黃雪飛，吳次芳，游和遠(yuǎn)，肖 武，鐘水清

基于MCR模型的水網(wǎng)平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀生態(tài)廊道構(gòu)建

黃雪飛1,2，吳次芳1,2，游和遠(yuǎn)3※，肖 武1，鐘水清2

（1. 浙江大學(xué)公共管理學(xué)院，杭州 310029；2. 浙江大學(xué)土地與國家發(fā)展研究院，杭州 310029；3. 浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院杭州 310018）

基于鄉(xiāng)村文化復(fù)興和生態(tài)保護(hù)的雙重目標(biāo)，將濕地、湖泊、河流等生態(tài)屬性的景觀成分與鄉(xiāng)村文化資源，利用生態(tài)廊道與生態(tài)踏腳石進(jìn)行連接，將生態(tài)景觀與人文景觀連接形成景觀集合，具有生態(tài)保護(hù)和人文保護(hù)雙重意義。該研究以長三角地區(qū)的浙江省嘉善縣為研究區(qū)，以水域作為生態(tài)源，考慮生態(tài)廊道與文化景觀的連接，采用形態(tài)學(xué)空間分析方法（morphological spatial pattern analysis，MSPA），考慮景觀類型和人類建設(shè)干擾的影響，利用最小累積阻力模型（minimal cumulative resistance，MCR）構(gòu)建生態(tài)廊道，加入文化遺跡等景觀的連接點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而構(gòu)建綜合考慮生態(tài)景觀與文化景觀的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明：研究區(qū)12塊核心區(qū)作為生態(tài)源地，重要廊道有20條，一般廊道有46條，主要分布在研究區(qū)西北部及東北部；優(yōu)化后的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)增加了11條規(guī)劃廊道，連接30個(gè)文化遺跡點(diǎn)與生態(tài)斑塊，形成3個(gè)區(qū)域文化與生態(tài)景觀小網(wǎng)絡(luò)，規(guī)劃后網(wǎng)絡(luò)連接度有了明顯改善。生態(tài)廊道構(gòu)建與鄉(xiāng)村人文景觀的連接，為水網(wǎng)平原地區(qū)鄉(xiāng)村生態(tài)景觀建設(shè)與歷史文化保護(hù)提供了新的思路。

鄉(xiāng)村；文化遺產(chǎn)廊道；生態(tài)廊道；形態(tài)空間格局分析（MSPA）；最小累積阻力模型（MCR）

0 引 言

生物多樣性是人類生存依賴的物質(zhì)基礎(chǔ)，生態(tài)廊道作為生物物種生活或遷移的通道，是連接生態(tài)斑塊的線狀或帶狀的具有生態(tài)功能的景觀成分，起到重要的聯(lián)結(jié)和紐帶作用。生態(tài)環(huán)境對于人類經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)展有著重要的作用。隨著城市的快速發(fā)展以及人們對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注在如何處理人與自然和諧的基礎(chǔ)上展開了大量對生態(tài)空間構(gòu)建的研究[1]。有關(guān)注城市生態(tài)空間和格局構(gòu)建以及生態(tài)重要性和敏感性[2-6]；有關(guān)注山地生態(tài)安全格局[7-8]；以及關(guān)注特殊區(qū)域的生態(tài)敏感性及廊道構(gòu)建等，如以水域[9-11]、湖泊等為研究對象。目前關(guān)于生態(tài)廊道的研究主要集中考慮構(gòu)建生態(tài)格局的物理形態(tài)，主要考慮自然景觀與生態(tài)廊道的結(jié)合[12-14]，考慮人文景觀與生態(tài)廊道結(jié)合的較少。而歷史文化遺產(chǎn)承載著歷史文明和文化的根脈[15]，賦予人類生存環(huán)境無論是城市還是鄉(xiāng)村獨(dú)特的精神魅力，考慮將文化遺產(chǎn)與自然生態(tài)廊道結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與歷史文化遺產(chǎn)雙重保護(hù)的目標(biāo)，是激活人類生存環(huán)境生命力的有益方式。中國有著豐富區(qū)域性的文化遺產(chǎn)，以往的關(guān)注點(diǎn)可能更多在城市文化遺產(chǎn)保護(hù)，鄉(xiāng)村文化遺產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)尚處于起步階段，需要逐步轉(zhuǎn)變理念和建立管理措施及體系。美國具有較為先進(jìn)的遺產(chǎn)保護(hù)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，尤其在遺產(chǎn)廊道的建設(shè)方面，廊道類型可以包括自然資源如山脈、湖泊等，或者文化資源如運(yùn)河、鐵路等[16]。目前中國廊道類型研究以生態(tài)廊道為主，源地的選擇主要為自然生態(tài)資源，如自然、生態(tài)保護(hù)區(qū)[17-18]、大片林地及大型湖泊、水源等，以分析生態(tài)廊道形成的物理形態(tài)為主，較少考慮生態(tài)資源與人文資源的互動(dòng)關(guān)系。本文從廊道角度關(guān)注鄉(xiāng)村空間受到城市化擴(kuò)張影響后如何保護(hù)鄉(xiāng)村文明發(fā)展的角度，研究受到人類活動(dòng)影響的歷史更為悠久的水網(wǎng)平原地區(qū)。

本研究關(guān)注長三角水網(wǎng)平原地區(qū)，研究區(qū)選取浙江省嘉善縣，該區(qū)域處于長三角連接滬、蘇、浙三省交界區(qū)域，農(nóng)田資源豐富，具有快速城市化的歷史及構(gòu)建活力鄉(xiāng)村的潛力，地理位置具有一定的代表性。該區(qū)域生態(tài)特征有其特殊性，水網(wǎng)縱橫卻沒有林地，水域是區(qū)域內(nèi)最重要的生態(tài)資源。因此，研究以水域?yàn)樯鷳B(tài)“源”，通過生態(tài)廊道將河流、湖泊等連接形成更為完整的生態(tài)系統(tǒng)，提高生態(tài)系統(tǒng)的空間服務(wù)價(jià)值[19]。利用空間形態(tài)格局分析的方法及GIS對景觀空間阻力進(jìn)行計(jì)算，識(shí)別影響網(wǎng)絡(luò)連接的重要生態(tài)廊道，在分析節(jié)點(diǎn)和踏腳石的基礎(chǔ)上，綜合考慮地域特有的建筑、鄉(xiāng)村文化遺產(chǎn)等人文景觀，將文化遺跡和人文景觀作為生態(tài)踏腳石，探索將歷史遺跡、文化遺產(chǎn)等重要人文景觀與生態(tài)廊道連接，建立生態(tài)與人文的良好互動(dòng)，借鑒美國國家遺產(chǎn)廊道模式[16]，從保護(hù)的角度，將生態(tài)保護(hù)與文化遺產(chǎn)劃為同一保護(hù)類型或者建立共同保護(hù)的管理模式，將自然屬性、功能屬性和景觀屬性相結(jié)合，助力于鄉(xiāng)村振興的文化和生態(tài)保護(hù)的雙重目標(biāo)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

嘉善縣位于浙江省嘉興市東北部，跨江浙滬兩省一市，地處長三角城市群核心區(qū)域,屬于東亞季風(fēng)區(qū)沿海中緯度地帶，四季分明、溫和濕潤。嘉善境域地勢南高北低，地勢平坦，農(nóng)田集中，河網(wǎng)縱橫，但缺乏山地、林地等自然資源，生態(tài)資源以豐富的湖蕩資源為主。轄區(qū)內(nèi)土地總面積為506.88 km2，其中農(nóng)田占地217.96 km2，占總面積的53.65%，水域用地包括河流、湖泊、坑塘共76.42 km2，占總面積15.07%。嘉善歷代文化名人輩出，如“元四家”的畫家吳鎮(zhèn)、挽救唐王朝危局的翰林學(xué)士陸贄、征討倭寇著《了凡四訓(xùn)》的袁黃，明代“東林前六君子”魏大中等。嘉善文化歷史源遠(yuǎn)流長，有豐富的文化遺產(chǎn)可供挖掘和保護(hù)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究采用的主要數(shù)據(jù)有：1）2015年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)；2）2016年嘉善縣遙感影像（嘉善縣國土資源局提供）；3）30 m分辨率的ASTERGDEM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源：http://www.gscloud.cn/)；4）嘉善縣文化景觀分布數(shù)據(jù)（《旅游資源分類、調(diào)查、評價(jià)（GB／T18972景觀分布數(shù)）》）以及從其他相關(guān)部門收集的專題數(shù)據(jù)等。

首先，利用Arcgis 10.2將嘉善縣土地利用類型劃分為耕地、園地、水域、建設(shè)用地、道路和其他用地共6種，由于嘉善沒有成片林地，因而將園地單列。將土地利用現(xiàn)狀轉(zhuǎn)換成不同精度的柵格圖，根據(jù)高分辨率嘉善縣遙感影像和實(shí)地考察進(jìn)行修改和校正，選擇適用于研究結(jié)果的20 m柵格最終成圖（圖1）。

圖1 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀

1.3 基于MSPA方法的生態(tài)源地識(shí)別

MSPA（morphological spatial pattern analysis）是一種定制的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法子序列，旨在描述圖像組件的幾何形狀和連通性[20]。2009年P(guān)eter Vogt開發(fā)了Guidos軟件（http://forest.jrc.ec.europa.eu/download/software/guidos/），通過空間模式分析軟件，可以幫助識(shí)別研究區(qū)重要的核心生態(tài)源斑塊。

基于Guidos2.7分析軟件，首先將研究區(qū)的土地利用數(shù)據(jù)以水域?yàn)榍熬埃‵G），其他土地利用類型作為后景（BG）轉(zhuǎn)換為不同精度TIFF格式二值柵格文件，也可通過調(diào)節(jié)邊緣寬度進(jìn)行精度調(diào)節(jié)（Edge Width）。MSPA方法是以幾何概念為基礎(chǔ)，將二值圖像的前景區(qū)域劃分為7類：核心（Core）、孤島（Islet）、穿孔（Perforation）、邊緣（Edge）、環(huán)（Loop）、橋（Bridge）和支線（Branch），該分類相互排斥互不重疊。考慮到研究區(qū)河道寬窄不一，較大的研究尺度會(huì)導(dǎo)致許多景觀細(xì)節(jié)丟失，而尺度較小斑塊易過于破碎，研究將10～90 m不同精度的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，最后采用柵格大小為20 m×20 m的研究尺度。該尺度保留了一定數(shù)量的湖泊、河道作為“源”，斑塊大小基本滿足研究數(shù)據(jù)的精度要求，斑塊類型分析及統(tǒng)計(jì)見表1，核心區(qū)部分將作為景觀要素的分析基礎(chǔ)。

表1 20 m×20 m景觀類型分類統(tǒng)計(jì)表

1.4 生態(tài)阻力面構(gòu)建

荷蘭生態(tài)學(xué)家Knappen提出的最小累積阻力模型[21]（minimal cumulative resistance，MCR）能夠計(jì)算異質(zhì)空間內(nèi)對生物遷移和物種擴(kuò)散產(chǎn)生障礙的空間維度的阻力。累積阻力最小的通道，是消費(fèi)成本最小、擴(kuò)展可能性最高的通道，它反映了一種潛在可達(dá)性[22]。在構(gòu)建研究區(qū)生態(tài)阻力面的過程中，由于生態(tài)源選擇水域，考慮將水域生態(tài)源地以濕地和林地的方式擴(kuò)展并連通，則陸地動(dòng)物、鳥類的穿梭受到的空間阻力較為綜合[23]，則主要考慮其受到的自然環(huán)境因素（地面高程、土地利用類型等）和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素（與建設(shè)用地和公路的距離）等影響，當(dāng)然，景觀擴(kuò)張?jiān)诳臻g上的阻力受到人類建設(shè)擴(kuò)張的影響更為嚴(yán)重[24]。采用最小累積阻力模型（MCR）構(gòu)建嘉善縣生態(tài)阻力面，公式如下：

式中MCR為最小累計(jì)阻力模型；D為物種從源地到景觀單元的空間距離；R為景觀單元的生態(tài)阻力系數(shù)；min表示最小累積阻力與生態(tài)過程的正相關(guān)關(guān)系[25]。

通過重力模型[26]來計(jì)算各生態(tài)源地之間相互作用矩陣，定量評價(jià)選取源地斑塊間的相互作用強(qiáng)度，源與目標(biāo)之間相互作用強(qiáng)度能夠用來表征潛在生態(tài)廊道的有效性和連接斑塊的重要性。該重要性的意義在于當(dāng)斑塊規(guī)模較大、斑塊之間成本距離較小，則相互作用較強(qiáng)，生態(tài)廊道的連接具有重要性。從作用強(qiáng)度大小判斷區(qū)域內(nèi)廊道的相對重要程度，從而為選擇廊道提供依據(jù)，其計(jì)算公式為：

式中G為生態(tài)斑塊與之間的相互作用；N、N分別為兩斑塊的權(quán)重值；D為與之間潛在廊道阻力的標(biāo)準(zhǔn)化值；P為斑塊的阻力值；S為斑塊的面積；L為斑塊與之間廊道的累積阻力值；max為研究區(qū)中所有廊道累積阻力最大值。

1.5 網(wǎng)絡(luò)連接度評價(jià)

生態(tài)廊道與所有廊道連接點(diǎn)之間的連接程度稱為網(wǎng)絡(luò)連接度（network connectivity），是評價(jià)生態(tài)廊道連接性和復(fù)雜度的重要指標(biāo)[27]。本研究主要通過景觀生態(tài)學(xué)中常用的評價(jià)指標(biāo)a指數(shù)（網(wǎng)絡(luò)閉合指數(shù)）、b指數(shù)（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接度）和g指數(shù)（網(wǎng)絡(luò)連通率），以空間的拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算，反映節(jié)點(diǎn)與廊道的之間的成環(huán)關(guān)系及連通關(guān)系等[28]，計(jì)算公式：

式中為廊道數(shù)量；為廊道連接點(diǎn)數(shù)量，≥3；max為最大可能連接廊道數(shù)量。指數(shù)又稱網(wǎng)絡(luò)閉合度，取值區(qū)間為［0，1］；指數(shù)又稱網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)線率，取值區(qū)間為［0，3］，指數(shù)取值區(qū)間為［0，1］，這些指數(shù)的值越大，說明網(wǎng)絡(luò)中生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性越高，那生物間的能量和物質(zhì)的傳遞就會(huì)越流暢，越流暢就能更好的促進(jìn)形成多樣性的生物生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[28]。

1.6 生態(tài)踏腳石構(gòu)建

根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源評價(jià)資料針對鄉(xiāng)村自然生態(tài)景觀、鄉(xiāng)村文化遺跡、村落和建筑展開調(diào)查，利用GIS成圖（圖2）與生態(tài)源地、生態(tài)廊道分布進(jìn)行疊加，通過優(yōu)化生態(tài)廊道，增加生態(tài)踏腳石等方式將鄉(xiāng)村歷史遺跡等與生態(tài)源地連接，形成生態(tài)與人文的連通網(wǎng)絡(luò)，便于選擇生態(tài)保護(hù)與人文景觀的保護(hù)結(jié)合的管理模式，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)自然遺產(chǎn)地的健康發(fā)展、人文景觀和區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提高，對生態(tài)環(huán)境和人文歷史遺跡的保護(hù)起到相互促進(jìn)的作用。

圖2 鄉(xiāng)村文化遺跡及景觀調(diào)查分布

2 結(jié)果與分析

2.1 基于MSPA方法的景觀格局

根據(jù)生態(tài)源不同精度的對比分析，10 m生態(tài)源精度高，水域被識(shí)別為核心區(qū)分布較廣，導(dǎo)致源斑塊過于破碎，代表性不足；30 m源斑塊對河流的識(shí)別度不高，河流以橋接區(qū)為主；90 m河流以橋生態(tài)源斑塊識(shí)別率較低，核心源地面積縮小，導(dǎo)致部分景觀要素丟失。最后選擇20 m源斑塊識(shí)別（圖3、表1）。水域景觀類型識(shí)別較全，七大類型景觀均有分布。研究區(qū)內(nèi)核心區(qū)景觀面積為11.47 km2，占水域總面積的38.96%，占研究區(qū)總面積僅為5.91%，主要集中分布在研究區(qū)域西北部和東北部，南部幾乎沒有成規(guī)模的分布?？傮w而言研究區(qū)的核心源地較為分散、規(guī)模較小。連接橋面積占水域總面積的5.77%，連接橋主要由水網(wǎng)構(gòu)成，面積較小說明遷移通道被阻隔較多，水網(wǎng)可能被人類建設(shè)活動(dòng)阻隔。邊緣區(qū)和孤島面積分別為7.72、4.96 km2，分別占水域總面積的26.23%和16.85%，兩者面積僅次于核心區(qū)，表明研究區(qū)水域景觀連通性較差，被阻隔的跡象明顯。支線面積3.52 km2，占水域總面積的11.97%，說明水網(wǎng)較為發(fā)達(dá)，符合嘉善縣河流密集的實(shí)際狀況?？紫杜c環(huán)線斑塊面積分別占水域總面積的0.11%和0.12%，比例較小，說明水域內(nèi)部斑塊間具有一定的連通性。

2.2 重要生態(tài)源斑塊選擇

根據(jù)研究區(qū)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)景觀（見圖2），結(jié)合研究區(qū)河流和湖泊的分布情況，根據(jù)MSPA識(shí)別結(jié)果，確定汾湖、蔣家漾等生境質(zhì)量較高，并包括蘆墟塘和紅旗塘2條較大的河流，屬于當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)景觀且面積大于0.4 km2的12個(gè)斑塊作為重要生態(tài)源（圖4），建立以湖蕩和河流為主的廊道生態(tài)網(wǎng)絡(luò)?；诰坝^理論及其生態(tài)學(xué)意義[29-30]，“源”景觀是促進(jìn)過程發(fā)展的，選取的湖蕩及河流是研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中生物資源較為集中的源頭或匯聚地[31],在空間上可通過河湖等“源”建立人工構(gòu)建濕地、林地等起到“匯”作用的景觀類型，增加源地的擴(kuò)展性，加強(qiáng)物質(zhì)和能量的傳遞。通過研究區(qū)的生境特點(diǎn)，結(jié)合生境斑塊面積大小及空間分布狀況[32]、提取能夠促進(jìn)生態(tài)過程發(fā)展的生態(tài)用地作為重要生態(tài)“源”斑塊，作為基本分析的景觀要素。最終選擇的源斑塊總面積為18.48 km2，約占研究區(qū)總面積的3.65%，占生態(tài)源斑塊總面積的62.75%。

圖3 不同精度生態(tài)源提取結(jié)果

圖4 重要生態(tài)源及編號(hào)

2.3 研究區(qū)生態(tài)阻力面構(gòu)建

不同的景觀性質(zhì)決定其對生態(tài)源的擴(kuò)展障礙和物種的阻隔差異，這種障礙和差異用成本表示，則不同景觀單元對物種遷移造成的阻隔成本大小不一，阻力越小，遷移的可能性就越大[33-34]。通過參考相關(guān)文獻(xiàn)和研究成果[35-36]及因子的實(shí)際調(diào)查情況，對于可能存在的阻力因子，以及因子的阻力值和權(quán)重的確定，在參考了其他文獻(xiàn)的賦值方法，最后采用了專家評定打分取值的方法確定。最終本研究選取土地利用類型、距建設(shè)用地距離、距公路鐵路的距離和坡度4個(gè)阻力因子，根據(jù)阻力因子的生態(tài)屬性、障礙程度等差異設(shè)定不同的權(quán)重和阻力值，以表示不同的擴(kuò)展成本。土地利用類型選取園地、耕地、河流、公路、建設(shè)用地、其他用地6種類型，其中建設(shè)用地不再區(qū)分城鎮(zhèn)建設(shè)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)，考慮到河流對陸地動(dòng)物的阻隔性，仍然將河流也作為阻力因子之一。根據(jù)GEM數(shù)據(jù)對坡度進(jìn)行重分類，將坡度作為地面高程阻力因子。采用MSPA分析的方法，以20 m方法，以的精度對建設(shè)用地進(jìn)行識(shí)別，再分別對距離進(jìn)行緩沖，構(gòu)建距建設(shè)用地距離的阻力因子。距公路鐵路的距離是將相應(yīng)的道路類型提取后按距離進(jìn)行緩沖。

由于潛在的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是由源和目標(biāo)的質(zhì)量、以及源于目標(biāo)之前的土地利用類型的景觀阻力決定的，所以土地利用類型的影響權(quán)重值賦予相對最大，權(quán)重值為0.6，而阻力值以1為起點(diǎn)，1~6表示阻力依次增加，如土地利用類型中園地最接近源地，對生態(tài)物種阻力最小，而耕地對某些物種阻力是較大，建設(shè)用地的干擾和阻礙是最強(qiáng)的，因此建設(shè)用地阻力值最大。而與建設(shè)用地的距離及與公路的距離在不同的距離上影響程度不同，由于公路鐵路雖有阻礙但部分物種仍可穿行，相對較建設(shè)用地較易，因而權(quán)重賦值略低，而坡度本會(huì)對物種遷徙的難度會(huì)造成較大影響，但由于嘉善相對坡度不大，因而賦值最低，取0.1。最后，將各因子按照相應(yīng)的權(quán)重和指標(biāo)分級值構(gòu)建阻力體系（表2），分值和權(quán)重的大小體現(xiàn)景觀對生物遷徙過程的空間阻力大小。利用ArcGIS 10.2中的Spatial Analyst工具，構(gòu)建綜合阻力面并生成研究區(qū)最小累積成本面（圖5）。在構(gòu)建距離阻力面時(shí)，由于緩沖的原因阻力面范圍略大于研究區(qū)范圍，以避免界外部分區(qū)域因素被低估。

圖5 最小累積阻力面

表2 生態(tài)阻力值

2.4 研究區(qū)生態(tài)廊道選擇

基于MCR模型通過ArcGIS10.2中的Spatial Analyst工具的Cost Path共識(shí)別出研究區(qū)生態(tài)廊道66條。采用重力模型構(gòu)建生態(tài)源地之間的相互作用矩陣（表3），根據(jù)計(jì)算結(jié)果閾值0.1基本可以涵蓋每個(gè)源與目標(biāo)之間最重要的聯(lián)系，因而將相互作用強(qiáng)度超過0.1的生態(tài)廊道作為一級重要廊道（I級），相互作用強(qiáng)度在0.04至0.1之間作為次級重要廊道（II級）。其中，I級要廊道11條，II級廊道9條，一般廊道46條。

根據(jù)斑塊之間相互作用力的強(qiáng)弱可表明（表3），一級重要廊道連接廊道相比次級連接廊道之間路徑更短，則阻力更小，源與源之間的連通和擴(kuò)散的可能性更強(qiáng)，而作用力弱的斑塊之間如斑塊6和12分別位于研究區(qū)西南角與東北角，距離較遠(yuǎn)，需要跨越的障礙和阻隔更多，成本更大，物種互相遷移的可能性較小。從選擇的重要廊道的分布而言（圖6），整個(gè)區(qū)域的生態(tài)源斑塊位置較為分散，尤其北部和南部主要靠河道連通，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)不夠完善，但研究區(qū)西北部和東北部可以分別形成生態(tài)相對集中的小型網(wǎng)絡(luò)。因此，從維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的角度看，應(yīng)該在研究區(qū)北部加強(qiáng)生態(tài)源地的擴(kuò)展和規(guī)劃生態(tài)廊道進(jìn)行生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，盡可能在西部和南部擴(kuò)展源地的規(guī)模和聯(lián)系，構(gòu)建新的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

表3 基于重力模型的生態(tài)源間的相互作用矩陣

注：編號(hào)1,2……12指生態(tài)源斑塊編號(hào)，其位置見圖4、圖6

Note：Number 1,2,...12 refers to the ecological source patch number, and its location is shown in figure4、figure6

2.5 廊道網(wǎng)絡(luò)連接度分析

網(wǎng)絡(luò)連接度反映研究區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接程度，也直接影響區(qū)域內(nèi)生物生存和遷移的基本環(huán)境狀況。研究區(qū)湖泊、河流等生態(tài)資源通過生態(tài)廊道能夠締結(jié)成網(wǎng)，在不考慮基質(zhì)的情況下形成“斑塊-廊道”的連通的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，對于區(qū)域內(nèi)生態(tài)循環(huán)具有重要的意義。研究區(qū)的生態(tài)源為水域，水域內(nèi)部針對水生動(dòng)植物可形成封閉的生態(tài)系統(tǒng)，水域與周邊的連接仍然可以為兩棲動(dòng)物、陸地動(dòng)物、鳥類等形成閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。因此根據(jù)研究區(qū)生態(tài)源斑塊和20條I、II級廊道計(jì)算，研究區(qū)=0.47，=1.66，=0.3，表明該廊道網(wǎng)絡(luò)中基本連成環(huán)狀，成環(huán)的路徑回路也充足，如西北部和東北部分別形成的小網(wǎng)絡(luò)。表明斑塊之間基本能夠彼此連接，但由于湖泊邊緣多處可連接，部分斑塊并未形成閉環(huán)，如斑塊6、斑塊9等。從顯示節(jié)點(diǎn)基本連接，但連接度并不高，還需更好地?cái)U(kuò)展節(jié)點(diǎn)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值，增加景觀的連接度，為生物棲息和流動(dòng)提供良好的生態(tài)條件。

2.6 文化遺產(chǎn)景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

2.6.1 生態(tài)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建踏腳石

根據(jù)重力模型選擇的重要生態(tài)廊道以最短路徑將相對重要的生態(tài)源進(jìn)行了連接。由圖6可見南部源地規(guī)模小、較分散、連通性也較差，這是由于南部大量的城鎮(zhèn)建設(shè)對生態(tài)源的破壞和阻隔較大。因而，生態(tài)源集中在北部，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建主要集中在北部。由連接度指數(shù)可見，北部的連接度一般，對生物和能量的流動(dòng)和傳遞作用有限，因此，增加構(gòu)建“踏腳石”[37]斑塊具有重要的意義。根據(jù)核心區(qū)斑塊的空間分布位置，通過潛在廊道的交叉點(diǎn)選取生態(tài)節(jié)點(diǎn)，以便構(gòu)建文化遺產(chǎn)與生態(tài)斑塊連接的踏腳石。

圖6 重要生態(tài)廊道分布

在構(gòu)建踏腳石的過程中，要考慮生態(tài)斷裂點(diǎn)的修復(fù)。生態(tài)斷裂點(diǎn)是景觀阻力對物種遷移的阻隔和中斷，道路網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)用地對景觀格局的連通造成較大的阻礙，造成生態(tài)服務(wù)價(jià)值降低及生態(tài)流動(dòng)被阻礙的嚴(yán)重后果[38]，同時(shí)，道路、建設(shè)用地都嚴(yán)重影響動(dòng)物的生存和流動(dòng)的安全性，需要對人類行為進(jìn)行規(guī)范和意識(shí)引導(dǎo)，避免威脅到生物的遷移和跨越[39]。由圖7可見，通過GIS將交通道路網(wǎng)及建設(shè)用地與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)疊加，在I級、II級廊道上識(shí)別了16個(gè)生態(tài)斷裂點(diǎn)。建議在生態(tài)廊道的實(shí)際建設(shè)中，采取一定措施如天橋、隧道等加以修復(fù)和改善，或者對斷裂點(diǎn)的不合理建設(shè)進(jìn)行拆除和重新規(guī)劃，營造人與生態(tài)和諧共生的空間，盡量避免對生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性續(xù)性和完整性的破壞。

圖7 生態(tài)節(jié)點(diǎn)及斷裂點(diǎn)分布

2.6.2 規(guī)劃廊道連接文化遺跡景觀

根據(jù)文化遺跡調(diào)查結(jié)果（圖2），研究區(qū)共提取鄉(xiāng)村歷史遺跡及遺址、鄉(xiāng)村聚落和建筑等具有特殊歷史文化的景觀資源共59處。通過GIS建立景觀資源緩沖區(qū)，以1 km的距離篩選與北部生態(tài)資源分布較為緊密的文化遺跡，通過在節(jié)點(diǎn)處增加踏腳石、采用擴(kuò)展河流河岸、水域濕地寬度等建立分支廊道的方式與人文建筑進(jìn)行連接，經(jīng)測算后選擇近30處文化遺跡，共增加11條廊道，與I、II級廊道共31條，將北部重要生態(tài)源、核心區(qū)源地、文化遺跡和人文景觀通過踏腳石和廊道形成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。規(guī)劃后對網(wǎng)絡(luò)連接度重新進(jìn)行測算，規(guī)劃后a、b、g分別為0.84、2.25、0.79，較之規(guī)劃前均有提高，可見增加規(guī)劃廊道實(shí)現(xiàn)了與文化景觀連接與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)度提高的雙重效益。規(guī)劃后形成文化遺產(chǎn)和生態(tài)景觀3個(gè)密集的生態(tài)小網(wǎng)絡(luò)（圖8），西北部A處通過規(guī)劃廊道和踏腳石連接了云臺(tái)禪寺、陶莊圓覺寺等近10處遺跡，東北部C處連接了西塘古建筑群、長壽禪寺等近11處遺跡，而B處連接A、B的同時(shí)也形成景觀集中的小網(wǎng)絡(luò)。通過增加規(guī)劃廊道和踏腳石，有效的增加了研究區(qū)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接度，同時(shí)連接近30處文化遺產(chǎn)景觀，既增加了生態(tài)服務(wù)價(jià)值，同時(shí)增加了文化保護(hù)價(jià)值，同時(shí)提供觀賞和游憩功能。文化遺產(chǎn)與景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)建為人文與自然協(xié)調(diào)共生提供更好的規(guī)劃和管理思路。

圖8 文化遺產(chǎn)景觀生態(tài)廊道構(gòu)建

3 結(jié)論與討論

1）本研究在縣級行政單元尺度，通過構(gòu)建重要生態(tài)廊道與鄉(xiāng)村文化遺產(chǎn)的連接，形成鄉(xiāng)村文化景觀生態(tài)廊道。結(jié)果顯示，研究區(qū)嘉善縣主要景觀類型為12處湖泊、河流資源，識(shí)別相對重要的生態(tài)廊道20條，增加11條規(guī)劃生態(tài)廊道，可連接近30處文化景觀遺跡形成3個(gè)區(qū)域性小網(wǎng)絡(luò)。改善了原有區(qū)域較為分散、空間阻力較大的網(wǎng)絡(luò)連接狀況，通過增加規(guī)劃廊道及“踏腳石”既連接了文化遺產(chǎn)景觀也有效的改善了潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連接度。

2）本研究探索提出將生態(tài)廊道與文化遺產(chǎn)結(jié)合形成文化景觀生態(tài)廊道，區(qū)域選擇為人類活動(dòng)頻繁的水網(wǎng)平原魚米之鄉(xiāng)。由于人類建設(shè)活動(dòng)對生態(tài)區(qū)域的侵占較為嚴(yán)重，生態(tài)區(qū)域存在斷裂和破碎的趨勢。而考慮水域的生態(tài)特殊性，需要通過濕地或林地?cái)U(kuò)展生態(tài)區(qū)域。實(shí)際構(gòu)建文化景觀生態(tài)廊道的過程中，廊道建設(shè)工程中必然會(huì)涉及建設(shè)用地、居民點(diǎn)、道路用地方式的協(xié)調(diào)，以及產(chǎn)權(quán)調(diào)整的過程，其制度制定和管理政策還需進(jìn)一步研究，以便能夠通過有效的方式實(shí)現(xiàn)廊道的構(gòu)建。

鄉(xiāng)村振興過程中實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)和文化保護(hù)是鄉(xiāng)村治理的重要目標(biāo)，通過生態(tài)廊道的構(gòu)建與規(guī)劃，有利于對區(qū)域生物多樣性以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，增加文化遺產(chǎn)的連接，將生態(tài)保護(hù)與鄉(xiāng)村文化保護(hù)，鄉(xiāng)村文明構(gòu)建相連接，增加景觀和游憩價(jià)值，為更好的建立文化遺產(chǎn)保護(hù)和管理框架提供規(guī)劃和管理思路，對加強(qiáng)生物多樣性及鄉(xiāng)村文化遺跡、人文景觀的保護(hù)均具有雙重意義。

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Construction of rural landscape ecological corridor in water network plain area based on MCR Model

Huang Xuefei1,2, Wu Cifang1,2, You Heyuan3※, Xiao Wu1, Zhong Shuiqing2

(1310029,;2.310029,;3.310018,)

The frequent human activities which happened in the land of water network plain result in the serious encroachment on the ecological region by human construction activities. The ecological region has a tendency of fracture and fragmentation. Based on the dual goals of rural cultural Renaissance and ecological protection, the landscape components of ecological properties such as wetlands, lakes and rivers are connected and special cultural resources and cultural heritage properties by using the ecological corridors and ecological stepping stone. The dual significance is to protect ecological environment and the humanities through connecting the ecological landscape and cultural landscape. We took Jiashan county, Zhejiang province, as the study of this research area, and extracted the core source of ecology with water as the source of ecological and pattern of use of the space form (MSPA) analysis method. Landscape space was obtained by using the model of Minimal Cumulative Resistance to generate potential ecological corridor. The gravity model was used to identify the important ecological corridor network connection. We explored the connection of historical relics, cultural heritage and other important cultural landscape with ecological corridor through investigating the regional characteristic of the building, rural cultural heritage, other human landscape, cultural heritage and cultural landscape. The stepping-stone was used to establish a good interaction between ecology and humanity on the basis of analysis of nodes and a steppingstone. The ecological network was constructed by taking into account the ecological landscape and cultural heritage. The results showed that 12 core areas were identified as ecological sources in the study area, with 20 important corridors and 46 general corridors, mainly distributed in the northwest and northeast of the study area.11 planning corridors were added to the optimized ecological network, connecting 30 cultural relics and ecological source patches to form 3 regional cultural heritage ecological landscape small networks. After the planning, the network connectivity was significantly improved, which improved the network connectivity in the original region that was relatively dispersed and had large spatial resistance. By adding planning corridors and stepping stones, it not only connects the cultural heritage landscape, but also effectively improves the connectivity of the potential ecological network. It formed an important cultural heritage and cultural landscape to build connection through cultural heritage landscape ecological corridors. The protection between ecological environment and cultural heritage is classified into the same type and the establishment of mutual protection management pattern, the natural properties, functional properties and landscape for water net plain area combining rural ecological landscape construction and historical and cultural protection provides a new train of thought. It is an important target of rural governance to make rural revitalization of the implementation in the process of ecological protection and cultural protection. It is conducive to the protection of regional biodiversity and ecological environment through the construction and planning of ecological corridors. It is conducive to increase the cultural heritage of the connection, better protection of the ecological and rural culture. Landscape and recreation value is increasing while rural civilization building is connected to. The study which has a double meaning can provide planning and management ideas to better establish cultural heritage protection and management framework and strengthen biodiversity and rural cultural heritage and the protection of humanistic landscape.

rural areas; cultural heritage corridors; ecological corridor; morphological spatial pattern analysis (MSPA); minimum cumulative resistance model (MCR)

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.031

F301.2

A

1002-6819(2019)-10-0243-09

2018-11-25

2019-03-17

國家自然科學(xué)基金(71874151,71403235)；教育部人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃基金(18YJA630134)；浙江省自然科學(xué)基金 (LY18G030031)

黃雪飛，高級工程師，博士生。主要方向土地整治、土地利用與生態(tài)。Email：11722062@zju.edu.cn

游和遠(yuǎn)，副教授，博士，主要方向土地利用管理。Email：youheyuan@gmail.com

黃雪飛，吳次芳，游和遠(yuǎn)，肖 武，鐘水清. 基于MCR模型的水網(wǎng)平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀生態(tài)廊道構(gòu)建[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(10)：243－251. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.031 http://www.tcsae.org

Huang Xuefei, Wu Cifang, You Heyuan, Xiao Wu, Zhong Shuiqing. Construction of rural landscape ecological corridor in water network plain area based on MCR Model [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(10): 243－251. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.031 http://www.tcsae.org