多粒度視角下生境網絡連接度分析
——以蘇錫常地區白鷺為例

(南京農業大學 江蘇 南京 210000)

在多尺度上評價和優化景觀破碎化區域的生態過程能夠有效避免生境斑塊質量下降、破碎化、島嶼化程度日益嚴重[1-2]等問題。但其對研究對象的特征尺度具有很強的依賴性[3]，然而，現有關于連接度的研究當中，多從單一尺度展開，多尺度視角下連接度研究較少，而在多尺度研究中，又以幅度研究居多，粒度研究較少，需要我們進行探索。因此，本文從多尺度視角下的多粒度視角出發，對蘇錫常地區白鷺生境網絡連接度進行分析評價，試圖解答：(1)網絡連接度是否存在粒度效應；(2)蘇錫常地區白鷺生境網絡的特征粒度是否存在？以期從多粒度視角為蘇錫常地區白鷺生境網絡連接度優化提供建議。

一、研究區概況

蘇錫常地區地處119°08′～121°15′E，30°46′～32°04′N之間，位于長江三角洲腹心地帶，是長三角地區的一個重要組成部分，伴隨城市化的快速發展，人類發展與生境保護之間的矛盾日益突出。

二、數據與研究方法

(一)數據來源及處理

主要包括2015年蘇錫常地區TM遙感數據，數據源自地理國情監測云平臺。TM影像經解譯得到蘇錫常地區土地利用/覆被數據。

(二)研究方法

1.研究粒度選擇與獲取

本研究主要針對粒度效應進行相關研究，幅度保持不變。本研究的數據主要來源為2015年蘇錫常地區白鷺生境斑塊柵格數據(粒度30×30m)，在ArcGIS中以10m為間隔獲取30m～300m范圍內粒度數據。

2.網絡構建與連接度指數計算

根據已有研究成果[4]利用直線路徑法以10km為閾值構建生境網絡。本文選取的連接度指數包括閉合度α、線點率β及網絡連接度γ[5]，功能連接度指數H、F、IIC、AWF、PC。根據相關研究設定p值為0.5[6-7]，在Conefor Sensinode中完成計算。同時為了避免太湖由于面積過大對其他斑塊指數計算結果造成影響，本研究不對其進行分析。

3.斑塊重要性評價

相對重要性指數時評價斑塊的常用指數，包括dPC、dIIC指數。本研究通過計算不同粒度下dPC、dIIC指數，由于斑塊重要性排序前十的斑塊對生境網絡具有重要意義，因此并篩選出多個粒度下重要性指數排序前十中均存在的斑塊，認定其對區域白鷺生態保護具有重要作用。

三、結果與分析

(一)網絡結構連接度分析

當粒度在30m～80m內時，導致結構連接度不斷上升；當粒度為90m時，結構連接度指開始下降，但仍舊高于粒度為30 m時的結構連接度；當粒度在90m～160m，210m～240m及260m～300m內時，結構指數不變，網絡結構在區間內較為穩定。當粒度在210m～240m時，各個指數水平較低，而當粒度在260m～300m內時，α為0，此時的網絡為開放性網絡。當粒度在170m～200m內時結構連接度快速下降，較小生境斑塊開始快速消失，說明在該區間尺度信息傳遞性較差。

(二)網絡功能連接度分析

圖2 功能連接度指數粒度變化圖

網絡功能連接度指數隨粒度變化的趨勢可以分為兩類：1)隨粒度變化變化不明顯，包括IIC、PC和AWF指數，隨著粒度變化，指數變化幅度較低，基本保持不變，即不存在粒度效應；2)隨粒度變化呈階梯狀，包括H、F指數，且這兩個指數在粒度域為90m～160m、210m～240m和260m～300m時結果相近。綜上，認定90m，210m和260m是白鷺生境網絡的特征粒度，而研究白鷺生境網絡的合適粒度域為90m～160m。

(三)斑塊重要性評價

在重要性排序前十的斑塊里，dIIC與dPC在各個粒度下都共同擁有的斑塊包括編號為16、18、19、21、26、32、37的7個斑塊，此外編號為4、11、12的三個斑塊也都存在于粒度為90m和220m下的dIIC與dPC排序前十的斑塊中，因此認定這10個斑塊是對區域白鷺生境保護具有重要意義。

四、結論

本研究對景觀連接度指數的粒度效應進行探索，研究結果表明：1)白鷺生境網絡連接度研究的最佳尺度域為90m～160m；2)網絡連接度指數隨粒度變化情況可分為無粒度效應與呈階梯狀的粒度效應兩類，在功能連接度指數中，IIC、PC與AWF指數無粒度效應，H與F指數存在呈階梯狀的粒度效應；3)編號4、11、12、16、18、19、21、26、32、37的斑塊對區域白鷺生境保護具有重要意義。

這一結果的產生是由于數據精度本身也存在粒度效應[8]，隨著粒度逐漸變大，景觀信息在傳遞的過程中逐漸丟失，在網絡中表現為斑塊的破碎與消失，進而導致連接度的升高或降低。因此選定合適的尺度域能夠幫助確定合適的網絡研究閾值，對進一步研究并保護白鷺網絡具有重要意義。