沈 振，高 陽，2，劉悅忻，崔立晗，宋翠苓

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2.國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)，北京 100085）

1 引言

通過土地整治增加耕地面積是解決生產(chǎn)發(fā)展與耕地保護(hù)等權(quán)衡問題的重要手段[1-3]。然而，土地整治活動(dòng)是人類在短期內(nèi)對(duì)環(huán)境造成的劇烈擾動(dòng)行為[4]，實(shí)質(zhì)上是一種生態(tài)系統(tǒng)重建的過程[5]。不適當(dāng)?shù)恼喂こ虜_動(dòng)項(xiàng)目區(qū)及周邊的土地利用[6]，使其景觀結(jié)構(gòu)趨于破碎[7-8]，影響動(dòng)物遷徙[9]，對(duì)生物多樣性產(chǎn)生負(fù)面影響[10-11]。景觀破碎化和生物多樣性的下降影響生態(tài)系統(tǒng)各要素在空間和功能上的穩(wěn)定性，由此導(dǎo)致的景觀優(yōu)勢(shì)和空間連接度的下降也不利于生態(tài)系統(tǒng)的自組織能力與可持續(xù)發(fā)展[12-14]，最終破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境，影響區(qū)域生態(tài)安全。因此，面向生態(tài)優(yōu)先和改善區(qū)域環(huán)境的國(guó)土綜合整治應(yīng)運(yùn)而生，愈發(fā)強(qiáng)調(diào)開發(fā)不應(yīng)以犧牲生態(tài)為代價(jià)[15-16]。現(xiàn)有研究基于恢復(fù)力理論[17]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論[18]，借助AHP與模糊綜合評(píng)價(jià)模型[19]等方法展開土地整治的生態(tài)效益評(píng)價(jià)，但多集中于現(xiàn)象和理論分析研究，具體如何在考慮生態(tài)安全的前提下進(jìn)行國(guó)土綜合整治有待探討。另一方面，現(xiàn)有研究多將整治重點(diǎn)聚焦在單一方面，比如整治項(xiàng)目區(qū)的耕地整治潛力測(cè)算[20]、建設(shè)用地復(fù)墾適宜性評(píng)價(jià)[21]，而鮮有對(duì)于分區(qū)域、多層次的整治策略研究。

生態(tài)安全格局是維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的完整性、實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題有效控制和持續(xù)改善的區(qū)域性空間格局[22]。以景觀生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，生態(tài)安全格局的構(gòu)建可以識(shí)別對(duì)維護(hù)或控制特定地段的生態(tài)過程有重要意義的區(qū)域。因此，基于生態(tài)安全格局視角識(shí)別原有特定的生態(tài)關(guān)鍵區(qū)域，并在國(guó)土綜合整治過程中有針對(duì)性地實(shí)施保護(hù)策略，可以有效避免整治過程對(duì)景觀連通性和完整性的破壞。經(jīng)過對(duì)生態(tài)安全格局的系列探索，已經(jīng)形成了“源地—阻力面—生態(tài)廊道”的邏輯范式[23-25]。在源地選取方面，直接選擇森林斑塊或保護(hù)區(qū)作為野生動(dòng)物來源區(qū)的做法主觀干擾較大，一些研究遵循景觀適宜性高、可達(dá)性好的選擇原則，相比依據(jù)土地屬性更為合理[26]，但在一定程度上忽視了生態(tài)價(jià)值的重要性。耦合連接度與生態(tài)價(jià)值的源地選取思路彌補(bǔ)了以上不足。阻力面構(gòu)建多采用指標(biāo)體系法，最小累計(jì)?阻力[24]、電路理論[27]則被廣泛應(yīng)用到生態(tài)廊道的識(shí)別過程中。在生態(tài)安全格局的優(yōu)化與分級(jí)方面，重力模型缺乏自動(dòng)化工具，計(jì)?算時(shí)間長(zhǎng)，分析效率低，而空間句法以軸線模型為基礎(chǔ)，可以量化物種活動(dòng)與環(huán)境要素之間的關(guān)系，優(yōu)化景觀布局，被廣泛應(yīng)用到景觀設(shè)計(jì)?與優(yōu)化、城市軌道交通布局等方面[28]。使用空間句法對(duì)軸線進(jìn)行拓?fù)浞治?，可以有效測(cè)量空間網(wǎng)絡(luò)中不同廊道的可達(dá)性等一系列形態(tài)分析變量，具有運(yùn)算速度快、指標(biāo)簡(jiǎn)單、拓?fù)潢P(guān)系清晰等優(yōu)點(diǎn)，有助于確定廊道之間的差異及優(yōu)先級(jí)別。在應(yīng)用方面，已有學(xué)者在構(gòu)建生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)上，探討了建設(shè)用地減量化的方法[29]，一定程度上支持了生態(tài)型土地整治。但從生態(tài)安全格局視角出發(fā)，識(shí)別生態(tài)安全關(guān)鍵區(qū)，進(jìn)而對(duì)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)涉及農(nóng)用地整理、建設(shè)用地整治以及生態(tài)保護(hù)與修復(fù)整治等多方位、寬領(lǐng)域的國(guó)土綜合整治策略研究還比較少見。

遼寧省莊河市是我國(guó)東北地區(qū)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，近年來為確保糧食安全實(shí)施了大面積土地整治工程。作為東北地區(qū)環(huán)境質(zhì)量最優(yōu)區(qū)域和全國(guó)陸海環(huán)境統(tǒng)籌發(fā)展示范區(qū)之一，莊河市土地整治活動(dòng)亟需考慮其與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾與沖突。因此，本文以承擔(dān)糧食安全與生態(tài)安全雙重角色的典型區(qū)域——遼寧省莊河市為例，首先借助形態(tài)學(xué)空間格局—連接度分析的方法，遵循基本的研究范式識(shí)別生態(tài)連通性網(wǎng)絡(luò)；然后利用空間句法對(duì)其重要性進(jìn)行劃分；在此基礎(chǔ)上，以生態(tài)安全格局構(gòu)建為重要評(píng)價(jià)依據(jù)，確定重要性等級(jí)較高的生態(tài)源地及生態(tài)廊道等關(guān)鍵景觀空間單元，通過鄰域分析劃定生態(tài)安全緩沖區(qū)，以此作為莊河市國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)。最后，從后備土地資源宜耕性、建設(shè)用地減量、工礦用地治理及生物通道建設(shè)等多方面對(duì)整治關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行具體策略分析，防止整治過程中對(duì)重要生態(tài)景觀單元的破壞，以此服務(wù)于生態(tài)系統(tǒng)和國(guó)土空間的整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)及綜合治理。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

莊河市位于遼東半島東側(cè)南部、大連市東北部，市域國(guó)土空間陸地總面積4 115.07 km2，管理海域面積2 825.14 km2，地理概貌為五山一水四分平地。莊河市為低山丘陵區(qū)，由南向北呈現(xiàn)出平原—丘陵—山嶺的地貌輪廓。其中北部山區(qū)是大連市重要的飲用水供給區(qū)和重要水源涵養(yǎng)地，同時(shí)是生態(tài)環(huán)境保障區(qū)，被譽(yù)為大連市的“后花園”。作為大連甚至遼寧省的糧食主產(chǎn)區(qū)，莊河市糧食作物產(chǎn)量54萬t，占大連市的46%[30]。因此，莊河市是承擔(dān)糧食安全與生態(tài)安全雙重角色的典型區(qū)域。

本文采用的莊河市第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)、生態(tài)保護(hù)紅線及自然保護(hù)地矢量圖層來自莊河市自然資源局；高程數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http://www.gscloud.cn/），并基于ArcGIS 10.6計(jì)?算坡度；鐵路、國(guó)道等道路數(shù)據(jù)由OpenStreetMap平臺(tái)獲取，以道路交叉口為節(jié)點(diǎn)，聯(lián)合構(gòu)建市域范圍路網(wǎng)；環(huán)境響應(yīng)因子歸一化植被指數(shù)（NDVI）來自中科院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心；驗(yàn)證數(shù)據(jù)源自BIGEMAP平臺(tái)（http://www.bigemap.com/）獲取的莊河市遙感影像及實(shí)地調(diào)研所得；研究中涉及到的柵格數(shù)據(jù)空間分辨率均統(tǒng)一處理為30 m。

3 研究框架與研究方法

3.1 研究框架

通過構(gòu)建生態(tài)安全格局，識(shí)別對(duì)于維持研究區(qū)生態(tài)安全具有重要意義的源地和廊道等關(guān)鍵區(qū)域，并對(duì)相關(guān)緩沖區(qū)給予預(yù)先保護(hù)，從而避免國(guó)土綜合整治過程中生態(tài)流阻斷等問題。首先，采用MSPA與景觀連接度分析相結(jié)合的方法，從結(jié)構(gòu)整體性角度考慮物質(zhì)交換性和景觀連通性，著重識(shí)別有利于維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程完整性的斑塊及景觀；將結(jié)果與研究區(qū)生態(tài)紅線、自然保護(hù)地進(jìn)行空間疊加，從空間結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能兩方面綜合選取生態(tài)源地，兼顧連通性與生態(tài)價(jià)值，增加方法體系的科學(xué)性和整體性。其次，遵循基本研究范式構(gòu)建生態(tài)廊道，在對(duì)源地及廊道的重要性進(jìn)行劃分過程中，鑒于空間句法作為描述空間模式的計(jì)?算機(jī)語言，可以定量計(jì)?算區(qū)域范圍內(nèi)物種遷移的可達(dá)性。連接值及可達(dá)性等相關(guān)指標(biāo)不僅關(guān)注局部的空間可達(dá)性，還強(qiáng)調(diào)整體的空間通達(dá)性和關(guān)聯(lián)性，可將其引入生態(tài)廊道的優(yōu)先級(jí)劃分中，通過考慮景觀完整性以確定保護(hù)的優(yōu)先次序。最后，在完成生態(tài)安全格局構(gòu)建的基礎(chǔ)上，對(duì)不同級(jí)別的廊道及生態(tài)源地進(jìn)行緩沖分析，以此作為國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)，并從后備土地資源宜耕性、建設(shè)用地減量、廢棄用地整治多方面進(jìn)行分析，聚焦三生空間布局優(yōu)化、功能提升等方面的整治策略研究（圖1）。

圖1 研究框架Fig.1 Research framework

3.2 生態(tài)源地識(shí)別

3.2.1 形態(tài)學(xué)空間格局分析

作為一種空間形態(tài)度量方法[31]，形態(tài)學(xué)空間格局分析依據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理，將土地利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二值數(shù)據(jù)，本文在生態(tài)源地識(shí)別中，以林地、草地、水域?yàn)榍熬皵?shù)據(jù)，其余土地類型作為背景數(shù)據(jù)，基于Guidos軟件對(duì)前景柵格圖像經(jīng)過系列數(shù)學(xué)運(yùn)算，識(shí)別具有不同生態(tài)含義的像元類型，并將其分為7種不同形態(tài)的空間格局（表1）[26]，確定維持景觀連通性所必需的特殊格局類別。該方法以圖示的形式區(qū)分其生態(tài)上的物質(zhì)交換性與連通性，反映景觀的類型和結(jié)構(gòu)。

表1 MSPA各類空間形態(tài)及其景觀生態(tài)學(xué)含義Tab.1 Ecological definition of various spatial forms based on MSPA

3.2.2 景觀連接度分析

景觀連接度描述了景觀要素在功能和生態(tài)學(xué)過程上的有機(jī)聯(lián)系[32]。通過指數(shù)量化方法可以有效測(cè)度景觀要素在空間中的連接順利程度[33]，主要可分為結(jié)構(gòu)連接度和功能連接度，其中基于圖論的功能連接度指數(shù)同時(shí)考慮了“圖”的結(jié)構(gòu)特征、斑塊屬性特征及物種的分布概率連接度的貢獻(xiàn)程度[34]。本文選取連接度概率指數(shù)PC，可以直接反映景觀結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化，識(shí)別連接度的相對(duì)重要程度。

式（1）中：n代表斑塊數(shù)；ai和aj為斑塊i和斑塊j的面積；A代表景觀總面積；表示斑塊i與斑塊j之間擴(kuò)散的最大可能性，即兩斑塊之間所有路徑概率乘積的最大值。

3.3 生態(tài)阻力面構(gòu)建

物種從生態(tài)源地向外擴(kuò)張受制于地理本底、人類活動(dòng)等多方面的影響。土地利用/覆被是對(duì)生態(tài)流移動(dòng)影響最為劇烈的顯性因子，物種在林地等自然景觀中的遷移最為通暢，在居民點(diǎn)、道路等人工景觀密集的地方則遷徙受阻。為了更準(zhǔn)確客觀的模擬莊河本地的阻力分布，借鑒相關(guān)研究[35-36]，結(jié)合研究區(qū)特點(diǎn)及數(shù)據(jù)的可獲取性，從自然稟賦、人類開發(fā)、環(huán)境響應(yīng)3個(gè)維度，選取7個(gè)阻力因子并設(shè)置相應(yīng)權(quán)重（表2）。其中，從地形來看，穿越高程、坡度較大的地域時(shí)受到的阻力較大，而在平緩地帶受到的阻力較??；如3.2.1小節(jié)所述，核心區(qū)、橋接等空間格局有利于促進(jìn)斑塊之間的能量流動(dòng)，景觀連通性較高，使得物種在此遷移受到的阻力較小；由此，選擇區(qū)域本底條件所決定的景觀類型、高程、坡度及空間形態(tài)類型4個(gè)因子作為代表“自然稟賦”的生態(tài)推動(dòng)力。人為修建的道路往往是阻斷物種遷移的重要因素之一，且距離道路越近，人類活動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲、空間阻隔作用越強(qiáng)；人為開發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致的景觀破碎度越高，動(dòng)物遷移與交流就越困難，因此選擇距離道路的距離以及表征景觀破碎度的斑塊密度指標(biāo)來反映人類開發(fā)的影響。環(huán)境響應(yīng)是自然對(duì)人類活動(dòng)等因素產(chǎn)生反饋的機(jī)制，以歸一化植被指數(shù)（NDVI）來反映莊河市的植被利用對(duì)其生態(tài)安全的響應(yīng)[36]，指數(shù)值越高，生態(tài)安全效益越好，物種遷移的阻力也就越低。綜上，選取表2所示的7個(gè)因子，從不同維度出發(fā)，較為全面的構(gòu)建研究區(qū)范圍內(nèi)綜合生態(tài)阻力面，以支撐對(duì)生態(tài)安全格局的構(gòu)建。

表2 綜合阻力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.2 Evaluation index system for comprehensive resistance

3.4 生態(tài)廊道識(shí)別與優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)

3.4.1 成本距離分析

識(shí)別全域范圍內(nèi)有利于生物物種遷移擴(kuò)散和物質(zhì)能量有效流通的生態(tài)連通性網(wǎng)絡(luò)，以增強(qiáng)生態(tài)源地保護(hù)的有效性，可以防止源地保護(hù)的“孤島化”現(xiàn)象。本文基于ArcGIS 10.6平臺(tái)，通過最小成本距離構(gòu)建連通性網(wǎng)絡(luò)，剔除冗余部分最終得到莊河市生態(tài)廊道分布。

式（2）中：MCR代表生態(tài)源地到區(qū)域任意一點(diǎn)的最小累積阻力；f是某點(diǎn)的最小累積阻力與其到源地距離和景觀特征的正相關(guān)函數(shù)；Dij表示物種從源地j到景觀單元i的空間距離；Ri為空間單元i對(duì)某物種遷移的阻力；m、n分別為景觀單元和源地的數(shù)量。

3.4.2 空間句法

空間句法以空間形態(tài)分析為基礎(chǔ)，可以量化分析人類活動(dòng)及其所處環(huán)境之間的關(guān)系，廣泛應(yīng)用于城市空間配置、交通網(wǎng)絡(luò)[37]；相應(yīng)的，在景觀格局構(gòu)建中，該方法可以探索物種活動(dòng)與其所處的景觀要素之間的關(guān)系[38]。使用空間句法測(cè)量空間網(wǎng)絡(luò)中不同走廊的形態(tài)分析變量有助于確定不同廊道之間的差異。借助Depthmap軟件，基于廊道的識(shí)別結(jié)果構(gòu)建軸線圖，通過引入空間句法中的選擇度、連接值、整合度、可達(dá)性等指標(biāo)[36]表征空間被穿行的可能性及可達(dá)性，即可探究莊河市域內(nèi)各廊道的通達(dá)性，直觀表示連通性網(wǎng)絡(luò)的重要性和穩(wěn)定性，由此對(duì)源地及廊道的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行劃分[39]。

選擇度（Choice）是指空間系統(tǒng)中某一元素作為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間最短拓?fù)渚嚯x的頻率，基于DepthmapX0.8.0直接獲得。

連接值Ci表示系統(tǒng)中與第i個(gè)空間相交的空間數(shù)，與臨近區(qū)的數(shù)目有關(guān)：

式（3）中：k表示與第i個(gè)節(jié)點(diǎn)直接相連的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

整合度I描述了系統(tǒng)中某一空間與其他空間集聚或離散的程度，整合度越高，空間對(duì)象集聚性越強(qiáng)：

式（4）—式（5）中：n為空間系統(tǒng)內(nèi)的總軸線數(shù)或總結(jié)點(diǎn)數(shù)，為平均深度值。

可達(dá)性Ai表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)i同時(shí)作為目標(biāo)和通過路徑的綜合潛力[39]：

3.5 國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)識(shí)別

基于生態(tài)安全格局構(gòu)建的結(jié)果可以確定保障研究區(qū)生態(tài)安全的源地和廊道等關(guān)鍵區(qū)域，對(duì)關(guān)鍵區(qū)域及周邊地帶予以保護(hù)，作為國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)域，避免建設(shè)過程導(dǎo)致對(duì)景觀連通性和完整性的破壞。具體來說，根據(jù)源地及廊道的優(yōu)先級(jí)劃分結(jié)果，參照當(dāng)?shù)刈匀毁Y源局相關(guān)保護(hù)措施及已有的生態(tài)源地保護(hù)成果[40]，基于ArcGIS 10.6 平臺(tái)的鄰域分析工具，分別對(duì)重要性等別極高的生態(tài)源地、生態(tài)廊道做600 m、200 m緩沖分析，以此作為重要生態(tài)安全緩沖區(qū)，對(duì)區(qū)內(nèi)未利用地加以保護(hù)，避免因開發(fā)而導(dǎo)致的生態(tài)問題；識(shí)別影響生態(tài)安全的建設(shè)用地，作為整治優(yōu)先區(qū)域；對(duì)所有源地及廊道做相關(guān)緩沖分析作為生態(tài)安全緩沖區(qū)，識(shí)別區(qū)域內(nèi)的生態(tài)障礙區(qū)，作為整治次優(yōu)先區(qū)域，在此基礎(chǔ)上分析莊河市國(guó)土綜合整治具體策略。

4 研究結(jié)果

4.1 生態(tài)源地識(shí)別結(jié)果

經(jīng)識(shí)別，林地、草地、水域等前景數(shù)據(jù)共計(jì)?2 262.38 km2，占研究區(qū)總面積的54.98%。MSPA分析結(jié)果（圖2（a））顯示，核心區(qū)面積為1 676.07 km2，占前景數(shù)據(jù)的74.08%。橋接區(qū)作為連接核心斑塊的結(jié)構(gòu)性廊道，對(duì)于物種遷移有良好的促進(jìn)作用，從空間分布來看，橋接區(qū)多為莊河境內(nèi)原有的河道或是道路兩旁的防護(hù)林，統(tǒng)計(jì)?結(jié)果顯示該類空間格局面積為67.49 km2，僅占前景數(shù)據(jù)的2.98%，說明研究區(qū)原有的生態(tài)廊道較少，亟需構(gòu)建生態(tài)安全格局。

選擇面積大于3 km2、PC≥0.5（中等擴(kuò)散距離對(duì)應(yīng)的概率）[41]的核心區(qū)作為莊河市生態(tài)連接度較高的區(qū)域，與生態(tài)價(jià)值較高的生態(tài)紅線和自然保護(hù)地進(jìn)行疊加，最終得到莊河境內(nèi)生態(tài)源地，去除冗余地塊，共計(jì)?18個(gè)，面積達(dá)558.11 km2，其中林地為生態(tài)源地的主要類型，占80%左右。

從各行業(yè)用水情況看，機(jī)械、食品行業(yè)水重復(fù)利用率為15%～26%，而全國(guó)先進(jìn)地區(qū)為50%以上。城區(qū)雨污分流工程不配套，雨水資源未得到很好利用；城市餐飲、洗車、洗浴業(yè)浪費(fèi)水現(xiàn)象較為普遍；城市建筑工地過度抽取地下水情況比較嚴(yán)重。生活用水方面，人們?nèi)粘Ｉ罟?jié)水習(xí)慣還未形成，生活用水設(shè)施有待進(jìn)一步完善；城市供水管網(wǎng)漏失率較高；全市節(jié)水器具普及率較低；全民節(jié)水意識(shí)有待增強(qiáng)；水的重復(fù)利用率較低。承德市八縣三區(qū)已建成污水處理廠并運(yùn)行，但污水資源化程度較低。

空間分異來看，北部山區(qū)的源地主要位于步云山鄉(xiāng)和仙人洞鎮(zhèn)，以林地為主，分別占其行政區(qū)總面積的61.59%和43.96%，還有部分位于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的重要水源涵養(yǎng)地——碧流河水庫、英那河水庫、朱隈水庫。相對(duì)來說，南部平原地區(qū)的生態(tài)源地面積較小，且分布比較零散，不利于物種遷移擴(kuò)散，需要加強(qiáng)該地區(qū)的生態(tài)建設(shè)。從類型來看，16號(hào)、17號(hào)生態(tài)源地均為河口濕地，18號(hào)處于城子坦濱海濕地，同時(shí)包括部分草地（圖2（b））。

圖2 莊河市MSPA景觀類型圖及各類型生態(tài)源地識(shí)別結(jié)果Fig.2 The landscape types based on MSPA and the ecological sources in Zhuanghe City

4.2 生態(tài)綜合阻力面評(píng)價(jià)結(jié)果

全域來看（圖3），綜合阻力最高值為45，最低值為10，平均值為22.72；分區(qū)域來看，莊河中南部平原地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均阻力值較高，最高達(dá)30.21，西北部山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均阻力值較低，最低為20.00；利用自然斷點(diǎn)法將其分為高值、較高值、中值、較低值、低值五級(jí)，阻力值在［34，45］為高值區(qū)，占全域面積的7.14%，主要集中在莊河市中心城區(qū)、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心及鐵路、高速路周邊，人為干擾降低其連通性，不利于生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性。環(huán)繞在高值區(qū)的周邊地帶面臨的生態(tài)安全壓力也較大，阻力值在［28，34］區(qū)間范圍內(nèi)；生態(tài)阻力中值區(qū)面積最大，占區(qū)域面積的29.50%，以中部平原地帶為主；低值區(qū)和較低值區(qū)共計(jì)?占到了52.80%，由此可見，莊河市的生態(tài)安全阻力整體較低，生態(tài)安全狀況較好，但分布比較細(xì)碎，不利于物種遷移與交流。

圖3 莊河市生態(tài)綜合阻力面構(gòu)建結(jié)果Fig.3 The results of ecological comprehensive resistance surface in Zhuanghe City

4.3 生態(tài)廊道構(gòu)建及優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)

生態(tài)連通性網(wǎng)絡(luò)的建立可以加強(qiáng)生態(tài)源地間的景觀連通性，促進(jìn)綠色斑塊之間的物種交流。通過最小成本路徑，共識(shí)別莊河市有效生態(tài)廊道653.67 km。北部丘陵、山嶺地區(qū)的生態(tài)源地之間的廊道呈現(xiàn)短小且密集的特點(diǎn)，尤其是中部地帶，源地間的遷移成本和運(yùn)動(dòng)距離均較小，有利于物種的擴(kuò)散與交流；南部河口濕地源地與北部源地相隔較遠(yuǎn)，廊道相對(duì)稀疏。17號(hào)與莊河中部源地的生態(tài)廊道穿過城區(qū)邊緣，累計(jì)?阻力值較大，應(yīng)加強(qiáng)此條廊道的保護(hù)與修復(fù)；18號(hào)與莊河西部源地之間的廊道大致沿碧流河分布。南部濕地廊道沿海分布，且呈現(xiàn)狹長(zhǎng)的特點(diǎn)，最長(zhǎng)可達(dá)40 km?？傮w而言，莊河市內(nèi)生態(tài)廊道由南向北逐漸復(fù)雜化、網(wǎng)格化，連通性逐漸增強(qiáng)。

針對(duì)識(shí)別的生態(tài)廊道構(gòu)建軸線圖（圖4），空間句法分析結(jié)果顯示，選擇度高值區(qū)位于莊河市中部，被穿行的可能性最高，低值區(qū)主要位于莊河西北部；各源地中心的連接值較高，與周圍空間聯(lián)系密切，尤其是2號(hào)、6號(hào)、7號(hào)和11號(hào)生態(tài)源地，對(duì)周圍的影響力較強(qiáng)，空間滲透性好，利于物種遷移；結(jié)合通過生態(tài)源地的軸線數(shù)量及可達(dá)性最大值劃分生態(tài)源地級(jí)別（表3）；評(píng)價(jià)結(jié)果如圖5及表4所示，莊河市一級(jí)生態(tài)源地面積共計(jì)?357.60 km2，占總源地面積的64.07%，主要分布于大連冰峪地質(zhì)公園、天門山國(guó)家森林公園，生態(tài)安全級(jí)別最高，應(yīng)予以優(yōu)先保護(hù)；二級(jí)生態(tài)源地面積共計(jì)?124.98 km2，占22.39%，廣泛分布于大連度仙谷省級(jí)森林公園、各類濕地；而三、四級(jí)生態(tài)源地以丹東—莊河水土保持功能紅線區(qū)為主。

圖4 莊河市生態(tài)廊道軸線圖及空間句法分析結(jié)果Fig.4 Axis map of ecological corridor and spatial analysis based on space syntax in Zhuanghe City

表3 生態(tài)源地重要性劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 The priority evaluation standard of ecological sources

表4 生態(tài)源地重要性劃分結(jié)果Tab.4 The materiality assessment results of ecological sources

圖5 莊河市生態(tài)源地及廊道重要性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5 The priority evaluation results of ecological sources and corridor in Zhuanghe City

整合度反映空間在整個(gè)系統(tǒng)中的中心性和可達(dá)性，中心整合度越高，表明節(jié)點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)中所有其他節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的緊密程度越高，物種更容易聚集，以此用整體集成度的空間分布結(jié)果對(duì)生態(tài)廊道進(jìn)行評(píng)價(jià)（圖5）。結(jié)果顯示，一級(jí)生態(tài)廊道長(zhǎng)度共計(jì)?268.45 km，占總長(zhǎng)度的四成左右，主要分布于步云山、蓉花山、仙人洞等莊河中北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，對(duì)于物種的遷移與交流至關(guān)重要；二級(jí)生態(tài)廊道長(zhǎng)度共計(jì)?280.79 km，以北部環(huán)山地帶為主；三級(jí)生態(tài)廊道總長(zhǎng)度最短，共計(jì)?104.43 km，分布在莊河西南部沿河沿海及16號(hào)源地與北部山區(qū)的連接地帶。

4.4 國(guó)土綜合整治策略分析

國(guó)土綜合整治是將優(yōu)化耕地格局、整治廢棄土地、建設(shè)用地整理、修復(fù)治理生態(tài)環(huán)境等工作統(tǒng)一起來，基于生態(tài)安全格局視角進(jìn)行國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)域識(shí)別，并提出對(duì)應(yīng)的整治策略，該過程更加注重在推進(jìn)農(nóng)用地整理、建設(shè)用地整理和鄉(xiāng)村生態(tài)保護(hù)修復(fù)系統(tǒng)工程中對(duì)于生態(tài)安全重要區(qū)域的保護(hù)。對(duì)于生態(tài)空間的保護(hù)與利用體現(xiàn)在耕地后備資源的開發(fā)、建設(shè)用地布局、廢棄用地的修復(fù)治理等全周期、全過程中，以保障生態(tài)源地、廊道等空間不被侵蝕，保護(hù)生態(tài)脆弱地區(qū)和生態(tài)重要區(qū)。對(duì)于生活空間和生產(chǎn)空間，尤其是農(nóng)村生活空間，確保不擾亂生態(tài)安全格局的前提下實(shí)現(xiàn)均衡、高效、協(xié)調(diào)的優(yōu)化布局，合理規(guī)劃和引導(dǎo)緊湊連續(xù)的空間結(jié)構(gòu)。

以莊河市生態(tài)安全格局中的重要生態(tài)源地和廊道為基礎(chǔ)進(jìn)行鄰域分析，緩沖區(qū)結(jié)果作為國(guó)土綜合整治的關(guān)鍵區(qū)域，該范圍內(nèi)的未利用地中，荒草地、裸土地、裸巖石礫地面積分別為71.02 km2、1.42 km2和1.25 km2，經(jīng)識(shí)別，重要生態(tài)安全緩沖區(qū)內(nèi)荒草地面積最大，為5.32 km2，裸土地面積最小，為0.08 km2，分別占原有地類的7.49%和5.88%，相比較而言，緩沖區(qū)內(nèi)裸巖石礫地占原地類的比例最大，達(dá)20.88%。緩沖區(qū)內(nèi)未利用地面積合計(jì)?達(dá)5.66 km2，為保障研究區(qū)生態(tài)安全，不適合進(jìn)行耕地后備資源的開發(fā)。

對(duì)重要生態(tài)安全緩沖區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、交通用地等人類強(qiáng)干擾性地類進(jìn)行減量化（表5），以最大限度避免人類活動(dòng)對(duì)源地及廊道的破壞。關(guān)鍵區(qū)識(shí)別結(jié)果中，需減量化的建設(shè)用地總面積達(dá)11.05 km2，其中農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積達(dá)8.27 km2，占騰退總面積的74.78%，可見農(nóng)村居民點(diǎn)對(duì)莊河生態(tài)安全的影響最為顯著。對(duì)于該類用地，與莊河市鄉(xiāng)村振興村莊整治相銜接，識(shí)別不同類型鄉(xiāng)村功能的居民點(diǎn)聚集區(qū)，明確差異化發(fā)展提升策略。將緩沖區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村用地按照功能主導(dǎo)類型向緩沖區(qū)外的生產(chǎn)生活空間集聚式發(fā)展。尤其做好重要水源地的附近的搬遷撤并工作，需要保障大連飲用水安全。由于生態(tài)安全重要區(qū)主要分布于北部山區(qū)，距離城市建成區(qū)較遠(yuǎn)，因此城鎮(zhèn)用地減量化面積較少，僅有0.002 7 km2，但對(duì)于該范圍內(nèi)存在污染的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用地，亟需出臺(tái)相應(yīng)減量措施；交通用地對(duì)生態(tài)安全的影響程度介于兩者之間，減量化面積為2.79 km2。

表5 生態(tài)安全緩沖區(qū)內(nèi)的建設(shè)用地減量化情況Tab.5 Reduction of construction land in the ecological safety buffer zone

圖6 莊河市國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)Fig.6 Key areas of integrated territorial consolidation in Zhuanghe City

道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)降低了景觀中源地間的物種流廊道的暢通程度，使得生態(tài)過程發(fā)生受阻、景觀功能受損。莊河境內(nèi)的鐵路與識(shí)別生態(tài)廊道之間的交點(diǎn)共計(jì)?6處，主要分布于莊河?xùn)|部及北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，對(duì)該類生態(tài)障礙點(diǎn)附近需加強(qiáng)野生動(dòng)物通道建設(shè)，通過保持線路兩側(cè)的連貫性來保障物種的自由遷徙。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

生態(tài)安全格局的構(gòu)建已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生態(tài)修復(fù)[42]、城市空間擴(kuò)展[43]、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)[44]等各個(gè)領(lǐng)域。本文從基本邏輯范式出發(fā)，綜合利用形態(tài)學(xué)空間格局—景觀連接度分析方法，結(jié)合莊河現(xiàn)有的生態(tài)紅線和自然保護(hù)地識(shí)別區(qū)域生態(tài)源地及連通性網(wǎng)絡(luò)，并利用空間句法對(duì)其重要性進(jìn)行劃分，基于生態(tài)安全格局構(gòu)建結(jié)果對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行緩沖分析，以此作為國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)域并給予預(yù)先保護(hù)，避免整治建設(shè)過程中生態(tài)問題，識(shí)別優(yōu)先整治區(qū)域，為國(guó)土綜合整治策略提供參考。結(jié)果表明：

（1）從空間結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能兩方面綜合選取生態(tài)源地，既可以識(shí)別維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程完整性的斑塊與景觀，又兼顧了其生態(tài)價(jià)值，增加生態(tài)安全格局構(gòu)建的科學(xué)性?？臻g句法的引用進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了整體的空間通達(dá)性和關(guān)聯(lián)性，對(duì)于確定生態(tài)源地及廊道的優(yōu)先級(jí)提供了有益的補(bǔ)充。

（2）莊河境內(nèi)生態(tài)源地共計(jì)?18塊，面積達(dá)558.11 km2，北部山區(qū)的生態(tài)源地主要為生物多樣性較為豐富的林地，南部平原地區(qū)則主要是濕地。莊河市生態(tài)安全阻力整體較低，但空間差異明顯、阻力值分布細(xì)碎，且中心城區(qū)阻力值較高，是影響區(qū)域生態(tài)安全的重要因素；生態(tài)廊道共計(jì)?653.67 km，北部生態(tài)廊道較為密集，生境質(zhì)量好，有利于物種遷移。

（3）市域范圍內(nèi)一級(jí)生態(tài)源地占比60%，主要分布于國(guó)家地質(zhì)、森林公園；一級(jí)生態(tài)廊道占比達(dá)40%，主要分布于中北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以上區(qū)域生態(tài)安全級(jí)別最高，對(duì)于物種的保護(hù)至關(guān)重要。二級(jí)生態(tài)源地廣泛分布于省級(jí)森林公園和各類濕地，二級(jí)生態(tài)廊道以北部環(huán)山地帶為主；三、四級(jí)生態(tài)源地以水土保持功能紅線區(qū)為主，三級(jí)生態(tài)廊道則分布在生態(tài)源地較為稀疏的地帶。

（4）生態(tài)緩沖區(qū)內(nèi)未利用地以荒草地為主，達(dá)5.32 km2，應(yīng)避免進(jìn)行耕地后備資源的開發(fā)；關(guān)鍵生態(tài)區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地減量化11.05 km2，其中農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積占騰退總面積的74.78%；已關(guān)閉礦山中，近34.35%為生態(tài)障礙區(qū)，亟需恢復(fù)治理，恢復(fù)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境；鐵路沿線生態(tài)障礙點(diǎn)共計(jì)?6處，需加強(qiáng)野生動(dòng)物通道建設(shè)，保障物種的自由遷徙。

5.2 討論

生態(tài)安全格局是中國(guó)目前國(guó)土空間開發(fā)與保護(hù)的三大戰(zhàn)略之一[45]，而生態(tài)源地的識(shí)別是構(gòu)建生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)。現(xiàn)有的諸多研究中對(duì)生物多樣性、水源涵養(yǎng)、水土保持等多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行評(píng)估，并利用生態(tài)重要性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果識(shí)別生態(tài)源地?；诙嘣獢?shù)據(jù)可以有效提取生態(tài)價(jià)值高值區(qū)，然而在一定程度上沒有重視生態(tài)源地的景觀斑塊連通性。本文在選取生態(tài)源地的過程中，利用形態(tài)學(xué)空間格局—景觀連接度分析，充分考慮景觀連通性的重要性，并耦合生態(tài)紅線、自然保護(hù)地等具有高生態(tài)價(jià)值的區(qū)域，相對(duì)全面的進(jìn)行評(píng)價(jià)、選擇及確定，彌補(bǔ)了以往生態(tài)源地識(shí)別過程中單方面考慮連通性或生態(tài)價(jià)值的不足。空間句法遵循圖論的基本原理，對(duì)軸線或特征各自的空間可達(dá)性進(jìn)行拓?fù)浞治觯罱K得到一系列形態(tài)分析變量，相較于以往方法運(yùn)算速度更快、指標(biāo)選取更為體系化、拓?fù)潢P(guān)系更為清晰，其引用對(duì)于生態(tài)源地及生態(tài)廊道的優(yōu)先級(jí)確定提供了有益的補(bǔ)充。

本文將生態(tài)安全融入國(guó)土綜合整治關(guān)鍵區(qū)識(shí)別及策略研究當(dāng)中，在構(gòu)建生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)上針對(duì)性地識(shí)別不同的生態(tài)安全緩沖區(qū)，以便在國(guó)土綜合整治過程中對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)的生態(tài)重要區(qū)域給予預(yù)先保護(hù)，其研究框架可以有效避免傳統(tǒng)土地整治過程中的生態(tài)流阻隔、生態(tài)孤島等問題，為生態(tài)型國(guó)土綜合整治提供了一種新的思路，進(jìn)一步豐富了生態(tài)安全格局的應(yīng)用與實(shí)踐，未來可以擴(kuò)展至其他區(qū)域，為國(guó)土綜合整治及空間規(guī)劃提供支撐。國(guó)土綜合整治策略的結(jié)果落實(shí)到具體鄉(xiāng)鎮(zhèn)、地塊，為未來的規(guī)劃與整治實(shí)踐提供指導(dǎo)；然而對(duì)于生產(chǎn)生活等社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的綜合整治的考量有所欠缺；在建設(shè)用地減量過程中，減量程度及優(yōu)先級(jí)也需要進(jìn)一步探討，尤其對(duì)于減量化的農(nóng)村生活生產(chǎn)空間，在未來的研究中可以基于其要素功能，識(shí)別不同功能主導(dǎo)的空間類型。主張向周邊類型一致的區(qū)域聚集，明確差異化發(fā)展提升策略，引導(dǎo)緊湊的空間結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效均衡的優(yōu)化布局。綜合研究結(jié)果，本文從以下方面對(duì)莊河市未來的生態(tài)與糧食安全提供建議：生態(tài)安全等級(jí)高的北部地區(qū)無疑是生態(tài)型國(guó)土綜合整治過程中的焦點(diǎn)，而對(duì)于較少涉及到生態(tài)廊道及生態(tài)源地的南部平原鄉(xiāng)鎮(zhèn)，仍然需要重點(diǎn)承擔(dān)保證糧食安全的角色。

作為典型的沿海城市，莊河是海鷗、白鷺等珍奇鳥類集中繁殖棲息地，濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價(jià)值日益凸顯，然而隨著旅游業(yè)的發(fā)展及人類活動(dòng)的影響，濕地生態(tài)安全面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，受數(shù)據(jù)及資料的限制，本文未單獨(dú)考慮沿海濕地的生態(tài)安全，未來的研究需進(jìn)一步深入探討不同的物種種類，尤其是莊河特有珍稀物種對(duì)于安全格局的構(gòu)建的區(qū)別。莊河南部海島是大連黑臉琵鷺省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，生物多樣性豐富，具有極高的生態(tài)價(jià)值，需要繼續(xù)探尋對(duì)于該區(qū)域的管控；同時(shí)受海域的影響，海島與內(nèi)陸之間的生態(tài)廊道有待識(shí)別，將來的研究中亟需探討海陸統(tǒng)籌的國(guó)土整治與修復(fù)。