of ecological corridors,pinch points and barriers

圖5 生態(tài)廊道及夾點和障礙點空間格局Fig.5 Spatial pattern of ecological corridors,pinch points and barriers

受農(nóng)田、城鎮(zhèn)村或線狀基礎(chǔ)設(shè)施脅迫，潛在生態(tài)廊道被擠壓在自然植被或河流等狹窄處形成“夾點”，“夾點”是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系良性循環(huán)和維護生態(tài)格局安全的關(guān)鍵，需要嚴格保護和優(yōu)先修復(fù)。經(jīng)電流閾值分析共識別出生態(tài)“夾點”547 個，數(shù)量以1 km2以下為主，占比83.2%（表7），空間分布以“兩帶”和彭陽縣、西吉縣為主（圖5b）；大于1 km2的夾點數(shù)量較少，但斑塊面積較大，以中北部干旱荒漠帶為主（圖5b），受土地荒漠化、水土流失、人類活動等綜合脅迫，生態(tài)廊道被壓縮在狹窄夾點處，修復(fù)夾點、擴展廊道成為控制生態(tài)退化風險的迫切需求。經(jīng)電阻閾值分析共識別出生態(tài)障礙點217 個，數(shù)量以1 km2以下為主，占比67.3%（表7），以中南部生態(tài)系統(tǒng)良好區(qū)域為主（圖5c），“障礙點”類型依次為農(nóng)田、植被退化點和鎮(zhèn)村。大于1 km2夾點共71個，面積占比達96.5%，以中北部干旱荒漠帶為主，土地荒漠化、植被退化、農(nóng)業(yè)活動和城鎮(zhèn)建設(shè)使生態(tài)障礙點向外擴展延伸（圖5c），斑塊面積變大。要將“障礙點”和“夾點”處的生態(tài)保護修復(fù)、降低人類活動脅迫作為構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局的優(yōu)先任務(wù)。

2.3 生態(tài)安全格局構(gòu)建及分區(qū)策略

通過生態(tài)阻力區(qū)劃和要素空間組合，研究區(qū)形成“兩屏兩廊四區(qū)”的生態(tài)安全格局特征。生態(tài)源地及自然保護地是電流密度的高值區(qū)，發(fā)揮生態(tài)戰(zhàn)略點和節(jié)點作用。研究區(qū)核心生態(tài)源地、關(guān)鍵生態(tài)廊道和生態(tài)戰(zhàn)略點均分布在“六盤山—南華山”和“六盤山—云霧山”地帶，形成東西互補的沿山生態(tài)屏障（圖6）。彭陽縣、西吉縣和海原縣以北成片或斑塊狀分布的生態(tài)源地，生態(tài)系統(tǒng)良好、功能關(guān)鍵，作為重要生態(tài)保育區(qū)（圖6）。生態(tài)廊道是安全格局塑造的重要環(huán)節(jié)，是源地、節(jié)點和戰(zhàn)略點互連互通的關(guān)鍵，作為優(yōu)先修復(fù)區(qū)（圖6）。生態(tài)阻力低值區(qū)受脅迫小、生態(tài)質(zhì)量較好，作為生態(tài)提升區(qū)發(fā)揮生態(tài)緩沖帶作用（圖6）。生態(tài)阻力中高值區(qū)，人類活動脅迫強度大、生態(tài)空間易受不合理開發(fā)擠占，作為生態(tài)控制調(diào)節(jié)區(qū)，主要分布在“原州—海原”和沿清水河兩廊地帶（圖6）。

圖6 生態(tài)安全格局構(gòu)建及修復(fù)分區(qū)Fig.6 Ecological security pattern construction and restoration zoning

生態(tài)屏障帶總面積3248.7 km2，占比17.4%（表8），由核心生態(tài)源地和關(guān)鍵生態(tài)廊道組成，受保護地、生態(tài)保護紅線等嚴格空間管制、人類活動干擾小，生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)、功能穩(wěn)定，進一步加強源地和廊道生態(tài)監(jiān)測和問題診斷，采取植被結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生態(tài)退耕和人類活動點有序退出等措施，推進關(guān)鍵“夾點”、“障礙點”生態(tài)修復(fù)，實現(xiàn)一體化保護管理，發(fā)揮戰(zhàn)略生態(tài)輻射和屏障作用。

表8 生態(tài)安全格局構(gòu)建及修復(fù)分區(qū)Tab.8 Ecological security pattern construction and restoration zoning

生態(tài)保育區(qū)由核心源地和其他源地構(gòu)成，總面積1227.8 km2，占比6.5%（表8），以自然植被構(gòu)成主體，且覆蓋度較高，分布在彭陽縣東部和北部荒漠區(qū)，發(fā)揮重要水土保持和防風固沙功能作用，以生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能提升為導向，以鞏固現(xiàn)有生態(tài)建設(shè)成效、控制生態(tài)退化風險為目標。加強封禁保育和成效監(jiān)測，以區(qū)域和流域為單元，綜合實施草原生態(tài)、坡改梯和水土保持林建設(shè)工程，持續(xù)提高林草覆蓋度、水土涵養(yǎng)能力和生態(tài)韌性。

優(yōu)先修復(fù)區(qū)為關(guān)鍵廊道以外的其他生態(tài)廊道區(qū)，總面積3449.2 km2，占比18.5%（表8），因生態(tài)退化、城鎮(zhèn)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)活動和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等形成大量“夾點”和“障礙點”，采取壓沙地退出、生態(tài)退耕、礦山生態(tài)修復(fù)、“四荒地”治理、生態(tài)搬遷、營造生物通道等差異化措施，保障生態(tài)網(wǎng)絡(luò)健康穩(wěn)定和良性循環(huán)。

生態(tài)提升區(qū)為生態(tài)阻力低值區(qū)，總面積3670.7 km2，占比19.7%（表8），呈面狀分散分布特征，加強生態(tài)監(jiān)測和問題診斷，結(jié)合生態(tài)保護紅線空間管制和生態(tài)功能縣建設(shè)，適度限制人類活動、重點開展退化區(qū)生態(tài)修復(fù)，提高林草覆蓋率，發(fā)揮生態(tài)緩沖帶作用。

控制調(diào)節(jié)區(qū)為生態(tài)阻力中高值區(qū)，總面積7083.8 km2，占比37.9%（表8），呈現(xiàn)沿清水河和“原州—海原”兩廊格局，土地荒漠化、水土流失、植被覆蓋度低等生態(tài)環(huán)境問題突顯，農(nóng)業(yè)活動、城鎮(zhèn)建設(shè)、人口密度大等生態(tài)脅迫強烈，國土空間開發(fā)保護矛盾尖銳，加強國土空間綜合整治修復(fù)和科學劃定三區(qū)三線，控制建設(shè)用地無序擴張、提高土地節(jié)約集約利用水平，加快探索“兩山”轉(zhuǎn)化路徑和積極尋求可持續(xù)發(fā)展模式。

3 討論

六盤山境內(nèi)動植物資源極其豐富，是區(qū)域重要的“種質(zhì)資源基因庫”、黃河流域重要的水源涵養(yǎng)地，是國家兩屏三帶格局的重要組成部分，生態(tài)地位極其重要、生態(tài)安全極其關(guān)鍵。在此背景下，本文從區(qū)域一體化、系統(tǒng)化、體系化生態(tài)修復(fù)視角，引入InVEST 模型和Circuitscape 模型開展生態(tài)安全格局構(gòu)建與分區(qū)優(yōu)化，為該地區(qū)宏觀尺度國土空間格局塑造與生態(tài)修復(fù)提供了空間指引。文中阻力面建立、廊道和生態(tài)源地的科學識別是生態(tài)安全格局構(gòu)建的關(guān)鍵因素，目前，對于生態(tài)阻力面指標體系的構(gòu)建和打分賦權(quán)尚未形成統(tǒng)一認識，而各因子阻力值確定的科學性和合理性仍在探究之中，本文的阻力值確定和權(quán)重分析也基于文獻和專家咨詢開展，雖然采用半定量化的層次分析法，但也難免受到專家經(jīng)驗和方法缺陷的影響。生態(tài)廊道構(gòu)建方法主要集中在“費用—距離”理論支撐的眾多方法中，而Circuitscape模型憑借其電流、電壓、電阻與生態(tài)廊道、生態(tài)源地和生態(tài)障礙區(qū)具有很好的對應(yīng)關(guān)系受到越來越多的應(yīng)用，但同樣模擬的精度和科學性受到生態(tài)阻力面建立的影響。此外，廊道構(gòu)建的可靠性亦受生態(tài)源地識別準確性的影響，因為廊道以生態(tài)源地為起止點，通過費用距離理論和電路理論模擬最優(yōu)路徑，而目前生態(tài)源地的識別主要采用綜合因子評價法，而因子類型、尺度、權(quán)重、精度、圖斑處理或研究者自身經(jīng)驗和對研究區(qū)的了解等都會左右識別結(jié)果。綜上，因現(xiàn)階段模型、方法、指標體系構(gòu)建等共性問題所限，本研究結(jié)果局部尺度可靠性需要進一步提升，但宏觀尺度可為六盤山區(qū)域生態(tài)保護修復(fù)，科學化生態(tài)管理、政策制定及工程空間布局提供重要參考。

4 結(jié)論

采用“源地—廊道—節(jié)點”的研究范式，量化識別出生態(tài)源地、廊道、障礙點和夾點等關(guān)鍵要素，結(jié)合阻力面空間分析，完成生態(tài)安全格局構(gòu)建與修復(fù)分區(qū)，為六盤山區(qū)推進全域化、全要素、全過程山水林田湖草沙生命共同體系統(tǒng)修復(fù)與格局塑造提供了空間指引。主要結(jié)論如下：

（1）研究區(qū)共有生態(tài)源地75 個，總面積4080.3 km2，占研究區(qū)比重的21.8%，呈現(xiàn)山系格局、縣域拓展特征，為生態(tài)安全格局構(gòu)建發(fā)揮生態(tài)戰(zhàn)略點和節(jié)點作用。

（2）研究區(qū)共有生態(tài)廊道138 處，其中關(guān)鍵生態(tài)廊道47 處，總長度211.6 km，占廊道總長的17.6%，為生態(tài)源地互連互通和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建發(fā)揮關(guān)鍵作用。共識別生態(tài)夾點547個、生態(tài)障礙點217個，為生態(tài)廊道修復(fù)提供了工程任務(wù)具體指向。

（3）生態(tài)屏障帶、保育區(qū)、修復(fù)提升區(qū)和控制調(diào)節(jié)區(qū)的面積占比分別為17.4%、6.5%、38.2%和37.9%。生態(tài)屏障帶需要實施最嚴格的生態(tài)保護，提升區(qū)域生態(tài)輻射效應(yīng)；保育區(qū)要加強封禁監(jiān)測和植被恢復(fù)，控制生態(tài)退化風險；修復(fù)提升區(qū)實施生態(tài)質(zhì)量提升差異化措施、維護生態(tài)網(wǎng)絡(luò)健康穩(wěn)定和良性循環(huán)，發(fā)揮生態(tài)緩沖帶效應(yīng)；控制調(diào)節(jié)區(qū)要科學劃定三區(qū)三線和提升土地節(jié)約集約利用水平、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。