基于最小阻力模型的土地整治中生态连通性变化及其优化研究

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1、第34卷第6期地理科学Vol.34No.62014年06月SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAJune,2014基于最小阻力模型的土地整治中生态连通性变化及其优化研究1,21,3113李谦，戴靓，朱青，杨桂山，吴绍华（1.中国科学院南京地理与湖泊研究所，流域地理学重点实验室，江苏南京210008;2.中国科学院大学，北京，100049；3.南京大学地理与海洋科学学院，江苏南京210046）摘要：以南京市高淳区东坝镇土地整治项目为实验区，基于格局-过程-效应的视角，运用最小累积阻力模型分析土地整治对生态连通性的影响及生态

2、格局优化途径。结果显示：①从景观格局看，土地整治后生态景观破碎度降低，集聚度上升，较整治前更规整，但景观优势、空间连接度和多样性指数下降，不利于整个生态系统的自组织能力与可持续发展；②从景观过程看，土地整治后原有的生态廊道被侵占和阻断，景观生态服务功能和强度均弱化。③从景观效应看，土地整治后生态功能连通性降低，生态流阻隔，形成明显的3个“生态孤岛”。因此，研究区在整治过程中需注意保护东-西方向生态流迁移关键通道和南-北方向、西南-东北方向辅助通道的畅通，努力优化整治区生态格局。关键词：土地整治；生态用地；连通性；最小累积阻力模型；格

3、局优化中图分类号：F301.2文献标识码：A文章编号：1000-0690(2014)06-0733-07随着中国城市化、工业化进程的加快，建设用目前，度量连通性的方法主要是通过计算连地扩张与耕地保护间的矛盾日益突出。中国土地接度指数，包括结构连接度指数与功能连接度指[10,11]整理从20世纪90年代被正式提出并实施以来，在数2种。结构连接度指数包括破碎度、集聚度、增加耕地面积、实现占补平衡、改善农业生产、促蔓延度、分离度、连通度等景观格局指数。如邓劲[1~3][12]进农村经济发展方面卓有成效。与此同时，农松等运用破碎度指数来研究

4、浙江省桐乡市土地[13]地整理、田块合并、修渠筑路、村庄外迁、开发复垦整理对耕地景观的影响；刘勇等通过集聚度、蔓[4]等一系列工程措施也改变了区域的景观格局，打延度和连通度等景观指数分析福建省长泰县土地[5]破了原有的生态平衡。其中，生态用地是维护生整理项目区的景观格局变化及其生态效应。这些[6]物多样性和生态系统动态平衡的重要景观类型。指标应用广泛，但只能反映某种景观类型在空间生态连通性是指生态用地景观空间结构单元之间上的表观连续性，而忽视了景观过程。功能连接[7~9]的连续性程度，是斑块延展性、廊道通达性和景度则表示景观类型对各

5、种生态过程促进或阻碍的观可持续性的综合表征，也是区域生态系统内物程度，主要包括基于距离阈值设定的综合连接度质能量流通与交换、基因干扰与传播、物种迁移与与连接度概率测算和基于最小累积阻力的连通性扩散、土壤侵蚀与渗透等生态过程的基础与保模型。前者依据生境斑块连通度与不同生态过程障。因此，生态连通性逐渐成为定量评价土地整发生尺度的关系，设定斑块距离梯度阈值分析景[14]治生态效应的重要指标，其格局的优化有利于生观过程变化的影响。如刘世梁等利用不同尺度态系统的稳定。下种群的迁移扩散能力设定5个距离阈值，比较土收稿日期：2013-07-14；

6、修订日期：2013-11-05基金项目：国家自然科学基金（41030745，41271109）、中国科学院南京地理与湖泊研究所“一三五”重点项目（NIGLAS2012135005）及领域前沿项目（NIGLAS2011YJ01）资助。作者简介：李谦（1982-），男，江苏涟水人，博士研究生，主要从事土地利用生态环境效应及GIS应用研究。E-mail:liqian_nj@hot-mail.com通讯作者：朱青，研究员。E-mail：qzhu@niglas.ac.cn734地理科学34卷地整治前后的景观连接度，识别斑块变化范围。生态价值和

7、功能，对环境没有任何负作用。因此,根[24]该方法实际上是基于某种景观功能分析不同情景据生态用地分类，项目区源地包括茶园、果园、其下的结构连接度指数变化，而不是从景观类型变化他园地、有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、坑出发去探究其阻碍或促进程度的改变。而最小累塘水面、沟渠以及河流水面10个地类。[15][16,17]积阻力在生态安全评价、保护区功能划分、城2.2阻力面的构建[18][19]市范围控制、景观格局优化等方面广泛应用，最小累积阻力模型是指从源地经过不同阻力已较为成熟，近年来在景观连通性上的应用也得的景观类型所累积耗费的

8、最小费用或克服阻力作[20~22][25]到一定发展，但在土地整治的生态效应评价研的最小功。阻力面是景观要素的地理位置、方向究中尚不多见。及其对源地扩散的阻力系数，可以引入地形地貌基于最小累积阻力的连通性模型可依据不同（高程、坡度等）