全 文 ：第 35 卷第 9 期
2015年 5月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.9
May,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金(31170444); 江苏高校优势学科建设工程资助项目,中央高校基本科研业务费专项资金项目;环湖绿廊实施规划
项目
收稿日期:2013鄄06鄄10; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄05鄄22
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: qzyinhaiwei@ 163.com
DOI: 10.5846 / stxb201306101647
陈剑阳, 尹海伟, 孔繁花, 幺贵鹏.环太湖复合型生态网络构建.生态学报,2015,35(9):3113鄄3123.
Chen J Y, Yin H W, Kong F H, Yao G P. The complex eco鄄network development around Taihu Lake, China. Acta Ecologica Sinica,2015,35( 9):
3113鄄3123.
环太湖复合型生态网络构建
陈剑阳1,2, 尹海伟1,*, 孔繁花3, 幺贵鹏4
1 南京大学城市规划与设计系,南京摇 210093
2 北京大学建筑设计及其理论系,深圳摇 518055
3 南京大学国际地球系统科学研究所,南京摇 210093
4 江苏省城市规划设计研究院,南京摇 210036
摘要:生态网络构建的定量化研究已在生态规划中发挥了重要作用,但复合型生态网络构建却仍旧停留在理论探索与创新阶
段。 以环太湖地区为例,基于 RS和 GIS软件平台,采用最短路径分析方法模拟研究区潜在的生态廊道;然后叠加景观、游憩图
谱网络,进行无标度网络的构建和检测,构建空间效能好的环太湖复合型生态网络图谱,并据此有针对性地提出复合型生态网
络结构和框架优化的建议。 研究结果表明,环太湖区域的生态网络和景观、游憩网络可以通过图谱分析和无标度网络检测进行
整合,构建出空间效能好的复合型生态网络模型,从而指导环湖生态、景观、游憩资源的耦合发展与廊道建设;通过对不同分区
的图谱形态和指标分析,具有小世界网络特征的太湖北部的苏州段和无锡段应以保护和连接为重点,南部的湖州段无标度网络
特征明显,成长潜力较好,需要进行高质量的规划保护和开发。
关键词:城镇化; 复合型生态网络; 图谱; GIS和 RS; 太湖
The complex eco鄄network development around Taihu Lake, China
CHEN Jianyang1,2, YIN Haiwei1,*, KONG Fanhua3, YAO Guipeng4
1 Department of Urban Planning and Design, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Department of Architecture Design and Theory, Peking University, Shenzhen 518055, China
3 International Institute for Earth System Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093,China
4 Jiangsu Institute of Urban Planning and Design, Nanjing 210036, China
Abstract: Quantitative research on the development of eco鄄networks provides an important basis for habitat conservation and
planning related decision鄄making; however, related theoretical research about the complexities of eco鄄networks development
still remains in its infancy. Rapid urbanization around Taihu Lake of Jiangsu and Zhejiang Provinces of eastern China has
caused serious landscape fragmentation. The current green corridors, which have been merely developed for either ecological
conservation or scenic tourism development, have proved inadequate for supporting the need to create an eco鄄city as well as
to provide for sustainable regional development. The eco鄄city system surrounding Taihu Lake needs to include both physical
eco鄄networks and virtual networks; that is, the entire system needs to include landscaping and provide recreational
opportunities, while at the same time consider the less tangible aspects of the system忆s social and economic characteristics
and functions. Thus, a pressing need exists for the development of strategies that consider various aspects of developing a
multifaceted eco鄄network. This paper takes Taihu Lake as an example, using RS and GIS to initially simulate the
development of ecological corridors based on the shortest path method. Next, a scale鄄free and complex network was
http: / / www.ecologica.cn
developed by overlapping the graphic maps of ecological networks, landscape networks and recreational networks. This
graphic network of layered GIS maps can provide important information to assist land managers in developing and optimizing
the area忆s complex eco鄄network. The result demonstrates that the GIS鄄based map and graphics along with the scale鄄free
network provide a good method to guide the development of a complex eco鄄network. As a result, one can see that an efficient
yet complex eco鄄network is beneficial to the conservation of ecological resources, the landscape and the recreational
resources. The results also indicate that the existing complex eco鄄network along the northern section of Taihu Lake, which is
part of the Suzhou and Wuxi districts, has become very fragmented; as a result, additional work is need to provide
additional resource protection and natural area interconnection. On the other side of Taihu Lake, the complex eco鄄network
on the southern section in Huzhou District shows great potential for further improvement. The needs of this area should be
carefully considered during future planning and development.
Key Words: urbanization; complex eco鄄network; graphic map; GIS and RS; Taihu Lake
学者们普遍认为城市化背景下的生态破碎化过程不可逆,因而更不该在土地利用规划中用功能分区的分
割方式加速这种“分离冶;反之,应该创造“相互连接的复合体冶 [1]。 岛屿生物地理理论与异质(集合)种群理
论认为生境斑块面积越大,质量越好,斑块间距离 /阻力越小,对物种栖息迁移和物种多样性就越有利。 目前,
基于生态目标的生态网络构建的理论框架主要为“斑块鄄廊道鄄基质冶 [2鄄3],其本质是点线面规划[4鄄9],潜在廊道
模拟的技术手段主要有生物模拟法、最小路径法[10鄄13],并多结合重力模型和图谱理论[14]进行情景分析比较。
为提高生态网络的效益及可行性,需要通过景观结构指标[15]如斑块面积、孤立性,廊道类型、面积,特别是网
络网眼密度、网络连接度和网络闭合度[16]等来进行定量分析与评价。
然而,人文视角下的生态网络不仅包括生态网络,还包含与之相耦合的外部社会、经济等网络,即复合型
生态网络[17]。 基于复合型生态网络的层次划分理论[18],本文将复合型生态网络划分为生态网络、景观网络
和游憩网络 3个层次。 其中,景观网络是生态节点与半生态节点(保护区、景点等)的景观连接廊道,游憩网
络则是生态节点与人文节点(村落、城镇风貌区等)的游憩连接廊道。 空间效能(成长性、稳定性)是构建复合
型网络构建可行性的重要指标。 空间效能高意味着重要斑块应承担更多的生态功能,网络连接形态应该更加
有效。 相对于小世界网络的扁平网络形态,无标度网络模型形态呈发散状 /树状,具有成长性好,集聚效益好
的特性,是理想的复合型生态网络形态。 本文以环太湖地区为例,基于 RS 和 GIS 软件平台,在生态廊道模拟
基础上,在图谱上连接景观廊道和游憩廊道,进行无标度网络的构建和检测,提出空间效能好的环太湖复合型
生态网络图谱,并据此有针对性地提出复合型生态网络结构和框架优化的建议。
1摇 研究区概况
本文提出的环太湖地区包括江浙两省太湖沿岸的苏州、无锡、常州、湖州 4市辖区以及所属宜兴、长兴、吴
江共 10个行政片区,面积约为 1.31伊104 km2,其中重点研究区为太湖岸线 10 km 范围内的滨湖陆生地带,面
积约为 2886 km2。 研究区内有国家级风景名胜 15处、森林公园 8处、自然保护区 4处、湿地公园 5处、度假区
5处、历史文化名镇名村 11处、特色村落 6处、重要城市风貌区 15处(图 1)。
2摇 数据与研究方法
2.1摇 数据来源
本文所采用的数据主要包括 2010 年 5 月 24 日的 TM遥感影像(资料来源:美国地质调查局网站 http: / /
glovis.usgs.gov / ),条带号 119—38、119—39,共两景,太湖景区风景游憩资源现状图(2012 年)、太湖风景路规
划(2012年)、太湖风景名胜区总体规划(2011年)。
4113 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
图 1摇 研究区行政区划与重点研究区图
Fig.1摇 The district map of study area and the key area
2.2摇 研究方法
2.2.1摇 基于生态目标的生态网络构建
摇 摇 (1)重要生境斑块与源地选择摇 生境斑块的面积越大,植被质量越好,对陆生物种生存越有利[19鄄20]。 据
此选取了 15个大型生境斑块作为区域生物多样性的源地,总面积约为 660 hm2(表 1)。 这些斑块在生态网络
中既是生物物种的“源地冶,又是生物物种迁移与扩散的重要通道[21]。
表 1摇 重要生境斑块开发现状
Table 1摇 The developed status of key patches
编号
No.
面积 / hm2
Area
名称
Name
概况
Overview
生境质量
Quality of habitat
1 456 宜南山山区 国家级自然保护区,环太湖地区最大的林地 优
2 37.3 碧岩风景区 世界文化遗产,弁山主峰北麓,太湖南岸主要的林地 优
3 19.9 东山风景区 洞庭东山及其岛屿,湖中最大半岛 优
4 38.1 西山国家森林公园 洞庭西山为主体,湖中第一大岛 优
5 11.9 上方山国家森林公园 石湖为太湖内湖,山水及人文景点众多 良
6 14.9 十二渚太湖山水城 与梅梁湖相连,太湖内湖 良
7 4.8 太湖国家游憩度假区 于马迹山半岛,有 57座山峰、41条溪流、38处津湾 良
8 6.5 灵山景区 有灵山大佛为主的人文景观,水域占景区面积 70% 良
9 17.4 十八湾鄄锡惠 由梅梁湖和沿湖山峦、湖中岛屿组成,以山水壮丽见胜 良
10 12.6 竺山山区 以低山丘陵为主,山丘占土地面积的 66%,植被良好 良
11 2.9 渔洋山风景区 东起古镇,南临太湖,西靠渔洋山,北依穹窿山,连湖中诸岛 良
12 9.3 穹窿山国家森林公园 吴中第一峰,省级自然保护区,名木繁多 良
13 13.8 光福风景区 主要为邓尉山麓,嵌入太湖的半岛与附近岛屿,岸线长 优
14 5.6 大阳山国家森林公园 有十五峰峦、六岭、六坞和三涧四岩七处泉,森林覆盖率88.64% 良
15 9.2 灵岩山景区 灵岩山麓,重要绿地景区,人文景点 良
5113摇 9期 摇 摇 摇 陈剑阳摇 等:环太湖复合型生态网络构建 摇
http: / / www.ecologica.cn
摇 摇 (2)生境斑块适宜性与景观阻力评价摇 不同景观类型对物种生存、繁衍和迁移的景观阻力不同。 通过考
察不同土地利用类型的植被覆盖情况和受人为干扰的程度,确定不同生境斑块的景观阻力大小(表 2),生成
研究区景观阻力图,作为消费面,用以定量表征物种在不同景观中迁移的景观阻力大小。
表 2摇 不同用地类型景观阻力赋值表
Table 2摇 The landscape impedance values table of different land use types
土地利用类型
Land use types
亚类
Subcategories
赋值
Value range
备注
Remark
林地 Forestry 面积>100 km2 1 林地是区域自然生态系统中的核心组成之一
10 km2<面积<100 km2 5 大型林地是野生动物的重要栖息地和繁殖地
1 km2<面积<10 km2 10
面积<1 km2 15
水体 Open water 小水系、小湖泊(面积<1 km2) 300 对陆生物种而言,小溪、小水塘是其迁徙与扩散的饮用水源,
大水系、中型湖泊(1 km2<面积<10 km2) 600 但大水系、运河和大湖泊又是它们迁徙与扩散的重要障碍
大湖泊(10 km2<面积<100 km2) 1000 对水陆两栖动物,水系、湖泊沿岸的湿地生态系统是其最适
超大湖泊(100 km2<面积<200 km2) 2000 宜的生境; 本文仅考虑陆生物种,水系生态网络不做分析
太湖 5000
农田
Agriculture 50
农田是人工半自然生态系统,其与林地和小水系、小水塘等
组成的镶嵌结构也是相对稳定的生态系统
交通用地 高速公路、铁路 1000 线性结构(高等级道路)所导致的生境破碎化与隔离
Transportation 一级公路 800 对生物多样性有着巨大的影响
二级公路 600
建设用地 大城市(面积>100 km2) 4000 城市是人类活动最集中的地区,其对生境的隔离作用很
Built鄄up area 中等城市(10 km2<面积<100 km2) 2000 大; 城市区域越大景观阻力也越大
乡镇(1 km2<面积<10 km2) 1000
村庄(面积<1 km2) 600
裸地 Bare area 400 裸地大部分为荒废用地或者露天开采用地,景观阻力较大
图 2摇 基于生态目标的廊道模拟图
Fig.2摇 The maps of ecological corridors
(3)潜在生态廊道模拟与重要斑块鄄廊道提取摇 最
小费用路径方法可以确定源和目标之间的最小消耗路
径[22]。 基于 GIS 软件平台,采用 shortest path 命令,生
成潜在生态廊道(图 2);然后,基于重力模型,采用廊道
重要性指数和斑块中心度指数对廊道与斑块的相对重
要性进行定量分析与评价(表 3)。
廊道重要性指数(G ij):基于重力模型,构建 15 个
斑块间的相互作用矩阵[23],评价斑块间相互作用强度,
定量表征绿地廊道的相对重要性。
斑块中心度指数 ( Ai ):以景观中心度[24鄄25]为原
型,表示网络中一个节点对其他节点的综合影响力。 一
个节点到其他节点的通达性不仅取决于两点之间廊道
的距离、阻力,而且取决于两个节点本身的重要性。
G ij =
Ni 伊 N( )j
D( )ij 2
=
1
P i
伊 ln S( )é
ë
êê
ù
û
úúi
1
P j
伊 ln S( )é
ë
êê
ù
û
úúj
Lab
L
æ
è
ç
ö
ø
÷
max
2
=
L( )max 2 ln( si) 伊 ln( s j)
L( )ij 2pi 伊 p j
6113 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
Ai =移
n
i = 1
G ij / n
式中,G ij是点 i 和 j 之间的相互作用力,即 i—j 廊道的重要性指数;Ni和 Nj 是斑块 i 和 j 的权重值。 N 值可以
通过不同绿地景观斑块的阻力值(P i) 及斑块面积( Si )获得。 Di是从点 i 到点 j 潜在廊道的标准化的累积阻
力。 Lij是点 i到 j潜在廊道的累积阻力值, Lmax 是研究区最大累积阻力值。 Ai表示斑块 i作为一个节点在网络
中的中心度指数;n 为网络中斑块节点的总个数。
表 3摇 基于重力模型的绿地斑块中心度( Ai )与廊道重要性(Gij)
Table 3摇 Degree centrality ( Ai ) & corridor importance(Gij)based on the gravity model
斑块号
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
中心度
指数 Ai
Centrality
of patches
1 0 313.53 3.79 3.13 4.04 16.03 16.61 19.15 53.50 81.78 1.00 2.23 5.27 1.83 2.28 34.94
2 0 0.46 0.32 0.46 1.23 0.90 1.05 3.02 3.79 0.09 0.21 0.49 0.17 0.21 21.73
3 0 1.22 16.85 1.22 0.15 0.18 0.67 0.52 1.36 3.63 7.70 2.17 2.90 2.85
4 0 1.56 0.76 0.12 0.14 0.49 0.39 0.53 1.01 2.41 0.69 0.90 0.91
5 0 1.67 0.17 0.20 0.78 0.59 5.10 17.95 33.16 7.86 10.89 6.75
6 0 1.15 1.33 8.27 4.57 0.51 1.20 2.87 1.09 1.28 2.88
7 0 1308.56 12.50 41.98 0.04 0.10 0.23 0.08 0.10 92.18
8 0 14.03 44.69 0.05 0.12 0.27 0.10 0.12 92.67
9 0 158.53 0.22 0.50 1.20 0.43 0.52 16.98
10 0 0.15 0.35 0.83 0.29 0.36 22.59
11 0 62.19 220.18 9.07 13.87 20.96
12 0 1980.72 69.51 125.14 151.99
13 0 102.80 171.95 168.67
14 0 260.83 30.46
15 0 39.42
2.2.2摇 多目标融合的复合型生态网络构建
(1)复合型生态网络的节点选择摇 环太湖地区拥有大量的生态资源、景观资源和游憩资源,本文根据研
究需要,选取自然保护区、森林公园、湿地公园、风景名胜、历史文化名镇民村等 9 类 69 个景观游憩节点
(表 4)。 摇
表 4摇 环湖主要资源节点统计一览表
Table 4摇 The table of key nodes of landscape sources
类型
Types
序号
No.
名称
Name
类型
Types
序号
No.
名称
Name
类型
Types
序号
No.
名称
Name
风景名胜
Scenic zone 1 阳羡景区
自然保护区
Nature reserve 1 宜兴龙池自然保护区
历史文化名村
Historical and 1 明月湾古村
2 马山景区 2 苏州吴中区光福自然保护区
cultural village 2 陆巷古村
3 梅梁湖景区 3 顾渚山保护区 特色村落 1 太隔渔村
4 锡惠景区 4 灰岩金钉子保护区 Characteristic village 2 莘村
5 光福景区 湿地公园 1 无锡蠡湖国家湿地公园 3 南库村
6 木渎景区 Wetland Park 2 无锡长广溪国家湿地公园 4 隐读村
7 石湖景区 3 苏州太湖国家湿地公园 5 开弦弓村
8 西山景区 4 苏州太湖湖滨国家湿地公园 6 金山村
7113摇 9期 摇 摇 摇 陈剑阳摇 等:环太湖复合型生态网络构建 摇
http: / / www.ecologica.cn
续表
类型
Types
序号
No.
名称
Name
类型
Types
序号
No.
名称
Name
类型
Types
序号
No.
名称
Name
9 东山景区 5 吴江震泽省级湿地公园 城市风貌区 1 丹阳市
10 虞山景区 游憩度假区 1 武进太湖湾游憩度假区 Urban landscape 2 江阴市
11 碧岩景区 Holiday resort 2 无锡太湖国家游憩度假区zone 3 张家港市
12 香山景区 3 无锡太湖山水城游憩度假区 4 常熟市
13 霸王潭景区 4 苏州太湖国家游憩度假区 5 无锡市
14 南郊风景区 5 湖州太湖省级游憩度假区 6 溧阳县
15 蠡湖景区
历史文化名镇
Historical and
cultural town
1 丁蜀古镇 7 昆山市
森林公园 1 宜兴竹海森林公园 2 光福古镇 8 宜兴市
Forest park 2 宜兴国家森林公园 3 木渎古镇 9 苏州市
3 苏州大阳山国家森林公园 4 同里古镇 10 吴江县
4 苏州上方山国家森林公园 5 甪直古镇 11 长兴县
5 苏州西山国家森林公园 6 西山古镇 12 广德县
6 东吴国家森林公园 7 东山古镇 13 常州市
7 桃花界森林公园 8 震泽古镇 14 嘉兴市
8 梁希森林公园 9 南浔古镇 15 湖州市
(2)生态网络图谱分析摇 将选取的生态源地作为复合型生态网络的中心节点,按照斑块中心度指数将各
斑块重要性进行排序,根据图谱理论,将网络简化为斑块节点和廊道连接线,获得研究区的生态网络图谱(第
一层次,图 3)。 在生态网络图谱中,节点中心度越高,在复合型生态网络中的支配和主导地位越高。
(3)复合型生态网络的设计和连接摇 根据生态节点中心度和规划发展的总体思路,设计生态节点与景观
节点的联系廊道,即景观廊道(第二层次,图 3),生态节点中心度越高,所需连接的生态、景观、游憩廊道越多,
连接度也越高;同理,获取生态节点与城镇风貌节点的连接,即游憩廊道(第三层次,图 3)。 将生态、景观、游
憩廊道叠置可获取研究区的复合型生态网络图谱
图 3摇 分层廊道图谱
Fig.3摇 The graphic maps of different layer corridors
(4)复合型生态网络的评价和检测摇 对构建的分层图谱,按生态、景观、游憩廊道分别赋值 5、3、1,并将各
节点所连廊道进行加权求和,得到各节点的连接度;然后,不断调整复合型网络图谱,直至连接度与节点数的
拟合曲线符合幂律分布(图 4),即为无标度网络(scale鄄free network)特征的复合型生态网络图谱(图 5)。
8113 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
图 4摇 无标度网络幂律分布检测图
Fig.4摇 The Power鄄law distribution test of scale鄄free network
3摇 结果分析
3.1摇 基于生态目标的生态网络构建
基于最小费用路径方法共生成 105 条潜在的生态
廊道,并根据重力模型,采用廊道重要性指数,提取了
22条重要的生态廊道,主要分布在太湖的东岸;通过斑
块中心度指数对生境斑块的中心度进行的定量评价表
明,斑块 13、12拥有最高的中心度,其次为斑块 8 和 7,
再次为斑块 15 和 1,这些斑块对生态网络具有重要的
支配与主导作用。
图 5摇 多目标融合的复合型生态网络图谱
Fig.5摇 Complex Eco鄄network simulation based on multi鄄targets
3.2摇 多目标融合的复合型生态网络构建
由图 3、图 5可见,在构建的复合型生态网络中,包
括生态廊道 22 条,景观廊道 62 条、游憩廊道 44 条,共
计 128条廊道,共同串联了 15个生态节点(生态层次)、
54个景观节点(景观层次)和 15 个城市节点(游憩层
9113摇 9期 摇 摇 摇 陈剑阳摇 等:环太湖复合型生态网络构建 摇
http: / / www.ecologica.cn
次)。 由图 4可见,多目标融合的复合型生态网络图谱的幂函数拟合曲线为 y = 24.983x-1.029,相关系数 R2 =
0郾 9453,可认为该网络系统节点数与连接度的宏观统计特征符合幂律分布,为无标度网络,集聚效益较好,成
长性强。 另外,从复合型生态网络的分区形态和分布来看,复合型网络主要节点和廊道主要集中在环太湖的
无锡段和苏州段。 该区域与城市连接紧密,节点密集,呈现一定的小世界网络(网络状,节点数与连接度为泊
松分布)特征,说明该区段的复合型生态网络具有较高的稳定性,自我修复能力较高,但受建设用地等因素限
制影响,成长性较弱;而宜兴段和湖州段主要节点和廊道多集中于宜南山山区和云峰山山区,并且呈现较强的
无标度网络(发散状,节点数与连接度为幂律分布)特征,说明此区段的复合型网络由生态中心主导发展,成
长集聚效益较好,空间效能好,发展潜力较大。
图 6摇 复合型生态网络框架图
Fig.6摇 The map of complex eco鄄network framework
3.3摇 多层次复合型网络的结构框架
节点与廊道的有机整合对提供生态功能和景观连接性至关重要[26]。 以复合型生态网络图谱为依据,结
合研究区生态、景观、游憩资源的空间分布,规划提出“一心四核,两横三纵冶的复合型生态网络框架结构(图
6)。 “一心冶:指太湖生态核心,是环太湖地区生态和景观系统的基石,保护它是整个复合系统稳定性的前提;
“四核冶:马山绿核、光福绿核、宜南山绿核、南郊绿核,中心度高,连接数多,将作为重要的生态核心和景观构
建区域;“两横冶:太湖北岸生态廊道,连接太湖沿岸最重要的苏南城市群以及两大绿核的重要轴带,小世界网
络特征明显,生境较破碎,要注意保护和修复生态网络;太湖南岸生态廊道更具无标度网络特征,成长性好,是
0213 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
未来生态休闲以及生态旅游成长性最好的地区;“三纵冶:宜南生态廊道,光福—南郊景观廊道,古镇人文廊
道,是生态功能、景观功能、人文游憩功能的空间载体,表征着太湖的复合型层次功能。
4摇 网络优化的对策与建议
4.1摇 生态断裂点的修复与暂栖地的建设
通过将生态网络与土地利用类型图的叠加分析,建议修复环太湖生态网络中存在的 16 个主要生态断裂
点(图 7)。 城市用地的开发建设特别是交通用地[21]对生态空间切割严重,需要在规划中加以控制引导,预留
好生态廊道。 机动车道阻碍了生物通道内物种的正常流动,使得物种迁移时难以跨越生态断裂点,造成野生
动物因车辆撞击造成的死亡率将升高[27]。 目前已有许多学者呼吁在建设高等级道路时应考虑提供野生动物
通道,如野生动物的地下通道、隧道、天桥等措施。 另外,在研究区规划了 10 个主要的暂栖地(图 7),这些斑
块主要是廊道与廊道的交汇处,可作为动物迁徙过程中的踏脚石,在空间和时序上都应优先进行建设,以提高
生态网络连接的质量和有效性。
图 7摇 生态断裂点和暂栖地规划图
Fig.7摇 The planned eco鄄break鄄point and stepping鄄stones
4.2摇 因地制宜进行分类规划与管理
在宜兴和吴江沿岸用地类型中,农田所占比例高,生态网络的稳定性较低,应以保护为主,但也应结合景
1213摇 9期 摇 摇 摇 陈剑阳摇 等:环太湖复合型生态网络构建 摇
http: / / www.ecologica.cn
观和游憩目标,将农田景观溶解入城市,作为有机组成部分[28];在太湖的东岸、北岸,核心斑块多被周边的城
市建设用地包围,受到的胁迫作用较强,应加强核心斑块的保护和斑块间的生态廊道建设,并同时提高景观与
游憩节点的连接性和可达性,构建稳定的复合型生态网络。
复合型生态网络构建的最大难度在于如何实现不同层次的网络耦合。 从生态的角度出发,存在建设和保
护的优先权和等级。 通常认为:生态廊道>景观廊道>游憩廊道。 另外,在功能协调方面(表 5),专属功能要
充分明确,保证相互之间不造成干扰[29]。
表 5摇 复合型生态网络功能表
Table 5摇 Complex eco鄄network functions
网络层次
Layers of network
物种栖息
Species
habitat
物种迁移
Species
migration
环境提升
Environment
improvement
休闲游憩
Leisure
recreation
旅游服务
Tourism
service
开发建设
Develop
construction
生态网络 Ecological network 姨 姨 姨 姨 伊 伊
景观网络 Landscape network 伊 伊 姨 姨 姨 伊
游憩网络 Recreational network 伊 伊 伊 姨 姨 姨
5摇 结论与讨论
复合型生态网络对于经济发达地区生态网络、景观网络和游憩网络的融合发展具有重要意义。 本文以环
太湖地区为例,基于 RS和 GIS软件平台,采用最小费用路径和节点数与连接度幂律检测方法,构建了研究区
多层次多目标的复合型生态网络图谱。 研究表明:保护重要的生境斑块是整个复合型生态网络稳定性的核心
与关键;在环太湖地区构建具有良好成长性的复合型生态网络是可行的,但北岸和南岸的图谱差异显著,结合
研究区实际情况进行分区设计也是重要而必要的。
本文在生态目标导向的生态网络构建的同时,增加了对社会经济属性方面的思考,同时将复合型生态网
络图谱的无标度网络测度的结论和幂律分布指数计算的结果进行关联分析,综合评价研究区内所模拟的复合
型生态网络的效能(稳定性和成长性) [30],提供了一套复合型生态网络构建的定量分析方法和思路,是新时
期复合型生态网络构建的有益探索。
图 8摇 两种网络模型的风险模拟图
Fig.8摇 Risk simulation of network models
诚然,无标度网络相对小世界网络来说,并非具有
绝对优越性,而是具体现状下的相对优化手段。 无标度
网络虽然成长性较高,但是稳定性相对较弱,一旦中心
节点(本文中为重要的生境斑块)被破坏或者功能下
降,整个网络系统将面临巨大的安全风险(图 8);同时,
复合型生态网络图谱的构建过程中存在的多路径、多情
景和多方案,主观影响较大,且在图谱的幂律分布中存
在“异图同谱冶的现象。 因此,本文虽然提出了复合型
生态网络的构建思路与框架,但景观和游憩网络是具有
社会经济属性的虚拟网络,如果要更为具体的落实到空
间上,需要更深入的分析与研究,如进行不同网络层次
所对应的景观阻力和消费面的构建,多因子评价体系的
构建,景观与游憩节点的交通可达性等。
参考文献(References):
[ 1 ]摇 Jongman R H G. Landscape planning for biological diversity in Europe. Landscape Research, 2002, 27(2): 187鄄195.
[ 2 ] 摇 Forman R T T, Godron M. Patches and structural components for a landscape ecology. BioScience, 1981, 31(10): 733鄄740.
2213 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
http: / / www.ecologica.cn
[ 3 ]摇 Vincent P. From theory into practice a cautionary tale of island biogeography. Area, 1981, 13(2): 115鄄118.
[ 4 ] 摇 王鹏. 城市绿地生态网络规划研究———以上海市为例 [D]. 上海: 同济大学, 2007.
[ 5 ] 摇 张庆费. 城市绿地系统生物多样性保护的策略探讨. 城市环境与城市生态, 1999, 12(3): 36鄄38.
[ 6 ] 摇 宗跃光, 周尚意, 彭萍, 等. 道路生态学研究进展. 生态学报, 2003, 23(11): 2396—2405.
[ 7 ] 摇 吴承照, 刘滨谊. 游憩与景观生态理论研究冥冥在绍兴市中心城绿地系统规划中的综合应用. 城市规划汇刊, 2000, (1): 71鄄80.
[ 8 ] 摇 马志宇. 基于景观生态学原理的城市生态网络构建研究———以常州市为例 [D]. 苏州: 苏州科技学院, 2007.
[ 9 ] 摇 俞孔坚, 韩西丽, 朱强. 解决城市生态环境问题的生态基础设施途径. 自然资源学报, 2007, 22(5): 808鄄816.
[10] 摇 Sklar F H, Costanza R. The development of dynamic spatial models for landscape ecology: a review and prognosis / / Turner M G, Gardne R H,
eds. Quantitative Methods in Landscape Ecology: the Analysis and Interpretation of Landscape Heterogeneity. New York: Springer-Verlag, 1991,
82: 239鄄239.
[11] 摇 Linehan J, Gross M, Finn J. Greenway planning: developing a landscape ecological network approach. Landscape and Urban Planning, 1995, 33
(1): 179鄄193.
[12] 摇 王海珍, 张利权. 基于 GIS、景观格局和网络分析法的厦门本岛生态网络规划. 植物生态学报, 2005, 29(1): 144鄄152.
[13] 摇 孔繁花, 尹海伟. 济南城市绿地生态网络构建. 生态学报, 2008, 28(4): 1711鄄1719.
[14] 摇 Harris L D, Scheck J. From implications to applications: the dispersal corridor principle applied to the conservation of biological diversity / /
Saunders D A, Hobbs R J, eds. Nature Conservation 2: the Role of Corridors. Surrey Beatty and Sons, Chipping Norton, New South Wales. 1991,
2: 189鄄220.
[15] 摇 Cook E A. Landscape structure indices for assessing urban ecological networks. Landscape and Urban Planning, 2002, 58(2 / 4): 269鄄280.
[16] 摇 Kong F H, Yin H W, Nakagoshi N, Zong Y G. Urban green space network development for biodiversity conservation: Identification based on graph
theory and gravity modeling. Landscape and Urban Planning, 2010, 95(1 / 2): 16鄄27.
[17] 摇 马世骏, 王如松. 社会鄄经济鄄自然复合生态系统. 生态学报, 1984, 4(1): l鄄 9.
[18] 摇 李力, 宗跃光, 胡道生. 复合生态网络体系在生态城乡规划中的应用———以常州新北区生态规划为例. 城市发展研究, 2011, 18(7):
67鄄73.
[19] 摇 杜士强, 于德永. 城市生态基础设施及其构建原则. 生态学杂志, 2010, 29(8): 1646鄄1654.
[20] 摇 许文雯, 孙翔, 朱晓东, 宗跃光, 李杨帆. 基于生态网络分析的南京主城区重要生态斑块识别. 生态学报, 2012, 32(4): 1264鄄1272.
[21] 摇 尹海伟, 孔繁花, 祈毅, 王红扬, 周艳妮, 秦正茂. 湖南省城市群生态网络构建与优化. 生态学报, 2011, 31(10): 2863鄄2874.
[22] 摇 Goodwin B J, Fahrig L. Effect of landscape structure on the movement behaviour of a specialized goldenrod beetle, Trirhabda borealis. Canadian
Journal of Zoology, 2002, 80(1): 24鄄35.
[23] 摇 Kong F H, Yin H W, Nakagoshi N. Using GIS and landscape metrics in the hedonic price modeling of the amenity value of urban green space: A
case study in Jinan City, China. Landscape and Urban Planning, 2007, 79(3): 240鄄252.
[24] 摇 熊建新. 滨湖地区城市生态网络构建的完整性与优化对策———以西洞庭湖区常德市为例. 经济地理, 2008, 28(5): 752鄄755.
[25] 摇 郭微, 俞龙生, 孙延军, 陈平. 佛山市顺德中心城区城市绿地生态网络规划. 生态学杂志, 2012, 31(4): 1022鄄1027.
[26] 摇 Benedict M A, McMahon E T. Green infrastructure: smart conservation for the 21st century. Renewable Resources Journal, 2002, 20(3): 12鄄17.
[27] 摇 Hoctor T S. Regional Landscape Analysis and Reserve Design to Conserve Florida忆s Biodiversity [D]. Gainesville: University of Florida, 2003.
[28] 摇 俞孔坚, 李迪华, 潮洛蒙. 城市生态基础设施建设的十大景观战略. 规划师, 2001, 17(6): 9鄄13, 17鄄17.
[29] 摇 李娜. 苏州环太湖游憩带的开发研究 [D]. 苏州: 苏州大学, 2008.
[30] 摇 李中才, 徐俊艳, 吴昌友, 张漪. 生态网络分析方法研究综述. 生态学报, 2011, 31(18): 5396鄄5405.
3213摇 9期 摇 摇 摇 陈剑阳摇 等:环太湖复合型生态网络构建 摇