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景觀中潛在的由某些關鍵性的局部、位置和空間組成，對維護或控制某種生態過程有著異常重要意義的空間格局被稱為景觀生態安全格局［1］。景觀連接度方法主要研究相同或者不同種類斑塊之間功能、生態過程上的有機聯系［2］，是一種較好的定量化評價景觀生態安全格局的方法。 從目前的研究來看，景觀連接度方法在生物棲息地保護、自然保護區規劃、生物多樣性保護等方面的理論和應用中較為成功［3］。近年來，已經有學者運用景觀連接度方法進行研究并指導景觀調整、生態規劃和城鄉建設。如西班牙學者Marulli等建立基于GIS的景觀連接度評價模型，全面診斷巴塞羅那陸地生態系統的景觀連接度，并識別出對這一地區景觀連接度起關鍵作用的生態節點、潛在生態廊道［4］;武劍鋒利用最小耗費距離模型和障礙影響空間格局對深圳市生態連接度進行了分級評估，并對該區域景觀格局變化進行動因分析，在此基礎上，從景觀連接度的角度探討了深圳市生態保護策略［5］。 不同尺度和環境條件下發生的生態過程各不相同，所以可以連通生態過程的距離也就各不相同。因此，運用景觀連通度方法進行區域景觀生態安全格局評價時，關鍵在于針對該區域主要生態過程確定景觀連接度的距離閾值。 1研究區概況 朝陽區地理位置為39°48'～40°9'N，116°21'～116°42'E，北京沖洪積平原中部，地形平坦開闊。境內有8條主要河流，最大的溫榆河流經東部，天然植被多被改造為農田、城鎮綠化帶、防護人工林網等。受水資源狀況制約和人類活動的影響，尤其是城鄉建設用地不斷擴張，區內景觀分異明顯。特別說明:本文研究范圍不包括朝陽區首都機場街道。 2研究方法 參考相關研究［6－7］，基于生態流原理，針對土地利用這一生態過程，以區內林地、草地、塊狀水體3類具有高生態服務功能值［8－9］的生態斑塊作為研究對象。設定50m、100m、200m、400m、600m、800m、1000m、1200m、1400m等9個距離閾值，分別計算各距離閾值下該地區生態系統景觀連接度指數值以及不同面積斑塊的重要性值，以反映不同距離閾值影響景觀連接度變化的規律。 2.1景觀連接度指數 采用景觀組分數(NC)、整體連接度指數(ⅡC)和可能連接度指數(PC)表征該地區景觀連接度狀況［10］。1)景觀組分數(NC)景觀組分是指由功能或結構上互相連通的斑塊組成的整體。因此，不同景觀組分之間彼此孤立，不存在生態過程的聯系。NC的定義表明它是一個二元指數，即斑塊只存在連接和不連接2種情況，相互連接的斑塊組成景觀組分。2)整體連接度指數(IIC)IIC計算結果在0～1之間，其值越接近于1，景觀連接度越高。計算結果為1時，表明區域內所有景觀斑塊均可視作生態斑塊。IIC同樣為二元指數，對其進行計算時，需設定某一距離閾值以判斷任意2個生態斑塊之間生態功能是否連接，2生態斑塊間距離小于此距離閾值即表示二者是連接的，反之則表明二者不連接。3)可能連接度指數(PC)PC將斑塊i和斑塊j之間的連接程度用最大擴散概率P*ij表示，與斑塊間距離存在負相關關系。 2.2斑塊重要性(dI) 景觀連接度指數除了可以表征景觀的連接程度，還可以被用來反映景觀中某個斑塊對景觀整體的重要程度。從景觀連接度的角度來說，斑塊的重要性表現為其對景觀保持連通的貢獻程度［11－12］。選取的景觀連接度指數不同，計算所得的斑塊重要值也不同。dI值越大，表明這一斑塊存在與否對該區域的景觀連接程度影響越顯著、重要程度越高;反之則影響程度越細微、重要程度越低。 2.3數據處理 本研究在ArcGIS9.3軟件中對北京市朝陽區2010年9月Quick－Bird衛星影像進行目視解譯，結合現場調查，得到研究區景觀分類圖(圖1)，并提取林地、草地、塊狀水體3類景觀斑塊作為生態斑塊(圖2)。在Fragstats3.3軟件中計算景觀連接度指數，在ConeforSensinode2.2軟件中計算斑塊重要性。 3結果與分析 3.1距離閾值與景觀連接度的變化 表1反映了不同距離閾值條件下朝陽區生態斑塊NC值、ⅡC值、PC值的變化?？梢钥闯觯S著距離閾值的增加，NC值在逐漸降低。距離閾值為50m時，NC值為245個，表明該距離閾值景觀組分多，景觀較破碎，各生態斑塊的連接度不高;距離閾值為1400m時，全部生態斑塊都連為一體，能夠相互聯系。ⅡC值與PC值均呈現增加趨勢，絕對值較低，說明該地區生態斑塊總面積占國土面積比例較小，整體景觀連通性水平較低。因此，從這一角度分析，難以辨別景觀連接度較適宜的距離閾值。 3.2距離閾值與斑塊重要性值的變化 如前文所述，利用景觀連接度指數計算景觀中每個斑塊的重要性值，以研究所設定距離閾值下不同面積大小的斑塊對景觀連通的貢獻程度。圖3反映了不同距離閾值下單個生態斑塊面積及該斑塊的斑塊重要性(dI)的變化狀況?？梢园l現:無論距離閾值如何變化，面積較大的大型生態斑塊重要程度都高，是維持該區域生態平衡的核心斑塊。當距離閾值太大(＞800m)或太小(＜200m)時，無法反映出中小型斑塊對景觀連通性的貢獻程度。而事實上，面積較小的中小型斑塊對連通生態過程具有非常重要的作用。當距離閾值在200～800m時，中小型斑塊的重要性得到較大提升，能夠說明其對區域整體景觀連通性的貢獻，符合實際情況。因此，從斑塊重要性角度分析，200～800m是研究區景觀連接度適宜的距離閾值。 3.3不同距離閾值下景觀組分數與最大組分斑塊數的變化 不同距離閾值下景觀組分數(NC)與最大組分班塊數如圖4所示。圖4表明，隨著距離閾值的增加，NC值逐漸減小，而組成最大組分的生態斑塊數量逐漸增多。其變化曲線變化表現可以總結為如下4個區間: #p#分頁標題#e#
1)距離閾值為50～400m時，NC值由245減至27，最大組分的生態斑塊數由29個增加到151個，最大組分的面積由3017hm2增加到6870hm2，其占全部生態斑塊總面積的比例由30.34%提高到60.08%。這一區間，NC值徒降，最大組分的生態斑塊數、面積均徒增。 2)距離閾值為400～600m時，NC值從27減至14，最大組分的生態斑塊數由151個增加到169個，最大組分的面積占全部生態斑塊總面積比例提高到72.38%。相對于其他區間，此區間NC值及最大組分所含生態斑塊數變化較小。說明在此距離閾值區間，該地區景觀相對集中，景觀連通性較高，且變化較穩定。 3)距離閾值為600～800m時，NC值由14降至5，最大組分的生態斑塊數從169個增加為508個，面積占全部生態斑塊總面積的比例增至99.45%。在此區間，雖然NC值變化率相對較小，但是最大組分內部的生態斑塊數劇增，變化幅度大，說明最大組分易受距離閾值變化的影響，最大組分內部穩定性差。由于組分本身就是區域景觀格局的組成部分，其內部的不穩定必然導致整體連通性的不穩定。 4)距離閾值為800～1400m時，NC值從5減少為1，最大組分面積逐漸接近生態斑塊占地總面積，達到區域內全部斑塊連通的情況。為保障景觀連通性，如果景觀連接度的距離閾值在這一區間取值，那么相當于該區域所有生態斑塊是能連接的，換言之，該區域所有的景觀斑塊都可以作為生態斑塊。顯而易見，在實際情況中這一假設是不成立的。 由上述分析不難看出:在400～600m距離閾值區間前后，NC值徒降的走勢變為緩慢降低，最大組分斑塊數變化趨勢由緩慢增加變為徒增。而在城鄉生態建設過程中，既要使生態系統中有足夠規模的生態斑塊以提供能大部分正向生態服務功能，又不能一味地增大生態斑塊面積而忽略了社會經濟發展對土地資源的緊張需求。因此，從這一角度出發，400～600m這一范圍可以作為研究區景觀連接度的較適宜距離閾值區間。 4結論與討論 綜合上述3個角度的分析，對于這一研究區域，運用景觀連接度方法進行生態安全格局評價、指導景觀調整、生態規劃及城市建設時，其較適宜距離閾值區間為400～600m。 景觀連接度距離閾值的研究要服務于實際工作。如前文所述，當距離閾值在200～800m時，小型斑塊的重要性得到較大提升，表明其對景觀連通性有一定貢獻。生態系統中的大型生態斑塊作為各類生態功能和生態過程的主要“集散地”，是區域生態系統穩定和健康的物質基礎，其關鍵性不言而喻。但是從景觀生態安全格局建設可操作性角度考慮，在土地資源日益緊缺與城市化開發建設過程對土地資源的大量需求這一矛盾存在的背景下，大型生態斑塊的保護、維持、擴展的成本在日益增大，而小型生態斑塊的維護成本相對較低，建設方式相對靈活，能否作為區域景觀生態安全格局建設的主要措施還值得探討。因此，本文在距離閾值研究的基礎上，進一步探討小型生態斑塊Ⅱ的作用。 選擇400～600m距離閾值區間內的500m作為距離閾值，從景觀連接效應角度評價小型生態斑塊對景觀連通性的影響程度。參考城市公園綠地分類方法，提取并去除面積小于10hm2的生態斑塊作為小型生態斑塊，其多為街旁綠地、小型社區公園等，共計395塊，占生態斑塊總數的76.70%，面積占生態斑塊總面積的7.21%。再重新計算500m距離閾值下研究區的NL值、ⅡC值和PC值。比較去除小型生態斑塊前后各景觀連接度指數:不存在小型生態斑塊時，研究區的NC值由原來的21減至19，最大組分斑塊個數由154個徒降至62個，面積從6934hm2降到6700hm2;ⅡC值和PC值分別下降了7.25%和10.80%。由此看出，小型生態斑塊雖然在生態斑塊總面積中占的比例不大，但是對提高區域景觀連接度，進而維持和穩定區域景觀生態安全格局卻起著較大作用。 因此，在城市化進程中為提高景觀的連通程度、保障生態流運行、提高生態安全水平，既要保障區域內對生態平衡起主導作用的較大面積核心生態用地，又要維護、調整小型生態用地，提高其質量，體現其促進景觀連通的關鍵節點作用。
