柳 清 陸 明
景觀生態(tài)學是生態(tài)學中以空間為導向的一個分支,是一門致力于揭示空間格局和生態(tài)過程之間聯(lián)系的學科[1]。隨著景觀生態(tài)學的產(chǎn)生和發(fā)展,20世紀80年代后,相關理論被引入風景園林生態(tài)規(guī)劃理論和方法中,運用景觀生態(tài)學原理為人居生態(tài)環(huán)境設計出最優(yōu)空間優(yōu)化方案[2-3]。近年來,快速城鎮(zhèn)化導致城鄉(xiāng)大型生境斑塊破碎化、島嶼化,生物物質(zhì)能量流通受阻、生物多樣性降低,致使生態(tài)系統(tǒng)健康的完整性和穩(wěn)定性受損、生態(tài)服務功能降低[4-8]。在“多規(guī)合一”“區(qū)域生產(chǎn)-生活-生態(tài)三大空間劃定和管控”背景下,從區(qū)域空間全局角度考慮對維護生態(tài)過程健康、完整和穩(wěn)定具有關鍵意義的景觀生態(tài)元素的空間位置關系,是實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)空間保護性建設、有效控制和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的關鍵[9-11]。生態(tài)源地作為現(xiàn)存鄉(xiāng)土物種擴散和維持的主要棲息地和源點[12-13],是景觀生態(tài)空間的核心組成要素,根據(jù)景觀生態(tài)學島嶼生物地理理論和地理學第一定律研究可知,生態(tài)源地空間分布具有空間自相關性(Spatial Autocorrelation),棲息地島嶼化或隔離化與其周圍物質(zhì)空間環(huán)境相關,既與空間距離有關,又與周圍基質(zhì)的對比度相關,直接關系到物種減少或滅絕[14]。因此,揭示生態(tài)源地在區(qū)域空間上的聚集型或離散型特征,能有效契合區(qū)域景觀生態(tài)空間優(yōu)化和管控中注重生態(tài)空間建設與保護的均衡性、連續(xù)性和完整性要旨,為城鄉(xiāng)生態(tài)空間分區(qū)優(yōu)化與管控研究提供數(shù)據(jù)基礎和空間依據(jù),對于生境斑塊之間的基因交流、物種遷移、種群繁育和生物多樣性提高具有重要的生態(tài)意義[15]。
當前滲透到風景園林生態(tài)規(guī)劃體系中的景觀生態(tài)學規(guī)劃技術方法主要有生境單元集合體概念的運用、景觀生態(tài)法以及斑塊-廊道-基質(zhì)模式的運用[2],從僅注重生態(tài)空間垂直方向上各影響因素作用結(jié)果,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧骖櫨坝^生態(tài)空間水平方向作用效應[3,16]。生態(tài)源地是景觀生態(tài)空間組成要素中具有重要生態(tài)功能和生態(tài)價值的生境斑塊[1],已有相關研究主要依據(jù)生態(tài)源地等級特征[7,15,17-18]與空間連通性特征[19-21],直接進行區(qū)域生態(tài)安全格局優(yōu)化[10-11,17-18,22-23]、生態(tài)網(wǎng)絡構(gòu)建[19-20,22,24-25]及生態(tài)紅線劃定[15,26-28],對生態(tài)源地空間分布自相關屬性考慮不足,導致生態(tài)空間質(zhì)量屬性與空間集聚效應相割裂,削弱其生態(tài)服務功能,造成區(qū)域整體生態(tài)空間布局散亂、功能發(fā)揮失常和破碎化等問題。關于生態(tài)源地功能質(zhì)量評價因子研究主要融合在生態(tài)源地選取和識別研究中,受其自然屬性和外界環(huán)境的影響,包括斑塊面積、分維數(shù)、邊界破碎度、生境質(zhì)量、生態(tài)服務價值、水源涵養(yǎng)能力及地質(zhì)災害敏感性[17-19]等,鮮有關于不同影響因子對不同空間分布特征的生態(tài)源地差異性影響研究;關于生態(tài)源地空間特征描述方法主要有定性分析法[20,24,29-30]和綜合評價法[15,17-18,20],定性分析法人為主觀性較強,綜合評價法定量揭示景觀水平方向上生態(tài)源地空間分布整體和局部空間分布特征。因此,進一步研究應結(jié)合空間統(tǒng)計分析工具量化市(縣)尺度范圍內(nèi)生態(tài)源地空間分布自相關特征,明晰不同影響因素對各類空間分異特征下的生態(tài)源地的差異性影響,為風景園林和規(guī)劃領域耦合城鄉(xiāng)生態(tài)源地空間分布自相關性進行區(qū)域生態(tài)空間規(guī)劃、生態(tài)空間格局優(yōu)化、保護區(qū)規(guī)劃以及綠色、生態(tài)網(wǎng)絡規(guī)劃提供理論依據(jù)和方法引導,促進風景園林規(guī)劃理論和實踐的發(fā)展[16]。
本研究以黑龍江北安市(縣)域為例,兼顧城市與廣大鄉(xiāng)村地區(qū)生態(tài)源地分布范圍,首先,運用多因素綜合評價法識別生態(tài)源地;其次,基于地理要素空間自相關分布理論,結(jié)合全局莫蘭指數(shù)、空間熱點探測法和空間自相關分布趨向分析法,分析不同等級生態(tài)源地空間分布整體和局部集聚特征以及趨向特征;再次,通過地理探測器(geodetector)模型探測不同影響因子對生態(tài)源地空間分布分異特征的差異性影響;最后,基于以上研究結(jié)果,提出區(qū)域整體生態(tài)空間格局優(yōu)化方向和目標,并為不同空間屬性的生態(tài)源地制定不同時序優(yōu)化手段及方法,以期實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)空間均衡性、連續(xù)性和完整性以及生態(tài)功能高效性。
依據(jù)當前關于生態(tài)源地的內(nèi)涵和識別方法研究可知,生態(tài)源地的識別主要基于土地覆蓋類型數(shù)據(jù),既考慮土地覆蓋類型生態(tài)服務功能,又兼顧土地覆蓋類型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與可持續(xù)性[8,15,17-19,30]。因此,本研究基于土地覆蓋類型數(shù)據(jù),分析土地利用斑塊質(zhì)量特征、結(jié)構(gòu)特征和外界環(huán)境干擾強度特征,從反映斑塊質(zhì)量優(yōu)劣性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和環(huán)境脅迫性3個準則層選取16個評價因子(表1),運用層次分析法和熵權法綜合確定各影響因子的權重,采用0—1標準化法[31]對各指標進行標準化處理,并利用多因素綜合評價法進行生態(tài)源地識別。
地理學第一定律認為任何事物都與其他事物相關,且距離近的事物要比遠的具有更高的相關性[32]??臻g自相關性是基于地理學第一定律提出的,是指某一變量在同一分布區(qū)內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)之間潛在的相互依賴性[33]。空間自相關分析方法用于度量地理空間中某位置上的數(shù)據(jù)與其他位置上的數(shù)據(jù)之間的相互依賴程度[34],地理數(shù)據(jù)由于受空間相互作用和空間擴散的影響,彼此之間可能不再相互獨立,而是相關的,且距離越近,空間相關性越強?;诖?,本研究采用全局Moran'sI指數(shù)、Getis-Ord統(tǒng)計值和標準差橢圓3個空間自相關統(tǒng)計量分析研究區(qū)生態(tài)源地整體空間與局部空間自相關特征。
表1 生態(tài)源地識別評價指標體系
1.2.1 全局莫蘭指數(shù)
本研究采用全局莫蘭指數(shù)檢測生態(tài)源地空間自相關特征,即聚類分布、離散分布或隨機分布。該工具是基于空間位置、屬性值和地理學第一定律提出的[35]。其公式如下:
式中,n是研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)斑塊總數(shù),Wi,j是生態(tài)斑塊i與生態(tài)斑塊j之間歐幾里得空間距離權重,xi和xj分別是生態(tài)斑塊i和生態(tài)斑塊j的綜合評價值,是綜合評價值的平均值,莫蘭指數(shù)I的期望和方差分別用E(I)和var(I)表示。當莫蘭指數(shù)I值為正,且Z和P值統(tǒng)計顯著時,表示生態(tài)源地空間分布呈現(xiàn)集聚特征(即高值和高值相鄰或低值和低值相鄰);當莫蘭指數(shù)I值為負,且Z和P值統(tǒng)計顯著時,表示生態(tài)源地空間分布呈現(xiàn)離散特征(即高值和低值相鄰或低值和高值相鄰);當莫蘭指數(shù)I值為0,或Z和P值統(tǒng)計不顯著時,表示生態(tài)源地空間分布呈現(xiàn)隨機分布特征(即不存在空間自相關性)。
1.2.2 空間熱點探測法
全局聚類檢驗僅用于檢測區(qū)域整體是否存在空間自相關特征,為進一步檢驗局部空間自相關特征,本研究通過可視化的方法,采用Getis-Ord統(tǒng)計值檢測生態(tài)源地綜合評價值空間分布高值(或低值)聚集區(qū)域,即生態(tài)源地空間分布的“熱點”(或“冷點”)區(qū)域。其公式如下:
式中,n是研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)斑塊總數(shù),Wi,j是生態(tài)斑塊i與生態(tài)斑塊j之間歐幾里得空間距離權重,xj是生態(tài)斑塊j的綜合評價值,是綜合評價值的平均值,=Z。當為正,數(shù)值越大,且Z和P值統(tǒng)計顯著時,表示生態(tài)源地空間分布越趨于高值集聚,即屬于“熱點”區(qū)域;當為負,數(shù)值越小,且Z和P值統(tǒng)計顯著時,表示生態(tài)源地空間分布越趨于低值集聚,即屬于“熱點”區(qū)域。
圖1 北安市(縣)域范圍生態(tài)源地識別和等級劃分空間分布
1.2.3 空間自相關分布趨向分析法
空間熱點分析主要用于可視化局部地區(qū)空間的屬性值高值(或低值)聚集區(qū)域,為進一步明確這些高值(或低值)聚集區(qū)域空間分布的方向趨勢,本研究采用標準差橢圓工具識別生態(tài)源地“熱點”區(qū)和“冷點”區(qū)分布的空間走向,分為居中趨向、散布趨向和定向趨向。其公式如下:
式中,n是研究區(qū)域內(nèi)“熱點”區(qū)或“冷點”區(qū)生態(tài)斑塊總數(shù),xi和yi分別是生態(tài)斑塊i的坐標,代表生態(tài)斑塊的平均中心。通過計算將得到橢圓長軸距離、短軸距離和方向。橢圓的長軸代表生態(tài)源地“熱點”區(qū)或“冷點”區(qū)空間分布最多的方向;橢圓的短軸代表生態(tài)源地“熱點”區(qū)或“冷點”區(qū)空間分布最少的方向。
地理探測器模型方法由王勁峰等基于空間分層異構(gòu)性開發(fā)的一種新型空間分析模型,用以探測某地理屬性與其解釋因子之間的關系[36]。該模型假設地理事物總是存在于特定的空間位置,影響其變化的環(huán)境因子在空間上具有差異性,若某環(huán)境因子與地理事物的變化在空間上具有顯著一致性,則該環(huán)境因子對地理事物的發(fā)生與發(fā)展具有決定意義。該方法優(yōu)勢在于假設條件與約束條件較少,可以有效地識別自變量與因變量之間的相互作用關系,具有普適性,能有效克服傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法處理類別變量的局限性。本文運用地理探測器模型探測相關影響因子X對空間分布分異特征下的生態(tài)源地Y的影響,其模型如下:
本研究以黑龍江北安市(縣)為例,該市代表了近10多年來我國北方中小城市在城鎮(zhèn)化背景下走集中城鎮(zhèn)化發(fā)展道路、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向外圍地區(qū)轉(zhuǎn)移、房地產(chǎn)業(yè)驅(qū)動資本向空間集聚、城市建設用地不斷擴張的空間發(fā)展特征。2010年,北安市建成區(qū)建設用地約為23.32km2,至2020年,建成區(qū)建設用地預計達到33.28km2,10年內(nèi)城市建設用地面積擴張約50%;2010年北安市城鎮(zhèn)化率約為60%,至2020年,城鎮(zhèn)化率約為65%。土地覆蓋類型除建設用地外,主要由各種管理類型下的非建設用地組成,如耕地、園地、草地、林地以及鄉(xiāng)土植被覆蓋的未利用地,建設用地無序擴張不斷侵占非建設用地,造成區(qū)域內(nèi)生境破碎化、生物多樣性減少、城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能失衡。
基于生態(tài)源地綜合評價結(jié)果,運用自然斷點法,將研究區(qū)生態(tài)源地劃分為1~5個級別(圖1),級別越高表示生態(tài)源地的生態(tài)功能越顯著:1級生態(tài)源地<2級生態(tài)源地<3級生態(tài)源地<4級生態(tài)源地<5級生態(tài)源地。結(jié)果表明:研究區(qū)生態(tài)源地生態(tài)功能顯著性整體呈現(xiàn)“東部高-西部低”“東部-中部-西部逐級遞減”的空間差異分布。由圖1可知,東部地區(qū)3~5級生態(tài)源地主要分布在通北林業(yè)局,中西部地區(qū)主要分布1~2級生態(tài)源地;通北林業(yè)局東北部地區(qū)主要分布4、5級生態(tài)源地,通北林業(yè)局西南部地區(qū)主要分布3、4級生態(tài)源地,通北林業(yè)局西南部以外地區(qū)主要分布1、2級生態(tài)源地。從東部到中部再到西部的生態(tài)源地等級逐步遞減,反映出研究區(qū)東部與中西部地區(qū)生態(tài)源地生態(tài)功能顯著性差異較大,東部地區(qū)生態(tài)源地生態(tài)功能質(zhì)量明顯優(yōu)于中西部地區(qū)。這在一定程度上反映了研究區(qū)內(nèi)自然條件、人類活動等影響因素存在明顯的東西差異,東部地區(qū)森林覆蓋率明顯高于西部地區(qū),且西部地區(qū)居民點以及道路鐵路網(wǎng)密度明顯高于東部地區(qū)。
2.2.1 整體空間自相關特征分析
研究區(qū)生態(tài)源地空間分布全局Moran'sI指數(shù)約為0.035 3(圖2),表明研究區(qū)生態(tài)源地空間分布呈聚類分布,即高級別生態(tài)源地與高級別生態(tài)源地相鄰,或低級別生態(tài)源地與低級別生態(tài)源地相鄰,具有空間集聚效應。且P值約為0.00,小于0.01,Z值約為60.07,遠遠大于2.58,統(tǒng)計上非常顯著,說明研究區(qū)生態(tài)源地空間分布集聚特征較明顯、集聚程度較高、空間集聚效應較大。
2.2.2 局部空間自相關特征分析
研究區(qū)局部或鄰里生態(tài)源地空間分布集聚特征如圖3所示,紅色代表高等級生態(tài)源地空間分布集聚區(qū)域,即空間“熱點”區(qū)域,顏色越深表示高等級生態(tài)源地空間集聚效應越顯著;黃色代表不同等級生態(tài)源地隨機分布區(qū)域,無明顯空間集聚效應;藍色代表低等級生態(tài)源地空間分布集聚區(qū)域,即空間“冷點”區(qū)域,顏色越深表示低等級生態(tài)源地空間分布集聚效應越顯著。由圖3可知,研究區(qū)高等級生態(tài)源地和低等級生態(tài)源地空間分布集聚格局存在東西部明顯差異??臻g“熱點”區(qū)域主要分布在東部通北縣林業(yè)局,呈現(xiàn)大規(guī)模集聚、集中連片式的格局特征;空間“冷點”區(qū)域主要分布在中西部其他地區(qū),呈現(xiàn)小規(guī)模集聚、零星分散式的格局特征。
圖2 北安市(縣)域范圍生態(tài)源地空間分布全局Moran's I指數(shù)
圖3 北安市(縣)域范圍生態(tài)源地空間分布“熱點”分析及趨向分析
2.2.3 空間自相關分布趨向特征分析
研究區(qū)高等級生態(tài)源地和低等級生態(tài)源地聚集區(qū)域的空間分布趨向特征如圖3所示,紅色橢圓代表“熱點”區(qū)空間分布趨向,藍色橢圓代表“冷點”區(qū)空間分布趨向。藍色橢圓長軸距離遠遠大于短軸距離,長軸方向呈北偏西58°,說明空間“冷點”區(qū)分布走向趨于定向趨向,主要沿北安市區(qū)-趙光鎮(zhèn)-趙光農(nóng)場-建設農(nóng)場方向分布;紅色橢圓長軸距離與短軸距離相差較小,說明空間“熱點”區(qū)分布走向趨于居中趨向,主要趨向于通北林業(yè)局中部地區(qū)。
由以上分析可知,西部生態(tài)源地“冷點”區(qū)和東部生態(tài)源地“熱點”區(qū)存在明顯的空間自相關分布分異特征,生態(tài)源地生態(tài)功能空間集聚效應東西失衡,東部地區(qū)生態(tài)源地生態(tài)功能質(zhì)量明顯高于西部地區(qū)生態(tài)源地生態(tài)功能質(zhì)量,主要影響因素包括生態(tài)源地識別評價體系中的土地覆蓋斑塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)、質(zhì)量以及外部環(huán)境干擾3個準則層內(nèi)影響因素。運用地理探測器模型中的因子探測器,分別計算各影響因素對生態(tài)源地“冷點”區(qū)空間分布和生態(tài)源地“熱點”區(qū)空間分布的差異性影響,具體結(jié)果見表2。
“冷點”區(qū)空間分布影響因素影響力從大到小排序依次為:斑塊面積(X1)>生態(tài)足跡供給量(X11)>斑塊結(jié)構(gòu)(X2=X3=X4=X5)>坡度(X6)>外界環(huán)境干擾因素(X13>X15>X14)>生態(tài)服務價值當量(X10)>氣候生產(chǎn)潛力(X7)>距采礦點距離(X16)>距河流距離(X12),植被覆蓋指數(shù)(X8)和水源涵養(yǎng)量(X9)對“冷點”區(qū)空間分布影響不顯著;“熱點”區(qū)空間分布影響因素影響力從大到小排序依次為:斑塊結(jié)構(gòu)(X1>X2=X3=X4=X5)>斑塊質(zhì)量(X8>X10>X7)>外界環(huán)境干擾因素(X13>X14>X15)>距河流距離(X12)>距采礦點距離(X16)>水源涵養(yǎng)量(X9),坡度(X6)和生態(tài)足跡供給量(X11)對“熱點”區(qū)空間分布影響不顯著。
表2 研究區(qū)生態(tài)源地 “冷點”區(qū)和“熱點”區(qū)空間分布影響因素測度
綜合分析結(jié)果顯示,土地利用斑塊結(jié)構(gòu)對生態(tài)源地“冷點”區(qū)和“熱點”區(qū)空間分布均具有較大影響;土地利用斑塊質(zhì)量影響因素對生態(tài)源地“熱點”區(qū)空間分布的影響程度大于對生態(tài)源地“冷點”區(qū)空間分布的影響程度,其中植被覆蓋指數(shù)、生態(tài)服務價值當量和氣候生產(chǎn)潛力對生態(tài)源地“熱點”區(qū)產(chǎn)生較大影響,而植被覆蓋指數(shù)對生態(tài)源地“冷點”區(qū)無顯著影響,生態(tài)足跡供給量和坡度對生態(tài)源地“冷點”區(qū)產(chǎn)生較大影響,而對生態(tài)源地“熱點”區(qū)無顯著影響;外界環(huán)境干擾因素(包括距居民點距離、距高速/鐵路距離和距公路距離)對生態(tài)源地“冷點”區(qū)空間分布的影響程度大于對生態(tài)源地“熱點”區(qū)空間分布的影響程度。
基于生態(tài)源地空間分布自相關特征量化研究,可以直觀對比分析區(qū)域整體和局部生態(tài)源地空間分布集聚效應差異性,從生態(tài)空間水平方向上確定城鄉(xiāng)生態(tài)空間格局優(yōu)化方向和目標;運用地理探測器探測不同影響因素對生態(tài)源地空間自相關分異特征的差異性影響,可以為同一區(qū)域內(nèi)、不同空間集聚特征的生態(tài)源地制定不同時序優(yōu)化手段及方法,主要規(guī)劃對策建議如下。
1)依據(jù)市(縣)域生態(tài)源地整體和局部空間自相關分布特征分析結(jié)果,未來進行城鄉(xiāng)生態(tài)空間格局優(yōu)化時應注重增大西部“冷點”區(qū)生態(tài)源地規(guī)模、提高生態(tài)源地內(nèi)部功能質(zhì)量,在改善西部“冷點”區(qū)某一生態(tài)斑塊規(guī)模和質(zhì)量的同時,注重提高其周邊生態(tài)斑塊的規(guī)模和質(zhì)量,發(fā)揮西部地區(qū)生態(tài)源地空間分布規(guī)模效應和集聚效應,制定集中連片優(yōu)化西部生態(tài)空間的規(guī)劃策略,改善西部地區(qū)生態(tài)空間布局散亂和景觀生態(tài)功能破碎化問題,改善區(qū)域整體生態(tài)空間結(jié)構(gòu)連續(xù)性和功能有效性。
2)依據(jù)市(縣)域生態(tài)源地空間自相關分布趨向特征,確定西部北偏西58°方向為市(縣)域生態(tài)空間規(guī)劃中重點整治軸線,藍色橢圓主要經(jīng)過北安市、趙光鎮(zhèn)、趙光農(nóng)場和建設農(nóng)場,其行政范圍內(nèi)生態(tài)源地生態(tài)功能質(zhì)量亟待提高;東部紅色橢圓所囊括區(qū)域趨于圓形,主要為通北林業(yè)局中部地區(qū),其生態(tài)源地生態(tài)功能質(zhì)量較高、空間集聚效應明顯,在市(縣)域生態(tài)空間規(guī)劃中應劃定為永久保護區(qū)域。
3)依據(jù)不同影響因子對不同空間屬性的生態(tài)源地差異性影響研究結(jié)果,在進行生態(tài)源地“冷點”區(qū)結(jié)構(gòu)功能優(yōu)化時,應優(yōu)先考慮生態(tài)空間垂直方向上土地利用斑塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化手段,其次考慮阻止外部環(huán)境干擾手段,最后考慮生態(tài)空間垂直方向上土地利用斑塊質(zhì)量優(yōu)化手段;在進行生態(tài)源地“熱點”區(qū)結(jié)構(gòu)功能優(yōu)化時,應優(yōu)先考慮生態(tài)空間垂直方向上土地利用斑塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化手段,其次考慮生態(tài)空間垂直方向上土地利用斑塊質(zhì)量優(yōu)化手段,最后考慮阻止外部環(huán)境干擾手段。
本研究依據(jù)地理要素空間分布自相關原理,解析市(縣)域尺度生態(tài)源地空間分布整體和局部自相關性特征,分析其空間自相關分異特征背景下的影響因素差異性作用,與當前研究僅停留在生態(tài)源地等級劃分之后直接進入生態(tài)網(wǎng)絡構(gòu)建或生態(tài)安全格局優(yōu)化研究相比,本研究耦合城鄉(xiāng)生態(tài)源地質(zhì)量屬性與空間自相關屬性,為風景園林和規(guī)劃領域耦合生態(tài)源地空間集聚效應與規(guī)模效應改善城鄉(xiāng)生態(tài)空間生態(tài)功能失衡、低效問題,集中連片優(yōu)化區(qū)域生態(tài)空間生態(tài)功能,合理安排城鄉(xiāng)生態(tài)空間優(yōu)化時序,并分類制定其結(jié)構(gòu)功能,為改善策略提供理論依據(jù)和方法引導,促進風景園林生態(tài)規(guī)劃相關理論和實踐的發(fā)展。相關結(jié)論及展望如下。
1)本文基于土地覆蓋數(shù)據(jù),從土地利用斑塊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、質(zhì)量優(yōu)劣性和環(huán)境脅迫性3個方面選取評價因子進行生態(tài)源地識別和等級劃分,將生態(tài)源地生態(tài)功能顯著性劃分為1~5等級,研究區(qū)生態(tài)源地生態(tài)功能顯著性整體呈現(xiàn)“東部高-西部低”“東部-中部-西部逐級遞減”的空間差異分布。
2)通過采用全局Moran'sI指數(shù)、Getis-OrdGi*統(tǒng)計值和標準差橢圓3個空間自相關統(tǒng)計量,分析研究區(qū)生態(tài)源地空間整體自相關特征、局部自相關特征以及分布趨向特征。生態(tài)源地空間整體自相關特征表現(xiàn)為聚類分布,生態(tài)源地生態(tài)功能顯著性具有空間高值集聚或空間低值集聚效應;生態(tài)源地空間局部自相關特征表現(xiàn)為東部“熱點”區(qū)呈大規(guī)模集聚、集中連片式的格局特征,西部“冷點”區(qū)呈小規(guī)模集聚、零星分散式的格局特征;生態(tài)源地空間自相關分布趨向特征表現(xiàn)為東部“熱點”區(qū)趨于居中趨向,西部“冷點”區(qū)趨于北偏西58°定向趨向。
3)在本研究各影響因素中,生態(tài)源地“冷點”區(qū)總體受土地利用斑塊結(jié)構(gòu)的影響最大,其次為外界環(huán)境干擾因素,受土地利用斑塊質(zhì)量的影響最小,而生態(tài)源地“熱點”區(qū)總體受土地利用斑塊結(jié)構(gòu)的影響最大,其次為土地利用斑塊質(zhì)量影響因素,最后為外界環(huán)境干擾因素;且植被覆蓋指數(shù)對生態(tài)源地“冷點”區(qū)無顯著影響,而對生態(tài)源地“熱點”區(qū)產(chǎn)生較大影響,生態(tài)足跡供給量和坡度對生態(tài)源地“冷點”區(qū)產(chǎn)生較大影響,而對生態(tài)源地“熱點”區(qū)無顯著影響。
4)本研究基于市(縣)域尺度生態(tài)源地空間分布特征及其影響因素解析,提出市(縣)域城鄉(xiāng)生態(tài)空間規(guī)劃策略和建議,從水平方向和垂直方向分類提出區(qū)域整體生態(tài)空間格局優(yōu)化方向及局部生態(tài)空間功能改善路徑,為區(qū)域整體生態(tài)空間布局優(yōu)化及其分區(qū)管控、局部生態(tài)空間生態(tài)功能修復提供科學依據(jù)和路徑。兼顧城市地區(qū)與廣大鄉(xiāng)村地區(qū)生態(tài)源地空間分布范圍,避免單一考慮城市化地區(qū)或城市邊緣地區(qū)生態(tài)源地或生態(tài)空間的布局而造成景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)連通性的割裂,同時耦合城鄉(xiāng)生態(tài)源地空間集聚效應,避免生態(tài)源地質(zhì)量屬性與空間屬性割裂而造成城鄉(xiāng)景觀生態(tài)功能損失。
進一步研究將基于不同生態(tài)源地空間分布自相關特征及其影響因素的差異性影響,進行城鄉(xiāng)生態(tài)源地管控分區(qū),針對不同分區(qū)類別,從區(qū)域整體源地-廊道-基質(zhì)、局部斑塊-邊緣-廊道兩方面,分別提出改善區(qū)域生態(tài)功能空間集聚效益差異、優(yōu)化局部地區(qū)生態(tài)源地結(jié)構(gòu)功能的規(guī)劃細則,從生態(tài)空間水平方向上和垂直方向上共同優(yōu)化景觀生態(tài)空間格局和功能。此外,景觀生態(tài)空間格局研究應該是多尺度、多層次的,本研究屬于市(縣)域范圍空間尺度,未來研究將逐層深化微觀尺度下生態(tài)源地空間分布自相關特征及其影響因素研究,對于數(shù)據(jù)精度和指標選取要求更高,基于生態(tài)源地空間分布自相關特征建立不同尺度、不同層次銜接下的生態(tài)源地空間結(jié)構(gòu)及功能優(yōu)化方法是今后景觀生態(tài)空間格局重點研究內(nèi)容和強化方向。最后,在未來研究中,將進一步結(jié)合現(xiàn)實中生物多樣性保護案例進行方法有效性印證,通過對比分析生態(tài)源地空間布局優(yōu)化前后生物多樣性監(jiān)測指標數(shù)據(jù),監(jiān)察評估其規(guī)劃效應和管控結(jié)果。
注:文中圖片均由柳清繪制。
致謝:感謝哈爾濱工業(yè)大學建筑學院提供的幫助;感謝北卡羅萊那大學教堂山分校中國城市研究中心提供的幫助。