基于電路理論的高原山地縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

摘要

鑒于高原山地的特殊地理環(huán)境及社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的限制，高原山地區(qū)域目前面臨著城市快速擴(kuò)張、生態(tài)保護(hù)壓力大等挑戰(zhàn)。以高原山地地區(qū)的云南省鎮(zhèn)沅彝族哈尼族拉祜族自治縣為例，結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)估和形態(tài)學(xué)空間格局分析，從功能性和結(jié)構(gòu)性2個(gè)方面綜合確定生態(tài)源地，并利用電路理論原理構(gòu)建生態(tài)廊道，進(jìn)一步識(shí)別生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)，構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，最后根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展現(xiàn)狀提出針對(duì)性建議。結(jié)果表明：鎮(zhèn)沅縣擁有生態(tài)源地21個(gè)，形成生態(tài)廊道38條，共識(shí)別出夾點(diǎn)區(qū)域23.31 km2以及障礙點(diǎn)區(qū)域40.00 km2。生態(tài)源地及廊道多分布在鎮(zhèn)沅縣西部，而東部存在明顯的斷層現(xiàn)象。最后基于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展現(xiàn)狀條件與發(fā)展愿景，綜合構(gòu)建了鎮(zhèn)沅縣“四區(qū)、一軸、六脈、多廊道、多節(jié)點(diǎn)”的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，并提出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)及方向。

Abstract

In view of the special geographical environment and socio-economic conditions of the plateau mountainous area， the plateau mountainous area is currently facing challenges such as rapid urban expansion and high pressure on ecological protection. Taking Zhenyuan Yi and Hani and Lahu Autonomous County of Yunnan Province in the plateau mountainous area as a case study， this study integrates ecosystem service importance assessment with morphological spatial pattern analysis to comprehensively identify ecological sources from both functional and structural perspectives， and construct ecological corridors using circuit theory. Furthermore， identify ecological pinch points and ecological obstacle points， build an ecological network， and finally put forward targeted suggestions based on the development status of each township. The results show that Zhenyuan County contains 21 ecological sources and 38 ecological corridors. A total of 23.31 km2 of the pinch area and 40.00 km2 of the obstacle area are identified. The ecological sources and corridors are mostly distributed in the west of Zhenyuan County， while there are obvious faults in the east. Finally， based on the development status and development vision of each township， the ecological network system of' four districts， one axis， multiple corridors and multiple nodes' in Zhenyuan County was comprehensively constructed， and the future development focus and direction of each township were proposed.

文章亮點(diǎn)

1）從功能和結(jié)構(gòu)2個(gè)角度構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)和形態(tài)學(xué)空間格局分析法綜合選取生態(tài)源地；2）運(yùn)用電路理論模型提取生態(tài)廊道，更加全面考慮景觀(guān)結(jié)構(gòu)的完整性和連通性，避免人為選擇的主觀(guān)性。

關(guān)鍵詞

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能；電路理論；MSPA；高原山地；鄉(xiāng)村振興

Keywords

Ecological network; Ecosystem service function; Circuit theory; MSPA; Plateau mountains; Rural vitalization

生態(tài)安全是國(guó)家安全最重要的部分，也是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和民生改善的基本要素[1]。中國(guó)作為一個(gè)多山國(guó)家，山地、高原和丘陵約占國(guó)土面積的69%，盆地占19%，平原占12%[2]。因此，維護(hù)高原山地區(qū)域的生態(tài)安全對(duì)于提升我國(guó)生態(tài)安全水平具有重要意義。但近年來(lái)，隨著我國(guó)人口的快速增長(zhǎng)和城市化的不斷推進(jìn)，城市空間占據(jù)更多的自然空間，從而導(dǎo)致自然景觀(guān)不斷地消失和破碎化[3]。同時(shí)，高原山地生態(tài)系統(tǒng)因其中存在較大的地形高差，受重力作用的影響，穩(wěn)定性較差，抵抗外界干擾的能力弱，當(dāng)環(huán)境問(wèn)題對(duì)其產(chǎn)生影響時(shí)，山地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能難以恢復(fù)原狀[4]。這容易引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

在此背景下，許多學(xué)者[5～6]提出構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別生態(tài)保護(hù)區(qū)域，從而破解當(dāng)前城市發(fā)展所遇到的難題。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)作為一種多尺度的結(jié)構(gòu)體系，是對(duì)以林地、草地、濕地、水體、未利用地等國(guó)土生態(tài)空間為主要對(duì)象的空間布局的規(guī)劃[7]，其核心理念在于將分散的棲息地斑塊相互連接形成一個(gè)綜合性的生境網(wǎng)絡(luò)，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)空間布局，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。隨著生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建模型日趨成熟，形成了“源地識(shí)別-廊道構(gòu)建-生態(tài)節(jié)點(diǎn)搭建”的基本范式。起初，相關(guān)研究多選擇自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)所在地，或生物多樣性較高的林地作為生態(tài)源地[8]。為了降低主觀(guān)性對(duì)于生態(tài)源地識(shí)別造成的影響，部分研究開(kāi)始運(yùn)用形態(tài)學(xué)空間格局分析法（Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA）[9]、構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系法[10]和粒度反推法[11]等選取核心生態(tài)源地。不同的自然基質(zhì)可為人類(lèi)提供不同種類(lèi)的效益和資源，因此相關(guān)研究將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)和形態(tài)學(xué)空間格局分析法相結(jié)合，從功能和結(jié)構(gòu)兩大角度綜合選取核心生態(tài)源地[12]。廊道構(gòu)建是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中最關(guān)鍵的步驟，方法多樣，如最小累積阻力模型[13]、電路理論模型[14]以及斑塊重力模型[15]。近年來(lái)電路理論被廣泛應(yīng)用于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，通常結(jié)合生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)的識(shí)別，綜合構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

鎮(zhèn)沅彝族哈尼族拉祜族自治縣（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鎮(zhèn)沅縣”）地處云南省西南部，是典型的高原山地區(qū)域，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多樣，具有自然資源約束明顯、生態(tài)環(huán)境敏感的特征[16]。縣域受縱向兩大山系切割，形成六大河流縱向延伸、城鎮(zhèn)布局縱向拓展的地理空間格局。生物多樣性和水土保持是其重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。境內(nèi)有云南哀牢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，是云南省哀牢山-無(wú)量山山地生態(tài)屏障的重要組成部分。然而，由于鎮(zhèn)沅縣城鎮(zhèn)化水平較低以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不完善，部分高原山地區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能退化較為嚴(yán)重。因此，本研究選取鎮(zhèn)沅縣為研究區(qū)，綜合運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)和形態(tài)學(xué)空間格局分析法識(shí)別生態(tài)源地，利用電路理論構(gòu)建生態(tài)廊道，識(shí)別生態(tài)夾點(diǎn)及障礙點(diǎn)，從而全面構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，并將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建延伸至鄉(xiāng)鎮(zhèn)層面，為鎮(zhèn)沅縣生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及生態(tài)安全保護(hù)提供決策依據(jù)與科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

云南省普洱市鎮(zhèn)沅縣（100°21′～101°31′E，23°24′～24°22′N(xiāo)）地處哀牢山和無(wú)量山之間，中心城區(qū)為恩樂(lè)鎮(zhèn)，全縣總面積4 147.58 km2。其中，山地面積占比97.7%，縣域平均海拔1 376 m。鎮(zhèn)沅縣分屬于紅河、瀾滄江兩大水系，哀牢山和無(wú)量山縱貫縣域南北，與六大河流相間，構(gòu)成鎮(zhèn)沅縣“五谷五嶺”的地貌特征（圖1）。普洱市水務(wù)局公開(kāi)信息顯示，鎮(zhèn)沅縣生態(tài)基礎(chǔ)良好，自然資源豐富，有瀾滄江、恩樂(lè)河等534條河流，境內(nèi)有云南哀牢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、云南普洱小黑江省級(jí)森林公園、大寺箐森林自然公園、淀坑河水庫(kù)森林自然公園、灣河水庫(kù)森林自然公園以及山神丫口森林自然公園等，總保護(hù)面積達(dá)" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 169.18 km2。截至2022年，全縣地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）達(dá)938 278萬(wàn)元，全縣以工農(nóng)業(yè)為主，常住人口17.22萬(wàn)人，鎮(zhèn)沅縣下轄4個(gè)區(qū)，下設(shè)21個(gè)街道和22個(gè)鎮(zhèn)。近年來(lái)，城鎮(zhèn)的快速發(fā)展和持續(xù)推進(jìn)的鄉(xiāng)村建設(shè)導(dǎo)致生態(tài)空間減少，部分地區(qū)生態(tài)功能退化。

1.2 研究方法

1.2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

本次研究采用多個(gè)數(shù)據(jù)集，具體數(shù)據(jù)來(lái)源如表1所示。

1.2.2 生態(tài)源地選取

本研究從功能源地和結(jié)構(gòu)源地2個(gè)角度選取縣域內(nèi)具有重要生態(tài)保育價(jià)值的區(qū)域作為生態(tài)源地，涵蓋林地、草地、水域等多種土地利用類(lèi)型。

從功能角度出發(fā)，本研究基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)來(lái)選取源地。就大中尺度區(qū)域研究而言，凈初級(jí)生產(chǎn)力（Net Primary Productivity，NPP）定量評(píng)價(jià)法在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)方面更具有實(shí)用性[17]。鎮(zhèn)沅縣是典型的高原山地區(qū)域，水土流失問(wèn)題嚴(yán)重。同時(shí)，作為云南哀牢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的所在地，該地區(qū)物種豐富多樣。因此本研究參照《生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)劃定技術(shù)指南》（環(huán)發(fā)〔2015〕56號(hào)），采用NPP定量評(píng)價(jià)方法作為指標(biāo)選取依據(jù)[18]，選取水土保持、水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)3類(lèi)指標(biāo)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)[19～20]，并運(yùn)用自然間斷法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)賦值。在評(píng)價(jià)過(guò)程中賦予水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性保護(hù)功能相同的權(quán)重，最后將其疊加處理[12]，選取功能核心生態(tài)源地（表2）。

從結(jié)構(gòu)視角出發(fā)，結(jié)合MSPA和景觀(guān)連通性選取生態(tài)源地。MSPA是基于形態(tài)學(xué)原理創(chuàng)建的一種圖像處理方法，相較于其他方法能夠準(zhǔn)確地識(shí)別各元素之間的空間關(guān)系。本研究將土地利用類(lèi)型分為林地、草地、水域、耕地、建設(shè)用地和未利用地6種景觀(guān)類(lèi)型，并將林地、水域作為前景，其余用地作為背景，通過(guò)MSPA分析工具識(shí)別出研究區(qū)互不重疊的7種空間格局，包括核心區(qū)、橋接區(qū)、環(huán)道、支線(xiàn)、邊緣、穿孔和孤島，從而確定研究區(qū)核心區(qū)。景觀(guān)連通性是評(píng)判該區(qū)域的物種是否能順利實(shí)現(xiàn)信息交流和遷移的重要決定因子[21]。運(yùn)用軟件Conefor 2.6分析可能連通性指數(shù)dPC，綜合核心區(qū)面積大小，從而得到研究區(qū)結(jié)構(gòu)核心生態(tài)源地。最終將同時(shí)具有功能核心和結(jié)構(gòu)核心的區(qū)域作為鎮(zhèn)沅縣的核心生態(tài)源區(qū)。

1.2.3 生態(tài)廊道構(gòu)建

科學(xué)構(gòu)建生態(tài)綜合阻力面是構(gòu)建生態(tài)廊道的關(guān)鍵。參考相關(guān)研究[22～24]，結(jié)合鎮(zhèn)沅縣具體情況，從自然和人為2個(gè)因素出發(fā)，篩選出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)、土地利用、建設(shè)用地密度等8項(xiàng)指標(biāo)作為綜合阻力面的構(gòu)成因素，同時(shí)將景觀(guān)阻力值劃分為5個(gè)等級(jí)，得到綜合阻力因子評(píng)價(jià)體系。其中，對(duì)于研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)，利用自然斷點(diǎn)法將其分為01～05五個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高阻力值越小。同時(shí)，鎮(zhèn)沅縣內(nèi)水系發(fā)達(dá)，因此在構(gòu)建生態(tài)廊道時(shí)需考慮水系對(duì)動(dòng)物遷徙，特別是對(duì)陸生動(dòng)物遷徙的阻力[25]。結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，運(yùn)用層次分析法[26～27]，對(duì)相關(guān)阻力因子進(jìn)行權(quán)重賦值（表3）。研究通過(guò)8階判斷矩陣計(jì)算得到CI值為0.000，且查表獲取RI值為1.410，因此計(jì)算得到CR值為0.000（小于0.1），這代表本次研究判斷矩陣滿(mǎn)足一致性檢驗(yàn)，計(jì)算所得權(quán)重具有一致性。

基于電路理論，應(yīng)用Linkage Mapper 2.0.0軟件，利用電子的隨機(jī)流動(dòng)來(lái)模擬生態(tài)的流動(dòng)過(guò)程，預(yù)測(cè)物種遷徙和擴(kuò)散的概率，通過(guò)計(jì)算最低累積電阻值構(gòu)建鎮(zhèn)沅縣生態(tài)廊道。

1.2.4 生態(tài)節(jié)點(diǎn)識(shí)別

研究區(qū)生態(tài)節(jié)點(diǎn)包含生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)。其中，生態(tài)夾點(diǎn)指電流高度密集的區(qū)域，該斑塊的退化或者損失極有可能降低區(qū)域生境的連通性，常作為優(yōu)先保護(hù)的棲息地區(qū)域。生態(tài)障礙點(diǎn)指阻礙物種在棲息斑塊之間移動(dòng)的地方，通過(guò)改善障礙點(diǎn)環(huán)境，可以顯著提高生態(tài)源地之間的連通性。研究利用Point Mapper及Barrier Mapper插件得到生態(tài)夾點(diǎn)及障礙點(diǎn)位置，并結(jié)合廊道構(gòu)建以及障礙點(diǎn)的空間分布構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鎮(zhèn)沅縣生態(tài)源地綜合識(shí)別

2.1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)

根據(jù)相關(guān)模型計(jì)算與評(píng)估，采用自然斷點(diǎn)法將重要性評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為5個(gè)等級(jí)，1～5級(jí)代表重要性從低到高，分別為一般保護(hù)區(qū)、較重要區(qū)、重點(diǎn)關(guān)注區(qū)、重要區(qū)以及極重要區(qū)（圖2）。研究將極重要區(qū)識(shí)別為生態(tài)源地。

在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)中，從面積上來(lái)看，5級(jí)和4級(jí)區(qū)域的面積占了全縣面積的67.53%，鎮(zhèn)沅縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能整體較強(qiáng)；從空間分布上來(lái)看，綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的極重要區(qū)主要分布在無(wú)量山脈及其支脈、哀牢山脈等高海拔地區(qū)，這些地區(qū)的土地利用類(lèi)型以林地為主。研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性區(qū)域的面積占比、分布都與生物多樣性保護(hù)功能重要性區(qū)域的保持一致，這表明鎮(zhèn)沅縣的生物多樣性功能是鎮(zhèn)沅縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主導(dǎo)，而水源涵養(yǎng)和水土保持的主導(dǎo)能力較弱。從整體看，鎮(zhèn)沅縣綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)呈現(xiàn)出高低交錯(cuò)的空間分布格局。

2.1.2 形態(tài)學(xué)空間格局分析

將鎮(zhèn)沅縣2020年土地利用數(shù)據(jù)導(dǎo)入Guidos中識(shí)別出7種空間格局。前景要素林地、水域的面積為3 250.18 km2，約占研究區(qū)總面積的78.34%，這說(shuō)明鎮(zhèn)沅縣生態(tài)基礎(chǔ)良好。選擇面積大于15 km2的核心區(qū)，篩選得到28個(gè)斑塊進(jìn)行景觀(guān)連通性分析。最終確定斑塊面積大于15 km2且dPC值不小于1的26個(gè)核心區(qū)。基于dPC指數(shù)將26個(gè)核心區(qū)斑塊分為5個(gè)等級(jí)，1至5級(jí)代表連通性由低到高。景觀(guān)連通性為5級(jí)的斑塊面積為375.88 km2，占整個(gè)研究區(qū)面積的9.06%。這些高連通性區(qū)域主要分布在研究區(qū)中部，即無(wú)量山山脈所在地，對(duì)縣域整體的景觀(guān)連通性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用（圖3）。

2.1.3 生態(tài)源地的綜合提取

等權(quán)疊加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)和形態(tài)學(xué)空間格局分析2項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果，得出鎮(zhèn)沅縣生態(tài)源地重要性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。利用ArcGIS軟件中的自然斷點(diǎn)法，將結(jié)果分為1～5級(jí)，選取5級(jí)和4級(jí)作為鎮(zhèn)沅縣生態(tài)源地（圖4）。研究結(jié)果表明：鎮(zhèn)沅縣共有生態(tài)源地21個(gè)，總面積1 291.82 km2，占全縣面積的31.15%。這些生態(tài)源地大體呈條帶狀，從南到北貫穿鎮(zhèn)沅縣，涵蓋了無(wú)量山、哀牢山等山脈，振太河、恩樂(lè)江、者干河流域，以及云南哀牢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、大寺箐森林自然公園、山神丫口森林自然公園、淀坑河水庫(kù)森林自然公園、灣河水庫(kù)森林自然公園和普洱小黑江省級(jí)森林公園，絕大部分土地利用類(lèi)型為林地。

鎮(zhèn)沅縣9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有生態(tài)源地分布，其中，勐大鎮(zhèn)、振太鎮(zhèn)、恩樂(lè)鎮(zhèn)和者東鎮(zhèn)所涉及的生態(tài)源地?cái)?shù)量較多。勐大鎮(zhèn)的生態(tài)源地的面積最大，達(dá)到322.74 km2，占生態(tài)源地總面積的24.98%，其中的無(wú)量山山脈和生物多樣性極重要區(qū)的林地有很高的覆蓋度，植被茂密，是眾多野生動(dòng)物的棲息地。因此，推動(dòng)勐大鎮(zhèn)的綠色可持續(xù)發(fā)展有助于提升鎮(zhèn)沅縣整體的生物多樣性。恩樂(lè)鎮(zhèn)、者東鎮(zhèn)的生態(tài)源地占比均超過(guò)10%。相比之下，和平鎮(zhèn)的生態(tài)源地面積最小，僅占比4.02%。由于長(zhǎng)期的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)活動(dòng)，該鎮(zhèn)的生態(tài)源地分布破碎化，無(wú)法形成大片且穩(wěn)定的核心生態(tài)源地。因此，在鄉(xiāng)級(jí)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)破碎化生態(tài)源地的修復(fù)工作，以提升其連續(xù)性和穩(wěn)定性，從而更有效地保護(hù)鎮(zhèn)沅縣的生態(tài)環(huán)境。

2.2 鎮(zhèn)沅縣生態(tài)廊道構(gòu)建

基于鎮(zhèn)沅縣生態(tài)源地空間分布情況，結(jié)合篩選的8個(gè)生態(tài)阻力因子，構(gòu)建生態(tài)綜合阻力面（圖5）。研究區(qū)生態(tài)阻力值空間異質(zhì)性顯著，高阻力值地區(qū)基本集中在城鎮(zhèn)建設(shè)密集地帶，特別是鎮(zhèn)沅縣東部的礦產(chǎn)能源開(kāi)發(fā)區(qū)。低阻力值地區(qū)主要分布在林地覆蓋區(qū)，包括云南哀牢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和多個(gè)森林公園，這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境良好，有利于野生生物活動(dòng)與遷徙?？偟膩?lái)說(shuō)，鎮(zhèn)沅縣的生態(tài)阻力格局阻礙了東西向的物種遷徙和交流，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中需加強(qiáng)東西向生態(tài)源地之間的聯(lián)系。

基于電路理論構(gòu)建生態(tài)廊道，鎮(zhèn)沅縣共有38條生態(tài)廊道，總長(zhǎng)度293.57 km（圖6）。生態(tài)廊道在空間分布中呈現(xiàn)“西密東疏”的特征。研究區(qū)西部生態(tài)源地分布密集，面積較小，生態(tài)源地之間相互作用力強(qiáng)，因而該區(qū)域的生態(tài)廊道較短，應(yīng)注意保護(hù)周邊的林地，為物種遷徙和交流提供良好的生態(tài)環(huán)境。研究區(qū)東部的生態(tài)廊道主要用于連接?xùn)|部的云南哀牢山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和中部的省級(jí)森林公園，但部分廊道經(jīng)過(guò)建成區(qū)和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)區(qū)，易受外界干擾而發(fā)生斷裂，后期規(guī)劃應(yīng)優(yōu)先選擇在生態(tài)廊道易斷裂處恢復(fù)本土植物群落，并建立動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系，構(gòu)建生態(tài)踏腳石，從而提升生態(tài)廊道的穩(wěn)定性。

在鄉(xiāng)鎮(zhèn)層面，由于振太鎮(zhèn)的生態(tài)源地分布較為破碎化，其生態(tài)廊道的長(zhǎng)度最長(zhǎng)，達(dá)到了77.86 km；且有多段公路穿越振太鎮(zhèn)的多數(shù)廊道，嚴(yán)重影響了廊道的連續(xù)性，從而增大了物種遷徙的阻力。因擁有廣泛的生態(tài)源地分布，勐大鎮(zhèn)的生態(tài)廊道的長(zhǎng)度也達(dá)到了58.32 km。而田壩鄉(xiāng)和古城鎮(zhèn)由于其生態(tài)源地整體連通性較好，并無(wú)生態(tài)廊道分布。

2.3 鎮(zhèn)沅縣生態(tài)節(jié)點(diǎn)識(shí)別

基于電路理論模擬生物流在異質(zhì)景觀(guān)中遷移運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，電流密度越大的區(qū)域即為生態(tài)夾點(diǎn)[28]（圖7）。通過(guò)依次對(duì)生態(tài)廊道輸入電流計(jì)算各廊道電流，重復(fù)輸入使得所有源地接地，最后疊加得到累積電流，累加值較高的區(qū)域即為生態(tài)夾點(diǎn)。研究區(qū)累積電流區(qū)面積為850.73 km2，基于空間統(tǒng)計(jì)得出鎮(zhèn)沅縣生態(tài)網(wǎng)絡(luò)平均電流強(qiáng)度為0.013 2，最高強(qiáng)度達(dá)到0.248 2，這表明廊道生境質(zhì)量分布不均，需要提升廊道的整體建設(shè)水平。采用自然斷點(diǎn)法將研究區(qū)累積電流分為5級(jí)，5級(jí)區(qū)域作為生態(tài)夾點(diǎn)。鎮(zhèn)沅縣生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域面積為23.31 km2，占據(jù)研究區(qū)累計(jì)電流區(qū)的2.74%及縣域總面積的0.56%。生態(tài)夾點(diǎn)主要分布在鎮(zhèn)沅縣西部，即振太鎮(zhèn)、勐大鎮(zhèn)和恩樂(lè)鎮(zhèn)等林區(qū)覆蓋范圍較廣的區(qū)域，且其土地利用類(lèi)型主要為林地和草地。生態(tài)夾點(diǎn)對(duì)于提升景觀(guān)整體銜接度十分重要，未來(lái)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要將生態(tài)夾點(diǎn)建設(shè)作為重點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格界定和控制。

采用移動(dòng)窗口搜索法，分別以200 m、300 m、400 m為搜索半徑提取生態(tài)障礙點(diǎn)。通過(guò)自然斷點(diǎn)法將電流流域阻力值分為5級(jí)，將阻力值大于2.064的區(qū)域提取為生態(tài)障礙點(diǎn)。障礙點(diǎn)總面積為40.00 km2，占研究區(qū)總面積的0.96%（圖7）。大部分生態(tài)障礙點(diǎn)位于生態(tài)源地的邊緣或者生態(tài)廊道內(nèi)部。根據(jù)遙感影像圖進(jìn)一步對(duì)照分析，這些生態(tài)障礙點(diǎn)大多位于建設(shè)用地和道路上，其中部分分布在鎮(zhèn)沅縣的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)。隨著障礙點(diǎn)阻力值的不斷增加，生態(tài)廊道在未來(lái)可能面臨著被直接切斷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，生態(tài)障礙點(diǎn)應(yīng)作為后續(xù)修復(fù)的重點(diǎn)對(duì)象，通過(guò)改善和恢復(fù)障礙點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化生態(tài)源地之間的連通性。

2.4 縣域尺度生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

研究根據(jù)鎮(zhèn)沅縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)、生態(tài)源地的位置和數(shù)量，結(jié)合生態(tài)廊道的分布以及鎮(zhèn)沅縣“五谷五嶺”的地貌特征，構(gòu)建“四區(qū)、一軸、六脈、多廊道、多節(jié)點(diǎn)”的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖8）。

鎮(zhèn)沅縣的無(wú)量山和哀牢山林地分布廣泛，是維持生物多樣性的重要源地，生境質(zhì)量高，生態(tài)阻力低，適合生物棲息，可作為生物多樣性功能保持區(qū)。西部的瀾滄江流域和中部的紅河流域，因其水源涵養(yǎng)功能和水土保持功能的評(píng)價(jià)值較高，可作為鎮(zhèn)沅縣水土保持功能區(qū)。此區(qū)域應(yīng)建立長(zhǎng)效嚴(yán)格的生態(tài)源地保護(hù)機(jī)制，防止水土流失?！耙惠S”是連接鎮(zhèn)沅縣東部和西部的重要通道，串聯(lián)了研究區(qū)內(nèi)多數(shù)生態(tài)源地及生態(tài)夾點(diǎn)，也是連接哀牢山和無(wú)量山的重要廊道，對(duì)于筑牢鎮(zhèn)沅縣生態(tài)安全屏障具有重要意義?！耙惠S”建設(shè)應(yīng)限制廊道沿線(xiàn)的開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)置一定寬度的建設(shè)緩沖區(qū)，保證廊道的連通性。“六脈”包括研究區(qū)內(nèi)六大河流廊道，包括瀾滄江、恩樂(lè)江、者干河、勐統(tǒng)河、按板河和振太河，六大河流作為連接著生態(tài)源地和支流水系的生態(tài)廊道，擔(dān)負(fù)著水源安全、魚(yú)類(lèi)生物多樣性保育等生態(tài)服務(wù)功能。“多廊道”和“多節(jié)點(diǎn)”指篩選構(gòu)建的生態(tài)廊道和累積電流值高的生態(tài)踏腳石，它們作為提高生態(tài)廊道連通性的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的優(yōu)先目標(biāo)。

研究結(jié)合生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展現(xiàn)狀，提出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)相應(yīng)的生態(tài)發(fā)展措施（表4）。根據(jù)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的分布特點(diǎn)，勐大鎮(zhèn)因生態(tài)源地及廊道數(shù)量眾多，具有重要的生態(tài)保育功能，其未來(lái)應(yīng)加大對(duì)生態(tài)源地和廊道的保護(hù)力度；振太鎮(zhèn)的生態(tài)源地分布較為破碎化，該鎮(zhèn)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)踏腳石的建設(shè)，提升生態(tài)廊道的穩(wěn)定性和增強(qiáng)其抗干擾能力；按板鎮(zhèn)、古城鎮(zhèn)和田壩鄉(xiāng)也需加強(qiáng)對(duì)生態(tài)源地的保護(hù)，增加生態(tài)廊道數(shù)量以提高連通性；恩樂(lè)鎮(zhèn)作為鎮(zhèn)沅縣的縣城所在地，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)其東部的大片生態(tài)源地，同時(shí)應(yīng)防止城區(qū)建設(shè)范圍無(wú)序擴(kuò)張對(duì)生態(tài)源地造成破壞；九甲鎮(zhèn)、者東鎮(zhèn)以及和平鎮(zhèn)作為鎮(zhèn)沅縣礦產(chǎn)能源開(kāi)發(fā)區(qū)，應(yīng)以生態(tài)修復(fù)為主導(dǎo)策略，減少礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)哀牢山生態(tài)源地帶來(lái)的影響。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，明確各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方面的重點(diǎn)目標(biāo)，將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)納入鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃，是貫徹落實(shí)縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵所在。

3 結(jié)論

本研究以生態(tài)基礎(chǔ)良好的鎮(zhèn)沅縣作為評(píng)價(jià)對(duì)象，從功能和結(jié)構(gòu)2個(gè)角度，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)和MSPA分析綜合選取生態(tài)源地，同時(shí)結(jié)合電路理論模型提取生態(tài)廊道并識(shí)別重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)，綜合構(gòu)建鎮(zhèn)沅縣生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，最后根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的特色定位明確其發(fā)展重點(diǎn)，促進(jìn)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的協(xié)同發(fā)展。得出結(jié)論如下：

1）鎮(zhèn)沅縣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能極重要區(qū)和重要區(qū)面積占了全縣面積的67.53%，極重要區(qū)主要分布在無(wú)量山脈及其支脈、哀牢山脈等高海拔地區(qū)，土地利用類(lèi)型以林地為主。

2）由MSPA分析可知，前景要素面積為3 250.18 km2，

占研究區(qū)總面積的78.34%，表明鎮(zhèn)沅縣生態(tài)基礎(chǔ)良好。位于研究區(qū)中部的高連通性區(qū)域是無(wú)量山山脈所在地，對(duì)縣域整體的景觀(guān)連通性發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

3）通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)和MSPA分析，共識(shí)別出21個(gè)生態(tài)源地，總面積1291.82 km2。生態(tài)源地主要涵蓋林地、水域等用地類(lèi)型，包含無(wú)量山和哀牢山兩大山脈。運(yùn)用電路理論模型，研究區(qū)共提取38條生態(tài)廊道，總長(zhǎng)度293.57 km，廊道呈現(xiàn)出“西密東疏”的分布格局；識(shí)別出23.31 km2的生態(tài)夾點(diǎn)區(qū)域以及40.00 km2的生態(tài)障礙點(diǎn)區(qū)域，主要分布于振太鎮(zhèn)和恩樂(lè)鎮(zhèn)。夾點(diǎn)區(qū)域的土地利用類(lèi)型以林地和草地為主，障礙點(diǎn)的主要土地利用類(lèi)型為建設(shè)用地。

4）考慮到鎮(zhèn)沅縣作為高原山地區(qū)域中發(fā)展相對(duì)滯后的地區(qū)，依據(jù)其現(xiàn)實(shí)情況和規(guī)劃需求，構(gòu)建“四區(qū)、一軸、六脈、多廊道、多節(jié)點(diǎn)”的縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)從縣域傳導(dǎo)至鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

相較于僅從MSPA的角度篩選生態(tài)源地的方法，本研究將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)與MSPA分析相結(jié)合，綜合評(píng)估水土保持、水源涵養(yǎng)和生物多樣性保護(hù)3項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，從功能和結(jié)構(gòu)2個(gè)角度對(duì)生態(tài)源地進(jìn)行綜合選取，提高了生態(tài)源地選取的全面性。同時(shí)運(yùn)用電路理論模型提取生態(tài)廊道，更加全面地考慮景觀(guān)結(jié)構(gòu)的完整性和連通性，避免了人為選擇的主觀(guān)性。此外，本研究還在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中考慮到茶葉等特色產(chǎn)業(yè)在鎮(zhèn)沅縣的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值，建議鎮(zhèn)沅縣未來(lái)通過(guò)量化茶葉等特色產(chǎn)品的供給功能，合理規(guī)劃相關(guān)種植園的面積和分布，避免過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致其他生態(tài)服務(wù)功能的衰退，促進(jìn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)同發(fā)展。

本研究?jī)H從縣域?qū)用鏄?gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，仍存在局限性。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)作為復(fù)雜且動(dòng)態(tài)平衡的系統(tǒng)，與周邊地區(qū)的生態(tài)交流過(guò)程十分頻繁。為了加強(qiáng)區(qū)域?qū)用嫔鷳B(tài)源地之間的聯(lián)系與溝通，并推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)工作，未來(lái)研究應(yīng)當(dāng)結(jié)合更大尺度的城鎮(zhèn)群，綜合構(gòu)建多尺度生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

注：圖片均為作者自繪，底圖審圖號(hào)為GS（2024）0650。

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