郭家新 胡振琪,2 李海霞 劉金蘭 張 雪 賴小君

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)土地復(fù)墾與生態(tài)重建研究所，北京 100083； 2.中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院，徐州 221116；3.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085)

0 引言

生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)是指在特定尺度空間內(nèi)能識別線性生態(tài)廊道特征、有效聯(lián)系各類生態(tài)斑塊、并反映空間要素組合規(guī)律及結(jié)構(gòu)功能特征的空間組織體系[1-2]。在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的同時，也會引發(fā)耕地破壞、林草地?fù)p毀、濕地退化等生態(tài)環(huán)境問題，使區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)不平衡，且難以恢復(fù)，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中重要生態(tài)源地逐漸退化或消失[3-4]。從20世紀(jì)70年代起，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究逐漸被國外學(xué)者關(guān)注，在模型構(gòu)建、種群與群落的網(wǎng)絡(luò)分析、生物多樣性保護(hù)、景觀規(guī)劃與生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行了較多的研究和探索。近年來，景觀生態(tài)學(xué)理論及方法成為生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)格局的研究熱點(diǎn)，因其有助于發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)系統(tǒng)的相似性和差異性，故展示了較好的應(yīng)用潛力[5]。我國對生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)的研究起步較晚，但發(fā)展較為迅速?，F(xiàn)有研究多局限于從土地類型方面識別重要生境斑塊而構(gòu)建廊道，并從綜合性、穩(wěn)定性等方面評價生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系的科學(xué)性，對景觀類型結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)研究關(guān)注較少[6-10]。

目前，關(guān)于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程已形成基本的模式，包括構(gòu)建阻力面、生態(tài)源地的識別與潛在生態(tài)廊道的提取，且不斷向定量化轉(zhuǎn)變。形態(tài)學(xué)空間格局分析(Morphological spatial pattern analysis，MSPA)基于圖形學(xué)原理，結(jié)合柵格運(yùn)算方式在像元級尺度識別生態(tài)源地[11-14]。生態(tài)廊道提取通?；谕恋仡愋?、地形等因素賦予權(quán)重，并構(gòu)建綜合阻力面，表征了地表景觀類型對生態(tài)流動的阻力影響。最小累積阻力(Minimum cumulative resistance，MCR)模型通過阻力面的權(quán)重生成最佳路徑，用于提取潛在生態(tài)廊道，但這種常規(guī)方法忽視了生態(tài)源地之間的生態(tài)作用力。重力模型被廣泛應(yīng)用于城市空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究，后來也被應(yīng)用于城市經(jīng)濟(jì)、區(qū)域環(huán)境間相互作用結(jié)構(gòu)[15-16]研究。

近年來，我國國土空間規(guī)劃與管理愈發(fā)強(qiáng)調(diào)生態(tài)空間的重要性，充分識別城市生態(tài)空間成為劃定生態(tài)保護(hù)紅線、確定城市開發(fā)邊界和空間管制等政策實(shí)施的迫切需求[17-18]。本文以我國華北地區(qū)資源型城市——唐山市為研究對象，根據(jù)遙感圖像解譯土地利用類型，采用MSPA方法識別研究區(qū)的核心區(qū)景觀要素，然后通過選取整體連通性指數(shù)(Integral index of connectivity,IIC)、可能連通性(Probability of connectivity,PC)等景觀指數(shù)，量化重要性程度，提取生態(tài)源地，采用最小累積阻力模型構(gòu)建研究區(qū)潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)廊道，基于重力模型對生態(tài)廊道進(jìn)行分級，并提出區(qū)域生態(tài)保護(hù)管理和構(gòu)建生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)的建議，以期為唐山市國土空間規(guī)劃、生態(tài)空間構(gòu)建和生態(tài)保護(hù)紅線管控提供有效支撐，也為類似區(qū)域生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)研究提供參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

唐山市位于河北省東部、華北平原東北部，渤海灣中心地帶，介于117°31′～119°19′E，38°55′～40°28′N，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，呈現(xiàn)出明顯的大陸性氣候特征，年平均氣溫12.5℃，常年降水量500～700 mm，轄區(qū)面積1.43×106hm2(圖1)。北依燕山，毗鄰京津，境內(nèi)有南湖濕地、唐津運(yùn)河生態(tài)公園、曹妃甸濕地公園、樂亭縣金銀灘國家森林保護(hù)區(qū)、遵化鷲峰山森林保護(hù)區(qū)、遷西景忠山森林保護(hù)區(qū)、遷安徐流口森林保護(hù)區(qū)等國家級或省級重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)。102國道、112國道、205國道、京哈鐵路等主要交通干線構(gòu)成了縣域生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)的重要骨架。但是，由于唐山市長期以來經(jīng)濟(jì)優(yōu)先的發(fā)展策略導(dǎo)致環(huán)境污染，生態(tài)格局破壞，環(huán)境日益惡化[19-20]。通過空間規(guī)劃引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)綠色網(wǎng)絡(luò)體系的完善與構(gòu)建，合理利用良好的自然山水格局，以實(shí)現(xiàn)唐山市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系修復(fù)和發(fā)展顯得尤為重要。

1.2 數(shù)據(jù)處理

本研究主要采用Landsat8 OLI衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品2018年8月30 m分辨率的遙感影像(地理空間數(shù)據(jù)云)、30 m分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)(地理空間數(shù)據(jù)云)和2018年唐山市行政邊界數(shù)據(jù)(唐山市自然資源和規(guī)劃局)。通過ENVI和ArcGIS軟件對遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，然后運(yùn)用最大似然法進(jìn)行監(jiān)督分類，提取林地、草地、水體、建設(shè)用地、耕地和其他主要景觀要素等。最后通過高精度航拍數(shù)據(jù)對解譯的土地利用進(jìn)行精度驗(yàn)證。最后通過ArcGIS軟件完成基本圖件的制作。

1.3 研究方法

1.3.1基于MSPA景觀格局分析

MSPA分析方法[21]不同于傳統(tǒng)生態(tài)理論的粗提取方式，而是基于圖形學(xué)原理，運(yùn)用開閉運(yùn)算等數(shù)學(xué)方法對柵格圖像進(jìn)行識別、分割，并解譯研究區(qū)地類要素，從而得出像元層面的景觀生態(tài)斑塊。根據(jù)解譯后的唐山市土地利用數(shù)據(jù)，提取林地、草地、水體要素作為MSPA分析的前景數(shù)據(jù)，建設(shè)用地、耕地等作為背景數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)二值化柵格處理，運(yùn)用Guidos Toolbox分析軟件，采用八鄰域圖像細(xì)化分析方法[22]快速準(zhǔn)確地提取像素目標(biāo)和矢量化跟蹤，最后得到7種互不相交的景觀類型，分別為核心區(qū)、橋接區(qū)、島狀斑塊、支線、邊緣區(qū)、環(huán)道區(qū)和孔隙(圖2)。最后對分析結(jié)果進(jìn)行面積等統(tǒng)計(jì)(表1)，提取核心區(qū)斑塊作為連通性分析的生態(tài)源地。景觀類型及顏色符號詳情參見Guidos Toolbox手冊[23]。

表1 唐山市不同景觀要素面積與比例Tab.1 Area and proportion of different landscape elements in Tangshan City

1.3.2重要生態(tài)源地識別與評價

生態(tài)源地的選取是構(gòu)成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)最為重要的空間骨架，通過景觀連通性指數(shù)識別重要生態(tài)源地構(gòu)建生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)具有一定的生態(tài)學(xué)意義。景觀連通性是指景觀要素在空間單元之間的相互連續(xù)性，能夠定量化表征某要素在生態(tài)源地之間物質(zhì)擴(kuò)散和遷移的難易程度。目前，MSPA分析常用景觀連接指數(shù)包括：整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)、斑塊重要性指數(shù)(dI)等。本文基于文獻(xiàn)[24-26]，選用IIC、PC景觀指數(shù)，基于Conefor軟件將斑塊連通距離閾值設(shè)置為1 500，連通概率設(shè)為0.5，對核心區(qū)進(jìn)行重要生態(tài)源地識別，并通過中介中心性度量(Qi)進(jìn)行重要生態(tài)源地評價(表2)。

表2 重要生態(tài)源地景觀連通指數(shù)與面積統(tǒng)計(jì)Tab.2 Landscape connectivity index and area statistics of important ecological sources

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

式中IIIC——整體連通性指數(shù)，取值0～1

AL——景觀總面積，hm2

n——斑塊總數(shù)

ai、aj——斑塊i、j的面積，hm2

lij——i到j(luò)的最短路徑

IPC——可能連通性指數(shù)，取值0～1

dI——斑塊重要性指數(shù)，取值0～1

I——景觀指數(shù)

dIIIC——要素在景觀中整體重要程度，取值0～1

IIICremove——在景觀中除去某要素后景觀整體連接度指數(shù)

dIPC——要素在景觀中可能重要程度，取值0～1

IPCremove——在景觀中除去某要素后景觀可能連接度指數(shù)

將dIIIC>0.2、dIPC>0.2的生態(tài)斑塊劃定為重要生態(tài)源地。

由于Conefor 2.6計(jì)算中不同斑塊對景觀連接性貢獻(xiàn)方式不同，選取中介中心性度量(Qi)對完整生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中不同斑塊進(jìn)行重要程度界定。式中Qi量化斑塊i在整個生態(tài)斑塊中重要程度(其中Qi越接近1說明其在生態(tài)源地的面積占比越大，重要性越大)，dPCconnector量化了斑塊i在整個生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中連接重要性

dPC=dPCintra+dPCflux+dPCconnector

(0

(6)

(7)

式中dPCintra——斑塊自身屬性(如面積)對自身連接性的貢獻(xiàn)

dPCflux——斑塊以自身屬性(如面積)為權(quán)重，到每一個斑塊產(chǎn)生的最大生態(tài)流

dPCconnector——斑塊作為連接點(diǎn)對維持景觀中其他斑塊連接性的作用，用于評價斑塊位置的重要性

借助Conefor軟件對研究區(qū)域的重要生態(tài)源進(jìn)行中介中心性指數(shù)分析計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行定性分類：將0.5≤Qi劃定為較高棲息地；0.2

1.3.3基于最小累積阻力模型的潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

生態(tài)物質(zhì)的流動在內(nèi)部需要克服一些阻力。研究區(qū)的阻力要素由17個因素評估，包括景觀因子(核心區(qū)、橋接區(qū)等)、土地利用(林地、草地等)、高程因子等。每個因子的阻力根據(jù)評估系統(tǒng)設(shè)定(表3)。此外，發(fā)展策略將影響某些因素的阻力，并最終影響研究區(qū)生態(tài)流動的最小累積消耗阻力。例如，植被覆蓋度越高，水網(wǎng)越近，生態(tài)保護(hù)模式中的生態(tài)阻力越小。

表3 阻力層權(quán)重與因子阻力Tab.3 Resistance layer weights and factor resistance values

最小累積阻力模型可以確定起始源和目標(biāo)源之間的最短路徑，表示生態(tài)流從一個生態(tài)源地到另一個生態(tài)源地克服生態(tài)阻力面的最小累積距離[27]。該方法是在GIS平臺支持下，通過生態(tài)源和阻力系數(shù)的設(shè)置，來確定核心區(qū)之間的連接路徑。結(jié)合MSPA分析結(jié)果，提取相應(yīng)的生態(tài)源地，不同源地具有不同的生態(tài)能量，它們輻射和傳遞能量的能力不僅與其面積有關(guān)，而且與生態(tài)源的類型和形狀有關(guān)。本文對不同的土地覆蓋類型分別賦值，構(gòu)成阻力面模型。景觀阻力越大，表明物種遷移難度較大。

VCR=∑RijWi

(8)

式中VCR——生態(tài)阻力面

Rij——第i個柵格單元的第j個指標(biāo)的安全指數(shù)

Wi——第i個指標(biāo)的權(quán)重

(9)

式中MCR——最小累積阻力

fmin——反映MCR與變量Dij、Ri之間正比關(guān)系的函數(shù)

Dij——生態(tài)源從j穿過i的空間距離

Ri——物種穿越某景觀表面i的阻力

基于ArcGIS 10.4的空間分析模塊通過建立的生態(tài)阻力面(圖4a)計(jì)算生態(tài)斑塊間歐氏距離和成本加權(quán)距離確定生態(tài)源地間最小路徑，并對冗余路徑進(jìn)行剔除，構(gòu)成分析的潛在生態(tài)廊道(圖4b)。

1.3.4基于重力模型的重要生態(tài)廊道識別

19世紀(jì)，學(xué)者研究城市系統(tǒng)的相互作用時將重力模型引入到地理空間的研究中，并用于分析城市之間貿(mào)易的相互作用以及國家之間貿(mào)易交流形式的研究。本文嘗試將重力模型引入景觀生態(tài)領(lǐng)域，可以定量評價源地斑塊間的相互作用強(qiáng)度，從而科學(xué)判定潛在生態(tài)廊道的相對重要性[28-30]，計(jì)算式為

(10)

式中F——生態(tài)重力

Gij——斑塊a、b之間的生態(tài)引力

Ni、Nj——兩斑塊的權(quán)重

Pi、Pj——斑塊i、j的阻力

Lij——斑塊i到j(luò)之間廊道的累積阻力

Lmax——研究區(qū)中所有廊道阻力的最大值

通過重力模型可以計(jì)算出生態(tài)源地之間的生態(tài)引力。值越高，表明生態(tài)源地之間的聯(lián)系越緊密，能量傳遞和物質(zhì)遷移就越頻繁。重力模型的計(jì)算結(jié)果如圖5所示，將生態(tài)引力大于150的廊道作為一級廊道，共計(jì)59條；生態(tài)引力大于10而小于等于150的作為二級廊道，共計(jì)161條；其他作為三級廊道，共計(jì)215條，得到研究區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖如圖6所示。

2 結(jié)果分析

2.1 基于MSPA的景觀格局分析

如表1和圖2所示，基于MSPA分析的唐山市景觀要素面積721 915.20 hm2，其中核心區(qū)面積為245 674.52 hm2，占研究區(qū)景觀要素面積的34.03%，景觀類型多為草地，其次為林地和水體；且主要分布于遵化市東南部、遷西縣、遷安市西部、豐潤區(qū)東北部自然保護(hù)區(qū)以及曹妃甸區(qū)南部濕地保護(hù)區(qū)。其中北部核心區(qū)呈東西向條帶式分布，中部和南部呈集聚狀態(tài)，面積較大，穩(wěn)定性較強(qiáng)；中南部較為稀少，且破碎化較嚴(yán)重，更加表明研究區(qū)南北地區(qū)之間核心斑塊連通性較差，生態(tài)流動困難；橋接區(qū)是連接核心區(qū)的狹長區(qū)域，其面積235 585.61 hm2，占研究區(qū)景觀要素面積的32.63%，代表生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的連接廊道，主要為山區(qū)郊野、河流沿岸及交通道路兩側(cè)林草地景觀斑塊，如市域北部燕山山脈、遷西縣和遷安市境內(nèi)灤河沿岸、玉田縣和豐潤區(qū)境內(nèi)G1高速兩側(cè)林地生態(tài)帶等，構(gòu)成物質(zhì)流動的重要景觀要素；島狀斑塊是孤立的綠地景觀，且不與其他斑塊相連接，面積70 958.27 hm2，占景觀要素面積的9.83%，可以作為生態(tài)要素流動的臨時棲息地，可以間接提高生態(tài)斑塊的連通性。邊緣區(qū)面積為80 054.82 hm2，占景觀要素面積的11.09%，邊緣區(qū)是核心區(qū)和非綠色景觀區(qū)域之間的過渡區(qū)域，可產(chǎn)生物種生存的邊緣效應(yīng)，邊緣區(qū)面積越多，則適宜物種生存的核心區(qū)就越少，即表示分散越嚴(yán)重。

2.2 重要生態(tài)源地識別與評價分析

重要生態(tài)源地是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其斑塊面積大，生態(tài)資源充足，有利于物質(zhì)、能量和信息的交換，而且能更有效地維持和發(fā)揮景觀生態(tài)功能，通過核心區(qū)(生態(tài)源地)各斑塊的整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)以及斑塊重要性指數(shù)(dI)表征計(jì)算結(jié)果，將分別大于0.2的30塊核心區(qū)生態(tài)斑塊劃定為重要生態(tài)源地。如圖3所示，重要生態(tài)源地主要分布于市域北部和南部濕地，而且都是唐山市生態(tài)保護(hù)用地的集中分布區(qū)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀較好，但是原劃定的生態(tài)保護(hù)區(qū)整體存在系統(tǒng)碎片化問題，南北各保護(hù)區(qū)相互孤立，互不連通，特別是位于中部分界點(diǎn)的陡河流域與南部濕地保護(hù)區(qū)距離較遠(yuǎn)，產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)流動斷面，導(dǎo)致保護(hù)區(qū)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)和生態(tài)要素流動性不足。

結(jié)合唐山市國家級、省級自然保護(hù)區(qū)分布情況以及表2計(jì)算結(jié)果分析，源地1的dIIIC和dIPC最大，分別為0.91和0.93，面積24 809.70 hm2，位于遷西縣南部和遷安市西部山葉口省級森林公園等連片山林保護(hù)區(qū)；源地2dIIIC和dIPC分別為0.72、0.74，面積13 046.70 hm2，主要包含翔云島國家級森林保護(hù)區(qū)等；源地3位于遵化市和遷西縣交界處，主要分布著景忠山、臥龍山等森林保護(hù)區(qū)；源地4主要包含曹妃甸南部濕地和鳥類省級自然保護(hù)區(qū)等。源地5～15各連通性指數(shù)在0.2以上，屬于中等偏下，主要分布在市域北部的山區(qū)、流域附近；其余斑塊連通性指數(shù)相差不大，面積在1 000 hm2以上，但整體指數(shù)較低，對整個研究區(qū)的連通性貢獻(xiàn)程度基本一致。

通過中介中心性度量(Qi)計(jì)算重要生態(tài)源地重要程度，可以為網(wǎng)絡(luò)體系現(xiàn)狀的重要斑塊保護(hù)以及遠(yuǎn)期的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展指引提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)表2中Qi計(jì)算結(jié)果，將源地1～4劃定為較高棲息地；源地5～15劃定為中等棲息地；源地16～30劃定為一般棲息地；從而實(shí)現(xiàn)了對研究區(qū)域潛力生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中生態(tài)源斑塊內(nèi)涵的確定(圖3)。

2.3 關(guān)鍵生態(tài)廊道提取分析

通過構(gòu)建的生態(tài)阻力面發(fā)現(xiàn)(圖4a)，唐山市從北向南阻力逐漸增大，阻力較低的地區(qū)主要位于北部和西南部，由于遷西縣、遵化市山區(qū)林地、草地資源和南部曹妃甸區(qū)濕地資源豐富，在嚴(yán)格限制經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，使水域、濕地和林草地資源得到更好的保護(hù)；而阻力較大的地區(qū)位于市域中部的中心城區(qū)(豐潤區(qū)、開平區(qū)、路北區(qū)、古冶區(qū)、路南區(qū))、玉田縣東和中南部灤南縣，這里大多由耕地覆蓋，建設(shè)用地集中，構(gòu)成生態(tài)屏障，導(dǎo)致局部區(qū)域引起較高的生態(tài)阻力。從阻力面構(gòu)建可以看出，研究區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)優(yōu)先的發(fā)展趨勢已經(jīng)嚴(yán)重阻礙生態(tài)能量的流動，由于生態(tài)廊道形成，可以使不同景觀要素之間構(gòu)成連接橋[31]。

結(jié)合提取的30個重要生態(tài)源構(gòu)建435條總長度為3 651.98 km的潛在生態(tài)廊道(圖4b)，廊道寬度為30 m，總面積為10 955.46 hm2(表4)。草地在廊道中的面積為5 610.44 hm2，占總廊道面積的51.21%；林地在廊道中的面積為3 368.10 hm2，占總廊道面積的30.74%；水體在生態(tài)廊道中起到一定阻礙作用，然而水體周邊的綠地是作為源地和廊道的重要建設(shè)區(qū)，適宜物種活動，面積1 803.17 hm2，占總廊道面積的16.46%；在未來廊道內(nèi)部景觀建設(shè)中以草地、林地和水域作為景觀規(guī)劃要素可以降低建設(shè)成本，還能夠有效實(shí)現(xiàn)生態(tài)物種遷移和生物多樣性的保護(hù)。建設(shè)用地人為活動頻繁的區(qū)域能夠阻礙物種遷移和擴(kuò)散，占總廊道面積的1.29%。穿過建設(shè)用地和耕地的生態(tài)廊道占比較小，更加反映了人為活動和生產(chǎn)生活導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)質(zhì)量較差。潛在生態(tài)廊道分布于整個研究區(qū)，使得生態(tài)空白區(qū)與大型生態(tài)斑塊之間的生態(tài)聯(lián)系更加緊密。其間的橋接區(qū)(山區(qū)郊野、河流沿岸及交通道路兩側(cè)林草地景觀斑塊)和島狀斑塊(孤立的綠地要素)有機(jī)地融入生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。通過生態(tài)廊道將位置較為分散的源地和其他分布較為集中的源地構(gòu)成有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)關(guān)鍵點(diǎn)與大型生態(tài)斑塊之間的有效連接，為市域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。

表4 唐山市土地利用類型在廊道中的面積與百分比Tab.4 Area and proportion of land use types in corridors in Tangshan City

源地之間的作用強(qiáng)度表明潛在生態(tài)廊道的相互作用力。通過重力模型計(jì)算結(jié)果繪制直觀圖(圖5)來表示起始源地到各目標(biāo)源地之間的作用力。由圖5可以看出，源地14和17、源地16和20之間的相互作用力較大，分別為14 562.77和10 907.86，分別位于景忠山省級保護(hù)區(qū)和曹妃甸濕地鳥類省級自然保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，表明源地之間的連通性最強(qiáng)，物質(zhì)流和能量流的遷移更加頻繁，今后工作中應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)。相比之下源地2和21之間的相互作用力最小，為1.06，說明景觀阻力大，生態(tài)廊道之間的物質(zhì)交換能力困難，必將導(dǎo)致物質(zhì)流和能量流無法遷移。因此在未來規(guī)劃中應(yīng)在廊道間增加生態(tài)源地，改善生境質(zhì)量提高廊道的生境適宜性，促進(jìn)物質(zhì)流和能量流的遷移。

根據(jù)重力模型計(jì)算廊道的相互作用力對廊道進(jìn)行分級(圖6)，其中一級廊道主要是市域范圍內(nèi)劃定的生態(tài)保護(hù)區(qū)與其他源地之間所構(gòu)建的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，主要集中在市北部和南部。如北部源地1、5和10，以及南部源地2、4和6作為重要節(jié)點(diǎn)，相互形成密集的一級廊道骨架，將遷西縣、遵化市和豐潤區(qū)東部境內(nèi)的青山關(guān)森林保護(hù)區(qū)、龍井關(guān)省級保護(hù)區(qū)、景忠山省級保護(hù)區(qū)、山葉口省級保護(hù)區(qū)、御帶山省級保護(hù)區(qū)、萬畝林省級保護(hù)區(qū)、青龍山省級保護(hù)區(qū)以及南部曹妃甸濕地鳥類省級自然保護(hù)區(qū)、翔云島國家級森林公園等相互連接，在今后的規(guī)劃中應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)林建設(shè)，重點(diǎn)保護(hù)其生態(tài)環(huán)境，保證源地的連通。二級廊道的主要作用是提升位置相對分散的源地的物質(zhì)連接性，貫穿于市域的南北兩地，密集分布于遵化市西北部清東陵國家森林保護(hù)區(qū)、鷲峰山省級森林保護(hù)區(qū)、小渤海寨省級森林保護(hù)區(qū)；遷安市北部白羊峪保護(hù)區(qū)、徐流口省級森林保護(hù)區(qū)；曹妃甸南部濕地。其中源地25(開平區(qū)陡河水庫)和源地18(灤州市青龍山省級保護(hù)區(qū))為南北生態(tài)交流的關(guān)鍵生態(tài)源地，應(yīng)嚴(yán)格控制和保護(hù)其周邊的生態(tài)，加強(qiáng)水域環(huán)境和人工林防護(hù)以及南北生態(tài)斷裂點(diǎn)修復(fù)，保證物質(zhì)循環(huán)流動。三級廊道主要為景觀作用力較小的生態(tài)斑塊。分布于市域邊緣，使得區(qū)域形成較好的生態(tài)保護(hù)屏障，在一定程度上約束了市域周邊環(huán)境的危害，保障了區(qū)域生態(tài)安全。

總體看來，一級廊道和二級廊道構(gòu)成研究區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的主體骨架，是生態(tài)源地與其他源地相互連通的重要保障。三級廊道主要以市域周邊斑塊較小的生態(tài)源為連接節(jié)點(diǎn)，從另一方面可以保護(hù)周邊生態(tài)脆弱性景觀避免損害。因此一級廊道和二級廊道的保護(hù)是未來工作的重點(diǎn)。另外，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中玉田縣、灤南縣和樂亭縣境內(nèi)連接的廊道較少，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)不夠完善，需要在今后增補(bǔ)生態(tài)源地來完善整體網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)內(nèi)部生態(tài)聯(lián)系，緩解城市發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾，促進(jìn)土地資源的合理利用。

2.4 討論

當(dāng)前，國土空間生態(tài)修復(fù)與保護(hù)亟待提出系統(tǒng)方法，也是未來空間規(guī)劃研究的重要內(nèi)容[32-34]。市域生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)是與自然環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)連接的關(guān)鍵紐帶，是維護(hù)城市生態(tài)安全的基礎(chǔ)，也是國土空間規(guī)劃中生態(tài)保護(hù)紅線劃定后需要重點(diǎn)管控的基本單元。但是，MSPA分析法在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究中仍存在局限性，整個研究過程通過重要生態(tài)源地構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，在空間上反映生態(tài)景觀的連通，但是由于個別生態(tài)斑塊面積較大且數(shù)量懸殊，在分析過程中沒有針對生態(tài)特性分類進(jìn)一步考慮，因此今后應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性研究，找到可識別、最優(yōu)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式。

3 結(jié)論

(1)MSPA方法對于研究區(qū)景觀要素的識別較為敏感，通過景觀連通性指數(shù)(IIC、PC)和中介中心性度量(Qi)對研究區(qū)生態(tài)源地進(jìn)行提取，以識別的30個核心區(qū)斑塊作為重要生態(tài)源地，定量分析了唐山市生態(tài)景觀連通性和生態(tài)要素的重要程度，基于城市生態(tài)現(xiàn)狀較為精確地構(gòu)建了生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)。

(2)基于MCR模型綜合考慮MSPA景觀要素、土地利用類型及高程構(gòu)建綜合阻力面以及市域范圍內(nèi)適宜生態(tài)保護(hù)的生態(tài)廊道，在一定程度上約束了市域周邊環(huán)境的危害，保障了區(qū)域生態(tài)安全，改善了區(qū)域生態(tài)保護(hù)路徑，為綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與生態(tài)保護(hù)規(guī)劃的制定提供新的思路和方法。

(3)基于重力模型綜合考慮并量化生態(tài)源地之間的相互作用，構(gòu)建唐山市生態(tài)保護(hù)的三等級廊道。處于一級廊道的主要是市域范圍內(nèi)劃定的生態(tài)保護(hù)區(qū)與其他源地之間所構(gòu)建的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，主要集中在市北部和南部，相互形成密集的一級廊道骨架，其中源地14和17、源地16和20之間的相互作用力較大。二級、三級廊道多以橋接區(qū)等景觀要素貫穿于市域的南北兩地，其中源地25(開平區(qū)陡河水庫)和源地18(灤州市青龍山省級保護(hù)區(qū))為南北生態(tài)交流的關(guān)鍵生態(tài)源地，應(yīng)嚴(yán)格控制和保護(hù)其周邊的生態(tài)，避免環(huán)境遭到破壞。