论文推荐 || 南京林业大学唐晓岚教授团队开展基于生态空间识别的江苏省域自然风景体系构建研究

1.2.1 最邻近点指数

最邻近点指数是通过计算点状地理事物的邻近程度，描述事物空间分布类型的一种特征指数。本研究运用ArcGIS 10.6中Average Nearest Neighbor工具进行最邻近点指数运算。江苏省327处省级及以上自然风景资源保护地的最邻近点指数(R)约为0.588，呈聚集型分布。按类型划分，森林公园、风景名胜区、地质公园和水利风景区的最邻近点指数(R)均小于1，均呈聚集型分布；湿地公园和自然保护区的最邻近点指数(R)均大于1，趋向于均匀分布(表2)。此外，由于江苏省矿山公园仅有江苏南京冶山矿山公园、盱眙象山国家矿山公园两处，数量太少，无法进行最邻近距离分析，所以单独对其进行最邻近距离指数的计算。整体来看，江苏省自然风景资源保护地呈现出明显的聚集分布态势，理论上存在一定的地带性分布规律。

1.2.2 核密度分析法

核密度分析法，主要计算要素在其周围邻域中的密度，从宏观层面分析自然风景资源保护地的密度大小及密度在江苏省的分布特征(图1b)。江苏省自然风景资源保护地呈现5个高密度聚集区，主要分布在微山湖区域、长江南京段沿岸、镇江与扬州长江沿岸、太湖附近区域以及宜溧山脉区域。核密度较高的区域以这5个区域为中心向周围延伸，其中长江南京段沿岸、镇江与扬州长江沿岸和宜溧山脉区域几乎连成一片。根据核密度分析的结果，研究区自然风景资源保护地整体上形成了苏南地区密集、苏北地区次之、苏中地区较为疏散的空间分布格局。从东西方向来看，则呈现出明显的西部地区密集，东部地区较为疏散。

 1.2.3 可达性分析

空间可达性指在适当的时间到达指定地点并依赖交通设施的能力，以0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、12.0、24.0、48.0 h为间隔，将江苏省自然风景资源保护地的可达性划分为11个等级(图1c)，全省83.87%的区域在3 h以内可达自然风景资源保护地，其中可达性小于0.5 h的区域占总面积的3.68%，小于1.0 h的占20.85%，小于2.0 h的占61.16%。自然风景资源保护地交通可达性较好的区域集中在苏南地区，且西部地区的交通可达性明显优于东部地区。这与自然风景资源保护地的分布规律相一致。根据旅游空间相互作用的引力模型可知，在旅游目的地原本的吸引力和基础设施差距不大的情况下，交通可达性在很大程度上影响目的地的吸引力，进而影响游客的选择。较高的可达性虽然能吸引大量的游客并增加收入，但同时可能带来外界干扰和生态压力，对自然风景资源保护地的保护带来一定的困难。

2.1.1 生态系统服务功能重要性评价

参考自然资源部国土空间规划局发布的《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南》中提供的NPP参数计算法，结合江苏省的实际状况，确定江苏省生态系统服务功能重要性评价的指标，包括为生物多样性维护功能重要性、水源涵养功能重要性和水土保持功能重要性。

 1)生物多样性维护功能重要性评价。生物多样性维护功能评估是生态系统综合评估的重要内容。如图2a所示，江苏省生物多样性维护功能的重要性总体上从北向南递增。极重要区域总面积为8 929.2 km²，约占江苏省总面积的8.33%，主要集中在苏南地区，在苏中和苏北的分布区域大部分为河流和湖泊。在苏南区域，除河流湖泊以外，极重要区域集中分布在宁镇山脉和宜溧山脉附近。江苏省生物多样性维护功能重要区域总面积为6 503.9 km²，约占江苏省总面积的6.07%，广泛分布在长江以南地势较为低平的区域，在长江以北的分布区域主要集中在泰州南部地区。

2)水源涵养功能重要性评价。江苏省水源涵养功能的空间分布同样呈现出了从北到南重要性递增的趋势，但是其重要性区域更加向北蔓延。在江苏省的水源涵养功能评价中(图2b)，重要性为一般的区域为33 888.9 km²，占比最高，约占江苏省总面积的31.61%；极重要区域面积为8 789.5 km²，占江苏省总面积的8.20%，在南京、苏州、常州都有少量的分布；重要区域面积最小，为7 255.8 km²，占江苏省总面积的6.77%，主要分布在长江以南的区域和长江以北的泰州、南通、盐城的部分地区，这些地区地势较为低平，多为林地或覆盖度较高的草地，降水丰沛且土壤渗流系数较高，具有很好的水源涵养能力。

 3)土壤保持功能重要性评价。江苏省土壤保持功能重要性评价的重要和极重要区域集中分布在苏中和苏北区域，苏南仅有零散分布(图2c)。不重要区域的面积最大，为37 663.2 km²，约占江苏省总面积的35.13%。极重要区域面积最小，只有4 213.3 km²，占江苏省总面积的3.93%，除了集中分布在江苏省中部地区以外，也在苏北地区一块狭长的带状区域呈现集中分布，该带状区域为废黄河的堤内滩地，土质具有较低的可蚀性，从西向东，贯穿江苏省。重要区域则集中分布在极重要区域的周围地区，面积为9 449.8 km²，约占江苏省总面积的8.82%。重要区域对极重要区域起到了很好的保护和缓冲作用，同样具有较高的保护价值。

 4)生态系统服务功能重要性评价。将以上3方面叠加分析发现(图2d)，一般重要性区域为34 068.2 km²占比最高，为31.78%。此外，极重要区域面积为13 127.8 km²，占江苏省总面积的12.25%，除水系外大部分集中在江苏省的中部地区，在淮安、扬州和盐城的部分地区和长江以南的山地区域和连云港的部分地区也有集中分布。重要区域占地面积为16 947.6 km²，占江苏省总面积的15.81%，集中分布在长江以南的地区，长江以北的泰州、盐城一带也有广泛的分布。江苏省水网密布、地势低平、降水丰沛、气温较高，因而生态服务功能的重要区域和极重要区域分布面积较广，占江苏省总面积的28.06%。

2.1.2 生态脆弱性评价

1)指标因子选取。生态脆弱性是指某一区域的生态系统面对人类活动的干扰所表现出的敏感程度，反映某一地区发生生态环境问题或者生态失衡的可能性大小。江苏省整体地势平坦，水网密布，少量分布丘陵山地。本研究参照文献，选取地形(高程、坡度、地形起伏度)、植被(植被覆盖度、植被净初级生产力)、土地利用(土地利用类型、路网密度、水网密度)、气候(气温、降水)、土壤(土壤质地、土壤有机质含量、土壤侵蚀强度)5个类型共13个指标构建江苏省生态脆弱性评价体系。

 2)权重计算。采用层次分析法(AHP)计算江苏省生态脆弱性评价指标的权重。根据专家打分的结果，运用上述计算方法，江苏省生态脆弱性评价指标因子的权重计算结果见表3。

3)指标计算。将江苏省生态脆弱性评价体系中的13个指标分别进行量化后，运用自然间断法将其分别划分为5个等级，分别是不脆弱(1)、比较不脆弱(3)、一般(5)、脆弱(7)、极脆弱(9)(表4)。

生态脆弱性是生态系统在特定时空尺度相对于外界干扰所具有的敏感反应和自我恢复能力，是生态系统的固有属性。根据笔者建立的江苏省生态脆弱性评价体系，在分别对各个因子进行评价的基础上，利用ArcGIS 10.6将各个因子的评价结果进行加权叠加计算，最终得到江苏省生态脆弱性的评价结果(图2e)。可以看出，脆弱性等级为一般的区域面积最大，为40 183.7 km²，占江苏省总面积的37.48%。较高生态脆弱性区域大都集中在江苏省的北部，这一趋势与生物多样性维护功能和水源涵养功能的趋势正好相反。其中极脆弱区域占地面积为6 531.8 km²，占江苏省面积的6.09%，主要分布在江苏省北部的东部沿海地区和西部的徐州宿迁一带。江苏东部为沿海地区，拥有大面积的滨海滩地及湿地，因而具有较高的生态脆弱性。徐州与宿迁一带则是因为植被净初级生产力较低，且土壤条件不佳，降水、气温都是全省最低的地区，故而其生态脆弱性等级较高。评价等级为脆弱的区域面积共计13 671.7 km²，占江苏省总面积的12.75%。这些地区多分布在极重要区域的周围，为极重要区域提供了很好的缓冲，也需要加强保护。

利用ArcGIS 10.6将江苏省生态系统服务功能重要性评价的结果与生态脆弱性评价的结果进行叠加，即得到江苏省的生态保护重要性评价(图2f)。可以看出，江苏省生态保护不重要区域和比较不重要区域非常小，仅为江苏省总面积的1.57%和3.09%。面积最大的区域为一般重要性的地区，面积48 130.1 km²，占江苏省总面积的44.90%。极重要区域的总面积为19 070.4 km²，占江苏省总面积的17.79%，分布较为集中的区域为重要的河湖水系、东北部滨海地区、西北部、泰州盐城一带以及苏南的山地区域。这些地区或具有很高的生态服务价值，可以提供极大的生态供给；或具有较强生态脆弱性，一旦被破坏将难以恢复。重要区域占江苏省总面积的32.65%，主要分布在极重要区域的附近地区，其生态服务功能或者生态脆弱性同样值得重视与保护。

根据江苏省生态保护重要性评价的结果，可以进一步识别江苏省的生态空间(图2g)。生态保护重要性评价的最终目的是确定生态保护的极重要、重要区域。运用ArcGIS 10.6提取江苏省生态保护重要性评价等级为重要和极重要的区域并进行矢量化，计算各个斑块的面积，剔除在生态保护重要性评价过程中所产生的破碎度较高的斑块(面积小于1 km²的斑块)，然后与土地利用现状以及各类生态系统的边界进行校核，从而识别江苏省的生态空间分布。经计算，江苏省的生态空间总面积为42 898.9 km²，占研究区域总面积的40.02%。江苏省水网密布，水域生态空间面积为7 930.5 km²约占江苏省生态空间的18.49%。除水域空间以外，大部分的区域都是以有林地为主的生态服务功能较高的区域，或者是以湿地、滩涂为主的生态环境较为脆弱的区域。通过生态系统服务功能重要性评价与生态脆弱性评价呈现了江苏省的生态保护需求，是生态红线的最根本参照，与生态红线的范围也大致相当。

2.3.1 自然风景斑块的确定

江苏省的地貌多样，可以划分为沂沭丘陵平原、徐淮黄泛平原、里下河低洼平原、苏北滨海平原、长江冲积平原、太湖水网平原和宁镇扬丘陵岗地。自然风景资源保护地集中分布在山地较多、地形起伏较大的区域，并以宁镇扬丘陵岗地为代表，拥有风景资源保护地86处，占江苏省自然风景资源保护地总量的26.2%。根据流域划分，江苏省可以分为5个二级流域，分别是淮河中游、淮河下游、沭沂泗河、长江下游、太湖水系。自然风景资源保护地分布与水资源的分布密切相关，且在流域的区位上呈现出很强的差异性。长江下游的清弋江和水阳江及沿江诸河流域面积占江苏省总面积仅5%左右，却拥有44处风景资源保护地，占风景资源保护地总数的13.4%，自然风景资源保护地分布密度最高。从土壤分区来看，江苏省风景资源保护地分布密度最高的区域是黄棕壤、黄褐土带的江淮丘陵黄壤水稻土地区，面积共计12 908.0 km²，占江苏省总面积的12.04%，拥有风景资源保护地76处，占江苏省自然风景资源保护地总数的23.2%。从植被分区方面来看，江苏省自然资源保护地在常绿植被区域拥有较高的密度。常绿植被区域不仅代表着一年四季都有植物景观可以观赏，也代表着更高的植物种类丰富度。毫无疑问，这些都可以提高自然风景资源保护地的品质和生态状况。

 将江苏省自然风景资源保护地在不同地理表征下(流域分区、地貌分区、土壤分区、植被分区)的分布与江苏省自然风景资源保护地核密度分布进行叠加，确定江苏省自然风景资源保护地聚集度较高的大致区域。依据集聚性、均质性、影响力等级和生态性这四大原则，再结合江苏省的行政区划以及生态空间进行斑块的边界确定，共划定了苏锡斑块、南京斑块、徐州斑块、镇扬斑块、宜溧斑块、宿豫斑块、云台斑块、兴化斑块和淮安斑块这九大自然风景斑块(图3a)。其中南京斑块和苏锡斑块的面积分别为3 408.1和4 055.1 km²，斑块内的风景资源保护地均为40处。从核密度分析结果来看，这两个地方也是全省风景资源保护地核密度最高的地区。江苏省的9个自然风景斑块占地面积共计13 403.1 km²，占江苏省总面积的12.50%，在斑块内的风景资源保护地共计172处，占江苏省风景资源保护地总数的52.60%。所以这些斑块内部也确实是江苏省风景资源保护地最为密集的区域，斑块内的风景资源保护地密度是斑块外的风景资源保护地密度的7倍左右。

 2.3.2 自然风景廊道的确定

江苏省境内满足廊道条件的主要有以下4种类型：山脉、重要的河流、海岸、公路或铁路。江苏省共有5条山脉，宜溧山脉与云台山脉已经被划为斑块，可供廊道选择的老山山脉、宁镇山脉和茅山山脉中，老山山脉与茅山山脉都不能连接任意两个斑块，所以也将其排除；宁镇山脉与长江的走势相同，但是不如长江的连通性更好，所以在筛选的过程中也被淘汰。江苏省河流众多，全省拥有大小河流2 900多条，几乎遍布江苏全境，考虑到尺度性原则，本研究将国家五级以上的河流作为廊道候选对象。江苏省拥有954 km的海岸线，大部分在盐城境内，且为滨海滩涂湿地，是重要的水鸟栖息地和迁徙线路，具有很高的生态保护价值，因此也适合作为自然风景廊道。江苏省拥有京沪铁路、3条国道、10条省道，这些道路虽然生态保护价值不高，但道路两侧拥有绿色植被，也是游客的主要出行途径，也可以作为廊道的补充。

 综合廊道的定义、分类、自然风景廊道选择的代表性、尺度适宜、连接性和生态性原则，考虑自然风景斑块和生态空间的分布状况，选取的风景廊道主要为京杭运河、长江、江苏黄海海岸线、盐河、武宜运河、卤汀河以及104国道南京—无锡段这7条代表性廊道(图3b)。

 2.3.3 自然风景优势区域的确定

依据前文分析，选择地貌分区、流域分区、植被分区、土壤分区、综合区划中的密集、高密集区域进行叠加、拼合、合并，即可得到江苏省自然风景资源保护地优势区域的主体。但是考虑到国土空间规划中的生态优先的原则以及江苏省自然风景资源保护地分布的空间结构，还需要用江苏省的生态空间以及自然风景斑块和廊道的空间分布对其边界进行进一步的校核，进而取得生态效益的最大化，也可以使自然风景优势区域的划分更加合理。

 江苏省的自然风景优势区域分为南北两个区块(图3c)，涵盖南京、常州、无锡、苏州、扬州、镇江的全部区域以及淮安、宿迁、徐州、连云港的部分区域，总面积达到54 120.3 km²，占江苏省总面积的50.49%，包含了绝大部分的自然风景斑块和自然风景廊道，除面积最小的淮安斑块在优势区域以外，自然风景斑块中8个斑块全部位于自然风景优势区域内，7条廊道都经过自然风景优势区域，除了海岸线廊道和盐河廊道，其他的廊道全部或绝大部分位于优势区域的范围内。位于自然风景优势区域内的自然风景资源保护地共259处，占江苏省自然风景资源保护地总数的79.20%。

 在界定自然风景资源所包含的类型与内容的基础上，通过对江苏省自然风景资源保护地空间分布规律的进一步挖掘，结合江苏省生态保护重要性评价的结果所划定的生态空间，划定了江苏省的9处自然风景斑块、7条自然风景廊道和2个自然风景优势区域，共同组成了以自然风景资源保护地为依托，以斑块、廊道、基质为主导的江苏省自然风景体系(图3d)。该体系有助于整合自然风景资源，推进自然风景体系的建设，避免破碎化分布，有利于破除“孤岛效应”，加强自然风景资源保护地之间的联系，营造更适合江苏省自然风景资源保护和发展的景观格局。

1)通过邻近点指数、核密度分析和可达性分析可以发现，江苏省自然风景资源保护地的空间分布具有明显的地带性规律。其分布与自然地理表征和人文地理表征都有着密切的关系，为江苏省域自然风景体系的构建提供数据支撑。

 2)为识别江苏省的生态空间，对江苏省省域的生态保护重要性进行了评价，包括江苏省生态系统服务功能重要性评价和江苏省生态脆弱性评价。结果显示，江苏省生态空间总面积为42 898.9 km²，占江苏省面积的40.02%，其中水网密集的空间面积为7 930.5 km²，约占江苏省生态空间的18.49%。

 3)根据江苏省的自然地理和人文地理表征，结合江苏省生态保护重要性评价的结果所识别的生态空间，确定了江苏省的9处自然风景斑块、7条自然风景廊道和2个自然风景优势区域，共同组成了以斑块、基质、廊道为主导的江苏省自然风景体系。该风景体系符合国土空间规划的要求，有助于江苏省自然风景资源保护地建设和可持续发展。