王玉瑩,金曉斌,2,3,*,沈春竹,鮑桂葉,劉 晶,周寅康,2,3

1 南京大學地理與海洋科學學院,南京 210023 2 國土資源部海岸帶開發(fā)與保護重點實驗室,南京 210023 3 南京大學自然資源研究中心,南京 210023 4 江蘇省土地勘測規(guī)劃院,南京 210000

十九大報告提出,人類必須尊重自然、順應自然、保護自然。過去幾十年經(jīng)濟持續(xù)高速增長,城市化不斷推進,形成了巨大的資源環(huán)境壓力,生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴重威脅,保障生態(tài)安全已經(jīng)成為中國社會可持續(xù)發(fā)展面臨的新主題[1]。城市化是土地利用與土地覆被變化的重要驅(qū)動力,急劇地改變著區(qū)域的景觀格局,以及生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能[2],同時伴隨棲息地破碎、生物多樣性減少、水體污染等重大環(huán)境問題[3- 4]。當前背景下,構建生態(tài)安全格局被認為是實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)安全的基本保障和重要途徑[5]。

當前,“源地-廊道”已成為生態(tài)安全格局構建及區(qū)域生態(tài)安全格局分析的典型范式[6]。源地是對區(qū)域生態(tài)過程與功能起決定作用并對區(qū)域生態(tài)安全具有重要意義或者擔負重要輻射功能的生境斑塊[6],基于不同的目標,學者們以不同的視角進行生態(tài)源地識別,如Zagasa等[7]關注森林的土壤保持功能,基于GIS技術、利用通用流失方程,辨識了希臘奧林匹斯山的關鍵性水土流失防護空間；彭建等[8]綜合考慮糧食供給、土壤保持、近水游憩、產(chǎn)水、生境維持5大生態(tài)服務功能,對雄安新區(qū)的自然基底特征和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行評估；楊姍姍等[9]通過生態(tài)系統(tǒng)服務重要性和生態(tài)敏感性評價,利用GIS 空間分析技術劃定生態(tài)紅線范圍,以生態(tài)紅線區(qū)域作為構建生態(tài)安全格局的源地。此外,Peng等[10]指出生態(tài)源地的識別不僅要評估生態(tài)功能重要性,還需要考量生態(tài)退化風險對生態(tài)用地的影響。廊道是生態(tài)網(wǎng)絡體系中對物質(zhì)、能量與信息流動具有重要連通作用,尤其是為動物遷徙提供重要通道的帶狀區(qū)域[11]。方法上,當前已發(fā)展出最小累積阻力模型[12]、圖論[13]、電流理論[14]等定量識別方法,其中最小累積阻力模型(MCR)由于能較好地模擬生物空間運動的潛在趨勢與景觀格局改變之間的關系,已被廣泛應用于廊道識別和生態(tài)安全格局構建[15- 17]。最小累積阻力模型應用的關鍵在于生態(tài)阻力面的設立,已有研究大多基于土地利用/覆被類型,依據(jù)專家經(jīng)驗賦值[17],但由于土地利用類型的多樣性,以及土地利用與生態(tài)過程相互作用的復雜性,基于土地利用類型的均一化賦值,難以真實反映同一土地利用覆被類型下不同土地利用方式和強度對生態(tài)阻力的影響差異,亟待深入研究能夠定量表征不同空間單元生態(tài)阻力差異的針對性參數(shù)。

生態(tài)安全是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的必要前提,特別是對于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),以生態(tài)安全格局為基礎制定區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略顯得尤為重要。雖然國內(nèi)對生態(tài)安全格局構建已經(jīng)進行了較為深入的討論,但研究尺度多為市級或縣級[15,18- 19],區(qū)域尺度的研究較少且多集中在京津冀、長株潭城市群、關中城市群等地區(qū)[20- 22],而針對經(jīng)濟發(fā)展水平高、城市快速擴張的東部發(fā)達區(qū)的研究仍不多見。本文以蘇南地區(qū)為研究區(qū),嘗試從生物多樣性保護、水資源安全、土壤保持3個方面進行生態(tài)用地重要度評價并提取生態(tài)源地,采用夜間燈光數(shù)據(jù)修正景觀阻力面,基于最小累積阻力模型劃定緩沖區(qū)、識別生態(tài)廊道,綜合構建區(qū)域生態(tài)安全格局,以期為生態(tài)文明背景下推進蘇南現(xiàn)代化示范區(qū)建設提供參考。

1 研究區(qū)概況與基礎數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

蘇南是江蘇省內(nèi)長江以南地區(qū)的簡稱,地處長江入?？诟沟?北沿長江,與上海、浙江以及安徽毗鄰。蘇南地區(qū)是以上海為龍頭的長江三角洲經(jīng)濟帶的核心組成部分,包括南京、蘇州、無錫、常州和鎮(zhèn)江5市,國土面積27872 km2,占江蘇省土地總面積的27.17%。研究區(qū)地形以低山、丘陵、平原為主,水網(wǎng)密集,長江東西橫貫境內(nèi)。其中平原面積占蘇南土地總面積50.45%,山丘面積占28.4%,水域面積占21.15%。該區(qū)域內(nèi)以茅山山脈為分水嶺,東部為太湖平原,地勢平坦、水網(wǎng)密布；西部為寧鎮(zhèn)丘陵和宜溧丘陵,地勢起伏較大。研究區(qū)區(qū)位示意見圖1。

圖1 研究區(qū)區(qū)位示意圖與土地利用現(xiàn)狀Fig.1 Location and present land use types of the study area

蘇南地區(qū)地處中國東南沿海長江三角洲核心區(qū),是近代中國現(xiàn)代化發(fā)軔地、民族工業(yè)發(fā)祥地、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)源地。改革開放以來,蘇南地區(qū)經(jīng)歷了鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展和外向型經(jīng)濟發(fā)展兩次歷史轉型,成功實現(xiàn)了由農(nóng)業(yè)化向工業(yè)化、農(nóng)村化向城鎮(zhèn)化的轉變,在各方面都實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展,整體處在工業(yè)文明后期,擁有著雄厚的經(jīng)濟基礎和完善的社會基礎設施,綜合發(fā)展水平走在全國的前列。2013年,經(jīng)中國國務院同意,中國國家發(fā)展改革委印發(fā)《蘇南現(xiàn)代化建設示范區(qū)規(guī)劃》,標志著中國第一個以現(xiàn)代化建設為主題的區(qū)域規(guī)劃正式頒布實施。但蘇南地區(qū)人口密度高、人地關系緊張,快速城鎮(zhèn)化發(fā)展導致土地開發(fā)利用范圍廣、強度大,生態(tài)廊道阻斷,生物棲息地破碎化,湖泊濕地面積日漸縮減,土地利用結構與空間布局變化產(chǎn)生水土流失等生態(tài)問題。在生態(tài)文明建設背景下,面對資源環(huán)境約束加劇、生態(tài)失衡等問題,構建合理的生態(tài)安全格局對保障蘇南地區(qū)經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究使用的基礎數(shù)據(jù)包括土地利用數(shù)據(jù)、夜間燈光數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、植被光譜數(shù)據(jù)等。相關數(shù)據(jù)的來源、說明及用途見表1。

表1 數(shù)據(jù)說明

以土地利用數(shù)據(jù)為底圖,對其他數(shù)據(jù)進行配準。綜合考慮基礎數(shù)據(jù)特點和可計算性,將所有數(shù)據(jù)重采樣后轉換為100 m×100 m柵格。

2 研究方法

2.1 總體思路

本文圍繞研究區(qū)主要生態(tài)系統(tǒng)服務功能特征,結合數(shù)據(jù)可獲取性、客觀性等原則,選取生物多樣性保護、水資源安全和土壤保持3項指標進行生態(tài)重要性評價,將研究區(qū)生態(tài)用地劃分為非常重要、重要、較重要、一般和不重要5個級別,相應地賦值為5、4、3、2、1,并提取非常重要級別的生態(tài)用地作為“源”；基于最小累積阻力模型劃定生態(tài)緩沖區(qū),構建生態(tài)廊道,形成研究區(qū)生態(tài)安全格局。

2.2 生態(tài)用地識別

(1)生物多樣性保護

生物多樣性保護重要性評價即評價區(qū)域內(nèi)各地區(qū)對生物多樣性保護的重要性。本研究采用棲息地質(zhì)量和生物多樣性服務價值進行評價。棲息地質(zhì)量采用InVest模型[23],通過評估一定區(qū)域各種生境類型或植被類型的范圍及其退化程度來確定,計算公式如式1。

(1)

式中,Qxj是土地利用類型j柵格x的生境質(zhì)量,Hj是土地利用類型j的生境適宜性,Dxj是土地利用類型j柵格x的生境脅迫水平,z為模型參數(shù)(z=2.5),k為半飽和常數(shù)(取默認值,k=0.5)。具體計算中,基于土地利用數(shù)據(jù),選取建設用地、道路和農(nóng)用地圖層作為動物遷徙過程的阻礙因子,采用人口和經(jīng)濟密度表征人類活動強度。威脅因子和生境類型對威脅的敏感性見表2和表3。

表2 威脅因子數(shù)據(jù)

表3 生境類型及生境類型對威脅因子的敏感性

生物多樣性服務價值根據(jù)謝高地[24]等提出的生物多樣性服務價值當量進行評價。由于同一土地利用類型在不同區(qū)域的生物多樣性服務價值有顯著差異,參考Zhang等[20]的研究,利用歸一化植被指數(shù)(NDVI)對生物多樣性服務價值當量進行修正,計算方法見式2。

(2)

式中,Vi是第i個柵格修正后的生物多樣性服務價值,NDVIi為第i個柵格的年平均NDVI值,t為土地利用類型t的平均NDVI值,Vt為土地利用類型t的生物多樣性服務價值當量。

生物多樣性保護價值采用棲息地質(zhì)量和生物多樣性服務價值標準化后的等權加和計算,按照自然斷點分類法將其分為5個等級。

(2)水資源安全

水資源是維持區(qū)域生態(tài)健康的重要生態(tài)空間。水資源安全主要從區(qū)域洪水安全和水體分布格局兩方面評估[25]。前者根據(jù)距河湖距離進行評價,后者根據(jù)水體大小進行分級(表4),將兩項指標進行空間疊加,采用取最大值法計算水資源安全的評價結果。

表4 水資源安全評價體系

(3)土壤保持

利用通用土壤流失方程(RUSLE)[26]估算潛在土壤侵蝕量(Ap)和現(xiàn)實土壤侵蝕量(Ar),以兩者之差作為土壤保持量(Ac)。具體計算如式(5),并按照自然斷點分類法將結果分為5個等級。

Ac=Ap-Ar=R×K×LS-R×K×LS×C×P=R×K×LS×(1-C×P)

(5)

參考已有研究[27- 28],將水田、旱地、林地、草地的C值分別賦值為0.12、0.31、0.02、0.03,其余土地利用類型賦值為0；將水田和旱地的P值分別設定為0.15和0.4,林地、草地和未利用地設為1,水域、建設用地和濕地設為0；K值參考呂喜璽等[29]的研究；R值采用周伏建等[30]的計算方法(如式3)：

(3)

式中,Pi為月均降雨量(mm)。

LS根據(jù)Wischmeier和Smith提出的關系式計算[31],如式4

(4)

式中,l為坡長,θ為坡度。

(4)綜合生態(tài)用地識別

因為不同生態(tài)功能之間彼此相互獨立,為了突出各單項功能對維持生態(tài)安全格局的重要性,采用最大值法對生態(tài)空間所發(fā)揮的多重生態(tài)功能進行綜合評價,如式6。

E=max(S1,S2,S3)

(6)

式中,E為生態(tài)重要度綜合價值,S1、S2、S3分別為生物多樣性保護價值、水資源安全價值和土壤保持價值。

2.3 最小累積阻力面構建

基于ArcGIS中的Cost-Distance模塊,采用MCR模型[12]計算生態(tài)源地到其他景觀單元的累積距離,以測算其向外擴張過程中生態(tài)流擴散的最小阻力值,進而判斷景觀單元與源地之間的連通性與可達性。

構建最小累積阻力面的關鍵在于景觀阻力面的設定。構建景觀阻力面,傳統(tǒng)上多采用專家打分法,但該方法因為過于主觀且缺乏充分的理論支撐而備受詬病。有研究表明,夜間燈光數(shù)據(jù)可以表征經(jīng)濟發(fā)展狀況、城市化水平以及其他人類活動因素[32],因此,本研究基于土地利用現(xiàn)狀類型,采用專家經(jīng)驗對不同景觀分別賦以原始阻力值(表5),構建景觀阻力面(30 m×30 m),采用夜間燈光數(shù)據(jù)對景觀阻力面進行修正,計算方法如式7。

(7)

表5 各景觀類型阻力值

2.4 生態(tài)安全格局構建

根據(jù)俞孔堅的研究[33],構建生態(tài)安全格局主要包括：建立絕對保護的棲息地核心區(qū)、建立緩沖區(qū)減少人為活動對核心區(qū)的干擾,以及在核心區(qū)之間建立廊道。因此,本研究從生態(tài)源地、緩沖區(qū)和潛在生態(tài)廊道3個方面構建區(qū)域生態(tài)安全格局。

(1)生態(tài)源地。源地是生態(tài)保護的核心區(qū)域,本研究提取生態(tài)重要度評價等級為“非常重要”的生態(tài)用地作為生態(tài)源地。

(2)緩沖區(qū)?；谧钚±鄯e阻力面,運用自然斷點法,對生態(tài)源地以外的區(qū)域進行分區(qū)。緩沖區(qū)是生態(tài)源地周圍的低累積阻力區(qū),用于保護核心區(qū)的生態(tài)過程和自然演替, 減少外界景觀人為干擾帶來的沖擊。

(3)潛在生態(tài)廊道。潛在生態(tài)廊道是生態(tài)源地之間的最低累積阻力谷線?；谏鷳B(tài)源地和景觀阻力面,可運用Linkage Mapper工具計算最小累積耗費距離路徑,由此確定潛在生態(tài)廊道的空間位置。

3 結果分析

3.1 生態(tài)用地識別結果

生物多樣性保護價值方面,非常重要生態(tài)用地面積為2326.79 km2,占研究區(qū)總面積的8.35%,主要分布在研究區(qū)西部的江淮丘陵地區(qū)以及太湖周邊(圖2)。蘇南地區(qū)西部的寧鎮(zhèn)、宜溧一帶丘陵起伏,包括南京老山、句容寶華山、句容和金壇交界處的茅山以及宜興和溧陽南部的群山,是大部分生物物種的棲息地。此外,太湖周邊也零散的分布著一些孤丘,如無錫的惠山、蘇州的大陽山等,也具有重要的生物多樣性保護價值。

水資源安全評價方面,非常重要生態(tài)用地面積為484.95 km2,面積占比為2.5%,主要為研究區(qū)內(nèi)大型湖泊、河流以及周邊的生境斑塊,包括貫穿東西的長江、地處太湖平原的太湖、滆湖、長蕩湖、陽澄湖等(圖2)。這些區(qū)域大多處于河谷平原地區(qū),地勢較低,是地表水源集中匯集區(qū),也是水資源保護的重點區(qū)域,極易發(fā)生因強降雨、上游泄洪等發(fā)生洪澇災害,威脅人民生活和居住區(qū)域安全。這些斑塊對維護區(qū)域的水安全(洪水調(diào)蓄和水資源保護)具有重要意義。

土壤保持評價方面,非常重要生態(tài)用地的面積為67.63 km2,面積占比為0.24%,主要分布于西部寧鎮(zhèn)丘陵區(qū)和宜溧丘陵區(qū),包括老山、寶華山、茅山、宜興和溧陽南部的群山以及太湖周邊零散分布的林地(圖2)。一方面,這些地區(qū)海拔較高,地形起伏較大,極易發(fā)生由于強降水、河湖水流速度大等帶來的土壤侵蝕問題；另一方面,森林生態(tài)系統(tǒng)是水源涵養(yǎng)和水土保持的重要功能區(qū),具有重要的戰(zhàn)略地位。

綜合生物多樣性保護價值、水資源安全、土壤保持3個方面評價結果,進行生態(tài)用地綜合識別。結果顯示,非常重要生態(tài)用地的面積為6365.92 km2,面積占比為22.97%,其中水域、林地、草地和灘涂分別占69.26%、27.23%、2.34%和1.17%,見圖2。這些區(qū)域是維護區(qū)域水土安全和生物多樣性保護的關鍵性生態(tài)用地,須加以重點保護,應列入禁止開發(fā)管制范圍。

圖2 蘇南地區(qū)生態(tài)重要度評價結果Fig.2 Evaluation of ecological importance

3.2 生態(tài)安全格局構建

3.2.1生態(tài)源地

提取面積大于10 km2的非常重要生態(tài)用地作為生態(tài)源地,共得到28塊源地,總面積5313.31 km2,占研究區(qū)總面積的19.17%(圖3)。主要由長江、老山、寶華山、茅山、太湖、滆湖、長蕩湖、陽澄湖等具有重要生態(tài)功能的景觀構成,其中,長江自西向東貫穿全域,起到了重要的連通作用。

3.2.2緩沖區(qū)

生態(tài)源地擴張最小累積阻力面計算結果如圖4所示。其中,中東部太湖平原地區(qū)的生態(tài)源地擴張累積阻力值最高,特別是常州市、無錫縣、江陰市、常熟市和昆山市,研究區(qū)西部的南京市累積阻力值也較為突出。這些區(qū)域地勢平坦,適合開發(fā)建設,開發(fā)利用程度較高,因此生態(tài)源地擴張阻力也達到峰值。

基于最小累積阻力面,運用自然斷點法將生態(tài)源地以外的區(qū)域劃分為3個分區(qū)(圖3)。其中,圍繞生態(tài)源地的低累積阻力區(qū)為生態(tài)緩沖區(qū),面積8458.79 km2,面積占比為30.52%。該區(qū)域是圍繞源地較易被物種利用的景觀空間,對于維護景觀連通性和保護源地不受人類活動干擾具有重要作用,是保護生態(tài)源地的重要屏障。生態(tài)緩沖區(qū)以外區(qū)域的累積阻力值已較高且對人類干擾的敏感性變低,不適用于發(fā)展生態(tài)源地,可劃定為生態(tài)過渡區(qū)和開發(fā)建設區(qū)。生態(tài)過渡區(qū)面積7230.78 km2,面積占比為26.09%,可作為源地保護的邊緣地段,用于活動強度較低的開發(fā)利用活動,如林果種植等。開發(fā)建設區(qū)面積7006.60 km2,面積占比為25.28%,可作為城市開發(fā)建設區(qū)域。

3.2.3生態(tài)廊道

基于Linkage Mapper工具計算最小累積耗費距離路徑,將生態(tài)源地兩兩相連,共得到378條生態(tài)廊道(圖5a)。結合研究區(qū)實際,參考相關研究[34],將廊道寬度設為1 km。如表6所示,潛在生態(tài)廊道總面積為1565.03 km2,占研究區(qū)總面積的5.59%。廊道的景觀構成中,耕地占比最大,為31.82%,主要因為耕地是區(qū)域內(nèi)面積最大的景觀類型；林地占比次之,占比19.06%,林地是重要的生物棲息場所,也是生物遷徙依賴的重要節(jié)點；水域占比為17.27%,盡管水域?qū)游镞w徙有一定阻力,但研究區(qū)內(nèi)水系發(fā)達,水體面積廣闊,零散分布著眾多小型水體,而小型水體對動物的遷徙阻力相對較小,同時水體周邊的人造林木也為動物遷移提供了暫棲地。濕地、園地和草地對動物遷徙的阻礙作用較小,在廊道中的面積占比分別為0.42%、7.28%和0.85%。城鎮(zhèn)建設用地、村莊、采礦用地和交通用地在物種遷移中具有較大的阻礙作用,在生態(tài)網(wǎng)絡中分別占8.67%、7.23%、1.47%和5.09%。

圖3 土地功能分區(qū)圖Fig.3 Land function zoning

圖4 最小累積阻力面Fig.4 Minimum cumulative resistance surface

表6 潛在廊道的景觀組成

潛在生態(tài)廊道中,有些廊道利用率較高,在動物遷徙過程中起到關鍵性作用,而其他廊道可能只有小部分動物通過,發(fā)揮的作用相對較小[35]。連通不同生態(tài)源地斑塊的廊道可能會在某個空間位置重疊,重疊率越高,代表其在動物遷徙過程中的利用率越高。通過ArcMap10.3的核密度分析工具,可量化不同空間位置生態(tài)廊道的利用效率,從而識別出核心生態(tài)廊道。核密度分析結果見圖5b。其中,太湖周邊由于林地資源豐富,成為動物棲息和遷徙的重要場所；西部丘陵區(qū)的大型林地斑塊也起到重要的連通作用。

圖5 研究區(qū)潛在生態(tài)廊道圖Fig.5 The potential ecological corridor of the study area

3.2.4生態(tài)安全格局

圖6 研究區(qū)生態(tài)安全格局構建Fig.6 Ecological security pattern of the study area

生態(tài)安全格局理論強調(diào),景觀中存在著某些潛在的生態(tài)空間格局,它由景觀中的某些關鍵局部、位置和空間聯(lián)系共同構成,對維護或控制區(qū)域某種生態(tài)過程具有重要意義[36],其中源地和廊道是構建生態(tài)安全格局的核心部分,緩沖區(qū)一方面作為生態(tài)源地擴張的后備資源,另一方面也將生態(tài)源地與外界干擾相隔離。

整體而言,依托自然水系、丘陵和濕地,研究區(qū)形成了“一廊兩區(qū)”的生態(tài)格局,見圖6。“一廊”指長江生態(tài)水廊,應嚴格控制長江岸線開發(fā)強度,建設長江干流及支流防護林帶水廊屏障?！皟蓞^(qū)”分別指西部丘陵水源涵養(yǎng)區(qū)和太湖湖蕩濕地區(qū)。其中,西部丘陵水源涵養(yǎng)區(qū)應嚴格控制開發(fā)建設活動,加強天然林保護和植樹造林,防止水土流失,加強野生動植物資源及其棲息地保護；太湖湖蕩濕地區(qū)應禁止改變濕地用途,推進退圩(漁)還湖,保護湖蕩水面,提高河湖水體流動性。生態(tài)廊道將生態(tài)源地整體連通,特別是兩條核心廊道將兩大生態(tài)片區(qū)聯(lián)系起來,在生物遷徙過程中利用率較高,對生物多樣性保護和區(qū)域生態(tài)安全具有重大意義。

圖7 生態(tài)用地與城市擴張沖突Fig.7 Conflict between ecological land and urban expansion

3.2.5生態(tài)保護與城市擴張沖突用地識別

在快速城鎮(zhèn)化過程中,生態(tài)環(huán)境保護與城市建設用地擴張的矛盾日益突出,生境斑塊受到周圍土地利用變化的強烈影響,變得日益破碎化、島嶼化,嚴重威脅區(qū)域生物多樣性。源地作為生物棲息的重要場所,應嚴格禁止開發(fā)建設；緩沖區(qū)作為生態(tài)源地的保護屏障,應限制開發(fā)建設活動。利用研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖,將城市建設用地與源地、緩沖區(qū)進行疊加分析,可識別出生態(tài)保護與城市擴張的沖突用地,如圖7所示。其中,城市建設用地與生態(tài)用地的沖突區(qū)域為603.84 km2,占生態(tài)源地與生態(tài)緩沖區(qū)面積總和的4.38%,表明當前城市擴張對生境保護造成了一定干擾。城市建成區(qū)主要集中在長江沿岸、太湖周邊等地區(qū),其中鐘山風景區(qū)、秦淮河下游、寶華山、長江、太湖等生態(tài)區(qū)域受到城市擴張的干擾較大,因此有必要在生態(tài)用地邊緣布置基本農(nóng)田或建防護林隔離帶,以減小外界土地利用變化產(chǎn)生的干擾。分地區(qū)來看,南京的城市擴張用地與生態(tài)保護用地沖突現(xiàn)象最為嚴重,沖突用地面積為219.83 km2,其中以南京市區(qū)、江寧區(qū)最為突出,南京作為江蘇省省會、南京都市圈核心城市,城市擴張速度快且向周邊區(qū)縣外溢,江寧作為承接南京主城區(qū)產(chǎn)業(yè)和居住功能的重要區(qū)域,近年來建設用地持續(xù)擴張,特別是在緊鄰主城區(qū)的東山副城板塊和江寧濱江開發(fā)區(qū),建設用地擴張與生態(tài)保護沖突較為劇烈；蘇州的沖突面積為136.51 km2,作為江蘇省GDP排名第一的城市,蘇州經(jīng)濟增速快,建設用地需求量大,因而對生態(tài)用地保護造成了一定威脅；鎮(zhèn)江和無錫情況相對較為緩和,沖突區(qū)域面積分別為98.03 km2和94.02 km2；研究區(qū)中部的常州生態(tài)用地受城市擴張的干擾較小,沖突用地面積僅為55.38 km2,生境質(zhì)量較好(圖8)。

圖8 分地區(qū)生態(tài)保護與城市擴張沖突用地面積統(tǒng)計圖Fig.8 Statistical plot of conflict land area between ecological land protection and urban expansion by region

4 結語

本文以蘇南地區(qū)為研究區(qū),定量評估了生物多樣性保護、水資源安全和土壤保持3種生態(tài)系統(tǒng)服務以識別生態(tài)源地,采用夜間燈光數(shù)據(jù)修正景觀阻力面,基于最小累積阻力模型劃定緩沖區(qū)和識別潛在生態(tài)廊道,從而構建區(qū)域生態(tài)安全格局,并在此基礎上識別城市擴張過程中建設用地與生態(tài)用地的沖突區(qū)域。研究結果表明：①非常重要生態(tài)用地的面積為6365.92 km2,占研究區(qū)總面積的22.97%,將面積大于10 km2的生態(tài)用地提取為源地,生態(tài)源地總面積為5313.31 km2,占研究區(qū)總面積的19.17%,主要由西部丘陵地區(qū)的林地、東部太湖平原地區(qū)的湖泊、濕地以及橫貫東西的長江組成；②生態(tài)緩沖區(qū)、生態(tài)過渡區(qū)和開發(fā)建設區(qū)分別占比30.52%、26.09%和25.28%,其中緩沖區(qū)作為生態(tài)源地的保護屏障,應限制開發(fā)建設活動；③潛在生態(tài)廊道的主要景觀構成為耕地、林地和水域,太湖周邊的生態(tài)用地以及西部丘陵地區(qū)的大型林地共同組成了核心生態(tài)廊道,起到重要的連通作用；④源地、廊道和緩沖區(qū)共同構成了研究區(qū)生態(tài)安全格局,整體而言,依托研究區(qū)自然本底形成了“一廊兩區(qū)”的空間格局,但城市建設用地與生態(tài)用地之間存在沖突,沖突區(qū)域面積為603.84 km2,占生態(tài)源地與生態(tài)緩沖區(qū)面積總和的4.38%,應加強相應的開發(fā)引導和規(guī)劃管控。

本研究基于最小累積阻力模型將研究區(qū)分為生態(tài)源地、生態(tài)緩沖區(qū)、生態(tài)過渡區(qū)和開發(fā)建設區(qū),其中源地和緩沖區(qū)是生態(tài)保護區(qū)域,應禁止或限制開發(fā)建設,開發(fā)建設區(qū)是滿足城市發(fā)展需求的區(qū)域,生態(tài)過渡區(qū)作為中間地帶,包括城鄉(xiāng)結合部區(qū)域、農(nóng)業(yè)用地等,對于該類用地如何進行開發(fā)、管理和保護還有待深入探討。生態(tài)用地識別方面,出于對資料獲取性及研究可行性等的考慮,本文僅選取了生物多樣性保護、水資源安全和土壤保持3個重要的生態(tài)過程,沒有將地質(zhì)災害規(guī)避、氣候調(diào)節(jié)等因素納入指標體系,是否具有全面性和綜合性還有待進一步探討。