歐定華，夏建國(guó)*，張莉，趙智

1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，四川 成都 611130；2. 成都市龍泉驛區(qū)大面街道辦事處，四川 成都 610101；3. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川 成都 611130

區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究進(jìn)展及規(guī)劃技術(shù)流程探討

歐定華1，夏建國(guó)1*，張莉2，趙智3

1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，四川 成都 611130；2. 成都市龍泉驛區(qū)大面街道辦事處，四川 成都 610101；3. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，四川 成都 611130

區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃是化解生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間矛盾沖突的有效途徑，進(jìn)行區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究具有重要理論和現(xiàn)實(shí)意義。但是，目前尚缺少對(duì)區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃概念內(nèi)涵、支撐理論、技術(shù)方法等相關(guān)文獻(xiàn)的系統(tǒng)梳理和歸納總結(jié)。鑒于此，通過查閱大量文獻(xiàn)資料、總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，厘清了生態(tài)安全格局相關(guān)概念之間的邏輯關(guān)系，給出了區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃的確切定義，對(duì)景觀生態(tài)分類與適宜性評(píng)價(jià)、景觀格局演變分析與動(dòng)態(tài)模擬、生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警、空間規(guī)劃決策技術(shù)方法等區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃相關(guān)支撐理論和技術(shù)方法，研究成果總結(jié)發(fā)現(xiàn)：景觀生態(tài)分類指標(biāo)構(gòu)建理論和分類結(jié)果可靠性驗(yàn)證研究較為薄弱；應(yīng)用較多的景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)方法有“千層餅”法、層次分析法等傳統(tǒng)方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、元胞自動(dòng)機(jī)等現(xiàn)代人工智能方法；景觀格局變化驅(qū)動(dòng)因子定量識(shí)別相對(duì)缺乏，各驅(qū)動(dòng)因子間相互作用關(guān)系探討不深入，常忽視景觀格局本身對(duì)驅(qū)動(dòng)因子的自適應(yīng)和反饋?zhàn)饔?；在眾多景觀格局動(dòng)態(tài)演變模擬模型中，CA-Markov模型綜合了CA和Markov模型的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)研究對(duì)象時(shí)空演變信息的精確挖掘；生態(tài)安全預(yù)警可彌補(bǔ)傳統(tǒng)生態(tài)安全評(píng)價(jià)不能揭示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)變化狀況的不足，能反映區(qū)域生態(tài)安全狀況動(dòng)態(tài)變化過程，是生態(tài)安全格局規(guī)劃的重要基礎(chǔ)；常見的空間規(guī)劃決策技術(shù)方法主要有多準(zhǔn)則數(shù)量?jī)?yōu)化法、空間分析技術(shù)方法、情景分析法、人工智能優(yōu)化法和綜合優(yōu)化法，在綜合優(yōu)化法中 CLUE-S模型能綜合土地利用變化各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)不同時(shí)空尺度下的土地利用變化進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，集成模型能集成多個(gè)模型優(yōu)點(diǎn)來解決一些復(fù)雜空間格局優(yōu)化問題，兩者對(duì)進(jìn)行區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃方法探討皆具有重要參考價(jià)值和借鑒意義。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)階段比較成熟的景觀生態(tài)學(xué)理論、景觀生態(tài)規(guī)劃原理，綜合集成現(xiàn)行空間規(guī)劃決策技術(shù)方法，將區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃技術(shù)流程概括為景觀生態(tài)分類、景觀格局演變分析、景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)、景觀格局演變動(dòng)態(tài)模擬、生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警、生態(tài)安全需求預(yù)測(cè)、多情景模式構(gòu)建和總體規(guī)劃目標(biāo)確定、生態(tài)安全格局規(guī)劃、多種規(guī)劃方案比選、方案試點(diǎn)效果監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、規(guī)劃實(shí)施與執(zhí)行監(jiān)管等14個(gè)步驟。今后加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法、實(shí)踐應(yīng)用這3方面研究是未來該領(lǐng)域研究的重要方向。

區(qū)域生態(tài)安全格局；規(guī)劃技術(shù)流程；景觀格局動(dòng)態(tài)演變模擬；生態(tài)安全預(yù)警；空間規(guī)劃決策；研究進(jìn)展

世界各國(guó)在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化進(jìn)程中，由于落后的生態(tài)環(huán)保觀念和粗放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，致使自然生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，氣候變暖、臭氧層破壞、大氣污染等全球性生態(tài)環(huán)境問題引起了人類社會(huì)的廣泛關(guān)注。中國(guó)在快速推進(jìn)工業(yè)化和城市化進(jìn)程中，也致使部分地區(qū)發(fā)生了水土資源短缺、生物多樣性降低、環(huán)境污染嚴(yán)重等一系列生態(tài)安全問題。如何有效協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)之間的矛盾關(guān)系，成為中國(guó)政府面臨的重大課題。近年來，部分地區(qū)生態(tài)環(huán)境得以局部改善，但總體惡化趨勢(shì)未能得到根本遏制。追根溯源，除了環(huán)境問題日積月累的破壞性釋放日益突發(fā)外，主要還是我們?cè)谝?guī)劃編制過程中沒有從空間布局上把區(qū)域生態(tài)安全格局作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)工程進(jìn)行統(tǒng)籌謀劃，導(dǎo)致部分地區(qū)生態(tài)保護(hù)進(jìn)入盲目保護(hù)和低效保護(hù)的誤區(qū)，出現(xiàn)了過度利用和低效利用的新問題。怎樣從空間上協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)的矛盾關(guān)系，已成為當(dāng)今科研和實(shí)踐領(lǐng)域亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。研究表明，生態(tài)安全格局規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)安全的基本保障和重要途徑，能夠避免走入盲目保護(hù)和低效保護(hù)的誤區(qū)，有效化解生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾沖突（俞孔堅(jiān)和王思思，2009）。國(guó)內(nèi)外研究者圍繞生態(tài)安全格局規(guī)劃相關(guān)理論、技術(shù)方法展開了大量探討，歐美學(xué)者主要從土地利用優(yōu)化配置（Reshmidevi等，2009；Shaygan等，2014）和景觀生態(tài)規(guī)劃（Kezhen，2011；Szabo等，2012）兩種途徑進(jìn)行相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)研究者在景觀生態(tài)安全格局構(gòu)建（胡道生等，2011；李詠紅等，2013）、城市生態(tài)安全格局規(guī)劃（龍宏和王紀(jì)武，2009；向穎和戴彥，2013）、區(qū)域生態(tài)安全格局構(gòu)建（康相武和劉雪華，2009；周銳等，2015）、土地利用生態(tài)安全格局優(yōu)化（蒙吉軍等，2014，2012）等方面也取得了大量研究成果。為此，本文在總結(jié)以往相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上，厘清了生態(tài)安全格局相關(guān)概念之間的邏輯關(guān)系，給出了區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃定義，對(duì)區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃相關(guān)支撐理論和技術(shù)方法進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，提出了區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃技術(shù)流程，并對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以期能為將來開展區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究和實(shí)踐提供理論支撐和方法參考。

1 區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃內(nèi)涵解析

學(xué)術(shù)界對(duì)生態(tài)安全概念的認(rèn)識(shí)尚未達(dá)成共識(shí)，研究者們從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)系統(tǒng)健康、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、區(qū)域生態(tài)安全等不同角度對(duì)生態(tài)安全概念進(jìn)行了大量研究，概括起來大致存在廣義和狹義兩種理解。其中：廣義的生態(tài)安全概念指人的生活、健康、安全、基本權(quán)利、生活保障來源、必要資源、社會(huì)秩序和人類適應(yīng)環(huán)境變化能力等方面不受威脅的狀態(tài)，是由自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)安全組成的一個(gè)復(fù)合人工生態(tài)安全系統(tǒng)（于成學(xué)，2013）；狹義的生態(tài)安全是指自然和半自然生態(tài)系統(tǒng)的安全，即生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康的整體水平反映（肖篤寧等，2002）。廣義生態(tài)安全反應(yīng)了復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)安全的范疇，從生態(tài)安全涉及的范圍尺度上可分為全球生態(tài)安全、區(qū)域生態(tài)安全和微觀生態(tài)安全等若干層次，從生態(tài)安全的客體尺度上可包括生物細(xì)胞、組織、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)景觀、生態(tài)區(qū)、陸地/海洋生態(tài)以及人類生態(tài)，涉及內(nèi)容即廣泛又具體，在生態(tài)安全研究中具有一定影響力，為大多數(shù)研究者所接受。隨著生態(tài)安全研究的深化，研究者們發(fā)現(xiàn)僅靠生態(tài)安全（風(fēng)險(xiǎn)）評(píng)價(jià)提出的對(duì)策難以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的區(qū)域生態(tài)安全問題，需要通過一系列技術(shù)方法將這些恢復(fù)措施和管理對(duì)策落實(shí)到空間地域上，才能有針對(duì)性的解決生態(tài)環(huán)境問題。為此，馬克明等（2004）提出了區(qū)域生態(tài)安全格局概念，將其定義為針對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題，在干擾排除基礎(chǔ)上，能夠保護(hù)和恢復(fù)生物多樣性、維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的完整性、實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題有效控制和持續(xù)改善的區(qū)域性空間格局。文獻(xiàn)資料中關(guān)于生態(tài)安全格局的提法很多，常見的有國(guó)土生態(tài)安全格局（俞孔堅(jiān)等，2009）、區(qū)域生態(tài)安全格局（俞孔堅(jiān)等，2012）、城市生態(tài)安全格局（楊青生等，2013）、土地利用生態(tài)安全格局（蒙吉軍等，2012）、耕地生態(tài)安全格局（趙宏波，2014）、景觀生態(tài)安全格局（王讓虎等，2014）、自然生態(tài)安全格局（趙清等，2009）、文化遺產(chǎn)安全格局（俞孔堅(jiān)和王思思，2009）、人文安全格局（俞孔堅(jiān)和王思思，2009）等。這些概念實(shí)質(zhì)上反映了不同角度、不同尺度下的生態(tài)安全格局，它們之間的邏輯關(guān)系可用圖1進(jìn)行簡(jiǎn)要描述。

綜上所述，區(qū)域生態(tài)安全格局是一種健康、穩(wěn)定、可持續(xù)的生態(tài)安全狀態(tài)，它是區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃的理論基礎(chǔ)，而區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃則是維持區(qū)域生態(tài)安全格局這一理想空間狀態(tài)的具體實(shí)現(xiàn)手段。故可將區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃定義為人們?cè)诿鎸?duì)具體生態(tài)環(huán)境問題時(shí)，積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，以景觀生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)規(guī)劃原理為基礎(chǔ)，按照一定的規(guī)劃原則和流程，依靠GIS空間分析技術(shù)、情景分析法、數(shù)學(xué)模型等空間規(guī)劃技術(shù)方法，對(duì)區(qū)域內(nèi)各種自然、經(jīng)濟(jì)、人文要素進(jìn)行安排、設(shè)計(jì)、組合與布局，得到由點(diǎn)、線、面、網(wǎng)組成的多目標(biāo)、多層次和多類別的區(qū)域性空間優(yōu)化配置方案，以維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的完整性，實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綜合效益最大化。另從圖1可以看出，區(qū)域生態(tài)安全格局和景觀生態(tài)安全格局本質(zhì)上是從不同角度出發(fā)對(duì)生態(tài)安全格局展開的研究，二者涵蓋的絕大部分內(nèi)容是相同或相近的，其核心內(nèi)容皆為土地生態(tài)安全格局。因此，可從景觀格局角度出發(fā)進(jìn)行區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究，也可把土地利用生態(tài)安全格局規(guī)劃研究作為區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究的核心。

2 區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃理論和方法研究

2.1 區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃支撐理論研究

2.1.1 景觀生態(tài)分類研究

景觀生態(tài)分類是進(jìn)行景觀格局演變分析與動(dòng)態(tài)模擬、景觀評(píng)價(jià)、區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)外對(duì)景觀生態(tài)分類的研究主要包括景觀生態(tài)分類理論和景觀生態(tài)分類方法兩方面。

圖1 生態(tài)安全格局相關(guān)概念邏輯關(guān)系Fig. 1 The logic relation diagram of ecological security pattern relevant concepts

在景觀生態(tài)分類理論研究上，國(guó)外對(duì)土地生態(tài)分類研究較為廣泛，Wilson和 Forman（1995）直接把土地利用現(xiàn)狀等同于景觀類型，并劃分了城郊、水田、草地、森林、湖沼和工業(yè)景觀等6種景觀類型，但這種劃分并不能充分反映實(shí)際存在的景觀類型；Zonneveld（1995）認(rèn)為景觀等級(jí)劃分在底層等級(jí)應(yīng)體現(xiàn)內(nèi)部高度一致性，到高層至少應(yīng)有一種特性是一致的，并基于此把景觀類型劃分為生態(tài)元、土地相、土地系統(tǒng)、主要景觀4個(gè)等級(jí)，該分類實(shí)際上反映的仍是土地生態(tài)類型。國(guó)內(nèi)景觀生態(tài)分類理論研究起步較晚，早期地理學(xué)界借鑒前蘇聯(lián)景觀學(xué)思想開展的土地分類研究，為我國(guó)景觀生態(tài)分類理論發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，如林超和李昌文（1980）在研究北京山區(qū)的土地類型時(shí)，借鑒前蘇聯(lián)的分類理論和方法，把地方、限區(qū)和相作為土地分類單位。20世紀(jì)90年代末以來，我國(guó)景觀生態(tài)分類理論研究才進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，取得了大量研究成果，如肖篤寧和鐘林生（1998）從景觀定義出發(fā)概述了景觀生態(tài)分類的生態(tài)學(xué)原則，并提出把自然、經(jīng)營(yíng)和人工等不同景觀類型特性作為景觀分類的依據(jù)和原則；韓蕩（2003）以城市建設(shè)活動(dòng)對(duì)景觀的“干擾”程度和景觀抗“干擾”能力為依據(jù)，將城市景觀劃分為建設(shè)、旅游休閑、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、水體和城市發(fā)展6大類景觀；師慶東等（2014）提出了景觀帶、景觀區(qū)、景觀類、景觀型4級(jí)景觀分類體系，該分類體系最大特點(diǎn)是將人工景觀指標(biāo)引入到景觀發(fā)生學(xué)分類。

在景觀生態(tài)分類方法研究上，早期主要采取整體、反復(fù)、綜合3種重疊方法進(jìn)行景觀生態(tài)分類，近年來注重將“3S”技術(shù)與數(shù)學(xué)方法（模型）相結(jié)合進(jìn)行景觀生態(tài)分類，如 Scheller和 Mladenoff（2007）基于空間相互作用、樹木種群動(dòng)態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)過程3個(gè)生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)了一套森林景觀生態(tài)分類仿真模型；Coops等（2009）基于多源遙感影像數(shù)據(jù)獲取綜合指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)土地分類；王橋和王文杰（2006）將1 km分辨率的NOAAAVHRR和30 m分辨率的TM影像提取的土地利用數(shù)據(jù)作為中國(guó)生態(tài)分類遙感分區(qū)等級(jí)體系的一級(jí)分區(qū)指標(biāo)，并通過遙感影像光譜特征對(duì)比進(jìn)行分區(qū)結(jié)果檢驗(yàn)。另外，一些相關(guān)領(lǐng)域的研究方法也引入到景觀生態(tài)分類中，如二元指示種法TWINSPAN（Ozkan和Mert，2011）、多變量聚類方法（Coops等，2009）、模糊聚類方法（Zhang等，2013）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Dronova等，2012）等。

總體上看，目前尚缺乏對(duì)景觀生態(tài)分類的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，分類指標(biāo)各不相同，不同尺度上參與景觀生態(tài)分類的各因子的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也未統(tǒng)一，景觀生態(tài)分類結(jié)果的可靠性驗(yàn)證研究較為薄弱。因此，深化景觀生態(tài)分類概念、指標(biāo)體系構(gòu)建理論研究，加強(qiáng)“3S”技術(shù)在景觀生態(tài)分類中的應(yīng)用以及強(qiáng)化遙感技術(shù)景觀生態(tài)分類結(jié)果可靠性探討將成為景觀生態(tài)分類研究的重要內(nèi)容。

2.1.2 景觀格局演變分析研究

識(shí)別景觀格局變化驅(qū)動(dòng)力因子并探究其驅(qū)動(dòng)機(jī)制是深入理解地表景觀格局演變，實(shí)現(xiàn)對(duì)景觀格局變化過程控制的必要條件。景觀格局變化驅(qū)動(dòng)因子識(shí)別方法有定性、定量和半定量研究3種。定性方法以對(duì)驅(qū)動(dòng)因子的羅列、排序或描述等為特征，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣泛（趙占輕等，2010；王千等，2011），但近年來有向定量化發(fā)展的趨勢(shì)，如劉明和王克林（2008）應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法和主成分分析法甄別了洞庭湖流域景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)因子。景觀格局演變驅(qū)動(dòng)因子定量研究在國(guó)外起步較早，Rudel等（2005）利用加權(quán)OLS回歸對(duì)1990─2005年間全球森林景觀變化影響因子進(jìn)行了甄別。綜合來看，定性分析方法雖對(duì)機(jī)理探討較深入，但過于主觀，缺乏說服力；定量分析方法則由于景觀格局變化過程的非線性、環(huán)境的異質(zhì)性和驅(qū)動(dòng)因子的隨機(jī)性導(dǎo)致可信度不高、解釋力不強(qiáng)，于是有研究者將模糊認(rèn)知圖等半定量方法應(yīng)用到景觀格局變化驅(qū)動(dòng)力分析中，取得了較好效果，如Kasper（2009）基于模糊認(rèn)知圖，發(fā)展了一種識(shí)別和量化景觀格局變化驅(qū)動(dòng)力間關(guān)系的方法，并成功應(yīng)用到巴西亞馬遜河流域案例研究中。

開展景觀格局演變研究，還需在識(shí)別出驅(qū)動(dòng)因子基礎(chǔ)上找出驅(qū)動(dòng)因子間的相互關(guān)系，以及驅(qū)動(dòng)因子與景觀格局變化間對(duì)應(yīng)的因果關(guān)系。國(guó)內(nèi)早期景觀格局演變分析研究，主要針對(duì)單個(gè)研究區(qū)域景觀格局變化進(jìn)行定性描述或簡(jiǎn)單定量分析，缺乏不同區(qū)域及不同區(qū)域尺度、不同時(shí)間段及不同時(shí)間尺度的對(duì)比分析、定量研究和因子相互作用機(jī)理探討。隨著“3S”技術(shù)的進(jìn)步，關(guān)于景觀格局演變分析的定量研究和機(jī)理探討的報(bào)道逐漸增多，如魏偉等（2012）在RS和GIS的支持下，采用景觀空間格局指標(biāo)定量，分析了 20多年來石羊河流域景觀規(guī)模和空間格局演變特征。國(guó)外研究多致力于比較分析、系統(tǒng)分析及半定量化嘗試，如Hayes和Robeson（2009）應(yīng)用移動(dòng)窗口法，分析了2002年新墨西哥波尼爾火災(zāi)對(duì)景觀格局變化空間變異特征的影響，Navarro-Cerrillo等（2013）運(yùn)用景觀格局分析軟件FRAGSTATS，對(duì)西班牙安大路西亞蒙特斯馬拉加州立公園米勒種植園地中海松 1956─1999年間景觀空間格局變化進(jìn)行了分析研究。

總體來看，國(guó)內(nèi)外對(duì)景觀格局變化驅(qū)動(dòng)因子識(shí)別和驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究，尚沒有形成相對(duì)成熟的研究范式。學(xué)者在研究時(shí)拘泥于個(gè)案本身，缺乏對(duì)某一類相似景觀格局變化驅(qū)動(dòng)力的歸納，較少進(jìn)行跨時(shí)空對(duì)比研究，驅(qū)動(dòng)因子的定量識(shí)別分析相對(duì)缺乏。在驅(qū)動(dòng)機(jī)制綜合分析上，對(duì)各驅(qū)動(dòng)因子間的相互作用關(guān)系探討不夠深入，常忽視景觀格局本身對(duì)驅(qū)動(dòng)因子的自適應(yīng)和反饋?zhàn)饔谩Ｒ虼?，跨時(shí)空景觀格局演變對(duì)比分析、驅(qū)動(dòng)機(jī)制定量分析研究、多學(xué)科綜合的景觀格局驅(qū)動(dòng)力探討，將成為景觀格局演變驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究的重點(diǎn)。

2.1.3 景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)研究

國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)的研究，主要以土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)為主，專門針對(duì)景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)的研究報(bào)道則較少。實(shí)際上，景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)與土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)聯(lián)系相當(dāng)緊密，它是在繼成土地適宜性評(píng)價(jià)原理方法、整合景觀生態(tài)學(xué)基本理論基礎(chǔ)上，對(duì)土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)理論方法的擴(kuò)展和革新。

國(guó)外景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)研究始于20世紀(jì)70年代，其評(píng)價(jià)方法主要包括“千層餅”法和邏輯規(guī)則組合法?！扒语灐狈ㄅc土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)方法中權(quán)重指數(shù)和法如出一轍，其思想都是通過多因素疊加區(qū)別適宜性等級(jí)；邏輯規(guī)則組合法則是為了克服“千層餅”法難以確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的缺陷而演化產(chǎn)生的，該方法運(yùn)用生態(tài)因子邏輯規(guī)則，建立適宜性分析準(zhǔn)則來進(jìn)行景觀生態(tài)適宜性判別，不需要通過確定生態(tài)因子的權(quán)重就可直接進(jìn)行適宜性分區(qū)。早在20世紀(jì)80年代景觀規(guī)劃思想就已引入我國(guó)，但迄今為止其研究主要還是集中在土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)、生物物種生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)等方面，專門針對(duì)景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)的研究實(shí)踐特別少，一些學(xué)者開展景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)研究，采用的理論方法大部分來自國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域比較成熟的理論方法，如廖諶婳（2012）采取GIS空間分析技術(shù)與層次分析法、多因素綜合評(píng)價(jià)法、疊加分析法等傳統(tǒng)方法相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，對(duì)礦區(qū)農(nóng)田景觀生態(tài)適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。近幾年，模糊數(shù)學(xué)方法（楊海波等，2010）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（祝偉民，2009）等人工智能方法的引入，為景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)研究的加快發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。

總體上看，國(guó)內(nèi)外生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)應(yīng)用較多的方法有“千層餅”法、層次分析法等傳統(tǒng)方法以及模糊數(shù)學(xué)方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、元胞自動(dòng)機(jī)等現(xiàn)代人工智能方法。將GIS空間分析技術(shù)與人工智能方法結(jié)合進(jìn)行景觀生態(tài)適宜性定量評(píng)價(jià)，以及評(píng)價(jià)結(jié)果空間可視化表達(dá)將成為景觀評(píng)價(jià)研究的主要內(nèi)容。

2.1.4 景觀格局動(dòng)態(tài)模擬研究

景觀格局動(dòng)態(tài)變化模擬有助于弄清景觀結(jié)構(gòu)、功能和過程之間的關(guān)系，是預(yù)測(cè)未來景觀結(jié)構(gòu)變化的有效工具。模型是進(jìn)行景觀格局動(dòng)態(tài)變化模擬預(yù)測(cè)的有效手段，目前應(yīng)用廣泛的有Markov模型、CA模型和CA-Markov模型。

國(guó)際上在景觀動(dòng)態(tài)變化研究中非常重視開發(fā)和應(yīng)用系統(tǒng)模型。Childress等（2002）開發(fā)了EDYS模型，對(duì)大尺度土地管理進(jìn)行了模擬研究；Ward等（2000）、Syphard等（2005）運(yùn)用CA模型，進(jìn)行了大量景觀格局動(dòng)態(tài)變化情況模擬預(yù)測(cè)研究；Clarke和Gaydos（1998）運(yùn)用元胞自動(dòng)機(jī)模型，對(duì)美國(guó)舊金山海灣地區(qū)以及華盛頓—巴爾的摩走廊的城市擴(kuò)張情況進(jìn)行了模擬和預(yù)測(cè)。國(guó)內(nèi)景觀格局動(dòng)態(tài)模擬研究起步較晚，是在借鑒國(guó)外研究成果基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，如李暉等（2009）、李利紅和張華國(guó)（2013）借助RS和GIS技術(shù)手段并通過模型，對(duì)各自研究區(qū)景觀格局動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了初步預(yù)測(cè)模擬。隨著信息技術(shù)和數(shù)學(xué)建模的發(fā)展，“3S”技術(shù)、預(yù)測(cè)模型在國(guó)內(nèi)景觀格局動(dòng)態(tài)變化模擬中得到了廣泛應(yīng)用，如劉進(jìn)超（2009）借助“3S”技術(shù)和景觀指數(shù)分析軟件，對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析，并利用CA-Markov模型對(duì)研究區(qū)2010年農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局狀況進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究；黃超（2011）應(yīng)用CA-Markov模型，對(duì)福州市2014年景觀格局進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬。

縱觀國(guó)內(nèi)外研究，隨著地理信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，景觀動(dòng)態(tài)演變預(yù)測(cè)模擬模型得到了長(zhǎng)足發(fā)展，特別是CA-Markov模型，它綜合了CA和Markov模型優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)研究對(duì)象時(shí)空演變信息的精確挖掘，在區(qū)域景觀格局動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)模擬方面取得了良好應(yīng)用效果。

2.1.5 區(qū)域生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警研究

目前開展的生態(tài)安全評(píng)價(jià)大多是靜態(tài)評(píng)價(jià)，不能反映區(qū)域生態(tài)安全格局動(dòng)態(tài)變化過程，也不能作為生態(tài)安全格局規(guī)劃的基礎(chǔ)。生態(tài)安全預(yù)警可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)生態(tài)安全評(píng)價(jià)不能揭示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)變化狀況的不足，成為生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究的重要內(nèi)容。

國(guó)外有關(guān)生態(tài)安全預(yù)警的研究集中體現(xiàn)在生態(tài)預(yù)報(bào)上。國(guó)外生態(tài)預(yù)報(bào)是一門綜合科學(xué)，涉及范圍可以是小樣地，也可以是區(qū)域到大陸乃至整個(gè)地球，預(yù)測(cè)周期可從幾年到幾十年甚至長(zhǎng)達(dá)幾百年，其研究主要包括實(shí)踐應(yīng)用和生態(tài)預(yù)報(bào)模型構(gòu)建兩方面。在實(shí)踐應(yīng)用研究上，Brown等（2013）運(yùn)用mechanistic-empirical方法，對(duì)切薩皮克海灣生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了短期預(yù)報(bào)研究；Ricciardi等（2012）對(duì)Hemimysis anomala入侵北美的生態(tài)影響進(jìn)行了預(yù)測(cè)探討；在生態(tài)預(yù)報(bào)模型構(gòu)建研究上，Banet和Trexler（2013）對(duì)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺乏條件下空間替代時(shí)間研究方法的可靠性進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)，Record等（2010）運(yùn)用遺傳算法對(duì)橈腳類動(dòng)物種群動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)計(jì)算模型進(jìn)行了改進(jìn)研究。

國(guó)內(nèi)生態(tài)安全預(yù)警研究，集中在預(yù)警指標(biāo)體系構(gòu)建和預(yù)測(cè)預(yù)警方法探討兩方面。在預(yù)警指標(biāo)體系構(gòu)建上，研究者們主要基于“自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)”人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論和P-S-R等概念框架模型構(gòu)建生態(tài)安全預(yù)警指標(biāo)體系，如趙雪雁（2004）從資源、環(huán)境與生態(tài)、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)4方面構(gòu)建了西北干旱區(qū)城市化進(jìn)程中的生態(tài)預(yù)警指標(biāo)體系，沈靜等（2007）參考 D-P-S-R概念模型，構(gòu)建了崇明城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境安全預(yù)警指標(biāo)體系等。在生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警方法上，比較常見的有灰色GM(1,1)模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、情景分析法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法、能值分析以及可拓分析法，其中灰色GM(1,1)模型（蒙曉等，2012）、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（李華生和徐瑞祥，2005）、情景分析法（沈靜等，2007）、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法（韓奇等，2006）因其預(yù)測(cè)能力強(qiáng)，在生態(tài)安全預(yù)警研究中應(yīng)用較為廣泛。

縱觀國(guó)內(nèi)外研究，國(guó)外生態(tài)預(yù)報(bào)研究尺度偏微觀，對(duì)生態(tài)預(yù)報(bào)模型構(gòu)建方法及其預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性、實(shí)用性的探討更為深刻，國(guó)內(nèi)生態(tài)安全預(yù)警研究尺度偏宏觀，預(yù)測(cè)預(yù)警方法多從國(guó)內(nèi)外相近行業(yè)預(yù)測(cè)方法中引用借鑒，對(duì)方法預(yù)測(cè)效果的探討不深，一些預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)預(yù)警準(zhǔn)確度較低。為此，可以嘗試將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、GM(1,1)模型等預(yù)測(cè)效果較好的數(shù)學(xué)模型與“3S”技術(shù)結(jié)合進(jìn)行生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警，并通過實(shí)證研究或長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，校核模型產(chǎn)生的預(yù)報(bào)誤差，不斷提高預(yù)測(cè)預(yù)警的精準(zhǔn)度。

2.2 區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃方法研究

空間規(guī)劃技術(shù)方法是區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃的核心內(nèi)容，也是研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)，縱觀國(guó)內(nèi)外研究，空間規(guī)劃技術(shù)方法主要包括多準(zhǔn)則數(shù)量?jī)?yōu)化法、空間分析技術(shù)方法、情景分析法、人工智能優(yōu)化法和綜合優(yōu)化法5種。

第一，多準(zhǔn)則數(shù)量?jī)?yōu)化法主要包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡(luò)流等經(jīng)典最優(yōu)化技術(shù)方法以及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型方法，這些方法在土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化中應(yīng)用廣泛，如Gabriel等（2006）采用多目標(biāo)優(yōu)化模型，對(duì)馬里蘭州蒙哥馬利郡土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化研究；Sadeghi等（2009）以最小的土壤侵蝕、最大的經(jīng)濟(jì)效益為目的，利用多目標(biāo)線性規(guī)劃技術(shù)，對(duì)伊朗克爾曼沙汗省 Brimvand流域土地利用方式進(jìn)行了優(yōu)化配置。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型能夠從宏觀上反映土地利用系統(tǒng)的復(fù)雜行為，可用來模擬不同情景條件下的土地利用方案，如楊莉等（2009）運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)黔西縣土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行仿真模擬，李秀霞等（2013）利用SD-MOP整合模型，對(duì) 2020年吉林省西部土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真模擬優(yōu)化研究。

第二，空間分析技術(shù)方法能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的一體化處理，在空間規(guī)劃中應(yīng)用廣泛（Hanafi-Bojd等，2012；Kaundinya等，2013）?？臻g優(yōu)化模型是空間分析技術(shù)方法的核心，常見的有景觀格局優(yōu)化模型和元胞自動(dòng)機(jī)兩種。其中，景觀格局優(yōu)化模型主要運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論設(shè)計(jì)一些關(guān)鍵點(diǎn)、線、面或其空間組合來維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的完整性，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的有效控制和持續(xù)改善，如Seppelt和Voinov（2002）基于空間顯式景觀模型建立了一種土地利用類型優(yōu)化技術(shù)方法，用于確定以綜合效益最大為目標(biāo)的最優(yōu)土地利用類型分布。國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)此進(jìn)行了大量研究，如孫立和李俊清（2008）在景觀格局分析的基礎(chǔ)上形成北京市自然保護(hù)區(qū)分布格局“三區(qū)二帶”的規(guī)劃理念。元胞自動(dòng)機(jī)是時(shí)間、空間和狀態(tài)都離散的，空間相互作用及因果關(guān)系皆局部的網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)模型。國(guó)內(nèi)外研究者圍繞CA模型展開了大量探討和應(yīng)用研究，如Mathey等（2008）在CA進(jìn)化算法中整合了時(shí)間和空間目標(biāo)，探索了一種協(xié)同演化CA模型；劉小平等（2007）利用元胞的“生態(tài)位”適宜度來制定概率轉(zhuǎn)換規(guī)則，并結(jié)合GIS進(jìn)行土地可持續(xù)利用規(guī)劃。

第三，情景分析法自 1970年提出以來，其應(yīng)用研究就一直十分活躍，如Rotter等（2005）采用情景規(guī)劃方法進(jìn)行區(qū)域土地利用情景變化分析，李瑋等（2010）基于情景分析法，預(yù)測(cè)了不同情景下湯遜湖2010年和2020年主要污染物排放結(jié)果。情景分析法在空間規(guī)劃中的應(yīng)用研究較少，但它能夠針對(duì)不同狀態(tài)目標(biāo)為決策者提供多個(gè)相對(duì)最優(yōu)規(guī)劃方案的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)空間規(guī)劃結(jié)果單一的缺陷，將在空間規(guī)劃研究中擁有廣闊應(yīng)用前景。近年來，我國(guó)學(xué)者嘗試將情景分析法應(yīng)用到土地利用規(guī)劃、區(qū)域生態(tài)安全格局構(gòu)建、城市建設(shè)用地拓展規(guī)劃等研究中，取得了不少成果。如張丁軒等（2013）運(yùn)用CLUE-S模型，對(duì)2020年武安市在趨勢(shì)發(fā)展情景、耕地保護(hù)情景、生態(tài)安全情景3種情景方案的土地利用變化情況，進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬和比較分析；俞孔堅(jiān)和王思思（2009）在北京市生態(tài)安全綜合格局研究基礎(chǔ)上，提出無生態(tài)安全格局、底線生態(tài)安全格局、滿意生態(tài)安全格局、理想生態(tài)安全格局 4種城鎮(zhèn)空間發(fā)展預(yù)景。

第四，人工智能決策方法重點(diǎn)研究基于模擬智能過程、智能結(jié)構(gòu)、模糊思維和隨機(jī)思維的一系列智能方法在規(guī)劃中的應(yīng)用，目的在于克服傳統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)方法的不足，提高人們處理高維、非線性復(fù)雜決策問題的能力，從而使決策質(zhì)量、效果、效率得到根本性改善和提高。目前比較常見的人工智能優(yōu)化方法有遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊決策方法、模特卡羅法等，人工智能決策方法在空間規(guī)劃領(lǐng)域也有一定應(yīng)用和實(shí)踐，Zhang和 Gui（2010）運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)城市規(guī)劃用地進(jìn)行預(yù)測(cè)；宗躍光等（2004）利用模特卡羅方法探討疾病區(qū)域時(shí)空變化特征，并據(jù)此提出防御對(duì)策；武鵬（2008）運(yùn)用模糊集合評(píng)判法進(jìn)行城鄉(xiāng)居民點(diǎn)空間合并規(guī)劃。

第五，綜合優(yōu)化法是將不同優(yōu)化模型有機(jī)結(jié)合，綜合各模型優(yōu)點(diǎn)來解決問題的最優(yōu)方法，這種模型即能滿足數(shù)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，又能實(shí)現(xiàn)空間格局優(yōu)化，常見的有CLUE-S模型和集成模型。其中，CLUE-S模型是荷蘭瓦赫寧根大學(xué) Verburg等在CLUE模型基礎(chǔ)上發(fā)展來的，在國(guó)內(nèi)外多個(gè)地區(qū)土地利用和覆被變化（Britz等，2011；陸汝成等，2009）、土地利用環(huán)境效應(yīng)（Trisurat等，2010；Chen等，2009）、土地利用政策研究（Banse等，2011；周銳等，2011）中得到廣泛應(yīng)用，另外，部分研究者還對(duì)CLUE-S模型，進(jìn)行了適用性探討和改進(jìn)研究，如Batisani和Yarnal(2009)對(duì)區(qū)縣尺度及以下的土地利用變化進(jìn)行模擬和比較分析，結(jié)果表明，CLUE-S模型更適合區(qū)縣尺度土地利用變化模擬；吳桂平等（2010）運(yùn)用 Autologistic回歸模型對(duì)CLUE-S模型驅(qū)動(dòng)因子計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，解決了空間統(tǒng)計(jì)分析問題中固有的空間自相關(guān)效應(yīng)影響。集成模型可以彌補(bǔ)單一模型在某些環(huán)節(jié)上的不足，是進(jìn)行區(qū)域生態(tài)安全規(guī)劃的有效途徑，如何春陽等（2004）人結(jié)合SD模型與CA模型，建立了土地利用情景變化動(dòng)力學(xué)模型LUSD，模擬中國(guó)北方 13省未來 20年土地利用變化情景；徐昔保等（2009）耦合GIS、CA模型和GA遺傳算法，構(gòu)建了兩種情景下的土地利用優(yōu)化模型ULOM。

總體上看，多準(zhǔn)則數(shù)量?jī)?yōu)化法雖理論成熟、應(yīng)用廣泛，但在應(yīng)用中對(duì)生態(tài)安全格局過程、因果反饋關(guān)系做了很多假設(shè)，易導(dǎo)致結(jié)果偏離實(shí)際，同時(shí)對(duì)生態(tài)安全格局空間優(yōu)化不足，無法將模擬結(jié)果進(jìn)行空間可視化表達(dá)?？臻g分析技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)了從定性到定量、由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、由單一模型到多種模型的綜合，能夠?qū)ι鷳B(tài)安全格局進(jìn)行時(shí)空動(dòng)態(tài)過程模擬，但常見的空間優(yōu)化模型還存在景觀格局優(yōu)化模型構(gòu)建理論薄弱、CA模型應(yīng)用空間尺度難確定等問題。預(yù)景分析方法解決了傳統(tǒng)空間規(guī)劃決策結(jié)果單一的不足，能為規(guī)劃決策者提供多種備選方案，符合規(guī)劃工作實(shí)際，具有廣闊應(yīng)用前景。人工智能優(yōu)化在空間規(guī)劃決策中應(yīng)用相對(duì)缺乏，但人工智能對(duì)復(fù)雜問題的處理優(yōu)勢(shì)，能幫助決策者更加深刻地認(rèn)識(shí)問題本質(zhì)，有助于制定更為科學(xué)的空間規(guī)劃方案，具有較大的應(yīng)用推廣價(jià)值。綜合優(yōu)化法是進(jìn)行區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃的有效途徑，其中，CLUE-S模型能綜合土地利用變化各驅(qū)動(dòng)因子，對(duì)不同時(shí)空尺度下的土地利用變化進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，提高CLUE-S模型模擬精度，并將其推廣到生態(tài)安全格局規(guī)劃等領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)證研究是未來研究的重點(diǎn)。

3 區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃技術(shù)流程

在明晰區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃內(nèi)涵基礎(chǔ)上，綜合集成現(xiàn)行景觀生態(tài)學(xué)理論、景觀生態(tài)規(guī)劃原理和空間規(guī)劃決策技術(shù)方法，提出了區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃編制技術(shù)流程（圖2），將其概括為14個(gè)主要步驟：

1）景觀生態(tài)分類。構(gòu)建區(qū)域景觀生態(tài)分類體系，采取遙感影像景觀生態(tài)分類提取方法將區(qū)域自然要素綜合體劃分為具有等級(jí)體系的景觀類型，制作景觀生態(tài)類型分布圖；2）景觀格局演變分析。采用FRAGSTATS軟件計(jì)算區(qū)域景觀類型指數(shù)和景觀水平指數(shù)，分析一定時(shí)期內(nèi)區(qū)域景觀格局演變過程、規(guī)律和特征，再運(yùn)用景觀格局分析模型，對(duì)區(qū)域景觀格局及其影響因素進(jìn)行空間自相關(guān)性分析和空間統(tǒng)計(jì)分析，從而確定區(qū)域景觀格局變化驅(qū)動(dòng)因子；3）景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)。綜合運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)和人工智能方法，對(duì)區(qū)域不同景觀類型的適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成不同景觀類型適宜性分級(jí)圖集；4）景觀格局演變動(dòng)態(tài)模擬。在步驟2）、3）成果基礎(chǔ)之上，運(yùn)用MCE-CA-Markov集成模型對(duì)區(qū)域景觀格局演變趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到規(guī)劃目標(biāo)年區(qū)域景觀格局模擬預(yù)測(cè)圖；5）生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警。首先基于P-S-R概念模型建立區(qū)域生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采取組合賦權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，運(yùn)用綜合指數(shù)法對(duì)研究區(qū)多年生態(tài)安全度進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到多期生態(tài)安全警度等級(jí)分布圖，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)區(qū)域生態(tài)安全警度變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，得到規(guī)劃目標(biāo)年區(qū)域生態(tài)安全警度模擬預(yù)測(cè)圖；6）生態(tài)安全需求預(yù)測(cè)。通過區(qū)域人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境敏感性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等方面的綜合分析，利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)確保規(guī)劃目標(biāo)年區(qū)域生態(tài)安全所需的各景觀生態(tài)類型面積，為進(jìn)行生態(tài)安全格局規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；7）多情景模式構(gòu)建和總體規(guī)劃目標(biāo)確定。結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、政策調(diào)控措施等實(shí)際，吸納規(guī)劃、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、國(guó)土等領(lǐng)域?qū)＜乙庖姡鶕?jù)步驟3）～6）成果合理構(gòu)建多種情景預(yù)案，并確定不同情景下區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃目標(biāo)；8）生態(tài)安全格局規(guī)劃。按照步驟7）制定的規(guī)劃目標(biāo)，在步驟 2）～6）成果基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際選擇CLUE-S模型法、MCR模型或多目標(biāo)優(yōu)化模型與GIS空間分析相結(jié)合的方法對(duì)區(qū)域不同情景下生態(tài)安全格局進(jìn)行優(yōu)化配置，得到不同情景區(qū)域生態(tài)安全格局優(yōu)化規(guī)劃方案；9）多種規(guī)劃方案比選。從生態(tài)環(huán)境安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多個(gè)角度對(duì)不同情景的區(qū)域生態(tài)安全格局優(yōu)化規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)析，確定適合規(guī)劃區(qū)的最優(yōu)生態(tài)安全格局規(guī)劃方案；10）方案試點(diǎn)效果監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。對(duì)步驟9）確定的規(guī)劃方案進(jìn)行試點(diǎn)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方案實(shí)施效果，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，若實(shí)施效果符合規(guī)劃目標(biāo)，則開始步驟11）的工作，否則將按步驟8）～9）的流程對(duì)生態(tài)安全格局規(guī)劃方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，直到評(píng)價(jià)結(jié)果滿意才能開始步驟11）的工作；11）規(guī)劃實(shí)施與執(zhí)行監(jiān)管。從政府管理、政策制定、公眾參與等角度提出區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃執(zhí)行方案和監(jiān)管意見；12）適時(shí)修訂生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃目標(biāo)不是靜止的，隨著生態(tài)安全新問題的產(chǎn)生和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新需求的提出，需要重新制定生態(tài)安全新標(biāo)準(zhǔn)，若新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)時(shí)間尚在本輪區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃期內(nèi)，則開始步驟13）的工作，否則進(jìn)行步驟 14）的工作；13）進(jìn)行本輪規(guī)劃方案修編。以新標(biāo)準(zhǔn)為規(guī)劃目標(biāo)，按照步驟8）～11）的流程開展區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃修編；14）開展新一輪規(guī)劃方案編制。按照步驟1）～11）的流程開展新一輪區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃方案編制。

4 研究展望

區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃是解決當(dāng)今中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)矛盾沖突的有效途徑，而如何將區(qū)域內(nèi)自然、經(jīng)濟(jì)、人文等多種要素進(jìn)行合理配置，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)綜合效益最大化，是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和實(shí)踐領(lǐng)域亟待解決的難題，未來研究重點(diǎn)可從以下3方面開展。

1）加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃基礎(chǔ)理論研究。國(guó)內(nèi)專門針對(duì)生態(tài)安全格局規(guī)劃理論和技術(shù)方法的系統(tǒng)研究較少。本文在總結(jié)分析、吸收借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上，給出了區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃的確切定義，并從景觀格局角度提出了區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃流程。但為了增強(qiáng)規(guī)劃流程的操作性，所依托的理論是現(xiàn)階段景觀生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)規(guī)劃學(xué)理論，整合的方法也是現(xiàn)階段空間規(guī)劃決策技術(shù)方法，然而這些理論和技術(shù)方法都還處在不斷發(fā)展完善中，所以還需進(jìn)一步深化區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃概念內(nèi)涵和相關(guān)基礎(chǔ)理論研究。另外，由于區(qū)域生態(tài)安全格局是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，僅從景觀格局角度進(jìn)行規(guī)劃研究是不夠的，還需要從多個(gè)角度對(duì)其規(guī)劃理論、技術(shù)方法進(jìn)行豐富完善。

2）加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃技術(shù)方法研究?？v觀國(guó)內(nèi)外區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃相關(guān)研究不難得知：加強(qiáng)“3S”技術(shù)在景觀生態(tài)分類中的應(yīng)用并強(qiáng)化分類結(jié)果精度評(píng)價(jià)是國(guó)內(nèi)景觀生態(tài)分類研究重點(diǎn)；跨時(shí)空景觀格局演變分析、驅(qū)動(dòng)機(jī)制定量研究以及多學(xué)科綜合景觀格局驅(qū)動(dòng)力探討是景觀格局演變驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究難點(diǎn)；將GIS空間分析技術(shù)與人工智能方法結(jié)合進(jìn)行景觀生態(tài)適宜性定量評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)結(jié)果的空間可視化表達(dá)是未來景觀生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)研究發(fā)展趨勢(shì)；CA-Markov模型可以實(shí)現(xiàn)時(shí)空演變信息的精確挖掘，將在區(qū)域景觀格局動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)模擬中擁有廣闊應(yīng)用前景；嘗試將 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、GM(1,1)模型等預(yù)測(cè)效果較好的數(shù)學(xué)模型與“3S”技術(shù)結(jié)合進(jìn)行生態(tài)安全預(yù)測(cè)預(yù)警，并通過實(shí)證研究或長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)準(zhǔn)確性是生態(tài)安全動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究重要方向；綜合集成灰色理論、Markov鏈模型、Autologistc回歸模型優(yōu)勢(shì)，提高CLUE-S模型模擬精度，并將其應(yīng)用到區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃中，是進(jìn)行區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃方法研究的有益嘗試和探索。

3）加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃實(shí)踐應(yīng)用研究。目前關(guān)于區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃的研究大多還停留在理論探討層面，缺乏理論與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)例研究，對(duì)理論研究成果的推廣應(yīng)用力度不夠大。結(jié)合區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題實(shí)際，廣泛開展生態(tài)安全格局規(guī)劃實(shí)踐，積極將理論研究成果推廣應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中并接受實(shí)踐檢驗(yàn)，是當(dāng)前和今后一段時(shí)間生態(tài)安全格局規(guī)劃研究者的重要努力方向。

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Research Progress on Regional Ecological Security Pattern Planning and Discussion of Planning Techniqueflow

OU DingHua1, XIA JianGuo1, ZHANG Li2, ZHAO Zhi3
1. College of Resources and Environment, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2. Damian Sub-district Office, Longquanyi District of Chengdu City, Chengdu 610101, China; 3. College of Economy and Management, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China

The regional ecological security pattern planning is an effect way to resolve conflicts between ecological protection and economic development, an important method to achieve smart growth and smart protection as well, thus, the research on regional ecological security pattern planning has important theoretical and practical significance. However, there is a lack of systematic carding and summary on the related literatures of conception, supporting theories as well as technical methods for regional ecological security pattern planning. Therefore, through consulting a large number of literature as well as summarizing and analyzing relevant researches at home and abroad, this paper not only clarified the logical relationship among different conceptions of regional ecological security pattern thus exactly defined regional ecological security pattern planning, but also systematically summarized the supporting theories and technical methods on regional ecological security pattern planning in different areas, such as landscape ecological classification and ecological suitability assessment, landscape pattern change analysis and dynamic simulation, ecological security warning and spatial planning decisions technical methods, and the conclusions are as follows: research on reliability verification of theory constructing and classification results on landscape ecological classification index is relatively weak; methods widely used on landscape ecological suitability assessment can be divided into traditional method including “thousand layer cake”method, analytic hierarchy process, and modern artificial intelligence method including artificial neural network, genetic algorithm, cellular automata; quantitative identification on driving factors of landscape pattern change is relatively deficient and dissicution on interaction relationship among all driving factors is superficial, what’s more, self-adaptive and feedback effct of landscape pattern itself reacting to driving factors are ignored; among various landscape pattern dynamic simulation models, CA-Markov model integrated the advantages of CA and Markov model, so that it can realize the accurate mining for information of temporal spatial evolution of research object; ecological security warning can not only make up for the traditional ecological security evaluation which cannot reveal long-term dynamic changes of ecological environment quality, but also reflect the process of dynamic change of regional ecological security situation, thus become an important foundation for ecological security pattern planning; common technology and methods for spatial planning decision mainly include multi criteria optimization method, space analysis technology and method, scenario analysis method, artificial intelligence optimization method and comprehensive optimization method in which there are two models have important reference value and

ignificance for discussion on method of regional ecological security pattern planning, one is the CLUE-S model which can integrated every driving factor of land use change to simulate the land use change under different temporal and spatial scales, the other is the integrated model which can integrate multiple model to solve some complicated spatial pattern optimization problems. On the basis of those conclusionts, this paper references mature landscape ecology theory and landscape ecological planning theory, integrated with the current decision-making technology methods on spatial planning, the techniqueflow of regional ecological security pattern planning was summarized as following 14 steps: landscape ecological classification, landscape pattern change analysis, landscape ecological suitability assessment, landscape pattern dynamic simulation, ecological security prediction and early-warning, ecological security demand forecasting, scenario model construction and overall planning objective determination, ecological security pattern planning, comparison and selection of various planning, monitoring and evaluation of planning practice, implementation of planning and execution supervision and so on. In the end, this paper indicated that study on basic theory, technical method and practical application for regional ecological security pattern planning must be an important research direction in the future in this area.

ecological security pattern planning; planning techniqueflow; Landscape pattern change analysis and dynamic simulation; ecological security early-warning; spatial planning decision; reserch progress

Q149

A

1674-5906（2015）01-0163-11

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.01.024

歐定華，夏建國(guó)，張莉，趙智. 區(qū)域生態(tài)安全格局規(guī)劃研究進(jìn)展及規(guī)劃技術(shù)流程探討[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2015, 24(1): 163-173.

OU DingHua, XIA JianGuo, ZHANG Li, ZHAO Zhi. Research Progress on Regional Ecological Security Pattern Planning and Discussion of Planning Techniqueflow [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(1): 163-173.

四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)經(jīng)費(fèi)（2014）；四川農(nóng)業(yè)大學(xué)雙支計(jì)劃項(xiàng)目（2014）；成都市經(jīng)濟(jì)發(fā)展課題研究計(jì)劃項(xiàng)目（龍泉驛區(qū)生態(tài)移民改革實(shí)踐研究）；中共成都市委統(tǒng)籌城鄉(xiāng)工作委員會(huì)年度課題研究經(jīng)費(fèi)聯(lián)合資助

歐定華（1984年生），博士研究生，主要從事景觀生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、土地利用規(guī)劃與管理、“3S”技術(shù)應(yīng)用研究。E-mail: jichu627660105@163.com *通訊作者：夏建國(guó)（1967年生），教授，博士，主要從事土地利用與環(huán)境演變研究。E-mail: xiajianguo@126.com

2014-11-10