基于生态安全格局的怀宁县城生态网络构建

摘要：城市生态网络对保障生态安全、完善生态功能、促进空间连通具有重要作用。文章以怀宁县城为研究对象，通过ArcGIS空间分析技术，识别怀宁县城区现状生态空间资源，采用最小累积阻力模型，奠定县城宏观生态安全格局，构建县城生态网络结构，形成生态网络布局。本文对皖北地区生态资源不丰厚的县城构建生态网络进行了有益探索，以期为国内其他县城生态网络建构提供参考。

关键词：生态安全格局;生境源地;最小累积阻力模型;生态网络;怀宁县

1 引言

城市化快速推进带动城市快速开发建设，忽视了自然环境保护，使城市成为生态环境问题矛盾最突出的地方。当前城镇化正处于“绿色”转型关键时期，新型城镇化与生态文明的融合创新，是指导今后国土空间开发和城乡统筹发展的全新战略，也是时代发展的必然选择[1]。

本文以怀宁县城作为研究案例，基于ArcGIS空间分析手段，在分析评价基础上构建生态安全格局，以此锚定整体空间结构，建构生态网络布局，划定生态网络分区，为怀宁县城生态安全提升提供科学支撑。

2 生态安全格局构建

2.1 研究区概况与数据来源

2.1.1 研究区概况

怀宁县隶属安庆市，地处安徽省的西南部。东临长江，北面大沙河，皖河贯穿西南。依据《安徽省生态功能区划》，怀宁县沿长江平原生态区，凝练生态资源特色，怀宁县总体呈现为“山水相映，林田相融”特征。

山体方面，东部群山叠翠，中部岗峦起伏，西南圩畈相连，呈现低山—丘陵—岗地—平原特征;水体方面，有白洋湖、三鸦寺湖、七里湖、八里湖，呈现河湖交错，圩洲相间特征;林地覆盖率不高，但植物种类丰富;县城建设方面，2002年县城搬迁至高河镇，城区由城镇飞速发展而成。在快速城镇化建设过程中，城市组团与周边生态资源过渡生硬，组团间生态联系不紧密。内部绿地方面沿着前进河、怀安河与石如河规划了竖向的大斑块核心绿地，但彼此之间各成体系缺乏有效衔接，多处横向连通受阻;而在与居民生活息息相关的生活圈层面的小尺度小公园极度匮乏，仅有几处公园，不成体系。

2.1.2 数据来源

主要数据包括怀宁县第二次全国土地调查及2016年土地变更调查数据库，源自怀宁县国土资源局; DEM（数字高程模型）30m分辨率栅格数据，源自于地理空间数据云（http：//www.gscloud.cn/）;城市基础设施、区域交通、公园绿地及河流水系等数据，源自怀宁县城乡规划局提供1：1万矢量地形图及《怀宁县城总体规划（2013-2030年）》。

2.2 现状识别与评价

城市生态网络是以自然生态用地以及人工绿地为载体，具有高度连接与交叉结构特征的网络状城市生态空间体系[2]。基于怀宁县生态区位分析的前提，利用Arc Gis的技术，以怀宁县2016年土地变更调查数据库为基础，识别怀宁县城规划区范围内现状生态空间资源。在199平方公里的规划区范围内，总计识别出现状生态资源39.43平方公里，占比19.81%。生态空间集中在城区西、西南、西北侧，体系性不强。城区内部绿地公园及城区外围郊野生态绿地较为匮乏。

2.3 生态安全格局构建方法

2.3.1 生态安全格局指标选取

结合怀宁县地域特征，选取地形地貌、水文资源、土地覆被、生态资源、自然灾害、道路交通、基础设施共7个评价主因素，在评价因子量化分级基础上，针对怀宁县城生态特征，制定生态安全格局的量化指标分级体系，划分为1—5级，分别代表：低安全、较低安全、中安全、较高安全、高安全。赋值越大，生态风险性越小，生态安全性越高。

2.3.2 生境安全格局构建

2.3.2.1 生境源地确立

依据国土部门土地数据，结合怀宁县城的实际情况，借鉴相关研究成果[3-5]，利用ArcGIS10.2技术平台，选取不同类型的生境斑块作为物种的生境源地，将其划分为湿地、水域、郊野公园以及城市绿地等生境源地。其中湿地、生境源地选取所有对应的景观类型斑块，郊野公园以及城市绿地生境源地选取面积大于2公顷的用地景观单元作为源地。

2.3.2.2 最小累积阻力模型

将地形地貌、水文资源、土地覆被、生态资源、自然灾害、道路交通及基础设施等7个评价因素构建生态物种扩散的阻力值评价表，各单因子的阻力系数值在1-1000范围内设定，最终的生态阻力值通过德尔菲法和相关研究成果[6][7]予以确定（表1）。

2.3.2.3 生境廊道与生态节点

不同生境源地之间存在多样化的累计阻力谷力线，但仅有一条为最小阻力。通过GIS的空间分析技术，可以识别与选取生境廊道，为生境安全格局的奠定提供科学支撑。

生态节点对于生态格局的稳定起着关键作用，研究结合怀宁县城生态环境特征，识别并选取最小阻力路径的交叉点作为生态节点。

2.3.3 生境安全格局综合分析

将地形地貌、水文资源、土壤覆被、生态资源、自然灾害、道路交通、基础设施7个评价因素进行加权叠加，按照“最小限制定律”的原则，得出生态安全格局综合分析图（图1）。结果表明，高与较高安全区面积为36.58平方公里，占怀宁县城规划区面积比例为19.38%，主要分布于三鸦寺湖、高河大河等主要河湖水系区域;低与较低安全区面积为121.82平方公里，占怀宁县城规划区面积比例为61.22%，主要分布于西、北部的城镇集中建设区域和水田、旱地等耕地区域。

3 生态网络建构

3.1 网络结构

基于现状生态资源、生态功能区划，结合生态安全格局评价，通过ArcGIS空间分析技术，識别生境廊道和生态节点，从非建设用地入手，引导建设用地的空间形态与格局，规划提出“一带为脉、六水穿城、三环绕廓、六楔引绿、多线织翠”的规划区生态网络结构。其中“一带”：即高河大河生态绿带，由三鸦寺湖、高河大河构成的生态绿带，占据城市核心生态地位;“六水”：即由三鸦寺湖和高河大河引出穿城而过的六条生态水系绿廊;“三环”：即连通城郊的各郊野公园、防护绿带及部分农林用地等生态空间，并能串联起城郊“六楔”的三道城市环状绿带;“六楔”：即从各个不同方向将城区外围生态资源连通，并将其导入城区的生态绿楔。“多线”：即城区内高速公路、铁路防护绿带及城市主要生态景观道路构成城市多条绿网体系。

3.2 网络布局

在生态网络结构的引导下，本着更好的优化和提升空间的目标，生态网络的布局主要从轴向生长、内外渗透、边界交融三个方面着力。首先是轴向生长，总体上形成往东延伸到三鸦寺湖的轴、南北侧沿G206国道新线的轴，西北边和西侧生长轴。其次是内外渗透，梳理6个郊野公园，由郊野公园形成楔状的绿地空间，渗透到城市内部。第三是边界交融，即城绿交接的地带，风情街风景路等地带，进一步挖掘可以互相渗透的空间，形成更细微的毛细管状渗透。从而形成了廊-环-楔-带的城区主体生态骨架，以及内部毛细的廊道-斑块的次级生态网络。主体骨架与次级网络共同构建怀宁县城规划区范围内网络化生态空间体系（图2）。

3.3 网络分区

为了便于管控，怀宁县城生态网络布局进一步划定为永久性城市绿带、核心保護区、边缘交融区和外围缓冲区。

永久性城市绿带依据城镇开发边界控制线，以区域交通、生态本底为依托划定，包括县城集中建设区外围主要河流等滨水生态绿带，防护绿带及部分农林用地等宽度不小于200米的环状绿带。核心保护区主要为三鸦寺湖、城市综合公园、社区公园、游园等城市绿线范围以及对生态网络功能及结构均具有核心意义的其他生态化区域。边缘交融区为位于规划建设用地之外、永久性城市绿带及核心保护区外围的9处管控单元。外围缓冲区指除上述三个区域之外，能够有效对城市建设发展起到缓冲作用的生态化区域。

4 结论与探讨

4.1 “大数据”技术的运用。依据怀宁县城生态资源及自身特色，借助GIS技术手段，对生态安全格局的量化进行了有益探索，奠定城区生态网络结构，为生态网络布局、生态网络分区以及今后的生态网络管控提供科学依据。

4.2 “图底”思维的再思考。我们需要重新审视作为建设用地的“图”与作为生态空间的“底”之间的相互关系，不能仅仅关注建设用地的拓展，忽视生态空间的保护。需要将“图”与“底”不断的进行反转思考，协调两者之间的矛盾，促进彼此效益，从而将两者融合为一个整体，更好的为城市安全服务。

参考文献：

[1] 吴敏.城市绿地生态网络空间增效途径研究[M].北京：中国建筑工业出版社，2016：2-5.

[2] 刘滨谊，吴敏.“网络效能”与城市绿地生态网络空间格局形态的关联分析[J].中国园林，2012（10）：66-70.

[3]李咏红，香宝，袁兴中，刘孝富.区域尺度景观生态安全格局构建—以成渝经济区为例[J].草地学报，2013，21（01）：18-24.

[4]蒙吉军，燕群，向芸芸.鄂尔多斯土地利用生态安全格局优化及方案评价[J].中国沙漠，2014，34（02）：590-596.

[5]潘竟虎，刘晓.基于空间主成分和最小累积阻力模型的内陆河景观生态安全评价与格局优化——以张掖市甘州区为例[J].应用生态学报，2015，26（10）：3126-3136.

[6]杜悦悦，胡熠娜，杨旸，彭建.基于生态重要性和敏感性的西南山地生态安全格局构建——以云南省大理白族自治州为例[J].生态学报，2017，37（24）：8241-8253.

作者简介：汪秀丽（1985—），女，浙江金华人，合肥工业大学设计院（集团）有限公司，硕士，工程师，研究方向：城乡规划与设计。