電流理論視角下候鳥棲息地生態(tài)安全格局

摘 要：基于陸海統(tǒng)籌思想以促進(jìn)候鳥棲息地生態(tài)環(huán)境改善、提升物種多樣性、加強(qiáng)種群交流為目標(biāo)，識(shí)別分析“中轉(zhuǎn)站”域內(nèi)生境狀況并提出修復(fù)建議。通過(guò)從MSPA模型、景觀連通度分析、結(jié)合大連市重要鳥類棲息地選取重要棲息地斑塊，通過(guò)電路理論模擬鳥類隨機(jī)移動(dòng)，識(shí)別侯鳥生態(tài)廊道與重要廊道節(jié)點(diǎn)，以構(gòu)建生境安全格局。研究結(jié)果識(shí)別出研究區(qū)內(nèi)生態(tài)保護(hù)區(qū)、關(guān)鍵區(qū)、待修復(fù)區(qū)。其中待修復(fù)區(qū)根據(jù)生態(tài)安全性重要程度進(jìn)行分級(jí)，并提出針對(duì)性修復(fù)策略。本文構(gòu)建的候鳥生境安全格局可為候鳥遷棲息地保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：東亞-澳大利西亞遷飛區(qū)；候鳥遷徙；生態(tài)廊道；電路理論

中圖分類號(hào)：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9655（2025）01-00-10

0 引言

候鳥必須在遷徙飛行前囤積大量的脂肪，有些候鳥的體重在幾周內(nèi)就可增加一倍。在漫長(zhǎng)的遷徙途中，為了達(dá)到定時(shí)“加油”的目的，中途停歇的“中轉(zhuǎn)站”必須有合適的棲息地和充足的食物[1]。隨著城市化快速發(fā)展，在高強(qiáng)度的人類活動(dòng)以及不合理的土地利用下，生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞[2]，部分“中轉(zhuǎn)站”候鳥棲息地?cái)?shù)量變少、質(zhì)量下降，同時(shí)城市生態(tài)空間孤島化和破碎化現(xiàn)象顯著[3]，失去關(guān)鍵的棲息地可能會(huì)導(dǎo)致遷徙鳥類無(wú)法找到足夠的食物和安全?？奎c(diǎn)從而對(duì)它們的生存和繁殖造成威脅，候鳥棲息地的保護(hù)迫在眉睫。同時(shí)候鳥分布廣泛，進(jìn)行大面積遷徙飛行，需要對(duì)整個(gè)“中轉(zhuǎn)站”景觀進(jìn)行管理以保護(hù)它們[4]，這意味著除了確定關(guān)鍵的保護(hù)地點(diǎn)外，還需要加強(qiáng)棲息地間的連通性，構(gòu)建“健康”生態(tài)廊道。充分了解威脅候鳥種群動(dòng)態(tài)區(qū)域的空間分布，并分析提出針對(duì)性策略是應(yīng)最優(yōu)先考慮的有效保護(hù)行動(dòng)。

在2023全球?yàn)I海論壇會(huì)議“遷徙物種保護(hù)的濱海協(xié)同主題論壇”上國(guó)家林業(yè)和草原局野生動(dòng)植物保護(hù)司副司長(zhǎng)萬(wàn)自明指出：“東亞—澳大利西亞遷飛區(qū)涉及全球22個(gè)國(guó)家，每年有超過(guò)210種的5000多萬(wàn)只遷徙水鳥利用該遷飛區(qū)進(jìn)行遷徙，是全球九大遷飛區(qū)中最大最繁忙的遷飛區(qū)域。保護(hù)東亞—澳大利西亞遷飛區(qū)候鳥及其棲息地，對(duì)于保護(hù)生物多樣性，構(gòu)建地球生命共同體具有重要意義?！敝袊?guó)黃（渤）海候鳥棲息地系列遺產(chǎn)地和提名地位于黃海生態(tài)區(qū)中國(guó)一側(cè)沿岸，對(duì)東亞-澳大利西亞候鳥遷飛路線上的、超過(guò)20種受脅鳥種的生存具有關(guān)鍵作用[11]。據(jù)大連市自然資源局政務(wù)信息可知，大連市兩處世界自然遺產(chǎn)提名地位于黃海生態(tài)區(qū)咽喉位置，是候鳥長(zhǎng)途飛行的重要停歇、覓食、繁殖地，是成百上千萬(wàn)遷徙性水鳥的遷徙“中轉(zhuǎn)站”，尤其是蛇島-老鐵山自然保護(hù)區(qū)，更是位于遼東半島尖端，是跨海峽飛行候鳥的重要落腳點(diǎn)，區(qū)域的生態(tài)環(huán)境好壞直接影響遷徙候鳥的生存狀況。構(gòu)建生態(tài)廊道對(duì)于鳥類保護(hù)尤為重要，在2024年6月4日，國(guó)家發(fā)展改革委會(huì)同財(cái)政部、國(guó)家林草局編制的《候鳥遷飛通道保護(hù)修復(fù)中國(guó)行動(dòng)計(jì)劃（2024—2030年）》中也明確提出健全保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，大連市自然資源局公布，2024年7月26日在印度新德里舉行的第46屆聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)委員會(huì)會(huì)議上，審議通過(guò)對(duì)中國(guó)黃（渤）海候鳥棲息地遺產(chǎn)地（第一期）世界自然遺產(chǎn)邊界進(jìn)行調(diào)整，將包括大連蛇島-老鐵山候鳥棲息地在內(nèi)的我國(guó)5處重要候鳥棲息地?cái)U(kuò)展納入。

鳥類保護(hù)重視度逐漸提升，對(duì)于鳥類棲息地保護(hù)尤為突出。許海鋒等[5]通過(guò)估算生境適宜性指數(shù)分析區(qū)域內(nèi)棲息地分布和生境質(zhì)量；孫傳諄等[6]基于invest模型評(píng)估棲息地生態(tài)服務(wù)與功能；王洪昌等[7]通過(guò)搭建具有自適應(yīng)損失函數(shù)的ResNet34雙任務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)同時(shí)識(shí)別鳥種及其棲息地類型。這些學(xué)者[5-7]從棲息地的類型及生境質(zhì)量等角度進(jìn)行深入研究，隨著研究的進(jìn)一步深入[8-10]，部分學(xué)者也注意到鳥類在棲息地間遷徙飛行，不僅要關(guān)注單個(gè)棲息地生態(tài)水平，也需建立多個(gè)棲息地間的聯(lián)系。王春曉等[8]基于CLUE-S模型預(yù)測(cè)土地利用情景以鳥類最大遷徙距離為閾值構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算連通性指數(shù)土地利用變化對(duì)鳥類棲息地連通性影響；楊錫濤[9]等運(yùn)用最小阻力模型建設(shè)及張萍[10]等通過(guò)最小阻力模型與電路理論相結(jié)合的混合模型構(gòu)建鳥類生態(tài)廊道。已有的研究結(jié)果表明，構(gòu)建生態(tài)廊道逐漸成為維持鳥類種群持續(xù)生存繁衍最有效的手段之一，生態(tài)學(xué)家和保護(hù)生物學(xué)家都建議通過(guò)建設(shè)生態(tài)廊道，以有效地連接形狀和大小不同的鳥類棲息地，減少棲息地被擠壓的負(fù)面影響[9]。

本研究基于陸海統(tǒng)籌思想，綜合考慮候鳥棲息、覓食、繁衍等生活習(xí)性以及景觀連通性等多重因素識(shí)別陸、海候鳥棲息地，運(yùn)用最小阻力模型假設(shè)鳥類在遷移和擴(kuò)散過(guò)程中穿越異質(zhì)景觀空間需要克服一定的“阻力”構(gòu)建阻力面[12]，運(yùn)用電路理論模型參照電路中電子隨意游走的特點(diǎn)來(lái)模仿候鳥擴(kuò)散路徑構(gòu)建陸海聯(lián)通的候鳥生態(tài)廊道，并分析重要生態(tài)廊道節(jié)點(diǎn)[13]。從而識(shí)別出生態(tài)保護(hù)區(qū)、生態(tài)關(guān)鍵區(qū)、生態(tài)修復(fù)區(qū)，提升候鳥遷徙“中轉(zhuǎn)站”生境網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

1 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)域概況

大連市位于120°58′E～123°31′E、38°43′N～ 40°10′N，總面積12574 km2，位于遼東半島最南端，三面環(huán)海（圖1）。大連擁有海岸帶2200 km有余，島嶼眾多，海島（礁）約有538個(gè)，其中無(wú)居民海島498個(gè)。海濱的灘涂濕地是水鳥由南向北遷徙時(shí)的重要停歇地和覓食地，每年春季數(shù)十萬(wàn)只候鳥遷徙途經(jīng)大連地區(qū)。黃渤海沿岸濕地是水鳥南北遷徙的重要驛站，是東亞-澳大利西亞水鳥遷徙路線的重要組成部分。同時(shí)，在大連一些島嶼繁殖的數(shù)萬(wàn)只鷗類、鷺類，也完全依賴灘涂濕地取食。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究使用的數(shù)據(jù)包括：大連市鳥類鳥種、數(shù)字高程模型、歸一化植被指數(shù)、大連市自然保護(hù)區(qū)、大連市海岸線矢量地圖、土地利用類型、路網(wǎng)河網(wǎng)建筑矢量地圖、人口密度分布矢量圖，數(shù)據(jù)來(lái)源詳見表1。為保證研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，將坐標(biāo)統(tǒng)一為GCS-WGS_1984，并將柵格數(shù)據(jù)重采樣為 30 m的分辨率。

1.3 研究框架

本文通過(guò)閱讀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)、新聞資訊確認(rèn)提出研究背景，提出科學(xué)研究問題?；贛SPA模型、GIS空間分析、最小阻力模型、電路理論等技術(shù)方法識(shí)別棲息地、生態(tài)廊道，構(gòu)建生態(tài)安全格局。并對(duì)研究區(qū)域內(nèi)待修復(fù)區(qū)域提出修復(fù)策略（圖2）。

2 研究方法

2.1 焦點(diǎn)物種選擇

早在1997年，Lambeck就已經(jīng)提出進(jìn)行生物保護(hù)的焦點(diǎn)物種途徑，其通過(guò)分析區(qū)域環(huán)境中生物所面臨的主要威脅，找出面對(duì)威脅下最需要保護(hù)的焦點(diǎn)物種，假設(shè)焦點(diǎn)物種需要被滿足，那么所有物種的需要也都可以得到滿足[14]。焦點(diǎn)物種的選擇要結(jié)合物種棲息地喪失或者生態(tài)環(huán)境破碎化威脅、對(duì)其他物種的影響、棲息地類型是否包括研究區(qū)域的主要棲息地類型、生物學(xué)的代表性與典型性以及公眾關(guān)注度等原則[15]，選擇結(jié)果影響生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和優(yōu)化[16]。根據(jù)記錄大連目前候鳥有22目63科173屬346種，結(jié)合大連市候鳥種群的特點(diǎn)，參考以往文獻(xiàn)運(yùn)用焦點(diǎn)物種選取模型[9]（公式1）篩選出具有代表性的鳥種，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)大多數(shù)候鳥，保護(hù)生物多樣性的目的[17]。

式中：U—綜合得分；Vi—各項(xiàng)評(píng)價(jià)值指標(biāo)：瀕危程度、保護(hù)等級(jí)、生境代表性、是否重要遷徙物種、是否中國(guó)特有、分布范圍、水鳥優(yōu)勢(shì)度7項(xiàng)指標(biāo)的得分。選取滿足的物種為焦點(diǎn)物種，再根據(jù)候鳥的生活習(xí)性將其分為三類：水域沼澤鳥類、森林鳥類、低山農(nóng)田鳥類。

2.2 棲息地識(shí)別

棲息地是野生動(dòng)物賴以生存的空間，是指能為物種生存或繁殖使用的所有環(huán)境因素的總和，為鳥類提供食物、繁殖環(huán)境，是鳥類躲避天敵和干擾的庇護(hù)所，是鳥類個(gè)體、種群或群落完成生活某一階段所需的環(huán)境類型[18]。本研究擬從MSPA模型、景觀連通度分析、大連市重要生態(tài)保護(hù)區(qū)選取棲息地，兼顧棲息地間的結(jié)構(gòu)連通性和功能連通性[19]，同時(shí)結(jié)合大連市區(qū)域特質(zhì)，以及鳥類遷徙停留情況分析，以提高棲息地選取的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

2.2.1 MSPA分析

形態(tài)學(xué)空間格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA）是生物棲息地研究的常用方法，是從像元的層面上識(shí)別出研究區(qū)內(nèi)重要的生境斑塊和廊道等對(duì)景觀連通性起重要作用的區(qū)域[20]。通過(guò)MSPA模型將土地利用類型重分類，將適宜鳥類棲息的地類如林地、草地、水體設(shè)置為前景，其他土地利用類型設(shè)置為背景，即可運(yùn)用Guidos toolbox進(jìn)行圖像處理，將前景按形態(tài)分為互不重疊的七類（即核心區(qū)、橋接區(qū)、環(huán)道區(qū)、支線、邊緣區(qū)、孔隙和島狀斑塊），進(jìn)而可以辨識(shí)對(duì)維持連通性具有重要意義的景觀類型。

2.2.2 景觀連通度

景觀連通度是指景觀促進(jìn)或阻礙生物體或某種生態(tài)過(guò)程在源斑塊間運(yùn)動(dòng)的程度[21]，結(jié)合生物在景觀之間的擴(kuò)散行為分析景觀在生態(tài)功能上的聯(lián)通程度。通過(guò)Conefor Sensinode軟件可以計(jì)算出斑塊間的鏈接數(shù)（NL）、組分?jǐn)?shù)（NC）、整體連通度指數(shù)（IIC）和可能連通度指數(shù)（PC），綜合文獻(xiàn)分析[22， 23]鳥類的平均搜索范圍在30～32000 m，設(shè)置距離閾值為33 km。dPC（公式2） 值可以度量生境斑塊對(duì)景觀連通度的貢獻(xiàn)水平，篩選dPC＞3

連通性高的生態(tài)斑塊。

式中：—從景觀中移除斑塊k后的連通度指數(shù)PC；dPCk—與景觀連通度指數(shù)PC相對(duì)應(yīng)的斑塊k的相對(duì)重要性指數(shù)，dPCk值越大，該斑塊對(duì)維持景觀連通度的貢獻(xiàn)越大。

2.3 候鳥遷徙阻力面

如何使鳥類遠(yuǎn)離可以產(chǎn)生傷害的威脅，是保護(hù)鳥類時(shí)需要了解和考慮的重要因素。這些威脅可能包括捕殺、掠奪棲息地等人為干擾、農(nóng)藥暴露、或與風(fēng)力渦輪機(jī)和交通等人為障礙物發(fā)生碰撞等[24]。以棲息地為源數(shù)據(jù)，選取威脅候鳥游走的因素為阻力因子構(gòu)建阻力面，阻力面是對(duì)現(xiàn)實(shí)情況下物種遷移難易程度進(jìn)行模擬的模擬面[2]。本文選取高程、坡度、食物豐度（包括NDVI；水域沼澤鳥類食物供給能力分析、森林鳥類食物供給能力分析、低山農(nóng)田鳥類食物供給能力分析）、距水源地距離（距河流、湖泊、海岸線距離）、土地利用類型、人口密度、距道路距離、距建筑距離8個(gè)阻力因子，通過(guò)計(jì)算成本距離可得到最小累積阻力面。

本研究指標(biāo)按照“十四五”規(guī)劃中關(guān)于堅(jiān)持海陸統(tǒng)籌、人海和諧、合作共贏，協(xié)同推進(jìn)海洋生態(tài)保護(hù)、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋權(quán)益維護(hù)，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的總體要求及研究區(qū)域地理特質(zhì)考慮沿海灘涂為候鳥覓食、休憩的重要區(qū)域，新增加距海岸線距離指標(biāo)、識(shí)別海島棲息地。同時(shí)考慮不同鳥類生活習(xí)性：水域沼澤鳥類，陸地水域、海洋水域是其的主要食物來(lái)源地；森林鳥類林地、耕地是其主要的食物來(lái)源地；低山農(nóng)田鳥類耕地、陸域水體、草地是其主要的食物來(lái)源，將土地利用類型數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類得到大連市具有不同鳥類特性的食物供給能力數(shù)據(jù)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[25]將阻力因子進(jìn)行分級(jí)、賦值（表3）。

2.4 基于電路理論模擬游走廊道、識(shí)別重要節(jié)點(diǎn)

2.4.1 候鳥生態(tài)廊道

在景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域中，McRae最早引入電路理論，其將阻力面視為電流阻力值面，電阻高的位置電荷游走困難，利用電子隨機(jī)游走特性模擬物種在源地單元中物質(zhì)能量流動(dòng)路徑，識(shí)別出生物游走生態(tài)廊道[26]。根據(jù)以上理論區(qū)域中源斑塊間的聯(lián)系需要通過(guò)構(gòu)建廊道來(lái)建立，候鳥游走廊道是兩個(gè)棲息地源斑塊之間阻力最低的通道，游走廊道可以增加景觀的連通性，為物種的交流和貯存提供渠道，增強(qiáng)種群的抗干擾能力和穩(wěn)定性，給遷飛候鳥提供一個(gè)連續(xù)的棲息地網(wǎng)絡(luò)。本文運(yùn)用GIS工具中Linkage Mapper插件，對(duì)研究區(qū)域內(nèi)游走廊道進(jìn)行模擬識(shí)別。

2.4.2 識(shí)別重要廊道節(jié)點(diǎn)

重要廊道節(jié)點(diǎn)的識(shí)別對(duì)候鳥廊道保護(hù)意義重大，本節(jié)通過(guò)對(duì)廊道中夾點(diǎn)、障礙點(diǎn)兩種重要節(jié)點(diǎn)識(shí)別進(jìn)行廊道分析。夾點(diǎn)是游走廊道網(wǎng)絡(luò)中電流密度高值區(qū)域，是物種遷徙過(guò)程中的必經(jīng)之地，對(duì)整個(gè)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定起至關(guān)重要的作用。在已有廊道的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Pinchpoint Mapper、Circuitscape，選擇all-to-one模式識(shí)別夾點(diǎn)。障礙點(diǎn)是游走廊道網(wǎng)絡(luò)中電流阻力值較大的區(qū)域，改善障礙點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境，提升游走廊道間的連通性能為候鳥遷徙游走減小阻礙。本文運(yùn)用Linkage Mapper中的Barrier Mapper工具設(shè)置最大最小半徑和搜索步長(zhǎng)，計(jì)算累計(jì)電流恢復(fù)高值區(qū)域作為障礙點(diǎn)[27]。

3 結(jié)果與分析

3.1 棲息地分布

本研究運(yùn)用MSPA模型基于候鳥活動(dòng)范圍[10]選取核心區(qū)面積＞16 km2的生境斑塊作為備選棲息地，通過(guò)景觀連接度分析篩選出dPC數(shù)值＞3的斑塊，結(jié)合重要候鳥生態(tài)保護(hù)區(qū)域共識(shí)別出棲息地20處，主要分布在大連市的北部、中部以及南部山地林區(qū)，覆蓋多個(gè)大連市國(guó)家級(jí)森林公園和候鳥遷飛重要保護(hù)區(qū)。從圖3可見棲息地主要集中在大連市北部，北部地勢(shì)高，山地廣布，開發(fā)程度低且棲息地間連通性高，是候鳥遷徙的重要休憩地和食物源地。陸上棲息地面積約1556.06 km2，占比99.87%，海島棲息地約2.081 km2，占比0.13%。11號(hào)棲息地的面積最大，約814.76 km2占總棲息地面積的52%。鷗類、鷺類為濱海濕地候鳥多棲息覓食于沿海灘涂地區(qū)，共識(shí)別出島上棲息地3處，分布于蛇島保護(hù)區(qū)和長(zhǎng)山群島附近。陸地、海島棲息地識(shí)別，體現(xiàn)海陸統(tǒng)籌理念，加強(qiáng)海陸聯(lián)系，符合候鳥遷徙連續(xù)性規(guī)律，為構(gòu)建海陸候鳥空間保護(hù)格局提供新思路。

3.2 候鳥生態(tài)阻力面特征

由土地利用類型、高程、坡度等8個(gè)阻力因子構(gòu)建阻力面，根據(jù)3種鳥類生活習(xí)性不同，設(shè)置食物供給能力指標(biāo)，該指標(biāo)包含NDVI和水域沼澤鳥類、森林鳥類、低山農(nóng)田鳥類食物供給能力，依據(jù)3組不同值阻力因子構(gòu)建3個(gè)阻力面（圖4）。

整體上在研究區(qū)域南部人口密集的甘井子區(qū)3個(gè)阻力面都呈現(xiàn)出阻力系數(shù)明顯高于其它區(qū)域的特點(diǎn)。分類研究水域沼澤鳥類、森林鳥類、低山農(nóng)田鳥類阻力面存在著明顯差異：水域沼澤鳥類阻力面整體阻力系數(shù)偏低，阻力系數(shù)低值區(qū)出現(xiàn)在瓦房店西南部三臺(tái)子濕地、小高力坨子以及東部海岸線附近，此處灘涂資源豐富，海上鹽田廣布為水鳥提供豐富食物資源；森林鳥類阻力面整體阻力系數(shù)較低山農(nóng)田鳥類低，在大連市東部地區(qū)阻力系數(shù)較低，東部地區(qū)分布大面積林區(qū)，英那河、莊河、碧流河、朱家隈子水庫(kù)等陸域?yàn)┩抠Y源；低山農(nóng)田鳥類阻力面受建設(shè)用地和高程阻力因子影響阻力系數(shù)普遍偏高，阻力系數(shù)低值區(qū)和基本農(nóng)田分布規(guī)律類似。這進(jìn)一步說(shuō)明阻力因子構(gòu)建的阻力面能夠體現(xiàn)出研究不同鳥種類的不同生活習(xí)性以及研究區(qū)域內(nèi)部自然環(huán)境狀況。

3.3 候鳥生態(tài)廊道分級(jí)

由圖5可以看出，研究區(qū)域共計(jì)20處棲息地，3類阻力面共計(jì)模擬出138條游走廊道，總長(zhǎng)度4083.306 km，平均長(zhǎng)度29.589 km，其中水域沼澤鳥類廊道總長(zhǎng)度1334.335 km、森林鳥類廊道總長(zhǎng)度1358.520 km、低山農(nóng)田鳥類廊道總長(zhǎng)度1390.451 km。整體看各廊道縱橫交錯(cuò)形成網(wǎng)絡(luò)貫穿研究區(qū)域，三類生態(tài)廊道重疊部分少、相似性小。研究區(qū)域西北部棲息地斑塊由水庫(kù)與森里公園組成，斑塊面積小且數(shù)量較多，廊道分布密集；東部和西南部有3處海島生態(tài)源地斑塊分布，廊道多沿海岸線方向延伸。

加權(quán)成本距離與實(shí)際路徑長(zhǎng)度的比值能夠反映生態(tài)廊道間的相對(duì)阻力大小[28]，通過(guò)對(duì)廊道進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以自然斷點(diǎn)法將廊道分類為低阻力值、中阻力值、高阻力值生態(tài)廊道。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域低阻力值生態(tài)廊道共計(jì)38條，中阻力值廊道56條，高阻力值廊道44條。其中水域沼澤鳥類廊道中高阻力值廊道最多共計(jì)28條，多分布于濕地資源較少的研究區(qū)域西部，其他兩類廊道高、中阻力值廊道主要在瓦房店人類活動(dòng)密集區(qū)；低阻力值廊道總長(zhǎng)度為2291.639 km，占研究區(qū)域生態(tài)廊道總長(zhǎng)度的56.12%。主要位于沿海灘涂區(qū)，灘涂區(qū)生態(tài)資源豐富，為候鳥提供生存必要的水源和食物，且沿海灘涂建筑和交通路線較少不易受到人類活動(dòng)影響。

3.4 重要廊道節(jié)點(diǎn)分析

3.4.1 生態(tài)夾點(diǎn)分布特征

生態(tài)夾點(diǎn)是游走廊道中連通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[29]，是物種游走過(guò)程中大概率通過(guò)的位置，具有不可替代性。本研究設(shè)置600 m，800 m，1000 m，2000 m成本加權(quán)走廊寬度，構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)電流密度圖，發(fā)現(xiàn)隨成本路徑增加，夾點(diǎn)基本位置保持不變[30]，選取閾值為600 m提取電流密度廊道，采取自然斷點(diǎn)法對(duì)電流密度圖進(jìn)行分類，選取電流密度最高值分類間隔，獲取生態(tài)夾點(diǎn)。共識(shí)別出水域沼澤鳥類夾點(diǎn)58個(gè)（圖5），總面積298.59 km2。

在研究區(qū)域的全域都有分布，多靠近棲息地且呈線性分布，從土地利用類型來(lái)看，夾點(diǎn)區(qū)域主要以河流水庫(kù)、沿海灘涂、農(nóng)田附近，濕地資源廣布生態(tài)環(huán)境良好，滿足水鳥生存條件。森林鳥類夾點(diǎn)47個(gè)，總面積435.17 km2，在研究區(qū)域東部夾點(diǎn)分布較少，東部沿海地區(qū)土地利用類型主要以農(nóng)田、建設(shè)用地，灘涂為主適合林鳥生存的林地面積分布較少。低山農(nóng)田鳥類夾點(diǎn)44個(gè)，總面積258.08 km2，在研究區(qū)域北部多成點(diǎn)狀分布在林地之間，南部多呈線狀分布于沿海鹽田附近?；谌愡w徙候鳥分析，三類夾點(diǎn)在蛇島保護(hù)區(qū)和長(zhǎng)山群島區(qū)域高度重疊，可見沿海灘涂資源是候鳥棲息覓食的重點(diǎn)場(chǎng)所，是溝通廊道間連通性的重要區(qū)域，加強(qiáng)沿海灘涂的保護(hù)，建設(shè)濱海生態(tài)公園、自然保護(hù)區(qū)、海島海洋公園對(duì)保障候鳥遷徙十分重要。

3.4.2 生態(tài)障礙點(diǎn)分布特征

生態(tài)障礙點(diǎn)通過(guò)清除障礙后電流恢復(fù)值的大小來(lái)識(shí)別，電流恢復(fù)值越高代表清除前綜合阻力值越大，本研究基于linkage mapper中Barrier Mapper工具識(shí)別障礙點(diǎn)，并用自然斷點(diǎn)法識(shí)別前1/3區(qū)域作為研究區(qū)域障礙點(diǎn)，其中前1/2為一級(jí)障礙點(diǎn)，其余為二級(jí)障礙點(diǎn)[31]，共識(shí)別出一級(jí)障礙點(diǎn)6個(gè)，二級(jí)障礙點(diǎn)83個(gè)（圖6）。一級(jí)障礙點(diǎn)分布在甘井子區(qū)和普蘭店區(qū)南部人口密集區(qū)域，高度聚集的城市區(qū)域?qū)蝤B遷飛游走產(chǎn)生高度阻礙，改善此處生態(tài)環(huán)境不僅可以保護(hù)候鳥遷徙，并且可提高城市居住環(huán)境品質(zhì)。二級(jí)障礙點(diǎn)大都分布在棲息地周圍與廊道轉(zhuǎn)接處，此處障礙點(diǎn)修復(fù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的連通性和整體功能具有重要的提升意義。

4 候鳥生境安全格局分析

基于前文識(shí)別的重要生態(tài)區(qū)域，構(gòu)建候鳥生境安全格局，將棲息地劃分為生態(tài)保護(hù)區(qū)，“夾點(diǎn)”劃分為生態(tài)關(guān)鍵區(qū)，同時(shí)本研究將障礙點(diǎn)分級(jí)為一級(jí)障礙點(diǎn)阻力值高，二級(jí)障礙點(diǎn)阻力值為次高，根據(jù)鳥類廊道設(shè)計(jì)與建設(shè)規(guī)范[32]選擇150 m為廊道寬度建立緩沖區(qū)，將廊道與障礙點(diǎn)進(jìn)行疊加分析，廊道與一級(jí)障礙點(diǎn)相交視為極重要修復(fù)區(qū)，廊道與二級(jí)障礙點(diǎn)相交和未相交一級(jí)障礙點(diǎn)視為重要修復(fù)區(qū)，未相交二級(jí)障礙點(diǎn)視為一般修復(fù)區(qū)（圖7）。可見極重要修復(fù)區(qū)面積為18.25 km2，

此處一級(jí)障礙點(diǎn)聚集且與多條廊道相交，是三類候鳥遷徙過(guò)程中的必經(jīng)之地，位于甘井子區(qū)東北快速路、3號(hào)橋附近，該區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)域城市優(yōu)先開發(fā)區(qū)，建筑密集人口集中綠地面積小，城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)矛盾大，需要進(jìn)行針對(duì)保護(hù)和緊急修復(fù)。障礙點(diǎn)附近的梭魚灣公園和河流入海口兩側(cè)的綠地生態(tài)服務(wù)水平低，在候鳥游走過(guò)程中成為高阻力屏障。生態(tài)極重要修復(fù)區(qū)域首先應(yīng)嚴(yán)格控制開發(fā)建設(shè)活動(dòng)，其次考慮增加原有梭魚灣公園等內(nèi)部濕地面積，提升單位生態(tài)斑塊的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。同時(shí)創(chuàng)造新的適宜候鳥棲息環(huán)境，例如在淺海區(qū)域?yàn)┩恳虻刂埔朔N植蘆葦、堿蓬等土著植被，在一定程度上恢復(fù)濱海濕地生物多樣性，也為候鳥提供隱蔽、安全休憩場(chǎng)所；或考慮在潮間帶建設(shè)人工潮上棲息地，調(diào)節(jié)水覆蓋深度[33]，構(gòu)建候鳥遷徙休憩、覓食踏腳石，減少屏障阻力增強(qiáng)廊道連通性。

重要修復(fù)區(qū)面積為36.92 km2，研究區(qū)南部重要修復(fù)區(qū)分布在辛寨子、前革村、鶴大高速和沈海高速交界處、普蘭店區(qū)世紀(jì)路西段等城市建設(shè)中心周圍，土地利用類型仍是以建設(shè)用地為主，多圍繞極重要修復(fù)區(qū)周圍和源地附近廊道轉(zhuǎn)角處，是廊道連通的關(guān)鍵區(qū)域。研究區(qū)域北部重要修復(fù)區(qū)多分布在源地附近的鄉(xiāng)村處，土地利用類型多為建設(shè)用地和耕地。一般修復(fù)區(qū)面積為5.74 km2，雖不在廊道上，但圍繞重要修復(fù)區(qū)周圍，仍是不可忽視的修復(fù)區(qū)。重要修復(fù)區(qū)域和一般修復(fù)區(qū)，依據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃可以建設(shè)8 hm2以下的生態(tài)保育型小微濕地，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)，生態(tài)狀況良好，具有濕地的基本屬性和生態(tài)功能的同時(shí)對(duì)濕地進(jìn)行多功能生境設(shè)計(jì)（multi-functional habitat design），考慮鳥類生命活動(dòng)包括覓食、筑巢、繁殖、夜棲等內(nèi)容，營(yíng)建具備食物、水和隱蔽三大要素的濕地環(huán)境[34]。

5 結(jié)論與討論

（1）共識(shí)別出棲息地20處，其中陸上棲息地17處，面積約1556.06 km2占比99.87%，海島棲息地3處，面積約2.081 km2占比0.13%。

（2）3類阻力面共計(jì)識(shí)別出138條游走廊道，總長(zhǎng)度4083.306 km，平均長(zhǎng)度29.589 km，其中低阻力值廊道共計(jì)38條，中阻力值廊道56條，高阻力值廊道44條。

（3）共識(shí)別出水域沼澤鳥類夾點(diǎn)58個(gè)，森林鳥類夾點(diǎn)47個(gè)，低山農(nóng)田鳥類夾點(diǎn)44個(gè)；共識(shí)別出障礙點(diǎn)89個(gè)，按照自然斷點(diǎn)法分級(jí)出一級(jí)障礙點(diǎn)6個(gè)，二級(jí)障礙點(diǎn)83個(gè)。

（4）基于生態(tài)源地、廊道、夾點(diǎn)和障礙點(diǎn)識(shí)別，構(gòu)建的候鳥生境安全格局，將棲息地劃分為生態(tài)保護(hù)區(qū)，“夾點(diǎn)”劃分為生態(tài)關(guān)鍵區(qū)，將廊道與障礙點(diǎn)進(jìn)行疊加分析劃分出極重要修復(fù)區(qū)、重要修復(fù)區(qū)、一般修復(fù)區(qū)，并針對(duì)性提出修復(fù)建議。候鳥生境安全格局構(gòu)建，可以更好保護(hù)候鳥棲息地，保育候鳥物種多樣性，擴(kuò)大珍稀野生候鳥的種群規(guī)模，保護(hù)黃渤海候鳥棲息地的生態(tài)環(huán)境，為候鳥在東亞-澳大利西亞遷飛保護(hù)提供策略。

大連市地勢(shì)北高南低，市內(nèi)山地集中分布在北部和中部，山體相連是天然的棲息地群，碧流河、復(fù)州河、莊河、英那水庫(kù)、青云河水庫(kù)以及沿海灘涂和眾多無(wú)人島嶼等都是候鳥棲息、覓食、繁殖的重要生態(tài)斑塊。但市內(nèi)水資源空間分布不均，北多南少東多西少，且地形復(fù)雜土地利用類型空間差異大，使得棲息地連通性差。因此在構(gòu)建候鳥生境安全格局時(shí)，應(yīng)注意廊道間阻力高值區(qū)，識(shí)別生態(tài)修復(fù)區(qū)并根據(jù)不同地區(qū)狀況提出科學(xué)合理的建議，以提升候鳥遷徙安全。

所選取的8個(gè)阻力因子中，設(shè)置距海岸線距離阻力因子考慮了候鳥種群以及研究區(qū)域?yàn)闉I海城市涉及海岸線和島嶼等特殊生態(tài)環(huán)境，篩選出海島棲息地構(gòu)建海上游走廊道。設(shè)置食物供給能力阻力因子分析了不同類型鳥類的覓食習(xí)性能更加準(zhǔn)確的模擬出研究區(qū)域中各類候鳥的生活遷徙狀態(tài)，為候鳥保護(hù)提供更科學(xué)的建議。

此外，基于本研究，未來(lái)還可以繼續(xù)進(jìn)行更深入研究，例如，探究精確的海上阻力因子以構(gòu)建海上廊道。但同時(shí)也需要注意指標(biāo)選取的全面性，評(píng)價(jià)因子等級(jí)設(shè)置的客觀性，并對(duì)生態(tài)修復(fù)區(qū)域的修復(fù)成本、是否符合城市規(guī)劃實(shí)際進(jìn)行探討。

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收稿日期：2024-09-21

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41701123）。

作者簡(jiǎn)介：段悅穎（1999-），女，遼寧師范大學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)閲?guó)土空間規(guī)劃。

Abstract： Dalian is an important “transit station” for migratory birds in East Asia-Australasia， and is located in the throat of the Yellow （Bohai） Sea migratory bird habitat， where is an important resting， feeding and breeding place for migratory birds during their long-distance migration. Based on the idea of land-sea integration， this study identifies and analyzes the habitat conditions in the “staging area” and proposes recommendations for restoration， with the objectives of improving the ecological environment of migratory birds' habitats， enhancing species diversity， and strengthening population exchanges. By selecting important habitat patches from the MSPA model， landscape connectivity analysis， and combining important bird habitats in Dalian， we simulated the random movement of birds through circuit theory to identify migratory bird ecological corridors and important corridor nodes in order to construct a habitat security pattern. The results identified ecologically protected areas， ecologically critical areas， and areas to be restored in the study area. The areas to be restored were graded according to the importance of ecological security， and targeted restoration strategies were proposed. The habitat security pattern of migratory birds constructed in this paper could provide a scientific basis for migratory bird migration habitat protection.