摘 要:以肇慶市為研究區(qū),將全市生態(tài)保護(hù)紅線范圍識(shí)別為重要生態(tài)源地,利用最小累計(jì)阻力模型提取生態(tài)廊道后,將提取的生態(tài)廊道與周邊的河流水系進(jìn)行充分銜接,形成優(yōu)化后的生態(tài)廊道,構(gòu)建肇慶市生態(tài)安全格局,為深入推進(jìn)綠美肇慶生態(tài)建設(shè)提供參考和依據(jù)。研究結(jié)果表明:①利用定性分析和定量分析劃定的生態(tài)保護(hù)紅線綜合考慮了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系,在生態(tài)安全格局構(gòu)建中可直接識(shí)別為區(qū)域內(nèi)的重要生態(tài)源地。②全市共識(shí)別出87個(gè)重要生態(tài)源地,面積合計(jì)2717.39 km2,占全市國(guó)土面積的18.24%。其中:9個(gè)一級(jí)生態(tài)源地,面積合計(jì)1982.07 km2,占全市國(guó)土面積的13.30%;78個(gè)二級(jí)生態(tài)源地,面積合計(jì)735.32 km2,占全市國(guó)土面積的4.94%。③全市共提取了57條生態(tài)廊道,總長(zhǎng)度1871.15 km。其中:10條用于連通各一級(jí)生態(tài)源地的一級(jí)生態(tài)廊道,總體呈現(xiàn)“五橫五縱”的分布特征;47條用于連通各二級(jí)生態(tài)源地的二級(jí)生態(tài)廊道,呈輻射狀分布于全市。
關(guān)鍵詞:生態(tài)保護(hù)紅線;生態(tài)源地;生態(tài)廊道;生態(tài)安全格局;肇慶市
中圖分類號(hào):X32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-9655(2024)04-000-04
0 引言
生態(tài)安全格局是保障區(qū)域生態(tài)安全的基礎(chǔ),是人類維護(hù)綠色、健康與可持續(xù)發(fā)展的重要手段,應(yīng)用“生態(tài)源地識(shí)別—阻力面構(gòu)建與修正—生態(tài)廊道提取—生態(tài)安全格局構(gòu)建”的研究框架已成為生態(tài)安全格局構(gòu)建的基本模式[1]。其核心內(nèi)容是通過構(gòu)建生態(tài)廊道將區(qū)域內(nèi)彼此孤立和分散的重要生態(tài)源地連接起來,形成完整的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),加強(qiáng)各生態(tài)源地之間的物質(zhì)、能量和信息的交換,進(jìn)而提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。
生態(tài)源地是指區(qū)域物種或生態(tài)事件向外擴(kuò)散和維持的源點(diǎn),具有保持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可持續(xù)性、維護(hù)現(xiàn)有景觀完整性的功能,科學(xué)識(shí)別區(qū)域重要生態(tài)源地是生態(tài)安全格局構(gòu)建的基礎(chǔ)[2]。目前國(guó)內(nèi)外識(shí)別生態(tài)源地常見的方法主要有以下3種:一是直接將國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)及自然公園等各級(jí)各類自然保護(hù)地識(shí)別為生態(tài)源地[3,4],這種方法簡(jiǎn)單直觀,但不夠全面,容易忽略區(qū)域內(nèi)其他有必要嚴(yán)格保護(hù)的生態(tài)源地;二是通過定量的科學(xué)評(píng)估,識(shí)別生態(tài)保護(hù)的重點(diǎn)類型和重要區(qū)域作為生態(tài)源地[5,6],這種計(jì)算復(fù)雜,獲取相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)難度較大;三是基于形態(tài)學(xué)空間格局分析法(MSPA)識(shí)別生態(tài)源地[7,8],這種方法沒有與研究區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)保護(hù)實(shí)際充分銜接,識(shí)別出來的生態(tài)源地往往脫離實(shí)際。上述3種常見的方法均無(wú)法保證生態(tài)源地識(shí)別結(jié)果的科學(xué)性和合理性,需要發(fā)展一種兼具定性和定量分析,且能綜合考慮開發(fā)利用和修復(fù)保護(hù)關(guān)系的方法來識(shí)別生態(tài)源地。生態(tài)保護(hù)紅線劃定采用了定性和定量分析相結(jié)合的方法,既涵蓋了通過科學(xué)評(píng)估識(shí)別的生態(tài)保護(hù)重要區(qū)域,又疊加合并了各類各級(jí)自然保護(hù)地,且與開發(fā)利用現(xiàn)狀和規(guī)劃進(jìn)行了充分銜接,兼具了上述3種常見方法的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)了不足,為生態(tài)源地的科學(xué)識(shí)別提供了科學(xué)方法和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
生態(tài)廊道是指具有保護(hù)生物多樣性、凈化污染物、防止水土流失等一系列生態(tài)服務(wù)功能的、呈條帶狀分布的景觀要素[9]。建設(shè)和保護(hù)生態(tài)廊道是生態(tài)安全格局構(gòu)建的重點(diǎn)和難點(diǎn),是區(qū)域生態(tài)功能得到充分發(fā)揮的基本保障,同時(shí)也有助于增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)功能完整性[10]。目前國(guó)內(nèi)外常見的方法主要有重力模型[11]、圖論[12]、電路理論[13]和最小阻力模型[14-17]等。但是基于上述模型提取的生態(tài)廊道實(shí)際上是由若干像元連接成的一條曲線,缺乏生態(tài)學(xué)內(nèi)涵,存在一定的不確定性[18];因此,需要對(duì)基于上述模型提取的生態(tài)廊道進(jìn)行優(yōu)化,盡量與周邊的河流水系等自然邊界進(jìn)行銜接,提高生態(tài)廊道建設(shè)的可操作性和合理性。
1 研究區(qū)概括
肇慶市位于廣東省中西部,地理坐標(biāo)位于北緯22°47′~24°24′和東經(jīng)111°21′~112°52′,東部和東南部與佛山市接壤,西南部與云浮市相連,西部及西北部與廣西梧州市和賀州市交界,北部及東北部與清遠(yuǎn)市相鄰。全市國(guó)土面積14897.45 km2,中低山丘陵約占全市國(guó)土面積的81%,平原和河川水域占全市國(guó)土面積的19%,總體呈現(xiàn)“八分山林一分田,半分江湖半分城”的格局。
2 生態(tài)安全格局構(gòu)建
2.1 生態(tài)源地識(shí)別
根據(jù)原環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)的《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》[19]可知,生態(tài)保護(hù)紅線劃定流程為:第一步是按照資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)方法,開展生態(tài)功能重要性評(píng)估和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)估,確定水源涵養(yǎng)、生物多樣性維護(hù)、水土保持、防風(fēng)固沙等生態(tài)功能極重要區(qū)域及極敏感區(qū)域,形成生態(tài)保護(hù)紅線基本格局;第二步是將國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、自然公園等有必要實(shí)施嚴(yán)格保護(hù)的各類各級(jí)自然保護(hù)地納入生態(tài)保護(hù)紅線范圍;最后一步是剔除各類現(xiàn)狀和規(guī)劃的人類活動(dòng)范圍,最終形成生態(tài)保護(hù)紅線劃定方案。
綜上,生態(tài)保護(hù)紅線的劃定,利用定量分析的方法涵蓋了區(qū)域重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)環(huán)境敏感脆弱區(qū),利用定性分析的方法涵蓋各類各級(jí)自然保護(hù)地,還與各種規(guī)劃、區(qū)劃空間邊界及土地利用現(xiàn)狀充分銜接,是科學(xué)、合理識(shí)別生態(tài)源地識(shí)別的重要方法。此外,劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線是構(gòu)建我國(guó)生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)和重要手段,將生態(tài)保護(hù)紅線與生態(tài)安全格局構(gòu)建有機(jī)結(jié)合在一起,能更好實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”管理。
根據(jù)《肇慶市國(guó)土空間總體規(guī)劃(2021—2035年)》,肇慶市生態(tài)保護(hù)紅線總面積2717.39 km2,約占全市國(guó)土面積的18.24%,共包含87個(gè)圖斑,覆蓋了全市95個(gè)各類自然保護(hù)地。結(jié)合肇慶市生態(tài)保護(hù)紅線特征,本文將面積>100 km2的生態(tài)保護(hù)紅線圖斑識(shí)別為一級(jí)生態(tài)源地,將面積<100 km2的生態(tài)保護(hù)紅線圖斑識(shí)別為二級(jí)生態(tài)源地,如圖1所示。
2.2 生態(tài)阻力面構(gòu)建
物種遷移和能量流動(dòng)在跨越景觀時(shí)會(huì)有一定的阻礙,生態(tài)阻力面表征基底對(duì)物質(zhì)、能量、信息流動(dòng)的阻礙程度[20]。通過參考相關(guān)文獻(xiàn)[21]可知,不同的土地利用/覆蓋類型會(huì)產(chǎn)生不同阻力,阻力值由小到大為河流<林地<草地<水域(除河流外)<耕地<園地<未利用地<建設(shè)用地,阻力系數(shù)如表1所示。其中,鑒于河流由河道以及河道沿岸的河漫灘、河岸植被帶等生態(tài)性結(jié)構(gòu)要素組成,能有效連通兩岸、上下游河段的森林、農(nóng)田、水塘、濕地等斑塊,是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞的重要紐帶,因此將河流的阻力值設(shè)置為最低。
2.3 生態(tài)廊道提取與優(yōu)化
最小阻力模型(minimum cumulative resistance model,MCR)方法基本原理是通過計(jì)算物種從“源”經(jīng)過不同阻力的景觀類型所消耗的“總費(fèi)用”來模擬最小成本路徑,可定義為生物物種遷徙和擴(kuò)散的最佳路徑。由于其簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、快速的運(yùn)算方法以及直觀的結(jié)果表達(dá),被廣泛應(yīng)用于景觀功能連接評(píng)價(jià)與生態(tài)廊道模擬的研究中[13-15],其計(jì)算公式如下:
式中:MCR—最小累積阻力值;f— 一個(gè)未知的正函數(shù),反映空間中任一點(diǎn)的最小阻力與其到所有源的距離和景觀基面特征的正相關(guān)關(guān)系;Dij—生態(tài)源地從源i到j(luò)的空間距離;Ri—柵格i對(duì)生物物種遷徙和擴(kuò)散的阻力系數(shù)。
利用ArcGIS平臺(tái)成本距離分析功能,計(jì)算各一級(jí)生態(tài)源地之間的最低成本距離,作為一級(jí)生態(tài)廊道;計(jì)算各二級(jí)生態(tài)源地到其他一級(jí)、二級(jí)生態(tài)源地之間的最低成本距離,作為二級(jí)生態(tài)廊道。
結(jié)合研究區(qū)河網(wǎng)密布、水系發(fā)達(dá)的特征,為了使提取出來的生態(tài)廊道更符合客觀現(xiàn)實(shí),并賦予一定的生態(tài)學(xué)內(nèi)涵,將基于最小阻力模型提取的一、二級(jí)生態(tài)廊道與周邊的河流水系進(jìn)行銜接,形成優(yōu)化后的生態(tài)廊道,如圖2所示。
3 結(jié)果與討論
3.1 生態(tài)安全格局分布特征
3.1.1 生態(tài)源地分布特征
觀察圖2可知,肇慶市一級(jí)生態(tài)源地主要分布在:一是懷集縣東北部觀音頂-大稠頂一帶;二是懷集縣西北部三岳山一帶;三是廣寧縣與懷集縣交界處大凼凹-冷甕頂一帶;四是廣寧縣與懷集縣交界處竹海國(guó)家森林公園一帶;五是封開縣中部賀江流域一帶;六是德慶縣、封開縣、懷集縣交界處黑石頂-三叉頂一帶;七是四會(huì)市北部五指山-大坑口一帶;八是端州區(qū)、鼎湖區(qū)、高要區(qū)北嶺山一帶;九是鼎湖區(qū)、高要區(qū)羚羊峽-爛柯山一帶等9大區(qū)域,面積合計(jì)1982.07 km2,占生態(tài)保護(hù)紅線總面積的72.94%,占全市總面積13.30%,覆蓋全市44個(gè)各類各級(jí)自然保護(hù)地。
二級(jí)生態(tài)源地主要分布在高要區(qū)北部、德慶縣東部、廣寧縣南部、四會(huì)市東部一帶以及德慶縣北部-懷集縣中南部一帶,共包含78個(gè)圖斑,面積合計(jì)735.32 km2,占生態(tài)保護(hù)紅線總面積的27.06%,占全市總面積的4.94%,覆蓋全市51個(gè)各類各級(jí)自然保護(hù)地。
3.1.2 生態(tài)廊道分布特征
觀察圖2可知,全市共提取了57條生態(tài)廊道。其中:用于連接各一級(jí)生態(tài)源地的一級(jí)生態(tài)廊道共10條,總長(zhǎng)度1052.23 km;用于將各二級(jí)生態(tài)源地于其他一級(jí)、二級(jí)生態(tài)源地連通的二級(jí)生態(tài)廊道共47條,總長(zhǎng)度818.92 km,具體情況如下:
10條一級(jí)生態(tài)廊道總體呈現(xiàn)“五橫五縱”的格局:一橫為連接1、2號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的太平水生態(tài)廊道;二橫為連接1、3號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的桃花水生態(tài)廊道;三橫為連接3、4號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的古水生態(tài)廊道;四橫為連接5、6號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的漁澇河生態(tài)廊道;五橫為連接5、8、9號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的賀江-西江干流生態(tài)廊道;一縱為連接4、7號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的螺崗水-龍江生態(tài)廊道;二縱為連接1、4號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的風(fēng)崗水生態(tài)廊道;三縱為連接1、2、4、7、9號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的綏江生態(tài)廊道;四縱為連接4、6號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的詩(shī)洞水生態(tài)廊道;五縱為連接6、8號(hào)一級(jí)生態(tài)源地的悅城河生態(tài)廊道。提取的10條一級(jí)生態(tài)廊道均河流生態(tài)廊道,且均為《廣東省地表水環(huán)境功能區(qū)劃》中確定的重要保護(hù)水體。
47條二級(jí)生態(tài)廊道呈輻射狀沿著9個(gè)一級(jí)生態(tài)源地向外分布。主要分布在高要區(qū)、廣寧縣、德慶縣、懷集縣等地,總長(zhǎng)度818.92 km,包含了大逕水、馬寧水、馬圩河、宋隆水、金楊水、清水河、茶巖水、沙河、漫水河、新興江、新招水、蓮都河、四約水、正坑、柑洞水、大湘水、閘崗水、楊梅水、馬腌水、九坑河、高峎水、大榕水、何禮河、九坑河、綠水河、天溪、金裝水、黃崗河、云路水、杏花河等30條《廣東省地表水環(huán)境功能區(qū)劃》中確定的重要保護(hù)水體。
3.2 修復(fù)與保護(hù)建議
3.2.1 生態(tài)源地保護(hù)建議
生態(tài)保護(hù)紅線涵蓋了區(qū)域生態(tài)功能極重要區(qū)、生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)以及各類各級(jí)自然保護(hù)地,是強(qiáng)制性嚴(yán)格保護(hù)的重要生態(tài)源地,對(duì)生態(tài)保護(hù)紅線進(jìn)行有效的監(jiān)管和保護(hù),對(duì)保障區(qū)域自然生態(tài)空間、改善區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能發(fā)揮著重要的作用。因此,需要加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)紅線人為活動(dòng)的管控,規(guī)范管控對(duì)生態(tài)功能不造成破壞的有限人為活動(dòng),強(qiáng)化對(duì)生態(tài)保護(hù)紅線實(shí)施情況的監(jiān)督檢查,定期開展生態(tài)保護(hù)紅線調(diào)查評(píng)估,實(shí)行自然恢復(fù)為主、自然恢復(fù)與人工恢復(fù)相結(jié)合的治理原則,確保生態(tài)保護(hù)紅線的生態(tài)功能不降低、面積不減少、性質(zhì)不改變。
3.2.2 生態(tài)廊道修復(fù)建議
全市共構(gòu)建了57條生態(tài)廊道,均為市內(nèi)重要河流水體。因此,需要重點(diǎn)開展上述河流生態(tài)廊道的生態(tài)修復(fù),恢復(fù)上述河流生態(tài)系統(tǒng)特有的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。河流生態(tài)修復(fù)的措施應(yīng)包含以下
三方面:一是適宜拓寬廊道寬度,通過增加河流以及兩側(cè)河漫灘和植被帶的寬度,增加環(huán)境的異質(zhì)性和生物多樣性,減少和緩解人為活動(dòng)對(duì)水質(zhì)的影響;二是增強(qiáng)河流上下游以及河流與周邊生態(tài)系統(tǒng)的連通度,促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)生境景觀結(jié)構(gòu)的多樣性和穩(wěn)定性,有利于物種在網(wǎng)絡(luò)中遷移、覓食和躲避干擾;三是提高河流景觀的異質(zhì)性,通過景觀要素的合理配置,使河流廊道在縱、橫、深三維方向都具有豐富的景觀異質(zhì)性,形成深潭淺灘交錯(cuò),急流與緩流相間,植被錯(cuò)落有致,水流消長(zhǎng)自如的景觀空間格局。
參考文獻(xiàn):
[1] 易浪,孫穎,尹少華,等.生態(tài)安全格局構(gòu)建:概念,框架與展望[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2022,31(4):845-856.
[2] 吳健生,張理卿,彭建,等.深圳市景觀生態(tài)安全格局源地綜合識(shí)別[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(13):4125-4133.
[3] 馮琰瑋,甄江紅,馬晨陽(yáng).內(nèi)蒙古生態(tài)承載力評(píng)價(jià)及生態(tài)安全格局優(yōu)化[J].地理研究,2021,40(4):1096-1110.
[4] 侯鵬,楊旻,翟俊,等.論自然保護(hù)地與國(guó)家生態(tài)安全格局構(gòu)建[J].地理研究,2017,36(3):420-428.
[5] 孫麗慧,劉浩,汪丁,等.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)的生態(tài)安全格局構(gòu)建研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,2022,35(11):2508-2517.
[6] 富偉,劉世梁,崔保山,等.景觀生態(tài)學(xué)中生態(tài)連接度研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29(11):6174-6182.
[7] 陳瑾,趙超超,趙青,等.基于MSPA分析的福建省生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2023,43(2):603-614.
[8] 姚采云,安睿,竇超,等.基于MSPA與MCR模型的三峽庫(kù)區(qū)林地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與評(píng)價(jià)研究[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2022,31(9):1953-1962.
[9] 蔡青,曾光明,石林,等.基于柵格數(shù)據(jù)和圖論算法的生態(tài)廊道識(shí)別[J].地理研究,2012,31(8):1523-1534.
[10] 彭建,李慧蕾,劉焱序,等.雄安新區(qū)生態(tài)安全格局識(shí)別與優(yōu)化策略[J].地理學(xué)報(bào),2018,73(4):701-710.
[11] 史娜娜,韓煜,王琦,等.青海省保護(hù)地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化[J].生態(tài)學(xué)雜志,2018,37(6):1910-1916.
[12] 王子琳,李志剛,方世明.基于遺傳算法和圖論法的生態(tài)安全格局構(gòu)建與優(yōu)化——以武漢市為例[J].地理科學(xué),2022,42(10):1685-1694.
[13] 宋利利,秦明周.整合電路理論的生態(tài)廊道及其重要性識(shí)別[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2016,27(10):3344-3352.
[14] 王雪然,萬(wàn)榮榮,潘佩佩.太湖流域生態(tài)安全格局構(gòu)建與調(diào)控——基于空間形態(tài)學(xué)-最小累積阻力模型[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2022,42(5):1968-1980.
[15] 王玉瑩,沈春竹,金曉斌,等.基于MSPA和MCR模型的江蘇省生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化[J].生態(tài)科學(xué),2019,38(2):138-145.
[16] 如克亞·熱合曼,阿里木江·卡斯木,哈力木拉提·阿布來提.基于MSPA和MCR模型的圖木舒克市生態(tài)安全格局構(gòu)建[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2021,44(5):229-237.
[17] 楊凱,曹銀貴,馮喆,等.基于最小累積阻力模型的生態(tài)安全格局構(gòu)建研究進(jìn)展[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2021,37(5):555-565.
[18] 蔡青,曾光明,石林,等.基于柵格數(shù)據(jù)和圖論算法的生態(tài)廊道識(shí)別[J].地理研究,2012,31(8):1523-1534.
[19] 環(huán)境保護(hù)部.關(guān)于印發(fā)《生態(tài)保護(hù)紅線劃定指南》的通知(環(huán)辦生態(tài)〔2017〕48號(hào))[Z].北京:2017.
[20] 梁艷艷,趙銀娣.基于景觀分析的西安市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2020,31(11):3767-3776.
[21] 方瑩,王靜,黃隆楊,等.基于生態(tài)安全格局的國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)關(guān)鍵區(qū)域診斷與識(shí)別——以煙臺(tái)市為例[J].自然資源學(xué)報(bào),2020,35(1):190-203.