居民生態(tài)福祉導(dǎo)向的國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
——以南昌市為例

楊曉芳，羅志軍

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330045）

【研究意義】居民福祉是指城市居民生活達到幸福美滿的狀態(tài)，包括經(jīng)濟、社會和環(huán)境3 個維度[1]。城市化、工業(yè)化迅猛發(fā)展下，人類社會經(jīng)濟已經(jīng)高度發(fā)達，但所處的自然環(huán)境-生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重萎靡。良好生態(tài)環(huán)境是最公平的公共產(chǎn)品，是最普惠的民生福祉[2]。我國經(jīng)濟社會發(fā)展已進入加快綠色化、低碳化的高質(zhì)量發(fā)展階段，生態(tài)文明建設(shè)仍處于壓力疊加、負(fù)重前行的關(guān)鍵期[3]。綜合運用自然修復(fù)與人工修復(fù)，因地制宜、分區(qū)分類地找到國土空間生態(tài)修復(fù)的最佳途徑[4]。如何深入貫徹新時代中國特色社會主義生態(tài)文明思想，維持生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定與促進區(qū)域民生福祉持續(xù)改善，已經(jīng)成為國土空間開發(fā)保護中亟待解決的焦點議題?！厩叭搜芯窟M展】生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是當(dāng)前國土空間治理的普遍途徑，能夠衡量生態(tài)系統(tǒng)有機整體及其維持生態(tài)過程與功能的能力[5]，主要通過“源地-阻力面-廊道”的基本范式[6]?，F(xiàn)有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究對生態(tài)源地的識別主要通過形態(tài)學(xué)空間格局分析（MSPA）[7]、粒度反推法[8]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值重構(gòu)[9]和基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性、生境敏感性和景觀連通性等的綜合評價[10]。選取多項指標(biāo)綜合評價生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性是最常見的生態(tài)源地識別方式之一。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（ecosystem service，ES）是福祉提升的重要因素[11-12]，為生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)的聯(lián)系搭建了橋梁。隨著生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成果不斷豐富完善，國內(nèi)外學(xué)者的研究評價已從單一向綜合發(fā)展，研究尺度小到最佳粒度選擇、大到城市群和區(qū)域生態(tài)安全格局構(gòu)建，在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面已從僅考慮供給到綜合考慮供需，并進一步因時因地制宜地耦合生態(tài)福祉提升。任婷婷等[13]研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與人類福祉在不同農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)下均呈現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性；Qiu等[14]將MA框架與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)結(jié)合，將支持服務(wù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系納入結(jié)構(gòu)方程模型，量化了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對福祉提升的直接和間接影響；王晨旭等[15]以居民生態(tài)福祉為導(dǎo)向，綜合生態(tài)系統(tǒng)要素的整體性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需間的流動構(gòu)建區(qū)域國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；周新宇等[16]綜合研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需關(guān)系與居民生態(tài)福祉，并以流域為尺度進行分區(qū)管控研究有效提升流域居民生活質(zhì)量?！颈狙芯壳腥朦c】從系統(tǒng)導(dǎo)向看生態(tài)系統(tǒng)與居民福祉間的耦合[17]，土地利用是最直接的驅(qū)動力，資本流動[18]、時空演變[19-20]、供-需流[21,23]、尺度效應(yīng)[24-25]等都是兩者耦合的主要驅(qū)動力。本研究以城市為研究尺度，基于城市尺度下時空演變中存在土地城市化這一特性，以土地利用化為研究基礎(chǔ)，綜合考慮區(qū)域時空異質(zhì)性特點，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需流為主導(dǎo)，相較于前人研究局限于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值層面，本研究顧及居民生態(tài)福祉提升，耦合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉的空間關(guān)聯(lián)[26-27]，能夠有效促進人類生產(chǎn)生活與生態(tài)自然環(huán)境協(xié)同可持續(xù)發(fā)展[28]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以南昌市為例，以土地利用為直接驅(qū)動力，以時空演變?yōu)閯討B(tài)特征，以“供給-流動-需求”為理論框架，通過測算2000年、2010年、2020年的生態(tài)服務(wù)供給量和需求量，對南昌市生態(tài)服務(wù)供需時空格局演變進行分析，并綜合考慮人類生活發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求，在識別生態(tài)安全維育網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)服務(wù)需求網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建居民生態(tài)福祉導(dǎo)向的南昌市國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，以期為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護與居民生態(tài)福祉提升提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

南昌市是江西省省會，位于贛江、撫河下游，鄱陽湖西南岸，地理位置處28°10′～29°11′N，115°27′～116°35′E，國土面積7 195 km2。境內(nèi)以鄱陽湖平原為主，水網(wǎng)密布，湖泊眾多，具有“西山東水”的自然地勢，呈現(xiàn)東南部地勢平坦、西北部丘陵起伏的地形特點，從西北到東南方向上地形依次為低山丘陵、崗地、平原。屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，雨水充沛，且分布較均勻，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有利氣候條件。境內(nèi)自然資源稟賦豐富，生態(tài)環(huán)境條件較好。截至2022年底，全市下轄6區(qū)3縣，常住人口為6.54×106人，GDP 為7.20×1011元。南昌市作為“大南昌都市圈”和鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的核心增長極，經(jīng)濟高速增長的同時對生態(tài)環(huán)境造成了不可逆的破壞，亟待通過國土空間用途管制和構(gòu)建因地制宜、分區(qū)分類的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)等方法，加強區(qū)域國土空間開發(fā)保護和生態(tài)修復(fù)（圖1）。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Location map of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所需數(shù)據(jù)主要包括土地利用、氣象、土壤、社會經(jīng)濟、道路交通等。土地利用數(shù)據(jù)來源于中國多時期土地利用土地覆被遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)集（CNLUCC），數(shù)據(jù)總體精度為85.72%，Kappa系數(shù)0.82，解譯效果較好。氣象數(shù)據(jù)包括降水量和潛在蒸散量數(shù)據(jù)，來源于國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心。土壤數(shù)據(jù)包括根系限制層深度和土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)，根系限制層深度數(shù)據(jù)集來源于空間分辨率100 m的中國鉆孔測井解釋的觀測結(jié)果；土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)主要用于計算土壤有效含水率，來源于糧農(nóng)組織土壤門戶網(wǎng)站的世界土壤數(shù)據(jù)庫。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)包括來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的人口密度和地均GDP數(shù)據(jù)。道路交通數(shù)據(jù)從OpenStreetMap（OSM）開源平臺中獲取。各數(shù)據(jù)采用為2000年、2010年、2020年3個時期，為便于分析空間數(shù)據(jù)信息和提升數(shù)據(jù)可視化精度，將收集到的各數(shù)據(jù)格式投影坐標(biāo)系統(tǒng)一為WGS_1984_Alberts，像元大小統(tǒng)一重采樣為30 m×30 m。

2 研究方法

本研究以土地利用為基礎(chǔ)，時空格局演變動態(tài)考量，通過解譯南昌市2000 年、2010 年、2020 年三期土地利用數(shù)據(jù)，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供-需流為理論框架，運用空間分析量化分析研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需水平。結(jié)合研究區(qū)的自然氣候、地形地貌、社會經(jīng)濟等現(xiàn)狀條件和實際生態(tài)狀況，選取多項指標(biāo)量化評估南昌生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需情況。通過分析區(qū)域供需空間相關(guān)性來識別生態(tài)安全維育網(wǎng)絡(luò)與生態(tài)服務(wù)需求網(wǎng)絡(luò)，識別前者目的是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，促進物質(zhì)能量與物種的流動；后者的構(gòu)建主要是為研究區(qū)的居民提供生態(tài)福祉，識別區(qū)域供需錯配區(qū)域，構(gòu)建人類親近生態(tài)服務(wù)的便捷通道（圖2）[29]。

圖2 技術(shù)路線圖Fig.2 Technology roadmap

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需分析

2.1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給 通過參考相關(guān)研究[15,19,21,25]，選取產(chǎn)水、碳儲、土壤保持3 種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，并運用InVEST模型量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量（表1）。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給計算原理Tab.1 Calculation principle of ecosystem service supply

2.1.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求 通過參考前人研究[21]和研究區(qū)實際情況，選取土地利用程度、人口密度和地均GDP三項指標(biāo)來綜合反映研究區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量。

（1）土地利用程度。人類社會經(jīng)濟發(fā)展中對建設(shè)用地（包括城市、農(nóng)村、工礦及交通等地）使用量最大，其次是農(nóng)用地（主要指水田、旱地等耕地）。根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展的這種現(xiàn)象規(guī)律，對不同土地利用∕覆被類型設(shè)定不同的土地利用程度。將土地利用程度一共分為三級，級別越高代表土地利用程度越強。建設(shè)用地級別最高為3，耕地級別略低于建設(shè)用地但高于其他土地利用類型，級別為2，林地、草地、水域和未利用地土地利用程度相差不大，均為最低級1。

（2）人口密度。單位面積人口越多人口密度值越大，該地區(qū)相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量也越大。

（3）地均GDP。地均GDP越高說明該單位面積土地的經(jīng)濟生產(chǎn)總值越高，該地區(qū)相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量也越大。

（4）總需求。將區(qū)域不同數(shù)據(jù)類型、不同量綱間進行比較，將人口密度和地均GDP 數(shù)據(jù)分別取常用對數(shù)來減少不同數(shù)據(jù)類型帶來的數(shù)值間的差異，將3項指標(biāo)相乘綜合反映地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總體需求，計算方法如下[21]：

式中：X為評價單元生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合需求量，x1、x2、x3分別為評價單元土地利用程度、人口密度和地均GDP。

2.1.3 生態(tài)服務(wù)供需格局分析 為了讓各生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)之間可量化比較，分別對研究區(qū)3個時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給價值量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求價值量進行空間標(biāo)準(zhǔn)化，計算方法如下[19]：

式中：x為空間標(biāo)準(zhǔn)化后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給（需求）量，xi為第i個像元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給（需求）量，為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給（需求）量平均值，sd為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給（需求）量標(biāo)準(zhǔn)差，n為像元的總數(shù)。

利用柵格計算器空間標(biāo)準(zhǔn)化后，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給∕需求值大于0 的柵格單元設(shè)為高供給∕高需求，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求值小于0 的柵格單元設(shè)為低供給∕低需求。通過柵格重分類得到研究區(qū)域的高供給高需求（H-H）、低供給高需求（L-H）、低供給低需求（L-L）、高供給低需求（H-L）四類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需模式。

2.2 生態(tài)安全維育網(wǎng)絡(luò)

2.2.1 生態(tài)供給源地 將每種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給值歸一化后在ArcGIS 中進行柵格疊加，根據(jù)自然斷點法分為不重要、較重要、中等重要、極重要4 個等級。篩選生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)極重要區(qū)，通過熱點分析（Getis-Ord Gi*）[33]識別具有統(tǒng)計顯著性的高值（熱點）和低值（冷點）的空間聚類，選取高值聚類區(qū)域，閾值提取后剔除散碎斑塊，將連通性好、較為完整、斑塊面積大的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)極重要區(qū)域，作為南昌市的生態(tài)供給源地。

2.2.2 生態(tài)阻力面 前人對生態(tài)阻力面的研究往往是選取植被覆蓋度、景觀類型、地形、高程等構(gòu)建阻力因子評價體系，然后通過特爾斐法或?qū)哟畏治龇ㄟM行權(quán)重確定。這種方法無論是因子的選擇還是權(quán)重的確定都存在主觀性，對于土地利用類型的內(nèi)部差異無法很好展現(xiàn)，通過將生境質(zhì)量的倒數(shù)設(shè)定為區(qū)域生態(tài)阻力值可以很好的減少人為主觀性[34]。運用InVEST模型的Habitat Quality 模塊進行評價，生境質(zhì)量取決于附近人類對土地利用的強度，土地利用強度增加則生境質(zhì)量相應(yīng)下降。不同土地利用∕覆被類型的各柵格單元的生境質(zhì)量計算公式如下[31]：

式中：Hj表示土地利用∕覆被類型j的生境適宜度，Dxj表示不同土地利用∕覆被類型j中柵格x的生境脅迫水平，K為半飽和常數(shù)（一般默認(rèn)為0.05），Z為比例因子。

2.2.3 生態(tài)廊道 廊道是兩相鄰源地之間的最小阻力通道[35]?；谏鷳B(tài)服務(wù)高供給識別出的生態(tài)源地和生境質(zhì)量倒數(shù)識別出的生態(tài)阻力面，并根據(jù)最小累計阻力模型（minimum cumulative resistance，MCR）[25]和重力模型[36]，識別出重要生態(tài)廊道和一般生態(tài)廊道。

式中：MCR為最小累計阻力值，fmin為生態(tài)過程的正相關(guān)函數(shù)，Dij為源地i到柵格單元j的距離，Rj為柵格單元j產(chǎn)生的阻力。

式中：Gmn為源地m與n的相互作用強度；Nm與Nn為源地i與j的權(quán)重值；Dmn為源地mn的潛在廊道標(biāo)準(zhǔn)化阻力值；pm為源地m的整體阻力值；Sm為源地m面積；Lmn為源地m與n的潛在廊道的累積阻力值數(shù)值；Lmax為所有廊道的阻力值的最大值。

2.3 生態(tài)服務(wù)需求網(wǎng)絡(luò)

人口經(jīng)濟社會發(fā)達的地區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供不應(yīng)求，人們?yōu)樽非蟾玫纳瞽h(huán)境，會趨向于從所聚集的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)低供給-高需求區(qū)域遷向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)高供給-低需求區(qū)域，道路廊道是人類選擇遷移時的通道。因此在構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求阻力面時，將研究區(qū)南昌市劃分為道路區(qū)域以及非道路區(qū)域，分別將道路區(qū)域與非道路區(qū)域賦值阻力為10 和100[15]?；谧钚±鄯e阻力模型（MCR）在ArcGIS 中應(yīng)用成本距離和成本路徑分析模塊，選取低供給高需求的區(qū)域作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局源地的起點，將高供給低需求的區(qū)域作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局源地的終點，根據(jù)道路設(shè)定供需阻力面，據(jù)此構(gòu)建供需生態(tài)連接網(wǎng)絡(luò)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化

解譯后的土地利用數(shù)據(jù)共分為六大類，分別是耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和裸地。通過空間信息分析，構(gòu)建2000—2010 年和2010—2020 年的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和三期土地利用變化的桑基圖，可直觀發(fā)現(xiàn)南昌市近20年來耕地、草地呈現(xiàn)逐年減少趨勢且變化幅度較大，而建設(shè)用地占比呈現(xiàn)逐年增加趨勢，水域與裸地變化幅度則不大。土地利用結(jié)構(gòu)的變化進而影響了生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性，南昌市各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給也隨之逐年減少（圖3）。

圖3 南昌市2000—2020年土地利用變化Fig.3 Sanji diagram of land use change in Nanchang City，2000—2020

3.2 供-需流的時空格局分析

3.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給 時間上，南昌市2000年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給極重要區(qū)分布最廣，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不重要區(qū)分布最少，2010 年和2020 年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給不重要區(qū)均增長較快，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給重要區(qū)減少均較快，說明近20年來南昌市的生態(tài)服務(wù)供應(yīng)一直在下降?？臻g上，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給重要性呈現(xiàn)“西南高-中部低”的空間分布格局，低值區(qū)主要分布在人口經(jīng)濟發(fā)達的主城區(qū)和各大小流域，高值的區(qū)域主要是西部的梅嶺國家森林公園、安義縣嶠嶺鄉(xiāng)等丘陵山地區(qū)和東南部的進賢縣，這些地區(qū)土地利用類型以林地、草地和耕地為主，植被覆蓋率高，固碳能力強（圖4）。

圖4 南昌市2000年、2010年、2020年三期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局空間分布Fig.4 Spational distribution of supply and demand patterns of ecosystem services of Nachang City in 2000，2010 and 2020

3.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求 時間數(shù)量上，南昌市2000年、2010年、2020年三期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求呈逐年上升的趨勢，土地利用程度、每平方千米的人口與GDP總體趨勢都呈逐步擴大，2000年至2010年增長趨勢較緩，而2010 年至2020 年增長趨勢較為迅速。2000 年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量最低，2020 年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量最高，且2010 年至2020 年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量增加值較大?？臻g上，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量高值區(qū)呈逐步擴大的趨勢，主要位于南昌市中心的東湖區(qū)、西湖區(qū)、青山湖區(qū)、青云譜區(qū)和各縣的縣中心區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量低值區(qū)主要位于西部的梅嶺國家森林公園、安義縣的嶠嶺鄉(xiāng)等丘陵山地地區(qū)和東部的各大小湖泊和水域（圖4）。

3.2.3 生態(tài)服務(wù)供需格局 南昌市2000 年、2010 年、2020 年三期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需模式在時間上呈現(xiàn)出低供給低需求區(qū)、高供給高需求區(qū)所占面積基本維持不變，而高供給低需求區(qū)所占比例逐年減少、低供給高需求區(qū)所占比例逐年升高的趨勢，與經(jīng)濟社會快速發(fā)展需利用消耗生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的現(xiàn)實情況相匹配?？臻g上，低供給低需求區(qū)主要位于東北部的鄱陽湖區(qū)、進賢縣和南昌縣內(nèi)的金溪湖、青嵐湖、軍山湖等水域，人煙稀少且生態(tài)環(huán)境需求加強保護的地區(qū)；低供給高需求區(qū)主要位于南昌市人口經(jīng)濟發(fā)達的主城區(qū)和各縣的縣中心區(qū)域，這些地區(qū)經(jīng)濟高度發(fā)展相應(yīng)居民的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求量高；高供給低需求區(qū)主要位于市東西兩部邊緣地區(qū)，遠離市中心，人口較少，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好；高供給高需求區(qū)主要位于南昌縣、新建區(qū)等市中部經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)和高新開發(fā)區(qū)，人口較多且聚集，經(jīng)濟相對較為發(fā)達，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量維持情況尚好（圖4）。

3.3 國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

3.3.1 生態(tài)源地 生態(tài)服務(wù)極重要區(qū)面積為689.4 km2，通過熱點分析（Getis-Ord Gi*）選取高值聚類區(qū)域，并剔除散碎小斑塊，將連通性好、斑塊面積大的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供應(yīng)極重要區(qū)域作為生態(tài)源地，選取其中面積大于10 km2的集中連片斑塊，最終選取16塊總面積382 km2的斑塊作為南昌市生態(tài)源地。識別的生態(tài)源地與南昌市現(xiàn)行劃定的生態(tài)保護紅線面積高度重合，兩者重疊面積占生態(tài)源地比例精度較高，標(biāo)準(zhǔn)誤差均小于10，表明識別出的生態(tài)源地具有一定可信度（圖5）。識別出的南昌市生態(tài)源地主要分布在西部新建區(qū)的梅嶺國家森林公園和安義縣的嶠嶺鄉(xiāng)等丘陵山地地區(qū)以及東南部進賢縣的林地區(qū)域，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量尚為良好需要加強保護（圖6）。

圖5 生態(tài)源地與生態(tài)保護紅線重疊精度圖Fig.5 Accuracy map of overlapping ecological source and ecological protection redline

圖6 南昌市生態(tài)安全維育網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)服務(wù)需求網(wǎng)絡(luò)Fig.6 Ecological security maintenance network and ecological service demand network of Nanchang City

3.3.2 生態(tài)安全維育網(wǎng)絡(luò) 生態(tài)阻力高值主要在市中心的東湖區(qū)、西湖區(qū)、青山湖區(qū)、青云譜區(qū)和各縣中心區(qū)，主要原因是這些區(qū)域是南昌中心城區(qū)，人口社會經(jīng)濟高度發(fā)達，生境質(zhì)量較差且破碎化嚴(yán)重。通過最小累計阻力模型和重力模型識別出25 條重要生態(tài)廊道，總長398.2 km，9 條一般生態(tài)廊道，總長255.8 km。由于生態(tài)源地多分布于安義縣、進賢縣和新建區(qū)西南部，這些區(qū)域主要發(fā)展第一產(chǎn)業(yè)，耕地與園地分布較廣，土地利用程度較低，生境質(zhì)量較好但仍存在破碎化，連接生態(tài)源地間的生態(tài)廊道也較為短促，一般生態(tài)廊道和重要生態(tài)廊道皆有分布。而其他區(qū)域的生態(tài)廊道由于人類經(jīng)濟活動的干擾較大，生態(tài)阻力值相應(yīng)較高，導(dǎo)致廊道呈現(xiàn)出跨度長的結(jié)構(gòu)特點，以重要生態(tài)廊道為主，生態(tài)系統(tǒng)破碎嚴(yán)重，生境質(zhì)量差，需要加強保育措施，維護區(qū)域生態(tài)安全（圖6）。

3.3.3 生態(tài)服務(wù)需求網(wǎng)絡(luò) 基于最小累計阻力模型共識別出18條總長度為209.7 km的生態(tài)服務(wù)需求廊道，這些廊道連接著供給源地與需求源地，能一定程度上促進南昌市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供-需流動，促進區(qū)域間的供需動態(tài)平衡。從供需格局的空間匹配來看，南昌市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需流動間存在阻力，供給源地主要集中于安義縣、進賢縣和梅嶺山脈，需求源地集中于中部的東湖區(qū)、西湖區(qū)、青山湖區(qū)和青云譜區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需錯配區(qū)域較多且分布廣。從供需連接廊道的空間分布上看，主要沿著包括105 國道、320 國道和36 省道、211 省道等交通極便捷區(qū)。梅嶺由于是主要供給源地，且離中心城區(qū)較近，所以連接多條需求廊道，而兩側(cè)的安義縣嶠嶺鄉(xiāng)、進賢縣的林果園耕地區(qū)域也是周圍城鎮(zhèn)的供給源地，需要加大整治力度，建設(shè)道路綠廊，滿足居民對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求（圖6）。

3.3.4 國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 綜合以上對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給和需求空間分布格局的時空演變分析，以居民生態(tài)福祉提升作為理念，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需空間匹配格局為分區(qū)布局的基礎(chǔ)，以生態(tài)廊道和供需連接廊道為網(wǎng)絡(luò)連接農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)及重要生態(tài)節(jié)點，結(jié)合地形地貌特征，提出構(gòu)建“兩帶五區(qū)五廊多組團”的南昌市國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局。

根據(jù)南昌市西山東水的自然地理優(yōu)勢，結(jié)合西部的梅嶺國家森林公園和東北部的鄱陽湖、軍山湖、金溪湖等眾多湖泊水系，形成兩個天然的生態(tài)保護帶——水系湖泊維育帶和青山峻嶺修復(fù)帶。東北部的水系湖泊維育帶是維持區(qū)域水源涵養(yǎng)的核心地帶，應(yīng)加強對河流濕地湖泊的保護，建設(shè)濱河綠化帶。環(huán)梅嶺的青山峻嶺修復(fù)帶的東部區(qū)域開發(fā)強度大，該帶為研究區(qū)的眾多生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)錯配區(qū)供給所需的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，措施上應(yīng)減少人類不合理的經(jīng)濟活動，同時以生態(tài)廊道和道路綠廊為連接網(wǎng)絡(luò)，以生態(tài)旅游為理念，發(fā)展南昌近郊生態(tài)文旅體系。

依據(jù)區(qū)域生態(tài)服務(wù)供需差異，劃分為人口產(chǎn)業(yè)生態(tài)需求區(qū)、城郊生態(tài)需求緩沖區(qū)、環(huán)昌東西生態(tài)農(nóng)業(yè)交錯區(qū)、環(huán)昌東北水生態(tài)維系區(qū)、環(huán)梅嶺生態(tài)保育核心區(qū)五區(qū)，并據(jù)此劃分出五段連接各區(qū)的生態(tài)安全維育廊道。人口產(chǎn)業(yè)生態(tài)需求區(qū)是南昌中心城區(qū)，生態(tài)服務(wù)需求量大而供給量少，需要減少人類不合理經(jīng)濟活動，使得保護自然生態(tài)環(huán)境與發(fā)展社會經(jīng)濟之間有機協(xié)同。城郊生態(tài)需求緩沖區(qū)人口較密集，但靠近生態(tài)服務(wù)供給區(qū)，所以供需錯配節(jié)點較少，能滿足區(qū)域大部分的生態(tài)需求，可以部分承接中心城區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與居民生活需求。環(huán)昌東西生態(tài)農(nóng)業(yè)交錯區(qū)內(nèi)農(nóng)用地較多，區(qū)域內(nèi)永久基本農(nóng)田分布廣泛，是南昌市糧食安全保障來源，其生境質(zhì)量較好，可以推動農(nóng)業(yè)向生態(tài)休閑化方向發(fā)展。環(huán)昌東北水生態(tài)維系區(qū)和環(huán)梅嶺生態(tài)保育核心區(qū)是重要水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護、水土保持和生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的重點區(qū)域，綜合高質(zhì)量高水平的產(chǎn)水、碳儲、水土保持等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給體系，通過發(fā)展向外連通的道路綠廊，為處于生態(tài)服務(wù)需求區(qū)的人民提供親近自然的通道。

為緩解經(jīng)濟社會發(fā)展過程中生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供-需流動阻礙，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需錯配區(qū)域與鄰近的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給區(qū)緊密連接、組團發(fā)展，建立起城鎮(zhèn)-生態(tài)間的供需連接網(wǎng)絡(luò)。通過加大力度保護自然生態(tài)廊道與建設(shè)道路綠廊，促進生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需間的流動，讓居民可以更便捷、多渠道獲得生態(tài)效益，同時推動南昌市城鎮(zhèn)向生態(tài)綠色、健康宜居、可持續(xù)化方向發(fā)展（圖7）。

圖7 南昌市國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)Fig.7 Spatial ecological security pattern of Nanchang City

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

以往的生態(tài)安全問題研究往往聚焦于自然條件，沒有考慮生態(tài)效益的社會公平性，并未將提升民生福祉作為研究目的[26]。且在以往的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建上多是聚焦于技術(shù)方法層面上的討論，研究尺度上包括縣域、流域、城市群甚至是省級行政區(qū)這種大尺度，不同研究區(qū)不同尺度所需應(yīng)用的技術(shù)方法和對方法上的因時因地制宜地改進是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究中的共性重難點，對于尺度效應(yīng)的討論仍然是當(dāng)前學(xué)者的研究突破口[7-8,24]。本研究聚焦于居民生產(chǎn)生活所在的城市為研究區(qū)域，充分考慮城市尺度上既要考量自然生態(tài)條件，又需在保證社會經(jīng)濟發(fā)展同時提升居民幸福感和生態(tài)福祉[15]。城市這一尺度的主要特性是城市化發(fā)展進程中，人口從生態(tài)環(huán)境良好的農(nóng)村向自然條件趨于變差的城市遷移，人口城市化進而帶動土地城市化，因而土地利用的時空效應(yīng)是研究的重點突破口[17]。本研究以土地利用變化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需流分析為基礎(chǔ)，探討耦合居民福祉的國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，是對城市尺度上生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究成果的補充和完善[25]。研究中綜合考慮到生活在城市中的居民，由于所處地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展不平衡，導(dǎo)致生態(tài)效益的非公平性，通過分區(qū)分類規(guī)劃、主要生態(tài)節(jié)點保護、道路綠廊建設(shè)、城鎮(zhèn)-生態(tài)組團構(gòu)建等一系列方法，對居民生態(tài)福祉提升的可實現(xiàn)的理論與路徑做了進一步闡述與論證。

與南昌市國土空間總體規(guī)劃中劃定的生態(tài)保護紅線（面積高達1 597.6 km2）相比，本研究并未將生態(tài)保護紅線范圍的大片水域（鄱陽湖、金溪湖、軍山湖、青嵐湖、艾溪湖等）劃入生態(tài)源地，主要原因是量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給中的水域不含土壤保持量，導(dǎo)致水域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量較低，因而在本研究中劃定生態(tài)源地時難以將其劃入其中，而是在結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需格局時綜合考量，將其進行分區(qū)管控劃入環(huán)昌東北水系維系區(qū)。本研究識別的需求源地位于南昌市中心城區(qū)與各縣城中心，供需連接廊道也是交通極為便捷的國道省道，與國土空間總體規(guī)劃中提出的三網(wǎng)融合、構(gòu)建“一湖三脈，兩屏多廊”的生態(tài)系統(tǒng)相比，本研究還創(chuàng)新性發(fā)現(xiàn)南昌市存在的多處人口經(jīng)濟與生態(tài)資源空間不相匹配區(qū)域——即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需錯配區(qū)。通過識別生態(tài)供需錯配節(jié)點、生態(tài)廊道、供需連接廊道和城鎮(zhèn)-生態(tài)組團等，提出了“兩帶五區(qū)五廊多組團”的國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建議，以期為區(qū)域國土空間開發(fā)保護與生態(tài)修復(fù)的理論研究與應(yīng)用實踐提供參考借鑒，并促進居民生態(tài)福祉提升。

本研究中也存在一些局限性，對于生態(tài)服務(wù)供給和需求的量化標(biāo)準(zhǔn)有待優(yōu)化完善，受限于數(shù)據(jù)獲取困難而舍棄了一些精度難以達到要求的重要指標(biāo)，未來可考慮增加更多因素，如游憩服務(wù)、文化服務(wù)等。識別的生態(tài)源地與南昌市生態(tài)保護紅線存在部分不完全重合，可能是因為本研究土地利用分類精度問題，且閾值設(shè)置仍有待深究。本研究的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建綜合考慮了居民生態(tài)福祉提升，但對于公眾如何親近自然的途徑仍需具體深入研究，未來還可考慮在不同情景下的模擬研究。

4.2 結(jié)論

本研究以土地利用變化為基礎(chǔ)，分析了南昌市2000年、2010年、2020年的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量和需求量，從系統(tǒng)性觀點耦合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與居民福祉的空間關(guān)聯(lián)[17]，構(gòu)建了居民生態(tài)福祉導(dǎo)向的南昌市國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。得出的主要結(jié)論如下：

（1）通過解譯后土地利用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)南昌市二十年來耕地、草地呈現(xiàn)逐年減少趨勢且變化幅度較大，建設(shè)用地占比呈現(xiàn)逐年增加趨勢，水域與裸地變化幅度不大。土地利用結(jié)構(gòu)的變化影響了生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給也隨之逐年減少。

（2）以土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)測算得到產(chǎn)水量、碳儲量、土壤保持量等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量，運用空間數(shù)理統(tǒng)計分析得出生態(tài)服務(wù)供給極重要區(qū)面積為689.4 km2，并通過熱點分析與閾值提取識別出16塊總面積382 km2的南昌市生態(tài)源地。然后以生境質(zhì)量的倒數(shù)作為研究區(qū)生態(tài)阻力面，通過最小累計阻力模型和重力模型識別出5條重要生態(tài)廊道，總長398.2 km，和9條一般生態(tài)廊道，總長255.8 km。

（3）通過將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需空間標(biāo)準(zhǔn)化后進行匹配評價，識別出15 處生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需錯配區(qū)域，并根據(jù)最小累計阻力模型生成18條總長209.7 km的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需連接廊道。

（4）以提升居民生態(tài)福祉為導(dǎo)向，構(gòu)建“兩帶五區(qū)五廊多組團”的國土空間生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，并提出相應(yīng)的分區(qū)管控建議，從而促進人類社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展。

致謝：高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（82-Y50G22-9001-22∕23）同時對本研究給予了資助，謹(jǐn)致謝意！