尹海偉 朱 捷 方云杰 沈 舟 仲啟鋮

（1.南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，南京 210093；2.上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院，上海 200232；3.中共成都市成華區(qū)社區(qū)發(fā)展治理委員會(huì)，成都 610051）

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是維系區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)完整性、緩解景觀破碎化、限制城市擴(kuò)張蔓延的有效手段。雖然已有研究針對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的跨尺度銜接提出了基于尺度嵌套的規(guī)劃思路，但土地?cái)U(kuò)張動(dòng)態(tài)情景下這一思路對(duì)生態(tài)保護(hù)有效性尚需驗(yàn)證。通過(guò)設(shè)置“無(wú)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”“非尺度嵌套生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”和“多尺度嵌套生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”三種約束情景，利用FLUS模型模擬了2030年桂林市土地利用格局變化，并選取景觀指數(shù)，從市域和中心城區(qū)兩個(gè)尺度，對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)格局的有效性進(jìn)行了定量評(píng)估。結(jié)果表明：（1）桂林市土地利用類型中建設(shè)用地增量明顯，2018年至2030年預(yù)計(jì)增加613.85 km2，變化幅度為46.52%，其次是水域，增加53.50 km2、變化幅度為6.42%；（2）基于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃政策及情景設(shè)置對(duì)區(qū)域建設(shè)用地?cái)U(kuò)張限制明顯，而在多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景下，這種抑制作用將進(jìn)一步增強(qiáng)，新增建設(shè)用地僅為237.49 km2，增長(zhǎng)率為18.00%；（3）非尺度嵌套與多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景相比，后者在市域尺度及中心城區(qū)尺度上對(duì)遏制景觀破碎化、改善景觀連通性上都取得了更好的保護(hù)成效。研究揭示了將基于尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案納入未來(lái)土地?cái)U(kuò)張動(dòng)態(tài)與機(jī)制中的有效性，為指導(dǎo)區(qū)域生態(tài)保護(hù)規(guī)劃與實(shí)踐、平衡保護(hù)與發(fā)展的矛盾提供了參考借鑒。

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；尺度嵌套；FLUS模型；景觀指數(shù)；情景評(píng)估

近幾十年來(lái)，快速城鎮(zhèn)化已成為人類社會(huì)發(fā)展的最顯著特征，深刻改變了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)與景觀格局[1]。隨著中國(guó)綜合實(shí)力和居民生活水平的顯著提升，人民對(duì)高品質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能日益增長(zhǎng)的需求與生態(tài)產(chǎn)品供給不足之間的矛盾逐漸突顯[2-3]。如何平衡發(fā)展與保護(hù)的關(guān)系已成為中國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的重要課題。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是保障區(qū)域生態(tài)安全、限制建設(shè)用地蔓延的有效措施，已成為中國(guó)國(guó)土空間規(guī)劃的重要研究與實(shí)踐內(nèi)容[4-6]。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)識(shí)別生態(tài)源地、廊道、戰(zhàn)略點(diǎn)及整體格局等關(guān)鍵要素，旨在消減人類活動(dòng)的負(fù)外部效應(yīng)、保護(hù)修復(fù)受損生境、提升生態(tài)系統(tǒng)功能，是一種主動(dòng)應(yīng)對(duì)式的生態(tài)系統(tǒng)管理途徑[7-8]。雖然已有研究認(rèn)識(shí)到了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的跨尺度特征，并以尺度嵌套的思路方法強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能的跨尺度有序銜接，提高了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)要素的綜合性和生態(tài)安全格局構(gòu)建的協(xié)同性[8-9]；但是這一思路在動(dòng)態(tài)的土地?cái)U(kuò)張情景中仍然面臨實(shí)踐挑戰(zhàn)。具體而言，由于城市地區(qū)的建設(shè)用地及其擴(kuò)張對(duì)網(wǎng)絡(luò)要素的隔離與侵占效應(yīng)更為明顯，而基于多尺度嵌套識(shí)別的戰(zhàn)略修復(fù)點(diǎn)往往具有面積小、布局零散的特點(diǎn)，難以在動(dòng)態(tài)的土地?cái)U(kuò)張情景中保障長(zhǎng)久維持，因而研究有必要將這些要素系統(tǒng)納入生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)體系與土地?cái)U(kuò)張約束機(jī)制，并進(jìn)一步檢驗(yàn)保護(hù)情景的有效性。

鑒于此，文章以桂林市為例，根據(jù)研究區(qū)2015 - 2018年土地利用變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)未來(lái)土地利用需求數(shù)量，設(shè)置了“無(wú)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束”“非尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束”“多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束”三種情景，利用FLUS模型模擬了2030年桂林市的土地利用狀態(tài)，并從景觀格局視角出發(fā)，利用景觀指數(shù)定量評(píng)估了不同情景對(duì)桂林市生態(tài)保護(hù)有效性的影響，從而驗(yàn)證了將多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建情景納入?yún)^(qū)域及城市發(fā)展規(guī)劃的必要性。研究結(jié)果可為將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)更好地納入國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)與規(guī)劃提供決策參考。

1 研究區(qū)概況

桂林市位于北緯24°15′23″-26°23′30″，東經(jīng)109°36′50″-111°29′30″，地處湘南丘陵、黔東山地與桂中盆地結(jié)合部，地勢(shì)西北高東南低，地形地貌復(fù)雜多樣；屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降雨多且集中夏季；水資源豐富，市域內(nèi)江河縱橫、溪流遍布。桂林森林資源豐富，森林覆蓋率約71.97%，生態(tài)地位突出，是中國(guó)重要的生物多樣性基因資源寶庫(kù)。但近些年來(lái)，在快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中受到連片式高強(qiáng)度的土地利用、大規(guī)模城市新區(qū)擴(kuò)張建設(shè)與礦山開(kāi)發(fā)遺留問(wèn)題的影響，致使區(qū)域生態(tài)格局發(fā)生明顯改變，區(qū)域生態(tài)安全面臨著較大威脅[10-11]。因而，通過(guò)政策和管理措施調(diào)控土地利用結(jié)構(gòu)，例如將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)要素納入建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的約束機(jī)制，也成為研究區(qū)平衡生態(tài)環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑[11]。

2 數(shù)據(jù)與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)收集和處理

本文主要數(shù)據(jù)如表1所示。研究使用ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)幾何校正，通過(guò)采樣工具將柵格數(shù)據(jù)集的空間分辨率統(tǒng)一為30 m×30 m。根據(jù)Landsat TM/ETM遙感影像解譯所得的2015年、2018年兩期土地利用類型數(shù)據(jù)，對(duì)道路數(shù)據(jù)進(jìn)行空間配準(zhǔn)，分為國(guó)道、省道、縣道、鄉(xiāng)道、村鎮(zhèn)道路、鐵路等6類，并對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格化處理；將從高德地圖爬取的2019年風(fēng)景名勝POI按經(jīng)緯度導(dǎo)入ArcGIS平臺(tái)。

表1 研究主要數(shù)據(jù)及來(lái)源Tab.1 The major data and data source

2.2 研究方法

2.2.1 FLUS模型的應(yīng)用

FLUS（Future Land-Use Simulation）模型是一種將人為效應(yīng)和自然效應(yīng)耦合為多種類型土地利用情景模擬的綜合模型，包括基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）的土地適宜性概率計(jì)算、基于自適應(yīng)慣性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的元胞自動(dòng)機(jī)（CA）兩大模塊[12-13]。前者可以將土地利用變化驅(qū)動(dòng)因子的歸一化結(jié)果進(jìn)行樣本訓(xùn)練和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，得到各地類在空間分布上的適宜性概率；后者在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各土地利用類型的預(yù)測(cè)需求數(shù)量和限制因子，通過(guò)引入輪盤(pán)自適應(yīng)慣性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，結(jié)合鄰域因子及參數(shù)、土地利用轉(zhuǎn)換成本和土地利用類型之間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，得到未來(lái)各類元胞轉(zhuǎn)換后的土地利用空間模擬分布結(jié)果[12-15]。本文基于FLUS模型的桂林市土地利用擴(kuò)張多情景模擬技術(shù)路線，如圖1所示。

圖1 基于FLUS模型的桂林市土地利用擴(kuò)張多情景模擬技術(shù)路線Fig.1 The multi-scenario simulation route of land use expansion in Guilin based on the FLUS model

首先，本文利用FLUS集成的Markov模型模擬得到未來(lái)土地利用需求數(shù)量。由于2015年后桂林城市發(fā)展建設(shè)進(jìn)入增量建設(shè)與存量更新相結(jié)合的模式，早期用地?cái)U(kuò)張趨勢(shì)不再具有代表性，因此本文僅依據(jù)2015-2018年土地利用變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)，構(gòu)建得到桂林市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（表2），并按照三年的時(shí)間間隔，依次模擬2018年、2021年、2024年、2027年以及2030年在自然發(fā)展?fàn)顟B(tài)下的土地利用需求數(shù)量。其次，參考王志遠(yuǎn)[16]、張曉榮[17]等學(xué)者研究成果，從自然、區(qū)位、經(jīng)濟(jì)社會(huì)三個(gè)方面選取14項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子建立驅(qū)動(dòng)因子數(shù)據(jù)庫(kù)（表3），對(duì)2015年土地利用數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)因子隨機(jī)采樣，得到土地利用適宜性概率。最后，參考王芳莉[18]、歐陽(yáng)曉[19]等研究成果，并結(jié)合桂林實(shí)際情況調(diào)試后，確定鄰域因子參數(shù)，耕地0.3、林地0.7、草地0.5、水域0.9、建設(shè)用地0.9、未利用地0.4；參考王旭[20]等人研究成果并結(jié)合實(shí)際，認(rèn)為建設(shè)用地和水域不能向其他各類用地轉(zhuǎn)換，構(gòu)建轉(zhuǎn)換成本矩陣（表4）。

表2 桂林市2015 - 2018年土地利用類型轉(zhuǎn)移概率矩陣表Tab.2 Probability matrix of land use type transfer in Guilin from 2015 to 2018

表3 桂林市土地利用變化驅(qū)動(dòng)因子Tab.3 Driving factors of land use change in Guilin

表4 桂林市土地利用轉(zhuǎn)換成本矩陣Tab.4 Land use conversion cost matrix in Guilin

為測(cè)試模型精度，本文將模擬所得2018年土地利用數(shù)據(jù)與實(shí)際土地利用分類數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析。除未利用地之外，其余用地的正確率均在70%以上，占地最廣的耕地、林地、草地模擬正確率均在90%左右，數(shù)量關(guān)系一致性較高。此外，對(duì)2018年土地利用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)抽樣10%進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算得到Kappa值為0.874?？梢?jiàn)，模型精度良好，結(jié)果可靠性較高。

2.2.2 多情景設(shè)置與模擬

本文通過(guò)設(shè)置三種情景來(lái)預(yù)測(cè)2030年桂林市域土地利用的空間分布情況。

情景一：無(wú)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束自然發(fā)展情景。桂林市域尺度土地利用變化不受規(guī)劃政策的約束，僅根據(jù)自然本底條件適宜性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)條件以及歷史土地利用發(fā)展變化趨勢(shì)進(jìn)行用地條件布局。其轉(zhuǎn)換成本矩陣除建設(shè)用地與水域之外全部賦值為1，不設(shè)耕地、林地、草地與未利用地的轉(zhuǎn)換限制。

情景二：非尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景（圖2-a）。桂林市域尺度的土地利用變化除了受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求驅(qū)動(dòng)外，還受到規(guī)劃政策約束。即通過(guò)將市域生態(tài)源地、核心與潛在生態(tài)廊道、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)域以及水域保護(hù)區(qū)劃入禁止和限制開(kāi)發(fā)區(qū)域，確保生態(tài)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)用地不受侵占，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)之外的用地根據(jù)城鎮(zhèn)發(fā)展需求自然變動(dòng)。此外，為保護(hù)河湖水系生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)寬度在100 m以上的河流設(shè)置50 m的緩沖保護(hù)區(qū)，對(duì)100 m以下的河流設(shè)置20 m的緩沖保護(hù)區(qū)，將水域及其保護(hù)范圍也作為約束用地納入限制轉(zhuǎn)換用地范圍。

圖2 不同生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景下的限制建設(shè)區(qū)域Fig.2 The restricted area for developing under different ecological network constraint scenarios

情景三：多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景（圖2-b）?；谇榫岸瑢⒅行某菂^(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的生態(tài)源地、廊道、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、嵌套優(yōu)化區(qū)域及水域保護(hù)區(qū)也納入限制轉(zhuǎn)換區(qū)之內(nèi)。

2.2.3 景觀格局分析

景觀指數(shù)為區(qū)域景觀格局的結(jié)構(gòu)、功能和演變規(guī)律提供了明確的空間定量信息，已得到廣泛運(yùn)用[21-23]。以桂林市域及中心城區(qū)整體景觀單元為研究對(duì)象，判斷不同情景生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束下景觀格局的變化情況，以此指示區(qū)域生態(tài)安全格局保護(hù)的有效性。例如，連通度作為表征生態(tài)過(guò)程在景觀中流通效率以及生態(tài)系統(tǒng)完整性的重要指標(biāo)，通常被認(rèn)為衡量生態(tài)保護(hù)成效的一個(gè)重要方面[9,24-25]。因此，參考相關(guān)研究，本文選取景觀水平與景觀類型水平上的指標(biāo)包括斑塊數(shù)量（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、連接度（CONNECT）、蔓延度（CONTAG）、香農(nóng)多樣化（SHDI），從景觀格局破碎程度、復(fù)雜性、連通性、豐富性等方面反映研究區(qū)的景觀整體特征[9,21,26-27]。

3 研究結(jié)果

3.1 桂林市用地需求量預(yù)測(cè)與變化分析

表5和表6分別為桂林市未來(lái)土地利用需求量預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)變化結(jié)果。桂林市域土地利用類型增量集中在城鎮(zhèn)建設(shè)用地與水域。建設(shè)用地增加是因?yàn)楣鹆质腥蕴幱诔鞘谢衅陔A段，未來(lái)村鎮(zhèn)人口仍向城鎮(zhèn)較快集中；雖然未來(lái)建設(shè)用地增幅與基期增幅相比較大，但建設(shè)用地的增加面積較小。水域面積增加主要與桂林市河道疏通治理與自然河道修復(fù)有關(guān)。其他林地、草地等自然生態(tài)類用地類型相對(duì)自身總量變化幅度較小，這與桂林市強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境保護(hù)，推進(jìn)封山育林育草、小流域治理等生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程有關(guān)。

表5 未來(lái)桂林市土地利用需求量預(yù)測(cè)（單位：hm2）Tab.5 Long-term forecast of land demand in Guilin

表6 桂林市土地利用動(dòng)態(tài)變化Tab.6 Dynamic changes of land use in Guilin

3.1 桂林市土地?cái)U(kuò)張的多情景分析

圖3，圖4是桂林市在三種情景下土地?cái)U(kuò)張的空間分布格局模擬及其與2018年基準(zhǔn)情景的比較結(jié)果。結(jié)果表明：（1）情景一，城鎮(zhèn)建設(shè)用地迅速擴(kuò)張，對(duì)關(guān)鍵生態(tài)保護(hù)區(qū)域侵占比較明顯。新增建設(shè)用地面積613.62 km2，相較于2018年增長(zhǎng)46.50%。新增建設(shè)用地集中分布在主城區(qū)周邊，主要來(lái)自于耕地（376.29 km2）和林地（165.65 km2）；水域面積增加53.28 km2。（2）情景二，新增建設(shè)用地面積244.74 km2，增長(zhǎng)率18.54%，比無(wú)約束情況下少增加了368.88 km2，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度明顯放緩，城市蔓延趨勢(shì)得到有效遏制。新增建設(shè)用地除了集中分布在主城區(qū)邊緣、臨桂新區(qū)、靈川縣城區(qū)及高新區(qū)之外，興安縣城區(qū)周邊也有所增長(zhǎng)，其他區(qū)縣零散分布的建設(shè)用地明顯減少，說(shuō)明生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建能有效調(diào)控人類開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)對(duì)自然生境的影響。新增建設(shè)用地有86.80%由近郊耕地轉(zhuǎn)換而來(lái)，被占用的林地、草地僅占13.11%，生態(tài)源地與生態(tài)廊道等對(duì)桂林市域生態(tài)安全具有重要意義的區(qū)域得到有效保護(hù)。此外，水域面積略有增加，但變化不明顯。（3）情景三，新增建設(shè)用地237.49 km2，增長(zhǎng)率為18.00%，對(duì)城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展限制作用進(jìn)一步增強(qiáng)。新增建設(shè)用地中耕地轉(zhuǎn)換率達(dá)到87.15%，林草轉(zhuǎn)換比例進(jìn)一步降低，林地轉(zhuǎn)換面積僅為54 km2，轉(zhuǎn)換率不足0.30%。相較于非尺度嵌套情景，盡管各類用地轉(zhuǎn)換比例相似，但空間分布存在明顯差異，七星區(qū)、疊彩區(qū)、靈川縣主城區(qū)被侵占的耕地、草地與林地面積減少9.00 km2。這有利于周邊縣市在中心城區(qū)內(nèi)保留更多生態(tài)源地和生態(tài)廊道，提升景觀連通性、滿足居民休閑游憩與旅游觀光等生態(tài)需求。

圖4 2030年桂林中心城區(qū)土地利用分布模擬Fig.4 The simulation of land use distribution in Guilin's central urban area in 2030

3.2 桂林市生態(tài)保護(hù)效能評(píng)估

表7和表8分別為不同土地?cái)U(kuò)張情景下景觀指數(shù)在景觀水平與類型水平上的計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明：（1）情景一，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張不受政策限制約束，NP、PD、LSI、SHDI指數(shù)都是三種情景中最大的，說(shuō)明景觀破碎化程度最高，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與完整性受到顯著影響。中心城區(qū)斑塊數(shù)量、斑塊密度增幅以及形狀指數(shù)小于市域，是因?yàn)榻嫉貐^(qū)建設(shè)用地連片發(fā)展，建設(shè)用地斑塊吞并眾多小的耕地、林地斑塊，建成區(qū)邊界日益規(guī)整。CONNECT指數(shù)在市域有所降低，而在中心城區(qū)提高，降低的主要是林地、耕地，建設(shè)用地與未利用地連通性反而有所上升，說(shuō)明在自然生境內(nèi)及其周邊開(kāi)展城鎮(zhèn)建設(shè)會(huì)產(chǎn)生明顯的負(fù)向擾動(dòng)，破壞系統(tǒng)的連通性，而在近郊地區(qū)有效規(guī)劃建設(shè)用地反而能提高其內(nèi)部的連通性，提高發(fā)展效率。CONTAG指數(shù)在市域和中心城區(qū)均下降，說(shuō)明優(yōu)勢(shì)斑塊的景觀連通性均受到破壞。（2）情景二，與2018年相比，其N(xiāo)P、PD、LSI、SHDI指數(shù)仍然呈上升趨勢(shì)，CONNECT指數(shù)變化幅度不大，CONTAG指數(shù)仍然呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明城鎮(zhèn)化建設(shè)會(huì)對(duì)景觀格局的整體性與連通性產(chǎn)生負(fù)面影響。但與情景一相比，NP、PD、LSI、SHDI指數(shù)都得到降低，說(shuō)明區(qū)域?qū)用嬷匾鷳B(tài)保護(hù)與維育區(qū)域得到一定程度的有效保護(hù)，構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是有效抑制建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張的手段。CONTAG指數(shù)在市域和中心城區(qū)均有提升，說(shuō)明生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建能提升景觀連通性，有利于種子擴(kuò)散、動(dòng)物遷移、基因流動(dòng)等生態(tài)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。（3）情景三，與2018年相比，各類景觀指數(shù)變化趨勢(shì)與情景二基本一致，但景觀破碎化程度得到進(jìn)一步遏制，景觀連通性相較于前兩種情景都有所改善。相較于情景一，NP、PD、LSI、SHDI指數(shù)在市域尺度和中心城區(qū)分別有所降低；相較于情景二，在市域尺度和中心城區(qū)尺度進(jìn)一步降低，說(shuō)明通過(guò)將中心城區(qū)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)嵌套優(yōu)化，構(gòu)建多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)能進(jìn)一步優(yōu)化景觀格局。這表明通過(guò)保護(hù)關(guān)鍵位置的自然生境斑塊，能夠有效減緩景觀破碎化程度，提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。CONNECT指數(shù)在情景三下優(yōu)化效果不明顯，這與桂林中心城區(qū)內(nèi)嵌套優(yōu)化的生態(tài)廊道多與桂林市域生態(tài)廊道高度重合有關(guān)，桂林市域良好的生態(tài)本底弱化了嵌套廊道的效能。

表7 不同情景下景觀指數(shù)在景觀水平上的計(jì)算結(jié)果Tab.7 The calculation results of landscape metrics at the landscape level under different scenarios

表8 不同情景下景觀指數(shù)在景觀類型上的計(jì)算結(jié)果Tab.8 The calculation results of landscape metrics at the class level under different scenarios

4 結(jié)論與討論

本研究依據(jù)桂林市2015 - 2018年土地利用變化趨勢(shì)，設(shè)置了“無(wú)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”“非尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”“多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”三種約束情景，利用FLUS模型模擬預(yù)測(cè)了桂林市2030年的土地利用時(shí)空演變格局，并利用景觀格局指數(shù)評(píng)價(jià)分析了市域、中心城區(qū)兩種尺度上的生態(tài)保護(hù)效能。結(jié)果表明，由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程推動(dòng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，桂林市域生態(tài)系統(tǒng)功能無(wú)可避免受到影響，生態(tài)效能有所下降。其中，在無(wú)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景下，新增建設(shè)用地面積為613.62 km2，土地利用格局破碎化程度最高，景觀連通性受到較大干擾，近郊地區(qū)大量建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張侵占了林地、耕地、草地等自然生態(tài)空間，對(duì)生態(tài)保護(hù)的負(fù)效應(yīng)突出；在非尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景下，新增建設(shè)用地面積（244.74 km2）明顯減少，土地利用格局破碎化程度有所降低，景觀整體性與連通性有所改善，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張狀態(tài)受到遏制，城市建成區(qū)更加規(guī)則，農(nóng)村建設(shè)用地集中成片，近郊林草等自然生境被侵占比例減少；在多尺度嵌套的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)約束情景下，新增建設(shè)用地面積（237.49 km2）最少，景觀破碎化以及景觀連通性受損程度最輕。結(jié)果表明，考慮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的跨尺度特征并設(shè)置限制區(qū)域能夠進(jìn)一步優(yōu)化景觀格局、提高生態(tài)保護(hù)效能。因此，在制定生態(tài)規(guī)劃與保護(hù)政策時(shí)，考慮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)在不同尺度上的完整性及連續(xù)性，進(jìn)一步完善限制開(kāi)發(fā)區(qū)域的識(shí)別方法，對(duì)提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)效能具有重要意義。

然而，研究也發(fā)現(xiàn)，在三種情景下桂林未來(lái)生態(tài)空間都將受到一定程度的侵占。可見(jiàn)，在未來(lái)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，即使采取生態(tài)保護(hù)與規(guī)劃管控措施也無(wú)法遏制區(qū)域生態(tài)空間破碎化的趨勢(shì)，生態(tài)系統(tǒng)完整性與景觀連通性的損害依然存在。這對(duì)于城市在謀求未來(lái)發(fā)展的同時(shí)，探索更加權(quán)衡的生態(tài)措施具有一定啟示作用。就桂林而言，因中心城區(qū)及近郊地區(qū)人類建設(shè)活動(dòng)相對(duì)集中且擾動(dòng)強(qiáng)度大，其景觀格局受擾動(dòng)后，景觀格局指數(shù)變化幅度大于市域的變化幅度；尤其是自然生境的破碎化程度與景觀斑塊多樣性程度都高于桂林市域尺度，其中林地與耕地斑塊的破碎化最為突出。因此，未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，桂林依然面臨著較大的生態(tài)與耕地保護(hù)壓力。此外，桂林建設(shè)用地斑塊數(shù)量不升反降，但建設(shè)用地總面積增加，這與桂林市推進(jìn)全域國(guó)土綜合整治，在建成區(qū)及新農(nóng)村推進(jìn)集中成片整治開(kāi)發(fā)的措施有關(guān)。因此，通過(guò)對(duì)舊村莊、舊城鎮(zhèn)、舊工廠等低效用地進(jìn)行整治，推動(dòng)建設(shè)用地集中連片發(fā)展，既能提高城鎮(zhèn)化效率，也能有效保障區(qū)域生態(tài)安全。