杜雨陽，王征強(qiáng)，于慶和，楊永崇*，張全文

（1.西安科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，西安 710054；2.寶雞市勘察測(cè)繪院，陜西 寶雞 721000；3.黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080；4.商丘工學(xué)院土木工程學(xué)院，河南 商丘 476000）

生態(tài)環(huán)境與人類生產(chǎn)、生活、生存密切相關(guān)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)人與自然共生共榮的必要條件，受人類需求增長(zhǎng)及氣候變化的影響，自然生態(tài)系統(tǒng)提供的生態(tài)服務(wù)能力遭受嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。當(dāng)前，我國(guó)城市擴(kuò)張速度快、人地關(guān)系存在矛盾，亟需正確處理人類生產(chǎn)生活與生態(tài)環(huán)境間關(guān)系，構(gòu)建生態(tài)安全格局是實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)、綠色發(fā)展、民生改善三者協(xié)調(diào)統(tǒng)一的重要途徑之一[2]。GODRON 等[3]和FORMAN 等[4]以景觀生態(tài)學(xué)研究和可持續(xù)發(fā)展理念為出發(fā)點(diǎn)，開展了有關(guān)區(qū)域景觀規(guī)劃的研究。俞孔堅(jiān)[5]基于生態(tài)系統(tǒng)完整性、人-地關(guān)系協(xié)調(diào)性、矛盾問題針對(duì)性原則提出生態(tài)安全格局，用以制定生態(tài)修復(fù)和環(huán)境治理政策，這對(duì)保障脆弱生態(tài)地區(qū)的生態(tài)安全具有重要意義。

生態(tài)安全格局的研究框架大致分為“供給-需求”法與“源地-阻力面-廊道”法。前者通過耦合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境資源定量評(píng)估核心地區(qū)生態(tài)安全供需關(guān)系，從基礎(chǔ)資源、生態(tài)調(diào)節(jié)、人居服務(wù)三個(gè)需求層次構(gòu)建多尺度的生態(tài)安全格局[6]，將供給空間與需求空間緊密聯(lián)系，著眼于供給與需求差異大的非經(jīng)濟(jì)發(fā)展高水平地區(qū)的生態(tài)空間保護(hù)[7]。后者在不斷完善中成為當(dāng)前研究的主流框架，識(shí)別源地的方法主要包括四種：一是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)集成法，通過耦合景觀類型、景觀格局指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值識(shí)別生態(tài)功能節(jié)點(diǎn)[8]，篩選具有重要生態(tài)價(jià)值的生態(tài)斑塊[9]，并將服務(wù)價(jià)值較低的破碎生境作為環(huán)境修護(hù)關(guān)鍵區(qū)[10]；二是復(fù)合屬性疊加法，該方法將自然屬性與人類活動(dòng)相結(jié)合構(gòu)建符合“三生”空間理念的生態(tài)承載力評(píng)價(jià)體系[11-12]；三是MSPA 法，是在像元級(jí)尺度將土地利用要素轉(zhuǎn)化為7 種獨(dú)立景觀斑塊[13]；四是生境質(zhì)量法，通過分析非生境對(duì)生境質(zhì)量的威脅，設(shè)定閾值去除水體等阻礙斑塊[14]，或以生態(tài)連通性反推生態(tài)源地[15]，也有學(xué)者將土地利用類型轉(zhuǎn)移變化小的生態(tài)斑塊定義為源地[16]。構(gòu)建阻力面分為土地利用單一賦值和多源要素綜合賦值，單一賦值難以辨識(shí)空間異質(zhì)性且無法量化人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)阻力的影響，多源賦值加入自然影響與人類活動(dòng)等指標(biāo)[13，15]，并以夜間燈光數(shù)據(jù)進(jìn)一步校正[11]，焦點(diǎn)物種的引入證實(shí)了MCR 模型的可靠性[17-19]。廊道提取常用最小累積阻力模型[20]、重力模型[13]、蟻群模型[21]和電路理論[2，22]。其中電路理論融入了景觀生態(tài)學(xué)，該理論借助電流在阻力面內(nèi)的隨機(jī)游走狀態(tài)模擬物種遷徙的不確定性[23]，可通過電流強(qiáng)弱直觀反饋廊道及節(jié)點(diǎn)的相對(duì)重要性，其能夠識(shí)別節(jié)點(diǎn)位置并探究廊道寬度的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了其他模型難以有效反映生態(tài)流動(dòng)性的缺陷，為構(gòu)建生態(tài)安全格局提供科學(xué)依據(jù)。生態(tài)廊道是維持生態(tài)系統(tǒng)原真性、保護(hù)物種多樣性的理論基礎(chǔ)[24]，生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)的空間分布是影響生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前研究側(cè)重于確定生態(tài)廊道軌跡與節(jié)點(diǎn)位置[12-13]，忽視二者空間體量，未與物種遷徙所需寬度相融合，不利于確定生態(tài)待修復(fù)區(qū)具體范圍。

秦嶺是“引漢濟(jì)渭”工程的源頭，也是我國(guó)的中央水塔[25]，其特殊的地理區(qū)位和顯著的自然條件造就了地理多樣性，是我國(guó)具有典型生物多樣性的熱點(diǎn)地區(qū)。近年來，秦嶺境內(nèi)違建別墅、城鎮(zhèn)擴(kuò)張等問題廣受各界關(guān)注[26]。為嚴(yán)守生態(tài)底線、加強(qiáng)秦嶺生態(tài)保護(hù)禁區(qū)建設(shè)，本研究基于生境質(zhì)量模型建立生態(tài)源地，依據(jù)電路理論從綜合阻力面中構(gòu)建生態(tài)安全格局，針對(duì)不同土地利用類型提出相應(yīng)整治建議，以期為構(gòu)建山地區(qū)域生態(tài)安全格局提供借鑒和參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省南部（圖1），屬秦巴山區(qū)的一部分（32°40′～34°35′N，105°30′～110°05′E），北接關(guān)中平原，南至漢江，西抵嘉陵江，東到伏牛山脈[27]，總面積約5.82×104km2，海拔范圍為152～3 754 m。整體地勢(shì)呈由西北向東南下傾的趨勢(shì)。秦嶺具有典型的山地垂直地帶性特征，與淮河流域共同組成我國(guó)南北地理環(huán)境的自然分界線[28]。同時(shí)，秦嶺也是以“秦嶺四寶”（羚牛、金絲猴、大熊貓、朱鹮）為代表的80 余種國(guó)家級(jí)瀕危物種的重要棲息地，支撐著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展生物基因庫，是不可或缺的天然生態(tài)屏障之一。

圖1 研究區(qū)位Figure 1 Location of study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究使用的數(shù)據(jù)包括2018 年陜西省土地利用現(xiàn)狀及行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、陜西省境內(nèi)秦嶺保護(hù)區(qū)范圍、空間分辨率為30 m 的數(shù)字高程模型、道路交通數(shù)據(jù)、2019 年夜間燈光數(shù)據(jù)及2019 年陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)。其中：土地利用現(xiàn)狀及行政區(qū)劃數(shù)據(jù)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：∕∕www.resdc.cn）；研究區(qū)范圍源于秦嶺生態(tài)環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（http：∕∕qinling.shaanxi.gov.cn∕qlgk.html）；數(shù)字高程模型源于地理空間數(shù)據(jù)云（http：∕∕www.gscloud.cn）；道路交通數(shù)據(jù)源于Open Street Map 平臺(tái)（http：∕∕www.openstreetmap.org）；夜間燈光數(shù)據(jù)源于中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院陳甫團(tuán)隊(duì)研制的“火石”地球夜光產(chǎn)品數(shù)據(jù)（http：∕∕satsee.radi.ac.cn∕cfimage∕nightlight）；統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)源于陜西省統(tǒng)計(jì)局（http：∕∕tjj.shaanxi.gov.cn）。

2 研究方法

2.1 粒度反推法

粒度反推法是在構(gòu)建多尺度粒度圖的前提下，以單個(gè)斑塊、斑塊生態(tài)類型及整體景觀三種尺度評(píng)價(jià)景觀格局指數(shù)，對(duì)比各尺度景觀格局指數(shù)變化趨勢(shì)，以最佳粒度為景觀組分并作為構(gòu)建生態(tài)源地的基礎(chǔ)。本研究中生態(tài)用地包括林地、草地及水域，依次建立30、50、100、150、200、300、400、600、800、1 000、1 200 m 粒度柵格圖，計(jì)算各粒度5 項(xiàng)景觀聚散性指標(biāo)，包括景觀形狀指數(shù)、蔓延度、分割指數(shù)、分離度指數(shù)及聚集指數(shù)，結(jié)合主成分分析法得到不同粒度下的景觀綜合得分。

2.2 生境質(zhì)量模型

InVEST 是借助土地利用數(shù)據(jù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的功能價(jià)值進(jìn)行量化評(píng)估的模型系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、土壤侵蝕、海洋漁業(yè)等研究領(lǐng)域[29]，其中生境質(zhì)量模塊可評(píng)估區(qū)域生境適宜性。本研究基于LUCC 分類體系，將林地、草地及水域三種自然屬性高的地類作為生態(tài)用地，將耕地、建設(shè)用地及未利用地三種以人類活動(dòng)為主導(dǎo)的地類作為威脅源。參考前人研究成果[30-31]并結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況構(gòu)建威脅源及敏感性參數(shù)表（表1、表2）。生境質(zhì)量計(jì)算公式如下：

表1 威脅源參數(shù)Table 1 Threat source parameter

表2 各土地利用類型對(duì)應(yīng)生境適宜性及敏感性參數(shù)Table 2 The habitat suitability and sensitivity parameters of each land use

式中：Qxj為土地利用類型j中柵格像元x對(duì)應(yīng)的生境質(zhì)量；Hj為土地利用類型j對(duì)應(yīng)的生境適宜性；z為常數(shù)，固定值為2.5；Dxj為土地利用類型j中柵格像元x對(duì)應(yīng)的所有威脅源的加權(quán)平均值；k為半飽和常數(shù)，本研究設(shè)置為0.5。

2.3 最小累積阻力模型

最小累積阻力模型（MCR）是描述物種從“源地”向“目的地”遷徙過程中受到的空間阻力，量化了阻止物種遷徙與擴(kuò)張的難易程度，可有效預(yù)測(cè)和評(píng)估區(qū)域內(nèi)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。選取產(chǎn)生阻力值的主要影響因子并考慮數(shù)據(jù)可獲取性，本研究以土地利用類型、地形起伏度、坡度、坡向、人口密度及距主要道路（鐵路、高速、國(guó)道）距離作為構(gòu)建MCR 模型的指標(biāo)，評(píng)估物種遷徙所受阻力。參照以往研究成果[32-34]，賦予阻力系數(shù)（1、3、5、7、9）及權(quán)重（表3），阻力系數(shù)越高，表明擴(kuò)散時(shí)物種受到的阻力值越大。最小累積阻力模型原理如下：

表3 綜合阻力面阻力系數(shù)及權(quán)重設(shè)定Table 3 Comprehensive resistance surface drag coefficient and weight setting

式中：MCR為最小累積阻力；fmin為最小累積阻力與生態(tài)過程之間存在的某一正相關(guān)函數(shù)；Dij為生態(tài)源地j與景觀空間單元i在空間屬性的距離；Ri為景觀空間單元i在擴(kuò)散過程中的阻力系數(shù)。

考慮到城市擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)往往會(huì)占用生態(tài)用地和其他類型的用地，使土地利用類型呈現(xiàn)空間異質(zhì)性，因此本研究采用能夠在一定程度上反映生態(tài)用地被占用情況的夜間燈光數(shù)據(jù)，對(duì)土地利用類型阻力面進(jìn)一步修正，原理如下：

式中：R′為經(jīng)夜間燈光數(shù)據(jù)校正后的土地利用類型阻力面；Li為柵格像元i對(duì)應(yīng)的夜間燈光指數(shù)；La為土地利用類型a對(duì)應(yīng)平均夜間燈光指數(shù)；R為修正前土地利用類型對(duì)應(yīng)阻力面。

2.4 基于電路理論的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

2.4.1 生態(tài)廊道提取

生態(tài)廊道是維系生態(tài)源地間物質(zhì)流動(dòng)的紐帶，具有適宜寬度的生態(tài)廊道可創(chuàng)造有機(jī)景觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而有效維持物種的流動(dòng)性及多樣性。受光照、土壤、氣候、地形等條件造成的邊緣效應(yīng)影響，當(dāng)前確定廊道寬度的標(biāo)準(zhǔn)不一，結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)狀及前人研究成果[24，35]，本研究構(gòu)建寬度為1 200 m的帶狀生態(tài)廊道。

2.4.2 生態(tài)夾點(diǎn)及生態(tài)障礙點(diǎn)提取

生態(tài)夾點(diǎn)表征物種流動(dòng)過程中的“必經(jīng)之路”，該區(qū)域的破壞及退化降低了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連通性。生態(tài)障礙點(diǎn)是阻礙物種在生態(tài)源地間流動(dòng)的重點(diǎn)區(qū)域。生態(tài)夾點(diǎn)與生態(tài)障礙點(diǎn)均通過基于電路理論的Circuitscape 開源程序模擬。其中，生態(tài)夾點(diǎn)的識(shí)別分為成對(duì)模式（Pairwise）和多對(duì)一模式（All-to-one）：前者將兩處生態(tài)源地斑塊歸為一組，一處斑塊輸入1 A 電流值，另一處斑塊接地，計(jì)算二者間電流值，疊加各組電流值最終得到整體累積電流密度；后者依次以一處生態(tài)源地斑塊作為接地節(jié)點(diǎn)，其余斑塊以1 A 電流值流動(dòng)迭代，經(jīng)過每個(gè)像元時(shí)都留有一定電流值，實(shí)現(xiàn)所有斑塊接地后得到累積電流密度[14，34]。累積電流密度高值區(qū)即為生態(tài)夾點(diǎn)，具有不可替代性，是生態(tài)保護(hù)的關(guān)鍵區(qū)域之一。多對(duì)一模式能夠度量夾點(diǎn)的連通性，故本研究以該模式識(shí)別生態(tài)夾點(diǎn)。生態(tài)障礙點(diǎn)通過基于一定搜索半徑的移動(dòng)窗口法獲取，計(jì)算移除障礙點(diǎn)后的累積電流恢復(fù)值，值越大表示該區(qū)域?qū)ξ锓N活動(dòng)的阻礙程度越高。生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)是生態(tài)待修復(fù)區(qū)的重要組成部分，二者的劃定能夠?yàn)樯鷳B(tài)修復(fù)提供針對(duì)性策略，進(jìn)而有效提高生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)源地識(shí)別

不同粒度景觀格局指標(biāo)及綜合得分趨勢(shì)如圖2所示。當(dāng)粒度指標(biāo)大于400 m 時(shí)，各指標(biāo)趨勢(shì)明顯趨于平穩(wěn)，說明此時(shí)斑塊數(shù)量與連通程度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，景觀整體連通性最佳。

圖2 不同粒度景觀格局指數(shù)及綜合得分趨勢(shì)線Figure 2 Landscape pattern index and comprehensive score trend line of different granularity

秦嶺（陜西段）生境質(zhì)量平均值為0.76。寶雞市、西安市、渭南市境內(nèi)生境質(zhì)量平均值高于研究區(qū)整體平均值，分別為0.88、0.82、0.78，林地、草地占土地利用現(xiàn)狀近90%，該三市地處山勢(shì)陡峻的秦嶺北麓，除較易開發(fā)的邊界淺山地區(qū)，其他區(qū)域受林場(chǎng)及各保護(hù)區(qū)管轄，因此開發(fā)程度較低；漢中市、商洛市、安康市生境質(zhì)量平均值低于整體平均值，分別為0.75、0.72、0.71，該區(qū)域內(nèi)耕地及建設(shè)用地對(duì)生態(tài)環(huán)境起到威脅作用的面積占比高于平均水平，主要集中在漢中市寧強(qiáng)縣、安康市漢濱區(qū)及商洛市柞水縣。該三市近年來以中心城市帶動(dòng)、輻射周邊區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在一定程度上造成了土地不當(dāng)利用與環(huán)境污染。據(jù)此分析，研究區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境仍有待修復(fù)的空間。

以自然分級(jí)法將生境質(zhì)量分為5 級(jí)，級(jí)別越高說明該范圍內(nèi)物種生存的適宜性越強(qiáng)，選取最高級(jí)范圍內(nèi)的斑塊作為初步生態(tài)源地，共計(jì)1 338 處，總面積2.10×104km2，約占研究區(qū)總面積36.00%。本研究以20 km2為面積閾值剔除初步生態(tài)源地內(nèi)零星斑塊，篩選后共提取66 處生態(tài)源地，總面積約1.87×104km2，總體呈西部集聚成片、東部分散稀疏的格局。生態(tài)源地面積占比較大的地市是商洛市和寶雞市，分別為29.23%和23.03%。

3.2 綜合阻力面構(gòu)建

研究區(qū)綜合阻力值在0.60～11.94 之間，平均阻力為3.28，呈現(xiàn)出中間低、南北高的分布特點(diǎn)。以寶雞市太白縣、商洛市洛南縣等為代表的低阻力值區(qū)以林地和草地此類生態(tài)用地為主，地形較為平緩，人口密度相對(duì)較低，且交通主干道分布較少，是自然環(huán)境良好且適宜物種生存的生態(tài)空間。以安康市漢濱區(qū)、商洛市商州區(qū)等為代表的高阻力值區(qū)地形相對(duì)平緩，以耕地和建設(shè)用地為主要用地類型，同時(shí)也是多條交通主干道的交匯區(qū)，是適宜人類活動(dòng)和生存的空間。值得注意的是，西安市長(zhǎng)安區(qū)、渭南市華州區(qū)等處于秦嶺北麓邊界的地區(qū)是以林地、草地為主的淺山地帶，人口密度高、受人類活動(dòng)影響大，因而該地區(qū)阻力值較高，生態(tài)安全受到極大威脅。

3.3 區(qū)域生態(tài)安全格局構(gòu)建

基于電路理論提取生態(tài)廊道能夠考慮物種間交流的多路徑性。在生態(tài)源地與阻力面基礎(chǔ)上剔除長(zhǎng)度小于1 000 m 的細(xì)碎廊道，最終共識(shí)別出119 條生態(tài)廊道，集中分布于商洛市柞水縣及鎮(zhèn)安縣、漢中市略陽縣等地區(qū)。由于寶雞市生態(tài)源地斑塊內(nèi)部連通，無需搭建額外生態(tài)廊道。對(duì)生態(tài)廊道的連通性進(jìn)行評(píng)價(jià)分級(jí)，成本加權(quán)距離與最小成本路徑比值越小，說明生態(tài)廊道連通性越強(qiáng)，進(jìn)而可得到生態(tài)廊道更關(guān)鍵的結(jié)論。最終得到32 條關(guān)鍵生態(tài)廊道、60 條重要生態(tài)廊道和27條一般生態(tài)廊道。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)廊道總面積2 457.43 km2，廊道分布如圖3 所示。其中：關(guān)鍵生態(tài)廊道600.12 km2，占比24.42%；重要生態(tài)廊道1 534.30 km2，占比62.44%；一般生態(tài)廊道323.01 km2，占比13.14%。廊道按重要性等級(jí)大體呈環(huán)狀分布：關(guān)鍵廊道主要分布在生態(tài)源地中心，重要、一般廊道依次向外擴(kuò)散。

圖3 生態(tài)廊道分布Figure 3 Spatial distribution of ecological corridors

3.4 生態(tài)待修復(fù)區(qū)提取

3.4.1 生態(tài)夾點(diǎn)提取

研究區(qū)內(nèi)累積電流密度分布如圖4 所示，紅色高值區(qū)即為生態(tài)夾點(diǎn)。與生態(tài)廊道疊加分析后共得到102處生態(tài)夾點(diǎn)，總面積302.89 km2，其中23處位于關(guān)鍵生態(tài)廊道，55 處位于重要生態(tài)廊道，24 處位于一般生態(tài)廊道。商洛市內(nèi)生態(tài)夾點(diǎn)數(shù)量最多，有63 處，總面積為190.69 km2，占所有生態(tài)夾點(diǎn)總面積的62.96%，這是由于該市南部人類活動(dòng)區(qū)分布零散且活動(dòng)強(qiáng)度大，物種遷徙路徑有限。生態(tài)夾點(diǎn)數(shù)量次多的是漢中市，包含22 處生態(tài)夾點(diǎn)，總面積約82.14 km2，占所有生態(tài)夾點(diǎn)總面積的21.57%。兩市生態(tài)夾點(diǎn)數(shù)量及面積占總體的80%以上，說明境內(nèi)物種流動(dòng)的路徑較多，是維持生態(tài)穩(wěn)定的重點(diǎn)修護(hù)區(qū)。

圖4 生態(tài)夾點(diǎn)累積電流密度及位置分布Figure 4 Cumulative current density and spatial distribution of ecological pinch point

3.4.2 生態(tài)障礙點(diǎn)提取

以400、800、1 200 m為搜索半徑計(jì)算各像元最大改進(jìn)得分。如圖5 所示，紅色區(qū)域?yàn)楦倪M(jìn)得分的高值區(qū)，也是生態(tài)障礙點(diǎn)覆蓋范圍。經(jīng)分析共得到72 處生態(tài)障礙點(diǎn)，總面積379.37 km2，其中2處位于關(guān)鍵生態(tài)廊道，44 處位于重要生態(tài)廊道，26 處位于一般生態(tài)廊道。從市域角度統(tǒng)計(jì)生態(tài)障礙點(diǎn)，商洛市內(nèi)生態(tài)障礙點(diǎn)數(shù)量最多，有36 處，占生態(tài)障礙點(diǎn)總面積的35.81%，城市化、重工業(yè)分布等原因致使商洛生態(tài)空間保護(hù)壓力加劇，物種生存環(huán)境遭受嚴(yán)重威脅，且該市本身污染治理與環(huán)保投入不足，在很大程度上阻礙物種遷徙的流動(dòng)性；安康市內(nèi)障礙點(diǎn)有12 處，面積占比（36.57%）最高。整體上看，半數(shù)生態(tài)障礙點(diǎn)處在重要生態(tài)廊道上，移除此類障礙點(diǎn)將有助于廊道重要程度由重要向關(guān)鍵轉(zhuǎn)化。

圖5 生態(tài)障礙點(diǎn)累積電流恢復(fù)值及位置分布Figure 5 Cumulative current recovery value and spatial distribution of ecological barriers

3.4.3 生態(tài)斷裂點(diǎn)識(shí)別

經(jīng)統(tǒng)計(jì)共得到58 處生態(tài)斷裂點(diǎn)，分布位置見圖6，其中26 處位于重要生態(tài)廊道，32 處位于一般生態(tài)廊道，關(guān)鍵生態(tài)廊道上不存在生態(tài)斷裂點(diǎn)，說明研究區(qū)內(nèi)大型交通主干道分布較為合理。從大型交通主干道類型出發(fā)分析生態(tài)斷裂點(diǎn)數(shù)量，發(fā)現(xiàn)有22 處位于鐵路，21 處位于高速公路，15 處位于國(guó)道。連接商洛市內(nèi)破碎生境的廊道較多，且道路交通發(fā)達(dá)，致使該市生態(tài)斷裂點(diǎn)數(shù)量最多。

圖6 生態(tài)斷裂點(diǎn)分布Figure 6 Spatial distribution of ecological breakpoints

3.5 生態(tài)待修復(fù)區(qū)恢復(fù)策略及建議

生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)、生態(tài)障礙點(diǎn)以及生態(tài)斷裂點(diǎn)共同構(gòu)成秦嶺生態(tài)待修復(fù)區(qū)。遵循區(qū)域生態(tài)安全格局保護(hù)原則，本研究提出“保護(hù)生態(tài)廊道、修護(hù)生態(tài)夾點(diǎn)、去除生態(tài)障礙點(diǎn)及改進(jìn)生態(tài)斷裂點(diǎn)”的生態(tài)恢復(fù)策略，結(jié)合土地利用現(xiàn)狀對(duì)生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)統(tǒng)計(jì)面積（表4）提出整治建議，實(shí)地監(jiān)測(cè)生態(tài)斷裂點(diǎn)。

表4 生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)、生態(tài)障礙點(diǎn)各土地利用類型面積統(tǒng)計(jì)（km2）Table 4 Land use area statistics of ecological corridor,ecological pinch point and ecological barriers（km2）

耕地直接影響生態(tài)安全格局的構(gòu)建，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《秦嶺生態(tài)修復(fù)工作方案（2019—2021 年）》，在保持基本農(nóng)田基礎(chǔ)上積極推行退耕還林、還草工作。研究區(qū)內(nèi)分布有幾十種野生動(dòng)物，林地組成的生態(tài)屏障是其重要的生存空間?，F(xiàn)今林地保護(hù)工作仍有待加強(qiáng)，可在商洛市東部、漢中市西北部林地密集區(qū)設(shè)立保護(hù)區(qū)，加強(qiáng)林業(yè)巡護(hù)工作，嚴(yán)厲打擊違法采伐行為及毀林種田現(xiàn)象。草地兼具生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也是生態(tài)待修復(fù)區(qū)占比最多的用地類型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)、生態(tài)障礙點(diǎn)三者草地利用類型對(duì)應(yīng)中低覆蓋度草地占比分別為62.72%、59.98%、66.58%，草地覆蓋度有極大提升空間，應(yīng)因地制宜制定修復(fù)方案，提高退化草地治理強(qiáng)度，強(qiáng)化對(duì)高覆蓋度草地的合理保護(hù)利用。研究區(qū)內(nèi)河流主要包括嘉陵江、漢江、丹江、灞河及各自支流，應(yīng)在生態(tài)待修復(fù)區(qū)范圍內(nèi)有針對(duì)性地開展河道清淤工作及河道保護(hù)宣傳活動(dòng)，在河道周圍設(shè)立綠化范圍，檢查并遏制工業(yè)廢水、生活廢水排放。生態(tài)廊道的建設(shè)用地中87.47%的區(qū)域?yàn)檗r(nóng)村居民點(diǎn)，其中11.82%屬于生態(tài)夾點(diǎn)，43.19%屬于生態(tài)障礙點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)城鄉(xiāng)綠地建設(shè)，推動(dòng)鄉(xiāng)村振興轉(zhuǎn)型發(fā)展，建立生態(tài)宜居型社會(huì)。生態(tài)廊道內(nèi)包含0.59 km2裸巖石質(zhì)地及0.04 km2的裸土地，而生態(tài)夾點(diǎn)與生態(tài)障礙點(diǎn)并不涉及此區(qū)域，因而可評(píng)估該區(qū)域?qū)ι鷳B(tài)格局影響，積極探索開發(fā)方向，實(shí)現(xiàn)未利用地向生態(tài)用地的轉(zhuǎn)換。

生態(tài)斷裂點(diǎn)對(duì)廊道連貫性的影響程度與交通道路直接相關(guān)。針對(duì)研究區(qū)地形復(fù)雜、大型交通設(shè)施難以改道的現(xiàn)狀，建議實(shí)地考察生態(tài)斷裂點(diǎn)處生境情況，結(jié)合實(shí)際情況提出改進(jìn)建議。對(duì)于有改道可能性的斷裂點(diǎn)，可采取修建隧道、橋梁等措施保證廊道連貫性，并設(shè)立標(biāo)示牌，實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，嚴(yán)禁設(shè)立妨礙動(dòng)物活動(dòng)的人工設(shè)施，嚴(yán)禁捕殺動(dòng)物。

4 討論

秦嶺是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障，對(duì)該區(qū)域開展生態(tài)安全格局構(gòu)建研究，有助于保護(hù)物種多樣性、提升生態(tài)修復(fù)能力。本研究融合生境質(zhì)量模型與景觀格局指數(shù)識(shí)別生態(tài)源地，彌補(bǔ)以往研究方法與物種活動(dòng)聯(lián)系不夠密切[8-10]、識(shí)別方式單一、缺乏理論支撐[16]的不足。引入多源要素綜合賦值構(gòu)建阻力面，并以同期夜間燈光數(shù)據(jù)加以修正，避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)空間異質(zhì)性的缺陷[13]，但阻力因子及量化標(biāo)準(zhǔn)仍需以主觀方式進(jìn)行選擇，考慮到難以劃定研究區(qū)河流影響范圍的情況，本研究阻力因子并未涉及河網(wǎng)數(shù)據(jù)，今后可在小尺度區(qū)域生態(tài)安全格局中加以考慮。電路理論具有模擬物種隨機(jī)游走和識(shí)別節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，能有效表達(dá)生態(tài)流動(dòng)性，直觀反映生態(tài)活動(dòng)的空間范圍，但當(dāng)前有關(guān)生態(tài)廊道寬度閾值的研究較少[35]，本研究以1 200 m 作為實(shí)現(xiàn)秦嶺境內(nèi)物種長(zhǎng)期向好的生態(tài)廊道寬度，實(shí)際應(yīng)用中該閾值有待進(jìn)一步調(diào)整。

當(dāng)前，區(qū)域生態(tài)安全格局的研究對(duì)象逐步由城市轉(zhuǎn)向自然地域，針對(duì)生態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、物種多樣的山區(qū)的研究仍然較少，本研究可為構(gòu)建山地生態(tài)安全格局提供參考。在今后研究中考量城市與自然兩類環(huán)境的生態(tài)評(píng)估差異，探究廊道寬度的有效閾值，將有助于構(gòu)建更加科學(xué)且具有針對(duì)性的生態(tài)安全格局。

5 結(jié)論

本研究以我國(guó)具有典型山地垂直地帶性的秦嶺（陜西段）為研究對(duì)象，建立研究區(qū)生境質(zhì)量模型，識(shí)別生態(tài)源地，提取生態(tài)待修復(fù)區(qū)，結(jié)合2018 年土地利用現(xiàn)狀提出整治建議，得到以下結(jié)論：

（1）研究區(qū)共提取66 處生態(tài)源地，空間特征明顯，西部源地少而聚集，東部源地多而分散，主要是由于東部地區(qū)人類活動(dòng)干擾較大。商洛市生態(tài)源地總面積最大，占總生態(tài)源地面積的29.23%；其次是寶雞市，占總生態(tài)源地面積的23.03%，該市域內(nèi)生態(tài)源地斑塊整體性強(qiáng)，無需構(gòu)建生態(tài)廊道，故不存在待修復(fù)區(qū)。

（2）生態(tài)待修復(fù)區(qū)包括119條生態(tài)廊道、102處生態(tài)夾點(diǎn)、72 處生態(tài)障礙點(diǎn)及58 處生態(tài)斷裂點(diǎn)。生態(tài)廊道寬度設(shè)定為1 200 m，按重要程度呈由內(nèi)向外逐漸遞減的環(huán)狀分布。生態(tài)夾點(diǎn)多分布于生態(tài)源地與生態(tài)廊道連接處。同時(shí)，生態(tài)廊道、生態(tài)夾點(diǎn)和生態(tài)障礙點(diǎn)中耕地面積占比相對(duì)較高，分別為26.75%、23.80%和31.66%，退耕還林、還草措施有待進(jìn)一步落實(shí)。

（3）以“保護(hù)生態(tài)廊道、修護(hù)生態(tài)夾點(diǎn)、去除生態(tài)障礙點(diǎn)及改進(jìn)生態(tài)斷裂點(diǎn)”為全局治理策略，根據(jù)不同土地利用現(xiàn)狀提出針對(duì)性整治建議，加強(qiáng)城鄉(xiāng)綠地建設(shè)，有助于拓寬廊道寬度，進(jìn)而穩(wěn)固生態(tài)源地內(nèi)在種群結(jié)構(gòu)。