基于生態(tài)重要性和MSPA核心區(qū)連通性的生態(tài)安全格局構(gòu)建
——以桂江流域為例

潘 越，龔 健，2，楊建新，楊 婷，王 玉

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.自然資源部法治研究重點實驗室，湖北 武漢 430074）

1 引言

優(yōu)化國土空間開發(fā)保護格局和提升區(qū)域生態(tài)安全是生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)之一[1]。粗放模式下的經(jīng)濟增長和城鎮(zhèn)發(fā)展，常以犧牲生態(tài)安全和生態(tài)環(huán)境為代價，導(dǎo)致生物多樣性減少、土地退化等問題日益突出，生態(tài)安全水平提升和生態(tài)保護修復(fù)迫在眉睫[2-4]。新時代生態(tài)文明建設(shè)背景下，社會經(jīng)濟發(fā)展正在處于關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期，國內(nèi)很多區(qū)域都面臨生態(tài)保護和城鄉(xiāng)建設(shè)雙重壓力。構(gòu)建生態(tài)安全格局（Ecological Security Pattern, ESP）對于提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性具有重大意義[5-6]，是控制生態(tài)空間萎縮、維護生態(tài)功能、保障生態(tài)底線、實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)安全的重要途徑，也是優(yōu)化區(qū)域國土空間結(jié)構(gòu)的有效方法[7]。

目前關(guān)于生態(tài)安全格局的研究內(nèi)容多圍繞景觀格局優(yōu)化[8]、生態(tài)紅線[9]、生態(tài)敏感性[10]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[11]等，研究區(qū)尺度涵蓋了全國[12]、省域[9]、城市群[13]、市域[14]和縣域[11]多個等級。由俞孔堅提出、后來研究者逐步完善和發(fā)展的“生態(tài)源地—生態(tài)阻力面—生態(tài)廊道”方法已經(jīng)成為生態(tài)安全格局構(gòu)建的基本模式[14-17]。生態(tài)源地識別即提取對維護區(qū)域生態(tài)安全具有關(guān)鍵意義的生態(tài)用地，識別方法主要從生態(tài)功能重要性評價、生態(tài)適宜性評價等方面展開[18]；傳統(tǒng)方法從生態(tài)功能重要性或生態(tài)脆弱性等單一方面考慮，或借助已有的自然保護地等，而綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)脆弱性及景觀斑塊結(jié)構(gòu)[14]可以更全面有效地識別生態(tài)源地。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)以連通生態(tài)源地為目標(biāo)、由節(jié)點（Node）和廊道（Linkage）相互交叉連接形成，景觀要素之間借助網(wǎng)絡(luò)進行能量流、物質(zhì)流和信息流的交換[19]。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外學(xué)者提出了包括最小阻力模型[14-17]、圖論法[20]、電流理論[21]等眾多模型與方法用于構(gòu)建潛在的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，但在提取潛在生態(tài)廊道后如何選擇重要廊道構(gòu)建最合理的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建生態(tài)安全格局的難點[22]；同時，多數(shù)構(gòu)建生態(tài)安全格局的研究以行政單元為范圍[9,14]，難以在研究中保持完整的自然地理格局，造成生態(tài)安全格局的不完整和片面性。

桂江流域涵蓋桂林漓江流域到梧州的廣闊區(qū)域，是桂、粵、湘三省交界處極其重要的生態(tài)功能區(qū)，目前關(guān)于該區(qū)域生態(tài)安全研究的文獻較少。在新時代生態(tài)文明建設(shè)背景下，桂江流域肩負生態(tài)保護和建設(shè)發(fā)展的雙重壓力，進行這一區(qū)域的生態(tài)安全格局研究具有重要意義。此外，以桂江流域為研究區(qū)，更符合生態(tài)自然地理格局的分布特點，避免了以行政單元為研究單位造成的自然地理格局不完整性。本文綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性、生態(tài)敏感性、景觀連通性三個方面進行生態(tài)重要性分析，以生態(tài)極重要區(qū)為生態(tài)源地；以生態(tài)重要性反向值柵格作為基礎(chǔ)阻力面，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性、生態(tài)敏感性、景觀連通性方面考慮生態(tài)阻力；利用最小累積阻力（Minimum Cumulative Resistance, MCR）模型提取潛在廊道，通過重力模型量化潛在廊道重要程度； 提出核心區(qū)連通性分析并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析評選最優(yōu)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方案，綜合構(gòu)建生態(tài)安全格局。研究結(jié)果可以為桂江流域生態(tài)保護及相關(guān)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)；研究方法也可以為區(qū)域生態(tài)安全格局的構(gòu)建研究提供參考。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

桂江流域位于廣西東北部，范圍地跨兩省四市，主體部分在廣西省桂林市、賀州市、梧州市，少部分在湖南及廣西來賓市。主流河道長426 km，流域總面積約19 288 km2。范圍覆蓋東經(jīng)110°05′～110°29′、北緯23°28′～25°55′。桂江是珠江流域干流西江的一級大支流，自北向南貫穿、連接流域全域，形成中北部群山環(huán)繞平原、南部丘陵密布的地理特征。桂江流域降雨充沛，年平均降雨量在1 900～2 700 mm；自然植被以亞熱帶常綠闊葉林和亞熱帶石灰?guī)r落葉闊葉、常綠闊葉混交林為主，森林覆蓋率達到70%以上；主要由紅壤、黃壤、紫色土、水稻土和少量裸巖構(gòu)成。中部漓江段地勢平緩區(qū)域，大部分是石灰碳酸鹽巖區(qū)、溶洞眾多，構(gòu)成“桂林山水甲天下”的自然景觀，也是主要的石漠化敏感區(qū)之一[23]。流域境內(nèi)設(shè)有貓兒山、海洋山、銀殿山、西嶺山、架橋嶺、大瑤山、古修、七沖等多處自然保護區(qū)，及昭平南部桂江段的桂江濕地公園。

2.2 數(shù)據(jù)來源

研究所需要的數(shù)據(jù)主要包括：地表覆蓋數(shù)據(jù)GlobeLand30 2020（http://www.globallandcover.com/）；空間分辨率為30 m的ASTERGDEM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)，來自地理空間數(shù)據(jù)云平臺（http://wwwgscloud.cn/）；空間分辨率為10 m的Sentinel-2多光譜遙感影像（https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home）；氣象數(shù)據(jù)：2011—2015年均降水量數(shù)據(jù)（中國1980年以來逐年年降水量空間插值數(shù)據(jù)集https://www.resdc.cn），2015年逐日降水量數(shù)據(jù)（國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心http://data.cma.cn/），蒸散量數(shù)據(jù)[24-26];土壤和地質(zhì)數(shù)據(jù)：基于世界土壤數(shù)據(jù)庫（HWSD）的中國土壤數(shù)據(jù)集（v1.1）（2009年），全國1∶200 000數(shù)字地質(zhì)圖（公開版）空間數(shù)據(jù)庫。

3 研究方法

3.1 基于生態(tài)重要性的生態(tài)源地識別

選取水源涵養(yǎng)、土壤保持、生物多樣性保護3類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和水土流失、石漠化2類生態(tài)敏感性進行評價，并計算研究區(qū)景觀連通性；采用層次分析法（AHP）確定指標(biāo)權(quán)重[27]，疊加水源涵養(yǎng)、土壤保持、生物多樣性保護、水土流失、石漠化和景觀連通性獲得生態(tài)重要性圖層。

通過水量平衡法模擬水源涵養(yǎng)的空間格局[14]；土壤保持指潛在侵蝕量減去實際侵蝕量，采用修正土壤流失方程模型（The Revised Universal SoilLoss Equation, RUSLE）進行評價[28-29]；利用InVEST模型開展生物多樣性保護評價[14]。水土流失評估通過修正土壤流失方程（RUSLE）完成[28]；參考相關(guān)研究[30-31]，選取植被覆蓋度、坡度、降水量3個指標(biāo)進行石漠化綜合評估，采用層次分析法（AHP）確定指標(biāo)權(quán)重[27]，并通過碳酸鹽巖區(qū)（地質(zhì)巖性）范圍修正石漠化敏感性范圍。將林地、草地、濕地、水體等土地利用類型作為形態(tài)學(xué)空間格局分析（Morphological spatial pattern analysis, MSPA）前景，其余地類作為背景；根據(jù)MSPA將前景分為7種景觀類型，基于核心區(qū)進行景觀連通性評價，可有效判別各個景觀斑塊之間的連通性強弱[32]。可能連通性連接指數(shù)（PC）被廣泛應(yīng)用于景觀連通性評價，公式如下[33]：

式（1）中：n為斑塊數(shù)；ai、aj分別為斑塊i、j的面積；AL為景觀總面積；pij是物種在斑塊i、j中分散的最大概率。PC值在[0，1]，值越大，區(qū)域景觀的連通性越高。

式（2）中：dPC表示去除要素的重要程度（景觀連通重要性）；PC為連通性計算結(jié)果；PC′表示去除某要素之后的連通性計算結(jié)果。dPC值越大，則要素間的重要性越大。

3.2 基于最小累積阻力模型的潛在生態(tài)廊道提取

最小累積阻力（Minimum Cumulative Resistance,MCR）模型于1992年由KNAAPEN提出[34]，后經(jīng)過俞孔堅等學(xué)者擴展深化應(yīng)用到生態(tài)安全格局研究領(lǐng)域[35-36]。該模型公式如下：

式（3）中：MCR為最小累積阻力值；fmin表示最小累積阻力與生態(tài)過程之間是正相關(guān)的函數(shù)關(guān)系；∑表示單元i與源j之間的阻力累積；Hij為從源j到單元i的距離；Ri為單元i的阻力系數(shù)。

以生態(tài)重要性反向值柵格作為基礎(chǔ)阻力面，生態(tài)重要性高則生態(tài)阻力低，生態(tài)重要性低則生態(tài)阻力高。基于阻力面和生態(tài)源地，通過MCR模型提取潛在生態(tài)廊道，利用ArcGIS中的cost-distance實現(xiàn)。

3.3 基于重力模型的生態(tài)廊道重要性分析

重力模型可用于計算生態(tài)源地之間的相互作用強度[37]，量化評價源地間潛在生態(tài)廊道的重要程度。公式如下：

式（4）中：Gab為生態(tài)源地a和b之間的相互作用強度（生態(tài)廊道重要程度）；Na和Nb分別為生態(tài)源地a和b的權(quán)重；Dab為生態(tài)源地之間廊道阻力的標(biāo)準(zhǔn)值；Pa和Pb分別為生態(tài)源地a和b的平均阻力值；Sa和Sb為生態(tài)源地a、b的面積；Lab是生態(tài)源地a、b之間的廊道阻力值；Lmax為區(qū)域內(nèi)最大的廊道阻力值；以生態(tài)重要性反向值柵格作為基礎(chǔ)阻力面，則Gab大小與生態(tài)重要性柵格值成正比。

3.4 基于核心區(qū)連通性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方案選取

3.4.1 核心區(qū)連通性分析

基于MSPA結(jié)果的核心區(qū)，去除與生態(tài)源地重疊部分，得到非源地（研究區(qū)生態(tài)源地之外的區(qū)域）核心區(qū)。非源地核心區(qū)可以有效代表生態(tài)源地之外的主要生態(tài)功能區(qū)域，而生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對于非源地核心區(qū)的連通程度一定意義上可以作為評判生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。因此，提出非源地核心區(qū)面積生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接率（C）和非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率（E）兩個指數(shù)，來表示生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對非源地核心區(qū)的連通性。公式如下：

式（5）—式（6）中：C表示非源地核心區(qū)面積生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接率，即生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接的非源地核心區(qū)斑塊面積與非源地核心區(qū)斑塊總面積之比，C值越高表明生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對于研究區(qū)內(nèi)主要生態(tài)空間斑塊（核心區(qū)）的連通性越好；Si表示生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接的非源地核心區(qū)斑塊面積，S0表示非源地核心區(qū)斑塊總面積。E表示非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率，即非源地核心區(qū)斑塊內(nèi)的生態(tài)廊道總長度與非源地生態(tài)廊道總長度之比，E值越高表明在主要生態(tài)空間內(nèi)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)廊道長度比例越高、網(wǎng)絡(luò)生態(tài)質(zhì)量越好、維護和建設(shè)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的成本越低；li表示非源地核心區(qū)斑塊內(nèi)的生態(tài)廊道總長度，l0表示非源地生態(tài)廊道總長度。

3.4.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

整體生態(tài)廊道與所有生態(tài)節(jié)點之間的連接程度稱為網(wǎng)絡(luò)連通性，而網(wǎng)絡(luò)連通性評價指數(shù)是評價景觀生態(tài)過程與生態(tài)功能聯(lián)系程度的指標(biāo)[38]。選取α指數(shù)、β指數(shù)和γ指數(shù)來測度不同生態(tài)廊道重要程度閾值下所獲取的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接度和有效性[39-40]。網(wǎng)絡(luò)閉合度（network circuitry）表示網(wǎng)絡(luò)中存在回路數(shù)的情況，即網(wǎng)絡(luò)中實際回路數(shù)與最大可能回路數(shù)之比，用α指數(shù)表示：

式（7）中：L為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的生態(tài)廊道數(shù)；V為生態(tài)節(jié)點（生態(tài)源地）數(shù)；2V-5表示生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中存在的最大可能回路數(shù)。α指數(shù)的范圍在[0，1]，α=0表示網(wǎng)絡(luò)中不存在回路，α=1表示網(wǎng)絡(luò)已達到最大限度的回路數(shù)[39]。

線點率指網(wǎng)絡(luò)中每一個生態(tài)節(jié)點的平均連接廊道數(shù)量，用β指數(shù)表示：

式（8）中：β指數(shù)表示網(wǎng)路的復(fù)雜性程度，范圍在[0，3]。β=0，表示不存在網(wǎng)絡(luò)；β值越大，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度越高。當(dāng)β＜1時，表示網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)樹狀格局；β=1時，表示網(wǎng)絡(luò)形成單一回路；當(dāng)β＞1時,表示網(wǎng)絡(luò)有更復(fù)雜的連接度水平[41]。L和V含義同式（7）。

網(wǎng)絡(luò)連接度（network connectivity），指網(wǎng)絡(luò)中所有生態(tài)節(jié)點被生態(tài)廊道連接的程度，即生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的廊道數(shù)與最大可能廊道數(shù)之比，用γ指數(shù)表示:

式（9）中：（3V-2）表示生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中存在的最大可能廊道數(shù)。γ指數(shù)的范圍在[0，1]，γ=0時，表示沒有生態(tài)節(jié)點相連；γ=l時，表示所有生態(tài)節(jié)點都彼此相連[39]；L和V含義同式（7）。

4 結(jié)果與分析

4.1 生態(tài)重要性分析及生態(tài)源地識別

水源涵養(yǎng)量流域北部明顯高于南部，受降雨量空間差異影響較大，此外重要自然保護地和林區(qū)的水源涵養(yǎng)量明顯高于周邊；土壤保持量、生境質(zhì)量的空間分布特征與植被覆被情況相符，中部主要城鎮(zhèn)與農(nóng)業(yè)區(qū)域的水土保持量明顯低于周邊重要生態(tài)功能區(qū)域；總體來看地勢高、生態(tài)空間林地較好的區(qū)域生態(tài)功能性較好、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性高（圖1）。水土流失主要分布在河流兩岸和人類居住、耕作區(qū)；石漠化發(fā)生在碳酸鹽巖區(qū)（地質(zhì)巖性），其主要區(qū)域為流域中部偏北的城鎮(zhèn)和農(nóng)業(yè)區(qū)；生態(tài)敏感性的空間分布特征與人類活動、生產(chǎn)生活活動相關(guān)性比較大，總體來看城鎮(zhèn)密集或耕地集中等生產(chǎn)生活區(qū)生態(tài)敏感性高，重要生態(tài)功能區(qū)、主要林區(qū)等受生產(chǎn)生活影響小的地方生態(tài)敏感性比較低。進行MSPA景觀空間格局分析，對核心區(qū)斑塊計算連通重要性（dPC），流域南部區(qū)域桂江兩岸連通性最高，重要生態(tài)區(qū)和林地分布區(qū)域連通性明顯高于中部生產(chǎn)生活空間區(qū)域。

圖1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)敏感性及景觀連通性Fig.1 Ecosystem service, ecological sensitivity and landscape connectivity

通過AHP方法獲得水源涵養(yǎng)（0.178 7）、土壤保持（0.213 2）、生境質(zhì)量（0.177 5）、水土流失（-0.125 3）、石漠化（-0.160 8）和景觀連通性（0.144 6）的權(quán)重，疊加得到生態(tài)重要性并通過ArcGIS自然斷點法將結(jié)果分為極重要區(qū)、重要區(qū)、一般重要區(qū)和不重要區(qū)4個部分（圖2），極重要區(qū)生態(tài)重要性最高、不重要區(qū)生態(tài)重要性最低。生態(tài)極重要區(qū)和重要區(qū)主要分布在北部貓兒山及周邊越城嶺山區(qū)，東北部海洋山及都龐嶺區(qū)域、銀殿山和西嶺山區(qū)域，南部桂江兩岸古修—七沖—大桂山廣大區(qū)域，西部的大瑤山和架橋山區(qū)域；中部桂林市區(qū)、各縣城周邊、梧州附近等平緩地形、適合居住耕種的區(qū)域為不重要或一般重要區(qū)。以生態(tài)極重要區(qū)的連續(xù)大面積斑塊作為生態(tài)源地（圖3），包括貓兒山、摩天嶺、海洋山、都龐嶺、銀殿山—西嶺山、古修、七沖、大腦山、大桂山、大瑤山、架橋山11塊生態(tài)源地，總計7 948.50 km2，占桂江流域總面積的41.20 %。

圖2 生態(tài)重要性Fig.2 Ecological importance

4.2 潛在生態(tài)廊道提取與廊道重要性分析

基于構(gòu)建的生態(tài)阻力面和11個生態(tài)源地，通過MCR模型運算并整合篩選，獲取潛在生態(tài)廊道38條，總長度約為1 839.95 km。由圖3可看出，生態(tài)廊道在研究區(qū)域存在顯著的空間分布差異。在東部海洋山—銀殿山區(qū)域以及南部古修—七沖—大桂山區(qū)域，生態(tài)源地組團式分布且廊道分布密度較高；中部主要生產(chǎn)生活區(qū)及西部、北部生態(tài)源地獨立分布區(qū)，廊道分布密度較低。其中，桂林—臨桂—靈川區(qū)域缺少廊道分布，南端梧州周邊沒有廊道連接；架橋山和海洋山之間、銀殿山和七沖之間、架橋山—大瑤山—古修之間，廊道分布相對較少，聯(lián)系程度相對較低。

圖3 生態(tài)源地與潛在生態(tài)廊道Fig.3 Ecological sources and potential ecological corridors

通過重力模型計算生態(tài)源地之間的相互作用強度（表1），以此量化評價源地間廊道的重要程度。重力模型計算所用的阻力值，來源于生態(tài)重要性負向值所表示的基本阻力面，所以生態(tài)源地之間的相互作用強度即廊道重要程度也表示了廊道的生態(tài)重要性。從表1可以看出，源地斑塊10（古修）和11（七沖）、4（摩天嶺）和5（貓兒山）之間的相互作用強度最高，大于5萬；其他生態(tài)源地之間的相互作用較強較高的在1萬～5萬之間，較低的在1萬以下。相互作用強度較高的生態(tài)源地均是距離鄰近、生境質(zhì)量好且位于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵位置，其之間的生態(tài)廊道重要性比較高。此外，生態(tài)源地組團及獨立生態(tài)源地之間的生態(tài)廊道重要性相對偏低。生態(tài)源地間的相互作用強度差異情況，與生態(tài)重要性空間分布情況相符（圖2）。

表1 生態(tài)源地間相互作用強度（生態(tài)廊道重要程度）Tab.1 Interaction intensity between ecological sources （Importance of ecological corridor）

4.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案分析

通過非源地核心區(qū)面積生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接率C、非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率E和α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù)綜合評判（圖4），優(yōu)先選擇生態(tài)廊道重要程度（表1）高的廊道構(gòu)建最優(yōu)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。保證11處生態(tài)源地均能被連通，即生態(tài)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)V=11的前提下，生態(tài)廊道數(shù)量≥12。因此，在生態(tài)廊道數(shù)量12～38條范圍內(nèi)評判最優(yōu)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（圖4）。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的C、α、β、γ值隨著廊道數(shù)量L增加而上升，E值變化曲線有2個峰值。當(dāng)L=18和26時，E處于峰值，非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率最高；L=18時，C=0.568，α=0.471，β=1.636，γ=0.667；L=26時，C=0.606，α=0.941，β=2.364，γ=0.936。綜合分析，相比于L=18，當(dāng)L=26時：E同樣處于峰值，非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率較高；C值更高，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對于研究區(qū)內(nèi)主要生態(tài)空間斑塊的連通性更好；α指數(shù)和γ指數(shù)接近等于1，即網(wǎng)絡(luò)基本達到最大限度回路數(shù)且每個節(jié)點都彼此相連；β指數(shù)更高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且結(jié)構(gòu)完善。因此，基于生態(tài)廊道重要程度，選擇26條廊道作為重要生態(tài)廊道，構(gòu)建最優(yōu)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。得到重要廊道26條，廊道總長度1 278.29 km（圖5）；其中，以保證11處生態(tài)源地均能被連通為標(biāo)準(zhǔn)，選擇12條生態(tài)廊道為一級生態(tài)廊道（515.47 km），剩下14條為二級生態(tài)廊道（762.82 km）。

圖4 核心區(qū)連通性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析Fig.4 Analysis of core area connectivity and network structure

圖5 生態(tài)安全格局Fig.5 Ecological security pattern

由11個生態(tài)源地和26條重要生態(tài)廊道構(gòu)成桂江流域完整的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（圖5）。形成了以水為脈，桂江水系自北向南聯(lián)通全域；以山為屏，中北部主要生產(chǎn)生活區(qū)被群山環(huán)繞；南部丘陵地帶森林密布的生態(tài)安全格局。一級生態(tài)廊道重要程度高，多貫穿于生態(tài)源地內(nèi)部，起到源地之間的關(guān)鍵連接作用；相比于一級生態(tài)廊道，二級生態(tài)廊道重要程度偏低（表1），對生態(tài)源地之外的其他生態(tài)用地起到連接作用，在一級廊道的基礎(chǔ)上完善和強化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能。此外，北部貓兒山—摩天嶺到海洋山，銀殿山到七沖，古修到大瑤山，大瑤山到架橋山之間的生態(tài)廊道相對薄弱，需要進一步加強建設(shè)和維護，以保障桂江流域北部東部—南部—西部生態(tài)源地及重要生態(tài)屏障和生態(tài)功能區(qū)之間的連通，提升桂江流域的生態(tài)安全格局的整體性與生態(tài)質(zhì)量。

5 結(jié)論與討論

本文以桂江流域為例，通過“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)—生態(tài)敏感性—景觀連通性”方式進行生態(tài)重要性分析并以“生態(tài)極重要區(qū)”為生態(tài)源地；以生態(tài)重要性反向值柵格為基礎(chǔ)阻力面，利用最小累積阻力模型提取潛在生態(tài)廊道，以重力模型評價潛在生態(tài)廊道重要程度即廊道生態(tài)重要性大?。惶岢龌贛SPA核心區(qū)的“非源地核心區(qū)面積生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接率（C）”和“非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率（E）”指數(shù)，并結(jié)合α指數(shù)、β指數(shù)、γ指數(shù)綜合評判不同生態(tài)廊道重要程度閾值下的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，選擇最優(yōu)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方案。通過以上研究得出結(jié)論：

（1）桂江流域包含11處生態(tài)源地，總計7 948.50 km2，全域面積占比41.20%；生態(tài)源地空間分布呈現(xiàn)南部組團古修、七沖、大腦山、大桂山等，東部組團海洋山、都龐嶺、銀殿、西嶺山，以及北部貓兒山和西部架橋山、大瑤山獨立的情況。北部桂林周邊及中部陽朔—平樂—恭城—荔浦區(qū)域作為主要的生產(chǎn)生活區(qū)，被以生態(tài)源地為主的生態(tài)重要區(qū)和極重要區(qū)包圍，生態(tài)源地總體呈現(xiàn)較好的空間布局。

（2）研究區(qū)提取潛在廊道總計38條，總長度約為1 839.95 km；其中，重要生態(tài)廊道26條，總長度1 278.29 km；重要生態(tài)廊道含一級廊道12條（515.47 km）和二級廊道14條（762.82 km）。生態(tài)廊道空間分布呈現(xiàn)中部主要生產(chǎn)生活區(qū)和北部、西部生態(tài)源地獨立分布區(qū)域密度低，東部和南部生態(tài)源地組團區(qū)域密度高的情況。桂林—臨桂—靈川區(qū)域缺少廊道分布，南端梧州周邊沒有廊道連接；架橋山和海洋山之間，銀殿山和七沖之間，廊道分布相對較少，聯(lián)系程度相對較低；架橋山—大瑤山—古修之間的生態(tài)廊道也相對較少。

（3）以26條重要生態(tài)廊道構(gòu)成的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，E處于峰值，非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率較高；C值更高，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對于研究區(qū)內(nèi)主要生態(tài)空間斑塊的連通性更好；α指數(shù)和γ指數(shù)接近等于1，即網(wǎng)絡(luò)基本達到最大限度回路數(shù)且每個節(jié)點都彼此相連；β指數(shù)更高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且結(jié)構(gòu)完善。在保證11處生態(tài)源地都被連接的情況下，26條重要生態(tài)廊道構(gòu)成最優(yōu)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，可以作為桂江流域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)保護和完善的指導(dǎo)。

（4）本文以生態(tài)源地、生態(tài)廊道為基礎(chǔ)構(gòu)成的生態(tài)安全格局，可以為國土空間規(guī)劃的生態(tài)保護格局以及生態(tài)修復(fù)規(guī)劃提供重要依據(jù)和支撐。針對生態(tài)源地破碎區(qū)域、生態(tài)廊道薄弱或不連貫區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)修復(fù)，達到區(qū)域生態(tài)質(zhì)量提升和結(jié)構(gòu)完整的目標(biāo)。在以后的生態(tài)格局維護和優(yōu)化中，加強生態(tài)源地的保護力度，維護其完整性，提升其生境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。針對貓兒山、海洋山、銀殿山、西嶺山、七沖、古修、大瑤山、架橋嶺等設(shè)有自然保護區(qū)的生態(tài)源地斑塊，參考本文生態(tài)源地識別結(jié)果的斑塊范圍，在實施自然保護區(qū)范圍內(nèi)保護的同時，加強非自然保護區(qū)范圍生態(tài)源地的保護；針對摩天嶺、都龐嶺、大腦山、大桂山等不設(shè)有自然保護區(qū)的生態(tài)源地斑塊，加強生態(tài)治理和環(huán)境保護力度，穩(wěn)固這些生態(tài)源地的生態(tài)功能及在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點連接作用。加強南部、東部組團以及北部、西部單獨生態(tài)源地之間廊道的建設(shè)，尤其是摩天嶺—海洋山、銀殿山—七沖、古修—大瑤山、古修—架橋山、大瑤山—架橋山、架橋山—海洋山生態(tài)廊道的優(yōu)化建設(shè)，以整體提升桂江流域生態(tài)安全格局的連通性與生態(tài)功能和質(zhì)量，穩(wěn)定整個區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。

本文以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)敏感性、景觀連通性綜合識別生態(tài)源地，但如何精準(zhǔn)的識別和定義生態(tài)源地的邊界，有待進一步研究。研究區(qū)內(nèi)內(nèi)貓兒山、海洋山、銀殿山、西嶺山、七沖、古修、大瑤山、架橋嶺等自然保護地以及桂江流域中下游丘陵地帶等重要生態(tài)功能區(qū)都包含在生態(tài)源地范圍之內(nèi)，由此可見生態(tài)源地識別結(jié)果較為可靠?；贛CR模型識別生態(tài)廊道的方法，引入了生態(tài)重要性反向柵格值為基礎(chǔ)阻力面，使?jié)撛诶鹊赖奶崛【C合考慮了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)敏感性、景觀連通性；重力模型評判的生態(tài)廊道重要性（源地間相互作用程度）也表示了廊道的生態(tài)重要性，即廊道的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)敏感性、景觀連通性情況。此外，本文基于MSPA核心區(qū)提出的“非源地核心區(qū)面積生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接率C”和“非源地核心區(qū)生態(tài)廊道長度比率E”，考慮了生態(tài)網(wǎng)絡(luò)對非源地核心區(qū)（生態(tài)源地外的重要生態(tài)用地）的連通性以及網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性，可以在一定程度上判別生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)劣。此外，引入時空變化分析可以更好地展現(xiàn)生態(tài)安全格局、生態(tài)空間的時間序列變化情況，并對未來變化趨勢做出預(yù)判，這也是未來研究的一個方向。