基于生態(tài)安全的水網(wǎng)丘陵地區(qū)最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)
——以湖南水府廟流域?yàn)槔?/h1>
2021-01-13 08:22:04許硯梅劉驚濤戴湘君
中國(guó)城市林業(yè) 2020年6期
許硯梅 劉驚濤 戴湘君
中南大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院 長(zhǎng)沙 410075
目前， 生態(tài)安全戰(zhàn)略是國(guó)家推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的著力點(diǎn)， 尤其在區(qū)域生態(tài)紅線(xiàn)劃定、 生態(tài)功能區(qū)劃中著有成效。 隨著生態(tài)安全理論的不斷深入， 生態(tài)安全格局分析方法也作為生態(tài)安全戰(zhàn)略的技術(shù)支撐逐步應(yīng)用于旅游交通規(guī)劃之中。 生態(tài)安全格局是以景觀(guān)生態(tài)學(xué)為理論依據(jù)， 研究景觀(guān)中存在某種潛在的生態(tài)系統(tǒng)空間格局， 然而交通規(guī)劃對(duì)環(huán)境造成的生態(tài)損耗是無(wú)可避免的， 故可借鑒荷蘭生態(tài)學(xué)家Knappen 提出的最小累積阻力模型理論(Minimal Cumulative Resistance， MCR)計(jì)算空間生態(tài)安全水平對(duì)道路選線(xiàn)產(chǎn)生障礙的空間維度阻力， 探求空間累積阻力最小的通道， 這條通道反映了一種應(yīng)對(duì)生態(tài)損耗的潛在可達(dá)性[1－2]。 本文嘗試從構(gòu)建生態(tài)安全格局出發(fā)， 確定流域的生態(tài)阻力面， 并基于MCR 模型識(shí)別出耗損成本最小、 擴(kuò)展可能性高的通道作為最優(yōu)交通路徑， 以此構(gòu)建水網(wǎng)丘陵地區(qū)最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)體系， 推動(dòng)旅游業(yè)發(fā)展。
1 研究區(qū)概況及研究方法
水府廟流域位于湘江支流漣水中上游段， 該流域總面積為3 040.50 km2， 土地類(lèi)型豐富， 以河流、 農(nóng)田和林地為主。 水府廟流域是湖南典型的水網(wǎng)丘陵地區(qū)， 其海拔63 ～1 511 m， 地形起伏， 河谷平原、 丘陵交錯(cuò)排列， 地勢(shì)南北高中間低。 該流域景觀(guān)資源極其豐富， 域內(nèi)分布23 處典型風(fēng)景區(qū)， 其中水府廟旅游區(qū)是國(guó)家級(jí)濕地公園，是湖南省水源戰(zhàn)略保護(hù)區(qū)[3]。
本文的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括: 1) 2015 年水府廟流域土地利用情況(來(lái)源于《水府廟環(huán)境保護(hù)實(shí)施方案2012—2015》 )， 用于阻力因子評(píng)價(jià)等； 2) 數(shù)字高程模型(DEM)， 其空間分辨率為30 m (來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云)， 用于基礎(chǔ)分析等； 3) 風(fēng)景區(qū)、 鄉(xiāng)土文化景觀(guān)點(diǎn)(來(lái)源于百度POI)， 用作數(shù)據(jù)“源” 和鄉(xiāng)土文化評(píng)價(jià)； 4)降水?dāng)?shù)據(jù)(來(lái)源于婁底市、 漣源市、 雙峰縣水文站)， 用于綜合水安全評(píng)價(jià)等； 5) 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)， 如道路等(來(lái)源于婁底市與湘鄉(xiāng)市環(huán)保局以及OpenStreetMap 地理數(shù)據(jù))， 用于阻力因子評(píng)價(jià)等。
通過(guò)文獻(xiàn)查閱、 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、 統(tǒng)計(jì)分析以及遙感應(yīng)用等方法對(duì)水府廟流域進(jìn)行旅游道路選線(xiàn)研究。 遙感應(yīng)用方法主要包括: 1) 基于景觀(guān)安全格局分析方法， 以流域的生態(tài)安全水平為基礎(chǔ)，分別建立綜合水安全、 水源保護(hù)、 地質(zhì)安全、 生物保護(hù)、 鄉(xiāng)土文化5 個(gè)景觀(guān)子格局； 2) 基于MCR 模型法， 以生態(tài)阻力面作為生態(tài)成本單元，建立各景觀(guān)“源” 之間的模擬路徑， 經(jīng)過(guò)拓?fù)浞治龊Y選后形成流域內(nèi)風(fēng)景區(qū)之間的最優(yōu)道路選線(xiàn)的可視化模型[4－5]。
2 流域生態(tài)安全格局
2.1 綜合水安全格局
水府廟流域是湖南雨洪防護(hù)的重點(diǎn)戰(zhàn)略區(qū)之一。 基于SCS－CN 模型， 綜合考慮流域極端降雨量(10 年、 20 年、 50 年一遇降水量)、 DEM、 土地利用等相關(guān)數(shù)據(jù)， 通過(guò)GIS 水文分析得到洪水淹沒(méi)的總地表預(yù)測(cè)產(chǎn)流， 并通過(guò)volume 工具測(cè)算洪水淹沒(méi)范圍[6]； 再將流域DEM 數(shù)據(jù)利用GIS 的河流分析工具分別找到水府廟流域內(nèi)洼地的分水嶺， 通過(guò)區(qū)域統(tǒng)計(jì)分析找到每個(gè)分水嶺出口高度值以及最低高度值， 作差后得到每個(gè)洼地的深度，并以自然斷點(diǎn)的方式確定水澇范圍； 最后將雨洪淹沒(méi)范圍以及水澇范圍通過(guò)GIS 同位疊加后得到綜合水安全格局[7](圖1)。
2.2 水源保護(hù)安全格局
水源保護(hù)安全格局構(gòu)建是保障區(qū)域居民用水的有力舉措之一。 根據(jù)現(xiàn)狀水系在區(qū)域發(fā)揮的重要作用以及美國(guó)生態(tài)學(xué)者Hagar (2002) 提出的對(duì)水源生境保護(hù)的適宜寬度大于40m 規(guī)模等因素， 將重要水資源分布區(qū)進(jìn)行緩沖分析， 并依照不同類(lèi)型的水系邊界指定相同的間距設(shè)置三個(gè)層級(jí)的安全格局緩沖范圍(表1)， 以保護(hù)區(qū)域水域生境質(zhì)量與水源涵養(yǎng)的最大需求[8](圖2)。
表1 水源保護(hù)緩沖分析
2.3 地質(zhì)安全格局
地質(zhì)安全格局是保障水網(wǎng)丘陵地區(qū)生態(tài)安全的剛性要求之一， 其構(gòu)建方法首先要選定地質(zhì)災(zāi)害要素， 再確定不同風(fēng)險(xiǎn)源的空間分布情況， 最后疊加各風(fēng)險(xiǎn)要素所覆蓋的范圍形成地質(zhì)安全格局。 通過(guò)文獻(xiàn)與實(shí)地調(diào)研分析， 水府廟流域主要包括泥石流、 滑坡兩類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害要素， 故本文選用肖華斌學(xué)者建立的地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)安全構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)(表2)， 基于GIS 對(duì)兩類(lèi)災(zāi)害因子的等比分級(jí)運(yùn)算， 識(shí)別地質(zhì)災(zāi)害源的空間分布， 確立地質(zhì)安全格局[9](圖3)。
表2 不同風(fēng)險(xiǎn)源地質(zhì)安全格局構(gòu)建指標(biāo)
2.4 生物保護(hù)安全格局
湘中地區(qū)森林覆蓋度較高、 土壤肥沃、 水源充足， 是動(dòng)物棲息優(yōu)越的天然場(chǎng)所。 通過(guò)文獻(xiàn)查閱， 鑒于鳥(niǎo)類(lèi)與哺乳類(lèi)特征， 甄別出水府廟流域具有特征性以及指示性的兩種動(dòng)物: 野豬和白鷺。根據(jù)兩類(lèi)物種的生態(tài)習(xí)性， 判別出物種的核心棲息地， 并作為物種空間運(yùn)動(dòng)的“源”， 再根據(jù)土地利用對(duì)物種運(yùn)動(dòng)的影響建立不同的相對(duì)景觀(guān)阻力面(表3)， 得出兩個(gè)生物源性子格局， 最后以“高低取高” 的安全水平原則進(jìn)行疊加， 得到流域的生物安全格局[10](圖4)。
圖1 綜合水安全格局
圖2 水源保護(hù)安全格局
圖3 地質(zhì)安全格局
表3 野豬和白鷺阻力相對(duì)系數(shù)表
圖4 生物安全格局
2.5 鄉(xiāng)土文化安全格局
鄉(xiāng)土文化安全格局體現(xiàn)的是以重要鄉(xiāng)土文化景觀(guān)為核心的保護(hù)過(guò)程， 其目的是為了加強(qiáng)鄉(xiāng)土文化景觀(guān)的保護(hù)與傳承。 首先選取水府廟流域具有對(duì)本土文化具有傳承與保護(hù)意義的鄉(xiāng)土文化景觀(guān)并進(jìn)行地理配準(zhǔn)， 以作為鄉(xiāng)土文化景觀(guān)格局判別的“源” 數(shù)據(jù)； 然后確定鄉(xiāng)土安全的相對(duì)阻力因子(表4)， 利用GIS 的cost distance 工具通過(guò)自然斷點(diǎn)法劃定歷史景觀(guān)保護(hù)紅線(xiàn)的生態(tài)空間格局 (圖5)[11－12]。
表4 鄉(xiāng)土文化景觀(guān)的阻力因子與阻力系數(shù)
圖5 鄉(xiāng)土文化安全格局
3 最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)體系
3.1 綜合生態(tài)阻力面的確定
最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)依賴(lài)于生態(tài)阻力面的建立。本文以生態(tài)安全格局作為構(gòu)建生態(tài)阻力面的指標(biāo)，通過(guò)各類(lèi)格局安全水平反饋的生態(tài)損耗敏感程度綜合疊加形成的研究區(qū)生態(tài)阻力面可較為精確地表征區(qū)域生態(tài)阻力差異。 依據(jù)景觀(guān)生態(tài)學(xué)理論，該研究區(qū)不同的景觀(guān)過(guò)程應(yīng)具有同等的生態(tài)效力[13]， 所以需要賦予相同的權(quán)重， 因此， 根據(jù)實(shí)際情況以及專(zhuān)家打分法， 將流域各類(lèi)子格局重新設(shè)置生態(tài)阻力值， 其中緩沖區(qū)賦值為5， 高安全格局賦值為25， 中安全格局賦值為50， 低安全格局賦值為100， 最后將所有賦值后的結(jié)果等比疊加形成流域綜合生態(tài)阻力面(圖6)。
圖6 綜合阻力面構(gòu)建
3.2 最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)的構(gòu)建
通過(guò)數(shù)據(jù)搜集以及地理配準(zhǔn)， 將域內(nèi)23 處風(fēng)景區(qū)作為最優(yōu)道路選線(xiàn)的“源”。 基于MCR 模型理論， 將綜合生態(tài)阻力面作為成本柵格數(shù)據(jù)， 利用GIS 迭代模型以及Cost Distance 和Cost Backlink工具分析各“源” 的成本距離方向與回溯成本，并利用Cost Path 工具分析流域內(nèi)各風(fēng)景區(qū)之間的可視化最低成本路徑； 通過(guò)拓?fù)錂z查和考慮到實(shí)際情況， 需要剔除掉部分不符合生態(tài)安全戰(zhàn)略的路徑， 最終提取43 條優(yōu)化路徑作為水府廟流域的最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)(圖7)。
圖7 水府廟流域最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)
3.3 旅游道路建設(shè)策略
最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)不僅要遵循一般選線(xiàn)與建設(shè)原則， 應(yīng)用于實(shí)際還要考慮3 個(gè)層面的問(wèn)題。一要考慮區(qū)域環(huán)境對(duì)道路選線(xiàn)的要求， 對(duì)于生態(tài)高阻力地區(qū)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制性地交通開(kāi)發(fā)保護(hù)， 禁止不符合功能定位的交通道路開(kāi)發(fā)建設(shè)； 對(duì)于生態(tài)中低阻力地區(qū)， 需要進(jìn)行多方面的生態(tài)評(píng)估， 并以生態(tài)優(yōu)先原則建立道路交通網(wǎng)絡(luò)； 二要考慮道路開(kāi)發(fā)使用過(guò)程中對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響。 對(duì)于新建旅游道路， 需要進(jìn)行適宜的綠化種植規(guī)劃， 并根據(jù)道路級(jí)別以及實(shí)際情況確定綠化帶寬度， 以此改善大氣環(huán)境質(zhì)量， 并降低交通噪聲、 尾氣污染；三要考慮道路開(kāi)發(fā)沖突問(wèn)題。 當(dāng)旅游道路與已有道路存在路線(xiàn)交叉時(shí)， 如G60 潭邵段、 G320、S50、 S209、 S312 等主要公路干線(xiàn)， 可能無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模地道路銜接或路網(wǎng)改造； 因此， 在符合道路建設(shè)規(guī)范的條件下， 新建道路可采用路面抬高架橋或下沉隧道的方式處理， 以保障整體交通的最大連通性[14]。
4 討論
本文以水府廟流域范圍為尺度， 以水網(wǎng)丘陵地區(qū)的生態(tài)本底特征為基礎(chǔ)， 構(gòu)建了流域的綜合水安全、 水源保護(hù)、 地質(zhì)安全、 生物安全與鄉(xiāng)土安全等5 個(gè)景觀(guān)子格局， 并建立了流域的生態(tài)阻力面， 利用MCR 模型根據(jù)實(shí)際情況篩選出43 條可自然連接水府廟流域23 處風(fēng)景區(qū)的模擬路徑，形成流域風(fēng)景區(qū)之間的旅游交通道路網(wǎng)； 最后基于交通網(wǎng)絡(luò)可視化模型， 提出相對(duì)應(yīng)的道路建設(shè)策略以提升風(fēng)景區(qū)新建道路與現(xiàn)有交通的整體連通性， 促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展。
生態(tài)安全格局構(gòu)建是一個(gè)靜態(tài)的過(guò)程， 即通過(guò)現(xiàn)狀地理要素、 自然生態(tài)要素以及人文歷史要素影響安全水平。 但是交通建設(shè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)且持續(xù)的過(guò)程， 區(qū)域相關(guān)要素的空間格局會(huì)隨著交通的不斷開(kāi)發(fā)建設(shè)與使用而產(chǎn)生較大的波動(dòng)， 所以利用生態(tài)規(guī)劃進(jìn)行道路選線(xiàn)應(yīng)具有前瞻性。 首先，考慮到水網(wǎng)丘陵地區(qū)的生態(tài)特殊性， 旅游道路選線(xiàn)不僅要滿(mǎn)足快捷、 可達(dá)性， 也要盡量避開(kāi)生態(tài)高阻力地區(qū)， 降低未來(lái)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與管控成本； 其次， 應(yīng)加大對(duì)重點(diǎn)道路沿線(xiàn)的生態(tài)綠化建設(shè)， 穩(wěn)定沿線(xiàn)生態(tài)用地的連接度， 保證生境質(zhì)量， 形成綠色、 經(jīng)濟(jì)、 便民的旅游交通網(wǎng)絡(luò)。
本研究嘗試將生態(tài)安全格局方法引入水網(wǎng)丘陵地區(qū)旅游道路選線(xiàn)之中， 提出一個(gè)具有生態(tài)效益的交通選線(xiàn)模式。 這種生態(tài)保護(hù)與道路選線(xiàn)的結(jié)合， 旨在有效規(guī)避對(duì)空間阻力較大的路徑， 節(jié)約生態(tài)經(jīng)濟(jì)成本， 實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的整體性與系統(tǒng)性， 有利于區(qū)域生物多樣性、 文化多樣性以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)[15－16]， 對(duì)水府廟流域生態(tài)旅游交通規(guī)劃具有借鑒意義， 也為全國(guó)水網(wǎng)丘陵地區(qū)旅游道路選線(xiàn)提供規(guī)劃思路。
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目前， 生態(tài)安全戰(zhàn)略是國(guó)家推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的著力點(diǎn)， 尤其在區(qū)域生態(tài)紅線(xiàn)劃定、 生態(tài)功能區(qū)劃中著有成效。 隨著生態(tài)安全理論的不斷深入， 生態(tài)安全格局分析方法也作為生態(tài)安全戰(zhàn)略的技術(shù)支撐逐步應(yīng)用于旅游交通規(guī)劃之中。 生態(tài)安全格局是以景觀(guān)生態(tài)學(xué)為理論依據(jù)， 研究景觀(guān)中存在某種潛在的生態(tài)系統(tǒng)空間格局， 然而交通規(guī)劃對(duì)環(huán)境造成的生態(tài)損耗是無(wú)可避免的， 故可借鑒荷蘭生態(tài)學(xué)家Knappen 提出的最小累積阻力模型理論(Minimal Cumulative Resistance， MCR)計(jì)算空間生態(tài)安全水平對(duì)道路選線(xiàn)產(chǎn)生障礙的空間維度阻力， 探求空間累積阻力最小的通道， 這條通道反映了一種應(yīng)對(duì)生態(tài)損耗的潛在可達(dá)性[1－2]。 本文嘗試從構(gòu)建生態(tài)安全格局出發(fā)， 確定流域的生態(tài)阻力面， 并基于MCR 模型識(shí)別出耗損成本最小、 擴(kuò)展可能性高的通道作為最優(yōu)交通路徑， 以此構(gòu)建水網(wǎng)丘陵地區(qū)最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)體系， 推動(dòng)旅游業(yè)發(fā)展。
1 研究區(qū)概況及研究方法
水府廟流域位于湘江支流漣水中上游段， 該流域總面積為3 040.50 km2， 土地類(lèi)型豐富， 以河流、 農(nóng)田和林地為主。 水府廟流域是湖南典型的水網(wǎng)丘陵地區(qū)， 其海拔63 ～1 511 m， 地形起伏， 河谷平原、 丘陵交錯(cuò)排列， 地勢(shì)南北高中間低。 該流域景觀(guān)資源極其豐富， 域內(nèi)分布23 處典型風(fēng)景區(qū)， 其中水府廟旅游區(qū)是國(guó)家級(jí)濕地公園，是湖南省水源戰(zhàn)略保護(hù)區(qū)[3]。
本文的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括: 1) 2015 年水府廟流域土地利用情況(來(lái)源于《水府廟環(huán)境保護(hù)實(shí)施方案2012—2015》 )， 用于阻力因子評(píng)價(jià)等； 2) 數(shù)字高程模型(DEM)， 其空間分辨率為30 m (來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云)， 用于基礎(chǔ)分析等； 3) 風(fēng)景區(qū)、 鄉(xiāng)土文化景觀(guān)點(diǎn)(來(lái)源于百度POI)， 用作數(shù)據(jù)“源” 和鄉(xiāng)土文化評(píng)價(jià)； 4)降水?dāng)?shù)據(jù)(來(lái)源于婁底市、 漣源市、 雙峰縣水文站)， 用于綜合水安全評(píng)價(jià)等； 5) 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)， 如道路等(來(lái)源于婁底市與湘鄉(xiāng)市環(huán)保局以及OpenStreetMap 地理數(shù)據(jù))， 用于阻力因子評(píng)價(jià)等。
通過(guò)文獻(xiàn)查閱、 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、 統(tǒng)計(jì)分析以及遙感應(yīng)用等方法對(duì)水府廟流域進(jìn)行旅游道路選線(xiàn)研究。 遙感應(yīng)用方法主要包括: 1) 基于景觀(guān)安全格局分析方法， 以流域的生態(tài)安全水平為基礎(chǔ)，分別建立綜合水安全、 水源保護(hù)、 地質(zhì)安全、 生物保護(hù)、 鄉(xiāng)土文化5 個(gè)景觀(guān)子格局； 2) 基于MCR 模型法， 以生態(tài)阻力面作為生態(tài)成本單元，建立各景觀(guān)“源” 之間的模擬路徑， 經(jīng)過(guò)拓?fù)浞治龊Y選后形成流域內(nèi)風(fēng)景區(qū)之間的最優(yōu)道路選線(xiàn)的可視化模型[4－5]。
2 流域生態(tài)安全格局
2.1 綜合水安全格局
水府廟流域是湖南雨洪防護(hù)的重點(diǎn)戰(zhàn)略區(qū)之一。 基于SCS－CN 模型， 綜合考慮流域極端降雨量(10 年、 20 年、 50 年一遇降水量)、 DEM、 土地利用等相關(guān)數(shù)據(jù)， 通過(guò)GIS 水文分析得到洪水淹沒(méi)的總地表預(yù)測(cè)產(chǎn)流， 并通過(guò)volume 工具測(cè)算洪水淹沒(méi)范圍[6]； 再將流域DEM 數(shù)據(jù)利用GIS 的河流分析工具分別找到水府廟流域內(nèi)洼地的分水嶺， 通過(guò)區(qū)域統(tǒng)計(jì)分析找到每個(gè)分水嶺出口高度值以及最低高度值， 作差后得到每個(gè)洼地的深度，并以自然斷點(diǎn)的方式確定水澇范圍； 最后將雨洪淹沒(méi)范圍以及水澇范圍通過(guò)GIS 同位疊加后得到綜合水安全格局[7](圖1)。
2.2 水源保護(hù)安全格局
水源保護(hù)安全格局構(gòu)建是保障區(qū)域居民用水的有力舉措之一。 根據(jù)現(xiàn)狀水系在區(qū)域發(fā)揮的重要作用以及美國(guó)生態(tài)學(xué)者Hagar (2002) 提出的對(duì)水源生境保護(hù)的適宜寬度大于40m 規(guī)模等因素， 將重要水資源分布區(qū)進(jìn)行緩沖分析， 并依照不同類(lèi)型的水系邊界指定相同的間距設(shè)置三個(gè)層級(jí)的安全格局緩沖范圍(表1)， 以保護(hù)區(qū)域水域生境質(zhì)量與水源涵養(yǎng)的最大需求[8](圖2)。
表1 水源保護(hù)緩沖分析
2.3 地質(zhì)安全格局
地質(zhì)安全格局是保障水網(wǎng)丘陵地區(qū)生態(tài)安全的剛性要求之一， 其構(gòu)建方法首先要選定地質(zhì)災(zāi)害要素， 再確定不同風(fēng)險(xiǎn)源的空間分布情況， 最后疊加各風(fēng)險(xiǎn)要素所覆蓋的范圍形成地質(zhì)安全格局。 通過(guò)文獻(xiàn)與實(shí)地調(diào)研分析， 水府廟流域主要包括泥石流、 滑坡兩類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害要素， 故本文選用肖華斌學(xué)者建立的地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)安全構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)(表2)， 基于GIS 對(duì)兩類(lèi)災(zāi)害因子的等比分級(jí)運(yùn)算， 識(shí)別地質(zhì)災(zāi)害源的空間分布， 確立地質(zhì)安全格局[9](圖3)。
表2 不同風(fēng)險(xiǎn)源地質(zhì)安全格局構(gòu)建指標(biāo)
2.4 生物保護(hù)安全格局
湘中地區(qū)森林覆蓋度較高、 土壤肥沃、 水源充足， 是動(dòng)物棲息優(yōu)越的天然場(chǎng)所。 通過(guò)文獻(xiàn)查閱， 鑒于鳥(niǎo)類(lèi)與哺乳類(lèi)特征， 甄別出水府廟流域具有特征性以及指示性的兩種動(dòng)物: 野豬和白鷺。根據(jù)兩類(lèi)物種的生態(tài)習(xí)性， 判別出物種的核心棲息地， 并作為物種空間運(yùn)動(dòng)的“源”， 再根據(jù)土地利用對(duì)物種運(yùn)動(dòng)的影響建立不同的相對(duì)景觀(guān)阻力面(表3)， 得出兩個(gè)生物源性子格局， 最后以“高低取高” 的安全水平原則進(jìn)行疊加， 得到流域的生物安全格局[10](圖4)。
圖1 綜合水安全格局
圖2 水源保護(hù)安全格局
圖3 地質(zhì)安全格局
表3 野豬和白鷺阻力相對(duì)系數(shù)表
圖4 生物安全格局
2.5 鄉(xiāng)土文化安全格局
鄉(xiāng)土文化安全格局體現(xiàn)的是以重要鄉(xiāng)土文化景觀(guān)為核心的保護(hù)過(guò)程， 其目的是為了加強(qiáng)鄉(xiāng)土文化景觀(guān)的保護(hù)與傳承。 首先選取水府廟流域具有對(duì)本土文化具有傳承與保護(hù)意義的鄉(xiāng)土文化景觀(guān)并進(jìn)行地理配準(zhǔn)， 以作為鄉(xiāng)土文化景觀(guān)格局判別的“源” 數(shù)據(jù)； 然后確定鄉(xiāng)土安全的相對(duì)阻力因子(表4)， 利用GIS 的cost distance 工具通過(guò)自然斷點(diǎn)法劃定歷史景觀(guān)保護(hù)紅線(xiàn)的生態(tài)空間格局 (圖5)[11－12]。
表4 鄉(xiāng)土文化景觀(guān)的阻力因子與阻力系數(shù)
圖5 鄉(xiāng)土文化安全格局
3 最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)體系
3.1 綜合生態(tài)阻力面的確定
最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)依賴(lài)于生態(tài)阻力面的建立。本文以生態(tài)安全格局作為構(gòu)建生態(tài)阻力面的指標(biāo)，通過(guò)各類(lèi)格局安全水平反饋的生態(tài)損耗敏感程度綜合疊加形成的研究區(qū)生態(tài)阻力面可較為精確地表征區(qū)域生態(tài)阻力差異。 依據(jù)景觀(guān)生態(tài)學(xué)理論，該研究區(qū)不同的景觀(guān)過(guò)程應(yīng)具有同等的生態(tài)效力[13]， 所以需要賦予相同的權(quán)重， 因此， 根據(jù)實(shí)際情況以及專(zhuān)家打分法， 將流域各類(lèi)子格局重新設(shè)置生態(tài)阻力值， 其中緩沖區(qū)賦值為5， 高安全格局賦值為25， 中安全格局賦值為50， 低安全格局賦值為100， 最后將所有賦值后的結(jié)果等比疊加形成流域綜合生態(tài)阻力面(圖6)。
圖6 綜合阻力面構(gòu)建
3.2 最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)的構(gòu)建
通過(guò)數(shù)據(jù)搜集以及地理配準(zhǔn)， 將域內(nèi)23 處風(fēng)景區(qū)作為最優(yōu)道路選線(xiàn)的“源”。 基于MCR 模型理論， 將綜合生態(tài)阻力面作為成本柵格數(shù)據(jù)， 利用GIS 迭代模型以及Cost Distance 和Cost Backlink工具分析各“源” 的成本距離方向與回溯成本，并利用Cost Path 工具分析流域內(nèi)各風(fēng)景區(qū)之間的可視化最低成本路徑； 通過(guò)拓?fù)錂z查和考慮到實(shí)際情況， 需要剔除掉部分不符合生態(tài)安全戰(zhàn)略的路徑， 最終提取43 條優(yōu)化路徑作為水府廟流域的最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)(圖7)。
圖7 水府廟流域最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)
3.3 旅游道路建設(shè)策略
最優(yōu)旅游道路選線(xiàn)不僅要遵循一般選線(xiàn)與建設(shè)原則， 應(yīng)用于實(shí)際還要考慮3 個(gè)層面的問(wèn)題。一要考慮區(qū)域環(huán)境對(duì)道路選線(xiàn)的要求， 對(duì)于生態(tài)高阻力地區(qū)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制性地交通開(kāi)發(fā)保護(hù)， 禁止不符合功能定位的交通道路開(kāi)發(fā)建設(shè)； 對(duì)于生態(tài)中低阻力地區(qū)， 需要進(jìn)行多方面的生態(tài)評(píng)估， 并以生態(tài)優(yōu)先原則建立道路交通網(wǎng)絡(luò)； 二要考慮道路開(kāi)發(fā)使用過(guò)程中對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響。 對(duì)于新建旅游道路， 需要進(jìn)行適宜的綠化種植規(guī)劃， 并根據(jù)道路級(jí)別以及實(shí)際情況確定綠化帶寬度， 以此改善大氣環(huán)境質(zhì)量， 并降低交通噪聲、 尾氣污染；三要考慮道路開(kāi)發(fā)沖突問(wèn)題。 當(dāng)旅游道路與已有道路存在路線(xiàn)交叉時(shí)， 如G60 潭邵段、 G320、S50、 S209、 S312 等主要公路干線(xiàn)， 可能無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模地道路銜接或路網(wǎng)改造； 因此， 在符合道路建設(shè)規(guī)范的條件下， 新建道路可采用路面抬高架橋或下沉隧道的方式處理， 以保障整體交通的最大連通性[14]。
4 討論
本文以水府廟流域范圍為尺度， 以水網(wǎng)丘陵地區(qū)的生態(tài)本底特征為基礎(chǔ)， 構(gòu)建了流域的綜合水安全、 水源保護(hù)、 地質(zhì)安全、 生物安全與鄉(xiāng)土安全等5 個(gè)景觀(guān)子格局， 并建立了流域的生態(tài)阻力面， 利用MCR 模型根據(jù)實(shí)際情況篩選出43 條可自然連接水府廟流域23 處風(fēng)景區(qū)的模擬路徑，形成流域風(fēng)景區(qū)之間的旅游交通道路網(wǎng)； 最后基于交通網(wǎng)絡(luò)可視化模型， 提出相對(duì)應(yīng)的道路建設(shè)策略以提升風(fēng)景區(qū)新建道路與現(xiàn)有交通的整體連通性， 促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展。
生態(tài)安全格局構(gòu)建是一個(gè)靜態(tài)的過(guò)程， 即通過(guò)現(xiàn)狀地理要素、 自然生態(tài)要素以及人文歷史要素影響安全水平。 但是交通建設(shè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)且持續(xù)的過(guò)程， 區(qū)域相關(guān)要素的空間格局會(huì)隨著交通的不斷開(kāi)發(fā)建設(shè)與使用而產(chǎn)生較大的波動(dòng)， 所以利用生態(tài)規(guī)劃進(jìn)行道路選線(xiàn)應(yīng)具有前瞻性。 首先，考慮到水網(wǎng)丘陵地區(qū)的生態(tài)特殊性， 旅游道路選線(xiàn)不僅要滿(mǎn)足快捷、 可達(dá)性， 也要盡量避開(kāi)生態(tài)高阻力地區(qū)， 降低未來(lái)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與管控成本； 其次， 應(yīng)加大對(duì)重點(diǎn)道路沿線(xiàn)的生態(tài)綠化建設(shè)， 穩(wěn)定沿線(xiàn)生態(tài)用地的連接度， 保證生境質(zhì)量， 形成綠色、 經(jīng)濟(jì)、 便民的旅游交通網(wǎng)絡(luò)。
本研究嘗試將生態(tài)安全格局方法引入水網(wǎng)丘陵地區(qū)旅游道路選線(xiàn)之中， 提出一個(gè)具有生態(tài)效益的交通選線(xiàn)模式。 這種生態(tài)保護(hù)與道路選線(xiàn)的結(jié)合， 旨在有效規(guī)避對(duì)空間阻力較大的路徑， 節(jié)約生態(tài)經(jīng)濟(jì)成本， 實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的整體性與系統(tǒng)性， 有利于區(qū)域生物多樣性、 文化多樣性以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)[15－16]， 對(duì)水府廟流域生態(tài)旅游交通規(guī)劃具有借鑒意義， 也為全國(guó)水網(wǎng)丘陵地區(qū)旅游道路選線(xiàn)提供規(guī)劃思路。
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