宝鸡市秦岭生物多样性保护的...源地识别与最小累积阻力模型_刘培.pdf

第41卷 第4期2023年4月河 南 科 学HENAN SCIENCEVol.41 No.4Apr.2023收稿日期：2022-12-04基金项目：宝鸡文理学院2022年研究生创新科研项目（YJSCX22YB63）作者简介：刘培（1997-），男，硕士研究生，研究方向为国土空间规划通信作者：陈姗姗（1984-），女，讲师，博士，主要研究方向为国土空间规划与生态系统服务文章编号：1004-3918（2023）04-0486-09宝鸡市秦岭生物多样性保护的生态安全格局构建基于生态源地识别与最小累积阻力模型刘培1，陈姗姗1，2，白峰1，2（1.宝鸡文理学院 地理与环境学院，陕西宝鸡721013；2.陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，陕西宝鸡721013）摘要：在厘清生物多样性功能数量关系的基础上，科学构建生态安全格局，能为生物多样性保护提供更有效的空间参考.以宝鸡市秦岭范围为研究区域，生物多样性保护为目标，运用直接与间接结合的方法识别生态源地，以目标物种分布验证源地的目标符合性；利用最小累积阻力（MCR）模型构建阻力面，并提取生态廊道和生态节点，进而构建研究区生物多样性保护的生态安全格局.结果表明，细化识别的生态源地3 065.43 km2，占研究区面积的 41%，空间上与物种分布有较好契合性，地类景观以林地和湿地为主.物种运动的低、中、高阻力区分别占 25.62%、31.44%、42.94%.识别出 50 条生态廊道，11 个生态节点，空间分布呈现中西部密集、东部稀疏的特征.基于源、廊、节点与研究区自然本底构建出“一核两带三区多廊道多节点”的生物多样性保护格局，对研究区生物多样性保护具有参考价值.研究为宝鸡市秦岭生物多样性保护的精准落实提供了科学依据.关键词：生物多样性保护；生态安全格局；最小累积阻力模型；秦岭中图分类号：X 176文献标识码：AConstruction of Ecological Security Pattern of Biodiversity Conservation inQinling Mountains，Baoji City：Based on Ecological Source Identificationand Minimum Cumulative Resistance ModelLIU Pei1，CHEN Shanshan1，2，BAI Feng1，2（1.School of Geography and Environment，Baoji University of Arts and Sciences，Baoji 721013，Shaanxi China；2.Shaanxi Provincial Key Laboratory of Disaster Monitoring and Mechanism Simulation，Baoji 721013，Shaanxi China）Abstract：Scientifically constructing an ecological security pattern on the basis of clarifying the quantitativerelationship between biodiversity functions in more detail，could provide an effective spatial reference for theconservation of biodiversity.Taking the Qinling range of Baoji City as the research area and biodiversity conservation asthe goal，the ecological source area was identified by a combination of direct and indirect methods，and the targetcompliance of the source area was verified by the distribution of target species.The minimum cumulative resistance（MCR）model was used to construct the resistance surface，and the ecological corridors and ecological nodes wereextracted，so as to construct the ecological security pattern of biodiversity conservation in the study area.The resultsshowed that the ecological source area identified in detail was 3 065.43 km2，accounting for 41%of the study area，which had good spatial compatibility with species distribution，and the land landscape was dominated by woodland andwetland.The low，medium and high resistance zones of species movement accounted for 25.62%，31.44%and 42.94%，respectively.50 ecological corridors and 11 ecological nodes were identified，and the spatial distribution showed thecharacteristics of dense in the central and western regions and sparse in the east.Based on the source，corridor，node and natural background of the research area，the biodiversity conservation pattern of“one core，two belts，threeareas，multiple corridors and multiple nodes”was constructed，which has reference value for biodiversity conservationin the study area.The research provides a scientific basis for the accurate implementation of biodiversity conservationof Qinling in Baoji City.Key words：biodiversity conservation；ecological security pattern；minimal cumulative resistance model；Qinling Mountain生物多样性是维持社会永续发展的物质基础，但人类的干预使得生物多样性以超自然速度丧失，如何协调社会发展与生物多样性保护之间的冲突，已成为当今可持续发展研究的热门话题1.生态安全格局构建旨在识别区域自然环境内所有重点区并搭建其之间联系的纽带，是生物多样性保护的重要途径2.生态安全格局研究从20世纪末开始就被国内外学者广泛关注，其研究范围涉及栖息地保护、城市规划、生态脆弱区保护等各方面3-4，“源地廊道格局”模式已成为其研究的前沿模式，在国外最先被用来研究物种栖息地保护或物种迁徙等方面5.国内，俞孔坚首次提出了利用该模式构建生态安全格局的方法，由此引领了众多学者纷纷尝试构建不同尺度和目标的生态安全格局6-7.生态源地是构建生态安全格局的基础，当前生态源地识别方法主要有直接识别与间接识别8.直接识别即选取大型生境斑块、自然保护地等为生态源地，此方法侧重于生态源地自身属性，忽视了与区域综合环境的联系9；间接识别是通过生态红线、生态系统服务功能重要性等角度选取生态源地，此方法评价因子的选择尚待进一步探索10.廊道和节点识别以生态阻力面为基础.当前生态安全格局研究中，单独以生物多样性保护为目的的研究甚少，但生态安全格局对生物多样性保护具有重要的参考价值.基于此，本文运用最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance model，MCR）展开了对宝鸡市秦岭生物多样性保护的生态安全格局构建研究.从生物多样性重要性等级、自然保护地、研究区生态环境保护分区三方面细化识别生态源地，利用目标物种空间分布验证生态源地目标符合性；从地类景观、距离河流及省级以上道路的距离构建阻力面，运用 MCR 模型提取生态廊道、生态节点，构建生态安全格局，提出生物多样性保护建议.以期为宝鸡市秦岭生物多样性保护提供一个科学合理的空间格局参考.1材料与方法1.1研究区概况宝鸡市秦岭范围东、西、南以市界为界，北以秦岭山体坡底为界，含太白县、凤县全域和岐山县、眉县、渭滨区、陈仓区及高新区部分区域（图 1）.位于东经10624231075944，北纬 333454342417范围内，总面积约7500 km2，约占全省秦岭范围的 12.9%.域内年均降水量 610780 mm，年均温7.513.0，平均海拔1000 m以上，森林覆盖率达72%，太白山、嘉陵江等名胜及保护地广布；域内生物多样性丰富，野生高等植物 2750 余种，其中国家级保护植物9种，省级27种；哺乳动物约120种，国家级保护动物约45种，省级34种11.“秦岭四宝”的大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）、川 金 丝 猴（Rhinopithecus roxellana）、扭 角 羚图1研究区地理位置Fig.1Geographical location of the study area080160 km研究区陕西段秦岭10700E10800E3400N02530 km宝鸡秦岭高程高：3700低：603N引用格式：刘培，陈姗姗，白峰.宝鸡市秦岭生物多样性保护的生态安全格局构建基于生态源地识别与最小累积阻力模型 J.河南科学，2023，41（4）：486-494.-487第41卷 第4期河 南 科 学2023年4月（Budorcas taxicolor）、朱鹮（Nipponia nippon）均有分布，大熊猫国家公园秦岭片区及太白山国家级自然保护区的自然生境在秦岭生态环境中更是具有代表性.1.2数据来源研究所用数据主要包括植被净初级生产力（NPP）、数字高程（DEM）、气象数据（气温、降水）、土地利用数据、自然保护地等，所涉及的数据都在 ArcGIS10.6 软件内操作，统一坐标为 GCS_WGS_84 坐标系，数据来源见表 1.表1数据概况Tab.1Data overview数据名称NPPDEM气温、降水土地利用自然保护地物种分布分辨率/m303030303030来源全国生态状况遥感调查与评估成果（20002010年）地理空间数据云（http:/ a下发解译后的数据）中国科学院资源环境科学与数据中心（https:/ NPP 定量指标评估法获取.马琪等学者根据秦岭地区的物种分布实际情况，将 NPP 定量指标评估法的海拔负相关修改为正相关，验证发现修正后的模型在识别陕西秦岭地区生物多样性重要区域的准确性上有较大提升12，研究采用其修改后的 NPP 评估法.在 ArcGIS 10.6 中将识别因子进行空间叠加，考虑源地的规模性，剔除面积小于 0.5 km2的斑块，得到生态源地，具体方法如表2所示.表2生态源地识别方法Tab.2Ecolog