上海市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系評價方法研究*

閻 凱 王寶強 沈清基

上海市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系評價方法研究*

閻 凱 王寶強 沈清基

閻 凱

同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

博士研究生

王寶強

華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

講師，博士

沈清基（通訊作者）

同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

高密度區(qū)域智能城鎮(zhèn)化協(xié)同創(chuàng)新中心

教授，博士生導(dǎo)師

1 研究背景

生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（Ecological network）源于北美景觀建筑和規(guī)劃術(shù)語，北美較多稱為綠道網(wǎng)絡(luò)（Greenway network）[1]，歐洲則多稱為綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（Ecological network）[2]，并認為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)由核心區(qū)域（Core area）、緩沖帶（Buffer）和生態(tài)廊道（Ecological corridor）組成[3]，但這種構(gòu)成具有一定地域性，主要適應(yīng)歐洲發(fā)達國家的自然保護區(qū)及農(nóng)業(yè)景觀地區(qū)，強調(diào)解決景觀破碎化的問題[4]。國內(nèi)學(xué)者大多認為生態(tài)網(wǎng)絡(luò)是由諸如森林、城市公園、山脊線之間形成互利共生的網(wǎng)絡(luò)，即由斑塊—廊道—基質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[5-6]。城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)對于城市生態(tài)環(huán)境改善具有不可替代的作用，主要體現(xiàn)在4個方面：生態(tài)服務(wù)功能、保護生物多樣性功能、景觀游憩功能和引導(dǎo)城市空間發(fā)展的功能[7]。當(dāng)前，人類活動和快速城市化進程導(dǎo)致景觀破碎化和生境面積減小成為威脅生物生存的普遍性問題，例如城市建設(shè)用地?zé)o序擴張、農(nóng)村居民點布局分散、生態(tài)景觀破碎度大、重要生態(tài)廊道被阻斷等，造成生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展受到威脅[8-9]，因此構(gòu)建合理有效的生態(tài)安全空間格局對特大城市來說顯得尤為重要。

2011年上海市建設(shè)用地總面積已達2 961 km2，占全市陸域總面積的47%，遠遠超過了《上海市城市總體規(guī)劃（1999-2020）》預(yù)測的2020年1 500 km2的總量。為促進資源緊約束條件下的城市發(fā)展轉(zhuǎn)型，維護城市生態(tài)安全，上海市城市規(guī)劃設(shè)計研究院于2009—2010年開展了《上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）研究，在建設(shè)總量倒逼用地轉(zhuǎn)型的新形勢下，該規(guī)劃旨在通過對非建設(shè)區(qū)域的優(yōu)先控制應(yīng)對城市存量擴容。本文借《規(guī)劃》研究的契機，利用遙感信息和GIS技術(shù)，以景觀格局指數(shù)分析上海市2009—2013年生態(tài)空間（集中于綠地）的景觀水平，以景觀連接度對上海市道路系統(tǒng)和綠地系統(tǒng)進行拓撲分析，指明網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中存在的不足和缺陷，以期通過對上海市主要生態(tài)空間的景觀格局和網(wǎng)絡(luò)性能的分析，為構(gòu)建健康合理的上海市生態(tài)安全空間格局提供技術(shù)支撐和規(guī)劃建議。

2 研究區(qū)域生態(tài)現(xiàn)狀與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方法

2.1 研究區(qū)域生態(tài)建設(shè)現(xiàn)狀

至2008年底，上海市建成區(qū)外圍現(xiàn)狀生態(tài)用地（包括耕地、園林地和內(nèi)陸濕地等）面積約3 895 km2（同期現(xiàn)狀建設(shè)用地總面積約2 860 km2），約占陸域總面積的57%（如加上現(xiàn)狀建成區(qū)內(nèi)綠地約162 km2，生態(tài)用地總面積約4 057 km2）（圖1）。同時，隨著上海城市建設(shè)和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)用地保護壓力逐漸加大。主要體現(xiàn)在：一是生態(tài)用地總量減少趨勢比較明顯；二是生態(tài)連通性不夠，整體效益較差；三是生態(tài)用地分布不均衡；四是生態(tài)空間建設(shè)難度比較大①上海市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃，2008。。

2.2 研究數(shù)據(jù)來源

2.2.1 景觀格局分析數(shù)據(jù)來源

本研究以2009年和2013年上海市TM影像為遙感數(shù)據(jù)源，進行波段組合、鑲嵌、投影變換、圖像增強、裁剪等處理；采用監(jiān)督分類方法提取不同土地利用類型（圖2）。數(shù)據(jù)預(yù)處理過程在ArcGIS 10.0和ERDAS Imagine 9.2支持下完成。原始遙感圖像和分類后的土地利用見圖3。

2.2.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)來源

圖1 上海市域生態(tài)用地現(xiàn)狀圖資料來源：上海市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃，2008。

圖2 數(shù)據(jù)預(yù)處理流程圖資料來源：作者自繪。

圖3 2009年、2013年原始遙感圖像和分類后土地利用圖資料來源：作者自繪。

圖4 最短路徑示意圖資料來源：作者自繪。

考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性，現(xiàn)狀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來源于對2010年上海市現(xiàn)狀道路和2009年綠道網(wǎng)絡(luò)的矢量化?，F(xiàn)狀道路主要分為快速路、主干路和次干路?，F(xiàn)狀綠道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主要來源于上海市生態(tài)用地現(xiàn)狀。數(shù)字化過程在ArcGIS10.0平臺下完成。

2.2.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)據(jù)來源

通過遙感解譯方法獲取土地利用數(shù)據(jù)，包括生態(tài)斑塊的識別、農(nóng)田、水域、建設(shè)用地的提取，結(jié)合遙感反演獲取林地數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀道路數(shù)據(jù)主要通過對地圖的矢量化獲取。

2.3 研究方法

2.3.1 景觀格局分析

本研究中，為更好分析上海市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，同時為未來構(gòu)建安全有效的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)提供鋪墊，將采用景觀指數(shù)分析上海市現(xiàn)狀景觀格局。根據(jù)景觀指標的生態(tài)意義，結(jié)合研究需要，本研究選擇4個非空間的組分指數(shù)(Non spatial component index, NSCI) 和4個空間的配置指數(shù)(Spatial configure index, SCI)。4個非空間的組分指數(shù)分別為斑塊密度（Patch density， PD）、邊界密度（Edge density， ED）、平均斑塊面積（Mean patch size， MPS）和Shannon多樣性指數(shù)（Shannon’s Diversity Index， SHDI），4個空間配置指數(shù)分別為景觀形狀指數(shù)（Landscape shape index， LSI）、平均斑塊分 維 數(shù)（Mean patch fractal dimension，MPFD）、歐式最近鄰近距離（Euclidean Nearest Neighbor Distance， ENN）和連接度（Connectance index，CONNECT）②王海珍. 城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)研究.華東師范大學(xué)，2005。。

2.3.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)評價

圖5 生態(tài)廊道提取流程圖資料來源：作者自繪。

景觀連接度和景觀連通性都是衡定景觀生態(tài)過程的重要指標[10]。本研究利用拓撲指數(shù)對上海景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接度和連通性進行描述，通過指數(shù)計算，描述城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)在空間上的耦合關(guān)系及其生態(tài)效能，強調(diào)網(wǎng)絡(luò)之間的生態(tài)耦合途徑及其生態(tài)功能的整體性和有機性，通過上述分析指明上海市道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)狀發(fā)展的概況和不足。

（1）γ、α、β指數(shù)

γ、α、β指數(shù)是以拓撲空間為基礎(chǔ)產(chǎn)生的，主要揭示節(jié)點和連接數(shù)的關(guān)系，反映網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度，但并不能反映實際距離、線性程度、連接線的方向及節(jié)點的確切位置。

γ是網(wǎng)絡(luò)中連線的數(shù)目與該網(wǎng)絡(luò)最大可能的連線數(shù)之比。以L表示網(wǎng)絡(luò)中實際存在的連線數(shù)，V表示網(wǎng)絡(luò)中實際的節(jié)點數(shù)，通過V可以確定最大可能的連線數(shù)Lmax。γ取值在0到1之間，0表示節(jié)點間沒有連線，1表示每個節(jié)點間都相互連通。γ指數(shù)為：γ=L/ Lmax=L/3（V-2）。

α指數(shù)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)通路的量度，又稱環(huán)度，是連接網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有節(jié)點的環(huán)路存在的程度。網(wǎng)絡(luò)連接度的α指數(shù)的變化范圍在0（網(wǎng)絡(luò)無環(huán)路）和1（網(wǎng)絡(luò)具有最大環(huán)路數(shù)）之間。α指數(shù)為：α=（L-V+1）/（2V-5）。

β指數(shù)是度量一個節(jié)點與其他節(jié)點聯(lián)系難易程度的指標。以L表示網(wǎng)絡(luò)中實際存在的連線數(shù)；V表示網(wǎng)中實際的節(jié)點數(shù)，則β指數(shù)為：β=L/V。

（2）成本比

成本比指數(shù)用來量化網(wǎng)絡(luò)的平均消費成本，主要反映網(wǎng)絡(luò)的有效性。具體計算公式如下：

其中式中Cost ration為成本比指數(shù)，l為網(wǎng)絡(luò)廊道數(shù)，d為整個廊道長度。

2.3.3 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

本研究擬采用最小路徑方法（Least-Cost Path method， LCP）對現(xiàn)有上海生態(tài)源地進行識別，判定影響生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的阻力因素，在上述基礎(chǔ)上構(gòu)建安全合理的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。最短路徑是用來計算并顯示從源點到目標點的最短路徑或最小成本路徑，該路徑是生物物種遷移與擴散的最佳路徑（圖4），可以有效避免外界的各種干擾，利用這一分析方法可以找到可通達性考慮得到的最好的路線?；谧钚∠M路徑的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程大致可以分為生態(tài)源地辨識、景觀阻力評價、消費面制作、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建4個步驟[11]。在構(gòu)建潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，結(jié)合重力模型提取重要生態(tài)廊道，最后在上述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基礎(chǔ)上，提出規(guī)劃建議生態(tài)廊道（圖5）。

（1）生態(tài)源地辨識

圖6 選取的上海地區(qū)生態(tài)源地資料來源：作者自繪。

大型生境斑塊為區(qū)域生物多樣性提供了重要的空間保障，是區(qū)域生物多樣性的重要源地。根據(jù)上海市區(qū)域的自然生態(tài)特點，將自然保護區(qū)、森林公園、風(fēng)景林、大型林地等生境較好的斑塊確認為源（Source）或目標（Targets）。以盡量選擇野生動物棲息地為原則，同時結(jié)合面積大小和空間分布格局，選取21個斑塊作為區(qū)域生物多樣性的“源地（Sources）”（圖6），總面積為307.21 km2。

（2）景觀阻力評價

生境適宜性是指在某一生境斑塊對物種生存、繁衍、遷移等活動的適宜性程度。景觀阻力是指物種在不同景觀單元之間進行遷移的難易程度，它與生境適宜性的程度呈反比，斑塊生境適宜性越高，物種遷移的景觀阻力就越小。根據(jù)上海的土地利用現(xiàn)狀，結(jié)合數(shù)據(jù)的可獲取性，確定了不同土地利用類型或生境斑塊的景觀阻力大小（表1）。

（3）重要生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的提取

源與目標之間的相互作用強度能夠用來表征潛在生態(tài)廊道的有效性和連接斑塊的重要性。大型斑塊和較寬廊道生境質(zhì)量均較好，會大大減少物種遷移和擴散的景觀阻力，增加物種遷移過程中的幸存率?；谥亓δＰ停℅ravity model），構(gòu)建生境斑塊（源與目標）間的相互作用矩陣。然后，根據(jù)矩陣結(jié)果，將相互作用力大于一定閾值的潛在重要生態(tài)廊道提取出來，并剔除經(jīng)過同一綠地斑塊而造成冗余的廊道，得到規(guī)劃研究區(qū)最終的重要生態(tài)廊道。重力模型的計算公式如下：

表1 不同土地利用類型的景觀阻力值

表2 2009年、2013年上海市域和中心城區(qū)綠地在斑塊類型水平上的景觀指數(shù)

式中Gab是生境斑塊a和b之間的相互作用力，Na和Nb分別是兩斑塊的權(quán)重值，Dab是a和b兩斑塊間潛在廊道阻力的標準化值，Pa為斑塊a的阻力值，Sa是斑塊a的面積，Lab是斑塊a到b之間廊道的累積阻力值，Lmax是研究區(qū)中所有廊道積累最大阻力值。

3 結(jié)果分析

3.1 景觀格局結(jié)果分析

3.1.1 斑塊類型水平上的景觀格局分析

對上海市2009年、2013年市域和中心城區(qū)綠地進行景觀格局分析，得到一系列在斑塊類型水平上的景觀指數(shù)（表2）。2013年市域范圍綠地系統(tǒng)斑塊密度從12.52個/km2增加到16.72個/km2、平均斑塊面積從3.18 hm2下降到1.09 hm2，這兩個指數(shù)的變化直接反映出綠地系統(tǒng)的破碎化程度呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，主要和城市化進程中人類活動對綠地的作用加強有關(guān)，由此引起斑塊破碎化現(xiàn)象突出。反映斑塊邊界特征的邊界密度由147.65 m/hm2下降到83.44 m/hm2，平均斑塊分維數(shù)有所下降，表明綠地系統(tǒng)斑塊形狀的復(fù)雜性程度有所下降。景觀斑塊形狀對斑塊內(nèi)部生態(tài)過程有一定的影響，如動物遷移、物質(zhì)交流等。在景觀面積相同的情況下，景觀有較長的邊界和形狀較復(fù)雜的斑塊，意味著擁有更多物質(zhì)和能量交換的機會。2013年市域范圍內(nèi)綠地系統(tǒng)平均斑塊分維數(shù)下降說明景觀和景觀要素之間較難進行能量、物質(zhì)等的流動。2009年到2013年中心城區(qū)的斑塊類型的景觀指數(shù)變化情況和市域范圍類似。值得說明的是，無論是2009年還是2013年，中心城區(qū)斑塊密度比市域范圍要大、平均斑塊面積比市域范圍要小，說明中心城區(qū)的綠地系統(tǒng)破碎化程度高于市域范圍，城市化對中心城區(qū)的綠地系統(tǒng)影響更大。而中心城區(qū)的邊界密度、平均斑塊分維數(shù)和市域類似，說明中心城區(qū)和市域相比，綠地斑塊的復(fù)雜程度類似。

表3 2009年、2013年上海市域和中心城區(qū)綠地在景觀類型水平上的景觀指數(shù)

3.1.2 景觀類型水平上的景觀格局分析

對2009年和2013年綠地系統(tǒng)景觀格局進行分析，得到一系列景觀水平上的景觀指數(shù)（表3）。從市域范圍來看，2013年景觀形狀指數(shù)由425.97降低到299.32。景觀形狀指數(shù)是反映景觀形狀復(fù)雜性的指標，景觀形狀復(fù)雜性降低說明景觀為物質(zhì)、能量計物種提供遷移和流動的機會下降。景觀多樣性是生物多樣性的重要研究內(nèi)容和組成部分，是對景觀水平上生物組成多樣性的反映，景觀多樣性指數(shù)從1.16下降到1.08，反映了景觀多樣性下降，具體表現(xiàn)為各景觀要素所占比例有所上升。景觀格局多樣性下降，說明提供多樣化生境機會降低，生物多樣性有所下降。景觀均勻性指數(shù)由0.83下降到0.78，表明景觀中每種類型斑塊分布的均勻程度有所惡化，即景觀均質(zhì)性下降。歐氏最近鄰體距離是測量同一類型斑塊之間的相對距離的指數(shù)，可以作為景觀連接度的替代指數(shù)。歐氏最近鄰體距離由74.98 m增加到83.42 m，以及連接度指數(shù)也有所上升，反映了景觀在連接度方面的改善。景觀連接度反映景觀中各元素有利或不利于生物群體在不同斑塊之間遷移、覓食的程度，反映同類或異類斑塊之間的景觀元素、能量的交換和遷移過程。景觀連接度的提高對于破碎景觀中動植物棲息地、生物多樣性保護與生物資源管理方面具有重要意義。從中心城區(qū)與市域比較來看，2009年和2013年中心城區(qū)景觀形狀指數(shù)小于市域、景觀多樣性指數(shù)低于市域、景觀均勻性指數(shù)低于市域，說明中心城區(qū)景觀要素更加單一，景觀多樣性和均勻性較低。且中心城區(qū)歐氏最近鄰體距離低于市域、連接度高于市域，說明中心城區(qū)景觀連接度優(yōu)于市域范圍，有利于保護生物多樣性和生物資源。

3.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)評價結(jié)果

3.2.1 上海市城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)γ指數(shù)分析

通過對上海市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接度計算，道路網(wǎng)絡(luò)（γ=0.61）和綠地網(wǎng)絡(luò)（γ=0.64）均達到0.6以上，說明綠地網(wǎng)絡(luò)和道路網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接度均較好，連接數(shù)量較多，節(jié)點間的連接性也較強。

3.2.2 上海市城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)α指數(shù)分析

由城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接度計算分析出，上海市道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)的α指數(shù)都較低，分別為0.41和0.45，說明這兩個網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路數(shù)量中等偏少，與γ指數(shù)形成較大反差，使網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出較高線性連接和較低環(huán)狀連接的網(wǎng)絡(luò)特征。路網(wǎng)的網(wǎng)狀連接度較低，呈現(xiàn)出輻射狀延伸特征。綠地網(wǎng)絡(luò)由于受到道路綠化和自然綠廊（河流）以及人工廊道的綜合作用呈現(xiàn)出綜合的環(huán)狀連接特征。

3.2.3 上海市城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)β指數(shù)分析

從指數(shù)分布來看，上海市城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)的β指數(shù)分別為1.81和1.88，基本上每個節(jié)點平均都具有1.8個連接線。道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)的β指數(shù)均大于1，處于適中水平，二者均具有適中的節(jié)點間連線途徑和適中的節(jié)點間連接性，網(wǎng)絡(luò)連接水平一般。

3.2.4 上海市城市景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)成本比指數(shù)分析

成本比是一個經(jīng)濟學(xué)概念，反映投入和產(chǎn)出的關(guān)系，成本比越低，表明在經(jīng)濟上越有效，具體到生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，成本比指數(shù)較低對于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和利用都是非常有效的。從成本比指數(shù)來看，道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)均高于0.7，表明上海市現(xiàn)狀道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)整體有效程度都較低（表4）。

3.2.5 小結(jié)

通過γ、α、β和成本比指數(shù)分析可以發(fā)現(xiàn)，道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)均有相似的網(wǎng)絡(luò)特征，兩者網(wǎng)絡(luò)連接度均較好、環(huán)路數(shù)量均較少、形成的節(jié)點間連接途徑水平一般，且兩者成本比都較高。形成這樣的特征，可能是因為道路網(wǎng)絡(luò)和綠地網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)過程中，注意所有節(jié)點的連接度，但是對于環(huán)路建設(shè)和節(jié)點間的相互連接有所欠缺。這些特征一方面反映出道路和綠地節(jié)點的廊道建設(shè)程度較低，另一方面節(jié)點建設(shè)存在節(jié)點孤立化、點狀化和平面化的問題。未來在上海市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，要加強節(jié)點間的連接程度，注意環(huán)路的建設(shè)，增加綠地斑塊和廊道建設(shè)，改善連接的生境質(zhì)量，降低生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本比。

圖7 成本柵格圖資料來源：作者自繪。

3.3 上海市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

3.3.1 消費面制作結(jié)果

根據(jù)上表不同土地類型的景觀阻力賦值，分別制作成本柵格文件（圖7）。

3.3.2 潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

基于GIS軟件平臺，采用最小路徑方法可以確定源和目標之間的最小消費路徑，該路徑是生物物種遷移和擴散的最佳路徑，可以有效避免外界的各種干擾。最終通過連接21個綠地斑塊的210條潛在廊道，組成了規(guī)劃研究區(qū)的潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（圖8）。

3.3.3 重要生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的提取

根據(jù)公式（1）計算兩兩生態(tài)斑塊之間的相互作用矩陣，結(jié)果如圖9所示。根據(jù)相互作用矩陣中得分值的大小，結(jié)合規(guī)劃研究區(qū)具體情況，將相互作用大于10的21條潛在重要生態(tài)廊道提取出來（圖10）。

3.3.4 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建結(jié)果

為了減少破碎生境的孤立，保持生物多樣性，通過生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建發(fā)展生態(tài)廊道來維持和增加生境的連接，在景觀尺度上構(gòu)建和發(fā)展生態(tài)廊道以增加生境斑塊的連接性。根據(jù)上述提取的重要生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合所有生態(tài)斑塊之間的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，考慮最后創(chuàng)建綠廊的完整性、環(huán)路性以及全覆蓋性，構(gòu)建上海市的生態(tài)保護型綠廊并與上海市城市總體規(guī)劃進行疊加，形成上海市城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)（圖11）。

表4 上海市城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)基本特征度量表

圖8 上海市潛在生態(tài)廊道圖資料來源：作者自繪。

圖9 相互作用矩陣結(jié)果資料來源：作者自繪。

圖10 上海市重要生態(tài)網(wǎng)絡(luò)提取資料來源：作者自繪。

圖11 上海市城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃示意圖資料來源：作者自繪。

4 結(jié)論與展望

通過對2009年和2013年上海市的綠地系統(tǒng)景觀格局進行分析，構(gòu)建一系列表征景觀格局和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的指數(shù)，該指數(shù)反映出2009年—2013年上海市在城市景觀形狀、多樣性、均勻性以及景觀連接度等方面發(fā)生了明顯變化，其直觀效果是加大了斑塊的破碎化程度，降低了景觀多樣性和均勻性，但增強了景觀連接度，一定程度上改善了綠地系統(tǒng)的質(zhì)量。此外，表征景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的γ、α、β及成本比指數(shù)反映了路網(wǎng)的網(wǎng)狀連接度較低，呈現(xiàn)出輻射狀延伸特征以及節(jié)點建設(shè)的孤立化、點狀化和平面化。值得注意的是，通過對以上指標的分析可以清楚地判斷中心城區(qū)和市域范圍內(nèi)景觀格局和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)存在較大的差別，例如，中心城區(qū)的景觀破碎度和景觀多樣性更低，景觀要素更加單一。

綜合以上研究，未來在上海市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，應(yīng)注意以下兩個方面：

（1）市域范圍內(nèi)，結(jié)合上海市城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤、上海市新一輪總體規(guī)劃等重大戰(zhàn)略機遇，從全域角度構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的整體性。具體來說，加強節(jié)點間的連接程度，注意環(huán)路的建設(shè)，增加綠地斑塊和廊道建設(shè)以改善連接的生境質(zhì)量，降低生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本比；

（2）一方面，中心城區(qū)景觀連接性高于市域是由于其路網(wǎng)密度較高，但路網(wǎng)密度并不能直接反映生態(tài)廊道密度。另一方面，針對中心城區(qū)景觀破碎度低和要素單一的問題，未來以期結(jié)合工業(yè)改造和“退二進三”的實施得以提升，因此中心城區(qū)應(yīng)該著力于結(jié)合產(chǎn)業(yè)升級、用地置換和舊城更新來增加綠地斑塊，構(gòu)建生態(tài)綠化廊道。

然而，生態(tài)安全的提升并不是一蹴而就的，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建也不是點線面的簡單圖示化理解，需要全局性的戰(zhàn)略和政策指導(dǎo)，以及用地性質(zhì)和功能轉(zhuǎn)變、更新改造及道路建設(shè)等諸多環(huán)節(jié)的合作。最后本研究基于指標分析結(jié)果，通過景觀生態(tài)方法對生境斑塊進行串聯(lián)，形成自然與人工結(jié)合的珠帶式開放空間，對提升城市空間品質(zhì)具有一定意義，也旨在對上海市未來生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供借鑒。

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Research on Evaluation and Construction of Ecological Network System in Shanghai

利用GIS技術(shù)，以2009年和2013年上海市TM影像、矢量化道路和綠道網(wǎng)絡(luò)，以及現(xiàn)狀土地利用作為數(shù)據(jù)源，通過4個非空間組分指數(shù)和4個空間配置指數(shù)進行景觀格局分析，利用反映景觀連接度和景觀連通性的γ、α、β及成本比指數(shù)進行生態(tài)網(wǎng)絡(luò)評價，以及最小成本路徑方法進行生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。結(jié)論認為，研究時間段內(nèi)，上海市景觀斑塊的破碎化程度和景觀多樣性、景觀均勻性有所降低，景觀連接度略為提升，其中中心城區(qū)相較于市域在上述指標的變化上更為明顯。最后從斑塊和廊道建設(shè)兩個方面、市域和中心城區(qū)兩個維度提出關(guān)于優(yōu)化上海市綠地系統(tǒng)景觀格局的建議。

Taking the TM image, vector road and green gallery, and the land use of Shanghai as the data source, this paper attempts to analyze the landscape pattern by Spatial Configure Index(SCI) and Non Spatial Component Index(NSCI), to evaluate the ecological network viaγ,α,βand cost ration that reflect landscape connectivity properly, and to establish ecological network through the least-cost path method with GIS technology. From what has been discussed above, we draw a conclusion that the fragmentation of landscape patch and the landscape diversity and uniformity have been reduced, while the landscape connectivity has been promoted. Compared to city region, urban center shows an obvious variation in the above indices. Finally from the perspective of both urban center and city region, we offer proposals about how to optimize the green system and landscape pattern by patches and corridors construction.

生態(tài)網(wǎng)絡(luò) | 評價與構(gòu)建 | 上海市

Ecological network | Evaluation and construction | Shanghai

1673-8985（2017）02-0082-08

TU981

A

*國家自然科學(xué)基金項目“基于洪澇脆弱性評估的城市適災(zāi)彈性空間研究”（編號：51608213）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費資助項目“基于大數(shù)據(jù)-空間分析技術(shù)的城市生態(tài)空間信息圖譜研究”（HUST：2016YXMS054）資助。同濟大學(xué)高密度區(qū)域智能城鎮(zhèn)化協(xié)同創(chuàng)新中心、上海同濟城市規(guī)劃設(shè)計研究院課題（KY-2013-C02）：基于SSM-ES-GIS的城市生態(tài)安全空間格局分析及構(gòu)建研究部分成果。