基于景观生态学的鞍山市生态网络构建
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国外许多国家把景观生态的相关理论与土地规 划相结合，构建生态网络结构，其中具有代表性的是 欧盟。生态网络在欧洲很多地区已经发展成为各种 自然保护规划，包括自然 2000 网络、绿宝石网络、欧 盟生态网络及欧洲生态网络等 （ 闫维等，2010） ，其 中基于生物多样性保护的自然 2000 网络已经在大 部分欧盟国家中得到实施（ Edoardo et al． ，2012） ，并 且老欧盟国家基本完成了生态网络与土地利用规划 的整合，正在开展新加入欧盟国家的生态网络规划 （ 郧文聚，2011） ； 雅克·博德里等（ 2012） 研究也表 明，欧洲一些国家已进行生态网络规划，不管是自上 而下还是自下而上的推进过程均使物种在不同栖息 地迁移的区域-廊道发挥作用，保护恢复生物的多样 性； 荷兰国家生态网络的目标是增加自然区域面积， 可持续地保存、恢复和发展具有国家及国际意义的 生态系统等（ 刘海龙，2009） 。近年来，中国景观生 态研究正在日趋成熟，关于生态网络构建大多集中 在森林生态网络构建（ 彭镇华和江泽慧，1999； 程鹏 等，2004） 、湿地生态网络构建（ 傅强等，2005） 、城市 绿地生态 网 络 构 建 （ 王 海 珍 和 张 利 权，2005； 鲁 敏 等，2010） 等方面，关于生物多样性保护，人文等综 合性的城乡一体化生态网络构建研究较少，且未与 土地利用规划紧密结合，在乡村景观建设方面还需 进一步的提高。
等方面提供良好的建议。
1 研究地区与研究方法
1. 1 研究区概况 鞍山 市 地 处 辽 东 半 岛 中 部，位 于 40° 27' N—
41°34'N，122° 10' E—123° 41' E。地 势 东 南 高 西 北 低，属于温带季风性气候区，主要气候特点是四季分 明，雨热同步，干冷同期，降水充足，温度适宜，光照 充足，风沙、洪涝、干旱等灾害性天气每年均有不同 程度的发生，年降水量为 640 ～ 880 mm，年内分配不 均，自东南向西北逐次减少。多年平均气温 8． 8℃ ， 日照小时数西北部多于东南部。地表和地下水资源 充足，矿产资源丰富，种类齐全。从植被条件看，东 南部森林为落叶阔叶树种与落叶针叶、常绿针叶树 种混交林为主； 西北部森林多为落叶阔叶林，且杨树 比重较大。 1. 2 数据来源与处理
摘 要 城市化使得生境斑块日益破碎，连接性不断降低，严重威胁区域的生态环境，生态 网络的构建为生态环境保护提供了良好的空间保障。针对辽宁省鞍山市的实际情况，选取 有利于生物多样性保护、人文建设等生态功能节点，利用熵权法综合评价不同景观类型结 构和功能对生态功能流的影响，在 GIS 技术支撑下，采用最小耗费距离模型进行潜在廊道 模拟，基于重力模型和网络结构指数对生态网络结构进行定量分析。结果表明： 最小路径 生态网络的连接度和闭合度最高，而网络连接度和闭合度水平越高，对物质循环和能量流 动越有利，其可作为最优构建的网络； 环形生态网络是根据廊道的重要性构建的，成本较适 中，综合生态学和经济学的相关原理，其可作为生态网络的核心框架； 随着经济水平和人文 环境要求的提高，可适当增加廊道数量，逐渐构建最小路径生态网络，改善生态斑块间的连 接度，增加区域的可持续发展能力。本研究结果可为鞍山市生态景观建设提供科学依据与 参考。 关键词 景观格局分析； 最小耗费距离； 生态网络； 鞍山市 中图分类号 P901 文献标识码 A 文章编号 1000 － 4890（ 2014） 5 － 1337 － 07 Establishment of ecological network based on landscape ecology in Anshan． ZHANG Lei1 ， SU Li1 ，WANG Jing-kuan1＊＊，CHENG Ming2 （ 1 College of Land and Environment，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China； 2 Land Branch of the Shenyang Urban Planning Design ＆ Ｒesearch Institute，Shenyang 110004 ） ． Chinese Journal of Ecology，2014，33 （ 5） ： 1337 － 1343． Abstract： Due to urbanization，habitat patches have become increasingly fragmented and the connectivity among them is gradually reducing． Changes in land use around these large patches seriously threaten regional environment． Ecological network building could provide an important function for the ecological environment． In this paper，ecological function nodes were selected to protect biodiversity，cultural construction and so on，according to the actual situation in Anshan， Liaoning Province． We comprehensively evaluated the impact of different landscapes’structure and function on ecological function flow by the entropy weight method． Based on GIS，potential corridors were simulated by using the least-cost model． Ecological networks were built and analyzed based on the gravity model and network indices． Ｒesults show that the minimum path ecological network has the highest connectivity and highest closure． The higher connectivity and closure the ecological network has，the more favorable it is to the matter cycle and energy flux． The annular ecological network’s corridors are selected based on the importance of the corridors and its cost is moderate． Therefore，the annular ecological network is the core framework of ecological networks，based on the principles of ecology and economics． With the gradual improvement of economic and human environment requirements，it is appropriate to increase the number of corridors to build the minimum path ecological network which could improve connections between habitat patches and enhance the ability of sustainable development． This study can provide a scientific basis for the ecological landscape construction in Anshan．
景观指数是度量景观格局的重要指标。随着景 观生态学的发展，景观格局指数数量大，重复信息较 多，因此从众多复杂、重复的景观指数中筛选出适合 的指数尤为重要。从斑块类型水平角度选择 23 个 景观指数，按照 Fragstats 3． 3 的分类标准，把景观格 局指数分为 3 种类型： 面积密度指数、形状指数、蔓 延度指数。采用因子分析法（ 布仁仓等，2005） 选取 适合鞍山市实际情况的景观指数。
Key words： landscape pattern analysis； least-cost path； ecological network； Anshan
* 公益性行业（ 农业） 科研专项（ 201303126-8） 资助。 ＊＊通讯作者 E-mail： j-kwang@ 163． com 收稿日期： 2013-10-27 接受日期： 2014-01-22
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生态学杂志 第 33 卷 第 5 期
随着人口增长和社会经济的快速发展，现代化 土地利用出现了一系列问题，例如城市建设用地无 序扩张，农村居民点布局分散，土地利用效率低，生 态景观破碎度大，一些重要的生态廊道被隔断，生物 多样性逐渐开始丧失，使生态环境的可持续发展受 到严重的威胁（ 郧聚文和宇振荣，2011） 。在新形势 下，土地规划中考虑景观生态的功能，可以改善人类 生存的生态环境。基于景观生态学构建生态网络， 通过廊道、缓冲区等物质空间把栖息地、保护区、粮 食示范区等连接成连续的、完整的空间结构，有利于 生物多样性保护，有利于生态景观格局改善，有利于 粮食生产建设。
本文采用最小耗费距离模型对鞍山市的潜在廊 道进行模拟，并基于重力模型和 α 指数、β 指数、γ 指数、成本比 4 个指数对生态功能节点间强度和生 态网络结构进行定量分析与评价，最终实现城乡一 体化的鞍山市生态网络构建。构建适合鞍山市的生 态网络可以为鞍山市景观生态建设提供强有力的技 术和理论支撑，可以在提升景观格局、保护生态环境
Costanza 等（ 1997） 提出全球生态系统服务价值 估算方法，许多学者将这种方法应用于森林生态服 务系统、草地生态服务系统等。借助根据 Costanza 等（ 1997） 的生态系统服务价值估算方法制定出的 中国生态系统生态服务价值当量因子表 （ 谢高地 等，2003） ，把土地利用类型与最相近的生态系统联
张 蕾等： 基于景观生态学的鞍山市生态网络构建
数据来源为 2010 年的 TM 影像（ 中国科学院计 算机网络信息中心国际科学数据服务平台） 、2010 年鞍山市土地利用现状图、行政区图、地形图和自然 保护区图等资料。进行遥感影像校正，把野外调查 成果和鞍山市土地利用现状图与遥感影像进行对 照，建立解译标志，进行目视解译，并对解译结果通 过随机选点野外踏查校正。依据土地利用方向、人 为干扰程度和景观功能等，将鞍山市景观类型划分 为耕地、林地、建设用地、水域和其他土地，得到鞍山 市景观类型图，利用 ArcGIS 9． 3 将矢量数据转换成 30 m × 30 m 的栅格数据。 1. 3 基于熵权法的生态景观功能阻力评价
生态学杂志 Chinese Journal of Eco源自文库ogy 2014，33（ 5） ： 1337 － 1343
DOI:10.13292/j.1000-4890.20140327.065
基于景观生态学的鞍山市生态网络构建*
张 蕾1 苏 里1 汪景宽1＊＊ 程 铭2
（ 1 沈阳农业大学土地与环境学院，沈阳 110866； 2 沈阳市规划设计研究院土地分院，沈阳 110004）
等方面提供良好的建议。
1 研究地区与研究方法
1. 1 研究区概况 鞍山 市 地 处 辽 东 半 岛 中 部，位 于 40° 27' N—
41°34'N，122° 10' E—123° 41' E。地 势 东 南 高 西 北 低，属于温带季风性气候区，主要气候特点是四季分 明，雨热同步，干冷同期，降水充足，温度适宜，光照 充足，风沙、洪涝、干旱等灾害性天气每年均有不同 程度的发生，年降水量为 640 ～ 880 mm，年内分配不 均，自东南向西北逐次减少。多年平均气温 8． 8℃ ， 日照小时数西北部多于东南部。地表和地下水资源 充足，矿产资源丰富，种类齐全。从植被条件看，东 南部森林为落叶阔叶树种与落叶针叶、常绿针叶树 种混交林为主； 西北部森林多为落叶阔叶林，且杨树 比重较大。 1. 2 数据来源与处理
摘 要 城市化使得生境斑块日益破碎，连接性不断降低，严重威胁区域的生态环境，生态 网络的构建为生态环境保护提供了良好的空间保障。针对辽宁省鞍山市的实际情况，选取 有利于生物多样性保护、人文建设等生态功能节点，利用熵权法综合评价不同景观类型结 构和功能对生态功能流的影响，在 GIS 技术支撑下，采用最小耗费距离模型进行潜在廊道 模拟，基于重力模型和网络结构指数对生态网络结构进行定量分析。结果表明： 最小路径 生态网络的连接度和闭合度最高，而网络连接度和闭合度水平越高，对物质循环和能量流 动越有利，其可作为最优构建的网络； 环形生态网络是根据廊道的重要性构建的，成本较适 中，综合生态学和经济学的相关原理，其可作为生态网络的核心框架； 随着经济水平和人文 环境要求的提高，可适当增加廊道数量，逐渐构建最小路径生态网络，改善生态斑块间的连 接度，增加区域的可持续发展能力。本研究结果可为鞍山市生态景观建设提供科学依据与 参考。 关键词 景观格局分析； 最小耗费距离； 生态网络； 鞍山市 中图分类号 P901 文献标识码 A 文章编号 1000 － 4890（ 2014） 5 － 1337 － 07 Establishment of ecological network based on landscape ecology in Anshan． ZHANG Lei1 ， SU Li1 ，WANG Jing-kuan1＊＊，CHENG Ming2 （ 1 College of Land and Environment，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China； 2 Land Branch of the Shenyang Urban Planning Design ＆ Ｒesearch Institute，Shenyang 110004 ） ． Chinese Journal of Ecology，2014，33 （ 5） ： 1337 － 1343． Abstract： Due to urbanization，habitat patches have become increasingly fragmented and the connectivity among them is gradually reducing． Changes in land use around these large patches seriously threaten regional environment． Ecological network building could provide an important function for the ecological environment． In this paper，ecological function nodes were selected to protect biodiversity，cultural construction and so on，according to the actual situation in Anshan， Liaoning Province． We comprehensively evaluated the impact of different landscapes’structure and function on ecological function flow by the entropy weight method． Based on GIS，potential corridors were simulated by using the least-cost model． Ecological networks were built and analyzed based on the gravity model and network indices． Ｒesults show that the minimum path ecological network has the highest connectivity and highest closure． The higher connectivity and closure the ecological network has，the more favorable it is to the matter cycle and energy flux． The annular ecological network’s corridors are selected based on the importance of the corridors and its cost is moderate． Therefore，the annular ecological network is the core framework of ecological networks，based on the principles of ecology and economics． With the gradual improvement of economic and human environment requirements，it is appropriate to increase the number of corridors to build the minimum path ecological network which could improve connections between habitat patches and enhance the ability of sustainable development． This study can provide a scientific basis for the ecological landscape construction in Anshan．
景观指数是度量景观格局的重要指标。随着景 观生态学的发展，景观格局指数数量大，重复信息较 多，因此从众多复杂、重复的景观指数中筛选出适合 的指数尤为重要。从斑块类型水平角度选择 23 个 景观指数，按照 Fragstats 3． 3 的分类标准，把景观格 局指数分为 3 种类型： 面积密度指数、形状指数、蔓 延度指数。采用因子分析法（ 布仁仓等，2005） 选取 适合鞍山市实际情况的景观指数。
Key words： landscape pattern analysis； least-cost path； ecological network； Anshan
* 公益性行业（ 农业） 科研专项（ 201303126-8） 资助。 ＊＊通讯作者 E-mail： j-kwang@ 163． com 收稿日期： 2013-10-27 接受日期： 2014-01-22
1338
生态学杂志 第 33 卷 第 5 期
随着人口增长和社会经济的快速发展，现代化 土地利用出现了一系列问题，例如城市建设用地无 序扩张，农村居民点布局分散，土地利用效率低，生 态景观破碎度大，一些重要的生态廊道被隔断，生物 多样性逐渐开始丧失，使生态环境的可持续发展受 到严重的威胁（ 郧聚文和宇振荣，2011） 。在新形势 下，土地规划中考虑景观生态的功能，可以改善人类 生存的生态环境。基于景观生态学构建生态网络， 通过廊道、缓冲区等物质空间把栖息地、保护区、粮 食示范区等连接成连续的、完整的空间结构，有利于 生物多样性保护，有利于生态景观格局改善，有利于 粮食生产建设。
本文采用最小耗费距离模型对鞍山市的潜在廊 道进行模拟，并基于重力模型和 α 指数、β 指数、γ 指数、成本比 4 个指数对生态功能节点间强度和生 态网络结构进行定量分析与评价，最终实现城乡一 体化的鞍山市生态网络构建。构建适合鞍山市的生 态网络可以为鞍山市景观生态建设提供强有力的技 术和理论支撑，可以在提升景观格局、保护生态环境
Costanza 等（ 1997） 提出全球生态系统服务价值 估算方法，许多学者将这种方法应用于森林生态服 务系统、草地生态服务系统等。借助根据 Costanza 等（ 1997） 的生态系统服务价值估算方法制定出的 中国生态系统生态服务价值当量因子表 （ 谢高地 等，2003） ，把土地利用类型与最相近的生态系统联
张 蕾等： 基于景观生态学的鞍山市生态网络构建
数据来源为 2010 年的 TM 影像（ 中国科学院计 算机网络信息中心国际科学数据服务平台） 、2010 年鞍山市土地利用现状图、行政区图、地形图和自然 保护区图等资料。进行遥感影像校正，把野外调查 成果和鞍山市土地利用现状图与遥感影像进行对 照，建立解译标志，进行目视解译，并对解译结果通 过随机选点野外踏查校正。依据土地利用方向、人 为干扰程度和景观功能等，将鞍山市景观类型划分 为耕地、林地、建设用地、水域和其他土地，得到鞍山 市景观类型图，利用 ArcGIS 9． 3 将矢量数据转换成 30 m × 30 m 的栅格数据。 1. 3 基于熵权法的生态景观功能阻力评价
生态学杂志 Chinese Journal of Eco源自文库ogy 2014，33（ 5） ： 1337 － 1343
DOI:10.13292/j.1000-4890.20140327.065
基于景观生态学的鞍山市生态网络构建*
张 蕾1 苏 里1 汪景宽1＊＊ 程 铭2
（ 1 沈阳农业大学土地与环境学院，沈阳 110866； 2 沈阳市规划设计研究院土地分院，沈阳 110004）