許曉彤， 常 軍

(山東師范大學 地理與環(huán)境學院， 山東 濟南 250358)

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程加快，人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和數(shù)量產(chǎn)生嚴重破壞，水土流失、物種減少、森林銳減等生態(tài)問題突出，國土空間生態(tài)安全遭到顯著威脅[1]。生態(tài)空間作為人類生產(chǎn)生活的基礎場所，保障其安全成為緩解人類社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間矛盾的重要解決途徑[2]。構建生態(tài)安全格局作為城市生態(tài)安全保障的關鍵環(huán)節(jié)，同時也是生態(tài)系統(tǒng)管理的關鍵步驟。國家以城市化、農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)安全三大戰(zhàn)略格局為目標的國土開發(fā)格局作為生態(tài)文明建設的首要任務，其重要性不言而喻[3]。

生態(tài)安全格局源于景觀安全格局，將景觀空間格局與生態(tài)過程進行耦合，既保留了格局與過程相互作用原理，又強調(diào)了生態(tài)問題的作用機制[4]。自20世紀末以來，生態(tài)安全格局這一概念逐漸得到國內(nèi)外學者的重視，許多學者從理論方法、指標制定、模型構建等方面開展了深入研究，其成果在生物多樣性保護[5]、生態(tài)紅線劃定[6]、礦區(qū)生境治理等[7]方面得到廣泛應用。目前，采用生態(tài)源地確定—構建阻力面—生態(tài)廊道識別模式對生態(tài)安全格局進行構建已成為該研究的基本范式[8]。生態(tài)源地是承擔重要生態(tài)系統(tǒng)服務關鍵生態(tài)用地[9]。多數(shù)學者將大型水域和林地斑塊[2]、生態(tài)紅線[10]、風景區(qū)[11]、重要生態(tài)區(qū)[12]作為生態(tài)源地。生態(tài)阻力面構建是構建生態(tài)安全格局的重要一步，反映物種遷移過程及信息能量流動等生態(tài)功能受到土地利用方式和人為干擾的程度，已有研究多從土地利用類型以及坡度、高程等角度進行表征，缺少反映人類活動的指標因子。生態(tài)廊道是具有保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的通道，它涉及生態(tài)、社會、文化多功能并連接陸域和水域生態(tài)源地[13]。最小累計阻力模型(minimum cumulative resistance， MCR)是定量識別生態(tài)廊道最有效的方法，相較其他模型能很好地模擬景觀對空間運動過程的阻礙作用，從而更好的表達景觀格局和生態(tài)過程之間的相互作用關系[8]，因而得到廣泛應用。近年來已有學者對干旱區(qū)[14]、礦區(qū)[7]、火山熔巖濕地[15]等生態(tài)敏感區(qū)以及北京市[16]、雄安新區(qū)[17]、黔中城市群等[18]重點經(jīng)濟發(fā)展城市或城市群進行生態(tài)安全格局的構建。例如，馮琰瑋等[19]對內(nèi)蒙古生態(tài)承載力進行評價，將識別的生態(tài)優(yōu)勢斑塊和自然保護區(qū)作為源地，通過MCR模型和“三生”用地類型構建、優(yōu)化生態(tài)安全格局；李濤等[20]以湖南省衡陽市為研究區(qū)，基于InVEST模型HQ模塊和電路理論構建了城市生態(tài)安全格局；王浩等[21]從生態(tài)系統(tǒng)服務重要性和敏感性兩個角度識別廣東省的生態(tài)源地，構建廣東省生態(tài)安全格局。

濟南市由于其獨特地質(zhì)地貌條件形成“清泉石上流”的綺麗風光，成為中國巖溶泉的典型代表[22]。近年來，濟南市在快速推進城市化過程中對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定破壞，環(huán)境污染加劇，泉水停涌的危機日益顯現(xiàn)，“家家泉水，戶戶垂楊”的泉城景色已不復存在[23-24]。資料顯示，由于過量開采地下水、地面硬化面積增加、砍伐樹木等原因，近50 a來濟南的泉水補給量已減少約30%，面臨枯水年泉水斷流或停噴的威脅[25]。當前，國內(nèi)外專家多從泉水來源[26]、泉流量影響因素[27]、保泉措施等[28]方面對濟南泉域進行研究，尚未將泉水生態(tài)安全與濟南生態(tài)安全格局構建進行聯(lián)系。本研究以濟南市為研究區(qū)域，以“山水林田湖草泉”系統(tǒng)為研究對象，識別生態(tài)源地并通過MCR模型構建生態(tài)廊道，從而構建具有濟南市城市特色的生態(tài)安全格局，以期為濟南市實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護與修復、區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展提供思路。

1 研究區(qū)概況

濟南市位于山東省的中西部、黃河下游、華北平原東南部，地理位置為北緯34°46′21″—37°32′13″,東經(jīng)116°13′45″—117°58′10″。東與淄博市接壤，西與聊城市、德州市相連，南與泰安市毗鄰，北與濱州市相接，是山東省省會、濟南都市圈核心城市、中國的歷史文化名城，也是重要的交通樞紐。全市下轄12個行政區(qū)，總面積10 244 km2，2019年全市常住人口8.91×106人。濟南南依泰山北跨黃河，地勢南高北低，最高海拔1 108.4 m，最低海拔5 m。濟南年平均氣溫13.6 ℃，年平均降水量614.0 mm，降水集中于夏季，屬溫帶季風氣候。境內(nèi)河流較多，有黃河、小清河、徒駭河等，湖泊有大明湖、白云湖、雪野湖等。區(qū)域內(nèi)泉水及泉群眾多，以清冽甘美聞名于世，主要風景名勝有趵突泉、五龍?zhí)兜取?/p>

2 數(shù)據(jù)及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究涉及的數(shù)據(jù)主要包括土地利用數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、人口空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)、經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)以及基礎地理數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)來源及使用見表1。

表1 數(shù)據(jù)來源及其用途

2.2 研究方法

2.2.1 生態(tài)源地綜合識別 參考國際城市與規(guī)劃學會[29]在南京市江北新區(qū)城市規(guī)劃設計中提出的“藍綠”系統(tǒng)的概念，結合濟南市 “山水林田湖草泉”系統(tǒng)的特點，通過模型法和數(shù)據(jù)提取等方法，從“藍、綠、泉”3個角度選擇生態(tài)源地。其中，“綠”指以保護綠色生態(tài)資源為目標，選取能夠?qū)S持陸地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要作用的生態(tài)斑塊，通過InVEST模型計算得出；“藍”指河流、湖泊、水庫等對城市水資源生態(tài)保護起到關鍵作用的生態(tài)要素，“泉”是對維持濟南泉水持續(xù)噴涌起到重要作用的生態(tài)斑塊，“藍”和“泉”的生態(tài)源地通過基礎地理數(shù)據(jù)提取得出。

(1) “綠源”識別。近年來濟南市快速城鎮(zhèn)化過程中將大量的生態(tài)用地用于城市建設，特別是林地和耕地被硬化成不透水面，導致生態(tài)環(huán)境惡化，生物多樣性和物質(zhì)、能量流動受到干擾，生態(tài)系統(tǒng)為城市提供生態(tài)資源的能力降低。生境質(zhì)量是衡量區(qū)域能夠提供生物生存繁衍條件能力高低的重要指標。生態(tài)源地是生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用的斑塊，其本身應具有較高的生境質(zhì)量，能夠為物種生長、發(fā)育繁衍提供良好的條件，在協(xié)調(diào)區(qū)域生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展過程中具有重要作用[30]。本研究選擇生境質(zhì)量指標對濟南市陸地生態(tài)環(huán)境進行評價進而識別生態(tài)源地。InVEST模型是由美國斯坦福大學開發(fā)的、能夠權衡區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務的開源代碼軟件，其中的生境質(zhì)量模塊在假設生境質(zhì)量是連續(xù)的條件下，以生境質(zhì)量的高低代表空間上生物多樣性的分布情況[31-32]。該模型基于土地利用數(shù)據(jù)、生境質(zhì)量威脅因子的影響距離、不同生境對威脅因子的敏感性4個變量信息生成區(qū)域的生境質(zhì)量地圖，并且考慮了人為活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾。計算方法如下：

式中：Dij為LUCC中j類型土地中柵格i的生境退化度；R為選取的威脅因子個數(shù)；Yr為r威脅因子柵格圖上的柵格的數(shù)量；ry為柵格圖層y上的威脅因子值；wr為威脅因子的權重，通常對生態(tài)系統(tǒng)影響越高的威脅因子的權重越接近于1；iriy表示生態(tài)系統(tǒng)生境柵格i與威脅因子r柵格的距離；βx為威脅因子的可達性；Sjr為生境類型j對威脅因子r的敏感度；Qxj為生境類型為j的柵格x的生境質(zhì)量指數(shù)；Hj為生境類型j的生境適宜性；Dxj為生境類型j的柵格x的生境威迫水平；k為半飽和常數(shù)。

如表2—3所示，研究選取建設用地、裸地、其他用地作為生態(tài)系統(tǒng)的威脅因子，并且考慮在城市建設過程中交通用地會對生境質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，將高速道路、國道、省道共同作為威脅因子。威脅因子的最大影響距離及權重、濟南市各生境類型對威脅因子的敏感性等模型參數(shù)的確定參考InVEST模型用戶指導手冊以及多位專家學者[32]的研究。生態(tài)源地的破碎化程度對生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量傳遞會產(chǎn)生一定影響[33]。為降低濟南市生態(tài)源地破碎化程度，將圖斑進行聚合，參考康潔銘等[34]的研究，將高等級生境質(zhì)量累計面積占總面積的80%的區(qū)域作為“綠源”。

表2 濟南市各威脅因子的最大影響距離及權重

(2) “藍源”識別。水生態(tài)系統(tǒng)是城市生態(tài)安全保護的一個重要方面，濟南市水生態(tài)系統(tǒng)可分為河流、湖泊、水庫、泉4種類型[35]。其中，黃河、小清河兩大流域共包含120條大、中、小型河流。濟南市水生態(tài)文明建設提出“河湖聯(lián)通惠民生、五水統(tǒng)籌潤泉城”的發(fā)展格局，將河流、林地連接構成生態(tài)網(wǎng)絡，維持城市水生態(tài)廊道暢通。參考濟南市水生態(tài)文明建設成果以及《濟南市城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2050)》[36]，將市域范圍內(nèi)玉符河、大辛河在內(nèi)的六條河流廊道以及白云湖、玫瑰湖在內(nèi)的5個湖泊作為“藍源”，同時將水庫累計面積占總面積75%的臥龍山水庫、雪野水庫、鵲山水庫等納入藍色生態(tài)空間，構建水源生態(tài)網(wǎng)絡。泉水出露也會在周圍形成小型濕地，將市域范圍內(nèi)形成公園綠地的趵突泉泉群、五龍?zhí)度?、珍珠泉泉群、百脈泉泉群等四大泉群范圍內(nèi)的公園綠地作為濕地系統(tǒng)，形成泉水藍色源地。

表3 濟南市不同生境類型對不同威脅因子的敏感度

(3) “泉源”識別。濟南市天然泉眼共計800余處，泉水保護是彰顯城市特色、建設城市名片、弘揚泉水文化的重要舉措?！氨Ｋ?、保路徑”成為維持泉水生態(tài)循環(huán)過程的關鍵方向。重點滲漏帶的土地利用、生境質(zhì)量等對維持泉域生態(tài)系統(tǒng)平衡、濟南特色資源保護以及防洪排澇等具有重要作用，是“保水源”的核心區(qū)域。重點滲漏帶是指由于地形地質(zhì)條件、含水層特性等因素形成的地表水向地下水補給能力強、速度快的區(qū)域[24]。根據(jù)管清花等[37]的研究，重點滲漏帶可根據(jù)受到人為干擾的程度劃分為12處近自然型重點滲漏帶和12處人為干擾型重點滲漏帶。近自然型滲漏帶人為干擾較小，基本保持了較好的植被覆蓋度、發(fā)育完善的構造和裂隙，滲漏性強，地下水補給條件較好。人工型重點滲漏帶中7處處于正在開發(fā)建設過程，地面硬化、植被破壞，部分喪失地下水補給能力，5處已經(jīng)被建設用地覆蓋，地下水補給功能已經(jīng)完全喪失。生態(tài)源地的選擇考慮具有良好地下水補給條件的12處重點滲漏帶，包括玉符河滲漏帶、店子—二仙滲漏帶、龍洞滲漏帶、澇坡—鄭家窩坡滲漏帶、大澗溝滲漏帶、車腳山—太平莊滲漏帶、河東—河西滲漏帶、泉瀘—錢家莊滲漏帶等，不再考慮城市建筑部分或完全覆蓋并且喪失滲漏補給地下水功能的羊頭峪、雙龍等12處重點滲漏帶。

2.2.2 構建阻力面 區(qū)域內(nèi)物質(zhì)和能量的流動和相互聯(lián)系需要克服景觀的阻礙作用，土地覆被類型、地勢地貌和人為活動都會對源地擴張產(chǎn)生負面影響[8]。參考已有的研究[12,18]并結合濟南的自然和社會經(jīng)濟條件，從自然地理、人為干擾兩個方面選取指標構建源地擴張的阻力面(表4)。各指標因子的權重通過AHP法求得，采用加權求和方法構建阻力面并按照從低到高值劃分為6個等級。

表4 濟南市不同生境類型阻力面影響因子

2.2.3 生態(tài)廊道與生態(tài)安全緩沖區(qū)識別 1992年Knaapen提出最小累積阻力模型，可以計算從源到目的地克服阻力面障礙所做的功[38]。本研究采用MCR模型定量識別濟南市的生態(tài)廊道、構建生態(tài)安全格局，基本公式(3)如下：

式中：MCR為最小累積阻力值;Dij為物種從源地j到目的地i的空間距離;Ri為目的地i的阻力系數(shù);f為最小累積阻力與生態(tài)過程的正相關關系。

生態(tài)安全緩沖區(qū)作為生態(tài)源地與城鎮(zhèn)建設開發(fā)區(qū)的過渡帶，對保護生態(tài)源地起著至關重要的作用。根據(jù)相關研究[18,32]以及濟南市實際情況，將濟南市最小累積阻力面按照自然斷點法劃分為其他區(qū)域、高水平緩沖區(qū)、中水平緩沖區(qū)、低水平緩沖區(qū)。

3 結果與分析

3.1 生態(tài)源地提取

3.1.1 “綠源”識別結果與分析 基于InVEST模型得到濟南市生境質(zhì)量評價結果(圖1a)，柵格值范圍在0～1之間，值越高代表生境質(zhì)量越好，維持生物多樣性的功能越強。參考郝月等[32]的分類標準，將生境質(zhì)量等間距分為低、較低、中等、較高和高5個等級，0～2為低等級，該范圍的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能遭到嚴重破壞，受到人為干擾較大，難以滿足生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的要求，0.8～1范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)能夠為區(qū)域提供良好的生態(tài)資源，生態(tài)功能穩(wěn)定。

通過ArcGIS 10.5的面積制表功能，得到濟南市不同等級生境質(zhì)量的面積和比例，結果如表4所示。濟南市平均生境質(zhì)量為0.433，總體生境質(zhì)量在中等級以下，面積為8 401.58 km2，全市較低等級生境質(zhì)量面積最大，占總面積的62.79%，較高和高等級分別占5.55%，12.44%。分別統(tǒng)計各區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生境質(zhì)量，生境質(zhì)量最高的區(qū)縣為歷城區(qū)，平均值達到0.53，生態(tài)系統(tǒng)能夠滿足一般的城市服務需求；生境質(zhì)量最低的是槐蔭區(qū)，處于較低等級，由于該區(qū)域內(nèi)建設用地面積較大，人類活動對生境質(zhì)量產(chǎn)生的負面影響較高。從各區(qū)縣不同等級生境所占比例來看，歷城區(qū)的高等級生境質(zhì)量最高，占區(qū)域的29.04%，其次為歷下區(qū)，占區(qū)域面積的20.12%。從空間上看(圖1b)，濟南市生境質(zhì)量呈“盆地型”分布，南部各區(qū)縣生境質(zhì)量較高，其中西營街道平均生境質(zhì)量為0.844，最低的是工人新村南村街道，歷下區(qū)、天橋區(qū)、市中區(qū)、槐蔭區(qū)和歷城區(qū)五區(qū)交界處各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道的生境質(zhì)量均小于0.3，生態(tài)系統(tǒng)服務能力較低。濟南市生境質(zhì)量南高中低的原因主要是南部為泰山余脈，森林覆蓋廣泛，這些區(qū)域的生態(tài)用地受人為活動威脅較小，生態(tài)系統(tǒng)服務功能穩(wěn)定；中間為濟南市主城區(qū)，大部分為不透水面，綠化面積較小且呈零星分布，城市道路密度較大，成為生態(tài)系統(tǒng)功能的重要威脅因子。

表4 濟南市不同等級生境質(zhì)量面積及其比例

圖1 濟南市生境質(zhì)量評價結果及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均生境質(zhì)量評價結果

“綠源”識別結果如圖2a所示?！熬G源”總面積為977.81 km2，各地類面積及比例如表5所示。其中90.07%的土地利用類型為林地，多數(shù)分布在南部山區(qū)，呈現(xiàn)出連片分布的特點，并且生態(tài)源地之間的連通性較好，部分分布在平陰縣南部、萊蕪區(qū)北部和鋼城區(qū)北部。山前平原區(qū)以耕地為主，人為活動對生境質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，未能識別出生態(tài)源地。草地、灌木林地和耕地分別占總面積的4.20%，2.92%和2.61%?！熬G源”包括了濟南市柳埠自然保護區(qū)、藥鄉(xiāng)國家森林公園、子房洞景區(qū)等一級生態(tài)控制線內(nèi)的區(qū)域，表明識別結果較為合理。

表5 濟南市“綠源”內(nèi)各地類面積及比例

3.1.2 “藍源”及“泉源”識別結果與分析 本研究將黃河、小清河、嬴汶河、大汶河、徒駭河、秀江河、西八漏河等主要河流作為河流生態(tài)源地，主要分布在濟南市中部、東北部；識別出面積累計占總面積80%以上的30個大中型水庫，水庫源地以南部山區(qū)、萊蕪區(qū)、鋼城區(qū)為主要分布地；玉清湖、大明湖、鵲山龍湖、華山湖、白云湖五大湖泊為湖泊源地。將趵突泉泉群、五龍?zhí)度?、珍珠泉泉群、百脈泉泉群等四大泉群范圍內(nèi)的公園綠地作為泉水藍色源地(圖2b)。重點滲漏帶作為保泉的核心區(qū)域?qū)ΡＵ先掷m(xù)噴涌具有重要作用，12個“泉源”主要分布在南部山區(qū)北側(cè)(圖3)。

圖2 濟南市“綠源”識別結果(a)和“藍源”識別結果(b)

注：1為玉符河滲漏帶；2為邵而—展村滲漏帶；3為店于—二仙滲漏帶；4為大澗溝滲漏帶；5為泉瀘—錢家莊滲漏帶；6為澇坡—鄭家窩滲漏帶；7為礦村滲漏帶；8為龍洞滲漏帶；9為車腳—太平莊滲漏帶；10為河東—河西滲漏帶；11為冶河—蟠龍滲漏帶；12為侯家—義和滲漏帶。

3.1.3 生態(tài)源地綜合識別結果與分析 將“藍、綠、泉”源地疊加，獲得濟南市總生態(tài)源地(圖4)，總面積為1 249.32 km2，占濟南市總面積的12.20%。其中，歷城區(qū)分布面積為397.50 km2，占總面積31.82%，其次為萊蕪區(qū)，占總面積的231.09%。商河縣僅有7.54 km2的生態(tài)源地，占0.60%。

圖4 濟南市生態(tài)廊道識別結果

3.2 阻力面構建結果與分析

從自然地理、人為干擾兩個方面構建的源地擴張的阻力面阻力值位于10～100之間，按照自然斷點法將數(shù)據(jù)分為低、較低、一般、較高、高5個等級，結果如圖5所示。濟南市阻力面呈現(xiàn)出“中間高，南北低，多團塊”的特點，即從中心城區(qū)向南北降低的趨勢。濟南市主城區(qū)以及萊蕪區(qū)、章丘區(qū)、鋼城區(qū)等區(qū)縣中心城區(qū)建設用地較為集中，并且人口密集，物質(zhì)流和能量流受到的阻力較高。低阻力區(qū)域集中分布在南部山區(qū)，以林地、草地、耕地等為主，人類活動頻率較低，雖然坡度較陡，但綜合阻力小，對周邊的物種擴散較為有利。

圖5 濟南市阻力面分布

3.3 生態(tài)廊道識別結果與分析

研究共識別出生態(tài)源點111個。通過Cost-Distance工具提取的生態(tài)廊道共有119條，全長1 395.37 km，最長生態(tài)廊道187.92 km，最短為0.97 km?？臻g上西部地區(qū)生態(tài)廊道呈西南向東北走向分布，東部為東南—西北走向，南部呈東西分布，連通了東南西北四方的生態(tài)源地。分布廣泛的河流構成天然廊道，其中黃河面積寬分布長，在研究區(qū)起到了重要、穩(wěn)定的物質(zhì)能量信息流動帶的作用，小清河溝通了南北走向的韓倉河、巨野河、大辛河等，形成環(huán)狀的廊道網(wǎng)絡；南部山區(qū)由于生態(tài)源地廣布成為“綠源”、“泉源”廊道的聚集區(qū)，各生態(tài)源地之間的廊道通過水庫、河流連通，且由于源地分布面積較廣，各生態(tài)源地連通性好，廊道較為稀疏；章丘區(qū)生態(tài)源地較為分散，廊道以陸地廊道為主；長清區(qū)、平陰縣、萊蕪區(qū)和鋼城區(qū)廊道由河流與陸地共同構成，河流協(xié)調(diào)了物質(zhì)能量流動功能，為生物遷移起到較好的橋梁作用。

整體上濟南市形成了聯(lián)通南泰山北黃河的“山河通廊”，稠密的河網(wǎng)有效提高各生態(tài)用地的連通性。生態(tài)廊道的寬度受到物種種類、生態(tài)環(huán)境等有關因素的影響，濟南市適合物種遷移的陸地生態(tài)廊道寬度設置為12～30 m[39]。

3.4 生態(tài)安全緩沖區(qū)識別結果與分析

濟南市生態(tài)安全緩沖區(qū)結果如圖6所示。高、中、低水平安全緩沖區(qū)面積分別為1 495.5，1 382.19， 1 262.87 km2，占濟南市總面積的40.42%。其中高水平安全緩沖區(qū)為生態(tài)源地重要保護區(qū)，具有重要的生態(tài)保護價值，應禁止進行任何開發(fā)建設活動，保障區(qū)域內(nèi)泉水滲漏、生物多樣性保護等生態(tài)系統(tǒng)服務功能不受人類活動的影響。

圖6 濟南市生態(tài)安全緩沖區(qū)分區(qū)

城市發(fā)展建設、人們生活與濟南的泉水特色息息相關，生態(tài)泉城建設應重點關注泉水生態(tài)環(huán)境，為避免城市建設蠶食重點滲漏帶，政府應評估該區(qū)域的建設活動，保障泉水與城市可持續(xù)發(fā)展。中水平安全緩沖區(qū)為一般保護區(qū)，限制該區(qū)域城鎮(zhèn)開發(fā)活動，盡量避免天然巖溶地質(zhì)環(huán)境破壞，影響大氣降水滲入，同時應注意一般保護區(qū)內(nèi)生境質(zhì)量較高的斑塊，鼓勵進行植被修復、山體綠化等生態(tài)保護活動。低水平安全緩沖區(qū)為建設緩沖區(qū)，在該區(qū)域可以進行建設活動，但需要注意建設的規(guī)模和強度，科學合理進行規(guī)劃，保證生態(tài)系統(tǒng)功能不受影響。

3.5 濟南市生態(tài)安全格局

通過InVEST模型、基礎地理數(shù)據(jù)提取等方法，提取濟南市生態(tài)源地、生態(tài)廊道的空間分布形態(tài)，根據(jù)《濟南市城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2050)》、水生態(tài)文明建設成果，將研究區(qū)濕地生態(tài)區(qū)、泉水景觀區(qū)和生態(tài)保護區(qū)作為重要分區(qū)，構建濟南市生態(tài)安全格局。濟南市整體上呈現(xiàn)“一帶、三區(qū)、兩翼、九點、多廊”的格局(圖7)?！耙粠А笔侵更S河生態(tài)保護帶，貫穿濟南市，保障區(qū)域的水資源環(huán)境，與沿岸濕地共同構成生態(tài)景觀帶，成為濟南的“生態(tài)脊”?！叭齾^(qū)”指濟南南部生態(tài)保護區(qū)、城市泉水景觀區(qū)、沿河濕地生態(tài)區(qū)。其中，南部生態(tài)保護區(qū)包含城市大部分綠源和泉源，保護城市生物多樣性和泉水生態(tài)安全；泉水景觀區(qū)以天然河流廊道為主，通過水庫湖泊連接小清河、黃河與南部“綠源”，提供泉水觀景功能；沿河濕地生態(tài)區(qū)主要以黃河北岸形成的濕地為主，提供滯蓄洪水、景觀游覽功能?！皟梢怼敝搁L清區(qū)、平陰縣和萊蕪區(qū)、鋼城區(qū)，生態(tài)廊道連接“綠源”和“藍源”。“九點”指環(huán)繞中心城區(qū)的臥虎山、錦繡川、狼貓山、杜張4座水庫和玉清湖、大明湖、鵲山龍湖、華山湖、白云湖5個湖泊及毗鄰的相關濕地等?！岸嗬取敝赋鞘械奶烊缓恿骼鹊篮蜐撛谏鷳B(tài)廊道，主要河流廊道包括德惠新河、徒駭河、小清河、玉符河、北大沙河、大辛河、韓倉河、巨野河、繡川河、大汶河，潛在生態(tài)廊道以識別出南部山區(qū)以及各區(qū)縣的“綠源”、“藍源”連接廊道為主。

圖7 濟南市生態(tài)安全格局

4 討論與結論

4.1 結 論

本文選取濟南市作為研究對象，基于生態(tài)學理論以及泉水相關知識，從“山水林田湖草泉”系統(tǒng)出發(fā)選取生態(tài)源地，基于MCR模型識別研究區(qū)生態(tài)廊道，構建濟南市“一帶、三區(qū)、兩翼、九點、多廊”的生態(tài)安全格局。

(1) 通過生境質(zhì)量評價以及生態(tài)保護需求，識別出濟南生態(tài)源地共1 249.32 km2，“綠源”主要分布在南部泰山余脈，“藍源”以區(qū)域內(nèi)主要河流、湖泊、大中型水庫和四大泉群的綠地為主，“泉源”分布在南部山區(qū)北部。

(2) 研究區(qū)阻力面以主城區(qū)為中心向四面降低，各區(qū)縣城區(qū)呈現(xiàn)小范圍的阻力高值區(qū)，研究表明人類活動對物種遷移影響最大。

(3) 濟南市構建了 “一帶、三區(qū)、兩翼、九點、多廊”的點—線—面生態(tài)安全格局。生態(tài)源點共111個，為生態(tài)源地的斑塊幾何中心，生態(tài)廊道共有119條，全長1 395.37 km，黃河天然廊道從研究區(qū)西南部延伸到東北部，距離較長，聯(lián)通了濟南市北部與南部生態(tài)斑塊，成為區(qū)域重要廊道。

4.2 討 論

(1) 本研究基于“藍—綠—泉”系統(tǒng)識別濟南市生態(tài)源地，避免了主觀干擾，并且考慮了濟南泉城特色，有利于緩解城市發(fā)展與生態(tài)安全、泉水保護之間的矛盾。本文采用了InVEST模型提取生態(tài)源地，受到模型和數(shù)據(jù)精度的影響，最終結果可能會存在一定的局限性；其次，生態(tài)系統(tǒng)不完全行政邊界的制約，周邊區(qū)域的物質(zhì)、能量流動也會對生態(tài)安全產(chǎn)生影響，因此在今后研究中應重點關注行政單元周邊各要素的相互作用。

(2) 根據(jù)《濟南市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2050)》內(nèi)容，未來將形成軌道支撐的多中心組團式結構，老城、長清以及雪野等發(fā)展片區(qū)按照規(guī)劃內(nèi)容將會與生態(tài)源地部分重疊。其中老城發(fā)展片區(qū)主要影響保泉核心區(qū)域—重點滲漏帶，包括人工型滲漏帶和近自然型滲漏帶，泉水的噴涌受到一定威脅；雪野和長清等發(fā)展片區(qū)對部分林地產(chǎn)生一定影響，生態(tài)環(huán)境可能會遭到一定破壞；城市軌道交通的發(fā)展也會占用部分生態(tài)用地，影響正常的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。因此，在城市發(fā)展過程中要注意對生態(tài)源地的保護，特別是重點滲漏帶區(qū)域，建設用地盡量避開生態(tài)源地以及生態(tài)廊道，為物種生存及遷徙提供良好的條件。以城市生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)安全為底線，基于生態(tài)安全格局進行城市規(guī)劃，構建城市與自然和諧發(fā)展格局，以實現(xiàn)“藍綠交織，清新明亮，泉城共融”的濟南城市布局。

(3) 生態(tài)安全格局構建不僅為濟南2019年行政區(qū)劃調(diào)整后生態(tài)規(guī)劃工作提供參考借鑒，也可為政策實施等工作提供指導建議。根據(jù)本文研究結論，南部山區(qū)作為城市的生態(tài)源地集聚區(qū)對城市安全至關重要，因此濟南市政府相關部門在進行生態(tài)環(huán)境保護時，要結合城市特色，落實《濟南南部山區(qū)保護與發(fā)展規(guī)劃》，貫徹“南控”方針，以“藍天工程”、大環(huán)境綠化工程為重點提高森林覆蓋率、涵養(yǎng)城市水源，構建“山水林田湖草泉”一體的現(xiàn)代化生態(tài)濟南。