楊 邁,鄭 毅,李曉琳,歐朝蓉,楊秀彪,孫仕仙*
(1.西南林業(yè)大學(xué)云南省高原濕地保護(hù)修復(fù)與生態(tài)服務(wù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明 650233;2.云南開(kāi)放大學(xué),云南昆明 650032;3.西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,云南昆明 650233;4.西南林業(yè)大學(xué)地理與生態(tài)旅游學(xué)院,云南昆明 650233)
洱海作為云南省第二大淡水湖,是典型的高原湖泊濕地。洱海生物資源豐富,環(huán)境優(yōu)美,具有較高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值,對(duì)于維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要作用。洱海流域集自然景觀和人文景觀于一體,是國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和歷史文化核心區(qū),具有供水、發(fā)電、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、航運(yùn)、調(diào)節(jié)氣候、生態(tài)旅游等多種生態(tài)服務(wù)功能[1]。近年來(lái),隨著周邊城鎮(zhèn)的快速發(fā)展以及建設(shè)用地的增加,洱海流域生態(tài)保護(hù)空間的面積驟減,生境斑塊破碎化程度加劇,景觀連通性逐漸下降[2],流域的景觀格局發(fā)生了重大改變,導(dǎo)致物種擴(kuò)散難度加大,濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降,濕地生態(tài)安全面臨巨大威脅[3]。
生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是當(dāng)前生態(tài)修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一,通過(guò)對(duì)重要生態(tài)源地的識(shí)別以及生態(tài)廊道的提取[4],將區(qū)域內(nèi)分散的生境斑塊連接為緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)格局模式[5],能夠?yàn)槲锓N在斑塊間的交流、遷徙提供便捷的通道[6],從而提高生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,可見(jiàn),利用景觀要素構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)有著重要的理論與實(shí)踐意義[7]。前人對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究,大多是基于模型的應(yīng)用,并且局限于單一人為要素[8],例如,通過(guò)構(gòu)建科學(xué)合理的南昌市生態(tài)網(wǎng)絡(luò),尋找模型中存在的問(wèn)題并提出優(yōu)化對(duì)策[9];提取廈門市重要生態(tài)源地時(shí)僅局限于人口密度高的區(qū)域,模擬構(gòu)建其生態(tài)走廊[10]。隨著城市的發(fā)展和演變,其生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建亦受到生態(tài)、人為和社會(huì)因素的影響,目前的相關(guān)研究多是針對(duì)城鎮(zhèn)化區(qū)域合理開(kāi)發(fā)和規(guī)劃土地,構(gòu)建城市區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究更多地考慮包括建筑、城市道路在內(nèi)的廊道提取,例如,結(jié)合城市發(fā)展需求構(gòu)建了新鄉(xiāng)市的城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)空間[11]。當(dāng)前,鮮有基于流域尺度的濕地潛在生態(tài)廊道的研究,對(duì)于高原湖泊流域,尤其是洱海流域景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究還比較缺乏。此外,現(xiàn)有研究多側(cè)重景觀破碎度以及景觀格局的變化,忽略了不同重要性程度的生境斑塊在整體景觀生態(tài)廊道連接中的作用。
基于流域尺度構(gòu)建高原湖泊景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò),對(duì)于湖泊流域濕地的科學(xué)管理與規(guī)劃以及自然資源的合理利用具有重要意義。利用形態(tài)學(xué)空間格局分析方法(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA),從景觀結(jié)構(gòu)分析、景觀要素類型、景觀格局變化3 個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)分析[12-13],再利用最小阻力模型(Minimum Cumulative Resistance,MCR),從自然生態(tài)資源要素和人為影響兩方面進(jìn)行分析[14],能夠得到物種在不同生境斑塊之間遷移的最小成本距離,從而確定最適宜遷移路徑。MCR模型可根據(jù)不同的研究區(qū)域和背景構(gòu)建不同的生態(tài)阻力面,但其具有一定的主觀性[15],因此,同時(shí)引入MSPA 模型,科學(xué)識(shí)別生態(tài)價(jià)值高、連通性強(qiáng)的核心區(qū)生境斑塊[16],從而避免了只選取面積較大和生態(tài)阻力較小的核心區(qū)作為生態(tài)源地,而忽略了其他斑塊的生態(tài)連通作用[17]。
洱海流域作為大理州的重要生態(tài)、文化和經(jīng)濟(jì)中心,其生態(tài)環(huán)境問(wèn)題治理迫在眉睫,改善生境斑塊之間的連通性,優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能夠?yàn)榱饔騼?nèi)物種的生存提供重要棲息地和重要遷移通道。本研究通過(guò)MSPA 和MCR 模型對(duì)洱海流域2000—2022 年的景觀格局變化進(jìn)行分析,確定不同生態(tài)阻力因素之間的權(quán)重比例[18],分別建立影響物種生存和遷徙的生態(tài)阻力面并進(jìn)行分析[19],識(shí)別生態(tài)源地并對(duì)生態(tài)源地重要性進(jìn)行等級(jí)劃分[20],最后提取生態(tài)廊道,并模擬潛在生態(tài)廊道,構(gòu)建洱海流域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。研究結(jié)果能夠?yàn)橛行ПWo(hù)和恢復(fù)洱海流域生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù),也可為流域的生物多樣性保護(hù)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
洱海流域(25°36′N~25°58′N,100°05′E~100°17′E)地處大理州,位于云南境內(nèi)的瀾滄江、金沙江和元江三大水系分水嶺地帶,屬瀾滄江-湄公河水系,流域面積2 565 km2。洱海屬亞熱帶湖泊,湖面全年水溫在1~20 ℃之間,終年不結(jié)冰,水溫季節(jié)變化明顯,雨季較低,旱季較高,營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)為中營(yíng)養(yǎng)型,屬于典型的內(nèi)陸斷陷盆地,南北長(zhǎng),東西窄(圖1)。
圖1 洱海流域土地利用類型圖Fig.1 Land use type map of the Erhai Lake basin
數(shù)據(jù)主要來(lái)源于大理市地理空間數(shù)據(jù)云(http//www.gscloud.cn/)2000 年、2005 年、2010 年、2015 年和2022 年5 個(gè)年份的土地利用數(shù)據(jù)、分辨率為30 m的Landsat8 OLI的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)和全球數(shù)字高程系統(tǒng)的分辨率為30 m 的大理市DEM 高程數(shù)據(jù)、云南省、大理州以及洱海流域矢量邊界數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)[21-22],對(duì)2000 年、2005 年、2010 年、2015 年和2022 年的遙感影像分別進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、影像裁剪等預(yù)處理工作,并利用遙感圖像分類算法中的最大似然分類法進(jìn)行土地利用類型要素的提?。唤Y(jié)合Google Earth對(duì)解譯的土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行精度驗(yàn)證,總體精度達(dá)到85%以上,滿足本研究的需要。
MSPA 模型可以科學(xué)地分析景觀格局的結(jié)構(gòu)和變化,提取出生態(tài)質(zhì)量好、連通性較高的生境斑塊,識(shí)別出生態(tài)源地[23]。根據(jù)洱海流域的土地利用數(shù)據(jù),將林地、草地、濕地等自然要素作為前景值,其余要素作為背景值,經(jīng)過(guò)二柵格化處理后,利用Guidos Toolbox 軟件,采用八鄰域方法[24],進(jìn)行MSPA 分析,共提取出7 種景觀要素類型,分別分析2000 年、2005 年、2010 年、2015 年和2022 年洱海流域的景觀格局變化。
MSPA方法用于分析常用的景觀連接指數(shù),包括整體連通性指數(shù)(ⅡC)[25-26]、可能連通性指數(shù)(PC)[27]、斑塊重要性指數(shù)(dPC)[28]等。參考相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合洱海流域?qū)嶋H情況,采用斑塊重要性指數(shù),提取面積排名前10 的核心區(qū)斑塊作為生態(tài)源地,將斑塊連通閾值設(shè)置為1 000 m,連通概率為50%,運(yùn)用Conefor 2.6軟件,計(jì)算其景觀連接指數(shù),通過(guò)斑塊重要性程度識(shí)別生態(tài)源地[29]。計(jì)算公式為:
公式(1)~(3)中,n為斑塊的數(shù)目;ai和aj分別為斑塊i和斑塊j的面積;AL為景觀要素的總面積;lij為斑塊i到斑塊j的最短路徑;p*ij為物種在斑塊i和斑塊j間擴(kuò)散的最大概率;PCremove表示斑塊剔除之后剩余斑塊的整體指數(shù)。IIC反映了斑塊間的連通性程度,PC反映了斑塊間連通的可能性,dPC通過(guò)PC的變化衡量各個(gè)斑塊對(duì)維持連通性的重要程度。
生態(tài)阻力面分析是洱海流域構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的前提,能夠?yàn)樽R(shí)別生態(tài)源地和構(gòu)建生態(tài)廊道提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.5.1 單因素阻力面構(gòu)建
高程和坡度影響洱海流域物種活動(dòng)范圍的大小[30];坡向受太陽(yáng)輻射和降水的影響[31],并通過(guò)影響植被覆蓋率間接影響物種的遷移阻力[32]。利用MSPA 模型對(duì)洱海流域的景觀格局變化進(jìn)行分析,并結(jié)合洱海流域的土地利用類型,從地形、地勢(shì)、氣候條件等角度分別進(jìn)行綜合因素阻力面和單因素阻力面的構(gòu)建[33]。根據(jù)已有研究并結(jié)合洱海流域?qū)嶋H情況,對(duì)各單因素生態(tài)阻力面賦值[34-35](表1),利用最小累積阻力模型(MCR)計(jì)算起始生態(tài)源地和目標(biāo)生態(tài)源地的最短有效距離[36],確定物種遷移的最佳路徑。其中,MCR 模型公式如下:
表1 洱海流域生態(tài)阻力因子賦值表Table 1 Assignment table of ecological resistance factors in the Ehhai Lake basin
公式(4)中,MCR表示從該生態(tài)源地到其他生態(tài)源地的最小阻力累積值;∫為MCR與變量Dij和Ri之間呈正比關(guān)系的函數(shù);Dij為物質(zhì)或能量從生態(tài)源地j到生態(tài)源地i的空間距離;Ri為生態(tài)源地i表面的阻力值;min表示生態(tài)源地i到其他生態(tài)源地之間累積阻力的最小值。
1.5.2 綜合阻力面構(gòu)建
結(jié)合參考文獻(xiàn)[33-36],分析高程、坡度、坡向、土地利用類型和MSPA模型5個(gè)單因素阻力面對(duì)洱海流域的影響,得出各單因素阻力面的阻力權(quán)重系數(shù)(表1),建立綜合阻力面,構(gòu)建方程如下:
公式(5)中,VCR為第i個(gè)矢量柵格單元的生態(tài)安全指數(shù);Rij為第i個(gè)柵格單元的第j個(gè)指標(biāo)的生態(tài)安全指數(shù);Wi為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。
1.5.3 生態(tài)廊道提取
重要生態(tài)廊道維持流域生態(tài)系統(tǒng)功能的正常運(yùn)行[37],潛在生態(tài)廊道起到整體連接的作用[38]。合理選取生態(tài)廊道是構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的主體[39],利用ArcGIS 軟件中的成本距離和成本路徑工具,計(jì)算生境斑塊間的成本回溯鏈接,模擬10 個(gè)生態(tài)源地間的最小累積阻力路徑,提取重要生態(tài)廊道,構(gòu)建潛在生態(tài)廊道。
2000—2022 年,除橋接區(qū)面積增加了5.9%、支線面積增加了3.6%之外,洱海流域其他5 種景觀要素類型的面積都呈一定的下降趨勢(shì),其中邊緣區(qū)和島狀斑塊下降較大,分別為13.5%和10.2%;核心區(qū)作為重要生態(tài)源地的最大分布區(qū),降幅為5.5%;孔隙和環(huán)道區(qū)面積的變化相對(duì)較小,分別下降了1.7%和2.8%。洱海流域的生態(tài)空間面積不斷縮小,林地、草地和濕地逐漸退化,重要核心區(qū)以及周圍邊緣地區(qū)遭到嚴(yán)重侵蝕,導(dǎo)致生境斑塊的破碎化程度增加,景觀連通性下降,各斑塊之間物種的物質(zhì)、能量和信息交流比較困難,使生態(tài)系統(tǒng)整體調(diào)節(jié)能力下降,對(duì)洱海流域的生態(tài)安全造成威脅(圖2)。
圖2 2000—2022年洱海流域景觀格局變化Fig.2 Changes of landscape pattern in the Erhai Lake basin from 2000 to 2022
洱海流域景觀要素總面積為122 668.02 hm2,其中核心區(qū)面積為103 996.8 hm2,占景觀要素總面積的84.77%。在洱海流域西部和北部,核心區(qū)分布在喜洲古鎮(zhèn)、洱海濕地公園等地區(qū),呈聚集性分布,數(shù)量較多,面積較大且較穩(wěn)定;在洱海流域東部,核心區(qū)分布在雙廊古鎮(zhèn)等未被高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)的自然生境區(qū)域,數(shù)量稀少且分散,景觀破碎化程度高。洱海流域的橋接區(qū)面積為764.73 hm2,占景觀要素總面積的0.62%,如蒼山山脈和楚大高速公路兩側(cè)的生態(tài)林帶等,是連接生境斑塊的廊道,占比極少,整體連通性較低。邊緣和孔隙的面積相對(duì)較小,分別為9 993.78 hm2和4 079.7 hm2,占景觀要素類型總面積的8.14%和3.32%,區(qū)域斑塊整體上較為分散,穩(wěn)定性不高,抵抗外界干擾和恢復(fù)的能力弱。支線面積為2 074.86 hm2,占比為1.69%,其生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的連通性容易受到干擾。島狀斑塊面積為1 058.4 hm2,占比為0.86%,散布在研究區(qū)內(nèi),如金梭島、南詔風(fēng)情島等,可作為生物臨時(shí)棲息地。環(huán)道區(qū)面積為699.75 hm2,占比為0.57%,是物種遷徙中的捷徑,環(huán)道數(shù)量占比低,表明物種遷徙活動(dòng)阻力較大。
在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究中,經(jīng)常將土地利用類型和MSPA 景觀類型作為阻力因子[37],由于洱海流域的地形地貌、氣候環(huán)境等復(fù)雜多樣,將高程、坡度、坡向等因素同時(shí)作為阻力因子來(lái)構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。洱海流域中部海拔較低,以濕地為主,但其周圍多為林地、高山及丘陵溝壑,海拔較高,故洱海流域的高程、坡度阻力從中間向四周不斷升高,其中西部地區(qū)阻力值最高。不同地區(qū)的坡向形成不同的降雨、氣溫等氣候環(huán)境條件,造成生態(tài)阻力差異,坡向阻力面中間阻力低,西北部較高,東南部最高。洱海流域土地利用類型阻力面和MSPA景觀類型阻力面的阻力值均在四周較低,在南部最高。結(jié)合5 個(gè)單因素阻力面和綜合阻力面的權(quán)重占比,洱海流域綜合阻力值呈現(xiàn)北部低南部高、中部高四周低的特征,阻力值較低的區(qū)域位于喜洲鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)、銀橋鎮(zhèn)等洱海流域周邊地區(qū),這些區(qū)域商業(yè)開(kāi)發(fā)程度相對(duì)較低,林地、濕地資源豐富,因此阻力值較低;在大理古城旅游區(qū)、下關(guān)市中心商業(yè)區(qū)等經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū),建設(shè)用地集中、交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá),生境斑塊遭到嚴(yán)重破壞,連通性下降,阻礙了物種之間物質(zhì)、能量和信息之間的交流,因此該區(qū)域生態(tài)阻力較大(圖3)。
圖3 洱海流域單因素阻力面和綜合生態(tài)阻力面構(gòu)建Fig.3 Construction of single factor resistance bases and comprehensive ecological resistance base
通過(guò)計(jì)算10個(gè)生態(tài)源地間的最小累積阻力路徑,共提取出15條重要生態(tài)廊道,主要分布在與洱海流域西北部、東部和中部連接的喜洲古鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)、鳳凰半島等生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好、生物多樣性豐富的林地、草地和濕地分布區(qū)域,這些區(qū)域物種間的交流阻力比較小。但是洱海流域東西與南北之間相互孤立,存在一定破碎化現(xiàn)象,生態(tài)要素流動(dòng)性弱,應(yīng)在西部和北部建造小型或中型島狀斑塊充當(dāng)臨時(shí)棲息地;沿雙廊古鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)到南部的洱海濕地公園,廊道分布形式單一且分散,破壞了研究區(qū)的整體連通性,容易受外界干擾導(dǎo)致廊道斷裂,難以恢復(fù)到正常水平,應(yīng)在該區(qū)域構(gòu)建潛在生態(tài)廊道,增強(qiáng)潛在廊道的質(zhì)量。建議對(duì)重要生態(tài)廊道進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)與管理,利用潛在生態(tài)廊道進(jìn)行洱海流域生態(tài)斷裂點(diǎn)修復(fù),增加其整體連通性,維持洱海流域的生態(tài)功能平穩(wěn)運(yùn)行(圖4)。
圖4 洱海流域生態(tài)廊道分布Fig.4 Distribution of ecological corridors in the Erhai Lake basin
結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和洱海流域的實(shí)際面積,選擇1 000 m 作為距離閾值,概率設(shè)為0.5[28],根據(jù)景觀連通性指數(shù)值對(duì)洱海流域生態(tài)源地進(jìn)行等級(jí)劃分,由表2 可知,MSPA 模型分析中的10 個(gè)生態(tài)源地的斑塊重要性指數(shù)值(dPC)在0.02~95之間,將dPC>0.5 的生境斑塊劃分為重要生態(tài)源地,其中dPC>4為一級(jí)生態(tài)源地,集中分布在洱海流域東部和南部的洱海濕地公園、挖色鎮(zhèn)、海東地區(qū)等,雖然核心區(qū)面積相對(duì)較小,但生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好,景觀連通性好,說(shuō)明生態(tài)源地的重要性程度并不直接取決于斑塊面積的大小。通過(guò)退耕還林、植樹(shù)造林、增加自然保護(hù)區(qū)和濕地公園數(shù)量等方式增加一級(jí)生態(tài)源地面積,增強(qiáng)生境斑塊之間的景觀連通性,擴(kuò)大自然要素之間的聯(lián)系,維持洱海流域的整體生態(tài)系統(tǒng)功能;將0.5<dPC≤4劃分為二級(jí)生態(tài)源地,主要分布在上關(guān)鎮(zhèn)、喜洲鎮(zhèn)、下關(guān)鎮(zhèn)沿線的南部地區(qū),斑塊相互孤立,人為開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大,導(dǎo)致該區(qū)域生境斑塊的生態(tài)環(huán)境遭到破壞,景觀連通性較弱,生態(tài)系統(tǒng)功能不穩(wěn)定。應(yīng)增加二級(jí)生態(tài)源地的數(shù)量,促進(jìn)各生態(tài)源地之間的連通性,保證斑塊中物種之間的物質(zhì)、能量和信息交流,維持流域的南北景觀連通性,保護(hù)洱海流域的生物多樣性,減少城市發(fā)展帶來(lái)的負(fù)面影響(圖5)。
表2 洱海流域生態(tài)源地的斑塊重要性指數(shù)值Table 2 Patch importance index value of ecological source area in the Erhai Lake basin
圖5 洱海流域重要生態(tài)源地識(shí)別Fig.5 Identification of important ecological sources in the Erhai Lake basin
在運(yùn)用MSPA模型進(jìn)行洱海流域景觀格局變化分析時(shí),結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)[18-19]和流域?qū)嶋H情況,選擇30 m 作為最佳尺度構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)來(lái)維持小型斑塊之間較好的連通性是否最佳還有待進(jìn)一步考證,后續(xù)研究可選擇不同尺度進(jìn)行對(duì)比分析,提高其科學(xué)性。將流域距離閾值設(shè)置為1 000 m是否符合實(shí)際建設(shè)和規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地考察。對(duì)于全開(kāi)墾和半開(kāi)墾的耕地以及不同開(kāi)發(fā)程度的城市區(qū)域,應(yīng)根據(jù)實(shí)際考察情況進(jìn)一步劃分為自然景觀要素或人為景觀要素,更細(xì)致科學(xué)地區(qū)分不同類型景觀生態(tài)阻力面的權(quán)重系數(shù)以及所占比例,優(yōu)化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建格局。
以往研究多從省域、市域進(jìn)行單一尺度的城市生態(tài)阻力面構(gòu)建[37-38],或?qū)⒋笮妥匀还珗@或林地等自然保護(hù)區(qū)直接作為核心生境斑塊[28],忽略了其他斑塊在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的作用。綜合生態(tài)阻力的分析對(duì)于科學(xué)構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和生態(tài)廊道,維持景觀連通性具有重要意義。本研究區(qū)域包括自然流域和城市建設(shè)區(qū),不僅把土地利用類型現(xiàn)狀、MSPA模型、高程和坡度作為阻力因子,還結(jié)合潛在阻力因子——坡向進(jìn)行分析,不同區(qū)域的坡向不同,光照和水熱條件也存在一定差異,間接導(dǎo)致植被類型和植被覆蓋度的差異,從而對(duì)不同生境斑塊間的物種遷移造成不同阻力的影響。在后續(xù)研究中,可根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的實(shí)際生物種類、數(shù)量、分布范圍等影響物種生存、繁殖、遷移阻力等的間接因素作為阻力因子考慮,不斷完善研究框架和方法體系。
環(huán)境污染、城市發(fā)展、生物棲息地銳減等一系列問(wèn)題導(dǎo)致洱海流域生物多樣性下降,生境斑塊縮減和斷裂,景觀連通性下降,景觀格局呈現(xiàn)支離破碎的狀態(tài),嚴(yán)重影響流域生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò),對(duì)生境斑塊的空間質(zhì)量和阻力進(jìn)行分析,識(shí)別重要生態(tài)廊道和生態(tài)源地并模擬潛在生態(tài)廊道,將流域的生態(tài)要素連通起來(lái)形成彼此聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)格局模式,合理保護(hù)重要生態(tài)源地,增加生態(tài)廊道數(shù)量。為了抵抗生境破碎化對(duì)生物多樣性帶來(lái)的影響,可著重增強(qiáng)景觀連通性,從而為洱海流域的生態(tài)健康和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)指導(dǎo)。
以往對(duì)湖泊流域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究中,一般通過(guò)加強(qiáng)河流與其源頭的聯(lián)系來(lái)進(jìn)行生態(tài)廊道的提取。洱海流域的洱海濕地通過(guò)旁支水系連接周圍地區(qū),其分支河流也具有生物遷徙通道的功能,且生態(tài)廊道的建設(shè)會(huì)改變流域土地利用的類型和結(jié)構(gòu),導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境和格局的改變[8]。事實(shí)上,具有運(yùn)動(dòng)路徑作用的較寬走廊不一定比相對(duì)較窄的走廊更能促進(jìn)物種遷徙,重要生態(tài)廊道的作用應(yīng)該側(cè)重于將物種的生存空間和土地利用類型相結(jié)合,平衡生態(tài)環(huán)境保護(hù)與城市發(fā)展建設(shè)的矛盾,在對(duì)洱海流域生態(tài)環(huán)境破壞最小的前提下發(fā)揮其最大的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。
基于MSPA 模型和MCR 模型,對(duì)洱海流域景觀格局的變化進(jìn)行分析,建立生態(tài)阻力面,識(shí)別生態(tài)源地,提取生態(tài)廊道,構(gòu)建景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明,核心區(qū)面積在洱海流域所有景觀要素類型中占比最大,為84.77%,土地利用類型多為林地。洱海流域南部核心區(qū)逐漸減少,至2022 年基本消失,這間接反映了人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。洱海流域的景觀分布格局存在失衡問(wèn)題,但主要生態(tài)阻力因子為MSPA 景觀類型和土地利用現(xiàn)狀及其類型,對(duì)生境斑塊之間物質(zhì)、能量和信息的流動(dòng)影響比較強(qiáng)。在洱海流域東部和南部地區(qū),由于人為開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高,生態(tài)阻力較大,景觀破碎程度高、景觀連通性差;西部和北部地區(qū),人為破壞程度小,還未進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)發(fā),其生態(tài)阻力較城市中心區(qū)域低,自然生境斑塊保存較完好,景觀連通性較高。
相對(duì)于城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò),高原湖泊生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要考慮自然因素和人為因素的雙重影響,應(yīng)加強(qiáng)與洱海流域中部濕地連接的喜洲古鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)、鳳凰半島等自然生境斑塊與下關(guān)鎮(zhèn)為代表的城市建設(shè)區(qū)域的景觀生態(tài)連通性。生物遷徙的重要生態(tài)廊道對(duì)濕地、林地、草地等起著重要的連接功能,生態(tài)廊道寬度和長(zhǎng)度的設(shè)置應(yīng)該以洱海濕地及其周圍區(qū)域的生物多樣性保護(hù)為重點(diǎn)。從雙廊古鎮(zhèn)出發(fā),沿海東鎮(zhèn)到洱海流域南部的濕地公園存在多個(gè)潛在生態(tài)廊道,連接著高密度的建設(shè)用地和零星分布的自然生境斑塊,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其中的生態(tài)斷裂點(diǎn)的修復(fù)和重建,增加生態(tài)利用空間,提高流域資源利用效率。
MSPA模型分析中的10個(gè)生態(tài)源地的斑塊重要性指數(shù)值在0.02~95 之間,在所有劃分的重要生態(tài)源地中,一級(jí)生態(tài)源地集中分布在洱海流域東部和南部地區(qū),生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好,景觀連通性好;二級(jí)生態(tài)源地主要分布在上關(guān)鎮(zhèn)、喜洲鎮(zhèn)和下關(guān)鎮(zhèn)沿線的南部地區(qū),斑塊景觀連通性差,生境斑塊質(zhì)量較差,人為開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較大。