基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的成德綿城市帶生態(tài)安全格局研究

鄧瑩佳，侯蘭功*，劉濤，王晶

1.西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院

2.地球系統(tǒng)數(shù)值模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,地球系統(tǒng)科學(xué)系,清華大學(xué)

近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)邁向高質(zhì)量發(fā)展階段，美麗中國建設(shè)取得顯著成就。然而，我國仍面臨生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的結(jié)構(gòu)性和根源性挑戰(zhàn)，生態(tài)文明建設(shè)正處于壓力疊加、負(fù)重前行、積極應(yīng)對(duì)的關(guān)鍵時(shí)期，新的生態(tài)安全挑戰(zhàn)不斷涌現(xiàn)。因此，如何加強(qiáng)自然生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，落實(shí)生態(tài)安全保護(hù)制度，建立健全支撐保障措施，成為我國發(fā)展過程中關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域[1]。黨的十九大報(bào)告明確指出，生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計(jì)，提出實(shí)施重大生態(tài)修復(fù)工程，構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，以改善生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)生態(tài)文明和制度體系建設(shè)。同時(shí)，完善國土空間生態(tài)修復(fù)規(guī)劃，更好地解決生態(tài)安全問題[2]。

生態(tài)安全是國家安全的重要支撐和組成部分，其核心含義強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的完整性及生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展所起的支撐作用[3]。生態(tài)安全格局指自然生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)“源”地之間的潛在物質(zhì)流動(dòng)廊道共同構(gòu)成的空間聯(lián)系，對(duì)加強(qiáng)生態(tài)安全保障及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]。20 世紀(jì)80年代，生態(tài)安全問題由世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)（World Commission on Environment and Development，WCED）、國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（International Institute for Applied Systems Analysis，IIASA）正式提出，由此開展了以生態(tài)安全為核心的一系列研究。隨著對(duì)生態(tài)問題的深入探索，相關(guān)研究多圍繞保護(hù)地體系建立，著力構(gòu)建及優(yōu)化社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)同的生態(tài)安全格局，推動(dòng)各關(guān)鍵生態(tài)景觀組成的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和修復(fù)[5]。構(gòu)建生態(tài)安全格局、識(shí)別生態(tài)廊道及生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，能有效連接自然斑塊，保障生態(tài)過程，保護(hù)區(qū)域生物多樣性，對(duì)完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效能具有重要意義[6]。

當(dāng)前，國內(nèi)外已形成以“生態(tài)‘源’地-構(gòu)建阻力面-構(gòu)建廊道-構(gòu)建安全格局”為整體的生態(tài)安全格局研究框架[7]。其中，選取生態(tài)“源”地和構(gòu)建生態(tài)廊道是學(xué)者關(guān)注的核心問題。選取生態(tài)“源”地時(shí)，通常采用直接提取大面積綠地斑塊[8]、考慮具有生態(tài)功能的土地類型[9]、最小面積閾值設(shè)定[10]、自然保護(hù)區(qū)[11]、采用形態(tài)學(xué)空間格局分析法[12]提取棲息地斑塊、結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性和生態(tài)敏感性[13]、定量評(píng)估生境質(zhì)量[14]等方法。提取潛在生態(tài)廊道常用方法有指數(shù)法[15]、圖論法[16]、最小累積阻力模型[17]（MCR）、電路理論[18]等方法，其中MCR 模型是提取生態(tài)廊道的熱門方法[19]，該模型能提取最小費(fèi)用路徑量化生態(tài)過程，是用于研究生態(tài)廊道、生態(tài)安全格局的重要模型，其應(yīng)用更為廣泛、成熟、穩(wěn)定，具有較好的兼容性和普適性[20]?；诨A(chǔ)研究框架，眾多學(xué)者將MCR 模型同其他模型相結(jié)合，逐漸豐富生態(tài)安全格局的研究[21-22]。如Li 等[23]采用生態(tài)系統(tǒng)“功能-動(dòng)力學(xué)-結(jié)構(gòu)”框架識(shí)別生態(tài)“源”地，利用災(zāi)害干擾風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對(duì)生態(tài)阻力面進(jìn)行修正，運(yùn)用MCR模型確定潛在生態(tài)廊道，利用空間緩沖區(qū)分析和重力模型確定其重要程度，提出了生態(tài)安全格局構(gòu)建及優(yōu)化的方法；Nie 等[24]利用形態(tài)學(xué)空間格局分析法結(jié)合MCR 模型，構(gòu)建浙江省安吉縣山地丘陵地區(qū)從縣域到鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，為緩解該地區(qū)建設(shè)擴(kuò)張和生態(tài)保護(hù)之間的矛盾提供科學(xué)依據(jù)；Cui 等[25]針對(duì)武漢市生態(tài)安全面臨的難題，通過生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)、MCR 模型和緩沖區(qū)分析，構(gòu)建和優(yōu)化考慮社會(huì)公平需要的武漢市生態(tài)安全格局。上述研究豐富了構(gòu)建生態(tài)安全格局的思路與方法，為開展生態(tài)安全保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供了科學(xué)的指引與參考，但已有研究往往更多關(guān)注自然條件，較少考慮到生態(tài)系統(tǒng)與人類系統(tǒng)的供給關(guān)系。

成都-德陽-綿陽城市帶（成德綿城市帶）作為我國成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈的社會(huì)經(jīng)濟(jì)重要發(fā)展區(qū)域，在快速城鎮(zhèn)化的發(fā)展背景下，區(qū)域城鎮(zhèn)化進(jìn)程與相鄰區(qū)域相比，具有明顯優(yōu)勢。然而，在發(fā)展的過程中，往往容易忽視生態(tài)空間與生活、生產(chǎn)空間的平衡關(guān)系，從而進(jìn)一步加大了區(qū)域內(nèi)部的生態(tài)壓力。筆者以成德綿城市帶為研究對(duì)象，分析2010 年、2015 年與2018 年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（ESV）估算結(jié)果，根據(jù)2018 年的ESV，提取不同等級(jí)生態(tài)安全格局“源”地備選區(qū)，綜合考慮自然、社會(huì)2 方面因素，選取距道路及河流的距離、歸一化植被指數(shù)（NDVI）、高程、坡度、地形起伏度、土地利用、土壤侵蝕度8類因子，使用層次分析法計(jì)算得出各類因子權(quán)重，疊加構(gòu)建生態(tài)“源”地綜合阻力面，再利用最小累積阻力模型構(gòu)建生態(tài)廊道，識(shí)別成德綿城市帶的生態(tài)安全格局，并提出優(yōu)化途徑，以期為跨行政區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)展、國土空間生態(tài)修復(fù)規(guī)劃優(yōu)化、筑牢地區(qū)生態(tài)安全屏障等提供參考。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

成德綿城市帶（102°54'E～105°43'E，30°05'N～33°03'N）地處四川省中北部、成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈西北部（圖1），包括成都、德陽、綿陽3 個(gè)地級(jí)市，總面積約4.05 萬km2。其海拔為255～5 363 m，地貌主要包括山地、丘陵和平原，整體地勢呈現(xiàn)西北高東南低特征，地勢復(fù)雜多樣，地形起伏較大。截至2019 年，成德綿城市帶林地、草地、濕地總面積分別為19 853.3、1 074.0、85.3 km2，水域及水利設(shè)施總面積1 474.2 km2，主要生態(tài)地類占全域面積的55.5%，擁有較為豐富的生態(tài)資源，但區(qū)域生態(tài)資源空間分布不均，生態(tài)用地呈現(xiàn)西北向東南減少態(tài)勢。成德綿城市帶內(nèi)有龍門山、龍泉山形成的自然保護(hù)屏障，但城鎮(zhèn)建設(shè)范圍內(nèi)生態(tài)完整性較差，生態(tài)屏障功能較脆弱，二者有明顯的空間邊界。成德綿城市帶是成都平原城市群乃至四川省、成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈中產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展高峰地帶、重要經(jīng)濟(jì)增長節(jié)點(diǎn)。在新發(fā)展階段，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局，有利于緩解生態(tài)環(huán)境與人居環(huán)境之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

圖1 成德綿城市帶行政區(qū)劃和土地利用現(xiàn)狀Fig.1 Location and land use/cover of Chengdu-Deyang-Mianyang city belt

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)中的土地利用數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.giscloud.cn/），分辨率為30 m，云量小于8%的2010 年Landsat 7 ETM TM、2015 年和2018 年Landsat 8 OLI 3 期遙感影像，使用ENVI 5.3、ERDAS等遙感軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；通過最大似然法對(duì)假彩色影像進(jìn)行監(jiān)督分類后得到，解譯精度達(dá)86.6%，滿足本研究分析精度要求。高程數(shù)據(jù)（DEM）從地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）下載，分辨率為30 m。坡度和地形起伏度數(shù)據(jù)根據(jù)DEM 計(jì)算得到。NDVI 根據(jù)2018 年Landsat 8 OLI 影像數(shù)據(jù)，采用最大合成法計(jì)算得出，分辨率為30 m。主要河流、道路及土壤侵蝕度等數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要包括全國及研究區(qū)的農(nóng)田單位面積糧食產(chǎn)量、糧食作物總產(chǎn)值等農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，取自對(duì)應(yīng)年份國家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站（http://www.stats.gov.cn/）、《全國農(nóng)產(chǎn)品成本與匯編》及省市的統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.3 研究方法

1.3.1 生態(tài)“源”地識(shí)別

基于謝高地等[26]對(duì)中國生態(tài)服務(wù)價(jià)值的研究成果，結(jié)合農(nóng)田平均糧食產(chǎn)量比值系數(shù)修正方法[27]，選取2010 年、2015 年、2018 年糧食作物總產(chǎn)值和糧食作物種植面積，計(jì)算得出單位面積糧食作物產(chǎn)值，并通過修正全國糧食產(chǎn)值得到研究區(qū)糧食產(chǎn)值。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，修正生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子。其公式為：

式中：η為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)當(dāng)量修訂系數(shù)；Q和Q0分別為研究區(qū)及全國的單位面積糧食產(chǎn)量，t/hm2；Ejk為研究區(qū)第k類土地利用類型中第j類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子；E0對(duì) 應(yīng)全國第k類土地利用類型平均生態(tài)服務(wù)功能當(dāng)量因子，其中k=1、2、3、4、5、6，分別對(duì)應(yīng)林地、草地、耕地、沼澤、水域、未利用地。而城市生態(tài)系統(tǒng)所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較弱，因此本研究對(duì)城市系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值不作估算。

為反映生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于區(qū)域的價(jià)值，選取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、廢物處理、土壤形成與保護(hù)、生物多樣性保護(hù)、娛樂文化9 項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)計(jì)算成德綿城市帶自然生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[28]。核算出2010年、2015 年、2018 年成德綿城市帶單位面積糧食產(chǎn)量的自然生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值分別為1 936.77、2 663.80、2 674.37 元/hm2，由此得出研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值〔以2018 年為例（表1）〕。計(jì)算公式為：

表1 2018 年不同土地利用類型單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值Table 1 Ecological service value per unit area of different land use types in 2018 元/hm2

式中：ESVj為 第j類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，元；Sk為第k類土地利用類型面積，hm2；VCi j為修訂后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，元/（hm2·a）；Ec為單位農(nóng)田面積的自然生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，元/hm2；Ta為研究區(qū)的平均糧食產(chǎn)量，kg/hm2；Tb為研究區(qū)糧食平均價(jià)格，元/kg。

通過計(jì)算敏感性指數(shù)（CS）能夠驗(yàn)證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的合理性，將各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)上下調(diào)整50%，對(duì)系數(shù)進(jìn)行敏感性分析[29]。計(jì)算公式為：

式中：ESVi為調(diào)整后的單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；VCik為調(diào)整后的單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)。CS>1，表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值具有彈性；CS<1，表示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值缺乏彈性[30]。

生態(tài)“源”地指有利于生物多樣性保護(hù)、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全保障的區(qū)域[31]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值能夠客觀地反映生態(tài)系統(tǒng)為人類所提供的利益，ESV 越大，表明該用地類型對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)作用越大[32]。用ESV 判斷生態(tài)系統(tǒng)功能強(qiáng)弱，以此確定生態(tài)“源”地。使用ArcGIS 軟件的“冷熱點(diǎn)”分析工具，分別提取99%、95%、90%置信水平的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值結(jié)果的熱點(diǎn)區(qū)域，并剔除小于5 km2的斑塊，作為低、中、高3 種安全水平的生態(tài)“源”地備選地。

1.3.2 最小累積阻力模型

從自然和社會(huì)兩方面選取8 類阻力因子，包括高程、坡度、地形起伏度、距道路的距離、距水體的距離、NDVI、土壤侵蝕度、土地利用類型。參考已有研究[33]，運(yùn)用層次分析法確定不同因子阻力面權(quán)重（表2），采用自然斷點(diǎn)法確定各等級(jí)阻力因子系數(shù)與阻力值，疊加得到綜合阻力面，阻力值越大，兩“源”地之間生物流動(dòng)受影響程度越大。

表2 生態(tài)阻力因子系數(shù)及權(quán)重Table 2 Ecological resistance factor coefficient and weight

MCR 是指生態(tài)系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)的生物物種從某個(gè)“源”到目標(biāo)所在地的過程中所需要消耗的總阻力的模型[34]。模型構(gòu)建表達(dá)式如下：

式中：f為 MCR與 變量Drg和Rr之間的正比關(guān)系函數(shù)；Drg為 物質(zhì)或能量從g到r的空間距離，km；Rr為某景觀表面r的阻力數(shù)值。

1.3.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)

采取生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整度評(píng)價(jià)方法對(duì)成德綿城市帶生態(tài)網(wǎng)絡(luò)整體情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)選取網(wǎng)絡(luò)閉合度（α）、節(jié)點(diǎn)連接率（β）、節(jié)點(diǎn)連接度（γ），反映生態(tài)節(jié)點(diǎn)與生態(tài)廊道之間的數(shù)量關(guān)系，數(shù)值越大表明生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量越高[33]，其計(jì)算公式為：

式中：L為 生態(tài)廊道數(shù)量，條；V為生態(tài)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，個(gè)；α為網(wǎng)絡(luò)閉合度指數(shù)，描述生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中回路出現(xiàn)的程度，數(shù)值越大表明可供物種遷移擴(kuò)散的路徑越多，網(wǎng)絡(luò)中的流通性越好；β為節(jié)點(diǎn)連接率指數(shù)，用來描述網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的平均連接數(shù)，β>1 表明網(wǎng)絡(luò)為樹狀結(jié)構(gòu)，β=1 表明網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)單一回路結(jié)構(gòu)，β<1 表明網(wǎng)絡(luò)連接較為復(fù)雜；γ為節(jié)點(diǎn)連接度指數(shù)，描述網(wǎng)絡(luò)中生態(tài)節(jié)點(diǎn)的連接程度，數(shù)值越大則連接性越高。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化及敏感性特征

成德綿城市帶2010 年、2015 年、2018 年ESV總量分別為1 372.91 億、1 434.22 億、1 519.93 億元，呈逐年上升趨勢，表明區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到改善，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能穩(wěn)步提升。主要原因有國家圍繞生態(tài)環(huán)境制定的生態(tài)保護(hù)政策初見成效[35]，例如新修訂的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的實(shí)施、綠化全川行動(dòng)的持續(xù)推進(jìn)以及長江上游生態(tài)屏障的構(gòu)建等。

從各年單項(xiàng)ESV 來看（圖2），土壤形成與保護(hù)的ESV 最高，約占總ESV 的16.1%，林地、草地及耕地的生態(tài)服務(wù)功能較強(qiáng)，對(duì)于單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)的貢獻(xiàn)率較大[36]；其次是生物多樣性保護(hù)的ESV，約占總ESV 的15.3%；氣候調(diào)節(jié)與水源涵養(yǎng)的ESV 相近，而食物生產(chǎn)的ESV 最低，僅占總ESV 的4.9%。2010—2018 年成德綿城市帶范圍內(nèi)各項(xiàng)ESV 均逐年增加，該結(jié)論與Li 等[37]的研究成果相似，其中土壤形成與保護(hù)服務(wù)的ESV 增加最多，8 年間增加了24.93 億元，占總ESV 增量的17%。研究期間，成德綿城市帶按照城市開發(fā)邊界進(jìn)行發(fā)展，既滿足城鎮(zhèn)化的要求，生態(tài)環(huán)境也得以保護(hù)；氣候調(diào)節(jié)和生物多樣性保護(hù)增量略低于土壤形成與保護(hù)，分別約占總增量的15.4%和15.01%。通過實(shí)施區(qū)域生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)，開展氣候資源保護(hù)行為，提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；食物生產(chǎn)、娛樂文化增加量相對(duì)較少，其增量均在10 億元以下。

圖2 2010 年、2015 年、2018 年單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量對(duì)比Fig.2 Comparison of individual ecosystem service value in 2010,2015 and 2018

從2010 年、2015 年、2018 年各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率（圖3）來看，8 年間各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均穩(wěn)步上漲，其中2015—2018 年漲幅略高于2010—2015 年。由于城鎮(zhèn)化發(fā)展擴(kuò)張的趨勢逐漸轉(zhuǎn)向存量發(fā)展，且生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策執(zhí)行力度有所增強(qiáng)，導(dǎo)致研究區(qū)ESV 變化率更為明顯。2010—2015年，廢物處理的ESV 變化量最高，為5.04 億元，變化率為4.85%；水源涵養(yǎng)的變化率為4.71%；而食物生產(chǎn)的變化率最低，僅為3.65%；其余6 項(xiàng)服務(wù)類型變化率均在4.26%～4.71%。2015—2018 年，氣候調(diào)節(jié)的ESV 變化率最高，為7.17%；其次為氣體調(diào)節(jié)，變化率為6.95%；娛樂文化的變化率最低，僅為3.52%；其次為水源涵養(yǎng)，變化率為3.35%；其他服務(wù)類型變化率均在5.62%～6.93%?？偟膩砜?，整個(gè)研究時(shí)段的各單項(xiàng)ESV 變化趨勢與2015—2018 年較為一致。成德綿城市帶所處地段是構(gòu)建長江上游生態(tài)屏障的重要區(qū)域，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到持續(xù)改善。

圖3 2010—2018 年單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率及變化量Fig.3 Change rate and amount of individual ecosystem service value from 2010 to 2018

采用式（6）計(jì)算成德綿城市帶敏感性指數(shù)，結(jié)果見表3。2010—2018 年成德綿城市帶的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)均小于1，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值缺乏彈性，表明本研究結(jié)果有效。

表3 敏感性指數(shù)計(jì)算結(jié)果Table 3 Sensitivity index calculation results

2.2 生態(tài)安全格局特征

2.2.1 生態(tài)“源”地分布及生態(tài)阻力面特征

通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的冷熱點(diǎn)結(jié)果，識(shí)別各類安全等級(jí)生態(tài)“源”地（圖4）。分析發(fā)現(xiàn)，成德綿城市帶低安全水平中的生態(tài)“源”地斑塊共12 個(gè)，面積為6 722 km2，約占成德綿城市帶總面積的16.6%，主要分布在成德綿城市帶西北部龍門山生態(tài)本底較為優(yōu)越的區(qū)域，與大熊貓國家公園（成德綿城市帶段）有較高的重合率，具有生態(tài)重要程度高、景觀價(jià)值高等特點(diǎn)。中安全水平格局下，新增獨(dú)立生態(tài)“源”地斑塊2 個(gè)，新增面積為2 286 km2，新增生態(tài)斑塊面積約占研究區(qū)總面積的5.6%，生態(tài)斑塊進(jìn)一步擴(kuò)大，主要由低安全水平區(qū)域向外擴(kuò)張，其生態(tài)整合度有所提高，但由于地形、地貌等自然條件以及城鎮(zhèn)化水平、土地利用類型的差異，源地仍集中在西北部。高安全水平生態(tài)“源”地斑塊共24 個(gè)，面積為11 059.5 km2，約占成德綿總面積的27.3%，“源”地斑塊進(jìn)一步得到整合，研究區(qū)北部、東北部、中南部、南部出現(xiàn)多處新增獨(dú)立生態(tài)“源”地斑塊，生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性進(jìn)一步加強(qiáng)，強(qiáng)化對(duì)抗生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)能力，筑牢生態(tài)環(huán)境安全底線。

圖4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值冷熱點(diǎn)分析結(jié)果及生態(tài)“源”地選取結(jié)果Fig.4 Results of cold and hot spot analysis of ecosystem service value and ecological “source” selection

根據(jù)表2 中各項(xiàng)阻力因子及其權(quán)重，將阻力因子劃分為6 個(gè)等級(jí)并分設(shè)阻力系數(shù)，以衡量生態(tài)過程所受空間阻力大小。利用ArcGIS 軟件疊合，構(gòu)建綜合阻力面（圖5）。單項(xiàng)阻力面顯示，阻力高值區(qū)主要分布在研究區(qū)南部城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展核心區(qū)，以及西北部坡度和高程較大、植被覆蓋量稀疏、土壤侵蝕程度較高的區(qū)域。綜合來看，研究區(qū)綜合阻力呈現(xiàn)西南高東北低的特點(diǎn)，其綜合阻力低值區(qū)主要分布在研究區(qū)西南部西嶺雪山風(fēng)景名勝區(qū)、龍溪虹口國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、龍門山脈及研究區(qū)北部等植被覆蓋量大，水域、草地面積較大的區(qū)域。

圖5 2018 年生態(tài)阻力要素評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5 Evaluation results of ecological resistance factors in 2018

2.2.2 成德綿城市帶生態(tài)廊道及生態(tài)網(wǎng)絡(luò)特征

基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算結(jié)果，運(yùn)用ArcGIS軟件中的距離分析工具得到各重要生態(tài)斑塊之間的生態(tài)廊道[38]。識(shí)別的廊道分為2 種類型：1）地表景觀中易于識(shí)別的河流水系、林地草地等；2）不易直接觀測到的不同“源”地之間進(jìn)行物質(zhì)能量交換的生態(tài)流通道[5]。在低安全水平下，成德綿城市帶識(shí)別生態(tài)廊道25 條，長度1 223.83 km。中安全水平新增生態(tài)廊道6 條，長度356.07 km，新增廊道主要分布在研究區(qū)東北部林地面積較大區(qū)域。高安全水平下新增生態(tài)廊道22 條，長度1 164.37 km，新增廊道主要分布在研究區(qū)北部、西南部、東部、中部地區(qū)，西北部及東南部的生態(tài)斑塊的連接程度進(jìn)一步提高，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)固。不同生態(tài)安全等級(jí)區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)易受土地利用類型變化影響。隨著區(qū)域一體化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，應(yīng)嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)邊緣土地的使用[39]。保持生態(tài)用地總量。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高區(qū)域維持生態(tài)保護(hù)策略，擴(kuò)大生態(tài)核心區(qū)。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較低區(qū)域加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)力度，提高生態(tài)用地?cái)?shù)量和質(zhì)量，維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

研究區(qū)生態(tài)廊道在高安全水平下，呈現(xiàn)出若干小環(huán)狀相互連接成區(qū)域大環(huán)狀的分布特征（圖6），廊道在北部、西北部龍門山脈、東北部、東南部龍泉山脈明顯集聚，構(gòu)建了生態(tài)核心區(qū)即高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值斑塊之間的最佳物質(zhì)流動(dòng)路徑，構(gòu)成“兩軸、三帶、四節(jié)點(diǎn)”的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)：“兩軸”即連通南北的西北部龍門山脈、中南部龍泉山脈的山體，形成自然山脈生態(tài)保護(hù)軸；“三帶”即區(qū)內(nèi)流域，分別為東北部涪江，中部沱江上游二級(jí)支流，西南部岷江等縱向貫穿區(qū)域東西方向的生態(tài)疏通帶；“四節(jié)點(diǎn)”指以及區(qū)域北部、東北部、西南部、東南部以環(huán)狀生態(tài)廊道為主的生態(tài)共保中心節(jié)點(diǎn)。

圖6 成德綿城市帶生態(tài)安全格局Fig.6 Ecological security pattern of Chengdu-Deyang-Mianyang city belt

由表4 可見，在高生態(tài)安全格局下，α為0.17，遠(yuǎn)低于低安全格局的閉合度。隨著整體安全格局的提升，生態(tài)廊道數(shù)量增加，貢獻(xiàn)于物種遷徙的生態(tài)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增多。研究區(qū)南部城鎮(zhèn)化水平較高區(qū)域的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，提供物質(zhì)能量流通的通道較少，整體流通性仍有待提高，跨行政區(qū)生態(tài)斑塊之間仍缺乏流動(dòng)通道。β為1.29，表明網(wǎng)絡(luò)整體連接水平較好，具有一定的抗干擾性，但網(wǎng)絡(luò)連接呈現(xiàn)出南北差異，南部對(duì)抗外界壓力能力仍需加強(qiáng)。γ為0.45，說明區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中生態(tài)節(jié)點(diǎn)連接水平還需增強(qiáng)。

表4 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)完整度評(píng)價(jià)Table 4 Evaluation of ecological network integrity

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）2010—2018 年，成德綿城市帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量呈現(xiàn)逐年上升趨勢，從1 372.91 億元增至1 519.93 億元。各單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化率變化較小，其中廢物處理、氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)3 項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化速率較快，娛樂文化價(jià)值變化率最小。

（2）成德綿城市帶生態(tài)“源”地斑塊較為分散，且空間分布不均勻。其中，生態(tài)核心區(qū)主要集中在西北部林盤豐富區(qū)域，其余零星斑塊較為破碎分布在中南部、中部、東北部。生態(tài)脆弱區(qū)大面積集中分布在南部。

（3）成德綿城市帶低生態(tài)安全格局由12 個(gè)“源”地斑塊、25 條廊道和13 個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。中安全水平格局包括14 個(gè)“源”地斑塊、31 條廊道和28 個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。高安全水平生態(tài)“源”地斑塊共24 個(gè)、53 條廊道和41 個(gè)節(jié)點(diǎn)，形成成德綿城市帶完整的生態(tài)安全格局。基于此，本文提出成德綿城市帶“兩軸、三帶、四節(jié)點(diǎn)”的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)。

3.2 建議

成德綿城市帶位于長江上游，擁有豐富的自然資源，但在快速城鎮(zhèn)化過程中，受到高強(qiáng)度人類活動(dòng)干擾，生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性受到一定程度的破壞。本研究采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值方法，充分考慮生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質(zhì)流動(dòng)，提取生態(tài)“源”地以及廊道，并基于此構(gòu)建完整的生態(tài)安全格局網(wǎng)絡(luò)，以此實(shí)現(xiàn)更高效的生態(tài)安全保護(hù)。建議有針對(duì)性地制定跨行政區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)合作機(jī)制。在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中自然山脈生態(tài)保護(hù)軸的范圍內(nèi)應(yīng)禁止任何破壞性活動(dòng)，減少人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，嚴(yán)格恪守生態(tài)核心區(qū)的范圍紅線，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生態(tài)疏通帶是保護(hù)水資源、確保可持續(xù)發(fā)展的重要區(qū)域，通過建立有效的水資源管理機(jī)制，加強(qiáng)流域管理和合作，協(xié)同推動(dòng)流域保護(hù)工作實(shí)施。同時(shí)，生態(tài)共保中心節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效管控，以提升中心節(jié)點(diǎn)對(duì)于周邊生態(tài)過渡區(qū)的輻射效應(yīng)。