基于景觀破碎化指數(shù)的西雙版納生態(tài)安全格局構(gòu)建與優(yōu)化

沈 潤，史正濤，何光熊,2，林燕華，徐 瑞

（1. 云南師范大學(xué)地理學(xué)部低緯高原環(huán)境變化云南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650500；2. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，云南元謀 651300）

熱帶森林是生物多樣性最豐富的陸地生態(tài)系統(tǒng)（漆良華等，2014），在生物物種保護(hù)等方面具有重要作用（Laurance et al.,2009）。當(dāng)前熱帶森林面積迅速減少，生物棲息地遭到破壞，生物多樣性保護(hù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)（Cook,2002），成為全球關(guān)注的重要生態(tài)問題。如何協(xié)調(diào)開發(fā)和保護(hù)之間的關(guān)系，識(shí)別出關(guān)鍵的生物棲息地以進(jìn)行保護(hù)，明確生態(tài)安全格局的核心環(huán)節(jié)和合理規(guī)劃生態(tài)空間布局，對(duì)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義（孫鴻烈等，2012；王媛等，2019）。

生態(tài)安全格局是基于景觀的格局與過程相互作用，識(shí)別生物所需要的保護(hù)空間格局（MacArthur et al.,1987）。自俞孔堅(jiān)（1999）提出基于源地、廊道、緩沖區(qū)的生物保護(hù)格局基本思路以來，現(xiàn)已發(fā)展完善為以“提取源地—構(gòu)建阻力面—識(shí)別廊道”為核心的生態(tài)安全格局基本框架（何玲等，2016）。其中，生態(tài)源地提取和阻力面校正成為生態(tài)安全格局構(gòu)建需要解決的重要問題。對(duì)于生態(tài)源地的選取，直接選取面積較大的水體區(qū)域、林地斑塊或空間連續(xù)的大型斑塊的方法較為常見（朱敏等，2018），但缺點(diǎn)是偏重于生態(tài)斑塊本體的性質(zhì)而忽略了生態(tài)源地與區(qū)域生態(tài)環(huán)境的聯(lián)系。因此，基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（陳昕等，2017）以及生態(tài)敏感性（湯峰等，2020）等多項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建綜合指數(shù)并通過熱點(diǎn)分析法確定生態(tài)源地（何娟等，2020）的方法得到廣泛的應(yīng)用，該方法綜合考慮了斑塊的屬性及其相互關(guān)系，多項(xiàng)指標(biāo)的綜合運(yùn)用使得計(jì)算結(jié)果更加科學(xué)。在阻力面的構(gòu)建和修正上，現(xiàn)通過對(duì)不同的土地利用類型進(jìn)行人為賦值構(gòu)建基礎(chǔ)阻力面，難以很好地體現(xiàn)生態(tài)阻力面的空間異質(zhì)性（杜悅悅等，2017）。由于不同研究區(qū)阻力面修正方法的普適性較低，靈活性較強(qiáng)，為了考慮自然因素或人為因素對(duì)于阻力值的影響，則通過景觀連接度指數(shù)（楊彥昆等，2020）、夜間燈光數(shù)據(jù)（黃蒼平等，2018）和濕潤度指數(shù)（彭建等，2018a）等方法對(duì)景觀阻力面進(jìn)行修正。

西雙版納是中國生物多樣性功能保護(hù)區(qū)和重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，同時(shí)也是云南省生態(tài)空間格局“三屏兩帶”的重要組成部分（Liu et al.,2020）。但由于人類活動(dòng)無序的擴(kuò)張和熱帶雨林斑塊快速消失，生物多樣性受到威脅（魏莉莉等，2018；孫玉梅等，2020），迫切需要構(gòu)建與優(yōu)化區(qū)域生態(tài)安全格局，以促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。因此，本文基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)敏感性，采用熱點(diǎn)分析法提取生態(tài)源地，構(gòu)建景觀破碎化綜合指數(shù)修正地物賦值的阻力系數(shù)，識(shí)別出生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建和優(yōu)化西雙版納的生態(tài)安全格局，以期為西雙版納的生態(tài)保護(hù)和生態(tài)空間規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

西雙版納傣族自治州位于中國西南邊陲，范圍在21°10′—22°40′N、99°55′—105°50′E，由景洪市、勐臘縣、勐?？h3個(gè)行政單元組成，總面積為19 124.5 km2（圖1）。西雙版納州東西橫跨長度為190 km，南北縱跨長度為160 km，國境邊界線共長966.3 km（王宇等，2006）。其東北部、北部和西北部分別與江城縣、普洱市思茅區(qū)、瀾滄縣相連，西南部與緬甸、南部與老撾一線之隔，西部與印度洋海域的空間距離約600 km，東南部與中國的北部灣海域空間距離超過400 km。西雙版納是中國熱帶雨林生物多樣性保護(hù)區(qū)、熱帶雨林分布區(qū)和水土保持功能區(qū)，可提供大量的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，在西南地區(qū)乃至全國的生態(tài)地位都十分重要（Huang et al.,2020）。

圖1 西雙版納傣族自治州區(qū)位Fig.1 Location of Xishuangbanna Dai Autonomous Prefecture

1.2 數(shù)據(jù)來源

主要數(shù)據(jù)來源包括：1）2019年Landsat-8遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)（GB-T 21010—2007）（國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2007），利用RF 分類器，將研究區(qū)的景觀類型分為自然林、耕地、橡膠林、水體和建筑用地5類，總體分類精度為85.95%，Kappa 系數(shù)為0.81，滿足研究需要；2）DEM 數(shù)據(jù)，來源于GDEM①https://earthdata.nasa.gov/，地理坐標(biāo)系為WGS-1984，空間分辨率30 m；3）氣象數(shù)據(jù)，來源于中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)②http://data.cma.cn/，包括西雙版納及周圍站點(diǎn)的氣溫和降水量數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)水模塊中潛在蒸散量和降雨量的插值計(jì)算；4）土壤數(shù)據(jù)，來源于世界土壤數(shù)據(jù)庫中西雙版納土壤數(shù)據(jù)集③http://www.iiasa.ac.at/Research/LUC/External-World-soil-database；5）自然保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)，來源于自然保護(hù)區(qū)標(biāo)本資源共享平臺(tái)④https://www.protectedplanet.net/en；6）基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，包括主要道路、河流等數(shù)據(jù)集，來源于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)共享平臺(tái)⑤https://www.openstreetmap.org/；7）夜間燈光數(shù)據(jù)，采用NPP-VIIRS 數(shù)據(jù)，來源于NOAA 數(shù)據(jù)中心⑥http://www.ngdc.noaa.gov/，該平臺(tái)上可以獲取到空間分辨率為1 km的夜間燈光影像數(shù)據(jù)，用于基礎(chǔ)阻力面校正對(duì)比；8）NDVI數(shù)據(jù)，通過在GEE 平臺(tái)下載得到2019 年西雙版納地區(qū)Landsat 數(shù)據(jù)空間分辨率30 m 的年平均NDVI 指數(shù)，用于生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。為了方便模型的像元疊加運(yùn)算，同時(shí)考慮各柵格像元的圖層匹配程度，將數(shù)據(jù)的空間分辨率統(tǒng)一調(diào)整為30 m×30 m，地理坐標(biāo)統(tǒng)一為WGS_1984，投影方式為WGS_1984_UTM_Zone_47N。

2 研究方法

2.1 生態(tài)源地選取

生態(tài)源地是指能夠提供較多生態(tài)功能的斑塊，在維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和提供生物棲息地方面發(fā)揮著重要作用（梁發(fā)超等，2018）。通過熱點(diǎn)分析分別選取熱點(diǎn)值為10%以上的熱點(diǎn)區(qū)域作為生態(tài)服務(wù)和生態(tài)敏感性的源地備選區(qū)域，并將二者提取出的熱點(diǎn)區(qū)域取并集作為綜合熱點(diǎn)生態(tài)源地。在此基礎(chǔ)上，考慮生物物種的活動(dòng)范圍，綠孔雀、印度野牛等瀕危動(dòng)物棲息地的保護(hù)可以依托于亞洲象棲息地的保護(hù)，亞洲象活動(dòng)空間為50～500 km2（陳穎等，2019），提取面積＞50 km2的棲息地作為重要生態(tài)源地。

2.1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類可以從生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境空間中獲取得到的生態(tài)服務(wù)產(chǎn)品（傅伯杰等，2009）。選取生境質(zhì)量、碳存儲(chǔ)、土壤保持和產(chǎn)水量4 項(xiàng)指標(biāo)（表1），采用InVEST 模型對(duì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，具體參數(shù)設(shè)置參考自文獻(xiàn)（Fang,2020），并通過圖層疊加的方法得到綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

表1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)計(jì)算模型及公式Table 1 Calculating model and formula of ecosystem services

2.1.2 生態(tài)敏感性 生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)在受到自然災(zāi)害和人類生產(chǎn)生活干擾與破壞后，容易誘發(fā)生態(tài)環(huán)境問題的程度。生態(tài)敏感性計(jì)算采用多因子疊加分析法（朱東國等，2015）?？紤]數(shù)據(jù)的綜合性、代表性和適用性，并結(jié)合西雙版納地區(qū)的生態(tài)本底條件，選取高程、坡度、NDVI 指數(shù)、土地分類、水體區(qū)域、自然保護(hù)區(qū)6個(gè)因子作為生態(tài)敏感性的評(píng)價(jià)指標(biāo)（表2）。參考已有研究（李益敏等，2017，2018；張玥等，2020），將單因子的敏感性劃分為極度、重度、中度、輕度和不敏感，并分別賦值為9、7、5、3、1。

表2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)體系Table 2 Ecological sensitivity evolution system

2.2 生態(tài)阻力面

生態(tài)阻力是生態(tài)源地之間進(jìn)行物質(zhì)交換、能量傳輸或者生物遷徙等生態(tài)過程所受到的阻礙，阻力值受到自然條件和人類活動(dòng)的共同影響（李青圃等，2019）。以土地覆被類型設(shè)立基礎(chǔ)阻力系數(shù)，采用相對(duì)的阻力值的方法，將值設(shè)定為1～9，1表示不會(huì)受到景觀阻力值的影響，9 表示受到阻力值影響最大（黃鑫等，2019）。隨著人地矛盾的不斷加劇和城市化快速發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)景觀斑塊的改造作用越來越明顯，人類活動(dòng)迅速改變著景觀的結(jié)構(gòu)和組成，而景觀破碎化綜合指數(shù)可在一定程度上反映人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域的干擾作用。因此，本文采用景觀破碎化綜合指數(shù)對(duì)基礎(chǔ)阻力值進(jìn)行校正。從破碎化的空間密度層次中選取斑塊密度（PD）、景觀破碎度指數(shù)（CI）；復(fù)雜性與優(yōu)勢性中選取景觀形狀指數(shù)（LSI）、最大斑塊指數(shù)（LPI）；聚散性中選取聚集度指數(shù)（AI）、分離度指數(shù)（DIVISION）；景觀多樣性選取景觀多樣性指數(shù)（SHDI）、景觀均勻度指數(shù)（SHEI），共8 個(gè)景觀破碎化指數(shù)?；赑earson相關(guān)性分析法得到8個(gè)指數(shù)的兩兩相關(guān)性均為0.8 以上，可用于破碎化綜合指數(shù)的構(gòu)建。具體計(jì)算公式（楊彥昆，2020）為：

2.3 生態(tài)廊道判別

生態(tài)廊道是不同源地斑塊之間生態(tài)流交換的阻力值較小路徑通道，對(duì)于生態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)具有重要作用（李航鶴等，2020）。生態(tài)廊道可分為關(guān)鍵廊道和潛在廊道，關(guān)鍵廊道為源地斑塊間在阻力面中所形成的最小成本路徑，潛在廊道是指源地斑塊間在阻力面上可能生成的最小成本路徑（倪慶琳等，2019）。采用Linkage Mapper 工具（Mcrae et al.,2012）計(jì)算從源地到目標(biāo)源地之間的景觀生態(tài)廊道。

2017年四川省高職單招數(shù)學(xué)試卷充分滲透了優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)了立德樹人的要求．試題在應(yīng)用創(chuàng)新，能力考查方面進(jìn)行了積極有效的探索，突出對(duì)實(shí)踐能力的考查，對(duì)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)有著較好的引導(dǎo)作用.

2.4 生態(tài)節(jié)點(diǎn)

生態(tài)節(jié)點(diǎn)是連接不同源地斑塊之間生態(tài)功能最為薄弱的地方，是生態(tài)流通過的脆弱地帶，對(duì)生態(tài)能量流動(dòng)具有重要作用（彭建等，2018b），可分為戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)、斷裂節(jié)點(diǎn)和暫歇節(jié)點(diǎn)（張玥等，2020）。戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)可分為資源戰(zhàn)略點(diǎn)和生態(tài)戰(zhàn)略點(diǎn)。其中，資源戰(zhàn)略點(diǎn)為生態(tài)環(huán)境脆弱性較大的大型生態(tài)斑塊的幾何中心點(diǎn)；生態(tài)戰(zhàn)略點(diǎn)通常指生物物種移動(dòng)過程中需要克服生態(tài)廊道上的最大阻力值節(jié)點(diǎn)，一般提取景觀阻力面上的最強(qiáng)阻力通道與生態(tài)廊道的交點(diǎn)為生態(tài)戰(zhàn)略點(diǎn)。生態(tài)斷裂點(diǎn)為生態(tài)廊道需要穿越的受到人類干擾的區(qū)域，與之形成的交點(diǎn)，可以將生態(tài)廊道和主要交通干道、人類居住點(diǎn)的交點(diǎn)作為生態(tài)斷裂點(diǎn)。生態(tài)暫歇點(diǎn)是指生態(tài)廊道之間相互連接的交點(diǎn)，作為生物物種進(jìn)行中轉(zhuǎn)、暫歇的交點(diǎn)，起“腳踏石”作用。

3 結(jié)果分析

3.1 單一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

西雙版納地區(qū)生態(tài)功能較為完善，對(duì)于區(qū)域的氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)以及提升生態(tài)保護(hù)功能，乃至保障云南省的生態(tài)安全都具有不可替代的作用。本文采用自然間斷法將生境質(zhì)量、碳存儲(chǔ)、土壤保持和產(chǎn)水量分為低、較低、中、較高、高5 個(gè)等級(jí)（圖2）。

圖2 西雙版納各生態(tài)要素空間分布（a.生境質(zhì)量；b.碳存儲(chǔ)；c.土壤保持；d.產(chǎn)水量；e.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；f.生態(tài)敏感性）Fig.2 Spatial distribution of single ecological elements of Xishuangbanna(a.habitat quality;b.carbon storage;c.soil conservation;d.water production;e.ecosystem services;f.ecological sensitivity)

生境質(zhì)量方面，西雙版納地區(qū)的生境質(zhì)量平均指數(shù)為0.87，總體上屬于較高生境質(zhì)量水平，其中高生境質(zhì)量占比最大（56.74%）；空間上主要分布在景洪市北部大部分地區(qū)、勐?？h西南部以及勐臘縣北部、中部和東南部地區(qū)。碳存儲(chǔ)方面，西雙版納大部分地區(qū)以高等級(jí)生態(tài)碳存儲(chǔ)為主，高等級(jí)碳存儲(chǔ)面積占研究區(qū)面積的84.43%，豐富的森林資源是庫區(qū)重要的碳匯和氧源。土壤保持方面，除了自然保護(hù)區(qū)地界內(nèi)，研究區(qū)大部分地區(qū)土壤保持量較低，主要分布在勐?？h中部、景洪市中部壩區(qū)至勐龍鎮(zhèn)壩區(qū)、勐臘縣縣城中部和南部地區(qū)，這部分地區(qū)受人類活動(dòng)影響較大，大量的種植活動(dòng)破壞了熱帶雨林，導(dǎo)致水土保持能力減弱。產(chǎn)水量方面，西雙版納地區(qū)產(chǎn)水量為105.42～1 289.22 mm，由于林地土壤的下滲能力強(qiáng)且所需要的生長水量較多，地表徑流減少，表層產(chǎn)水量較少，因而其水源涵養(yǎng)的能力較強(qiáng)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)均值為2.12，最高值為3.53，最低值為0.83；高值區(qū)域在林地和自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，低值區(qū)域位于城鎮(zhèn)所在區(qū)。生態(tài)敏感性方面，西雙版納地區(qū)平均生態(tài)敏感性指數(shù)為4.84，高值區(qū)分布在森林覆蓋度較高的熱帶雨林山區(qū)，低值區(qū)主要位于地形平坦開闊、人為活動(dòng)影響比較大的壩區(qū)城鎮(zhèn)以及瀾滄江兩岸河谷地帶。

3.2 重要生態(tài)源地識(shí)別

基于熱點(diǎn)分析法提取的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點(diǎn)源地面積為7 267.64 km2，占區(qū)域面積的38.02%（圖3-a）；生態(tài)敏感性熱點(diǎn)源地面積為5 021.95 km2，占區(qū)域面積的26.27%（圖3-b）。綜合2個(gè)熱點(diǎn)源地并集的面積為8 511.28 km2，占區(qū)域面積的44.52%。提取并集面積＞50 km2的斑塊，得到西雙版納地區(qū)最終生態(tài)源地20 個(gè)，面積為7 709.56 km2，占區(qū)域面積的40.33%。將自然保護(hù)區(qū)與生態(tài)源地疊加進(jìn)行重合性檢驗(yàn)，得到的生態(tài)源地范圍與8個(gè)自然保護(hù)區(qū)的重合面積為3 458.73 km2；自然保護(hù)區(qū)總面積為3 846.24 km2，重合度較高，為89.92%，表明通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)敏感性選取的生態(tài)源地較為合理。從空間分布上看（圖3-c），生態(tài)源地分布于自然保護(hù)區(qū)邊界范圍內(nèi)，主要集中在景洪市中北部勐養(yǎng)鎮(zhèn)和勐臘縣中東部、南部地區(qū)的自然保護(hù)區(qū)，勐?？h北部、東南部地區(qū)的自然保護(hù)區(qū)空間分布則較為孤立。

圖3 西雙版納綜合生態(tài)源地識(shí)別（a.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)熱點(diǎn)區(qū)；b.生態(tài)敏感性熱點(diǎn)區(qū)；c.重要生態(tài)源地提?。〧ig.3 Identification comprehensive ecological source and extract impotent ecological source of Xishuangbanna(a.ecosystem service hotspots;b.ecologically sensitive hotspots;c.extract from important ecological sources)

3.3 生態(tài)阻力面校正

與夜間燈光數(shù)據(jù)校正的阻力面（圖4-a）相比，基于景觀破碎化綜合指數(shù)校正的阻力值計(jì)算結(jié)果（圖4-b），可以清晰地看出景觀阻力面的空間異質(zhì)性較為顯著，阻力的高低值分布大體上呈現(xiàn)從南向北遞減的趨勢。除了受到人類活動(dòng)影響較大的城市建成區(qū)出現(xiàn)高值外，耕地農(nóng)業(yè)區(qū)域和橡膠林種植區(qū)域受人類種植活動(dòng)影響也大，景觀破碎化程度高，生態(tài)阻力大，阻力值變化的空間異質(zhì)性也較為客觀全面，能夠較好地反映人類活動(dòng)對(duì)景觀生態(tài)斑塊的影響作用，從側(cè)面反映人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域的干擾作用。而夜間燈光數(shù)據(jù)空間分辨率較低且無法較好地反映人類活動(dòng)對(duì)于地表空間的干擾狀況，其構(gòu)建的景觀阻力面在該區(qū)域整體效果較差。

圖4 西雙版納景觀阻力面結(jié)果對(duì)比（a.夜間燈光阻力面；b.景觀破碎化阻力面；c.基礎(chǔ)阻力面）Fig.4 Comparison of landscape resistance surface results of Xishuangbanna(a.night light resistance surface;b.Landscape fragmentation resistance surface;c.base resistance surface)

3.4 生態(tài)廊道的判別

為進(jìn)一步探究基于景觀破碎化綜合指數(shù)校正阻力面在本區(qū)域的適用性，比較分析基于景觀破碎化綜合指數(shù)和夜間燈光數(shù)據(jù)校正識(shí)別的生態(tài)廊道（圖5）。

圖5 基于景觀破碎化（a）與夜間燈光數(shù)據(jù)（b）的生態(tài)廊道分布Fig.5 Distribution of ecological corridors based on landscape fragmentation and night light data(a.landscape fragmentation;b.night light data)

2）從2種阻力校正模型中生態(tài)廊道與人類活動(dòng)的沖突點(diǎn)（模擬生態(tài)廊道與道路、建設(shè)用地的交點(diǎn)）看（見圖5），基于夜間燈光數(shù)據(jù)校正的阻力面識(shí)別出的生態(tài)廊道與建設(shè)用地的沖突點(diǎn)有10個(gè)，與道路的交叉沖突點(diǎn)有31個(gè)；而基于景觀破碎化指數(shù)校正的阻力面識(shí)別出的生態(tài)廊道與建設(shè)用地的沖突點(diǎn)有2個(gè)，與道路交叉沖突點(diǎn)有21個(gè)。由于夜間燈光數(shù)據(jù)在燈光強(qiáng)度低的區(qū)域無法全面地反映出人類活動(dòng)的強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致阻力面校正產(chǎn)生誤差，故在識(shí)別沖突點(diǎn)上數(shù)量多于景觀破碎化指數(shù)的識(shí)別結(jié)果。

3）從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接度看（表3），2種阻力面的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在空間中都形成較為完整的閉合結(jié)構(gòu)。相較于基于夜間燈光數(shù)據(jù)校正的阻力面，基于景觀破碎化綜合指數(shù)校正的阻力面的空間結(jié)構(gòu)閉合度較高，α指數(shù)提高了0.12，表明區(qū)域范圍內(nèi)生態(tài)廊道連通度較高，物種遷移更順暢；β指數(shù)提高了0.20，表明網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度更高，且2種方法校正的β指數(shù)值均＞1，表明其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；γ指數(shù)提高了0.07，表明節(jié)點(diǎn)連接度也相應(yīng)提高；2 種指數(shù)校正的阻力面形成的廊道網(wǎng)絡(luò)連接度有效性程度（Cost_ratio）均＞0.99，可見廊道有效性較高。

表3 2種校正模型下生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指數(shù)Table 3 Ecological network structure index under two correction models

4）從與已有生態(tài)廊道結(jié)果的對(duì)比看，將Yin等（2019）基于亞洲象、綠孔雀2種生物物種的實(shí)測數(shù)據(jù)識(shí)別出的西雙版納生態(tài)廊道作為參考，與本文結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證（見圖5）。結(jié)果顯示，基于景觀破碎化指數(shù)構(gòu)建的生態(tài)廊道與實(shí)測物種分布模擬的生態(tài)廊道重合度較高，重合廊道的總里程為165.18 km，重合度為86.11%；而基于夜間燈光數(shù)據(jù)構(gòu)建的生態(tài)廊道的重合廊道總里程為17.60 km，重合度為10.22%。

綜上，基于景觀破碎化綜合指數(shù)校正的生態(tài)阻力面得到的效果優(yōu)于夜間燈光數(shù)據(jù)，更適用于夜間燈光數(shù)據(jù)較弱的區(qū)域。

3.5 生態(tài)節(jié)點(diǎn)

西雙版納地區(qū)識(shí)別出的生態(tài)節(jié)點(diǎn)共75 個(gè)（圖6）。其中，資源型戰(zhàn)略點(diǎn)有20個(gè)，位于大型生態(tài)斑塊的中心位置，是生態(tài)源地的核心保護(hù)區(qū)地帶；生態(tài)戰(zhàn)略點(diǎn)有4個(gè)，位于大型生態(tài)源地斑塊的外圍交接處，是生態(tài)流和生物遷徙過程中較難通過的地區(qū)，可通過采取建設(shè)生態(tài)源地綠帶的方式，增強(qiáng)生態(tài)源地的連通性以保護(hù)戰(zhàn)略點(diǎn)；生態(tài)暫歇點(diǎn)有27個(gè)，主要位于林地中間位置或者人類活動(dòng)較為頻繁的農(nóng)業(yè)種植區(qū)域，這部分區(qū)域?qū)儆谏鷳B(tài)薄弱區(qū)，可適當(dāng)增加“腳踏石”小斑塊形成小型生態(tài)源地，幫助物種進(jìn)行短暫的停留；生態(tài)斷裂點(diǎn)有24個(gè)，主要分布在2個(gè)生態(tài)源地的中間位置。由于部分道路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)切斷了原有的大型生態(tài)斑塊，在很大程度上會(huì)干擾到生態(tài)廊道上生態(tài)流的順暢程度，可采用修建野生動(dòng)物橋梁、地下通道、橋下涵洞等工程手段建立野生動(dòng)物通道，保持生態(tài)廊道的連通性。

3.6 生態(tài)空間布局的優(yōu)化：“一帶一廊四組團(tuán)”空間結(jié)構(gòu)

基于西雙版納地區(qū)本底的自然生態(tài)狀況與現(xiàn)有的生態(tài)安全格局，在生態(tài)阻力面的基礎(chǔ)上，本文將還未連接在一起的相鄰生態(tài)源地作為新的源地，提取阻力面上的全部最低阻力路徑，剔除已構(gòu)建的生態(tài)廊道，得到2條優(yōu)化生態(tài)廊道（見圖6），并構(gòu)建出“一帶一廊四組團(tuán)”的空間結(jié)構(gòu)布局（圖7）。其中，一帶是指以瀾滄江為主心軸，加上河流兩側(cè)的流沙河、納板河、勐養(yǎng)河等支流綜合構(gòu)成的22條生態(tài)河流廊道帶；該帶的河流廊道主要發(fā)揮著生態(tài)水文連通性（輸沙、泄洪）以及水生生物遷移通道的作用，需要在河流兩側(cè)建立綠色林地緩沖帶，加強(qiáng)對(duì)河流生態(tài)的保護(hù)，提高河流的生態(tài)水文效應(yīng)。一廊道是指從勐養(yǎng)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)源地中心點(diǎn)開始，沿保護(hù)區(qū)內(nèi)部貫穿瀾滄江，至納板河自然保護(hù)區(qū)并連接至曼稿自然保護(hù)區(qū)為一線，大致形成一條連接3個(gè)國家自然保護(hù)區(qū)的主心廊道結(jié)構(gòu)；該生態(tài)廊道穿越天然林內(nèi)部，以森林廊道為主，現(xiàn)存的廊道較多，需要對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)部進(jìn)行保護(hù)。四組團(tuán)以現(xiàn)有自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)，劃分為布龍—曼稿自然保護(hù)區(qū)組團(tuán)、勐侖3個(gè)子保護(hù)區(qū)組團(tuán)、勐臘—易武—勐養(yǎng)—勐侖自然保護(hù)區(qū)大組團(tuán)、勐臘—尚勇自然保護(hù)區(qū)組團(tuán)。這部分區(qū)域受到自然保護(hù)區(qū)政策的影響，內(nèi)部生態(tài)源地破碎化不顯著，是大量生物物種的首選棲息地；但保護(hù)區(qū)外部雨林斑塊受到開發(fā)干擾后破碎化嚴(yán)重，大面積的天然林被破壞，導(dǎo)致自然保護(hù)區(qū)孤島化效應(yīng)顯著，可依托區(qū)域內(nèi)島嶼化的自然保護(hù)區(qū)為小核心區(qū)，通過生態(tài)廊道將孤立的生態(tài)源地連接成一個(gè)個(gè)子組團(tuán)，促進(jìn)生物物種的交流和生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的穩(wěn)定性。

圖6 西雙版納景觀生態(tài)安全空間格局構(gòu)建Fig.6 Construction of landscape ecological security spatial pattern in Xishuangbanna

圖7 西雙版納生態(tài)安全空間布局優(yōu)化Fig.7 Optimization of ecological security space layout in Xishuangbanna

4 結(jié)論與討論

以西雙版納地區(qū)為例，通過InVEST 模型和GIS空間分析方法，基于熱點(diǎn)分析法選取生態(tài)源地，構(gòu)建出景觀破碎化綜合指數(shù)并對(duì)阻力面進(jìn)行校正，識(shí)別出生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)，并優(yōu)化生態(tài)安全格局。得出的結(jié)論主要有：1）西雙版納地區(qū)最終生態(tài)源地為20 個(gè)，總面積為7 709.56 km2，主要分布于西雙版納景洪市北部、勐海縣南部和勐臘縣中部與南部；2）基于景觀破碎化指數(shù)修正的阻力面在空間分異結(jié)果、廊道空間分布、避開人類活動(dòng)沖突區(qū)、網(wǎng)絡(luò)連接度和廊道對(duì)比驗(yàn)證5個(gè)方面均優(yōu)于夜間燈光數(shù)據(jù)校正的阻力面，且與實(shí)際情況更符合，說明基于景觀破碎化校正的阻力面在夜間燈光數(shù)據(jù)較弱的區(qū)域具有較強(qiáng)的適用性；3）基于景觀破碎化綜合指數(shù)構(gòu)建的潛在廊道有631.73 km，關(guān)鍵廊道有278.59 km，生態(tài)節(jié)點(diǎn)中包括20個(gè)資源戰(zhàn)略點(diǎn)、4個(gè)生態(tài)戰(zhàn)略點(diǎn)、27個(gè)生態(tài)暫歇點(diǎn)和24個(gè)生態(tài)斷裂點(diǎn)。4）在現(xiàn)有生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)上優(yōu)化出“一帶一廊四組團(tuán)”的生態(tài)空間結(jié)構(gòu)布局。一帶是以瀾滄江為主心軸，加上河流兩側(cè)的支流綜合構(gòu)成的生態(tài)河流廊道帶，一廊道是一條連接勐養(yǎng)、納板河、曼稿自然保護(hù)區(qū)3個(gè)國家自然保護(hù)區(qū)的中心廊道結(jié)構(gòu)，四組團(tuán)以現(xiàn)有自然保護(hù)區(qū)為基礎(chǔ)，劃分為布龍—曼稿自然保護(hù)區(qū)組團(tuán)、勐侖3 個(gè)子保護(hù)區(qū)組團(tuán)、勐臘—易武—勐養(yǎng)—勐侖自然保護(hù)區(qū)大組團(tuán)、勐臘—尚勇自然保護(hù)區(qū)組團(tuán)。

本文從生態(tài)安全格局的角度出發(fā)，考慮到西雙版納生態(tài)系統(tǒng)功能的重要性，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶厥馕锓N亞洲象的活動(dòng)空間選取出生態(tài)源地，既能夠滿足生物多樣性保護(hù)的最低生態(tài)用地，保護(hù)好當(dāng)?shù)氐纳镂锓N，同時(shí)又能夠較好地進(jìn)行生態(tài)源地的精準(zhǔn)劃定，降低保護(hù)地的保護(hù)成本。此外，本文發(fā)現(xiàn)在燈光數(shù)據(jù)較弱的區(qū)域，可以通過構(gòu)建綜合景觀指數(shù)法反映人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域的干擾作用，有利于更好地進(jìn)行生態(tài)流預(yù)測。本文生態(tài)安全國土空間格局構(gòu)建順應(yīng)了國土空間“多規(guī)合一”的理念，在自然保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)上提出了“一帶一廊四組團(tuán)”的生態(tài)空間結(jié)構(gòu)布局，可為西雙版納地區(qū)的生態(tài)空間布局和規(guī)劃提供一定參考。由于西雙版納地處云南省邊陲，與他國接壤，研究容易受到行政邊界的限制，但生物物種的活動(dòng)空間不會(huì)受到人為行政邊界（國界線）的影響，可能存在一個(gè)物種活動(dòng)范圍界線（自然界線）。在今后的研究中，可以開展區(qū)域間大范圍內(nèi)生態(tài)安全格局構(gòu)建，更好地促進(jìn)生物多樣性的保護(hù)。