基于生態安全格局的鄉村景觀空間優化設計
——以張家口石板溝村為例

丁 翔 張婷婷 鄧 蔚 張博陽 侯鳳武

河北建筑工程學院

1 研究區域概況及數據來源

1.1 研究區概況

張家口位于河北省西北部，與京津晉蒙4省交匯，毗鄰北京，是連接四省的重要節點。2019年張家口政府提出建立首都水源涵養功能區和生態環境支撐區的文件顯示，張家口的整體規劃以生態為主，以綠色產業為發展引擎，以特色服務業為主要方式。項目地位于崇禮區，是蒙古高原與華北平原的過渡地區，距離張家口市中心只有20km車程。是華北地區最大的天然滑雪場，2020年北京冬奧會的滑雪項目位于此地。石板溝村屬于南地村的下屬自然村，周圍村落相對密集，都坐落再地勢相對較低的開闊地帶，石板溝村則建于半山腰間。

1.2 數據來源與預處理

主要數據包括：2018年張家口市土地利用數據來源于地理空間數據云，全國土壤類型數據、全國日降雨量數據、NDVI植被覆蓋度數據源自中國科學院資源環境科學與數據中心；DEM柵格數據選用數字高程模型30m分辨率，源自與地理空間數據云，并通過源數據，對研究要研究的區域進行裁剪，并生成高程、坡度等數據，方便對下一步進行整理。以上數據全部使用阿爾勃斯等面積割圓錐投影。

2 研究方法

2.1 生態安全格局的構建

2.2.1 生態安全格局的概念界定

生態安全格局一般也稱為生態安全框架，它通過景觀中的關鍵要素，如水文、雨洪、地質災害、鄉土安全、指示物種的棲息地、生態廊道等的構建，形成綜合的生態空間格局，并對空間規劃進行指導，生態安全格局的構建，有利于景觀空間在規劃前期有明確的標準，對景觀空間在生態性服務的應用提供完整的網絡。

2.2.2 生態系統服務重要性評價指標的選擇以及量化分類

通過對現有數據的收集整理，綜合生態環境的各項特征，使用合理的生態服務評價要素。針對石板溝村的地理條件，可知位于村與省路鄰近的位置有一條東西走向的河流，同時村位于山溝深處，進入山村需要走1km的上路，雖然村路相對明朗，但存在一定坡度，在進村的路上存在不少梯田。

因此本文在生態系統服務指標的要素上，選取5個方向（表1）。以期做較為全面的研究分析。

表1生態安全格局重要性評價指標選取

3 結果與分析

3.1 雨洪淹沒安全格局以及水源地保護安全格局

3.1.1 雨洪淹沒安全格局

基于DEM柵格數據，形成綜合的崇禮區水文分析結果，形成崇禮區的流域分析以及徑流模擬。在做雨洪淹沒分析時，需要收集崇禮日降量數據，數據來源與國家氣象科學數據中心，可知崇禮區年平均降雨量為488mm,同時對過去50年的崇禮日極端天氣進行匯總，收集到崇禮區10年一遇的日極端降雨量約為38.0mm，50年一遇的日極端降雨量約為50.7mm。在源的構建上基于SCS模型得出降雨量，通過計算產流與入滲得出地表產流量。

3.1.2 水源地保護安全格局

石板溝村距離水源地有2km的路程，位于村北側的東西方向的河流（清水河），寬度為4m左右。本文將項目區域所流經的清水河段作為水源地安全格局的“源”。在對當地水源地進行考察時發現，該河流流經多個村落，它滿足了多個村落的日常生活用水，因此河流受村落的生活垃圾污染、化肥污染等點污染、面污染較為嚴重。

本文在對水源地保護的河流緩沖區上選擇上，考慮到增加河流對污染物的自凈能力以及增加生物多樣性為原則，因此本文對河流的寬度使用15m、30m、40m（表1）為標準，最終形成水源地保護格局（圖1）。

3.2 生態多樣性保護格局

對該村落進行的實地調研及相關文獻的查詢，對石板溝村的生物多樣性的指示物種（焦點物種）進行篩選。在文獻中得知，崇禮區發現禽類21種、哺乳類17種、昆蟲類16種、爬行類5種、兩棲類2種、水生類4種，因此在對焦點物種的選擇上，我們使用發現種類較多的禽類，因其在當地動物資源中具有一定的典型性和代表性。

本文在對禽類物種的篩選上，從生態類群以及居留類型中展開，在生態類群上以涉禽和陸禽為主，居留類的選擇上以夏季鳥和留鳥為主，因此本文將大雁以及雉雞作為指示物種，通過相關文獻，獲取兩種物種的生態習性，結合整理收集的數據，對焦點物種進行棲息適宜性分析。

作為物種的核心棲息地的“源”，本文在物種“源”的提取上，使用大于1公頃面積作為核心棲息地的選擇，從而減少細小面導致的斑塊破碎化。根據土地利用、海拔、坡度等因素對指示物種運動的影響建立景觀最小阻力面，建立最小阻力模型（MAC）,該公式如下：

式中:

MAC——最小累計阻力值，f為正相關函數;

Dij——源j擴散到基質面i的空間距離值;

Ri——基質面i對物種擴散的空間阻力值。

最終通過成本距離模擬單一物種生物安全格局。本文對大雁與野雞分別顯示（圖1），從而更好地識別每個物種的棲息地安全格局。由專項圖可知，大雁的棲息地多以河道、灘地為主，在項目地占比約23%。而雉雞的棲息地安全格局中，生境較為廣泛，覆蓋了整個項目地，項目地占比約87%，是當地主要的留鳥物種。在對鄉村規劃時，應抓住生物棲息地的核心“源”為準，同時擴大生境斑塊面積，以高安全格局為輻射范圍，選取多個自然斑塊形成生態廊道，將會對生物多樣性的保護與村落的構建提供更加可持續的建議。

3.3 地質災害安全格局

使用垂直疊加法，通過對地質災害敏感性評價表中地形條件、土壤條件、地表覆蓋條件、土地類型進行賦分，對分析結果進行疊加，形成綜合的地質災害安全格局，本文將泥石流、水土流失專項圖（圖1）分別顯示，從而更清晰的展示結果。

由專項圖可知項目地處于中、高敏感區，需要增強監管。項目地的水土流失敏感性評價處于中低敏感性，在坡地耕地、果林的開發上有一定可行性，控制村落的開發邊界，優化生態基質，提升生態環境的綜合質量。

圖1 綜合安全格局及各個安全格局專項圖

4 結束語

該研究以崇禮區石板溝村為例，通過對水文格局、雨洪安全格局、水源地保護安全格局、生物多樣性保護格局、地質災害安全格局的疊加形成綜合的生態安全格局的構建，基于低、中、高安全區的分布提出石板溝村的生態安本底，以作為該村生態安全空間的優化方案。本文在客觀性、相關性以及全面性上仍有待完善，同時對生物多樣性的指示物種上只選擇了禽類，對其他物種未進行分析，有待后續的探索，從而提出更加科學的鄉村空間方案。