Page 55 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第3期

第 3 期 涂婧林 等：国土空间生态修复关键区域系统识别与修复研究 49

观格局进行分析，包括斑块数（NP）、斑块密度（PD）、 件将 3类指标等权重叠加，并对叠加后的用地质量评
最大斑块占景观面积比例（LPI）共 3 项反映斑块数 分结果等分分级为未退化、微度退化、轻度退化、中
量、密度、最大斑块占比等景观固有特性的指标；景 度退化和重度退化，进而综合诊断武汉市蔡甸区生
观形状指数（LSI）反映构成景观的斑块形状复杂性； 态系统退化的空间分布、退化程度及退化类型。
蔓延度指数（CONTAG）、分离度指数（DIVISION） 1.5 生态安全格局构建
反映景观类型在空间上的聚集程度或类型间的镶嵌 本 研 究 通 过 生 态 源 地 和 基 于 最 小 累 积 阻 力
程度；香农多样性指数（SHDI）反映景观类型数及类 （MCR）模型的生态廊道 ［12］ 识别，构建研究区生态安
型的面积百分比，用来量化景观结构的组成 ［13］ 。同 全格局。
时，在斑块类型水平上选择了斑块数量（NP）、斑块密 1）生态源地识别。生态源地是保护区域生态安全
度（PD）和景观形状指数（LSI）3 项指数。基于以上 的重要区域 ［16］ ，对保护关键物种、保障生态系统多样性
指数，对武汉市蔡甸区林地、水体、沼泽、滩地、耕地、 和促进区域可持续发展有积极作用。武汉市蔡甸区的
草地、建设用地以及未利用地各景观类型格局变化 主要保护生物以山禽和水禽为主，包括白鹳、小天鹅、
进行分析。
小 麂 等（http：//www. caidian. gov. cn/zycd/202102/
选择能够反映各类型斑块破碎程度的景观水平
t20210205_1630587.shtml.）。本研究从景观分离度
分离度指数（DIVISION），利用移动窗口法来诊断景
变化、土地利用动态变化、植被覆盖度变化评价结果
观破碎化程度及其空间分布。为了得到最适合揭示
中选择有向好趋势的且林地面积≥100 hm²和水域面
现蔡甸区景观破碎度空间分布的移动窗口尺寸，在
积≥1 000 hm²的斑块，且具有较高的生境质量并对
Fragstats 软件中分别选择了 90、300、600、900、1 200、
整体生态安全格局影响较大斑块，确定为生态源地。
1 500 m 共 6 个窗口尺寸进行移动窗口分析，最终选
2）生态阻力面构建。生态阻力是计算物种在克
择 900 m×900 m 的最佳窗口尺寸对 2010 年和 2020
服阻力情况下扩散路径的基础。参考前人研究，本
年的土地利用数据进行分析 ［14］ ，进而揭示武汉市蔡
研究选择土地覆盖类型、距离水源距离、植被覆盖
甸区近10年的景观破碎程度变化情况。
度、坡度、高程 5种因子 ［17-18］ ，设定不同土地利用类型
4）生态系统退化诊断。根据斜率变化范围，分
或生境斑块的生境适宜性和景观阻力大小，制定景
别将土地利用动态变化、植被覆盖度变化划分为 5个
［19］
观阻力赋值方案及权重 （表2），生成景观阻力面。
变化趋势等级 ［15］ ，将景观分离度指数利用自然断点
3）生态安全格局构建。基于最小累计阻力模型
法进行分级 ［16］ ，并按等级评分（表 1）。用 ArcGIS 软
识别出生态源地的低累计阻力谷线（即最小成本距
表1 生态退化因子分级及质量评分
Table 1 Grading and quality scoring of ecological degra⁃ 离），进而识别潜在的生态廊道，并构建生态安全
dation factors 格局。
1.6 生态修复关键区域识别
动态指标 分级标准 生态质量评分
将生态安全格局构建成果与生态系统退化诊断
Dynamic indicators Grading standards Ecological quality score
[0.21,0.80] 1 结果进行叠置分析，识别需要修复的关键区域，并根
景观分离度指数变化 [0.05,0.21) 3 据退化程度将相关区域划为生态保育区、自然修复
Landscape separation [−0.03,0.05) 5 区、人工修复区，将生态廊道及其周边区域确定为生
index changes [−0.22,−0.03) 7
态廊道建设区。结合武汉市蔡甸区实际情况，对各
[−0.80,−0.22) 9
关键区域提出相应的修复策略。
[−499,−299) 1
[−299,−100) 3
土地利用动态变化 2 结果与分析
[−100,0) 5
Land use changes
[0,200) 7 2.1 生态关键问题诊断
[200,400] 9
1）土地利用动态变化。2010 年到 2020 年间，蔡
[−1.00,−0.60) 1
甸区水体向滩地的转移面积达 1 907.19 hm²，主要分
植被覆盖度变化 [−0.60,−0.20) 3
布于沉湖湿地（图 2）；而向其他用地转移的面积为
Vegetation cover [−0.20,0.20) 5
changes [0.20,0.60) 7 690.21 hm²，主要分布在后官湖湿地附近。可见，蔡
[0.60,1.00] 9 甸区湖泊湿地在过去 10 年间均有一定程度的退化。