基于生態敏感性的撫松縣生態安全格局構建研究

王邦鑒，史明遠

（吉林建筑大學 測繪與勘查工程學院，吉林 長春 130118）

近年來撫松縣生態環境脆弱，區域內物種資源豐富，隨著社會發展，環境資源利用負荷大，急需開展生態安全格局的研究。以撫松縣作為研究對象，采用2020 年的遙感數據和生態環境數據來構建生態敏感性評價因子體系，在綜合生態敏感性評價基礎上提取生態源地，阻力因子疊加構建阻力面，最小累計阻力模型提取生態廊道，最終形成生態安全格局。該格局可以為撫松縣的生態環境保護提供借鑒。

1 構建評價指標體系

基于生態敏感性評價體系的相關研究，如李芮芝等[1]在保護動植物生境狀況的基礎上，建立了保護動植物的生態敏感性評價體系，對韶關南雄市自然保護區進行生態敏感性評價，并進行了相關的生態功能區劃。但李芮芝等人未從人與自然的角度思考生態問題。而本文從人與自然和諧共生的角度出發，注重生態化發展。采用特爾斐專家評價法[2]邀請15 位生態環境學專家從社會性、自然性兩大維度進行指標的選擇，選取出具有代表性的指標因子，共確定了水域、坡向、地表含水率、地表溫度、土地利用5 個評價指標，來構建遼通地區的敏感性指標評價體系，并將敏感性劃分為不敏感、低度敏感、中度敏感、高度敏感、極度敏感5 個等級（表1）。

表1 遼通地區評價因子指標體系表

2 確定因子權重

博弈論組合賦權法[3]來求得評價因子權重，此方法指分析多個決策主體行為相互作用時的理性行為及其決策均衡的問題。通過博弈論組合賦權法得出的因子權重分別為水域：0.29；坡向：0.26；地表含水率：0.17；地表溫度：0.15；土地類型：0.13。

3 評價結果分析

水系保護數據（水域緩沖區）、生境保護數據（坡向、植被覆蓋率、土壤類型）均來源于地理空間數據云所獲取的Landsat8 遙感影像與DEM數據分析處理得出，社會保護數據（土地利用）則是通過《全球地表覆蓋網站》獲取得到，空間分辨率均為30 m×30 m，并對以上三類五種生態因子的生態敏感性進行評價，評價結果見圖1。

圖1 撫松縣各單因子和綜合生態敏感性分布

基于水系保護的水域敏感性差異明顯，敏感性由西北和東南兩端向中心依次遞減，其中極度敏感區域主要分布于研究區西北部、東南部，中高度敏感區域主要分布研究區中部，低值敏感區分布于研究區東北部；基于生境保護的敏感性空間差異明顯，這與坡向、植被覆蓋率、土壤類型有關；基于社會保護的敏感性空間差異明顯，與土地利用類型有關。把單項生態因子指標按照賦予的權重進行相加求和得到研究區生態敏感性綜合評價結果，加權求和（式（1）），并按自然間斷點法進行分級賦值生成等級區劃評價圖，如圖1（f）所示，綜合生態敏感性評價結果見表2，不敏感面積為1 146.3 255 km2，占比7%，主要集中分布于研究區西北部；低度敏感面積為4 310.1 371 km2，占比25%，主要分布于研究區中部及西北部；中度敏感面積為4 462.5 782 km2，占比26%，中部和東部地區均有分布；高度敏感面積為4 534.7 822 km2，占比27%，極度敏感面積為2 564.1 151 km2占比15%，都主要分布于東北部和西南部；整體敏感性以高度敏感為主，由東北部和西南部兩端向中心敏感性逐漸降低[4]。

表2 綜合生態敏感性評價結果

式中：P 為易發性數值；Wi為評價因子Hi的權重值；Hi為各單因子重分類后分級量化值。

4 生態安全格局

4.1 生態源地

提取綜合生態敏感性評價結果中的極度敏感和高度敏感作為生態源地，中度敏感和低度敏感作為一般生態源地，不敏感作為非生態源地。如圖3（a）所示，生態源地面積為,14 863.26 km2，占比41.39%，一般生態用地面積為18 189.28 km2，占比50.65%，非生態用地面積2 856.93 km2，占比7.96%。研究區內生態源地數量由東北、西南向中心逐漸遞減，反映了東北、西南部地區植被覆蓋較高，生態敏感性較高，而中部地區植被覆蓋較少，生態敏感性較低。

圖3 生態源地、生態廊道和阻力面、生態安全格局分布圖

4.2 生態阻力面

選取高程、坡度、植被覆蓋率、水域緩沖區、道路緩沖區、土地利用6 個阻力因子加權疊加形成生態阻力面，阻力值見圖2。高程阻力值和植被覆蓋率阻力值皆以低阻力為主，占研究區50%以上；坡度、水域高阻力值主要分布于東北部；道路緩沖區高阻力值集中分布于中西部；土地利用阻力值主要以西北向東南遞減，其中以低阻力值為主。由圖2（b）可知，綜合生態阻力值整體北高南低。

圖2 撫松縣各單因子阻力分布圖

4.3 生態廊道

基于最小累計阻力模型的相關研究，如位宏[5]等在利用GIS 分析博斯騰湖流域結構特征的基礎上，運用最小累計阻力模型對其景觀進行風險評價，并提出相應優化措施，但局限于小范圍的景觀劃分。而本文秉持人與自然和諧發展的理念，把最小累計阻力模型運用到生態安全格局中，定位并提取出生態廊道，構建出有利于遼通地區可持續發展的生態安全格局。最小累計阻力模型（RMC）見式（2）

式中：RMC 為生態源地間某點的最小累計阻力值，fmin為最小阻力值與生態過程之間正相關函數，Dαβ為生態物源β到景觀單元α之間空間距離，Rα為物種通過景觀單元 α的阻力值。

經統計撫松縣生態源地間共有657 條生態廊道，總長度為7 679.90 km，廣泛分布于研究區四周，見圖3（b）。大部分南部和中部的生態廊道長度大于研究區北部，西部的生態廊道長度為1 941.24 km，占比25%，中部的生態廊道長度為3 513.73 km，占比46%，而東部的生態廊道長度為2 224.93 km，占比29%。

4.4 生態安全格局形成

生態源地主要分布在植被覆蓋率高，水系發達的東北、西南部地區。生態廊道由中部向東北、西南、東南部等方向發散延伸，呈由“中心向四周”樹枝狀的分布格局，形成了“一廊三圈”的生態安全格局，見圖3（c），其中“三圈”分別指的是東南部、西南部、東北部的生態圈，“一廊”指由中心向四周連接的生態走廊。構造“一廊三圈”生態安全格局可促進區域生態安全良好運行。

5 結論

（1） 通過對撫松縣進行因子選取、確定權重、加權求和得出撫松縣生態敏感性評價結果，整體敏感性以高度敏感為主。

（2） 通過研究表明撫松縣生態源地占比41.39%，一般生態用地占比50.65%，非生態用地僅占7.96%，生態源地數量由東北、西南向中心逐漸遞減，反映了東北、西南部地區植被覆蓋較高，生態敏感性較高，而中部地區植被覆蓋較少，生態敏感性較低。

（3） 通過選取地形地貌（高程、坡度）、自然環境（植被覆蓋率、水域緩沖區）、社會發展（道路緩沖區、土地利用）6 個阻力因子并分級賦值、博弈論賦權、加權疊加形成生態綜合阻力面，綜合生態阻力值整體北高南低，高生態阻力值主要分布于東北、西北地區，低阻力主要分布于東南地區。

（4） 通過構建最小累計阻力模型計算出最小累計阻力值，提取出生態廊道，最終建立了“一廊三圈”的生態安全格局。此格局促使撫松縣生態安全良好運行，為生態環境保護和旅游經濟發展提供參考指南。