川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化.pdf

川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化刘斯媛1，罗勇1*，于慧2，王晓3，李梓涵1，董维41.成都理工大学2.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所3.中国建筑西南勘察设计研究院有限公司4.四川省国土科学技术研究院摘要以生物多样性保护为出发点，聚焦生态环境脆弱、地灾频发的川西北地区，实现阿坝藏族羌族自治州（简称阿坝州）生态安全网络构建及优化。选取高程、坡度、土地覆被、植被覆盖度、地质灾害易发性、距水系距离、距建设用地距离为阻力面因子，加权叠加构建综合阻力面，基于电路理论、利用 Linkage Mapper 工具，构建阿坝州生态廊道，识别生态节点，进而优化阿坝州生态安全格局。结果表明：识别 18 处生态源地，面积为 28 553.83 km2，呈现南部和北部集中分布、东西部零星式分布格局；构建生态廊道 39 条，识别生态节点 61 个，其中夹点 35 个，障碍点 26 个，呈现中西部区域廊道长、东部廊道短的空间格局；规划核心生态源地 8 处、中枢生态源地 4 处、一般生态源地 6 处，一级生态廊道 9 条、二级生态廊道 22 条、三级生态廊道 8 条，一级生态节点 17 个、二级生态节点 44 个，实现生态源地和生态廊道科学分级；提出“两区、两带、三廊”的格局优化体系，发展高质量旅游业、改善物种迁徙通道、连通河流廊道等措施可有效维护川西北黄河源区的生态安全格局。关键词生态安全格局；电路理论；最小累积阻力模型；生态廊道；阿坝州中图分类号：F205 文章编号：1674-991X（2023）04-1315-10doi：10.12153/j.issn.1674-991X.20220792Construction and optimization of ecological security pattern in the source regionsof the Yangtze River and the Yellow River in northwestern SichuanLIU Siyuan1,LUO Yong1*,YU Hui2,WANG Xiao3,LI Zihan1,DONG Wei41.Chengdu University of Technology2.Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Science3.China Southwest Geotechnical Investigation&Design Institute Co.,Ltd.4.Sichuan Institute of Land Science and TechnologyAbstractTaking biodiversity protection as the starting point,the northwestern Sichuan region with fragileecological environment and frequent earthquakes was focused on,to realize the construction and optimization of theecological safety network in Aba Tibetan and Qiang Autonomous Prefecture(Aba Prefecture in short).Elevation,slope,land cover,vegetation coverage,susceptibility to geological disasters,distance from water system,anddistance from construction land were selected as resistance surface factors,and weighted superposition was used toconstruct a comprehensive resistance surface.Based on circuit theory and using Linkage Mapper tool,the ecologicalcorridors of Aba Prefecture were built,ecological nodes were identified,and then the ecological security pattern ofAba Prefecture was optimized.The results showed that 18 ecological sources were identified,with an area of 28 553.83km2,showing the characteristics of concentrated distribution in the south and north,and sporadic distribution patternin the east and west.39 ecological corridors were constructed,and 61 ecological nodes were identified.There were35 pinch points and 26 obstacle points,showing a spatial pattern of long corridors in the central and western regionsand short corridors in the east.8 core ecological sources,4 central ecological sources,and 6 general ecologicalsources were planned,with 9 first-level ecological corridors,22 second-level ecological corridors,and 8 third-level 收稿日期：2022-08-09基金项目：四川省科技计划重点研发项目（2022YFS0494,2019YFS0467）；国家自然科学基金项目（41971273）作者简介：刘斯媛（1998），女，硕士研究生，研究方向为资源环境承载力及国土空间适宜性评价、生态修复，*责任作者：罗勇（1981），男，副教授，研究方向为资源环境承载力与生态系统服务功能优化调控、生态修复， Vol.13，No.4环境工程技术学报第 13 卷，第 4 期Jul.，2023Journal of Environmental Engineering Technology2023 年 7 月刘斯媛，罗勇，于慧，等.川西北长江黄河源区生态安全格局构建及优化 J.环境工程技术学报，2023，13（4）：1315-1324.LIU S Y,LUO Y,YU H,et al.Construction and optimization of ecological security pattern in the source regions of the Yangtze River and the Yellow Riverin northwestern SichuanJ.Journal of Environmental Engineering Technology，2023，13（4）：1315-1324.ecological corridors,and with 17 first-level ecological nodes and 44 second-level ecological nodes.The ecologicalsources and ecological corridors were scientifically graded,and the pattern optimization system of two districts,two belts,and three corridors was proposed.Some suggestions were also provided,including developing high-quality tourism,improving species migration channels,and connecting river corridors,so as to effectively maintainthe ecological security pattern of the source regions of the Yellow River in northwest Sichuan.Key wordsecological security pattern;circuit theory;minimum cumulative resistance model;ecological corridors;Aba Prefecture 生态文明建设不仅是发展理念的创新，更是一项十分紧迫的现实任务。在新形势下深入贯彻习近平生态文明思想，科学推动生态修复工作已成为实现人与自然和谐共生的必要路径之一，对实现可持续发展目标、建设美丽中国、构筑生态文明新格局具有重要的现实意义1。生态安全格局是国家生态安全的基础和载体。20 世纪以来，随着社会经济飞速发展和人口增加，自然资源短缺加剧，导致自然格局破坏、生态系统过程受阻、生态系统功能受损以及自然生态系统服务能力严重下降或丧失等一系列生态环境问题，是全球面临且需要解决的生态安全问题，亟须有效推进生态文明建设和生态安全格局构建与优化。生态廊道是构建区域山水林田湖草沙完整生态系统的重要组成部分，是在生态环境中呈线性或带状布局、沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态单元的生态系统空间类型，能够满足物种的扩散、迁移和交换。通过识别源地，构建生态廊道、生态节点，科学合理构建生态安全格局，避免生境栖息地孤岛化，可有效促进动植物迁徙和生物多样性恢复。绿色廊道的思想最初用于公园绿地的规划2，发源于 19 世纪末的美国，随着理论和实践的深入发展，逐渐从以景观功能为中心的林荫大道向聚焦区域生态系统功能的生态廊道转变，以建立区域、国家和洲际尺度的生态廊道3。国内的廊道相关研究可追溯到 20 世纪末，以构建市县域生态廊道为研究重点，现阶段“源地-阻力面-廊道-节点”的方法已经成为构建生态网络、构筑生态安全格局的基本研究范式4。生态网络涉及到不同内容，如 Ward 等5通过对河流廊道进行空间格局分析，建立了河流廊道的生态安全格局；李国煜6基于福州市的景观安全格局研究其生态用地的保护布局优化；谢莹7基于 CLUE-S 模型和景观安全格局研究了重庆市渝北区土地利用情景模拟和优化配置；李芹8基于MCR 模型对赣南稀土矿区生态安全格局研究。研究方法上，识别生态廊道的方法包括重力模型、水文分析、最小累积阻力(MCR)模型、电路理论等9。国内学者通常运用 MCR 模型结合图论对斑块间的生态廊道进行辨识，并借助重力模型和网络连接度评价指标定量分析斑块间的作用强度和廊道网络连接度10-11，该方法常被用于大空间范围或城市绿地生态廊道的构建12-13。长江黄河源区的水源涵养、生物多样性维护、气候调节等功能不可替代，是青藏高原生态屏障和“中华水塔”的重要组成部分14，是全球生物多样性最丰富的 34 个热点地区之一，在全国生态安全格局中地位极其重要，肩负着维护国家生态安全的重任。四川省阿坝藏族羌族自治州（简称阿坝州）是长江黄河上游生态安全屏障的重要节点14，起着涵养大江大河水源和调节气候的作用15，横跨全国重要生态系统“三区四带”2 个重点区域：是黄河长江上游重要水源涵养地、补给地和国家重要湿地生