王 敏 宋昊洋

（1.同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院景觀學系，上海 200092；2.高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點實驗室水綠生態(tài)智能分實驗中心，上海 200092；3.上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心，上海 201499；4.自然資源部大都市區(qū)國土空間生態(tài)修復工程技術(shù)創(chuàng)新中心土地整理中心，上海 202155）

生態(tài)安全格局構(gòu)建是保障生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)供給、提升公眾福祉的關(guān)鍵手段。相關(guān)研究多從提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力切入，卻忽視了不同功能分區(qū)對于不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的預期需求效益與實際供給效益存在一定錯位的問題。面向差異化發(fā)展目標，如何在分區(qū)層面梳理并明晰關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其發(fā)展優(yōu)先次序，對于合理配置生態(tài)資源、構(gòu)建契合區(qū)域發(fā)展需求的生態(tài)安全格局具有重要的指引作用?；诖?，研究選取上海市崇明島為研究對象，基于5大功能分區(qū)發(fā)展指引構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指數(shù)，識別生態(tài)源地；依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值構(gòu)建阻力面，在此基礎(chǔ)上運用電路理論的連接度模型構(gòu)建生態(tài)廊道、判別生態(tài)“夾點”和障礙點，探索耦合功能分區(qū)的生態(tài)安全格局構(gòu)建路徑。結(jié)果表明：（1）識別得到研究區(qū)的生態(tài)源地斑塊共193個，總面積339.84 km2，約占研究區(qū)總面積的24.9%；生態(tài)廊道共374條，總長度為866.14 km；生態(tài)“夾點”共0.49 km2，障礙點共404個；（2）受功能發(fā)展導向和自然生態(tài)本底的雙重影響，崇明島生態(tài)安全格局的各類空間要素在不同分區(qū)內(nèi)的分布特征和景觀類型特征存在差異，西部、北部和東部地區(qū)以藍綠空間為主，源地大塊集中且廊道較為完整；中部、東部地區(qū)源地和廊道類型多樣且破碎化程度較高，多聚集在居住地周邊，障礙點和“夾點”分布集中；（3）生態(tài)空間管控方面，西部、北部和東部地區(qū)應(yīng)側(cè)重對核心生態(tài)空間和廊道進行保護和適度開發(fā)，而中部和南部地區(qū)應(yīng)針對其多樣化發(fā)展需求因地制宜，加強綠道體系建設(shè)，推進整體景觀提升和綜合環(huán)境整治。綜上，選取上海崇明島作為研究對象，探索功能分區(qū)差異性發(fā)展情景下的生態(tài)安全格局構(gòu)建方法。研究提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指數(shù)測算方法，在功能分區(qū)尺度下實現(xiàn)了社會和自然雙重約束下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)優(yōu)先級評價，在多目標發(fā)展體系下綜合供給和需求導向識別了優(yōu)先保護區(qū)域；同時綜合應(yīng)用電路理論提取生態(tài)廊道，有效提取對景觀連接性有重要影響的“夾點”區(qū)域和障礙點，判讀重要生態(tài)修復區(qū)段，為后續(xù)空間管控的政策制定提供借鑒。

生態(tài)安全格局；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；重要性指數(shù)；功能分區(qū)；電路理論；崇明島

高速城鎮(zhèn)化發(fā)展推動城市建成空間蔓延，生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力。如何保障區(qū)域生態(tài)安全，維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)供給，增進人類福祉，成為推動社會可持續(xù)發(fā)展的熱點話題[1]。生態(tài)安全格局緣于景觀生態(tài)學格局—過程耦合理論，由區(qū)域生態(tài)源地及溝通生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流動的生態(tài)廊道共同構(gòu)成[2]。構(gòu)建生態(tài)安全格局則是通過識別和保護對于生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義的關(guān)鍵要素，包括斑塊、廊道、節(jié)點等，維持景觀結(jié)構(gòu)的整體性，實現(xiàn)對特定生態(tài)功能的有效調(diào)控[3]。現(xiàn)有研究多基于生態(tài)紅線劃定[4]、土地利用優(yōu)化[5]等視角，以空間量化、動態(tài)模擬等方法，在自然保護區(qū)[6]、重大工程地區(qū)[7]、高密度城區(qū)[8]和生態(tài)脆弱區(qū)[9]等領(lǐng)域積極開展理論辨析、生態(tài)空間識別及綜合指標體系構(gòu)建[10-13]等的討論。基于對生態(tài)安全和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系認識的不斷深入，現(xiàn)有相關(guān)研究多依托生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給增量研究進行生態(tài)安全格局的構(gòu)建，并逐漸向以自然生態(tài)系統(tǒng)為主、耦合社會經(jīng)濟系統(tǒng)的方向發(fā)展[14-15]。

然而，現(xiàn)有研究和實踐在促進生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的全域保護的同時，往往導向一種被動適應(yīng)的、底線式的宏觀生態(tài)系統(tǒng)管理，缺乏對于功能發(fā)展、公眾需求的討論和互動[11,16]。尤其是對源地的識別，多基于生態(tài)功能的單一量化和簡單疊加，忽視了功能單元下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性的差異。在功能分區(qū)下，上位規(guī)劃決策面向社會經(jīng)濟本底和居民生活需求，對于不同生態(tài)功能發(fā)展具有差異化導向。而上述相關(guān)研究卻極少基于分區(qū)主導功能對其進行精細化考量，導致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)預期需求目標和實際供給效益的錯位[1,17]。因此，面對不同發(fā)展情景下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性的差異，生態(tài)安全格局的構(gòu)建亟待在分區(qū)尺度下引入社會經(jīng)濟因素，整合資源供給與公眾需求[18]，匹配不同的生態(tài)功能導向目標，識別和審視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)保護優(yōu)化的優(yōu)先區(qū)域和差異性，為合理配置生態(tài)資源、提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用價值和增進公眾福祉探索重要的實踐途徑，體現(xiàn)出生態(tài)安全格局的地方性和人本性。

崇明島是上海市核心的生態(tài)空間。在世界級生態(tài)島的發(fā)展定位下，崇明區(qū)依托“三區(qū)兩帶兩片”的空間結(jié)構(gòu)，大力推進“生態(tài)+”戰(zhàn)略，重點引導農(nóng)業(yè)、旅游、創(chuàng)新等多功能導向?；诖?，以探索如何將分區(qū)級功能性發(fā)展指引與生態(tài)安全格局構(gòu)建相結(jié)合為切入點，研究以崇明島為例，基于對全域和不同功能分區(qū)差異化發(fā)展訴求的討論，明晰崇明島不同功能分區(qū)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，綜合應(yīng)用定性與定量方法識別生態(tài)源地，并依據(jù)電路理論提取生態(tài)廊道，判斷生態(tài)“夾點”和生態(tài)障礙點，構(gòu)建耦合功能分區(qū)的藍綠空間生態(tài)安全格局，為崇明島合理配置生態(tài)資源，在多目標體系下最大化發(fā)揮生態(tài)價值提供一定借鑒。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究對象與功能分區(qū)

以上海市崇明區(qū)崇明島為研究對象，全島面積約為1 361.11 km2，東西長80 km，南北寬13～18 km。作為上海市最核心的生態(tài)空間，崇明島具有極為優(yōu)質(zhì)的生態(tài)本底，是全球鳥類的重要棲息地，水體、灘涂、森林和耕地資源豐富，并呈現(xiàn)出橫向分層的特質(zhì)。

總的來看，崇明島形成了“南鎮(zhèn)中村北田園，東西濕地北林湖”的特色資源空間，各區(qū)自然條件有所差異，旅游、農(nóng)業(yè)等功能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求也各不相同?！渡虾Ｊ谐缑鲄^(qū)總體規(guī)劃暨土地利用總體規(guī)劃（2016 - 2040）》將崇明島空間結(jié)構(gòu)劃分為“三區(qū)兩帶”，明確了三大空間片區(qū)和兩條空間帶的功能發(fā)展內(nèi)涵。其中，崇東片區(qū)在重點保護東灘鳥類棲息地的同時，適度發(fā)展健康療養(yǎng)、生態(tài)教育等功能；崇西片區(qū)在保護東風西沙水源地的同時，發(fā)展生態(tài)旅游、文化創(chuàng)意等功能；崇北片區(qū)依托東平森林公園、北湖和農(nóng)場，發(fā)展森林度假、生態(tài)農(nóng)業(yè)等功能；崇中鄉(xiāng)村野趣帶集中建設(shè)特色農(nóng)業(yè)帶；崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)則推動建設(shè)集約活力的濱江城鎮(zhèn)空間，促進人居環(huán)境建設(shè)優(yōu)化?；谏鲜鼋庾x，研究將崇明島劃分為5個功能分區(qū)（圖1），分別為崇東生態(tài)保育區(qū)、崇西生態(tài)旅游區(qū)、崇北農(nóng)業(yè)旅游區(qū)、崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)、崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)，生態(tài)保育、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人居環(huán)境優(yōu)化等多個發(fā)展目標在5大分區(qū)中各有側(cè)重。

圖1 研究區(qū)域與功能分區(qū)Fig. 1 Study area and functional zoning

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究使用的數(shù)據(jù)有：（1）基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，主要包括行政邊界圖、道路交通圖、旅游景區(qū)、公園綠地分布和永久基本農(nóng)田保護區(qū)圖，均來自上海崇明區(qū)相關(guān)部門；（2）土地利用分類圖、Landsat8 OLI_TIRS影像數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)，統(tǒng)一為50 m×50 m分辨率，來自地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）；（3）年降雨量侵蝕力柵格數(shù)據(jù)，來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)；（4）年潛在蒸散量柵格數(shù)據(jù)、植被凈初級生產(chǎn)力（NPP）數(shù)據(jù)、歸一化植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)，來源于美國國家航空航天局（https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/）MODIS數(shù)據(jù)集，均經(jīng)過MRT格式轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換和重采樣統(tǒng)一為50 m×50 m分辨率；（5）土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)，來源于寒區(qū)旱區(qū)科學數(shù)據(jù)中心（http://westdc.westgis.ac.cn/）中國土壤數(shù)據(jù)集；（6）相關(guān)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，來源于崇明區(qū)2021年統(tǒng)計年鑒。

2 研究方法

“源地識別—阻力面建立—廊道構(gòu)建”是生態(tài)安全格局研究的一般范式[19]。生態(tài)源地可基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力、重要性等的考慮進行單項直接識別或綜合指標評價[3,20]；阻力面的建立則多結(jié)合土地利用類型賦值得到；生態(tài)廊道可采用最小累積阻力模型[21]、電路理論[22]等方法提取。其中，基于電路理論的連接度模型利用電阻距離代替成本距離，能有效衡量異質(zhì)性景觀的功能連接性，在廊道重要性識別研究中具有明顯優(yōu)勢[23]。

基于此，研究創(chuàng)新性耦合功能分區(qū)發(fā)展目標提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性測算方法，基于重要性指標識別生態(tài)源地，并依據(jù)不同用地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值構(gòu)建阻力面，結(jié)合電路理論模型構(gòu)建生態(tài)廊道、提取生態(tài)“夾點”和生態(tài)障礙點，形成研究區(qū)最終點線面結(jié)合的生態(tài)安全格局。

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指標計算

基于對崇明島不同分區(qū)功能導向的分析，研究選取食物生產(chǎn)服務(wù)、水源涵養(yǎng)服務(wù)、熱環(huán)境調(diào)節(jié)服務(wù)、大氣調(diào)節(jié)服務(wù)、雨洪調(diào)節(jié)服務(wù)、生物多樣性維持服務(wù)、休閑游憩服務(wù)7項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行評估，測算方法見表1。各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)計算后統(tǒng)一采用Max-Min標準化方法進行歸一化處理后，獲得第i項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在第j個像元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能性指數(shù)

表1 各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的測算方法Tab. 1 Calculation methods of various ecosystem services

在不同分區(qū)內(nèi)，為區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要程度，研究依據(jù)對崇明島發(fā)展需求的分析，引入第i項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在第k個功能分區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)重i=1，2…7）。結(jié)合上述對于各區(qū)功能發(fā)展導向的討論，研究選擇結(jié)合專家打分和AHP層次分析法分別對不同分區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行兩兩重要性比較，通過建立矩陣運算求得各項權(quán)重，判斷多目標體系下各分區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的相對重要程度（表2）。

表2 各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)重設(shè)定Tab. 2 Weight setting of ecosystem services

表2 各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)重設(shè)定Tab. 2 Weight setting of ecosystem services

水質(zhì)凈化 0.143 0.219 0.057 0.029 0.014熱環(huán)境調(diào)節(jié) 0.081 0.071 0.134 0.152 0.214大氣調(diào)節(jié) 0.092 0.114 0.114 0.121 0.138雨洪調(diào)節(jié) 0.085 0.029 0.057 0.145 0.148支持服務(wù) 生物多樣性維持 0.357 0.257 0.257 0.14 0.086文化服務(wù) 休閑游憩 0.171 0.243 0.229 0.127 0.343崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)South district供給服務(wù) 食物生產(chǎn) 0.071 0.067 0.152 0.286 0.057服務(wù)類型Service type崇東生態(tài)保育區(qū)Eastern district崇西生態(tài)旅游區(qū)Western district崇北農(nóng)業(yè)旅游區(qū)North district崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)Central district調(diào)節(jié)服務(wù)

基于表2，研究可獲得第j個像元的綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性IESj，計算公式（1）：

2.2 生態(tài)源地識別

生態(tài)源地是對區(qū)域生態(tài)安全具有重要意義并擔負著重要輻射功能的生境斑塊[35]。本文基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求視角，選取綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指標值處于前25%的斑塊作為生態(tài)源地。同時參考相關(guān)研究[27]，將各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指標值處于前10%的斑塊也劃定為生態(tài)源地，以避免忽略對單項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有突出貢獻的生境斑塊。

此外，考慮到面積小的斑塊輻射功能較弱，對區(qū)域整體的生態(tài)安全格局影響較小。研究進一步對碎小斑塊進行處理[36]。結(jié)合各區(qū)域生態(tài)空間差異化特征，分別對東、西、北部分區(qū)和中、南部分區(qū)兩種空間特征分別進行斑塊累計面積占比與數(shù)量累計占比的討論。由圖2看出，當生態(tài)源地斑塊面積分別大于0.15 km2和0.05 km2時，斑塊數(shù)量占比趨于穩(wěn)定，且其累計面積占比均達到70%以上，能有效代表生態(tài)源地的整體格局。因此，明確生態(tài)源地最小面積閾值在崇東生態(tài)保育區(qū)、崇西生態(tài)旅游區(qū)、崇北農(nóng)業(yè)旅游區(qū)和崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)、崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)分別為0.15 km2和0.05 km2，并將其他面積小但分布集中的斑塊進行合并處理。

圖2 生態(tài)源地斑塊面積累計占比和數(shù)量累加占比Fig. 2 Cumulative proportion of patch area and quantity in ecological source area

2.3 阻力面構(gòu)建

阻力面是指不同生態(tài)要素之間進行物質(zhì)交換、能量傳輸過程在穿越空間時需要克服的阻力。景觀空間阻力值的大小與其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力高低密切相關(guān)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力越高，物質(zhì)、能量流動所遇到的阻力也就越小[27,37]。因此，研究計算各個土地覆蓋類型單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[38-39]來進行阻力面的構(gòu)建，將其進行歸一化處理，以其反表面（1減本身）確定阻力值，并基于Linkage Mapper工具箱的數(shù)據(jù)需求進行進一步閾值調(diào)整，得出阻力值分別為耕地90、林地55、濕地1、河流湖泊18、綠地68、未利用地97、建設(shè)用地101。同時，基于國土政策對基本農(nóng)田的嚴格保護，生態(tài)廊道不穿越永久基本農(nóng)田保護區(qū)。

2.4 基于電路理論的生態(tài)廊道、夾點和障礙點的提取

生態(tài)廊道是指生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中對物質(zhì)、能量與信息具有重要連通作用，并為動物遷徙提供重要通道的帶狀區(qū)域。研究利用ArcGIS軟件中的Linkage Mapper工具箱模擬生態(tài)廊道，基于電荷隨機游走特性識別生態(tài)廊道[40]。

生態(tài)“夾點”是廊道中電流密度較大的區(qū)域，其生物遷移概率大但也受周圍干擾較大，代表了影響整個生態(tài)空間連通度的“瓶頸”地區(qū)。因而關(guān)注保護生態(tài)“夾點”并對周邊區(qū)域進行修復，對維持整個網(wǎng)絡(luò)的連接性非常重要。研究利用Linkage Mapper工具箱中的Pinchpoint Mapper識別生態(tài)“夾點”，通過調(diào)用電路理論模型計算斑塊間電流密度，并按照自然斷點法將電流密度分為5個等級，將電流密度最高的區(qū)域視為全區(qū)的生態(tài)“夾點”[29]。

生態(tài)障礙點是指阻礙生物擴散移動的景觀，移除這些區(qū)域會顯著增加生態(tài)連通性［34］。研究利用Linkage Mapper工具箱中的Barrier Mapper識別生態(tài)障礙點，采用移動窗口法，參考相關(guān)研究[40]選擇100 m作為搜索半徑，將整個移動搜索窗口內(nèi)改進得分的百分比來表征障礙點對于生態(tài)景觀連通性的影響強弱，并將其按照自然斷點法分為5個等級，位于賦值最高區(qū)間的區(qū)域即為障礙點[29]。

3 結(jié)果分析

3.1 生態(tài)源地分布

研究共識別上海崇明島生態(tài)源地斑塊193個，總面積339.84 km2，約占研究區(qū)總面積的24.9%。大塊的源地斑塊主要分布在崇明島東、西部濕地和北部林地，但存在較大面積草地因其關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在分區(qū)內(nèi)的重要性較低，并未歸入源地。崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)、崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)分布的源地面積較小且呈現(xiàn)大分散、小集中的特征，多散布在居住地區(qū)周邊生境質(zhì)量較好的區(qū)域（圖3），反映了城鎮(zhèn)建設(shè)地區(qū)作為人們的主要活動空間，對生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)的發(fā)展需求較高，其中的河湖水面和綠地空間成為優(yōu)化人居環(huán)境、維護生態(tài)安全的重要區(qū)域。

圖3 生態(tài)源地的空間分布Fig. 3 Spatial distribution of ecological sources

3.2 生態(tài)安全格局構(gòu)建

崇明島生態(tài)廊道分布廣泛，研究共識別得到374條廊道，總長度866.14 km，多為東西橫向分布延伸（圖4）。按照自然斷點法將廊道阻力值分為3類，得到低阻力值的廊道160條，其景觀類型以林地、草地為主，該類廊道阻力小，對源地連接起重要作用，需要重點保護。中阻力值的廊道有155條，多分布在崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)，主要是由于廊道穿越的林地、草地等低阻力區(qū)破碎化或廊道遷移距離過長等。阻力極大的廊道59條，多分布在高密度城鎮(zhèn)周邊區(qū)域和耕地區(qū)域，該類廊道穿越的生態(tài)空間阻力值高、破碎化程度高，連接生態(tài)源地、促進生態(tài)過程實現(xiàn)的作用較弱。

圖4 生態(tài)廊道的空間分布Fig. 4 Spatial distribution of ecological corridors

研究基于電路理論計算廊道上各點的電流密度，獲得生態(tài)“夾點”和生態(tài)障礙點（圖5）。生態(tài)廊道的電流強度由黃至紫逐漸變大，紫色區(qū)域為生態(tài)“夾點”。崇明島生態(tài)“夾點”總面積約為0.49 km2，主要分布在崇明島中段的環(huán)島綠道，雖然較為連續(xù)，但受周邊高阻力景觀壓迫而受限在較窄的區(qū)域內(nèi)，亟待重點保護。生態(tài)障礙點共404個，總面積為8.36 km2，主要分布在受人類活動影響較大的崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)和崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)（圖6）。

圖5 生態(tài)廊道電流密度和生態(tài)“夾點”的空間分布Fig. 5 Spatial distribution of current density of ecological corridors and “pinch-points”

圖6 生態(tài)障礙點的空間分布Fig. 6 Spatial distribution of ecological barriers

3.3 生態(tài)安全空間管控

結(jié)合生態(tài)資源本底和功能發(fā)展導向，綜合生態(tài)源地、生態(tài)廊道、生態(tài)“夾點”和生態(tài)障礙點，得到生態(tài)安全格局。綜觀崇明島生態(tài)安全格局，由于受生態(tài)資源本底和功能發(fā)展需求的共同影響，各功能分區(qū)的生態(tài)安全格局構(gòu)成要素在空間分布和景觀類型上存在差異（表3）。崇西生態(tài)旅游區(qū)、崇北農(nóng)業(yè)旅游區(qū)北部、崇東生態(tài)保育區(qū)生態(tài)資源優(yōu)越，是發(fā)展世界級生態(tài)島、大力推進自然保育和生態(tài)旅游的重要戰(zhàn)略區(qū)。這些分區(qū)受人類活動干擾較小，生態(tài)源地呈現(xiàn)大塊集中的特征，且以藍綠空間為主，生態(tài)廊道較長且對源地連接起重要作用。而崇中特色農(nóng)業(yè)區(qū)以耕地、生產(chǎn)林為主，景觀空間被小片分割，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求向人居環(huán)境優(yōu)化和糧食生產(chǎn)雙側(cè)傾向，因此，生境源地多小塊聚集在居住地周邊，廊道短且密，障礙點和“夾點”分布集中。崇南城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)建設(shè)用地發(fā)展集約，對于生活環(huán)境的高需求使得源地集中于城鎮(zhèn)空間及其周邊，廊道多沿林帶綠道分布，且受周圍人類活動影響較大，障礙點和“夾點”較多。

表3 生態(tài)源地、廊道、“夾點”和障礙點的數(shù)量分布特征Tab. 3 The quantitative distribution characteristics of ecological sources, corridors, “pinch points” and barriers

面向生態(tài)安全格局的異質(zhì)性特征，研究將生態(tài)源地根據(jù)景觀空間類型分為核心生態(tài)水面、核心生態(tài)濕地、核心生態(tài)林地、核心生態(tài)農(nóng)田4種；并將生態(tài)廊道根據(jù)電流密度提取出的“夾點”和障礙點劃定為生態(tài)保護廊道和生態(tài)修復戰(zhàn)略點，實施針對性保護和修復策略；其他則為生態(tài)游憩廊道，承擔主要的景觀連通功能；并嘗試性在不同分區(qū)內(nèi)提出相應(yīng)主導的生態(tài)安全空間管控策略[41]。其中，崇明島西部、北部和東部地區(qū)的核心生態(tài)空間呈面狀大塊集中，其生態(tài)安全格局較為完整，應(yīng)順應(yīng)崇明自然保育的首要生態(tài)安全目標，對其天然林、河流湖泊和濕地灘涂進行重點保護和維護，部分區(qū)域進行適度開發(fā)，維護其良好的生態(tài)功能和景觀連通性。中部地區(qū)和南部地區(qū)的核心生態(tài)空間類型多樣且破碎化程度較高，人類活動的需求強度較大，應(yīng)針對其發(fā)展需求因地制宜，推進整體景觀提升和綜合環(huán)境整治，保護區(qū)域農(nóng)業(yè)、林業(yè)資源；而廊道受周圍低生態(tài)價值景觀空間的干擾較大，應(yīng)通過建設(shè)和保護多級綠道體系增強其總體景觀連通性（圖7）。

圖7 生態(tài)安全格局空間管控Fig. 7 Spatial regulation of ecological security pattern

4 結(jié)論與討論

生態(tài)安全格局的構(gòu)建目標不僅限于保護區(qū)域的自然生態(tài)過程，還應(yīng)滿足人類對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求。本文在功能分區(qū)尺度下，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的發(fā)展需求視角切入，引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指數(shù)識別生態(tài)源地，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值構(gòu)建阻力面，采用電路理論提取生態(tài)廊道、“夾點”和障礙點，實現(xiàn)了功能分區(qū)與崇明島生態(tài)安全格局構(gòu)建的有效耦合。研究顯示：崇明島生態(tài)安全格局由193塊源地、374條生態(tài)廊道、若干“夾點”和障礙點構(gòu)成，空間布局涉及水面、濕地、林地和部分耕地和建設(shè)用地等，不同功能分區(qū)的分布特征和類型特征均存在差異，體現(xiàn)了功能發(fā)展導向?qū)τ谏鷳B(tài)安全格局的局地性影響。總體來說，崇明島西部、北部和東部地區(qū)的生態(tài)安全格局較為完整，建議集中進行源地和廊道保護；而中部地區(qū)和東部地區(qū)的生態(tài)源地類型多樣且破碎化程度較高，廊道受人類活動影響較大，應(yīng)重點實施相應(yīng)的連通性和修復性措施。

研究基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性指數(shù)的構(gòu)建，在功能分區(qū)尺度下進行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性的空間分異評價，識別需要優(yōu)先保護的重要生態(tài)空間；探討在多目標發(fā)展體系下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的安全優(yōu)先級在不同區(qū)域不僅受生態(tài)資源本底優(yōu)劣的影響，也有受到功能發(fā)展和公眾福祉影響的可能。功能區(qū)作為資源開發(fā)、環(huán)境污染和生態(tài)退化的主要載體，也是實行生態(tài)安全保護、促進可持續(xù)發(fā)展的基本管理組織空間，在生態(tài)安全格局構(gòu)建過程中兼顧整體性和差異性原則，具有較強的實踐可行性和現(xiàn)實意義?；谏虾３缑鲘u的研究結(jié)果表明，生態(tài)安全格局的構(gòu)建不應(yīng)只注重供給側(cè)的增量發(fā)展，而應(yīng)綜合供給和需求兩側(cè)導向?qū)崿F(xiàn)多發(fā)展情景下生態(tài)安全準則的討論，以合理配置有限的生態(tài)資源，幫助決策制定者確定優(yōu)先保護區(qū)域，并制定具針對性的風險管控策略。面對復雜的地理區(qū)域，對生態(tài)過程有控制意義的戰(zhàn)略性組分應(yīng)是動態(tài)的、多尺度的，未來相關(guān)研究可以將情景模擬和多尺度評估整合到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)視角下的生態(tài)安全構(gòu)建框架中，進而實現(xiàn)在不同尺度下對于生態(tài)安全格局的動態(tài)評價和精細化調(diào)控。

在構(gòu)建生態(tài)安全格局過程中，本研究綜合應(yīng)用電路理論提取生態(tài)廊道。電路理論的連接度模型認為物種對所穿越的景觀缺少預知，不一定會選擇最優(yōu)路徑，而是有多條路徑可以選擇。該模型基于隨機游走理論定義物種的運動行為，充分考慮了生態(tài)廊道的冗余度，有助于提升城市韌性水平。同時，在異質(zhì)性景觀中通過電流密度計算，可以有效識別對景觀連接性有重要影響的景觀要素和“夾點”地區(qū)，并且“夾點”的位置不受廊道寬度的影響[22]，在廊道重要性識別研究中也具有明顯優(yōu)勢。在后續(xù)研究中，將進一步基于實地觀察和試驗數(shù)據(jù)優(yōu)化相關(guān)參數(shù)（如景觀阻力值）的設(shè)置，并面向建成環(huán)境，加強對于道路及其他建設(shè)因素等對生態(tài)安全格局構(gòu)建影響的討論，綜合引入生態(tài)“夾點”、生態(tài)障礙點、生態(tài)斷裂點等空間要素。同時，研究在整合各區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能時，僅考慮評價對象本身的特性，較少考慮與周邊區(qū)域的輻射影響關(guān)系，也未對不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡協(xié)同關(guān)系進行深入討論[42]，未來也有待針對其內(nèi)在耦合關(guān)聯(lián)機制展開研究。