國土空間視角下高原寒地縣域綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
——以西藏索縣為例

馬馳騁 楊東峰 李康康

0 引 言

青藏高原是我國“兩屏三帶”生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的關(guān)鍵要地[1]，具有明顯的“高、寒”兩大地理特征；其不僅造就了豐富的灌叢草甸、灘涂濕地、永久性冰川積雪以及河岸林地等景觀生態(tài)要素，在涵養(yǎng)水土、調(diào)節(jié)氣候的同時(shí)也為大量高原動植物物種提供了必要的生存場所[2]。然而，在高海拔低氣溫作用下，高原寒地生態(tài)系統(tǒng)也存在較高的敏感性與脆弱性，難以抵御氣候變暖背景下的降水不均與持續(xù)干旱問題，尤其是地廣人稀與經(jīng)濟(jì)落后現(xiàn)實(shí)背景，進(jìn)一步加劇了城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)與資源短缺的矛盾，限制了該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展[3]。與此同時(shí)，作為我國西南地區(qū)的重要生態(tài)屏障，青藏高原的生態(tài)環(huán)境價(jià)值在“一帶一路”綠色基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通建設(shè)中也發(fā)揮著不可替代的作用，并在絲綢經(jīng)濟(jì)帶中承擔(dān)著面向南亞、東南亞經(jīng)濟(jì)發(fā)展的橋頭堡地位，肩負(fù)著開發(fā)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)雙重任務(wù)[4]。

為確保生態(tài)安全戰(zhàn)略格局行穩(wěn)致遠(yuǎn)，近年來我國將綠色發(fā)展作為構(gòu)建高質(zhì)量現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的中心要旨，于2019年出臺了《中共中央、國務(wù)院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》[5]，將國土空間規(guī)劃視為綠色發(fā)展的關(guān)鍵要務(wù)，并將山水林田湖草系統(tǒng)進(jìn)行全面統(tǒng)籌治理。國土空間規(guī)劃是新時(shí)期高質(zhì)量發(fā)展的空間依據(jù)，縣域尺度下的國土空間規(guī)劃上承省市級國土空間總體規(guī)劃的詳實(shí)細(xì)則，下接鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、片區(qū)）國土空間總體規(guī)劃、各類專項(xiàng)規(guī)劃及詳細(xì)規(guī)劃等[6]，在“五級三類”體系中具有束上啟下過渡效用。綠色基礎(chǔ)設(shè)施通過支持自然生命系統(tǒng)承載著經(jīng)濟(jì)社會雙重價(jià)值，是對區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有別于傳統(tǒng)規(guī)劃模式的有效探索，也是保證國土空間規(guī)劃良好運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)[7]，能夠在國土空間總體規(guī)劃下的綜合整治與生態(tài)修復(fù)、生態(tài)保護(hù)及城市綠地系統(tǒng)等專項(xiàng)規(guī)劃中，通過結(jié)構(gòu)管控與邊界管控與各類生態(tài)要素統(tǒng)籌融合形成區(qū)域?qū)用娴木G化網(wǎng)絡(luò)。縣級處于區(qū)域協(xié)同與地方發(fā)展的協(xié)調(diào)地位[8]，在進(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實(shí)踐中需要進(jìn)行涵蓋城鄉(xiāng)布局、自然景觀與戰(zhàn)略重點(diǎn)等要素的綜合考量，且其還面臨著基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取困難、構(gòu)建方法有所欠缺、難以因地制宜等諸多實(shí)踐困境。可見，如何從縣級綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及其操作流程出發(fā)，統(tǒng)籌國土空間全域全要素探索構(gòu)建方法及優(yōu)化策略，以期實(shí)現(xiàn)生態(tài)安全目標(biāo)，是規(guī)劃研究的方向與編制實(shí)踐的挑戰(zhàn)。

1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)概述

相較于傳統(tǒng)以常規(guī)鋼筋水泥為主的“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”，綠色基礎(chǔ)設(shè)施（Green Infrastructure，GI）由自然及人造景觀空間相互聯(lián)系交織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所組成，近年來發(fā)展成為彌合生境斑塊破碎、改善物種生存空間、提高景觀廊道連通性的重要工具[9]。GI網(wǎng)絡(luò)在尋求人與自然的相互理解與平衡中指導(dǎo)土地利用與開發(fā)模式，其規(guī)劃框架分為如下步驟：識別樞紐源地（hubs）—構(gòu)建連接廊道（links）—確定戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)（sites）[10]。在相關(guān)理論研究與實(shí)際應(yīng)用中，既有研究多集中于開發(fā)建設(shè)程度較高的中東部城鎮(zhèn)區(qū)域，例如通過土地利用類型圖進(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施景觀組成與功能重要性進(jìn)行區(qū)分得到GI網(wǎng)絡(luò)分級規(guī)劃[11]；利用空間疊加計(jì)算累計(jì)阻力，融合藍(lán)綠空間構(gòu)建多目標(biāo)復(fù)合網(wǎng)絡(luò)[12]；結(jié)合景觀格局與經(jīng)濟(jì)要素進(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建規(guī)劃等[13]。隨著景觀生態(tài)學(xué)科的進(jìn)步，辨別生態(tài)保護(hù)價(jià)值與連接性較高的源地斑塊、篩選承載物質(zhì)與能量交流功能的生態(tài)廊道作為重要環(huán)節(jié)，其應(yīng)用方法不斷發(fā)展，主要包括生態(tài)足跡法（EFA）[14]、形態(tài)學(xué)空間格局分析（MSPA）[15]與最小路徑模型法（LCP）[16]等，涵蓋生態(tài)功能與景觀結(jié)構(gòu)角度，但也存在對生態(tài)過程考慮不足的問題。高原寒地嚴(yán)苛的氣候條件使得其生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，也造就了經(jīng)濟(jì)社會相對落后的發(fā)展局面，因此在地理環(huán)境與數(shù)據(jù)獲取的限制下，需要對GI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法提出更高的要求。

近年來，電路理論（Circuit Theory）得到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛利用[17]，將MSPA法與基于“成對模式（Pairwise）”的電路理論相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對研究區(qū)域生態(tài)景觀格局的整體把握與生態(tài)流動過程的科學(xué)分析。MSPA通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理識別測量、分割計(jì)算柵格圖像的空間格局[18]，以景觀空間結(jié)構(gòu)及連通性的科學(xué)測算替代主觀臆斷的傳統(tǒng)目視提取方法，其對原始數(shù)據(jù)量的低要求與景觀格局指數(shù)計(jì)算的高效率較為契合高原寒地的現(xiàn)實(shí)條件。電路理論在景觀領(lǐng)域中的應(yīng)用則由學(xué)者麥克雷提出，該方法以基于圖論的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)了對景觀組分的功能性連接，通過隨機(jī)游走理論將物種遷徙模擬為電荷自由流動、城鎮(zhèn)景觀抽象為導(dǎo)電表面，反映出不同土地覆被類型對物種移動過程中的不同影響[19]。高寒地區(qū)需要高效配置有限的生態(tài)空間資源構(gòu)建科學(xué)的GI網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)開發(fā)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)的雙重效益。將兩者結(jié)合應(yīng)用于源地識別與廊道構(gòu)建可合理平衡結(jié)構(gòu)性與功能性連接，突破有限基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與人力物力資源的制約，滿足了高效配置資源與生態(tài)功能維護(hù)的要求，使得高原寒地GI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建更為科學(xué)有效。

因此本研究在前人研究基礎(chǔ)上綜合運(yùn)用MSPA方法與電路理論，以西藏地區(qū)藏北高原東部城鎮(zhèn)索縣為例，遵照“篩選源地—識別廊道—設(shè)置戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)”的流程結(jié)合城鎮(zhèn)現(xiàn)狀特點(diǎn)進(jìn)行高原寒地GI網(wǎng)絡(luò)體系優(yōu)化（圖1），以期在生態(tài)空間豐富而保護(hù)資源有限的前提下，解決如何篩選出生態(tài)價(jià)值最高的源地與如何布置戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)優(yōu)化GI網(wǎng)絡(luò)的問題，從而在索縣國土空間總體規(guī)劃中綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)布局提供理論與實(shí)證依據(jù)，同時(shí)為“一帶一路”沿線其余高原寒地區(qū)域進(jìn)行生態(tài)建設(shè)與治理提供可參考的方法實(shí)踐。

圖1 綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化方法框架圖Fig.1 framework diagram of green infrastructure network construction and optimization method

2 案例與結(jié)果：索縣綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建流程

2.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

索縣（93°30′—95°00′E，31°06′—31°54′N）地處西藏自治區(qū)藏北高原與藏東高山峽谷交接處（圖2），全縣河流密布，溝壑阻隔；其所在的怒江上游索曲流域按地理特性為南羌塘大湖盆區(qū)，其東西寬約142.1 km，南北長約102.4 km，面積達(dá)5 861.25 km2。索縣為高原亞寒帶季風(fēng)氣候，是典型的高原寒地城市，日照輻射強(qiáng)烈，雨雪豐富卻年內(nèi)分配不均，受降水因素影響，資源環(huán)境特征與青藏高原生態(tài)屏障劃定區(qū)域較為普遍，具有一定代表性。由于高原地勢落差與降水不均導(dǎo)致的供水不足與季節(jié)性缺水問題嚴(yán)重制約索縣發(fā)展，同時(shí)分散的城鎮(zhèn)建設(shè)用地與農(nóng)牧用地快速擴(kuò)張加劇了資源的低效消耗以及水土流失、凍融侵蝕等問題。此外縣域境內(nèi)林地水系等GI要素間缺乏有機(jī)聯(lián)系，區(qū)域內(nèi)生態(tài)要素占比較大但斑塊破碎現(xiàn)象較為明顯，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)抵御能力較弱，導(dǎo)致難以發(fā)揮整體性的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能優(yōu)勢。

圖2 索縣地理區(qū)位圖Fig.2 geographical location map of Suo County

本研究主要采用的索縣土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來源于第三次全國國土調(diào)查，由索縣政府部門所提供30 m×30 m的土地利用矢量數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地調(diào)研將其分為用地用海一級類16類34小類，其中以林地、牧草地、耕地、河流濕地、建設(shè)用地與未利用裸地為主要的用地分類（圖3）；索縣2020年國土空間總體規(guī)劃與綠地系統(tǒng)規(guī)劃資料及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（行政區(qū)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、山水格局等）來自于索縣自然資源與規(guī)劃局。綜合考慮本研究區(qū)域的現(xiàn)實(shí)環(huán)境與研究目的，由于特殊的氣候條件使得牧草地成為研究區(qū)最主要的生態(tài)要素，占據(jù)索縣國土空間面積的62%，同時(shí)牧草地作為牧業(yè)發(fā)展的承載地，需要考慮后續(xù)開發(fā)建設(shè)的要求，所能發(fā)揮的生態(tài)功能相對受限，在有限的環(huán)境、資金、人力資源條件下難以做到全面兼顧，因此對區(qū)域內(nèi)保護(hù)要求更為緊迫、生態(tài)價(jià)值更高的土地利用類型作為GI前景景觀，借助GIS、Guidos Toolbox、Conefor等軟件進(jìn)行分析與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

圖3 索縣土地利用現(xiàn)狀圖Fig.3 status map of land use in Suo County

2.2 基于MSPA方法的源地識別

MSPA基于土地利用二元圖劃分景觀類型，首先提取索縣三調(diào)數(shù)據(jù)中的內(nèi)陸灘涂、湖泊河流、冰川及常年積雪、喬木林地、灌木林地及其他林地6類土地利用類型作為前景像元導(dǎo)入Guidos Toolbox進(jìn)行分析。基于研究區(qū)面積及生態(tài)要素清晰度及像元尺度敏感性的現(xiàn)實(shí)考量，進(jìn)行了不同尺度（30、60與120 m）下的對比實(shí)驗(yàn)，綜合前人研究成果與索縣實(shí)驗(yàn)圖像分析，確定30 m核心區(qū)邊緣寬度可兼顧研究數(shù)據(jù)精度與信息傳播、物種保護(hù)等生態(tài)學(xué)要求[20]，最終選用8鄰域下的30 m×30 m柵格作為MSPA分析中的基本單位，最終計(jì)算分出7類相互獨(dú)立的景觀類型（表1、圖4）。

圖4 索縣MSPA景觀類型圖Fig.4 MSPA landscape type map of Suo County

表1 MSPA法景觀類型分類統(tǒng)計(jì)表Tab.1 MSPA landscape classification statistics

分析索縣空間格局，發(fā)現(xiàn)核心區(qū)面積為1 571.11 km2，占GI總面積的76.51%與縣域總面積的28.81%，總量共計(jì)為5 450個(gè)斑塊（表2），根據(jù)斑塊面積大小將研究區(qū)內(nèi)核心區(qū)劃分為四個(gè)等級：不足1 km2的是小型斑塊，1—5 km2的是中型斑塊，5—10 km2的是大型斑塊，超過10 km2的是巨型斑塊[21]。縣域空間核心區(qū)呈現(xiàn)出靠近南北兩側(cè)行政邊界分布的狀況，分布較為不均，整體格局破碎程度明顯。其中面積最大且貫穿東西的帶狀核心區(qū)斑塊為索曲、怒江與緯曲及河岸防護(hù)林共同組成，是研究區(qū)內(nèi)水資源最為集中、生態(tài)價(jià)值最高的核心區(qū)域，而研究區(qū)的中部與西部由于草場分布較為密集，因此核心區(qū)分布較少且多為破碎度高的小型斑塊。而橋接區(qū)與分支以線性結(jié)構(gòu)充當(dāng)了進(jìn)行能量物質(zhì)流動的廊道，分布占GI總面積的1.40%與2.91%，難以承擔(dān)研究區(qū)如此龐大面積內(nèi)各核心斑塊間的溝通連接作用，由于索縣境內(nèi)地勢落差較大，大部分水系為峽谷河流，依托水源進(jìn)行農(nóng)田道路建設(shè)使得縣域景觀較為孤立，缺乏相互聯(lián)系使得橋接區(qū)與分支的較小占比已然成為研究區(qū)的現(xiàn)狀特點(diǎn)與規(guī)劃難題。邊緣作為核心區(qū)與外部的過渡帶在一定程度上充當(dāng)屏障抵御外部環(huán)境影響，在GI總面積中占比為14.52%。孤島與環(huán)在研究區(qū)內(nèi)占比相對較小，各自達(dá)到GI總面積的0.72%與1.16%。

其次，新聞媒體和其他網(wǎng)民是旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情傳播的重要參與者，是網(wǎng)絡(luò)輿情傳播主體的重要組成部分，決定著旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情的擴(kuò)散范圍和速度。相關(guān)管理部門要合理引導(dǎo)新聞媒體和其他網(wǎng)民以理性、客觀的態(tài)度對待旅游危機(jī)事件，并通過科學(xué)解決旅游危機(jī)事件來平息負(fù)面輿論，必要時(shí)通過合法手段抵制惡性輿論，從而引導(dǎo)新聞媒體和其他網(wǎng)民有序參與旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情傳播。

表2 索縣核心區(qū)景觀斑塊類型表Tab.2 landscape patch type of the core areas in Suo County

島嶼生物學(xué)理論指出生態(tài)源地的質(zhì)量由斑塊面積、連通性與物種多樣性等共同決定[22]。其中景觀連通性可通過量化評價(jià)表現(xiàn)區(qū)域內(nèi)某一景觀組分進(jìn)行物質(zhì)能量流動的便捷性，在大多數(shù)研究中作為影響生境保護(hù)與系統(tǒng)健康的重要因素。由于研究區(qū)核心區(qū)斑塊較多且破碎程度較高，所以將連通性納入篩選生態(tài)源地的指標(biāo)因子，在Conefor插件支持下采用可能連通性指數(shù)（PC）、整體連通性指數(shù)（IIC）與景觀巧合指數(shù)(LCP)三類指標(biāo)量化描述斑塊重要性（dI），斑塊重要性越高則表示生境質(zhì)量越好，而后通過公式（1）—（4）計(jì)算核心斑塊在整體景觀中的連通性，各表示為dPC、dIIC和dLCP：

通過對現(xiàn)有斑塊不同距離閾值下的不同dPC值模擬擬合曲線，確定最佳距離閾值為2 500 m，并根據(jù)實(shí)際情況與前人研究成果篩選出dPC值、dIIC值與dLCP值均大于1.0以及面積大于10 km2的17處斑塊及生態(tài)保護(hù)價(jià)值較高的穹雄溝旅游景區(qū)及嘎美鄉(xiāng)生態(tài)林區(qū)確定為生態(tài)源地（表3）。

表3 核心區(qū)斑塊連通指數(shù)篩選序列表Tab.3 patch connectivity index screening sequence in the core areas

從圖5、表3得出，貫穿研究區(qū)西北至東南方向的索曲、怒江與緯曲及河岸防護(hù)林共同組成的核心區(qū)（Node16）與東南方向的嘎木鄉(xiāng)原始森林核心區(qū)（Node18）是重要性最為突出的兩個(gè)斑塊，其所處的研究區(qū)東部區(qū)域也集中分布有多處面積較大、連通性較高的源地可作為GI網(wǎng)絡(luò)中的極具生態(tài)價(jià)值的物種棲息地與遷徙目的地，但降水不均、凍融侵蝕所導(dǎo)致的植被退化問題威脅著核心斑塊的保護(hù)利用。從表3可分析得出研究區(qū)核心區(qū)整體呈現(xiàn)分布破碎的狀況，作為源地的巨型斑塊以0.33%的數(shù)量比占據(jù)核心區(qū)74.10%的面積比，呈現(xiàn)出東南多、西北少的不均分布，其中縣域西北部的亞拉鎮(zhèn)作為縣政府駐地以及優(yōu)先開發(fā)建設(shè)區(qū)沒有核心區(qū)的存在，而縣域北部的嘎美鄉(xiāng)與加勤鄉(xiāng)是溝通亞拉、榮布兩個(gè)重點(diǎn)鎮(zhèn)區(qū)的必經(jīng)要道，境內(nèi)源地斑塊分布少、連通性弱，在城鎮(zhèn)體系聯(lián)動的規(guī)劃要求下，后續(xù)建設(shè)急需兼顧對現(xiàn)有源地的重點(diǎn)保護(hù)與對索縣北部、西部地區(qū)生態(tài)景觀的開發(fā)維護(hù)。

圖5 索縣源地空間分布圖Fig.5 spatial distribution map of source land in Suo County

2.3 基于電路理論分析的生態(tài)廊道構(gòu)建

生態(tài)廊道是構(gòu)建GI網(wǎng)絡(luò)最為重要的連通紐帶，可將索縣境內(nèi)各生態(tài)源地相連從而使得物質(zhì)流通與能量流動更為高效。本研究基于電路理論模擬物種在景觀面上進(jìn)行隨機(jī)流動的過程，物種或基因流充當(dāng)電子，而景觀阻力面則類似于電阻面，阻力越小則傳遞效率越高，因此通過計(jì)算最小成本路徑的方法，借助Linkage Mapper工具箱調(diào)用成對模式構(gòu)建索縣生態(tài)廊道。參考以往研究并結(jié)合索縣實(shí)際環(huán)境特征，對MSPA分析所得到的景觀類型進(jìn)行阻力值賦值，具體為核心區(qū)阻力為1、橋接區(qū)阻力為10、孤島阻力為15、孔隙阻力為80、邊緣阻力為30、環(huán)道阻力為30、支線阻力為60、背景阻力為100，結(jié)合土地利用類型進(jìn)行修正構(gòu)建出景觀電阻面[22]。對篩選出的19個(gè)生態(tài)源地進(jìn)行成對計(jì)算，結(jié)合研究區(qū)面積設(shè)置廊道最大長度為20 000 m，得出研究區(qū)45條生態(tài)廊道（圖6）。

圖6 索縣潛在廊道分布圖Fig.6 distribution map of potential corridors in Suo County

綜合比對廊道分布狀況與索縣土地利用類型圖、遙感衛(wèi)星影像圖及相關(guān)文旅資料，從中可以發(fā)現(xiàn)索曲—怒江—緯曲及河岸防護(hù)林斑塊（Node16）作為研究區(qū)起自西北止自東南的重要源地，是溝通其余源地的空間中心。在怒江段的南北兩側(cè)方向的源地呈現(xiàn)集中分布，并與中心斑塊通過廊道形成閉合環(huán)狀。在源地分布較多的研究區(qū)東部，廊道自行政邊界凸起處布加崗日雪山（Node2）向西南方向跨過巴青縣經(jīng)由穹雄溝旅游景區(qū)（Node4）進(jìn)行延伸，穿過熱曲流域及其防護(hù)林抵達(dá)嘎木鄉(xiāng)林區(qū)（Node3、5、6），分別向南經(jīng)過瑪曲流域、向西經(jīng)過天然牧草地與亞拉鎮(zhèn)邊緣核心林區(qū)（Node1）同索曲—怒江—緯曲及河岸防護(hù)林斑塊（Node16）進(jìn)行匯合形成廊道閉環(huán)；東南方向的廊道多由色昌鄉(xiāng)的緯曲流域南段（Node13）沿南北走向出發(fā)，連通東向的聶拉山北部孤島景觀類型至嘎木鄉(xiāng)原始森林（Node18、19），并順著怒江嘎木鄉(xiāng)段支流走向向南延伸至嘎木鄉(xiāng)怒江大峽谷與西部林區(qū)相連。分析影像及資料數(shù)據(jù)，可得潛在廊道經(jīng)過區(qū)域總體表現(xiàn)出沿河流水系及其主要支流分布的特征，并以小型破碎化的灌木林地與天然牧草地作為生態(tài)踏腳石形成連貫線性空間，從而使得在研究區(qū)較長的東西方向上完整連接多處生態(tài)源地，構(gòu)建出流通高效的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)格局。

2.4 基于空間與景觀類型的戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)識別

廊道作為溝通生態(tài)源地、形成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的重要連接空間，其穩(wěn)定性關(guān)乎著生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)情況，因此過長距離的廊道無法得到足夠源地斑塊生態(tài)服務(wù)功能的支持，在源地輻射范圍之外的區(qū)段面臨著結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較為脆弱的問題，GI網(wǎng)絡(luò)間的物質(zhì)能量有效流動難以為繼[23]。在構(gòu)建得到的45條廊道中，最長廊道長度為125 908 m，且研究區(qū)中部區(qū)域存在較大面積的廊道真空區(qū)，需要增補(bǔ)戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)維持生態(tài)穩(wěn)定。與此同時(shí)索縣由于國道317的貫穿而過發(fā)展成為區(qū)域重要交通節(jié)點(diǎn)，國道這一高等級道路的存在可能會與廊道網(wǎng)絡(luò)交叉產(chǎn)生空間上的沖突形成斷點(diǎn)，進(jìn)而阻礙網(wǎng)絡(luò)連通性[24]。綜上，對戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)進(jìn)行識別并進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)是維持GI網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、提高生態(tài)物質(zhì)能量流通效率的關(guān)鍵步驟。

本研究基于空間現(xiàn)實(shí)環(huán)境與景觀類型的雙重考慮，采用如下方法進(jìn)行戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)的識別：

潛在廊道與道路網(wǎng)絡(luò)交叉形成的斷點(diǎn)。將研究區(qū)內(nèi)317國道、縣道及多條鄉(xiāng)道與潛在廊道疊加后的生態(tài)斷點(diǎn)識別為戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)，此類空間內(nèi)的人工構(gòu)造表面會極大阻礙生物交流擴(kuò)散，應(yīng)結(jié)合實(shí)地情況酌情進(jìn)行涵洞、地下隧道等工程設(shè)施[25]作為安全通道供物種遷徙使用。

潛在廊道與小型核心區(qū)、橋接區(qū)及孤島的交點(diǎn)。MSPA識別出7類景觀類型后基于面積與連通性指數(shù)對核心區(qū)進(jìn)行了篩選，而小型核心區(qū)作為對生態(tài)源地的補(bǔ)充本就具有較高的生態(tài)價(jià)值；橋接區(qū)是基于前景要素的連通空間，難以輻射研究區(qū)整體生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；孤島是單獨(dú)的破碎斑塊，可作為踏腳石承擔(dān)暫棲地的功能。其與潛在廊道的交點(diǎn)是生態(tài)功能較為重要的區(qū)域，也是需要進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)的戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)。

通過上述方法對研究區(qū)內(nèi)戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了空間識別。在交點(diǎn)分布密集處進(jìn)行了冗余剔除，在分布稀疏處進(jìn)行了合理增補(bǔ)，最終得到37處戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)（圖7），可作為對生態(tài)源地的補(bǔ)充在后續(xù)生態(tài)規(guī)劃建設(shè)中成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。

圖7 索縣戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)分布圖Fig.7 distribution map of strategic nodes in Suo County

2.5 基于現(xiàn)有規(guī)劃的GI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在研究區(qū)域初步建立起涵蓋點(diǎn)-線-面的GI網(wǎng)絡(luò)生態(tài)格局后，本研究以正在編制過程中的《索縣國土空間總體規(guī)劃（2020—2035）》階段性成果為基礎(chǔ)，綜合考慮青藏高原地理環(huán)境特征、研究區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與山水林田湖草生態(tài)全要素現(xiàn)狀，結(jié)合總體規(guī)劃中三類城鎮(zhèn)組團(tuán)體系的功能定位與廊道實(shí)際建設(shè)的可操作性對GI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步優(yōu)化，構(gòu)建出“一帶、八核、四軸、多點(diǎn)”的索縣GI網(wǎng)絡(luò)格局（圖8）。其中，“一帶”指研究區(qū)內(nèi)起自西北終至東南的索曲-怒江-緯曲及河岸防護(hù)林地區(qū)，是研究區(qū)內(nèi)生態(tài)服務(wù)功能輻射服務(wù)最廣及連通功能最高的關(guān)鍵源地；“八核”指篩選出重要性較高的核心區(qū)為生態(tài)源地，可作為生態(tài)安全屏障的構(gòu)建基礎(chǔ)；“四軸”通過依托三大城鎮(zhèn)發(fā)展組團(tuán)區(qū)域內(nèi)的潛在廊道及瑪曲、緯曲及熱曲等現(xiàn)狀廊道，連通組建為承載連接功能的廊道網(wǎng)絡(luò)；“多點(diǎn)”為各方法所得的戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)充當(dāng)生態(tài)規(guī)劃中的重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域，從而形成主次分明、結(jié)構(gòu)明晰的GI網(wǎng)絡(luò)體系。

圖8 索縣GI網(wǎng)絡(luò)體系圖Fig.8 Suo County GI Network System diagram

3 結(jié)論和討論

3.1 結(jié)論

第一，高原寒地城鎮(zhèn)特殊的地理環(huán)境與生產(chǎn)方式，使其在應(yīng)對景觀破碎度較高時(shí)面臨著如何高效配置有限保護(hù)資源的現(xiàn)實(shí)困境，可將MSPA分類結(jié)果綜合多種斑塊重要性指標(biāo)對斑塊的形態(tài)學(xué)及生態(tài)學(xué)價(jià)值進(jìn)行量化，通過比較dPC、dIIC與dLCP值篩選高生態(tài)價(jià)值斑塊[19]。這一方法在斑塊結(jié)構(gòu)功能的基礎(chǔ)上兼顧景觀生態(tài)學(xué)意義，科學(xué)優(yōu)化了以往經(jīng)驗(yàn)法選取空間戰(zhàn)略點(diǎn)的主觀性，得以構(gòu)建出合理有效的GI網(wǎng)絡(luò)。

第二，基于電路理論“成對模式”下的最小成本路徑提取潛在連接廊道，用電荷自由行走模擬生態(tài)流擴(kuò)散過程，共識別出包括最小成本路徑與潛在的生態(tài)廊道共45條，避免了阻力系數(shù)設(shè)置主觀形成下的單一最優(yōu)廊道與現(xiàn)實(shí)情況所沖突的問題，豐富了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇。

第三，戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)的選擇是明確保護(hù)區(qū)域與保護(hù)等級的關(guān)鍵步驟，本研究基于地廣人稀的高原寒地環(huán)境下選擇廊道交匯點(diǎn)、廊道與道路網(wǎng)絡(luò)的交叉斷點(diǎn)、廊道與核心區(qū)等景觀類型交點(diǎn)作為生態(tài)建設(shè)優(yōu)先保護(hù)的戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)。

3.2 討論

本研究基于國土空間規(guī)劃全域全要素視角下，在方法層面上串聯(lián)了MSPA及電路理論，綜合考慮了覆被類型的結(jié)構(gòu)與功能，對現(xiàn)有GI網(wǎng)絡(luò)格局構(gòu)建的方法在前景要素選擇中進(jìn)行了一定改進(jìn)。該方法在數(shù)據(jù)量較少的情況下仍具有較高的可操作性，但也存在些許不足，即在綜合阻力面構(gòu)建過程中結(jié)合以往研究經(jīng)驗(yàn)僅對土地利用類型上做出形態(tài)學(xué)修正，缺乏包含研究區(qū)其余地理環(huán)境因子的全面評價(jià)體系，構(gòu)建結(jié)果難以全面描述研究區(qū)的自然環(huán)境，這是未來需要解決的問題。

利用MSPA技術(shù)進(jìn)行城鎮(zhèn)GI網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可高效快速識別各景觀網(wǎng)絡(luò)要素，為后續(xù)生態(tài)保護(hù)規(guī)劃分級分類做出指導(dǎo)參考。本研究創(chuàng)新性體現(xiàn)在：其一，由于其對空間格局的尺度效應(yīng)與粒度效應(yīng)反應(yīng)明顯使得不同參數(shù)下的斑塊面積與結(jié)構(gòu)形態(tài)也不盡相同，本研究以此為基礎(chǔ)選取30、60與120 m進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)并結(jié)合生態(tài)要素取舍現(xiàn)實(shí)，將柵格大小設(shè)置為30 m×30 m、邊緣寬度30 m、擴(kuò)散距離2 500 m，減弱了研究精度對結(jié)果的影響。其二，基于國土空間全域全要素視角構(gòu)建GI網(wǎng)絡(luò)，并將其流程與規(guī)劃編制體系中各專項(xiàng)規(guī)劃進(jìn)行傳導(dǎo)銜接，與資源環(huán)境承載力評價(jià)中的生態(tài)保護(hù)重要性綜合評價(jià)修正互為補(bǔ)充。在未來優(yōu)化功能性指標(biāo)評估方法的深化研究中，借助生態(tài)保護(hù)紅線劃定及土地用途空間界定的相關(guān)成果對源地及廊道的構(gòu)建進(jìn)行更科學(xué)、更符合現(xiàn)實(shí)條件的修正探索[26]。其三，基于對個(gè)別廊道與土地利用現(xiàn)狀存在空間矛盾以及跨度過長造成建設(shè)工程困難的考慮，此研究借用俞孔堅(jiān)著作中“景觀戰(zhàn)略點(diǎn)”的概念[27]，通過“以點(diǎn)代線”的策略并結(jié)合高原寒地道路交通特點(diǎn)使GI網(wǎng)絡(luò)更符合現(xiàn)實(shí)特征。后續(xù)可進(jìn)一步深化電路理論中電流“夾點(diǎn)”法或多目標(biāo)遺傳算法[28]等優(yōu)化戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)的選取步驟，不斷推進(jìn)生態(tài)文明理念支持下人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展建設(shè)。

圖表來源：

圖1、3-8：作者繪制

圖2：根據(jù)西藏自治區(qū)自然資源廳官網(wǎng)的底圖改繪

表1-3：作者繪制