國土空間規(guī)劃下生態(tài)保護格局構(gòu)建

關(guān)鍵詞：生態(tài)源地；生態(tài)阻力面；生態(tài)廊道；生態(tài)保護格局

中圖分類號： TU98 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1329（2024）04-0087-07

生態(tài)保護格局是國土空間開發(fā)戰(zhàn)略構(gòu)建實施的重要組成內(nèi)容[1]，是縣域國土空間保護與修復(fù)、開發(fā)與利用的行動前提，也是實施空間治理并促進高質(zhì)量發(fā)展的基本依據(jù)與手段?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》提出國土空間規(guī)劃需明確空間發(fā)展目標(biāo)，優(yōu)化全域布局，提高資源配置效率等要求[2]。近年來各地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，城鄉(xiāng)建設(shè)活動日趨頻繁，生態(tài)環(huán)境壓力也不斷增加，生態(tài)保護格局是維護生態(tài)平衡、保障生態(tài)安全并促進可持續(xù)發(fā)展的重要手段[3]，也是劃分生態(tài)保護重點區(qū)域、劃定國土綜合整治與生態(tài)修復(fù)區(qū)域、優(yōu)化生態(tài)空間配置的重要依據(jù)[4-5]。以人為本的生態(tài)保護格局構(gòu)建原則，是解決城市發(fā)展及人類社會面臨的突出問題的主要依據(jù)。

生態(tài)保護格局構(gòu)建的要素主要包括生態(tài)源地、生態(tài)阻力面、生態(tài)廊道等，前人對生態(tài)源地的選擇采用直接法，將區(qū)域內(nèi)的生態(tài)斑塊或者生態(tài)保護紅線直接定義為生態(tài)源地的方法，合理性不足[4]。對于生態(tài)廊道的識別，直接選用軟件的自動識別結(jié)果，這很容易忽略自然界原有的生態(tài)骨架[6-7]。目前國內(nèi)關(guān)于生態(tài)安全格局開展了較多研究[8-10]，例如：張曉平等[11] 以江西大余為案例，結(jié)合運用生境質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值等要素識別生態(tài)源地并進一步識別生態(tài)保護修復(fù)關(guān)鍵區(qū)；吳可等[1] 對山東省進行了生態(tài)安全格局的識別及優(yōu)化；童亮等[12] 通過生態(tài)服務(wù)功能評估劃定生態(tài)源地，利用InVEST軟件計算并模擬市域的生態(tài)阻力面，基于電路理論構(gòu)建生態(tài)安全格局。然而，相對生態(tài)安全格局，生態(tài)保護格局更注重對生態(tài)重點區(qū)域的識別與研究，對重要生態(tài)功能區(qū)的保護建設(shè)與管護機制的建立具有重要促進作用，目前對區(qū)域性國土空間生態(tài)保護格局的研究較少。

本研究在借鑒前人[13-16]關(guān)于生態(tài)保護格局研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性，堅持以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向。結(jié)合襄城縣目前生態(tài)環(huán)境所面臨的挑戰(zhàn)及問題，按照生態(tài)系統(tǒng)保護連續(xù)性的原則，做好與江河湖海等水體、林地、綠地系統(tǒng)、農(nóng)田等重要生態(tài)要素之間的有效銜接與聯(lián)通。依據(jù)區(qū)域協(xié)調(diào)原則，各種生態(tài)要素不可避免的要與周邊地區(qū)通過物質(zhì)、能量、信息交流的耦合而形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，需要明確其與周邊地區(qū)之間各自的功能定位，進一步尋找適合全域發(fā)展、滿足生態(tài)保護安全的策略與途徑。對重要生態(tài)廊道及生態(tài)節(jié)點進行重要性分析，運用綜合分析法對襄城縣生態(tài)源地進行識別，選取生態(tài)阻力因子進行生態(tài)阻力面的提取，采用軟件識別與自然生態(tài)廊道相結(jié)合的方法進行生態(tài)廊道的確定，從而形成全面、持續(xù)、健康的綠色生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)。確定重要的生態(tài)區(qū)域，明確生態(tài)環(huán)境保護的重要領(lǐng)域，適當(dāng)設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施廊道[17-19]，同時提出襄城縣縣域整體生態(tài)保護格局，以期為市縣級生態(tài)系統(tǒng)的保護及縣域生態(tài)修復(fù)提供一定的理論支撐，為實現(xiàn)經(jīng)濟社會、生態(tài)環(huán)境的相互協(xié)調(diào)發(fā)展提供一定保障。

1研究區(qū)概況

襄城縣位于河南省許昌市，是“中原之中、伏牛之首、汝河之濱”，東側(cè)倚靠伏牛山脈，西側(cè)接壤黃淮平原，西南部是連綿起伏的伏牛山余脈的淺山區(qū)，北邊分布著丘陵地帶，中東部是平原，東部較為低洼，全縣的地勢呈現(xiàn)出西高東低的形勢（圖1），縣域中有紫云山、首山等9座山頭；北汝河、潁河、文化河、柳河等16 條河流，全域呈“九山九崗十六水”的山水資源狀況。全年平均氣溫為14.7℃，縣域風(fēng)向與季節(jié)變化同步，其中冬季大多為偏北風(fēng)、夏季較為盛行偏南風(fēng)，西南風(fēng)在全年中出現(xiàn)的頻率最高。

襄城縣自然保護地面積較小，主要有紫云山森林公園、北汝河國家濕地公園。縣域內(nèi)水系以北汝河和潁河為主，是淮河水系的一部分，其中流經(jīng)襄城縣縣域內(nèi)的北汝河河段面積達到241 km²，過境河段長達46.9km，是許昌市重要的水源地，更是南水北調(diào)中線工程中的備用水源；潁河是淮河最大的支流、農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源點，潁河沿岸的氣溫相對較高，所以冬季很少結(jié)冰?？h域內(nèi)有首山、令武山、紫云山等山體，山體多為疏林地、草地，水源涵養(yǎng)林較少，森林防護功能有待進一步提升。

2研究方法

基于許昌市雙評價成果中生物多樣性評價、水資源重要性評價、水土保持功能重要性評價體系進行生態(tài)源地識別，利用國土調(diào)查的土地利用現(xiàn)狀、坡度數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、距水源、道路距離數(shù)據(jù)進行襄城縣生態(tài)綜合阻力面構(gòu)建，通過對襄城縣國土空間生態(tài)源地識別、生態(tài)阻力面的構(gòu)建進行生態(tài)廊道和生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點的識別，進一步構(gòu)建襄城縣生態(tài)保護格局。

2.1生態(tài)源地識別

生態(tài)源地[1，4，12] 是維系區(qū)域生態(tài)安全、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等必須保護的地方，也是生態(tài)系統(tǒng)與景觀層面保持整體功能，發(fā)揮物種擴散、生態(tài)功能流動、物質(zhì)能量信息交換等重要作用的起源點。以往研究簡單將生態(tài)斑塊或者保護區(qū)作為生態(tài)源地的方法[20]，主觀性較強，本研究采用定性識別的方法進行襄城縣生態(tài)源地識別?；谠S昌市的國土空間開發(fā)適宜性、資源環(huán)境承載能力的評價結(jié)果，運用自然間斷點分級法篩選出襄城縣域范圍內(nèi)面積較大（面積＞ 2km²）的圖斑，將這部分圖斑視為襄城縣生態(tài)服務(wù)功能較好的生態(tài)源地，生態(tài)用地面積越大，其所發(fā)揮的生態(tài)規(guī)模效應(yīng)也就越大[21]。

2.2生態(tài)阻力面構(gòu)建

物種遷徙、擴散過程需要穿過一定的“阻力”，生態(tài)阻力面所表達的是物種間基因交流、信息傳遞及遷移擴散的難易程度[12，22-24]，對構(gòu)建生態(tài)保護格局有重要的作用，生態(tài)阻力面構(gòu)建是計算物種在克服阻力情況下擴散路徑的基礎(chǔ)[25-26]?；谙宄强h域的生態(tài)本底現(xiàn)狀，按照不同的影響因子對生態(tài)源地擴張過程的相關(guān)程度的不同，本次研究選擇相關(guān)程度較高的部分影響因子作為構(gòu)建阻力面的變量，選擇土地利用類型、距鐵路和公路的距離、距水源及河流的距離、坡度、DEM數(shù)據(jù)作為生態(tài)阻力的評價因子[11，27-28]。按照從各個生態(tài)源地向其他不同景觀單元擴散的難易大小設(shè)定最小阻力值，參考相關(guān)文獻設(shè)定各種生態(tài)因子所對應(yīng)的基本生態(tài)阻力系數(shù)[20，27-31]（表1）。通過各生態(tài)因子綜合阻力值疊加構(gòu)建襄城縣生態(tài)阻力面，用以判斷其他各個景觀單元到生態(tài)源地的可達性、連通性等。

2.3生態(tài)廊道識別

生態(tài)廊道具有較高的生態(tài)服務(wù)功能[32]，主要包括能減輕景觀破碎化的程度、能維系自然界動態(tài)的生態(tài)過程、能連接分散的動物棲息地等。運用最小累積阻力模型（Minimum Cumulative Resistance，MCR）[33-35]的方法來識別生態(tài)廊道，最小累積阻力模型與其他方法相比，適用性強、兼容性較好的優(yōu)勢很突出，能較好的反映景觀格局的變化、生態(tài)過程的演變及其之間的相互作用關(guān)系，所以多被應(yīng)用于生態(tài)保護格局的構(gòu)建。本研究利用ArcGIS10.2平臺的Linkage Mapper工具，把識別的生態(tài)源地數(shù)據(jù)和生成的綜合生態(tài)阻力面數(shù)據(jù)做輸入因素，然后識別襄城縣域內(nèi)各個生態(tài)源地之間的潛在生態(tài)廊道。由于襄城縣縣域東部、北部地區(qū)生境質(zhì)量不高，廊道明顯不足，需結(jié)合水系建設(shè)濱水型生態(tài)廊道。結(jié)合生態(tài)景觀要求，根據(jù)河道的不同等級，增加一定的濱水綠化，同時與城市所規(guī)劃的防災(zāi)避難系統(tǒng)相互結(jié)合，把水系兩側(cè)的綠化場地也作為防災(zāi)和避難場所、疏導(dǎo)路徑等，但是要禁止在河道溝渠的兩側(cè)、水庫的周邊違法占用耕地、永久基本農(nóng)田等需要保護區(qū)域超標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)生態(tài)通道。

2.4生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點識別

生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點是區(qū)域內(nèi)生物多樣性保護的景觀要點，也是區(qū)域景觀中對物種遷移、 擴散過程起到關(guān)鍵作用的區(qū)域，是生態(tài)要素交換和聯(lián)系的關(guān)鍵位置[36-38]。生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點在廊道網(wǎng)絡(luò)中的主要作用就是墊腳石，為生物物種的遷徙提供優(yōu)良的暫息地，增加景觀之間的連接性，促進各個物種在不同斑塊間的運動，一方面可以形成區(qū)域生態(tài)安全的關(guān)鍵保護點，控制著生態(tài)安全重要節(jié)點，另一方面可以進一步改良對應(yīng)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

3結(jié)果分析

3.1生態(tài)源地分布情況

襄城縣共識別出23個生態(tài)源地，總面積63.01 km²，經(jīng)過自然間斷點分級法識別出面積大于2 km² 的生態(tài)源地共5處（圖2），總面積為59.70 km²，其中極重要區(qū)域面積2.43 km²，重要區(qū)域57.27 km²。從空間位置上看，生態(tài)源地主要位于縣域西南方向，主要分布在紫云鎮(zhèn)、湛北鄉(xiāng)、潁陽鎮(zhèn)、茨溝鄉(xiāng)等位置，依托于襄城縣紫云山、首山、令武山、潁河、北汝河、潁汝干渠區(qū)域。將識別的生態(tài)源地結(jié)果與襄城縣的生態(tài)保護紅線范圍相比，發(fā)現(xiàn)生態(tài)源地內(nèi)涵蓋生態(tài)保護紅線區(qū)域，因此該種方法選擇的襄城縣生態(tài)源地結(jié)果較為合理。襄城縣內(nèi)所選擇的這些斑塊區(qū)域是襄城縣域生物物種的集聚地，同時也是其生存、繁衍的重要棲息地，這些生態(tài)斑塊所發(fā)揮的生態(tài)意義很重要。

3.2生態(tài)阻力面分布狀況

綜合土地利用現(xiàn)狀、水源、道路、DEM、坡度等生態(tài)因子，形成襄城縣生態(tài)綜合阻力面。結(jié)果顯示，水系林地等生態(tài)用地區(qū)域的阻力值較小，水體、森林等用地類型有利于物種遷徙等生命活動，能夠更大程度的發(fā)揮水體、森林等用地的生態(tài)服務(wù)功能，生態(tài)流運行暢通。

道路耕地等稍有人為活動參與的區(qū)域 ，生態(tài)阻力值較高。襄城縣中心城區(qū)以及各個城鎮(zhèn)村的建設(shè)用地斑塊的生態(tài)阻力值最高，主要是因為建設(shè)用地多的地方不利于生態(tài)流通過，對生物的遷徙等生命活動的影響較為明顯，并且城鎮(zhèn)中人類活動較為集中，人類活動會直接或間接影響到其他生物的生存、棲息、遷徙等生命過程，從而阻礙著景觀生態(tài)過程的發(fā)展（圖3）。

3.3生態(tài)廊道構(gòu)建

根據(jù)襄城縣縣域內(nèi)識別的主要生態(tài)源地和最小累積阻力模型生成的襄城縣生態(tài)阻力面數(shù)據(jù)?；贛CR 模型，以任一生態(tài)源地為起點，其余生態(tài)源地作為目的地，利用ArcGIS 中的成本距離（cost-distance）工具，生成對應(yīng)的成本回溯鏈接（cost-backtracking link），根據(jù)生態(tài)源地之間的成本距離和成本回溯鏈接生成成本路徑（costpath），識別出襄城縣域內(nèi)的生態(tài)廊道。結(jié)果顯示：襄城縣縣域內(nèi)共生成7 條生態(tài)廊道（圖4），生態(tài)廊道總長度為9.54 km，主要分布于縣域西南部區(qū)域，連接十里鋪鎮(zhèn)、紫云鎮(zhèn)、湛北鄉(xiāng)、山頭店鎮(zhèn)、潁陽鎮(zhèn)區(qū)域，主要依托于北汝河、紫云山、潁河、首山、令武山等生態(tài)源地（表2）。

3.4生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點分布及生態(tài)緩沖區(qū)建立

基于生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點的重要性，擬選擇生態(tài)廊道連接較多的重要生態(tài)源地作為襄城縣生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點（北汝河、首山、令武山和紫云山森林公園、潁河）（圖5）。生態(tài)緩沖區(qū)的建立是為了保護生態(tài)保育區(qū)內(nèi)存在的自然生態(tài)過程，在一定程度上可以解釋為生態(tài)緩沖區(qū)內(nèi)的區(qū)域是生態(tài)敏感性較低的區(qū)域，在不影響生態(tài)環(huán)境的情況下，可以適當(dāng)開展一定的活動，緩沖區(qū)內(nèi)建立的所有設(shè)施及建筑物必須與周邊的自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。根據(jù)襄城縣的生態(tài)源地和生態(tài)廊道及生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點位置，需要設(shè)置一定寬度的生態(tài)緩沖區(qū)，為襄城縣主要山體、河流及生態(tài)廊道設(shè)置寬度為120m的生態(tài)緩沖區(qū)，緩沖區(qū)之外的區(qū)域為一般區(qū)域。生態(tài)緩沖區(qū)的寬度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)現(xiàn)狀等因素確定，一般情況下，生態(tài)效益越高，所設(shè)置的生態(tài)緩沖帶越寬[39]，當(dāng)緩沖帶用以保護動植物棲息地為主要目標(biāo)時，其寬度最少需要設(shè)置120m[40]（圖6）。

3.5生態(tài)保護格局構(gòu)建

根據(jù)襄城縣生態(tài)源地識別、生態(tài)阻力面構(gòu)建、生態(tài)廊道自動識別與現(xiàn)實構(gòu)成、生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點識別以及生態(tài)緩沖區(qū)的建立過程，形成襄城縣生態(tài)保護格局的構(gòu)建（圖7）。以紫云山、令武山、首山、北汝河、潁河區(qū)域為重要生態(tài)源地，以生態(tài)源地之間識別出的潛在生態(tài)廊道和自然濱水型生態(tài)廊道作為生態(tài)骨架，以襄城縣內(nèi)紫云山、首山、令武山、北汝河、潁河作為生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點，以襄城縣不同因子綜合影響下生成的生態(tài)阻力面為生態(tài)保護網(wǎng)絡(luò)本底，總體形成山、水、林、田、城鄉(xiāng)相互交融的結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成襄城縣“一屏- 三帶- 多廊道”的全域生態(tài)保護格局（表3）。

“一屏”指襄城縣西南方向的紫云山、令武山、首山所形成的山林（伏牛山系）生態(tài)屏障，生態(tài)源地的面積占比是最大的，其物種也最為豐富，能夠發(fā)揮一定的生態(tài)功能，其生態(tài)功能主要包括水土的保持、生物多樣性的維護、防風(fēng)固沙等。

“三帶”分別是指沿潁河濕地公園、沿北汝河國家濕地公園和沿潁汝干渠構(gòu)成的三條水源涵養(yǎng)功能帶，保障了區(qū)域的水源涵養(yǎng)功能。

“多廊道”是指識別出的潛在生態(tài)廊道及自然濱水型生態(tài)廊道，連通襄城縣域內(nèi)生態(tài)源地和重要河流，實現(xiàn)縣域內(nèi)各種生態(tài)環(huán)境資源的聯(lián)動保護，相互形成連通的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局，能夠有效保障區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

對于縣域西南部伏牛山系形成的生態(tài)屏障，可實施一定的水土保持工程，提高生物多樣性維護保育能力。對于水源涵養(yǎng)功能帶，可以開展河道清淤、河岸綠化和生態(tài)護坡等工程，提高防洪、供水等一系列的生態(tài)服務(wù)功能與價值。生態(tài)廊道是串聯(lián)各個要素的重要渠道，對于維護生態(tài)平衡、生物多樣性、生態(tài)安全等發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對于縣域內(nèi)的多條生態(tài)廊道，采取一定的工程手段加以保護。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

該研究采用景觀生態(tài)學(xué)原理，以河南省許昌市襄城縣為例，運用“生態(tài)源地- 生態(tài)廊道- 生態(tài)保護格局”模型，通過對生態(tài)源地識別、生態(tài)阻力面構(gòu)建、生態(tài)廊道識別與生態(tài)保護格局構(gòu)建，為襄城縣國土空間規(guī)劃生態(tài)保護提供系統(tǒng)性的理論支持與借鑒。得到主要的結(jié)論如下：

（1）襄城縣識別出面積較大的5處生態(tài)源地，總面積達59.70km²，占縣域內(nèi)總的生態(tài)要素面積的90% 以上，占縣域總面積的6% 以上，且襄城縣綜合生境質(zhì)量水平較高。模型生成的7 條潛在生態(tài)廊道總長度為9.54km，由于縣域西北部生態(tài)要素較少，因此將自然濱水型生態(tài)廊道也納入到總的生態(tài)保護格局內(nèi)，結(jié)合識別的5 處生態(tài)戰(zhàn)略節(jié)點，最終形成縣域“一屏- 三帶- 多廊”的生態(tài)保護格局。

（2）紫云山、令武山、首山（均屬于伏牛山系）生態(tài)屏障作為生態(tài)保護格局的“一屏”，該屏障內(nèi)生態(tài)源地的面積占比是最大的，其物種也最為豐富，能夠發(fā)揮水土保持、生物多樣性維護、防風(fēng)固沙等生態(tài)功能。潁河濕地公園、北汝河國家濕地公園和潁汝干渠構(gòu)成水源涵養(yǎng)功能帶，能夠保障區(qū)域的水源涵養(yǎng)需要。多條生態(tài)廊道能夠幫助實現(xiàn)縣域內(nèi)各種生態(tài)環(huán)境資源的聯(lián)動保護，相互形成連通的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局，有效保障區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

（3）生態(tài)保護格局是協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的有力措施，也是國土空間規(guī)劃的重要內(nèi)容。襄城縣縣域內(nèi)用地類型豐富，山水相望，可以作為研究國土空間生態(tài)保護格局的典型，為襄城縣建設(shè)用地的擴張與布局的優(yōu)化提供一定的管控要求，同時為同類國土空間生態(tài)保護格局的構(gòu)建提供一定的參考。

4.2展望

國土空間規(guī)劃中生態(tài)保護格局的構(gòu)建基于生態(tài)學(xué)原理及方法基礎(chǔ)，在構(gòu)建生態(tài)保護格局中要注意整體性及系統(tǒng)性的囊括[4]。已有研究發(fā)現(xiàn)外部人為因素對構(gòu)建合理的生態(tài)保護格局也會存在一定的影響[12]，因此需要從社會、生態(tài)、經(jīng)濟等各方面對生成的保護格局的合理性進行分析探討。生態(tài)廊道的寬度對物種遷徙等生命活動有一定的影響，已有研究存在兩種觀點：一方面為生態(tài)廊道越寬越好[41]，另一方面為廊道過寬會影響生物流動速度[42]。然而，本次研究所識別選擇的生態(tài)廊道未能定義其寬度，因此，生態(tài)廊道的寬度是今后對生態(tài)保護格局研究的重要問題。

此外，為滿足區(qū)域建設(shè)發(fā)展需求，區(qū)內(nèi)土地布局面臨不可避免的優(yōu)化調(diào)整。在此背景下，需要定期對區(qū)域內(nèi)的生態(tài)源地、生態(tài)廊道、生物多樣性、水環(huán)境安全等生態(tài)指標(biāo)進行監(jiān)測評估，以及時了解生態(tài)保護狀況，為規(guī)劃編制及優(yōu)化保護措施等提供科學(xué)依據(jù)[43]。作為區(qū)域內(nèi)重要的生態(tài)資源，生態(tài)源地和生態(tài)廊道保護和修復(fù)對國土空間規(guī)劃涉及的山水林田湖草沙生命共同體的系統(tǒng)保護及生態(tài)文明建設(shè)極為重要。生態(tài)保護格局構(gòu)建與生態(tài)文明建設(shè)之間也存在著相輔相成的關(guān)系，通過生態(tài)保護格局的構(gòu)建與管理，可以進一步推動生態(tài)文明建設(shè)。