基于MCR 模型常州市生态廊道体系的构建

钱婵英

（常州市规划设计院，江苏 常州 213000）

1 概念界定

生态廊道是指在生态环境中的骨架，呈线性或带状分布，是满足生物的迁徙、交换的通道，承担生态安全格局的稳定。生态廊道包括载体、功能、形态等特征，生态廊道可以从形式和功能角度分为两大类。从形式的角度又可以分为生态绿色线型公园、绿色道路线型廊道、绿色河流线型廊道。从功能的角度划分为自然、娱乐、文化、综合等生态廊道[1]。按照生态廊道的分类标准，学习先进城市的做法，结合资源禀赋，常州市生态廊道的类型分为：自然山水廊道、交通干线廊道、水系廊道、其他廊道。

2 研究区概况

常州市为北亚热带季风气候区，常州市行政辖区范围，面积约4372km2。常州地貌类型属高沙平原，山体资源丰富，山丘、平圩兼有，少有低矮山体。低山丘陵地形占全市总面积的15%，主要集中在金坛区西部、溧阳市南部等山地丘陵区域。常州市位于太湖流域西北部，东濒太湖，北靠长江，南临太湖，水资源丰富，湖泊相连，江河相通，水库、塘坝星罗棋布，穿城而过的京杭大运河支流密布，河道纵横。湿地水域资源集中在滆湖、太湖、长荡湖、天目湖、大溪水库等湖泊水库及长江岸线，根据2020 国土变更调查数据，结合水体相关地类进行分析，常州市当前水系湖泊相关地类规模约为1093km2，包括湿地、陆地水域等，其中以其他农用地中的养殖坑塘居多。

常州市林地分布不均，主要集中在西南部山区，平原区域只有零星分布。根据2020 年森林资源管理一张图数据，全市林地面积从209.9km2增加至758.47km2。包括有林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗圃地等8 种类型，其中以有林地为主居多，分布也最为广泛。

常州市耕地质量良好，全市耕地占比为20.98%，园地占比为5.83%。耕地中水田占比较高，达到80%以上。根据2020 年国土变更调查数据，全市耕地规模约918km2。近年来全市耕地面积稳中有增，但三调过程中有大量耕地流向林地，全市耕地保护任务十分艰巨。全市其他草地主要集中在金坛区和溧阳市，其他草地既承担一定生态保育功能，也是重要耕地后备资源。

常州生态环境本底优越，资源环境承载总体能力较高。根据常州市最新的国土空规划内土地利用现状分 析， 常 州 市 现 有 耕 地 88183.37hm2、 园 地25010.35hm2，林地75846.67hm2，无牧草地，其他农用地67474.00hm2，城 镇 用 地59403.18hm2， 村 庄 用 地44124.39hm2，区域基础设施用地17515.02hm2，其他建设用地2219.71hm2，陆地水域47303.20hm2，湿地575.77hm2，其他自然保留地9559.69hm2，全市土地总面积约437215hm2。

3 生态廊道现状

20 世纪90 年代中后期，常州市开始大力推进道路、河道绿化建设，这些早期的带状绿地成为生态廊道建设的雏形，生态廊道建设序幕从此打开。此后多年时间内，常州市先后开展了绿色常州建设战略、生态绿城建设、精品街道等一系列建设规划和举措，包括直接以生态廊道建设为主的，也包括与生态廊道适当关联的。在这些建设活动的推动下，常州市的生态廊道建设得到了全面、有序的推进和发展。

全市自然资源本底较好，山水林田湖草资源要素齐全。以生态保护红线为主要对象的大山大水生态空间保护现状良好，连贯性高，生态效益高，已基本形成山水廊道骨架。交通干线廊道建设情况总体良好，基本按照规划要求进行预控，但廊道宽度有限，其生态效益及廊道连贯性仍有待进一步提升。水系廊道建设情况卓有成效，连贯性与廊道宽度情况良好，基本按相关要求进行落实。但在城区等位置仍存在廊道断点情况，人工化建设痕迹较明显。燃气输送、油气输送、高压高电等各类重大基础设施骨架清晰，建设基础良好，是生态廊道建设保护的储备空间。

通过生态廊道的长度、宽度、最小距离等指标，分别计算2014 年与2021 年生态廊道的连接度指数，评价生态廊道建设的生态效益。全市连接度从0.124 上升至0.209，生态廊道间功能和生态过程上的联系有较大改善，但在学界认定标准上仍有较大提升空间；全市各辖区各分区中连接度改善的差异较大，生态廊道的断点与连通需求主要集中在两湖地区、新北区西侧、邹区镇、郑陆镇等区域。

4 国内外研究现状

4.1 伦敦市绿色基础设施演进

伦敦市通过绿色网络将城市中心、工作区、居住地、交通节点联接起来，重建和增加绿地和开放空间，创建一个相互联系，高质量和多功能的公共空间系统。构建城市中心区与外围生态空间相互联系，高质量和多功能的公共空间系统生态绿色网络。通过顶层规划与长期建设，形成了覆盖全域、历经城镇村、多地类、多功能的生态廊道。

4.2 上海、深圳等城市生态廊道的建设

上海市编制了《上海市生态廊道体系规划（2017—2035 年）》《上海市生态廊体系规划（2017—2035 年）》，规划明确34 条滨河沿路市级生态廊道，形成沿江沿海和骨干路网“一环七纵九横”、骨干河道“八纵九横”的生态廊道布局。上海市生态廊道建设通过完善的政策支持、管理保障与技术支撑，指导生态廊道体系有序构建，主要明确了以沿江沿海、骨干河道、骨干路网以及大型邻避设施这四类的生态廊道类型，并合理明确了控制要求（建设标准）、安排了建设时序、明确了空间管控的引导方向。

深圳市以《基本生态控制线管理规定》，从管理层面规定了生态保护的空间范围与要求。在此基础上结合绿地系统等规划进行生态廊道建设，并定期反思建设问题，注重生态廊道的生态品质，改善生态廊道生态效益。

4.3 贵阳、烟台等城市生态安全格局构建

贵阳、烟台等城市基于生态学理论，借助了最小累积阻力模型，构建生态安全的廊道网络体系[2]。

MCR 模型由荷兰等国的研究人员首次提出，通过模拟最安全、破坏性最小的生物移动路径来保护动物。后来，中国生态学家俞孔坚[3]结合GIS 技术改进了MCR模型，并将其引入中国，以确定重要的生态点。MCR 模型的建立分为3 个阶段：通过识别生态源地和阻力面，来确定基于最小阻力轨迹的走廊。

5 常州市生态廊道体系构建

5.1 数据来源

本文的文字资料来源于《常州市国土空间总体规划（2021—2035）》《常州市生态廊道体系规划》《常州市绿地系统规划》《常州市生态用地修复规划》等。矢量数据由常州市规划设计院提供的常州市2021 年1:10000数字地形图。使用ENVI 软件来遥感，本文的土地利用数据，来源于常州市2022 年的遥感数据，结合谷歌地图和全国第三次土地调查数据，根据研究目的及《国土空间调查、规划用途管制用地用海分类指南（试行）》，将常州市土地类型分为农林用地，城乡建设用地，交通水利及其他用地等。

5.2 生态源地识别

景观生态学中，将区域的生态功能起决定性作用的斑块称为“源地”。城市生态安全格局中，生态源地是关键部分，是进行廊道识别、构建安全格局的前提[4]，是物种扩散迁徙的源点，区域生态安全的关键性地区，在区域中有很高的被需求程度。一般包括大江大湖、重要森林湿地、重要山体等[5]。

根据2021 年5 月江苏省自然资源厅上报方案及《江苏省生态管控区域规划》，全市范围内划定生态保护红线15 处，总规模为346.11km2，市域国土空间占比为7.92%。生态空间管控区域共47 处，总规模为942.83km2，市域国土空间占比为21.56%。我市的生态源地主要分布在大山大水集中的生态空间中。

结合常州市域内划定的生态保护红线和生态空间管控区采用MSPA 方法，根据生态系统地块的空间结构，筛选出市域内外的生态系统地块。结合景观连通性指数，通过选择适当的距离阈值，分析景观连通性，从而选取31 处重要的生态斑块，其中市域内19 处，市外12 处，作为常州生态网络生态源分析，为未来生态廊道的提取和生态安全模型的构建做好准备。

5.3 阻力面评价

物种在区域不同生态源地间来回运动，会遇到一定阻力，一般来说，通过单元累积阻力大小来确定生态源斑块的空间连通性[6]。在生态廊道的模拟中，建立最小成本距离模型的难点是确定景观斑块的阻力值，不同的阻力赋值，影响不同，因此，确定合理阻力值是构建生态网络的重要前提。提取三调地类、域外地表覆盖数据，通过市域内外地表覆盖数据的提取，采用层次分析法来将常州市及外围各土地利用类型对物种和生态系统的阻力系数确定各阻力面权重，由低到高进行阻力赋值，拟定在1～500，按照动植物适宜生存和迁徙的便捷性和适生性，水体、林地最低；建设用地阻力值最高；其他地类依次赋值。

5.4 成本栅格计算与关键区域判别

运用GIS 空间分析技术对阻力评价体系的各项评价指标进行量化分析，计算廊道使用者在空间运动过程中克服三类景观过程的阻力值分布情况，得到生态适宜性成本栅格、景观可视性成本栅格、廊道可到性成本栅格，将三类景观过程的成本栅格数据进行加权叠加，构建MCR 模型的综合成本栅格。通过对成本栅格数据集进行统计分析，判别绿道选线布局的关键区域。

5.5 构建最小阻力路径

基于MCR 模型，使用ArcGIS 软件距离分析模块中的成本距离和成本路径。基本过程是以一个生态源为出发点，以其他生态源为终点，进行成本路径分析，推导出从这个源到其他源的最短路径。重复上面的步骤，获得从一个源到另一个源的最短路径，从每个源到另一个源的最短路径，所有的路径图被整合在一起，最后合并市域内外数据形成综合阻力面，再导入GIS 生成成本距离数据，并对31 个生态源地间进行两两的最小阻力路径识别。以滆湖、芳茂山、南山生态源为例如图所示，通过成本回溯数据，构建其至其余30 个生态源地的低阻力路径识别，去除重叠的路径，按照路径重复频率划分重要等级，确定生态廊道分布图如图所示，其中极重要生态路径8 条，重要生态路径12 条，一般生态路径4 条。可以判断出常州市未来将重点打造沿江、沿湖、沿山、沿河区域生态廊道，促进蓝绿融合，建设通江、达湖、入山、成网的高品质绿色生态廊道。

6 结语

生态廊道是分散生态景观的主线，可以引导城市健康协调发展。生态廊道可以有效整合区域内各种景观生态资源。基于MCR 模型的生态廊道体系研究所涉及的内容很广泛，有城市规划学、景观生态学等多学科交叉融合，由于我们规划团队能力有限，在研究过程中存在一些不足，有待在进一步的研究中完善与优化。

（1）累积阻力面将为区域生态廊道的未来重建和定位提供参考数据。由于土地覆盖类型的特定特征和物种多样性，生态廊道缓冲区距离可能不均匀，在未来的研究中，利用累积阻力面数据的选取解决生态廊道服务半径范围，数据具有较高的可靠性。

（2）构建生态网络的关键是设置景观阻力值，目前国内外关于生态网络的相关研究很广泛，对景观阻力值的设定要求都不同，还没形成公认的统一参考标准。城市内缺少详细的生物物种资料，没有根据物种的生活特性进行有针对性的景观阻力赋值，在今后的研究中需要考虑更全面。

（3）阻力面评价、成本栅格计算与关键区域判别的过程中，评价指标、评价因子的选取、分级的标准、权重的赋值、景观顺序的设定等都具有一定的主观性，对生态廊道选线的合理性、分级结果的可操作性具有一定的影响，在评价体系的建立过程中，评价因子的类型、数量、权重赋值过于简单，导致GIS 中最后的选线和实际有一定的差异，因此希望在下一步的研究过程中，增加多重评价体系来检验选线的合理性，并且丰富每一个评价体系中的评价因子的类型、指标、数量、等级等，实现选线的科学性和可操作性。