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濱水縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化研究

2024-12-29 00:00:00郭娜娜李文杰梁鑫斌
關(guān)鍵詞:懷遠(yuǎn)縣源地濱水

摘 要:縣域是中國國土空間規(guī)劃體系背景下推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化和實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的重要范圍。為解決濱水縣域生態(tài)環(huán)境易被水系所隔離而形成生態(tài)孤島及面臨生態(tài)空間破碎化等問題,亟須通過生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)性連接發(fā)揮整體生態(tài)服務(wù)功能。以安徽省蚌埠市懷遠(yuǎn)縣為實(shí)證對象,以生態(tài)空間為研究載體,借助相關(guān)空間數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)技術(shù),以“源地—廊道”作為基礎(chǔ)空間結(jié)構(gòu)模式,全面梳理各生態(tài)要素;以空間連通性為依據(jù)甄選源地,并以現(xiàn)狀建設(shè)因子和自然條件稟賦為基礎(chǔ)構(gòu)建生態(tài)阻力面,借助最小累積阻力模型提取廊道空間,識別生態(tài)夾點(diǎn)并補(bǔ)充踏腳石斑塊,構(gòu)建懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);基于分級分類保護(hù),提升生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性、穩(wěn)定性和覆蓋度的思路,提出優(yōu)化濱水縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方法和對應(yīng)的國土空間規(guī)劃管控措施,以期為濱水縣域新型城鎮(zhèn)化和生態(tài)文明建設(shè)提供技術(shù)思路與實(shí)踐支撐。

關(guān)鍵詞:濱水縣域;生態(tài)網(wǎng)絡(luò);GIS;阻力面;踏腳石;形態(tài)學(xué)空間格局分析(MSPA);最小累積阻力(MCR)模型

中圖分類號:K901;TU984.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

0" " 引言

在國土空間規(guī)劃和新型城鎮(zhèn)化推進(jìn)的雙重背景下,縣域成為完善國土空間治理體系和現(xiàn)代化治理水平,推動覆蓋全域并實(shí)現(xiàn)新發(fā)展格局下新型城鎮(zhèn)化高質(zhì)量發(fā)展的重要陣地[1]。同時(shí),縣域也是中國未來生態(tài)環(huán)境治理的重點(diǎn)區(qū)和難點(diǎn)區(qū)以及可能成為生態(tài)環(huán)境治理的最大貢獻(xiàn)區(qū)[2]。濱水縣域是具備濱海、濱江、濱湖或縣域內(nèi)部水系等特質(zhì)景觀的縣級行政單元全域,濱水縣域空間內(nèi)雖然具有豐富的自然資源和生物資源,但由于大體量水系在地理空間上的分割作用,極易造成局部生態(tài)環(huán)境的孤島化和生態(tài)斑塊的破碎化,導(dǎo)致全域生態(tài)敏感性和脆弱性較高,濱水縣域生態(tài)空間在城鎮(zhèn)化推進(jìn)過程中更容易產(chǎn)生污染和破壞,并產(chǎn)生一系列的環(huán)境問題[3]。城鎮(zhèn)化進(jìn)程中所產(chǎn)生的生態(tài)破碎化過程具有不可逆性[4],因此通過加強(qiáng)濱水縣域生態(tài)空間整體連接性進(jìn)而提高生態(tài)空間保護(hù)質(zhì)量則顯得更為迫切。

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建可以通過廊道對碎片化斑塊進(jìn)行有效的空間組織,形成整體性和連續(xù)性的生態(tài)空間結(jié)構(gòu),是保護(hù)和提升縣域空間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要手段。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論研究起源于18世紀(jì),與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的理論主要有景觀流動與擴(kuò)散理論、“斑塊—廊道—基質(zhì)”理論和景觀連通性理論等。其中,20世紀(jì)80年代Naveh提出的“斑塊—廊道—基質(zhì)”理論成為后續(xù)開展生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模式構(gòu)建研究的基礎(chǔ),目前已基本形成以“源地—廊道”為基礎(chǔ)空間結(jié)構(gòu)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模式[5]。隨著生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究的逐漸豐富,形成了多元化的方法,如景觀格局指數(shù)分析、形態(tài)學(xué)空間格局分析(MSPA)、最小累積阻力(MCR)模型和電路理論等,其中,MSPA由于其可以客觀、準(zhǔn)確、定量地判斷景觀類型而成為生態(tài)源地識別中被普遍認(rèn)可的方法[6-7],MCR模型由于其在識別物種遷移最優(yōu)路徑方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于生態(tài)廊道的提?。?-9],這2種方法在眾多研究中均得到了驗(yàn)證。相對成熟的理論模式和研究方法為縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究提供了一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。近年來,關(guān)于縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究逐漸豐富,多以某一縣域?yàn)檩d體開展生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建探索[10],也有針對具有典型景觀生態(tài)空間異質(zhì)性的縣域開展總結(jié)性實(shí)證研究。目前,涉及的縣域類型主要包括具有較高生態(tài)敏感性的特殊地理環(huán)境的西北荒漠綠洲區(qū)縣域[11]、黃土高原縣域[12]和高寒地區(qū)縣域[13]等,而同樣具有生態(tài)敏感性和生態(tài)保護(hù)迫切性的濱水縣域尚未以明確、獨(dú)立的空間載體展開生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究和實(shí)踐探索。濱水縣域作為縣域的一種特殊類型,其在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化方面的研究不僅可以通過對生態(tài)要素的結(jié)構(gòu)性組織來提升整體生態(tài)質(zhì)量,而且對于凝練和豐富生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究對象及研究思路也將是一種有益的嘗試。

本文擬以典型的濱水縣域——懷遠(yuǎn)縣縣域?yàn)檠芯繉ο?,基于MSPA來確定生態(tài)源地,再利用MCR模型全面考慮地形地貌、用地類型和人為影響等多方面因素識別潛在生態(tài)廊道,并量化生態(tài)廊道重要性等級;通過對生態(tài)廊道的數(shù)據(jù)模擬,鋪設(shè)踏腳石以增加連接強(qiáng)度,從而完成對懷遠(yuǎn)縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,并在此基礎(chǔ)上有針對性地提出優(yōu)化建議。通過對懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和對地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與民生保障的關(guān)鍵作用,充分保障其作為淮河流域生態(tài)屏障的作用,為懷遠(yuǎn)縣生態(tài)空間規(guī)劃和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供理論支撐,為濱水縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究提供參考,進(jìn)一步完善縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究樣本類型。

1" " 研究區(qū)域和研究方法

1.1" "研究區(qū)域概況

安徽省蚌埠市懷遠(yuǎn)縣地處皖北,居淮河中游,水系發(fā)達(dá),是全國產(chǎn)糧百強(qiáng)縣,行政區(qū)劃總面積為2 192 km2。懷遠(yuǎn)縣水資源豐富,境內(nèi)河流和湖泊眾多,除淮河以外,還有渦河、芡河和北淝河等9條河流穿城而過,是典型的濱水縣域空間類型。近年來,懷遠(yuǎn)縣社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,城鎮(zhèn)規(guī)模不斷增大,生態(tài)空間保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾愈加突出。濕地萎縮、水土流失、泥沙淤積和水體污染等問題導(dǎo)致濱水空間生物多樣性的減少和生態(tài)服務(wù)功能的降低,嚴(yán)重影響了濱水空間的生態(tài)安全。為全面提高縣域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,迫切需要通過構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)來整合各種生態(tài)資源。

1.2" "數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本文實(shí)驗(yàn)所用數(shù)據(jù)來源于2020年懷遠(yuǎn)縣土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)和中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺的30 m分辨率的GDEMV2數(shù)字高程數(shù)據(jù)庫,所有數(shù)據(jù)均在(Geographic Information System,GIS)軟件中進(jìn)行了統(tǒng)一投影坐標(biāo)系統(tǒng)的處理。

1.3" "研究方法

基于生態(tài)學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)的物質(zhì)空間規(guī)劃原理[14],以“源地—廊道”作為基礎(chǔ)空間結(jié)構(gòu)模式,梳理懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)要素并計(jì)算空間連通性,以現(xiàn)狀建設(shè)因子和自然條件稟賦為基礎(chǔ),構(gòu)建生態(tài)阻力面;借助MCR模型提取廊道空間,在此基礎(chǔ)上識別生態(tài)源地盲區(qū),補(bǔ)充踏腳石景觀斑塊和判別生態(tài)夾點(diǎn),綜合構(gòu)建懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),進(jìn)而從現(xiàn)狀問題解決和實(shí)施保障的角度提出優(yōu)化建議。

1.3.1" "生態(tài)源地識別

狹義的生態(tài)源地是生物的棲息地,廣義的生態(tài)源地是生物在空間中進(jìn)行活動時(shí)產(chǎn)生地理擴(kuò)散和維持的基點(diǎn)。生態(tài)源地的基礎(chǔ)內(nèi)涵包括具備容災(zāi)韌性的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、連續(xù)且完整的景觀生態(tài)格局[15]。生態(tài)源地是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的核心基點(diǎn),能有效維持生態(tài)網(wǎng)絡(luò)韌性,因此,生態(tài)源地的甄選是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的重要先導(dǎo)工作。

MSPA可度量景觀斑塊在地理空間的結(jié)構(gòu)連接特征,其采用灰度柵格的分布算法解析生態(tài)空間布局的特征,通過特征識別和分割處理,提升解構(gòu)出的結(jié)構(gòu)信息的精確度和有效性[16]。以柵格像元為基本單元,識別影響研究區(qū)整體連通性較高的生態(tài)斑塊和廊道,并以核心區(qū)、邊緣區(qū)、橋接區(qū)、支線、孤島、孔隙和環(huán)道區(qū)等7類結(jié)構(gòu)要素來提取生態(tài)空間核心區(qū)的景觀斑塊,各結(jié)構(gòu)要素之間相互獨(dú)立且在地理空間中不重疊,其中核心區(qū)和橋接區(qū)對生態(tài)空間整體連通格局的影響較大,選用該方法提取生態(tài)空間核心區(qū)的景觀斑塊相對客觀、科學(xué)。

以懷遠(yuǎn)縣縣域范圍內(nèi)的林地空間、草地空間、其他農(nóng)用地空間、區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施用地空間、濕地空間、園地空間和陸地水域空間為基礎(chǔ),設(shè)置灰度柵格的前景,通過MSPA識別核心區(qū)斑塊,并通過用地規(guī)模篩分和Conefor判斷連通性,進(jìn)而甄選能有效提供優(yōu)質(zhì)生態(tài)服務(wù)的景觀斑塊作為來源地。

1.3.2" "構(gòu)建阻力面

阻力面分析是構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)[17]。判別自然資源稟賦對生物流的影響以及選取對生物流產(chǎn)生阻力作用的建設(shè)因子是構(gòu)建阻力面的關(guān)鍵。根據(jù)已有相關(guān)研究,結(jié)合懷遠(yuǎn)縣縣域建設(shè)情況、自然資源稟賦條件進(jìn)行影響生物流的阻力因子賦值的判定,阻力值范圍選擇1~1 000,數(shù)值大小反映生物流阻力,阻力值越大,對生物流的影響越大,其中,土地利用類型的阻力值權(quán)重為0.2,地形坡度的阻力值權(quán)重為0.8。需要強(qiáng)調(diào)的是,本研究確定的阻力值反映的是阻力因子對生物流的影響程度以及物質(zhì)與信息在地理空間中向外延展的難易程度,而非一個(gè)絕對的影響力數(shù)值。生態(tài)阻力因子及其阻力值見表1。

1.3.3" "生態(tài)廊道提取

1.3.4" "生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化

以“源地—廊道”作為基礎(chǔ)空間的結(jié)構(gòu)模式,通過GIS平臺疊加生態(tài)源地并結(jié)合MCR模型提取的生態(tài)廊道構(gòu)建懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。針對懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀,以分級分類開展建設(shè)工作以及整體提升網(wǎng)絡(luò)連通性和覆蓋度為主要思路,對懷遠(yuǎn)縣生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化并探索通過規(guī)劃手段予以落實(shí)。具體方法為:以Centrality Mapper工具分析生態(tài)源地,以生態(tài)廊道重要性為依據(jù)以及借助中心度分級,通過確定生態(tài)源地和生態(tài)廊道的保護(hù)等級,并通過辨識生態(tài)夾點(diǎn)來判斷重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域;通過識別生態(tài)源地盲區(qū)并構(gòu)建踏腳石,增強(qiáng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)各組成部分之間的聯(lián)系。為保證生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建設(shè)的落地實(shí)施,提出相應(yīng)的國土空間規(guī)劃管控要求,最終形成懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的綜合策略。

2" " 結(jié)果與分析

2.1" "懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)源地規(guī)模與分布

基于MSPA方法對懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)空間進(jìn)行結(jié)構(gòu)識別,生態(tài)空間共分成核心區(qū)、孤島區(qū)、邊緣區(qū)、孔隙、橋接區(qū)、支線和環(huán)道區(qū)等7類結(jié)構(gòu)要素。其中核心區(qū)結(jié)構(gòu)要素規(guī)模約為15 074 hm2,占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的55.81%,包括淝河、四方湖、黃馬溝、清溝河、懷洪新河、渦河、芡河、茨淮新河、鰻鯉池、淮河及泥河等水體和荊山與平阿山等山體。從用地規(guī)模上來看,以水體為主。從其在縣域空間的分布格局來看,核心區(qū)結(jié)構(gòu)要素的斑塊分布破碎度較高,連通度較差。斑塊主要集中在懷遠(yuǎn)縣的東部和中部區(qū)域,南部區(qū)域分布較少,北部區(qū)域缺乏核心區(qū)結(jié)構(gòu)要素的分布。孤島區(qū)結(jié)構(gòu)要素是規(guī)模小且孤立存在的景觀結(jié)構(gòu)要素,主體散布于建設(shè)空間,是生態(tài)踏腳石的優(yōu)選空間,其規(guī)模達(dá)到4 828 hm2,占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的17.87%。邊緣區(qū)結(jié)構(gòu)要素可以緩解核心區(qū)與背景景觀區(qū)之間的隔閡,幫助降低外界所產(chǎn)生的干擾因素,其面積為4 382 hm2,占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的16.22%??紫督Y(jié)構(gòu)要素的面積為36 hm2,僅占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的0.14%。橋接區(qū)結(jié)構(gòu)要素是生物流在地理空間的運(yùn)動通道,有助于地理空間中物種、物質(zhì)和能量的連通,面積為663 hm2,占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的2.45%。支線結(jié)構(gòu)要素具備連通效用,面積為1 591 hm2,占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的5.89%。環(huán)道區(qū)結(jié)構(gòu)要素是生物在生態(tài)斑塊中流動的范圍,面積為437 hm2,占縣域生態(tài)空間總規(guī)模的1.62%。

核心區(qū)生態(tài)斑塊連接度重要值dPC是判別生態(tài)流連通程度的指標(biāo)。dPC數(shù)值越高,代表斑塊對縣域生態(tài)空間整體連通度的貢獻(xiàn)越大。本研究在構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)過程中,結(jié)合已有研究,以0.001作為判別核心區(qū)生態(tài)斑塊是否為生態(tài)源地的基準(zhǔn)值,dPC gt; 0.001的選為生態(tài)源地。

借助Conefor軟件對MSPA的核心區(qū)結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行dPC計(jì)算。結(jié)果顯示,懷遠(yuǎn)縣縣域范圍內(nèi)共有80塊源地,總規(guī)模為13 990 hm2,斑塊數(shù)目僅為MSPA的核心區(qū)結(jié)構(gòu)要素總規(guī)模的3%,但其用地規(guī)模達(dá)到了核心區(qū)總用地規(guī)模的92.8%。根據(jù)該比例可以看出,本研究篩選的生態(tài)源地重要且規(guī)模較大,實(shí)驗(yàn)方法可行。運(yùn)用Centrality Mapper工具分別對生態(tài)源地結(jié)構(gòu)要素的重要性進(jìn)行評價(jià),借助自然斷點(diǎn)法對生態(tài)源地進(jìn)行3級劃分。位于縣域中部的渦河中段、懷洪新河中段及荊山等具有較高的中心性,是一級生態(tài)源地的主要分布區(qū)域;芡河西段、茨淮新河?xùn)|段和渦河?xùn)|段等是二級生態(tài)源地的主要分布區(qū)域。整體來看,懷遠(yuǎn)縣生態(tài)源地斑塊空間破碎化程度較高。

2.2" "懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)廊道分布

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中心度是分析生態(tài)源地和生態(tài)廊道重要性的一項(xiàng)指標(biāo),其數(shù)值越大表示重要性越高。MCR模型通過阻力值計(jì)算提取生態(tài)廊道。運(yùn)用Centrality Mapper工具分別對生態(tài)廊道要素的重要性進(jìn)行評價(jià),借助自然斷點(diǎn)法對生態(tài)廊道進(jìn)行5個(gè)級別劃分。其中5級廊道3條,總長度為10.8 km,在懷遠(yuǎn)縣廊道數(shù)量中占比最少;4級、3級和1級廊道占比次之,數(shù)量和總長度在總體上依次上升;2級生態(tài)廊道數(shù)量最多,為107條,且總長度最長。3級、4級和5級廊道是懷遠(yuǎn)縣生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的重要組成,數(shù)量共有87條,主要分布在芡淮新河、芡河、渦河和北淝河等4條河流的一側(cè)與荊山附近,構(gòu)成了懷遠(yuǎn)縣范圍內(nèi)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的“骨架”,對于維持生物遷徙路徑的完整性和提高生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)連通性具有極其重要的作用。

2.3" "懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

通過GIS平臺對懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)源地和生態(tài)廊道進(jìn)行空間疊置,形成懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。所生成的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)可以直觀地反映懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的空間分布情況。從整體來看,懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成具有典型的濱水特性,縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)非均質(zhì)化的空間布局特點(diǎn)??h域北部區(qū)域和西部偏北區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋度較低,其他區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋度水平接近;生態(tài)源地相對較少且景觀阻力相對較大的建設(shè)密集區(qū),其生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度也相對較低。

3" "討論

針對懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和基礎(chǔ)問題,從提升生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性和穩(wěn)定性覆蓋度的角度,通過分級保護(hù)生態(tài)源地和生態(tài)廊道,進(jìn)一步優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并通過強(qiáng)化國土空間規(guī)劃管控,為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提供落地實(shí)施保障。

3.1" "縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

3.1.1" "生態(tài)源地和生態(tài)廊道的分級保護(hù)

生態(tài)源地和生態(tài)廊道是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中需要著重關(guān)注的生態(tài)資源。Centrality Mapper工具分析出來的高中心性的生態(tài)源地和生態(tài)廊道往往是生物最重要的棲息場所和遷徙廊道。因此,依據(jù)懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的中心度值,保護(hù)和增強(qiáng)中心度高的生態(tài)源地和生態(tài)廊道,對保障生物遷徙和棲息等活動具有重要的作用。

以不同中心度值為判斷標(biāo)準(zhǔn),分級保護(hù)生態(tài)源地和生態(tài)廊道,制定相應(yīng)的保護(hù)和建設(shè)策略,可以更為準(zhǔn)確地把握保護(hù)建設(shè)側(cè)重點(diǎn),更高效地實(shí)現(xiàn)對生態(tài)源地和生態(tài)廊道的效能提升。生態(tài)源地和中心度值3級及以上生態(tài)廊道是需要重點(diǎn)保護(hù)和高質(zhì)量建設(shè)的區(qū)域,是保障生態(tài)網(wǎng)絡(luò)完整性和結(jié)構(gòu)連通性的關(guān)鍵所在,需要制定最為嚴(yán)格的底線管控制度和動態(tài)監(jiān)督制度,保證其規(guī)模不能減少并嚴(yán)格審核準(zhǔn)入建設(shè)活動,確保其生態(tài)功能的可持續(xù)性和高中心度。大型林地和水體是生態(tài)源地的重要組成部分,針對大型林地生態(tài)源地應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)域現(xiàn)有動植物資源的保護(hù)力度,有效保護(hù)區(qū)域生態(tài)多樣性穩(wěn)定、健康地發(fā)展,使各類生物有較為良好的生存環(huán)境;針對水體生態(tài)源地,應(yīng)加強(qiáng)污染防治和治理,盡量降低人類活動對生態(tài)源地水體質(zhì)量的負(fù)面影響。生態(tài)廊道建設(shè)的保護(hù)重點(diǎn)是保持懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)“骨架”的穩(wěn)定性,并通過生態(tài)維護(hù)保持其對重要生態(tài)源地間的聯(lián)通作用。3級以下生態(tài)廊道的重要性和保護(hù)優(yōu)先級略低,但也是最有可能發(fā)展為高質(zhì)量生態(tài)網(wǎng)絡(luò)通道的關(guān)鍵領(lǐng)域,需要著重加強(qiáng)其內(nèi)部的生態(tài)修復(fù)和建設(shè),并改善薄弱點(diǎn),進(jìn)一步提升其生態(tài)功能效率和中心度。

3.1.2" "生態(tài)夾點(diǎn)的辨別與建設(shè)

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和城市交通用地等阻力較大的景觀基質(zhì)交叉點(diǎn)往往是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的敏感脆弱區(qū)域,這些區(qū)域的生態(tài)適宜性較差,生態(tài)廊道容易斷裂,是生態(tài)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通過程中的障礙點(diǎn),被稱為生態(tài)夾點(diǎn)。生態(tài)夾點(diǎn)是維護(hù)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全的重要節(jié)點(diǎn),是優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)過程中需要積極消除和改善的關(guān)鍵區(qū)域。

經(jīng)統(tǒng)計(jì),懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)空間中共有984處生態(tài)敏感區(qū)域?yàn)樯鷳B(tài)夾點(diǎn),總面積達(dá)978.5 hm2。由此可見,該縣原有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)具有較大的不穩(wěn)定性和脆弱性。為解決這一問題,應(yīng)優(yōu)先保護(hù)這些區(qū)域并進(jìn)行生態(tài)夾點(diǎn)處的修復(fù)建設(shè),增強(qiáng)其生態(tài)適宜性可以作為提升生態(tài)廊道結(jié)構(gòu)連通性和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性的重要措施。此外,生態(tài)夾點(diǎn)主要集中在生態(tài)廊道與道路的相交處,在今后的規(guī)劃建設(shè)中要最大程度地減少生態(tài)夾點(diǎn)的出現(xiàn)。一方面,通過綜合統(tǒng)籌和合理規(guī)劃布局道路網(wǎng)絡(luò),盡量減少道路之間的不必要交叉,同時(shí),在建設(shè)道路工程時(shí)應(yīng)該設(shè)置天橋或隧道等生物通道,提高物種遷移過程中的存活率,保證正常的物質(zhì)能量流通;另一方面,在路網(wǎng)比較密集的區(qū)域,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)生態(tài)廊道周邊的綠化建設(shè)和生態(tài)修復(fù),控制周圍建設(shè)用地的擴(kuò)張范圍,為未來生態(tài)廊道規(guī)劃和建設(shè)預(yù)留足夠的生態(tài)建設(shè)空間。

3.1.3" 生態(tài)源地盲區(qū)識別和生態(tài)踏腳石補(bǔ)充

生態(tài)源地盲區(qū)的識別是提升生態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能性連接的基礎(chǔ)。由以上研究結(jié)果可知,生態(tài)源地破碎化、分布不均衡和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全是懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的主要問題,而那些沒有被覆蓋到的區(qū)域往往是生態(tài)盲區(qū)??梢圆捎镁彌_區(qū)分析方法,以泰森多邊形為優(yōu)化導(dǎo)向識別生態(tài)源地盲區(qū),并在這些盲區(qū)增加生態(tài)踏腳石,以便為生物在長距離遷徙時(shí)提供短暫中轉(zhuǎn)空間。

在新型城鎮(zhèn)化和國土空間規(guī)劃的背景下,生態(tài)空間、農(nóng)業(yè)空間和城鎮(zhèn)空間此消彼長,共同組成完整的縣域空間,因此,生態(tài)空間的增補(bǔ)需要充分協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)空間和城鎮(zhèn)空間,以生態(tài)保護(hù)和基本農(nóng)田保護(hù)為底線,適度考慮城鎮(zhèn)發(fā)展建設(shè)。結(jié)合懷遠(yuǎn)縣縣域用地和用海的空間現(xiàn)狀,生態(tài)用地范圍內(nèi)的踏腳石仍選擇原有生態(tài)用地,生態(tài)用地范圍外的踏腳石主要考慮3種篩選方案,分別如下:

方案1:在生態(tài)源地盲區(qū)就近選擇相鄰的生態(tài)用地,尤其是具有高質(zhì)量生態(tài)服務(wù)功能的近距離生態(tài)用地。此方案利用附近生態(tài)用地,經(jīng)濟(jì)性高、實(shí)操性強(qiáng),但就近所選的生態(tài)踏腳石空間距離不等、空間精度不高,維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能相對薄弱。

方案2:在生態(tài)源地盲區(qū)原址新建生態(tài)空間,用地類型以林地為主。此方案的生態(tài)源地盲區(qū)附近踏腳石空間距離相等、空間精度高,維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能強(qiáng),但新建生態(tài)用地?cái)?shù)量較多,需要充分協(xié)調(diào)已有城鎮(zhèn)空間和農(nóng)業(yè)空間的布局,尤其在新建生態(tài)空間的落地涉及城鎮(zhèn)開發(fā)邊界和基本農(nóng)田保護(hù)范圍的情況下,多個(gè)管轄部門的協(xié)調(diào)難度大、整體方案經(jīng)濟(jì)性不高及實(shí)操性弱。

方案3:在生態(tài)源地盲區(qū)就近選擇和原址新建相結(jié)合。此方案充分利用生態(tài)源地盲區(qū)附近生態(tài)用地和新建生態(tài)用地,能有效避免城鎮(zhèn)開發(fā)邊界和基本農(nóng)田保護(hù)范圍的占用所帶來的多部門協(xié)調(diào)問題,整體精度相對較強(qiáng)、較經(jīng)濟(jì),實(shí)操性較強(qiáng),有利于維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。結(jié)合生態(tài)空間現(xiàn)狀布局,500 m閾值范圍內(nèi)沒有生態(tài)用地的要新建生態(tài)用地。

經(jīng)過對以上3種方案的綜合分析比較,考慮生態(tài)踏腳石建設(shè)的準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性以及方案實(shí)施的可操作性,最終選取方案3作為確定生態(tài)踏腳石的規(guī)則,即充分協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)空間和農(nóng)業(yè)空間,以原有的生態(tài)用地為主、以新建生態(tài)用地為輔來建設(shè)生態(tài)踏腳石。具體做法是:將生態(tài)源地緩沖區(qū)和泰森多邊形進(jìn)行疊加,得到一個(gè)500 m半徑的生態(tài)盲區(qū)。若500 m閾值范圍內(nèi)原有生態(tài)用地,即以此生態(tài)用地作為生態(tài)踏腳石,反之則新建以林地為主要用地類型的生態(tài)用地作為生態(tài)踏腳石。經(jīng)統(tǒng)計(jì),懷遠(yuǎn)縣縣域總生態(tài)踏腳石數(shù)量為92個(gè),總面積為158 hm2,其中84個(gè)生態(tài)踏腳石為原有的生態(tài)用地,8個(gè)生態(tài)踏腳石為新建生態(tài)踏腳石。在新建踏腳石中,白蓮坡鎮(zhèn)和魏莊鎮(zhèn)各占2個(gè),淝南鎮(zhèn)、荊山鎮(zhèn)、蘭橋鄉(xiāng)和唐集鎮(zhèn)各占1個(gè)。新建生態(tài)踏腳石數(shù)量占懷遠(yuǎn)縣縣域總生態(tài)踏腳石數(shù)量的8.70%,而新建生態(tài)踏腳石面積為4 hm2,僅占懷遠(yuǎn)縣縣域踏腳石規(guī)模的3.00%。利用500 m閾值范圍內(nèi)原有的生態(tài)用地和新建的少量生態(tài)用地相結(jié)合作為生態(tài)踏腳石的方法是高效經(jīng)濟(jì)且切實(shí)可行的,對于提高懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)用地的覆蓋度和提升縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的功能連接完整性具有重要意義。

3.2" "基于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的國土空間規(guī)劃管控

國土空間規(guī)劃作為統(tǒng)籌生態(tài)用地與其他用地的重要手段,是保障生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建設(shè)落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。可以將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的各項(xiàng)技術(shù)措施通過法定規(guī)劃成果的形式予以確定,并通過實(shí)施保障機(jī)制保證其落實(shí)效果。

首先,將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)融入國土空間規(guī)劃中,構(gòu)建“總體規(guī)劃—詳細(xì)規(guī)劃—專項(xiàng)規(guī)劃”相互協(xié)同的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃編制體系。其中,總體規(guī)劃作為詳細(xì)規(guī)劃和專項(xiàng)規(guī)劃的依據(jù),重點(diǎn)需要為懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化制定總體目標(biāo)和建設(shè)思路,協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)空間和農(nóng)業(yè)空間,確定生態(tài)用地規(guī)模和生態(tài)保護(hù)紅線的范圍和管控要求,將生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專項(xiàng)規(guī)劃列入編制清單,并依據(jù)生態(tài)用地的保護(hù)要求劃定生態(tài)保護(hù)單元。詳細(xì)規(guī)劃作為總體規(guī)劃的下位規(guī)劃,需要分解落實(shí)總體規(guī)劃的相關(guān)目標(biāo),確定重點(diǎn)保護(hù)生態(tài)源地和生態(tài)廊道以及生態(tài)踏腳石的范圍和建設(shè)要求,充分銜接其他用地屬性和權(quán)屬,提高生態(tài)用地建設(shè)的社會效益,保證規(guī)劃的可操作性和實(shí)施性。進(jìn)一步地,可以加強(qiáng)重點(diǎn)生態(tài)用地的詳細(xì)設(shè)計(jì),提升生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的景觀價(jià)值。相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃是直接對標(biāo)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的規(guī)劃類型,應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的內(nèi)在原理和總體規(guī)劃的目標(biāo),對生態(tài)空間保護(hù)、建設(shè)和修復(fù)提出更為專業(yè)的技術(shù)措施,重點(diǎn)解決已出現(xiàn)的各類濱水縣域環(huán)境問題,提升濱水縣域空間生物多樣性和全部生態(tài)要素的整體生態(tài)效率。其次,為保證規(guī)劃編制內(nèi)容的準(zhǔn)確落實(shí),需要形成和制定相應(yīng)的保障措施,尤其是針對生態(tài)空間保護(hù)的補(bǔ)償制度、生態(tài)建設(shè)獎勵制度、各部門高效運(yùn)作的行政管理制度以及動態(tài)監(jiān)督考核制度,解決規(guī)劃實(shí)施中可能出現(xiàn)的各種問題,形成政府協(xié)同主導(dǎo)、社會積極參與、監(jiān)督有力和動態(tài)穩(wěn)定的生態(tài)優(yōu)化實(shí)施布局。

4" " 結(jié)論

生態(tài)空間是濱水縣域落實(shí)生態(tài)文明建設(shè)要求和確保城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中生態(tài)優(yōu)先原則的基本物質(zhì)空間載體。通過識別生態(tài)源地和提取生態(tài)廊道來量化分析生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)特征,在此基礎(chǔ)上通過識別生態(tài)夾點(diǎn)以及補(bǔ)充踏腳石完善生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),可以更為準(zhǔn)確地掌握濱水縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,明確高質(zhì)量發(fā)展背景下生態(tài)安全格局提升的精準(zhǔn)施力點(diǎn),從而高效提升其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效能。本研究以典型濱水縣域——懷遠(yuǎn)縣縣域?yàn)檠芯繉ο?,以懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)空間為研究載體,基于MSPA方法提取核心生態(tài)斑塊,識別7種類型生態(tài)源地,定量評估其生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);再選取影響生態(tài)流的阻力因子構(gòu)建阻力面,利用MCR模型提取生態(tài)廊道;最后通過疊加生態(tài)源地與生態(tài)廊道,構(gòu)建出懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。主要成果包括:1)通過篩選識別出懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)源地的總面積為13 990 hm2;2)識別懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)廊道共292條,總長度為2 778.3 km;3)懷遠(yuǎn)縣域生態(tài)踏腳石數(shù)量為92個(gè),總面積為158 hm2,其中有84個(gè)生態(tài)踏腳石為原有生態(tài)用地,有8個(gè)生態(tài)踏腳石為新建生態(tài)用地;踏腳石提高了該縣縣域生態(tài)用地的覆蓋度和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能連接的完整性。整體來看,懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)處于良好的狀態(tài),但仍有很大的優(yōu)化和提升空間。優(yōu)化該縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò),需要充分利用現(xiàn)有資源,改善其生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分布不均衡和覆蓋度不全的問題,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升其在結(jié)構(gòu)和功能層面的連通性。通過對懷遠(yuǎn)縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化研究,可以在一定程度上解決目前已存在的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)格局安全問題,提升該縣縣域生態(tài)空間整體效能,同時(shí)也為其他類似的濱水縣縣域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和優(yōu)化提供一定的思路借鑒和研究樣本,為相關(guān)國土空間規(guī)劃編制和實(shí)施提供了參考依據(jù)。

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