裴 倩，王 利，杜 鵬，崔曉琪，焦雅楠

（遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029）

0 引言

城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間的識別及構(gòu)建對改善城市綠地破碎化、穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)、加強(qiáng)生態(tài)斑塊間聯(lián)系具有重要的意義。在快速城市化背景下，城市土地資源的高強(qiáng)度利用和開發(fā)導(dǎo)致生物棲息地被瓜分，物種生存幾率降低及遷移困難［1-4］，造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化、生態(tài)服務(wù)功能下降，嚴(yán)重影響到區(qū)域景觀格局的可持續(xù)發(fā)展。因此，保護(hù)和修復(fù)生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系、提升生態(tài)承載力、改善城市居住環(huán)境是城市生態(tài)文明建設(shè)亟需解決的問題［5，6］。十九大報告提出：要加大生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系，構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性?；诖?，識別與構(gòu)建區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間，減少城市綠地碎片化，形成連續(xù)的生態(tài)空間，保護(hù)生物多樣性，改善區(qū)域生境質(zhì)量，對推動城市生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（Ecological Network）源于1878 年美國學(xué)者Olmstead設(shè)計的連接公園間的綠道網(wǎng)絡(luò)。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)由生態(tài)源地、生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)組成［7，8］，是一個具有物質(zhì)、能量和信息自組織、自反饋、自修復(fù)特征的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)，探討景觀類型、種群和個體在不同尺度的過程。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)旨在連接破碎生境斑塊，提高景觀連接度，促進(jìn)生物多樣性保護(hù)［9］，其合理的關(guān)鍵在于生態(tài)源地和生態(tài)廊道［10］。綠色基礎(chǔ)設(shè)施評價方法（Green Infrastructure Assessment，GIA），強(qiáng)調(diào)通過自然和人工手段將點(diǎn)、線、面狀的自然生態(tài)基礎(chǔ)要素連接為功能完整的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)［11］。GIA最早應(yīng)用于馬里蘭綠圖規(guī)劃，并在自然資源保護(hù)、生物多樣性保護(hù)、城市增長邊界劃定、城市濕地營造路徑研究等方面得到廣泛應(yīng)用［12-16］，能快速識別生態(tài)核心區(qū)域，對生態(tài)特性進(jìn)行分等級劃定［17］。

國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)識別與構(gòu)建的研究主要集中于生態(tài)源地和生態(tài)廊道的識別與構(gòu)建方面。生態(tài)源地識別多采用直接劃分法［18］、因素綜合評價法［19］、景觀格局分析法［20］、粒子反推法與主成分分析法［21］等方法，基于生境質(zhì)量和面積、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)等識別確定具有生態(tài)功能的生境斑塊［22］，而忽略了生態(tài)脆弱性及生態(tài)受損待修復(fù)的生境斑塊。最小累積阻力模型科學(xué)合理，被廣泛應(yīng)用于生態(tài)廊道構(gòu)建［23-26］。基于不同生境斑塊間的距離與阻力，采用最小累積阻力模型，綜合考慮地形、地貌、環(huán)境和人為等因素，定量表征與模擬研究區(qū)存在的潛在生態(tài)廊道。但最小累積阻力模型識別的是陸域生態(tài)廊道，缺少水資源間的連通，即缺乏對于水域生態(tài)廊道的提取。鑒于此，本文以大連市旅順口區(qū)為例，基于GIA方法識別構(gòu)建區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合水土侵蝕模型、生物多樣性指數(shù)、生態(tài)重要性指數(shù)等識別生態(tài)建設(shè)空間，提取水陸兩域重要生態(tài)廊道，提出生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案。本文試圖回答以下問題：①旅順口區(qū)潛在的陸域生態(tài)廊道和水域生態(tài)廊道有哪些？②如何科學(xué)確定潛在生態(tài)廊道的重要性程度？③如何優(yōu)化構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)以更好地保留生態(tài)空間？研究結(jié)果可為旅順口區(qū)未來生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供優(yōu)化方案，為區(qū)域規(guī)劃和城市總體規(guī)劃提供有效補(bǔ)充，進(jìn)而為需要進(jìn)行生態(tài)修護(hù)和具有生態(tài)孤島的區(qū)域提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

旅順口區(qū)隸屬遼寧省大連市，位于遼東半島最南端，東鄰黃海，西瀕渤海，南與山東半島隔海相望，東北部與甘井子區(qū)接壤。旅順口區(qū)陸地南北長約26.1km，東西長約31.2km，總面積506.8km2，海岸線長169.7km。該區(qū)具有北溫帶季風(fēng)氣候特征，四季分明，冬夏長、春秋短，日光充足，雨量適中，兼有大陸和海洋性氣候雙重特點(diǎn)，空氣濕潤溫和，降水比較集中。該區(qū)位于中緯度溫帶大陸東海，地勢東北高西南低，多山地少平原；區(qū)域生境質(zhì)量好，有大小山丘292 座，蘊(yùn)含豐富的生物資源，擁有遼寧蛇島—老鐵山國家級自然保護(hù)區(qū)，森林覆蓋率53.1%，有國家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀鳥類，如丹頂鶴、大天鵝、鴛鴦、白尾海雕等。旅順口區(qū)作為我國重要的生物多樣性保護(hù)區(qū)域、大連市近郊區(qū)和“后花園”，其生態(tài)保護(hù)意義尤為重要。2021 年4 月，大連市政府發(fā)布《構(gòu)建國土空間開發(fā)保護(hù)新格局推動大連高質(zhì)量發(fā)展報告》，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)籌劃定生態(tài)保護(hù)紅線，確保生態(tài)紅線的科學(xué)性和完整性，開展蛇島“生態(tài)海島”保護(hù)等生物多樣性維護(hù)修復(fù)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與說明

本文采用的數(shù)據(jù)包括降水?dāng)?shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)（DEM數(shù)據(jù)）、Landsat8 OLI-TIRS 數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、水體數(shù)據(jù)等。其中：降水?dāng)?shù)據(jù)源于中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集（v3.0）；土壤數(shù)據(jù)的分辨率為1km×1km，基于世界土壤數(shù)據(jù)庫（HWSD）的中國土壤 數(shù) 據(jù) 集（v1. 1）（https：//data. tpdc. ac. cn/zh -hans/）；DEM 數(shù)據(jù)和Landsat8 OLI-TIRS 數(shù)據(jù)分辨率為30m× 30m，來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺（http：//www.gscloud.cn/）；土地利用數(shù)據(jù)分辨率為27.50m×27.50m，源于Global land cover data（http：//data.ess.tsinghua.edu.cn/）。為方便數(shù)據(jù)的分析與管理，所有數(shù)據(jù)在ArcGIS 10.5 中經(jīng)過柵格賦值到30m × 30m的柵格中，投影坐標(biāo)系定義為WGS-1984-UTMZone-51N。

1.3 研究方法

旅順口區(qū)有大型生態(tài)林地斑塊，但斑塊間連通不足，因此應(yīng)提升生態(tài)景觀的連通性；研究區(qū)因采礦、采挖海沙和濱海區(qū)域海水養(yǎng)殖造成生態(tài)破損，因此生態(tài)受損待修復(fù)能力較重要。最終本文通過旅順口區(qū)生態(tài)脆弱性指數(shù)（Ecological Fragility Index）、生態(tài)重要性指數(shù)（Ecological Importance Index）和生態(tài)受損待修復(fù)指數(shù)（Awaiting Ecological Restoration Index）構(gòu)建生態(tài)建設(shè)空間必要性指數(shù)，識別生態(tài)源地；構(gòu)建旅順口區(qū)陸生廊道阻力評價體系，并基于最小累積阻力模型獲得陸生廊道累積阻力值。在此基礎(chǔ)上，本文利用成本距離分析和成本路徑分析得出最小累積成本路徑，即陸生生態(tài)屏障間的生態(tài)廊道。依據(jù)地表徑流漫流算法［27，28］，對比不同匯水面積以生成不同水系，確定匯水面積閾值，獲得水生生態(tài)廊道?；谥亓δＰ蛯ι鷳B(tài)廊道進(jìn)行重要性提取，選擇不冗余不疊置的廊道，利用連通評價指數(shù)（PC）進(jìn)行生態(tài)廊道最優(yōu)方案的構(gòu)建。

生態(tài)建設(shè)空間必要性模型：生態(tài)建設(shè)空間必要性模型采用生態(tài)脆弱性指數(shù)（Refa）、生態(tài)重要性指數(shù)（Reia）和生態(tài)受損待修復(fù)指數(shù)（Raera）進(jìn)行評價，具體見表1 所示。

表1 生態(tài)建設(shè)空間必要性模型Table 1 Spatial necessity model of ecological construction

生態(tài)脆弱性指數(shù)用于評價生態(tài)環(huán)境對外界干擾的敏感度和恢復(fù)力［29］，包括水土保持功能和土地利用類型。水土保持能力采用水土侵蝕模型RUSLE計算 獲得［30，31］，即 利 用 降 水 侵 蝕 因 子［32］、土 壤 侵 蝕因子［33，34］、地形因子［35］和植被覆蓋指數(shù)綜合評價水土保持能力。該模型也是估量水土侵蝕量的重要方法，最后將其計算結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化為［0，1］。土地利用類型依據(jù)“Global land cover data”的分類方法將土地利用分為9 類，并依據(jù)楊建新［36］的觀點(diǎn)，對各類地物類型進(jìn)行賦值。生態(tài)脆弱性指數(shù)計算公式為：

生態(tài)重要性是評價生態(tài)系統(tǒng)功能的重要指標(biāo)和依據(jù)，包括生物多樣性重要性評價和水體生態(tài)重要性評價。本文運(yùn)用InVEST 模型中的生境質(zhì)量模型進(jìn)行生物多樣性評價。該模型基于威脅源對生態(tài)環(huán)境（生境）的負(fù)面影響，分析得出生境退化程度及生境質(zhì)量。結(jié)合吳建生等［37］、陳妍等［38］和吳季 秋［39，40］的觀點(diǎn)，依據(jù)《InVEST 模型操作指南》，確定威脅源權(quán)重及影響范圍、生境適宜度、生境對威脅源的敏感性（表2）。定義土地利用類型為生境，人類活動的產(chǎn)物（耕地、農(nóng)村居民點(diǎn)、城市居民點(diǎn)、工業(yè)用地和道路）為威脅源，結(jié)合各種生態(tài)威脅因子進(jìn)行生物多樣性分析和評價。以水體生態(tài)重要性評價模型為依據(jù)，對距水體的距離進(jìn)行賦值（表1），生態(tài)重要性指數(shù)計算公式為：

表2 威脅數(shù)據(jù)Table 2 Threat data

按照《關(guān)于在黃海實(shí)施海洋生態(tài)紅線制度的意見》中對旅順口區(qū)實(shí)施生態(tài)紅線區(qū)生態(tài)保護(hù)與整治修復(fù)的要求，亟需對旅順口區(qū)內(nèi)因采礦、采挖海沙和濱海區(qū)域海水養(yǎng)殖造成的生態(tài)進(jìn)行受損修復(fù)，提升生態(tài)應(yīng)急能力，落實(shí)海洋生態(tài)紅線保護(hù)責(zé)任。依據(jù)研究區(qū)概況，本文選擇因采礦造成的生態(tài)待修復(fù)區(qū)域、自然岸線因改造為圈養(yǎng)區(qū)和鹽田造成的生態(tài)待修復(fù)這兩個指標(biāo)進(jìn)行研究。以生態(tài)受損待修復(fù)評價模型為依據(jù)，對距礦區(qū)、自然岸線待修復(fù)區(qū)域的距離進(jìn)行賦值（表1）。

綜上，生態(tài)建設(shè)空間必要性模型采用極大值模型集成生態(tài)脆弱性區(qū)域、生態(tài)重要性區(qū)域和生態(tài)受損待修復(fù)區(qū)域。計算公式為：

最小累積阻力模型［41，42］：本文基于生態(tài)建設(shè)空間識別過程中計算獲得的各個柵格單元相關(guān)影響程度較高的影響因子，結(jié)合相關(guān)研究成果，依據(jù)影響因子的影響程度確定權(quán)重，構(gòu)建旅順口區(qū)阻力評價體系（表3）。

表3 旅順口區(qū)阻力評價體系Table 3 Resistance evaluation system of Lüshunkou District

依據(jù)該體系將各阻力因子標(biāo)準(zhǔn)化處理后得出阻力值，將各阻力因子按公式（4）進(jìn)行加權(quán)求和，從而獲得生態(tài)建設(shè)空間擴(kuò)張的阻力面，用于最小累積成本路徑的計算。

式中：MCR 為最小累計阻力值；fmin用于計算柵格內(nèi)不同阻力值的最小值；Dij為單元格j 到i 的距離；Ri為阻力權(quán)重。

基于重力模型的生態(tài)廊道重要性模型：生態(tài)建設(shè)空間的源（Sources）與目標(biāo)（Targets）間的作用強(qiáng)度可以表征潛在生態(tài)廊道的重要性。大型的生態(tài)建設(shè)空間與生境質(zhì)量較好的廊道有利于減少物種遷移過程的阻力，提升遷移幸存率。因此，本文基于重力模型構(gòu)建生態(tài)建設(shè)空間作用強(qiáng)度矩陣［43］，定量評價生態(tài)源地間的作用強(qiáng)度，判定生態(tài)廊道的相對重要性，提取潛在的重要的生態(tài)廊道，剔除冗余生態(tài)廊道，獲得研究區(qū)的最終規(guī)劃生態(tài)廊道。重力模型計算公式為：

式中：Gab為生態(tài)斑塊a 與b 間的作用力；Na和Nb分別為a 與b 生態(tài)斑塊的權(quán)重值；Dab為a 與b 生態(tài)斑塊的潛在廊道阻力標(biāo)準(zhǔn)化值；Pa為生態(tài)斑塊a的阻力值；Sa為生態(tài)斑塊a 的面積；Lab為生態(tài)斑塊a 與b 間的廊道累積阻力；Lmax為生態(tài)廊道阻力的極大值。

基于連通指數(shù)模型（PC）的生態(tài)源地選擇［36］：本文通過連通指數(shù)（Probability of Connectivity，PC）呈現(xiàn)斑塊源與目標(biāo)之間的空間聯(lián)系，計算各生態(tài)建設(shè)空間對生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的影響及其貢獻(xiàn)值，用來評價各生態(tài)建設(shè)空間在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的重要性［44］。計算公式為：

2 結(jié)果及分析

2.1 生態(tài)建設(shè)空間識別分析

本文依據(jù)生態(tài)建設(shè)空間必要性模型，識別旅順口區(qū)生態(tài)建設(shè)空間。通過對研究區(qū)各柵格單元的降水侵蝕因子、土壤侵蝕因子、坡長因子、坡度因子、植被覆蓋因子的運(yùn)算得出研究區(qū)的水土侵蝕量，結(jié)合土地利用類型評價指標(biāo)量化結(jié)果得出生態(tài)脆弱性指數(shù)（圖1A），生物多樣性較高的區(qū)域主要分布在水域和林地，對比水體生態(tài)重要性指數(shù)生成生態(tài)重要性指數(shù)（圖1B），生態(tài)受損待修復(fù)指數(shù)為距離采礦待修復(fù)區(qū)域、自然岸線因改造區(qū)域距離計算所得（圖1C）。

圖1 旅順口區(qū)生態(tài)建設(shè)空間評價過程Figure 1 Spatial evaluation process of ecological construction in Lüshunkou District

基于標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)指數(shù)，計算各柵格單元的生態(tài)空間建設(shè)必要性指數(shù)。按照生態(tài)建設(shè)空間重要性，運(yùn)用自然間斷點(diǎn)法對生態(tài)建設(shè)空間分為不適宜、一般重要、較重要、極重要4 個等級（圖2），較好呈現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)用地以林地和水域?yàn)橹鞯目臻g分布特征。如：旅順口區(qū)南部的老鐵山、團(tuán)山、西雞冠山，北部的平山等林地和鳳河、北大河等重要水域，生態(tài)建設(shè)空間必要性高，受人類干擾小，多為極重要和較重要的生態(tài)源地分布區(qū)；中心城區(qū)及周圍零散區(qū)域人類活動較多，多為不適宜生態(tài)建設(shè)空間分布，城鎮(zhèn)因有耕地和豐富的水資源，多為較重要和一般重要生態(tài)建設(shè)空間區(qū)；東南部生態(tài)建設(shè)空間分布較少，受到人類活動影響較大。

圖2 旅順口區(qū)生態(tài)建設(shè)空間Figure 2 Ecological construction space of Lüshunkou District

基于生態(tài)建設(shè)空間必要性指數(shù)，將指數(shù)值的相鄰斑塊進(jìn)行聚類識別，避免出現(xiàn)生態(tài)建設(shè)空間破碎化問題。通過統(tǒng)計分析識別可知，研究區(qū)生態(tài)建設(shè)空間的生態(tài)空間斑塊為219 個，將各生態(tài)斑塊面積累積，得到研究區(qū)生態(tài)建設(shè)空間面積186.38km2，占研究區(qū)總面積的45.98%。其中：面積小于1km2的斑塊數(shù)為206 個，面積11.69km2，占生態(tài)空間總面積的6.23%；面積大于1km2的斑塊數(shù)為13 個，面積174.69km2，占生態(tài)空間總面積的93.77%。面積較大的斑塊主要分布在蛇山—老鐵山國家級自然保護(hù)區(qū)和東雞冠山等山區(qū)。結(jié)合旅順口區(qū)的動植物種類與生態(tài)空間分布特征，參考相關(guān)生物廊道寬度的研究成果［36］，并經(jīng)過多次試驗(yàn)對比，得出生態(tài)源地斑塊的生態(tài)空間建設(shè)必要性閾值為0.99，識別確定生態(tài)建設(shè)空間斑塊13 個。

2.2 生態(tài)廊道的識別與構(gòu)建

基于最小累積阻力模型構(gòu)建生態(tài)阻力面，分別以各生態(tài)建設(shè)空間內(nèi)為源與目標(biāo)識別潛在陸生生態(tài)廊道，共86 條（圖3A）。初步生成的潛在陸域生態(tài)廊道中，重復(fù)、冗余廊道較多，且交叉嚴(yán)重。如斑塊2 與斑塊6 間、斑塊8 與12 間的廊道交叉嚴(yán)重，亟需構(gòu)建新的廊道。但通過最小累積阻力模型構(gòu)建的生態(tài)廊道空間分布不均勻，且缺少了水生生態(tài)廊道，為此需構(gòu)建水生生態(tài)廊道，對比提取適宜的廊道。本文基于ArcGIS的地表徑流漫流算法，對比0.90km2、2.25km2、4. 50km2的匯水面積，得出匯水面積為2.25km2，即匯水淹沒柵格數(shù)為2500 個時，水生生態(tài)廊道能較好地連通各生態(tài)建設(shè)空間（圖3B）。最后對陸生和水生生態(tài)廊道進(jìn)行調(diào)整和完善，選取不構(gòu)成重疊且更好連通的生態(tài)廊道共26 條（圖3C）。該結(jié)果對旅順口區(qū)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化起到支撐和幫助作用，在后續(xù)的生態(tài)規(guī)劃中應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)。綜上所述，旅順口區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分布較廣，但南北連貫不足。如斑塊11 與斑塊3 之間只有臺山今岡公園、思奇園與博弈公園，通過構(gòu)建陸域生態(tài)廊道可以將有間隔的生態(tài)節(jié)點(diǎn)連貫起來，一定程度上提高了生態(tài)廊道的連通性。因此，加強(qiáng)對生態(tài)節(jié)點(diǎn)的保護(hù)是未來研究與應(yīng)用的重點(diǎn)。

圖3 旅順口區(qū)生態(tài)廊道構(gòu)建Figure 3 Construction of ecological corridor in Lüshunkou District

2.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分級及區(qū)域特征

本文基于重力模型計算了13 個生態(tài)建設(shè)空間的相互作用強(qiáng)度（表4），并依據(jù)關(guān)系強(qiáng)弱來推斷生態(tài)廊道的重要性。計算得出，斑塊1 和6 間相互作用最強(qiáng)，斑塊2 和斑塊5、斑塊6 和斑塊7、斑塊6 和斑塊10 間強(qiáng)度次之。作用強(qiáng)度大的生態(tài)建設(shè)空間距離較近、斑塊面積適中、生境質(zhì)量和生態(tài)阻力小。最終本文選取相互作用強(qiáng)度> 0.7 的17 條陸域生態(tài)廊道為重要陸域生態(tài)廊道。由于受到人為因素的影響較小，因此將孤立的生態(tài)建設(shè)空間連接成閉合的生態(tài)結(jié)構(gòu)，從而維持生態(tài)結(jié)構(gòu)的有效性，提高物種、物質(zhì)和能量的流通效率。由表4 可知，關(guān)聯(lián)最強(qiáng)的斑塊1 和斑塊6 間，物種遷移時遇到的阻力小，對于區(qū)域生態(tài)保護(hù)較有利，因此，亟需加強(qiáng)生態(tài)源地間廊道的保護(hù)。對于作用強(qiáng)度較大的斑塊10 與斑塊1、斑塊10 與斑塊6 間，物質(zhì)與能量在廊道遷移與擴(kuò)散時需要克服的阻力較小，產(chǎn)生交流與交換的可能性較大，通過構(gòu)建1 號、16 號生態(tài)廊道，可以增大物種與能量交流的可能性。而對于相互作用值較小的斑塊，如斑塊11 與斑塊3 間距離較遠(yuǎn)、連通性差，故構(gòu)建生態(tài)廊道時所需成本也會高。為此，加強(qiáng)對生態(tài)節(jié)點(diǎn)和生態(tài)源地的保護(hù)，提高連通性，維護(hù)生態(tài)功能的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

表4 旅順口區(qū)生態(tài)空間斑塊間的相互作用矩陣Table 4 Interaction matrix between ecological spatial patches in Lüshunkou District

利用ArcGIS 的Conefor2.6 插件計算13 個生態(tài)源地和26 條生態(tài)廊道的生態(tài)重要性評價，將生態(tài)重要性評價指數(shù)與相互作用強(qiáng)度按照自然斷點(diǎn)法分為3 級，得到旅順口區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分布圖（圖4）。其中：Ⅰ級生態(tài)源地和生態(tài)廊道為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的核心區(qū)，主要為生態(tài)建設(shè)空間面積大且集中的斑塊，生態(tài)重要性高，對于維護(hù)生態(tài)資源多源性、景觀連通性和完整性具有重要作用，是不可逾越的生態(tài)底線；Ⅱ級生態(tài)源地和生態(tài)廊道為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的次核心區(qū)，主要為分布細(xì)長、生境質(zhì)量不高的斑塊，具有維護(hù)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)有效性的作用，需限制開發(fā)建設(shè)；Ⅲ級生態(tài)源地和生態(tài)廊道受人類影響較大、面積小，與其他生態(tài)源地相隔較遠(yuǎn)，處于建設(shè)用地與生態(tài)空間的過渡帶，保障生態(tài)網(wǎng)絡(luò)處于最優(yōu)狀態(tài)。

圖4 旅順口區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)重要性及分布Figure 4 Importance and distribution of ecological network in Lüshunkou District

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本文基于GIA方法，結(jié)合水土保持功能、土地利用類型、降水侵蝕因子、土壤侵蝕因子、地形因子、植被覆蓋指數(shù)和人類活動產(chǎn)物等評價指標(biāo)進(jìn)行了生態(tài)脆弱性指數(shù)、生態(tài)重要性指數(shù)和生態(tài)受損待修復(fù)指數(shù)評價，以識別生態(tài)建設(shè)空間，分析旅順口區(qū)生態(tài)建設(shè)空間數(shù)量、質(zhì)量及特征。采用最小累積阻力模型構(gòu)建潛在陸域生態(tài)廊道，依據(jù)水文分析構(gòu)建水域生態(tài)廊道，分析生態(tài)廊道的數(shù)量及特征；根據(jù)重力模型計算生態(tài)建設(shè)空間之間的相互作用強(qiáng)度，分析生態(tài)廊道的重要性，提取重要生態(tài)廊道的合理閾值；引入Conefor2.6 插件，利用連通性評價指數(shù)，定量分析提取的生態(tài)建設(shè)空間和生態(tài)廊道的重要性，提出區(qū)域生態(tài)環(huán)境與社會可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。主要結(jié)論如下：①構(gòu)建的生態(tài)建設(shè)空間斑塊共有219 個，其中，面積大于1km2的生態(tài)建設(shè)空間斑塊有13 個，面積174.69km2，占生態(tài)空間總面積的93.77%；13處生態(tài)源地為生態(tài)建設(shè)空間必要性高、受人類干擾小，多為極重要和較重要的生態(tài)源地分布區(qū)，主要分布于研究區(qū)南部山區(qū)和西北部山地等，東北部和南部沿海依托耕地和豐富的水資源形成小面積的生態(tài)建設(shè)空間。②初步生成的潛在陸域生態(tài)廊道中，重復(fù)、冗余廊道較多且交叉嚴(yán)重；生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分布較廣，但南北連貫不足，因距離較遠(yuǎn)而導(dǎo)致生態(tài)建設(shè)空間之間的交流較弱；通過最小累積阻力模型構(gòu)建的生態(tài)廊道空間分布不均勻，且缺少了水域生態(tài)廊道。③擬構(gòu)建出86 條潛在陸生生態(tài)廊道，其中選取相互作用強(qiáng)度>0.7 的陸域生態(tài)廊道為重要陸域生態(tài)廊道，共17 條。當(dāng)匯水面積為2.25km2，即匯水淹沒柵格數(shù)為2500 個，水生生態(tài)廊道能較好地連通各生態(tài)建設(shè)空間。最后對陸生生態(tài)廊道和水域生態(tài)廊道進(jìn)行調(diào)整和完善，選取更好連通生態(tài)建設(shè)空間且不構(gòu)成重疊的生態(tài)廊道共26 條，主要集中在中部區(qū)域，能更好地將孤立的生態(tài)建設(shè)空間連接成閉合的生態(tài)結(jié)構(gòu)，維持生態(tài)結(jié)構(gòu)的有效性，提高物種、物質(zhì)和能量的流通效率。④通過連通性評價13 個生態(tài)建設(shè)空間和26 條生態(tài)廊道的重要性，按照自然斷點(diǎn)法將其各分為3 級，提出優(yōu)先考慮對Ⅰ級生態(tài)源地和生態(tài)廊道進(jìn)行保護(hù)和建設(shè)。Ⅰ級生態(tài)源地和生態(tài)廊道為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的核心區(qū)，主要位于旅順口區(qū)西南部，以林地、耕地和水域?yàn)橹?，有利于物種遷移。在未來的研究與應(yīng)用中，要加強(qiáng)對生態(tài)節(jié)點(diǎn)的保護(hù)，將有間隔的生態(tài)節(jié)點(diǎn)連貫起來，從而減少生態(tài)廊道連通不足的問題。

3.2 討論

GIA方法以“源地—廊道”為組合構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，較“斑塊—廊道—基底”理論更快捷有效，強(qiáng)調(diào)對點(diǎn)、線、面狀自然要素運(yùn)用自然和人工手段連接為系統(tǒng)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，可減少公共資源的消耗。本文基于GIA方法構(gòu)建了識別生態(tài)源地的指標(biāo)體系，采用最小阻力模型與重力模型相結(jié)合的方式識別生態(tài)廊道，最終基于連通指數(shù)對生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，可為不同區(qū)域的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和優(yōu)化提供指導(dǎo)和參考。對于生態(tài)源地的識別，本文增加了生態(tài)脆弱性和生態(tài)受損待修復(fù)的現(xiàn)實(shí)情況，為生態(tài)資源的恢復(fù)提供可行，讓生態(tài)源地的識別變得更全面，對傳統(tǒng)的定性指標(biāo)進(jìn)行拓展。面對生態(tài)廊道的識別，較多學(xué)者構(gòu)建的生態(tài)廊道為陸域生態(tài)廊道，而本文運(yùn)用地表徑流漫流算法，通過對比對不同匯水面積生成的不同水系，確定匯水面積閾值，構(gòu)建水生生態(tài)廊道，使水域生物的繁殖和遷移變?yōu)榭赡堋?/p>