城市擴(kuò)張情景模擬下綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化研究
——以南京市部分區(qū)域為例

吳 榛

張凱云

王 浩*

近年來，中國城市快速發(fā)展與擴(kuò)張導(dǎo)致城市土地覆蓋、自然資源發(fā)生驟變，給城市生態(tài)環(huán)境帶來巨大沖擊[1]。城市綠地是城市中以植被為主要形態(tài)，并對生態(tài)、游憩、景觀、防護(hù)具有積極作用的各類綠地[2]。其在城市空間激烈動態(tài)演變過程中，受到建設(shè)用地擠壓，被動地服從于建設(shè)用地，違背了自然規(guī)律，對區(qū)域生態(tài)格局造成不良影響。綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是綠地空間依照自然規(guī)律連接而成的整體空間，是綠地的整體空間結(jié)構(gòu)體系，可連接孤立綠地斑塊，增強(qiáng)生物流與能量流，提升生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[3-5]，減少綠地破碎化給生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)造成的威脅[6]。

目前，綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究主要集中在生態(tài)源地選擇、廊道提取、綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模式及評價方法等多個方面[7-9]，不僅在生物保護(hù)領(lǐng)域有應(yīng)用研究[10]，在綠道規(guī)劃與建設(shè)方面也運用了綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方式與方法[11-12]。然而，在多數(shù)研究中綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建均只建立在現(xiàn)狀用地分析基礎(chǔ)上，選擇當(dāng)前時空下的綠地斑塊或上位規(guī)劃明確的重要綠地斑塊，進(jìn)行整體綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建，實現(xiàn)各綠地斑塊間的連接。這種靜態(tài)保護(hù)的構(gòu)建思路雖然在一定程度上對現(xiàn)有的綠地斑塊保護(hù)與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建作出了一定貢獻(xiàn)，但是難以實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)發(fā)展，其科學(xué)性和實踐意義大打折扣。

近年來，由于快速城市化引發(fā)生態(tài)環(huán)境負(fù)面效應(yīng)，諸多學(xué)者轉(zhuǎn)向城市擴(kuò)張情景模擬下城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合研究[13-14]，用以實現(xiàn)各類生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與時間動態(tài)屬性協(xié)調(diào)。國內(nèi)外學(xué)者采用各類數(shù)學(xué)模型對城市未來發(fā)展情景進(jìn)行模擬計算，主要運用系統(tǒng)動力學(xué)模型[15]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[16]和元胞自動機(jī)模型[17]等。其中，CA-Markov模型既具備了Markov模型長期預(yù)測的優(yōu)勢，又能發(fā)揮CA模型模擬復(fù)雜空間變化的特點，具有較高的空間預(yù)測精度[18-19]。

城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建及優(yōu)化與城市空間格局演變具有內(nèi)生潛在關(guān)聯(lián)。綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)動態(tài)變化分析是促進(jìn)城市可持續(xù)性發(fā)展的有益工具，而目前在綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化研究中缺少針對城市動態(tài)演變層面的分析，需拓展時間維度上城市空間格局動態(tài)演變下的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建研究。通過CA-Markov模型模擬城市未來土地利用情景有助于分析綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)在“過去-現(xiàn)在-未來”的結(jié)構(gòu)演變，以進(jìn)一步揭示城市動態(tài)演變中綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的變化趨勢和保護(hù)優(yōu)化策略。

因此，本研究提出一種城市擴(kuò)張與綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)耦合的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法，擬在城市時空動態(tài)演變中，對未來發(fā)展情景進(jìn)行模擬，把握發(fā)展趨勢，預(yù)見性地對城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，以期減少城市擴(kuò)張對生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面影響。

本文以南京市長江南部區(qū)域為研究區(qū)，繼承和創(chuàng)新傳統(tǒng)綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究框架，通過未來趨勢量化分析綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)演變和發(fā)展趨勢，在探索“歷史演變-現(xiàn)狀分布-未來趨勢-優(yōu)化措施”的新模式基礎(chǔ)上，對城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建進(jìn)行創(chuàng)新，并從風(fēng)景園林學(xué)角度，探討城鄉(xiāng)區(qū)域綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化路徑。

1 研究區(qū)概況

南京市地處長江中下游，屬于寧鎮(zhèn)揚丘陵地區(qū)，區(qū)域范圍內(nèi)綠地生態(tài)資源豐富。由于受到長江自然基底條件約束，綠地生態(tài)廊道在長江南北兩區(qū)域相對獨立。與北部區(qū)域相比，南部區(qū)域綠地生態(tài)資源相對豐富，且在城市發(fā)展過程中，南部區(qū)域綠地斑塊與建設(shè)用地的動態(tài)分布關(guān)系更具代表意義。該區(qū)域內(nèi)存在逐漸被城市建設(shè)用地孤島化的紫金山綠地，以及長期處于城市邊緣區(qū)且逐年被建設(shè)用地擠壓的牛首山、青龍山綠地等。同時，近年來隨著城市化進(jìn)程加快，南部區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地擴(kuò)張速度相比北部更為顯著，其建設(shè)用地與綠地間的動態(tài)發(fā)展矛盾更為突出，因此，該區(qū)域更具研究價值。

選擇南京市長江以南作為研究區(qū)域，包括鼓樓、玄武、棲霞、建鄴、秦淮、雨花臺、江寧、溧水和高淳9個區(qū)，面積約為4 200km2(圖1)。旨在科學(xué)利用原有山水格局和綠地生態(tài)基底，探索時空變化下建設(shè)用地與綠地生態(tài)環(huán)境間的動態(tài)關(guān)系，研究適應(yīng)未來城市發(fā)展趨勢的綠地網(wǎng)絡(luò)格局和優(yōu)化措施，以實現(xiàn)國土空間規(guī)劃體系下綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系的保護(hù)與完善。

圖1 研究區(qū)地理位置

2 數(shù)據(jù)來源

本研究主要采用Landsat 系列遙感影像，所用影像均來源于中科院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http://www.gscloud.cn/，分辨率30m×30m)，高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)GDEMV2，其他相關(guān)矢量數(shù)據(jù)主要來源于南京市電子地圖數(shù)據(jù)。

3 研究模型與研究方法

3.1 研究框架與技術(shù)路線

對南京市2000、2010和2020年的土地利用進(jìn)行分類，采用CA-Markov模型模擬2030年南京城市擴(kuò)張情景下的景觀格局；裁剪出研究區(qū)范圍，并以綠地斑塊連通性指標(biāo)和上位規(guī)劃作為選取生態(tài)網(wǎng)絡(luò)源地的依據(jù)，通過最小耗費模型，分別在2000、2010和2020年用地分布和模擬的2030年用地分布基礎(chǔ)上，構(gòu)建不同時空狀態(tài)下的綠地生態(tài)廊道，通過對比分析各時空狀態(tài)下的綠地生態(tài)廊道，最終確定適應(yīng)城市未來擴(kuò)張情景下的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖2)。

圖2 技術(shù)路線

3.2 土地利用分類

對2000、2010、2020年的南京市遙感影像進(jìn)行處理，對其進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正等預(yù)處理，并通過影像拼接與裁剪，得到研究區(qū)遙感影像數(shù)據(jù)。依據(jù)研究目的需要，通過原始波段影像、歸一化植被指數(shù)(NDVI)、改進(jìn)的歸一化水體指數(shù)(MNDWI)等進(jìn)行決策樹運算，將研究區(qū)的土地利用類型劃分為建設(shè)用地、草地、林地、水體、農(nóng)業(yè)用地和其他用地六大類，驗證其精度，并將草地和林地視為研究區(qū)中綠地空間。

3.3 CA-Markov模型與模擬步驟

3.3.1 CA-Markov模型

CA-Markov模型適用于時序上土地利用類型間具有相互轉(zhuǎn)化的可能，同時該轉(zhuǎn)化過程有一些難以用函數(shù)關(guān)系準(zhǔn)確描述的區(qū)域[20-21]。CAMarkov模型耦合了元胞自動機(jī)和馬爾柯夫鏈的優(yōu)勢，可以模擬并預(yù)測較為復(fù)雜的土地利用類型及演變過程[22]。該方法是國內(nèi)外學(xué)者構(gòu)建最多的土地利用模擬預(yù)測模型。

3.3.2 模擬步驟

利用IDRISI軟件中的CA-Markov模塊預(yù)測各用地類型的相互轉(zhuǎn)化。以預(yù)測基期的土地利用為初始狀態(tài)，以基期和前一時刻的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣及多準(zhǔn)則評價(Muti-Criteria Evaluation，MCE)為依據(jù)，對未來土地利用進(jìn)行馬爾柯夫鏈預(yù)測，預(yù)測研究區(qū)土地利用變化趨勢。

1)構(gòu)建土地轉(zhuǎn)移概率矩陣。

利用土地轉(zhuǎn)移矩陣來分析土地利用動態(tài)變化能夠有效分析某一時段內(nèi)土地利用類型間數(shù)量變化的關(guān)系，分析區(qū)域土地利用的結(jié)構(gòu)特征和各類型變化狀況[23]。在2000、2010、2020年土地利用分類數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分析了南京市2000—2010和2010—2020年土地利用類型變化矩陣。

2)多準(zhǔn)則評價。

運用MCE模塊設(shè)定土地利用轉(zhuǎn)化規(guī)則，即通過要素條件和約束條件兩方面限定。其中，要素條件為土地利用類型轉(zhuǎn)化的影響條件，約束條件為土地利用轉(zhuǎn)化的限定條件。

已有研究表明，大型水域在現(xiàn)實狀況中基本無法轉(zhuǎn)換成其他各類型用地，因此本研究將大型水域作為其他各類用地的約束性條件。同時，考慮到建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為其他用地過程中的適宜性和鄰域效應(yīng)，對建設(shè)用地轉(zhuǎn)化的要素條件也進(jìn)行了限定。其中，適宜性由區(qū)域的地形因子如坡度、高程等決定，鄰域效應(yīng)主要考慮到建設(shè)用地轉(zhuǎn)化過程中的易接近性，選擇了距鐵路距離、距高速公路距離和距公路距離[23]。通過對上述要素條件及對大型水域的不可轉(zhuǎn)移性進(jìn)行控制性設(shè)定，制作了本研究的適宜性圖集。

3)2020年土地利用分類模擬。

結(jié)合提取的南京市土地利用分類數(shù)據(jù)，確定用地轉(zhuǎn)換規(guī)則，并以2010年為起始年，基于2000與2010年的土地利用現(xiàn)狀，模擬南京市2020年的土地利用分類數(shù)據(jù)，將2020年土地利用分類實際數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以Kappa系數(shù)計算模擬模型精度，驗證CAMarkov模型模擬的可靠性。

4)城市擴(kuò)張情景下2030年土地利用分類預(yù)測。

城市擴(kuò)張情景即依據(jù)城市發(fā)展過程中的歷史土地利用發(fā)展規(guī)律推演所獲城市發(fā)展情景。在2020年土地利用分類實際數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)精度驗證可靠的情況下，再以2020年為起始年份，結(jié)合2010—2020年土地轉(zhuǎn)移矩陣和適宜性圖集，預(yù)測2030年土地利用分類空間數(shù)據(jù)。

3.4 綠地生態(tài)源地選擇

結(jié)合Conefor工具軟件分析各綠地空間整體連通性指數(shù)(IIC)、景觀巧合概率指數(shù)(LCP)、可能連通性指數(shù)(PC)等景觀連接度指數(shù)[24]，并在參考相關(guān)上位規(guī)劃的基礎(chǔ)上，選擇各時期連通度重要性程度較高的綠地空間作為生態(tài)源地。

3.5 綠地生態(tài)廊道模擬與綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法

斑塊生境適宜性越高，物種遷移阻力越小。本研究依據(jù)現(xiàn)有土地利用類型賦予相應(yīng)的阻力值(表1)，用以定量描述物種在不同景觀類型中遷移和擴(kuò)散的阻力大小[25]。

基于土地利用分布，運用GIS平臺構(gòu)建消費阻力面，作為各時期研究區(qū)阻力面模型[25]。并通過Cost patch空間分析工具確定綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間最小消耗路徑，尋找各時期潛在綠地廊道，并綜合各時期綠地廊道構(gòu)建綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系。

4 結(jié)果與分析

4.1 土地利用分類變化

處理后得到2000、2010和2020年研究區(qū)土地利用空間數(shù)據(jù)(圖3)，精度均達(dá)到85%以上，能夠滿足研究要求。2000—2020年研究區(qū)景觀空間格局變化主要表現(xiàn)在以下兩方面。

圖3 研究區(qū)土地利用分類圖

1)在土地利用類型分布方面，建設(shè)用地向研究區(qū)南部逐漸擴(kuò)張，其中在“河西南”“湯山-五條嶺-將軍山-牛首山”“鐘山-荊山”“桂莊樞紐-駱家邊樞紐”周邊地區(qū)建設(shè)用地擴(kuò)張相對明顯，“高淳區(qū)”“祿口機(jī)場”周邊出現(xiàn)零星碎片狀建設(shè)用地。同時，隨著建設(shè)用地擴(kuò)張，鐘山、方山等地綠地斑塊孤島化、破碎化趨勢愈發(fā)明顯(圖3)。

2)在土地利用數(shù)量方面，2000—2010年擴(kuò)張強(qiáng)度明顯強(qiáng)于2010—2020年，2020年建設(shè)用地約占27.73%(1 164.25km2)，城市擴(kuò)張速度放緩。林地和農(nóng)業(yè)用地面積減少，農(nóng)業(yè)用地面積減少最多，2000—2020年共減少了603.71km2，消失的農(nóng)業(yè)用地大多轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地(表2)。

4.2 城市擴(kuò)張情景模擬下土地利用空間分布

通過Crosstab模塊計算得到南京市2020年模擬圖和實測圖的Kappa系數(shù)為0.85，精度滿足要求，可用于研究區(qū)未來土地利用空間分布預(yù)測。由表2可知，研究區(qū)2010—2020年城市擴(kuò)張速度放緩，但建設(shè)用地仍處于增長趨勢。同時，《南京市城市總體規(guī)劃(2018—2035)》中指出2030年南京市的建設(shè)用地規(guī)模規(guī)劃為2 150km2，此為研究區(qū)城市擴(kuò)張情景模擬提供了相應(yīng)的現(xiàn)實依據(jù)。本研究以2020年南京市土地利用空間分布圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過MCE圖集，分析各類土地利用適宜性和2010—2020年土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣(表3)，預(yù)測研究區(qū)內(nèi)2030年土地利用空間分布、各類用地面積及比例(圖4，表4)。

表2 研究區(qū)土地利用類型面積及比例

表3 南京市2010—2020年土地利用類型的Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣(單位：%)

表4 研究區(qū)2030年土地利用類型面積及比例預(yù)測

圖4 基于CA-Markov模型模擬的2030年研究區(qū)土地利用分類圖

4.3 重要生態(tài)斑塊選取

結(jié)合研究區(qū)各年土地利用分類數(shù)據(jù)，利用Conefor工具對各年綠地斑塊進(jìn)行景觀連通的重要性程度分析，本次選擇了整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)和景觀巧合概率指數(shù)(LCP)，選取了面積大于4.5km2且各連接度指標(biāo)排名均在前30位的綠地斑塊，并參考《南京市城市總體規(guī)劃(2018—2035)》和《南京市生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃》，最終選取了18處重要綠地斑塊作為研究區(qū)的重要源地(圖5)。

圖5 研究區(qū)內(nèi)重要綠地生態(tài)斑塊分布圖

4.4 綠地生態(tài)廊道模擬與綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

將上述選定的綠地斑塊作為生態(tài)源地，通過不同土地利用類型的植被覆蓋情況和受人為干擾的程度確定景觀阻力大小(表1)。構(gòu)建阻力面并通過GIS中最小耗費路徑模擬各綠地生態(tài)源地之間的生態(tài)廊道，以確定各時期各綠地斑塊之間的最小消耗路徑，即生物遷徙過程中物質(zhì)流和能量流消耗最小的最佳路徑[24]，最終構(gòu)建了各時期的綠地生態(tài)廊道(圖6)。

表1 不同土地利用類型的景觀阻力值

將2020年基礎(chǔ)年份中構(gòu)建的廊道劃分為保護(hù)型生態(tài)廊道。該類廊道為當(dāng)下亟須保護(hù)與提升的綠地生態(tài)廊道，其保護(hù)與提升有利于實現(xiàn)當(dāng)前時段大型生態(tài)斑塊間生物的有效互通，可為區(qū)域生態(tài)穩(wěn)定提供基礎(chǔ)。

將2000和2010年模擬構(gòu)建，但隨著土地利用類型轉(zhuǎn)變而逐漸消失的廊道劃分為修復(fù)型生態(tài)廊道。這類廊道為生物流動原有的慣性路徑廊道，可通過調(diào)整廊道當(dāng)下景觀組分結(jié)構(gòu)、進(jìn)行綠地修補(bǔ)及縫合等方式恢復(fù)其原有內(nèi)部生境，增加廊道連通性，恢復(fù)原有生態(tài)連接功能。如2000年將軍山(斑塊7)與馬頭山(斑塊8)間的廊道，與2020年兩斑塊間廊道相比(圖6)，該廊道曲率低，遷移路徑相對較短，通過對其進(jìn)行修復(fù)，可恢復(fù)生物流動的原有慣性路徑廊道，減少生物在兩斑塊間遷移的能量耗散，增強(qiáng)斑塊間連通性。

將2030年模擬構(gòu)建，且2020年與之前年份并未出現(xiàn)的新廊道劃分為潛在型生態(tài)廊道。這類廊道為潛在替代性廊道，當(dāng)前時段下保護(hù)型生態(tài)廊道起主要連通作用，該類廊道連通效能尚未完全體現(xiàn)。一旦未來城市建設(shè)用地擴(kuò)張，現(xiàn)有廊道受建設(shè)用地擠壓或因不可控因素未能有效保護(hù)時，該類廊道可發(fā)揮其替代作用。如橫山(斑塊11)與無想山(斑塊14)間的廊道，從2020與2030年模擬構(gòu)建的廊道對比中可知(圖6)，當(dāng)未來溧水區(qū)建設(shè)用地擴(kuò)張，若2020年現(xiàn)存廊道未能有效保護(hù)時，新形成的廊道將會發(fā)揮其潛在替代作用。

圖6 研究區(qū)綠地生態(tài)廊道模擬分布圖

本研究綜合構(gòu)建城市擴(kuò)張情景模擬下綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)當(dāng)下現(xiàn)實，把握發(fā)展趨勢，建立“歷史演變-現(xiàn)狀分布-未來趨勢”綜合分析下的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖7)。

圖7 研究區(qū)綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖

4.5 綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

1)生態(tài)關(guān)鍵點建設(shè)。

在后續(xù)的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，應(yīng)在國土空間規(guī)劃下的生態(tài)紅線保護(hù)基礎(chǔ)上，加強(qiáng)各關(guān)鍵點的保護(hù)和提升，同時將各廊道間相互交匯的綠地斑塊節(jié)點也進(jìn)行一定程度的保護(hù)和提升，使其作為節(jié)點型生態(tài)棲息地，以增加綠地斑塊間的連通性，發(fā)揮綠地節(jié)點暫棲地的作用，增加廊道間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高物種在廊道中遷移的成功率，完善研究區(qū)內(nèi)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的整體性。

本研究進(jìn)行了4個時期的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模擬。以2020年為基準(zhǔn)，研究區(qū)內(nèi)廊道交匯處關(guān)鍵節(jié)點位置相對于其他年份發(fā)生了變化，這是由于建設(shè)用地的擴(kuò)張造成了原有廊道阻力變大，不得以選擇另一廊道替代原有廊道，因此造成了關(guān)鍵點位置變化。

因此，依據(jù)關(guān)鍵點建設(shè)的緊迫性，研究中將2020年的現(xiàn)有關(guān)鍵點作為一級關(guān)鍵點(圖8)，即在當(dāng)下現(xiàn)實中亟待進(jìn)行綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要節(jié)點，通過該類綠地節(jié)點的建設(shè)，可作為當(dāng)前生物遷移過程中的暫棲地，通過構(gòu)建腳踏石綠地斑塊，減少當(dāng)下生物遷移過程中的物質(zhì)流和能量流。將修復(fù)型生態(tài)廊道與潛在型生態(tài)廊道交匯處作為二級關(guān)鍵點(圖8)，因其作為廊道修復(fù)提升和未來潛在廊道建設(shè)備用的關(guān)鍵點，在原有廊道得以修復(fù)或現(xiàn)有廊道受不可控建設(shè)因素的破壞情形下，該類節(jié)點可以發(fā)揮替代性作用，成為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的補(bǔ)充和備用節(jié)點。

2)保護(hù)并疏通生態(tài)廊道。

從圖6可以看出，2000—2020及2030年構(gòu)建的生態(tài)廊道中，部分廊道位置發(fā)生了變化，主要由于原有部分“生態(tài)源”之間的阻力面受土地利用類型的變化而發(fā)生阻力大小的改變，造成了廊道改線。由于缺少生態(tài)廊道空間的保護(hù)和建設(shè)，兩源地之間模擬構(gòu)建的生態(tài)廊道阻力大于原有廊道阻力，易造成部分“生態(tài)源”被建設(shè)用地包圍，越發(fā)孤島化，如紫金山(斑塊5)和方山(斑塊6)，難以形成網(wǎng)絡(luò)間的有效連接。因此，留存綠地生態(tài)廊道保護(hù)空間尤為重要。

為進(jìn)一步保護(hù)并疏通生態(tài)廊道，針對不同景觀類型主導(dǎo)的廊道，提出不同側(cè)重的疏通策略。依據(jù)廊道主要景觀成分將其劃分為3類：農(nóng)田為主的廊道，草地、林地為主的廊道和建設(shè)用地為主的廊道(圖8)。同時，剔除冗余廊道并以各斑塊和生態(tài)關(guān)鍵點為劃分節(jié)點進(jìn)行了3類廊道數(shù)量與長度的統(tǒng)計(表5)。

表5 研究區(qū)依據(jù)主導(dǎo)景觀成分分類的廊道統(tǒng)計

圖8 研究區(qū)生態(tài)關(guān)鍵點與生態(tài)廊道景觀成分分類分布圖

整體來看，景觀成分以農(nóng)田為主的廊道在研究區(qū)中數(shù)量與長度占比較多，主要分布在城市邊緣區(qū)，為連通青龍山、方山、東坑南、橫山、姚家水庫北、無想山間的廊道，多處于江寧區(qū)耕地和農(nóng)村居民點周邊，疏通成本較低。應(yīng)在保護(hù)基本農(nóng)田的基礎(chǔ)上，對農(nóng)田周邊進(jìn)行綠地修補(bǔ)，部分地區(qū)可進(jìn)行退耕還林，保證潛在廊道的穩(wěn)定。景觀成分以草地、林地為主的廊道主要分布在研究區(qū)南側(cè)，為連通無想山、溧水區(qū)生態(tài)公益林、赭山頭水庫、瑤池、花山生態(tài)公益林間的廊道。這是由于各源地斑塊間具有良好的綠地資源，如龍墩湖風(fēng)景名勝區(qū)、大荊山森林公園等，且該片區(qū)未受建設(shè)用地擴(kuò)張影響。應(yīng)對廊道周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴(kuò)張、坑塘養(yǎng)殖進(jìn)行限制，以保證其中草地、林地的連通性和群落穩(wěn)定性，避免其被建設(shè)用地割裂。景觀成分以建設(shè)用地為主的廊道主要為建成區(qū)內(nèi)棲霞山、大連山-青龍山、鐘山、方山、將軍山-牛首山間的廊道，起溝通城市內(nèi)部生物斑塊間交流的作用。由于廊道內(nèi)部建設(shè)用地轉(zhuǎn)變難度較大，應(yīng)結(jié)合濱水綠廊、道路綠廊等共同建設(shè)，并通過見縫插綠的方式，將廊道中各破碎的綠地斑塊進(jìn)行有機(jī)縫合，增加物種遷移可能，同時可將城市建設(shè)用地中各類綠地與綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，避免城市建設(shè)用地對廊道的侵占，造成綠地斑塊的孤島化。

5 結(jié)論與討論

筆者突破了傳統(tǒng)研究中基于現(xiàn)狀用地進(jìn)行綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建的思路，通過將城市擴(kuò)張情景模擬與綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建相結(jié)合，用趨勢量化的方式將城市未來發(fā)展情景反映到綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，為綠地空間及綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究提供了新思路。

與以往研究不同，數(shù)字化地分析了城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)在過去、現(xiàn)在、未來3個時空下的狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了保護(hù)型、潛在型和修復(fù)型廊道，明確了綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中各廊道的空間定位，避免了以往只注重對現(xiàn)狀綠地斑塊和生態(tài)廊道的保護(hù)，而不考慮時空變化下綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展變化的動態(tài)性。

本研究針對未來城市擴(kuò)張情景模擬，把握城市土地利用變化趨勢，探索城市擴(kuò)張與綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)耦合的動態(tài)模擬理論與方法。但時空動態(tài)下綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建與優(yōu)化的嘗試仍然處于探索階段，存在以下不足。

1)本研究綠地空間受分類方式和分類精度影響，綠地空間劃分存在一定誤差，未來研究中需進(jìn)一步完善。同時，研究并未考慮不同源地的不同生態(tài)特性，僅考慮了源地連通度的重要程度，且在廊道構(gòu)建中并沒有進(jìn)行相關(guān)指示物種遷徙的研究，因此尚處于客觀模擬構(gòu)建層面。

2)本研究將綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化置于時空動態(tài)演變和未來城市擴(kuò)張情景模擬中，以期突破原有生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中時間層面考慮的不足，并用以指導(dǎo)研究區(qū)中綠地建設(shè)與規(guī)劃。但生態(tài)廊道保護(hù)和修復(fù)需結(jié)合實際用地進(jìn)行進(jìn)一步分析與考證方能最終落地。此次構(gòu)建的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系雖有一定的研究意義，但并未全面反映各時空動態(tài)變化下生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的優(yōu)劣。希望在未來研究中不斷完善，為城市綠地建設(shè)與規(guī)劃提供更加科學(xué)的決策方法。

注：文中圖片均由作者繪制。