陳 陽(yáng), 岳文澤, 張 亮

浙江大學(xué)土地管理系, 杭州 310058

濕地,被譽(yù)為“生物超市”“地球之腎”,與森林、海洋并稱為地球三大生態(tài)系統(tǒng)[1]。它能夠?yàn)槿祟惖纳姘l(fā)展提供食物、水源、肥料等物質(zhì)支持以及污染物降解、凈化水質(zhì)和生物棲息等功能[2]。然而,經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求與科技進(jìn)步助推人類對(duì)濕地資源的墾拓與攫取,無(wú)論是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)或發(fā)展中地區(qū)的濕地均因工業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展、居住用地?cái)U(kuò)張及污染等威脅而備受蠶食[3]。我國(guó)濕地面積居世界第四,地理分布跨越尺度大且類型紛繁多樣,蘊(yùn)含豐富的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,科學(xué)、有效地保護(hù)濕地是我國(guó)資源可持續(xù)利用的基本內(nèi)容,也是區(qū)域人地關(guān)系和諧的必要舉措。

在人與自然互動(dòng)愈加頻繁背景下,濕地環(huán)境組織與物質(zhì)構(gòu)成漸趨復(fù)雜,濕地保護(hù)研究成為學(xué)界熱衷探究的課題。研究聚焦于濕地利用癥結(jié)解構(gòu)和濕地保護(hù)措施、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的探索[4-7],解析威脅濕地保護(hù)的擾動(dòng)因素及其外部影響[8-11],分析濕地保護(hù)的效用與經(jīng)濟(jì)意義[12-13],基于區(qū)域濕地保護(hù)空缺辨識(shí)構(gòu)建優(yōu)化保護(hù)格局[14-15],濕地保護(hù)重要性的評(píng)價(jià)與區(qū)劃[16]。濕地保護(hù)邊界研究則多采用植物、土壤和水文等指標(biāo)辨識(shí)自然邊界[17- 21],鮮觸及人類對(duì)濕地保護(hù)邊界識(shí)別與引導(dǎo)保護(hù)的命題[22],反映了人類對(duì)濕地保護(hù)邊界議題的關(guān)注缺失。在多重人地矛盾的制約與影響下,濕地保護(hù)邊界劃定是發(fā)揮濕地自然功能也是緩解濕地的人為干擾的重要措施,相關(guān)研究仍顯匱乏。

海岸帶地區(qū)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)與人口重心,經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)矛盾制約著海岸帶土地利用發(fā)展,其沖突焦點(diǎn)為：因陸域土地資源的桎梏遂向海和灘涂索地,建設(shè)用地?cái)U(kuò)展引致灘涂濕地逐漸退縮。伴隨“拓展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)空間”發(fā)展納入“十三五”規(guī)劃及“一帶一路”戰(zhàn)略深入,作為陸域向海洋戰(zhàn)略推進(jìn)支點(diǎn)的海岸帶,其土地資源利用配置甚為關(guān)鍵——建設(shè)用地?cái)U(kuò)張與規(guī)劃約束下維持濕地保護(hù)范圍以協(xié)調(diào)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益步調(diào),因而如何破解因人類活動(dòng)排他性誘導(dǎo)的濕地資源保護(hù)困局對(duì)海岸帶土地資源可持續(xù)的意義不言而喻?；谝陨峡紤],研究擇取杭州灣南岸為研究靶區(qū),辨識(shí)濕地保護(hù)“源”和保護(hù)優(yōu)先等級(jí),從城鎮(zhèn)化、規(guī)劃、生態(tài)和自然因素集成的濕地空間約束評(píng)價(jià)和生態(tài)斷界兩個(gè)層次構(gòu)建“匯”景觀空間差異,利用改進(jìn)的最小累積阻力模型模擬濕地保護(hù)所需克服的累積阻力,以探索海岸帶濕地資源保護(hù)的約束空間和保護(hù)界限,希冀為探索海岸帶濕地的保護(hù)提供管理策略借鑒。

1 研究區(qū)與研究方法擇取

1.1 研究區(qū)概況

杭州灣南岸呈倒V形冠于浙江省寧波市北部,西起余姚市,東至鎮(zhèn)海角,介于東經(jīng)120°—121°,北緯29°55′—30°27′,北毗杭州灣河口灘涂,南枕翠屏山丘陵區(qū)。研究區(qū)由沿山低丘、湖海相淤積平原和沿海灘涂組成,翠屏山湖區(qū)、慈溪平原河網(wǎng)、灘涂地等濕地資源豐富(圖1)。域內(nèi)東南丘陵區(qū)密布坑塘水面、湖泊,濱海沉積平原呈扇狀北凸,密集河網(wǎng)、溝渠構(gòu)成平原水網(wǎng)。沿海灘涂分布廣袤,其面積達(dá)274.52km2,為淤泥質(zhì)岸灘。區(qū)域既為寧波市農(nóng)業(yè)基地也是浙東的工業(yè)重鎮(zhèn),2013年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)民可支配收入均超20000元,屬經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。區(qū)域面積1337.83km2,建設(shè)用地、耕地為該區(qū)域主要土地利用類型,占比分別為37.68%、22.45%,域內(nèi)余姚北部、杭州灣新區(qū)和鎮(zhèn)海為三大核心城鎮(zhèn)帶,土地具備良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿臻g[23]。迫于陸域土地資源所限與建設(shè)用地?cái)U(kuò)張需求,研究區(qū)內(nèi)灘涂圍墾、河流填埋與新區(qū)建設(shè)步伐加快,僅慈溪段已完成圍墾151.33km2,余姚、鎮(zhèn)海規(guī)劃圍墾達(dá)108.67km2。另有77.26km2灘涂規(guī)劃于有條件建設(shè)區(qū),面臨著隨時(shí)被建設(shè)用地侵吞的威脅。顯然,在城鎮(zhèn)擴(kuò)張及規(guī)劃的約束下,濕地保護(hù)面臨的形勢(shì)將愈發(fā)嚴(yán)峻。

1.2 研究數(shù)據(jù)支持

圖1 研究區(qū)地理位置及濕地分布Fig.1 Location and wetland distribution of the study area

研究數(shù)據(jù)來(lái)源：(1)土地利用和城市規(guī)劃數(shù)據(jù)。包括余姚市、慈溪市和鎮(zhèn)海區(qū)第二次全國(guó)土地調(diào)查2013年度更新數(shù)據(jù)、2020年土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù),寧波市灘涂圍墾造地規(guī)劃(2011—2020年)、寧波市城市總體規(guī)劃(2005—2020年)市域生態(tài)保護(hù)紅線分區(qū)圖及生態(tài)保護(hù)分類圖。(2)自然背景數(shù)據(jù)。源自中國(guó)科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)的30m空間分辨率DEM數(shù)據(jù)、Landsat8數(shù)據(jù),其中Landsat 8數(shù)據(jù)條帶號(hào)為118、行編號(hào)39,云量為2.37%,日期為2013年8月29日；寧波市地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)沉降成果圖提取自寧波市國(guó)土資源局門戶網(wǎng)站。(3)城鎮(zhèn)人口與交通數(shù)據(jù)。人口數(shù)據(jù)源于同年份余姚市、慈溪市和鎮(zhèn)海區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口；交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)根據(jù)寧波市交通路線圖矢量化獲得。(4)環(huán)境保護(hù)數(shù)據(jù)。廢水、污水、重金屬等污染源監(jiān)測(cè)企業(yè)和污水處理廠依據(jù)寧波市環(huán)保局所發(fā)布的2013年寧波市監(jiān)控企業(yè)名單和污水處理公司名錄收集,結(jié)合google地圖和企業(yè)地址進(jìn)行地理定位；寧波海水質(zhì)量由2013年寧波海洋環(huán)境公報(bào)的寧波沿海海域污染圖件數(shù)字化獲取。

2 研究思路與方法

2.1 濕地保護(hù)“源”界定

濕地保護(hù)是抗拒和彌補(bǔ)人類活動(dòng)對(duì)濕地生態(tài)擾動(dòng)的過(guò)程,為生物提供棲息環(huán)境滿足生存條件,利于濕地環(huán)境的穩(wěn)定與發(fā)展,其目標(biāo)是維持濕地功能永續(xù)。其中,濕地是濕地保護(hù)事件產(chǎn)生與擴(kuò)散的起點(diǎn)和源頭,是生物活動(dòng)、環(huán)境物質(zhì)交換的基本場(chǎng)所,為促進(jìn)生態(tài)過(guò)程作用的景觀斑塊,屬于“源”景觀類型。鑒于濕地缺乏統(tǒng)一分類系統(tǒng),研究采用濕地公約的定義,即濕地系不問(wèn)其為天然或人工、常久或暫時(shí)之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶,帶有或靜止或流動(dòng)、或?yàn)榈胂趟蛳趟w者,包括低潮時(shí)水深不超過(guò)6m的水域。結(jié)合任麗燕[24]、田素娟等[25]基于土地利用的濕地提取,析出河流水面、沿海灘涂、內(nèi)陸灘涂、坑塘水面、水庫(kù)水面、溝渠和水田7類濕地保護(hù)源。同時(shí),鑒于“源”景觀對(duì)生態(tài)保護(hù)的貢獻(xiàn)存在區(qū)別,不同類型景觀面對(duì)生態(tài)過(guò)程的影響時(shí),需要甄別它們的作用強(qiáng)弱[26]。本文依據(jù)分布格局、景觀破碎度、開(kāi)發(fā)特征設(shè)定“源”保護(hù)優(yōu)先等級(jí)系數(shù)以體現(xiàn)性質(zhì)強(qiáng)弱,人工影響程度越高,其保護(hù)優(yōu)先等級(jí)越低,反之則相反。

2.2 “匯”景觀空間限制等級(jí)辨析

“匯”景觀對(duì)濕地保護(hù)過(guò)程起負(fù)向滯緩作用,是誘使?jié)竦匚s、功能退化的約束成因。考慮到“匯”景觀作用強(qiáng)弱與傳播媒介性質(zhì)息息相關(guān),對(duì)濕地空間的約束特性存在差異,對(duì)濕地保護(hù)空間劃定影響程度不盡相同,依據(jù)強(qiáng)弱層次劃分為濕地保護(hù)阻力和生態(tài)斷界兩類。保護(hù)阻力包括城鎮(zhèn)擴(kuò)展、人口集聚、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、自然條件等阻滯因素,由濕地空間約束評(píng)價(jià)形成,評(píng)價(jià)結(jié)果代表濕地保護(hù)生態(tài)阻力基面特性。生態(tài)斷界象征濕地保護(hù)無(wú)法逾越的人工邊界,指隨著空間約束等級(jí)攀升,生態(tài)保護(hù)阻力達(dá)到峰值的地帶。它屬于高度人工化地區(qū),多為生態(tài)活動(dòng)罕至地區(qū)。

研究歸納了自然環(huán)境、城鎮(zhèn)化影響、生態(tài)重要性和規(guī)劃措施等因素16個(gè)指標(biāo)建立濕地的空間約束評(píng)價(jià)體系(表1),采用層次分析法和德?tīng)柗品ㄟ\(yùn)算指標(biāo)權(quán)重測(cè)度空間約束差異。指標(biāo)意義與處理如下：

(1)自然環(huán)境

自然環(huán)境是濕地演化的基礎(chǔ)本底,對(duì)濕地保護(hù)存在直接與間接的影響效應(yīng)。濕地所處的地域環(huán)境直接影響約束壓力,山地、丘陵的濕地自然水土發(fā)育條件優(yōu)越且不易被人為活動(dòng)干擾,因此以高程、坡度指標(biāo)表征自然因子對(duì)濕地保護(hù)的直接約束力；相反地,在趨利避害的開(kāi)發(fā)取向下,自然災(zāi)害鮮見(jiàn)區(qū)更受土地利用與開(kāi)發(fā)的青睞,地質(zhì)災(zāi)害、地面沉降指示了對(duì)濕地保護(hù)的間接約束。高程、坡度數(shù)據(jù)依據(jù)DEM數(shù)據(jù)提取與生成,地質(zhì)災(zāi)害與地面沉降數(shù)據(jù)通過(guò)矢量化獲取。

(2)城鎮(zhèn)化影響

城鎮(zhèn)化影響是在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中日益強(qiáng)盛的人為活動(dòng)對(duì)濕地構(gòu)成的脅迫,產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大、人口膨脹、環(huán)境污染等是誘使?jié)竦財(cái)?shù)量縮減與質(zhì)量惡化的典型癥結(jié)。產(chǎn)業(yè)園區(qū)、污染源以域內(nèi)產(chǎn)業(yè)新城和重金屬、污水、固體廢物等排放企業(yè)為基點(diǎn)進(jìn)行多環(huán)緩沖分析,表征產(chǎn)業(yè)園、新區(qū)和人為污染對(duì)濕地的負(fù)外部性效應(yīng)。人口集聚度反映人口集中對(duì)濕地的干擾,以改進(jìn)的人口集聚度公式測(cè)度[27]：

PGIi=Pj/n·Dij·Ai

式中,PGIi代表第i個(gè)村莊聚落的人口聚集度,Pj是i村莊所屬第j個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),n是第j個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)的村莊總數(shù)量,Dij代表i村莊至j鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心的距離加權(quán)系數(shù),Ai為i村莊面積比例系數(shù)?；跍y(cè)度結(jié)果利用克里金插值生成人口影響因素的基面。

交通可達(dá)度是保障區(qū)域緊密聯(lián)系的紐帶,力促區(qū)域土地利用與開(kāi)發(fā)[28],隨即構(gòu)成對(duì)濕地保護(hù)的壓力,可達(dá)性水平愈發(fā)達(dá)對(duì)濕地保護(hù)構(gòu)成的壓力愈強(qiáng)。其計(jì)算公式為：

式中,Ai表示鄉(xiāng)鎮(zhèn)i到寧波其他村鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)所需要的耗時(shí)總和,n表示節(jié)點(diǎn)總數(shù),Tij表示節(jié)點(diǎn)i到j(luò)點(diǎn)的所耗費(fèi)最少時(shí)間?；诔擎?zhèn)、村莊節(jié)點(diǎn)與交通網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)通過(guò)ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析來(lái)模擬可達(dá)程度。

(3)生態(tài)重要性

杭州灣南岸為候鳥(niǎo)、底棲生物的典型棲息場(chǎng)所,承擔(dān)維護(hù)生境和生物多樣性作用。濕地具備水源供給、調(diào)節(jié)和凈化水質(zhì)作用,而為維持濕地生態(tài)功能的可持續(xù)往往須采取人工污水處理措施。故以水功能分區(qū)來(lái)表征杭州灣南岸濕地水源調(diào)蓄功能及人為保護(hù)等級(jí)強(qiáng)弱,以寧波市生態(tài)分類圖矢量化處理；以污水處理來(lái)表征人工水處理技術(shù)對(duì)濕地水功能處理的支持,以緩沖區(qū)分析獲得。

生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性服務(wù)功能發(fā)達(dá)的地域能為物種提供良好生境,以生境敏感性指數(shù)進(jìn)行表征[29-30],計(jì)算公式如下：

Si=l·n·m

式中，Si表示i地類的生境敏感性指數(shù),l為土地利用類型,n為生物多樣性服務(wù)當(dāng)量,m為土地所在區(qū)域保護(hù)級(jí)別修正系數(shù)。本文歸納為城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界、其他區(qū)域、生態(tài)保護(hù)區(qū)三種開(kāi)發(fā)強(qiáng)度環(huán)境,修正系數(shù)分別賦值0.75、1和1.25。

植被覆蓋能夠促進(jìn)濕地生物活動(dòng)、物質(zhì)交換和能量流動(dòng),體現(xiàn)了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的能量和活力,是衡量濕地生態(tài)系統(tǒng)安全和健康的重要指標(biāo)[31- 32]。通過(guò)Landsat8影像提取,處理方式如下：

NDVI為植被覆蓋指數(shù),NIR表示近紅外波段反射率值,R為紅外波段的反射率值。其值介于-1到1之間,負(fù)值表示地面覆蓋為云、水、雪；0為巖石或裸土；正值代表植被覆蓋,指越大隨覆蓋度越大。

(4)規(guī)劃措施

規(guī)劃措施是人類管控濕地資源配置的重要手段,體現(xiàn)了人為規(guī)避建設(shè)用地、耕地?cái)U(kuò)張擠兌濕地空間的引導(dǎo)舉措。引入土地規(guī)劃一致性考察濕地時(shí)空序列的演化,辨別區(qū)域濕地保護(hù)和風(fēng)險(xiǎn)空間格局,通過(guò)土地利用現(xiàn)狀與2020年土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)疊加獲取。建設(shè)用地管制是引導(dǎo)管制城鄉(xiāng)用地建設(shè)活動(dòng)所限定的區(qū)域范圍,體現(xiàn)了建設(shè)用地控制對(duì)濕地潛在威脅與空間約束的差異；生態(tài)區(qū)管制實(shí)質(zhì)是對(duì)生態(tài)環(huán)境安全本底的維護(hù),旨在于保護(hù)和監(jiān)管生態(tài)敏感區(qū)域,反映的是人類生態(tài)意識(shí)所策動(dòng)對(duì)濕地的保護(hù)行為力度,通過(guò)寧波城市規(guī)劃生態(tài)紅線分區(qū)圖數(shù)字化獲取；灘涂圍墾規(guī)劃是迫于陸域土地資源桎梏,政府轉(zhuǎn)而向?yàn)┩?、海域拓展空間以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,代表了人類對(duì)灘涂資源開(kāi)發(fā)所施加的壓力,這是目前海岸帶灘涂利用的突出現(xiàn)象。

表1 濕地空間約束評(píng)價(jià)體系

2.3 最小累積阻力模型

基于濕地保護(hù)“源”和“匯”景觀單元要素,文章引入基于濕地保護(hù)等級(jí)系數(shù)改進(jìn)的MCR模型[33],測(cè)度濕地保護(hù)的最小累積阻力面。通過(guò)疊加不同濕地保護(hù)等級(jí)所產(chǎn)生的最小累積阻力面,綜合反映濕地源保護(hù)須克服多重空間約束因子產(chǎn)生的生態(tài)阻力,生態(tài)阻力越大則越不利于濕地保護(hù)。其計(jì)算方式如下：

f為一個(gè)未知的正函數(shù),表示最小累積阻力和空間約束性格局呈正相關(guān)關(guān)系,Dij為源j到評(píng)價(jià)基面單元i的空間距離,Ri是基面柵格單元i對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的阻力系數(shù),Kj為濕地源j保護(hù)優(yōu)先等級(jí)系數(shù)。

3 濕地保護(hù)“源-匯”空間景觀單元構(gòu)建

3.1 “源”景觀類型與級(jí)別劃分

綜合Landsat8影像與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),應(yīng)于濕地分布區(qū)位、性狀、與城鎮(zhèn)帶鄰近度等考慮,研究將濕地保護(hù)源分為3個(gè)等級(jí)(表2)。河流水面、灘涂面積達(dá)到386.92km2,呈連片式分布于杭州灣沿岸,景觀破碎度小且受人為開(kāi)發(fā)活動(dòng)有限,整體生態(tài)功能與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)抗性最強(qiáng),保護(hù)優(yōu)先等級(jí)最高；坑塘水面、水庫(kù)水面保護(hù)優(yōu)先等級(jí)次之,面積為40.26km2,盡管屬人為開(kāi)發(fā),但多布局于杭州灣沿岸、翠屏山區(qū),受自然作用明顯；溝渠、水田以集聚形式分布,間雜于余姚北部和鎮(zhèn)海等杭州灣南岸核心城鎮(zhèn)帶,面積172.12km2,受人類生產(chǎn)、生活干擾導(dǎo)致破碎度大,所以保護(hù)等級(jí)最弱。各等級(jí)系數(shù)指代源景觀優(yōu)先保護(hù)等級(jí),一級(jí)為1,二級(jí)為0.95、三級(jí)為0.90。

表2 濕地保護(hù)源性質(zhì)劃分

3.2 濕地保護(hù)“匯”景觀空間限制識(shí)別

3.2.1 濕地生態(tài)斷界的劃分

生態(tài)斷界是人類物質(zhì)交互、能量溝通最為活躍的場(chǎng)所,以人類為核心的群落活動(dòng)對(duì)其他生物的強(qiáng)烈排斥導(dǎo)致內(nèi)部生態(tài)功能的喪失,與濕地的特性大相庭徑。生態(tài)斷界之于濕地的約束能力近乎極限,因此由濕地跨越斷界的生態(tài)能值發(fā)生質(zhì)變,對(duì)濕地的地理分布構(gòu)成剛性約束。生態(tài)斷界總面積達(dá)286.73km2,面積占研究區(qū)21.43%,可劃分為兩類：一類為城鄉(xiāng)建設(shè)用地,包括城市、建制鎮(zhèn)、農(nóng)村和獨(dú)立工礦用地,占地面積達(dá)255.84km2；第二類為交通運(yùn)輸用地,包含鐵路用地、公路用地、港口碼頭用地等,總計(jì)面積為30.89km2。

3.2.2 濕地保護(hù)空間約束層級(jí)解析

基于自然環(huán)境、城鎮(zhèn)化影響、生態(tài)重要性和規(guī)劃措施測(cè)度并以自然斷裂法劃分濕地空間約束格局,形成“匯”景觀集成的空間分異(圖2),其本質(zhì)反映了“匯”景觀單元通過(guò)空間約束因素疊加的垂直過(guò)程對(duì)于濕地保護(hù)的影響度。

以圖2所示,杭州灣南岸濕地空間約束格局呈組團(tuán)式空間分異和“兩頭小中間大”的數(shù)量層次特征,反映了區(qū)域大部分地區(qū)受重外部性深刻影響。就生態(tài)斷界、高度約束與中度約束等級(jí)區(qū)域68.74%的面積占比衡量,杭州灣南岸濕地保護(hù)面臨著較強(qiáng)的約束與壓迫形勢(shì)。高度空間約束級(jí)區(qū)面積為118.51km2,呈現(xiàn)以小曹娥濱海產(chǎn)業(yè)新區(qū)、杭州灣新區(qū)、東部沿岸產(chǎn)業(yè)帶為核心的地理格局,與生態(tài)斷界交錯(cuò)分布,反映了集中和高強(qiáng)度生產(chǎn)、生活行為對(duì)濕地保護(hù)顯著的負(fù)外部性效應(yīng)。中度約束級(jí)區(qū)面積高達(dá)299.63km2,比例為22.40%。除余姚北部沿岸廣袤分布,主體多緊緊環(huán)繞在高度約束級(jí)區(qū)外圍,盡管無(wú)法判別因人類活動(dòng)增強(qiáng)能否導(dǎo)致中度約束級(jí)區(qū)的情勢(shì)惡化,而因其數(shù)量龐大,須意識(shí)到：管控其內(nèi)部開(kāi)發(fā)活動(dòng)以規(guī)避生態(tài)阻力的上升。

低度約束級(jí)區(qū)面積最大,為461.91km2,占比34.53%,自余姚北部區(qū)域延伸至東部鎮(zhèn)海城區(qū),貫穿杭州灣南岸,包含研究區(qū)內(nèi)主要的農(nóng)墾區(qū)和灘涂。須指出的是,杭州灣新區(qū)東部灘涂是新區(qū)拓展和圍墾規(guī)劃所覬覦的重點(diǎn)地域,近期約束力恐將快速上升。杭州灣濕地保護(hù)公園和慈溪市南部翠屏山區(qū)不存在著濕地的空間約束影響,其余部分散布于兩者周圍或集中分布在余姚段南部林區(qū)、慈溪農(nóng)墾區(qū)。其面積總計(jì)171.05km2,為杭州灣南岸濕地保護(hù)不可逾越的生態(tài)底質(zhì)。

4 基于最小累積阻力測(cè)度的濕地保護(hù)界限辨識(shí)

在識(shí)別濕地保護(hù)“源”“匯”景觀及空間特征構(gòu)架上,利用累積阻力模型結(jié)合“源”保護(hù)優(yōu)先系數(shù)估測(cè)濕地保護(hù)的生態(tài)阻力值。由源向匯景觀轉(zhuǎn)移的生態(tài)流隨著距離推移逐級(jí)上升,而穿越某些突變點(diǎn)時(shí),其生態(tài)阻力值發(fā)生驟變。這一過(guò)程昭示著濕地保護(hù)的生態(tài)能值達(dá)到某個(gè)臨界點(diǎn)后,濕地保護(hù)區(qū)域所增加的面積及生態(tài)內(nèi)涵急劇下降,故以最小累積生態(tài)阻力的閾值作區(qū)劃方式具備可行性與科學(xué)性,在生態(tài)區(qū)劃研究中得到實(shí)踐應(yīng)用[34-35]。因此,文章基于突變拐點(diǎn)思考,以最小累積阻力值和面積曲線間隔的突變點(diǎn)來(lái)劃分濕地保護(hù)邊界與緩沖區(qū)帶,其劃分閾值分別為8238、10386,得到濕地保護(hù)范圍(圖3)。

圖3 濕地保護(hù)界限Fig.3 The delineation of wetland reserve boundary

觀察圖3,盡管杭州灣南岸的濕地布局范圍較大,但基于最小累積阻力模型測(cè)度的保護(hù)界限面積為49.11km2,緩沖帶面積為24.07km2。大體上,濕地保護(hù)界限與緩沖帶空間布局基本一致,受距離影響阻力遞增,緩沖帶多以半環(huán)裝環(huán)繞濕地保護(hù)界限外圍。兩者面積之和僅占杭州灣南岸地區(qū)5.47%,可見(jiàn)濕地保護(hù)的拓展與彈性調(diào)整空間極為有限。

濕地保護(hù)邊界主要分為三類：第一種類型為保育林區(qū),主要分布于余姚段南部和翠屏山區(qū),總面積34.51km2。前者由雙尖山、牛角山、大羊山等低矮丘陵構(gòu)成的林地片區(qū),后者匯聚了杜湖水庫(kù)、靈湖、窖湖等濕地源,保護(hù)界限將密集的湖區(qū)串聯(lián)成片并延伸至鎮(zhèn)海北部。兩者均保持集聚、獨(dú)立形態(tài)存在與運(yùn)作,人為活動(dòng)影響甚微,可有效地為濕地保護(hù)提供水源涵養(yǎng)功能。其外圍緩沖帶面積為13.86km2,因余姚段南部丘陵片區(qū)部分與村鎮(zhèn)聚落相鄰,緩沖帶主要由低丘、山坡外圍零落的耕地、農(nóng)村道路組成。而前者不同的是,翠屏山區(qū)濕地保護(hù)緩沖帶以延綿的四明山余脈為軸,將五磊山景區(qū)、溝谷灌木林、旱地依次納入,形成與濕地交融互饋的自然機(jī)體。

第二類為農(nóng)地延伸型保護(hù)界限,指溝通水田、溝渠、坑塘水面等點(diǎn)、線源地附著于農(nóng)耕區(qū)周邊的濕地保護(hù)界限,最顯著的特征是農(nóng)地組團(tuán)式發(fā)展使?jié)竦乇Ｗo(hù)范圍呈塊狀集聚形態(tài),面積為11.25km2,緩沖帶面積達(dá)7.82km2。其中涵蓋慈溪西北部庵東—周巷農(nóng)墾區(qū),北依杭州灣濕地保護(hù)區(qū),聯(lián)接庵東農(nóng)墾場(chǎng)與周巷基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)；另一部分坐落于觀海衛(wèi)鎮(zhèn)中橫—三海交通樞紐,依托交通樞紐、河網(wǎng)孕育成為城郊農(nóng)業(yè)帶,休閑莊園、果蔬市場(chǎng)以環(huán)形層次圍繞保護(hù)區(qū)。

第三類為水源保護(hù)型界限,分布于杭州灣新區(qū)以東水庫(kù)區(qū),保護(hù)面積與緩沖帶面積共5.75km2。受杭州灣新區(qū)生態(tài)斷界所限,濕地保護(hù)界限西段以直線式隔斷,但杭州灣產(chǎn)業(yè)區(qū)高集聚的生產(chǎn)、生活水源及農(nóng)業(yè)發(fā)展需求仍由水庫(kù)區(qū)和濕地保護(hù)界限所維系。邊界呈東向延伸態(tài)勢(shì),東段屬重點(diǎn)海涂圍墾區(qū),主要以建壩、筑溝、引水、培田的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)墾運(yùn)作,水庫(kù)區(qū)為排灌和農(nóng)耕的水源地,其保護(hù)界限及緩沖帶的東擴(kuò)能夠連接墾區(qū)來(lái)穩(wěn)定水源供給,提高排水與納水能力。

5 結(jié)論與討論

從“源-匯”景觀研究視角入手,研究解析了濕地保護(hù)源并評(píng)價(jià)了匯景觀空間單元對(duì)濕地保護(hù)的空間約束空間分異,利用改進(jìn)最小累積阻力模型對(duì)杭州灣南岸濕地保護(hù)界限進(jìn)行了模擬與辨識(shí),得到以下結(jié)論：

(1)基于多重因素的空間約束評(píng)價(jià)與濕地生態(tài)斷界的劃分,通過(guò)最小累積阻力模型有效地刻畫(huà)外部因子集成對(duì)濕地保護(hù)的限制及水平距離上的差異,以量化方式展現(xiàn)濕地保護(hù)所處阻力最小地帶,為劃分濕地保護(hù)邊界構(gòu)思了新的思路。

(2)杭州灣南岸生態(tài)斷界與中高約束的區(qū)域占據(jù)研究區(qū)52.69%比例,無(wú)約束地域僅為12.79%,可見(jiàn)整體上杭州灣南岸濕地保護(hù)經(jīng)受較強(qiáng)空間約束,面臨多重因素綜合壓迫的性勢(shì)。同時(shí),低度約束區(qū)域占據(jù)34.53%,說(shuō)明杭州灣南岸區(qū)域多介于高低空間約束性勢(shì)轉(zhuǎn)換或過(guò)渡階段,進(jìn)一步擠壓了濕地保護(hù)的盈余空間。

(3)研究劃分濕地保護(hù)邊界范圍與緩沖區(qū)帶為49.11、24.07km2,僅占據(jù)杭州灣南岸5.47%,杭州灣南岸濕地保護(hù)范圍空間有限。地理分布上,保育林區(qū)型邊界分布在余姚段南部和翠屏山區(qū),為林地、河湖集中片區(qū)；農(nóng)地延伸型邊界布局在慈溪西北部庵東—周巷農(nóng)墾區(qū)與觀海衛(wèi)鎮(zhèn)中橫—三海交通樞紐,均環(huán)繞于研究區(qū)農(nóng)田片區(qū)外圍；水源保護(hù)型邊界分布在杭州灣新區(qū)東部水庫(kù)區(qū),為圍墾、農(nóng)業(yè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的水源供給地。

在城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)的背景下,由于濕地經(jīng)濟(jì)效益不甚顯著,構(gòu)建濕地保護(hù)邊界始終是懸而未決的問(wèn)題。依據(jù)本文核心內(nèi)旨,可遵循景觀基質(zhì)—生態(tài)過(guò)程—功能定型的階段演化邏輯來(lái)搭建濕地保護(hù)策略構(gòu)架：從景觀基質(zhì)來(lái)看,域內(nèi)水田基本已納入基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)劃,河流水面、灘涂亦因區(qū)位、自然特點(diǎn)難以開(kāi)發(fā)得以幸免,重點(diǎn)是如何控制坑塘水面與水庫(kù)水面退化趨勢(shì)。另一方面,生態(tài)斷界與濕地保護(hù)源的銜接產(chǎn)生的兩側(cè)“極化”,警示著須嚴(yán)控建設(shè)用地發(fā)展邊界和濕地保護(hù)邊界的規(guī)模,從本質(zhì)上遏制城鎮(zhèn)用地持續(xù)外擴(kuò)以保障濕地空間?？紤]到人類活動(dòng)、污染等跨越生態(tài)斷界的行為、物質(zhì)流動(dòng)和能量交換,須在濕地端設(shè)置綠化帶、溝渠等緩沖阻隔,在城鎮(zhèn)端減少高強(qiáng)度、大規(guī)模人類生產(chǎn)和生活行為與設(shè)施,避免對(duì)濕地側(cè)的隱性影響與侵占；在生態(tài)過(guò)程階段,空間約束力擠兌濕地空間產(chǎn)生生態(tài)阻力值的強(qiáng)弱,研究據(jù)此辨析濕地保護(hù)邊界與緩沖帶。其本質(zhì)上通過(guò)設(shè)定“灰空間”過(guò)渡的彈性模式,貫徹空間浮動(dòng)管控的彈性思維,為城鎮(zhèn)化與濕地保護(hù)預(yù)留緩沖空間,緩解城鎮(zhèn)化與濕地保護(hù)直接損益關(guān)系,為數(shù)量規(guī)模與管理決策提供調(diào)節(jié)余地；依據(jù)功能分析,濕地承襲區(qū)域土地功能定位,透露著濕地保護(hù)的異質(zhì)性要求。杭州灣南岸生活、生產(chǎn)和生態(tài)功能地域交錯(cuò)格局要求濕地保持區(qū)域功能的彼此獨(dú)立,保護(hù)邊界則分別承擔(dān)生態(tài)保育、耕地生產(chǎn)、水土涵養(yǎng)的功能,須以區(qū)別化措施協(xié)調(diào)界限與鄰近保護(hù)源功能,構(gòu)建保護(hù)源基質(zhì)輻射與保護(hù)邊界、緩沖帶的廊道聯(lián)通互哺的功能有機(jī)體,發(fā)揮不同區(qū)段濕地生活、生產(chǎn)和生態(tài)功能。

研究也存在待深化之處。因考慮濕地 “源”和生態(tài)斷界細(xì)碎斑塊多呈集聚形態(tài),整體上性質(zhì)影響有限,并未剔除此類景觀斑塊,進(jìn)一步研究則須考慮“源-匯”景觀斑塊甄選的閾值。此外,盡管依據(jù)突變點(diǎn)辨識(shí)來(lái)最小累積阻力值域劃分邊界,但仍應(yīng)探索集成多要素的綜合區(qū)劃法深化對(duì)累積阻力的斷點(diǎn)識(shí)別。

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