磴口縣生態網絡多情景模擬研究

于 強 劉智麗 岳德鵬 張啟斌 牛 騰 蘇 凱

(北京林業大學精準林業北京市重點實驗室， 北京 100083)

0 引言

土地沙漠化目前成為全球最嚴重的環境與社會經濟問題之一[1]。在我國，西北地區沙漠化的迅速發展已經對社會經濟和生態環境造成了很大影響，雖土地經濟開發進程緩慢，但輕微程度的干擾與破壞就會對脆弱的生態環境造成不可恢復的破壞[2]。具有生態作用的生態用地有機結合就形成了綠色生態網絡，綠色生態網絡在一定程度上保證了干旱半干旱地區的生態環境穩定，雖然受到土地經濟開發、沙漠化和客觀環境不穩定性等的影響，但生態網絡能夠抵抗破壞的彈性特征使得遭到破壞后的生態網絡能夠得到一定程度的恢復[3]。如何在土地經濟開發的背景下保證生態網絡的結構穩定從而發揮其生態功能，成為需要迫切解決的現實問題[4]。

對區域現狀生態網絡進行細致分析是進行格局優化的前提。在生態網絡構建分析方面，目前多數的研究是針對潛在生態網絡的研究，且多集中于城市區域[5]。首先基于景觀生態學“斑塊-廊道-基質”理論利用生態阻力面模型等構建區域的潛在生態網絡，進而選用聯通性、重要性等景觀格局指數[6]，關聯長度指數、介數指數等網絡結構評價指數[7]，以及重力模型、形態學空間格局分析模型[8]等對其進行分析。潛在生態網絡理論上是現狀生態網絡的優化狀態，潛在生態網絡的構建是基于現狀生態環境下最優的生態網絡結構[9]，但其是一種最理想化的狀態，在中國西北干旱半干旱區由于水資源、土壤資源等的限制[10]，這種潛在的生態網絡格局并不能真正的實現，故對現狀的生態網絡進行分析意義更大，維持現狀生態網絡的穩定持續更為重要。

現狀生態網絡是一個動態變化的網絡，對現狀生態網絡進行破壞模擬意義重大。在西北干旱半干旱地區，生態網絡的發展最大的影響就是在水資源有限的前提下的土地經濟開發，經濟開發需要大量水資源，則導致用于生態環境保護的水資源不足[11]。基于此，本研究設置多種情境對現狀生態網絡的演化特征進行模擬分析，生態網絡的演化不同于土地利用的演化，其不僅受到生態基質的影響，其自身結構特點也對演化產生影響，即生態網絡中存在生態力，對此生態力進行定量描述對于生態網絡的演化模擬至關重要。生態網絡是復雜網絡的一種，針對社交網絡、無線傳感器網絡、生物網絡等復雜網絡的布局研究目前較多，其中力導向算法被廣泛的應用于這些復雜網絡的自動布局，對具有空間信息的生態網絡應用極少[12]。故本研究以中國西北荒漠綠洲區典型縣域為研究區，對力導向算法進行改造，構建出可應用于生態網絡演化的力導向模型，結合最小累積阻力面模型對研究區現狀生態網絡進行模擬分析。模擬并預測不同程度生態保護和土地經濟開發情景設置下區域生態網絡格局的演變特點，為區域可持續發展提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

磴口縣地處中國西北部(東經107°05′，北緯40°13′)，位于內蒙古河套平原源頭，黃河中上游，背靠狼山山脈，西鄰烏蘭布和沙漠。磴口縣氣候干旱少雨，水資源較為短缺，土地沙漠化嚴重，土地退化嚴重，區域蒸發量大，導致土地鹽漬化程度深，境內海拔1 030～2 046 m，整個地形除山區外，呈東南高西北低，逐漸傾斜。屬中溫帶大陸性季風氣候，歷年平均風速3.0 m/s，瞬間最大風速28 m/s，多年平均降水量143.9 mm，多年平均蒸發量2 327 mm，多年平均氣溫7.6℃，無霜期136 d。全縣有6個土類，10個亞類，31個土屬，258個土種。黃河流經磴口縣52 km，年徑流量310億m3，水域面積2 400 hm2。河套地區地下水埋深0.5～3 m，沙區地下水埋深3～10 m，山前洪積扇地下水埋深3～30 m，相對豐富的地表水與地下水對磴口縣發展以及生態環境改善提供了有力保障[13]。

1.2 數據來源與處理

選取磴口縣2016年夏季且少云的30 m分辨率的Landsat OLI影像為研究素材(來自地理空間數據云平臺)，提取NDVI、MNDWI指數。利用ENVI 5.1軟件對影像進行波段合成、圖像增強和幾何校正處理，選擇最大似然監督分類法對遙感影像進行目視解譯，提取磴口縣的土地利用類型信息，使用ArcMap 10.2進行細碎斑塊處理。為滿足研究需要，利用從內蒙古自治區巴彥淖爾市國土局獲得的2015年二級土地利用精細分類數據對影像解譯的2016年土地利用數據進行修正，結合外業調查數據得到準確的2016年土地利用精細分類數據，土地利用類型包括：采礦用地、村莊、風景名勝及特殊用地、公路用地、溝渠、灌木林地、果園、河流、河灘地、湖泊濕地、湖泊水面、建制鎮、交通用地、坑溏水面、林帶、落地、其他草地、人工草地、沙地、設施農用地、水工建設用地、水澆地、水庫水面、天然牧草地、鹽堿地和有林地26類[14]。

用于構建最小累積阻力面的DEM數據來自地理空間數據云平臺，分辨率30 m。利用ArcGIS 10.2軟件根據DEM數據提取坡度數據。地下水埋深的空間分布數據來自馬歡等[15]的研究成果，其為本研究的前期研究成果。通過土地利用數據提取水網和路網，利用ArcGIS 10.2軟件中的多重緩沖區分析模塊獲得距離因子數據。通過土地利用數據提取居民點、路網、水網，利用ArcGIS 10.2軟件中的密度分析模塊獲得密度因子數據。

1.3 最小累積阻力面模型

基本最小累積阻力面模型，即MCR(Minimal cumulative resistance)的基本公式為

(1)

式中VMCR——最小累積阻力面

fmin——某土地單元的累積阻力最小值

Dij——從生態源地j到土地單元i空間距離

Ri——用地單元i對運動過程的阻力系數

不同生態源地有不同的生態能量，即不同生態源地的影響力是不同的，引入不同等級生態源地的能量因子Pj，修正MCR模型[16]。根據生態源地生態系統的類型不同，磴口縣的生態源地可概括為綠色和藍色兩種類型，分別利用NDVI和MNDWI兩個指數描述兩種生態源地的特征[17-18]，并結合各個生態源地斑塊的面積大小構建能量因子Pj修正系數，能量因子Pj的計算公式為

Pj=AjIjr

(2)

式中Aj——第j塊生態源地斑塊的面積

Ijr——第j塊生態源地斑塊的第r個歸一化指數

在本研究中選擇了兩種歸一化指數描述生態源地，故r分別取值1和2，Ij1為第j塊生態源地的NDVI均值，Ij2為第j塊生態源地的MNDWI均值。

修正后MCR模型考慮了4方面因素，即生態源地、生態源地能量等級、距離和基面阻力特征，修正后公式為

(3)

式中VMCR-P——生態用地擴展最小生態累積阻力面

Pj——生態源地j的能量因子，其值越大代表生態源地斑塊的生態能量越大

由于基面特征的不同，生態源地中產生的生態能量在生態網絡以及區域內的擴展過程中所受到的阻力是不同的。阻力系數反映了生態景觀覆蓋控制其他景觀的難易程度。本研究在構建阻力面時設置兩種磴口縣的發展模式，第1種模式是經濟發展模式，第2種是生態保護模式。針對兩種模式構建相對應的阻力面，賦予不同的阻力系數。最終利用ArcGIS軟件中的cost-distance模塊完成7種類型生態源地的累積阻力面的計算，由于計算量較大，故利用Python腳本語言編寫程序完成該計算。通過對計算生成的累積阻力面進行疊加分析，計算各個柵格單元的最小值，最終得到2種模式下的2個最小生態累積阻力面。

1.4 多情景模擬模型

磴口縣的現狀生態網絡主要由生態源地節點和生態廊道組成，是一個有權的復雜網絡。生態能量在生態網絡中的流動是雙向的，即生態源地與生態源地之間能夠互相影響，互相傳遞能量。由于在干旱區水資源相對短缺，生態源地之間不僅存在著相互依存的關系，在水資源、土壤資源利用等方面還存在著競爭的關系。距離因素決定了2個生態源地之間的關系，距離過近則競爭現象凸顯，距離過遠則不能夠相互補充能量，這種現象類似于物理學中的真空中2個電子之間的庫倫效應，故本文將生態源地之間的這種現象稱為生態源地類庫倫效應。這種效應可以解釋為：當2個生態源地距離過近，則它們之間存在著排斥力，隨著2個生態源地距離的增加，這種排斥力逐漸轉變為吸引力，直到距離過大導致2個生態源地之間影響力消失。

故本文將物理學領域電子之間的庫倫力引入到景觀生態學領域，將生態源地之間的這種類庫倫力稱為生態庫倫力，并給出生態庫倫力的定義：在一定的土地空間內，假設生態綠地所能利用的資源是有一定限度的，則2個生態綠地之間存在隨距離的變化而變化的作用力，即生態庫倫力。

根據牛頓第三定律：相互作用的2個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。而牛頓第三定律同樣適用于生態庫倫力。如圖1所示，在生態網絡中，生態庫倫力與最小生態累積阻力是一對相互作用力，它們大小相等且方向相反。當2個生態源地節點相互作用產生生態庫倫力后，生態庫倫力又導致了生態能量在生態網絡中的流動，從而產生了生態流。而生態流在流動的過程中所做的功就等于最小累積生態阻力克服生態流的流動而做的功，故可以用最小累積生態阻力來反映生態庫倫力。

圖1 生態源地間相互作用力示意圖Fig.1 Schematic diagram of interaction forces between ecological sources

生態源地能量的大小決定了生態庫倫力的強弱，生態庫倫力的變化引起了生態網絡格局的改變。基于力導向模型(Force directed model，FDM)的圖形繪制方法是網絡圖節點自動布局研究中應用最廣的一類算法[19]。FDM將圖形假想為一個物理系統，每個節點都受到其他節點的拉力或斥力，所有的節點在相互作用力下運動，當系統達到力平衡而靜止時，即獲得了最佳布局[20]。

本研究利用復雜網絡力導向算法進行磴口縣生態網絡的布局模擬研究，采用{V,H}代表復雜生態網絡，其中V是生態網絡節點集合，而H是廊道的集合。借鑒Noack所提出的LL(LinLog)模型，該模型在圖形進行節點自動布局的同時，完成節點聚類[21]。該模型定義復雜生態網絡動態系統的能量為

E=∑(‖pi-pj‖-ln(‖pi-pj‖))

(4)

式中E——復雜生態網絡能量

pi——V中第i個生態節點

pj——V中第j個生態節點

|·|——節點pi與pj之間的歐氏距離

|pi-pj|——節點pi與pj之間的圖論距離(即跳數)

式中前半部分代表了鄰接節點的引力，后半部分代表了任意節點之間的斥力。

本研究中的生態庫倫力借鑒了物理學中電子的引力與斥力，借鑒Fruchterman的研究將電子斥力引入生態網絡力導向布局模型[22-23]，定義任意2個生態源地節點之間存在的斥力和引力的計算公式為

(5)

(6)

式中Fc——斥力Fy——引力

K——生態庫倫力常數

公式表明生態源地節點之間的距離越小則互相斥力越大，這可以有效的解決生態源地節點之間重疊覆蓋引發資源競爭的問題。

在斥力與引力以及最小累積阻力的共同作用下，實際中的生態網絡會逐漸的發生演化。生態源地節點、生態廊道會發生小幅度的位置變化以及面積的變化，本研究假設當所有生態源地節點的動力和最小時，生態源地節點就達到了平衡狀態，即最佳布局。但是因為實際中最小累積阻力的限制，生態網絡只能是最大可能地趨于最佳的布局。本研究生態網絡力導向多情景模擬模型的具體算法流程如下：

(1)將磴口縣內的所有生態節點劃分為k個子區域，并進行編號。

(2)計算各個生態源地節點與k個子區域之間的受力情況，計算pi受到第j子區域所有生態源地節點的作用力之和。

(3)計算最大作用生態庫倫力，結合最小累積阻力面數據獲得最小累積阻力，判斷在空間上該生態節點能夠移動的距離與方向，改變節點pi的位置，評判是否可以改變節點pi的區域編號，若阻力過大不能將節點pi加入到最大作用力子區域，則在空間上將節點pi的位置移動到距離子區域最能達到的位置。

(4)將生態網絡拓撲圖與實際生態網絡柵格數據對應，獲得生態源地斑塊柵格的生態庫倫力，根據阻力大小進行生態源地斑塊、生態廊道斑塊的擴張或縮減模擬。

(5)重復計算，直到整個生態網絡系統的能量E之和最小，則生態網絡達到了平衡狀態，最終得到生態網絡空間分布柵格模擬結果。

設置了兩種演化模式，基于現狀生態網絡的生態保護模式和與之相對應的純粹的經濟發展模式。在現實中磴口縣的發展是兼顧生態保護和經濟發展兩方面，磴口縣生態環境極其脆弱，生態環境的穩定是經濟發展的基礎，生態保護模式是磴口縣目前的主要模式。生態保護模式可理解為磴口縣現狀模式，通過調整兩種模式的轉換完成情景模擬，分析磴口縣未來多情境下生態網絡的演變規律。

在干旱半干旱區，水資源以及經濟狀況決定發展模式，且水資源和經濟投資是有限的，基于此假設生態保護模式的權重為M，經濟發展模式的權重為N，則有M+N=1。設定步長為0.1，分別設置M={0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0}，則有N={1.0,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,0}。M=0代表純粹的經濟發展模式，M=1.0則代表現狀的生態保護模式。利用該權重體系最終獲得11幅最小累積阻力面圖，即11種不同程度生態發展模式和經濟發展模式的磴口縣基面阻力特征，利用力導向算法最終模擬出11種情境下的生態網絡演化結果。

2 結果與分析

2.1 最小累積阻力面構建

從地形坡度、植被覆蓋、水文分布、土地覆蓋、距離因子、密度因子6方面建立生態阻力的評價體系。按照表1將各項生態阻力劃分為5個等級，針對生態保護模式和經濟發展模式，分別用1、3、5、7、9來表示程度，考慮各個因子對于現狀生態網絡的維持與發展都有必不可少的貢獻，故各個因子具有相同的權重。地下水埋深的空間分布對地上植被的空間格局起著決定性作用，地下水埋深小易于植被的生經過疊加柵格計算得到生態保護模式下和經濟發展模式下生態能量在區域內流動的基面阻力。在生態保護模式下，經過疊加運算得到6個阻力，阻力2的區域面積很少，阻力3的區域主要位于道路廊道和水網廊道，阻力4的區域位于道路廊道周圍，阻力5的面積最大，阻力6主要分布在烏蘭布和沙漠東北緣以及狼山山前。在生態保護模式下生態能量在生態源地與生態廊道附近有較低的阻力值。但是在經濟發展模式下，烏蘭布和沙漠東北緣以及狼山山前洪積扇區域反而生態阻力較小，在生態廊道以及生態源地周邊生態阻力反而較大，這反映了在現狀的基礎上大力發展經濟會極大破壞生態網絡，因為在磴口縣發展經濟離不開水及交通運輸，所以在阻力面上反而荒漠地帶有相對較低的生態阻力值，這也反映出若基于現狀純粹的經濟發展開發會嚴重地增大生態阻力，嚴重地阻礙生態能量的流動。

表1 生態阻力評價指標體系Tab.1 Ecological resistance evaluation index system

長，能夠保證生態網絡不斷裂，故將地下水埋深空間分布加入評價體系。與水體廊道和道路廊道的距離大小，描述的是生態能量水平運動過程的難易，廊道密度以及居民地密度決定了大尺度空間上的生態能量傳遞的難易。利用ArcGIS軟件制作各個單因子的評價結果，進行疊加柵格計算得到生態保護模式和經濟發展模式下的生態阻力基面的綜合評價結果，如圖2所示。

圖2 生態保護模式與經濟發展模式生態阻力面Fig.2 Ecological protection and economic development model ecological resistance surfaces

基于改進的最小累積阻力面模型，利用ArcGIS軟件中的cost-distance模塊分別計算人工草地、其他草地、坑溏水面、有林地、果園、湖泊和灌木林地7種類型生態源地的生態累積阻力面，進行疊加柵格計算得到在磴口縣現狀基礎上生態保護模式和經濟發展模式下的綜合生態累積阻力面。由圖3可知，在生態保護模式下磴口縣大部分區域的生態累積阻力較低，最低為23 971，狼山山前最大生態累積阻力為512 433，在烏蘭布和沙漠東北緣的最大阻力值達到809 998。在經濟發展模式下生態累積阻力相對較小的區域明顯減少，在磴口縣西北的那仁布魯格嘎查地區阻力較大，在磴口縣東南的渡口鎮附近區域阻力明顯有所升高，整體最低生態累積阻力為24 057。

圖3 生態保護模式與經濟發展模式累積生態阻力面Fig.3 Cumulative ecological resistance surfaces of ecological protection and economic development model

2.2 生態網絡多情景模擬

通過多情景模擬分析不同發展模式對現狀生態網絡的影響作用。(M，N)共設置(0，1.0)、(0.1，0.9)、(0.2，0.8)、(0.3，0.7)、(0.4，0.6)、(0.5，0.5)、(0.6，0.4)、(0.7，0.3)、(0.8，0.2)、(0.9，0.1)、(1.0，0)11種情景，(0，1.0)模式即經濟發展模式下的生態阻力面，(1.0，0)模式即生態保護模式下的生態阻力面，利用ArcGIS軟件的Raster Calculator模塊得到其他9種模式的生態累積阻力面。如圖4所示，由(0.1，0.9)模式到(0.9，0.1)模式，隨著生態保護模式生態累積阻力面的權重增加，生態保護的效果能夠被反映出來，9種模式的累積阻力值范圍分別為24 763～864 906、24 661～943 172、24 560～1 021 440、24 458～1 104 420、24 357～1 187 410、24 255～1 270 410、24 154～1 353 410、24 052～1 436 400、23 929～1 519 400。結合圖3可明顯看出隨著經濟發展模式到生態保護模式的轉換，象征較低生態累積阻力的藍色和綠色區域逐漸增多。

圖4 多情景模式累積生態阻力面Fig.4 Cumulative ecological resistance surface under multi scenarios

圖5 水網和路網骨架空間分布Fig.5 Spatial distribution of water network and road >network skeleton

水網和路網組成了磴口縣的廊道網絡，為了分析廊道網絡的穩定機理，利用Kruskal算法[24]進行磴口縣骨架廊道的提取，在Matlab軟件中實現骨架樹的篩選生成。基于介數計算的Kruskal算法成熟、穩定且計算量小。在生成骨架廊道之前，首先根據生態源地斑塊與生態廊道的空間位置確定出每條廊道的起點與終點，確定每條廊道與生態節點之間的連接關系，并且抽象成為生態網絡圖譜結構，最終得出磴口縣現狀生態網絡的骨架廊道，結果如圖5所示。骨架廊道是生態網絡穩定的最基本保證，所提取出來的骨架廊道與實際情況較為吻合，水網中的黃河以及黃河奈倫湖分枝、烏沈干渠、總干渠、大灘渠、東風渠建設二干渠、烏拉河、團結渠北二支渠、五支渠、四支溝、瑪彌吐渠等關鍵的河流溝渠都被確定為骨架廊道。路網中的磴哈公路、穿沙公路、京藏高速、包銀公路、沙巴公路、S312省道等關鍵的路段都被確定為骨架廊道。在現實中這些骨架廊道具有不易發生大規模變動的特點，其極高的穩定性也保證了磴口縣生態網絡的穩定。

在利用本研究所構建的生態網絡力導向算法進行多情景模擬之前給出模型假設。(1.0，0)模式是根據2016年研究區現狀進行阻力體系賦值，故假設代表現狀生態網絡的(1.0，0)模式為初始模式。現狀生態網絡是多年的生態環境演變的結果，假設初始模式下生態網絡處于基本穩定狀態且其生態庫倫力與最小累積阻力相同。在生態網絡中生態庫倫力的作用下，隨著最小累積阻力值的變化，生態網絡也隨之發生變化，從而完成多情景模擬。利用Python腳本語言基于ArcGIS軟件中編寫程序完成力導向模型在不同阻力面上的模擬，為便于分析，利用自然斷點法按照生態庫倫力大小對柵格生態網絡數據進行分級，共分為5個等級。(1.0，0)模式下的初始生態網絡以及(0，1.0)模式下的生態網絡模擬結果如圖6所示。

圖6 初始模式及最終模式生態網絡模擬結果Fig.6 Ecological network simulation results of initial model and final model

隨著(1.0，0)模式到(0，1.0)模式的轉換，部分區域內最小累積生態阻力逐漸增大，導致現狀生態網絡遭到巨大破壞，在磴口縣北部、西部和東南部破壞最為嚴重，生態網絡中生態庫倫力為1級、2級的柵格大量消失，5級柵格也有較多消失，網絡的骨架廊道也遭到了致命的破壞。為了更為準確的分析從(1.0，0)模式到(0，1.0)模式轉換過程中生態網絡變化的細節，選擇了生態網絡被破壞較大的沙金套海蘇木周邊的區域進行細致研究，劃定了面積接近310 km2的樣圓(圖6)。樣圓內包含了5個等級的生態網絡柵格、7個種類的生態源地斑塊類型，也包含水網和路網兩種類型廊道的骨架結構以及非骨架結構。

圖7 多情景生態網絡模擬結果Fig.7 Simulation results of sentimental landscape ecological network

由圖7可知，(0.9，0.1)模式下，樣圓西部非骨架廊道出現了斷裂，5級柵格有部分消失，但是在樣圓中部阻力值降低，源地柵格和廊道柵格都有所擴張。(0.8，0.2)模式下樣圓西部阻力繼續增大，生態網絡中生態源地柵格出現破碎現象，非骨架廊道破壞程度增加，骨架廊道中的三支渠出現了斷裂。(0.7，0.3)模式下樣圓的中部阻力值增加幅度較大，3、4、5級生態網絡柵格破碎消失的比較嚴重，西部骨架廊道新四支渠出現了比較嚴重的破壞，非骨架廊道出現了嚴重斷裂。(0.6，0.4)模式下西部骨架廊道新四支渠基本完全破壞，中部骨架廊道三支渠破壞程度增加，但是東部骨架廊道北二支渠并沒有遭到破壞。(0.5，0.5)模式下樣圓南部隨著阻力值增大，納林套海農場附近生態網絡柵格破碎嚴重，部分生態源地柵格完全消失。(0.4，0.6)模式下樣圓西部和南部骨架廊道基本完全破壞，生態網絡破碎化嚴重。(0.3，0.7)模式下樣圓北部太陽廟農場附近生態網絡柵格逐漸消失，西部和南部生態網絡破碎柵格進一步消失，東部非骨架廊道也遭到了破壞。(0.2，0.8)模式下樣圓東部骨架廊道北二支渠出現了斷裂，西部和南部生態網絡破碎柵格進一步消失。(0.1，0.9)模式下骨架廊道北二支渠斷裂增大，北部骨架廊道瑪彌吐渠也遭到破壞。(0，1.0)模式生態網絡破碎柵格大量消失，主要骨架廊道基本完全斷裂，生態源地斑塊之間幾乎不相連，生態網絡在結構上已經完全喪失其功能。現狀生態網絡是適應目前磴口縣生態環境而演化形成的，隨著生態保護模式阻力面權重的降低，區域內阻力值逐漸增大，生態網絡也逐漸的遭受破壞，生態源地萎縮，生態廊道斷裂，表明在現有條件下若進行較大規模的土地經濟開發會對磴口縣生態網絡造成不可恢復的破壞。但是在多種模式中，(0.9，0.1)模式雖在沙漠邊緣處出現破壞，但是在樣圓內部生態網絡卻出現擴張，而此后的模式生態網絡則呈現持續破壞狀態，表明磴口縣仍有進一步發展經濟的空間，但空間不大。

3 結論

(1)本研究給出了生態庫倫力的概念，將復雜網絡分析方法應用于實際生態網絡的分析中，結合最小累積阻力模型所構建的生態網絡多情景模擬模型可行。基于現狀構建的生態保護模式累積生態阻力面顯示出狼山山前和烏蘭布和沙漠的東北緣生態阻力較大，與之相對應的經濟發展模式累積生態阻力值較大區域明顯增多。

(2)基于復雜生態網絡力導向模型的11種情景模式下，隨著(1.0，0)模式到(0，1.0)模式的轉換，生態網絡出現了逐漸的破壞。以局部樣圓為例，隨著模式的轉換，生態源地斑塊柵格逐漸消失，骨架廊道逐漸出現斷裂，最終(0，1.0)模式下生態網絡遭到極大破壞，結構上已經不具備生態網絡的特征，表明現狀條件下干旱半干旱區若進行大規模土地經濟開發會對生態網絡造成極大的破壞。

(3)在(0.9，0.1)模式下，沙漠邊緣處出現破壞，但是在樣圓內部生態網絡卻出現擴張，在現有自然資源的約束下，磴口縣仍有發展經濟的空間，但空間不大。這個現象對未來利用本研究所提出的多情景模擬模型進行經濟發展空間閾值界定提供了一個研究方向。

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