生態安全約束下城市群空間網絡結構動態演變及關聯特征分析
——以環鄱陽湖城市群為例

劉耀彬，邱 浩，戴 璐

(1.南昌大學中國中部經濟社會發展研究中心，南昌 330031；2.南昌大學經濟管理學院，南昌 330031)

改革開放四十年來，我國城鎮化水平由改革開放初期的19.4%提升至2019年的60.6%，超過世界城鎮化水平近5個百分點，作為國家推進城鎮化的主體形態，城市群起重要作用.伴隨著經濟飛速發展和大城市集聚功能的日益增強，城市群向一體化、網絡化等方向演變，城市群網絡化正成為當下中國乃至世界城市群的發展特征，對推動形成大中小城市協調發展的城鎮格局具有重大意義[1].然而城市群在網絡化進程中需要面對嚴峻的資源與環境束縛，城市群已然成了群聚性城市病爆發及生態環境矛盾重重的“重災區”[2].隨著國家再次強調將城市群作為新型城鎮化的主體形態，以及建設生態文明發展目標的提出，明確區域生態環境要素對城市群的脅迫關系，揭示生態安全約束下城市群空間網絡化規律具有重大理論和現實意義.

城市群空間網絡結構體現著城市群空間結構向高層次演化的趨勢，是人類社會與自然環境相互協調的空間場所[3].隨著相關理論的成熟及計算機的快速發展，城市群空間網絡逐步成為研究的熱點問題.現有研究主要通過對基礎設施[4-5]、企業組織[6-7]和經濟要素[8-9]等視角展開多尺度城市群空間網絡結構的分析.其中，基礎設施主要是基于交通和通訊等數據刻畫網絡結構，各城市作為網絡節點履行著交通和通信樞紐的職能；企業組織依托上下游產業鏈或母子企業的組織關系來把握城市群空間網絡結構演變規律；經濟要素主要通過經濟要素的流動、旅游流等來反映城市群空間網絡結構.另外，分析城市群網絡結構離不開對城市群空間網絡關聯的把握，城市群網絡關聯的強弱是城市群發展階段與水平的體現，現有研究主要使用引力模型來剖析城市間的空間網絡關聯[10-11].總體上看，現有的城市群空間網絡雖研究視角多元化，但多停留在社會經濟層面，從區域資源與生態環境的角度對城市群空間網絡結構和關聯進行的研究相對不足.

生態環境是城市群產生與發展的重要基底因素，不同的生態安全狀況對城市群的約束力也不盡相同[12].如何實現生態安全約束下的城市健康發展是目前城鎮化進程所面臨的重大難題.目前學者普遍認為城市群建設改變了區域生態環境基底，由此引發一系列城市群生態安全問題，抑或是聚焦在生態安全領域中某一具體方面，比如不透水地表[13]、水資源利用[14]、土地利用[15]、濕地[16]等，而對城市群與生態安全整個研究領域的關系國內學者也進行了研究，但以城市群進程中生態安全格局分析為主，并且主要將京津冀[17]、長三角[18]、珠三角[19]等視為典型區進行探索性分析.常用的區域生態安全評價模型有景觀格局指數評價法、PSR模型、生態系統服務價值法等.有鑒于此，相關研究從單一評價方法對城市群建設所引起生態安全問題做了比較深入的研究，但是以生態安全為約束條件并綜合多種評價方法，全面深入地研究生態安全對城市群約束作用同樣具有不可或缺的意義.尤其是近些年伴隨著人地矛盾加劇，生態安全在城市群建設中的約束作用日趨顯著，對生態安全約束下城市群網絡化的研究亟待深入.

環鄱陽湖城市群作為江西省最發達的區域，致力于打造“中部崛起”的又一核心增長極.鄱陽湖是國際級重要濕地，在提供多重生態功能和維系區域生態安全方面意義重大.但伴隨城鎮化進程，湖區內濕地的退化、消失和景觀類型的破壞現象時有發生，生態安全問題與城市群建設如何協調發展的問題亟待解決，在生態安全約束下考慮城市群空間網絡特征，揭示城市群空間網絡關聯規律具有重大意義.因此，本文以環鄱陽湖城市群為例，綜合考慮區域景觀格局和生態系統服務功能重要性來構建生態安全指數，定量測度生態安全約束下的環鄱陽湖城市群空間網絡結構動態演變及關聯特征，以期優化城市群空間網絡結構，為區域生態環境的保護和城市群的可持續發展提供決策依據.

1 研究方法與數據來源

1.1 研究區概況

環鄱陽湖城市群包含42個縣(區)，2017年末總人口3 642.85萬人，占全省78.82%，GDP為16 218.28億元，占全省77.90%，是江西省重要經濟增長區域，也是江西省生態安全保護的重點區域.但近年來環鄱陽湖城市群地區生態安全與城鎮化發展的矛盾日益凸顯，尤其是湖域生態安全對城市群空間網絡結構產生較大影響，很大程度制約區域可持續發展.因此，以環鄱陽湖城市群為典型區，探索以生態安全為背景考慮環鄱陽湖城市群經濟社會可持續發展顯得尤為重要.

圖1 研究區地理位置Fig.1 The location of the study area

1.2 數據來源及處理

本研究采用土地利用、遙感影像、人口、GDP 等數據作為數據源.需要說明的是，文中城市群各節點城市質量基于行政單元尺度，而生態安全分析則是基于格網尺度.將土地利用矢量數據轉換為100 m分辨率的柵格數據，基于生成的若干網格及其包含的景觀類型結構與功能，反映區域生態安全狀況，而后將行政單元尺度的城市社會經濟等屬性數據空間化，并與土地利用數據相結合，用以分析生態安全約束下的城市群空間網絡結構，從而達到多源數據的集成和不同尺度的融合.使用的數據說明如表1.

表1 數據來源及說明Tab.1 Data source and description

1.3 研究方法

1.3.1 生態安全指數 景觀結構及其變動是區域生態環境體系的綜合反映，受城鎮化建設影響，景觀結構日益呈現出復雜性、異質性等趨勢[20].生態安全的測度是景觀生態學的核心內容，同時也是保障區域生態安全的重要技術途徑.城鎮化水平的提升帶動城鎮建設用地的拓展，從而引起未利用地、耕地、草地等景觀類型面積的萎縮，使得景觀結構發生改變，景觀結構安全指數能夠反映景觀受到干擾后的結構特征，但不能反映出景觀類型抵抗外界干擾能力，更不能體現景觀類型對外界敏感性程度不同的特性，因此，從景觀結構角度不能客觀把握區域生態環境狀況.景觀具有水源涵養、氣候調節等眾多功能，每種景觀類型所提供的生態服務具有差異性，均可采用生態系統服務價值進行量化.綜合考慮以上因素，本文按照“景觀結構安全+生態系統服務價值→生態安全”的邏輯思路，探討考慮生態系統服務的景觀結構對區域生態安全的影響及其時空分異規律，精確識別環鄱陽湖城市群生態安全及其變化的時空格局，對區域景觀結構優化及生態安全評價等方面具有重要的理論和實際價值.

景觀結構安全指數是區域景觀格局信息的凝練表達，包含景觀干擾度指數(Ei)和景觀脆弱度指數(Fi).具體指標含義參閱文獻[21]，景觀結構安全指數(LSIi)的計算方法如表2.

表2 景觀結構安全指數計算方法Tab.2 The calculation method of landscape structure security index

生態系統提供了物質原料、氣候調節、生命支持系統等多重生態功能，生態系統服務價值核算的結果，既是生態文明建設決策的重要依據之一，同時也是區域空間資源優化配置的客觀基礎.因此，依據Costanza等[23]開創的生態系統服務功能的價值評估方法，參考謝高地等[24]、白瑜和彭荔紅[25]對我國生態系統服務功能的劃分和價值參數取值的研究成果，對景觀類型進行適當修正，核算結果如表3所示.

表3 研究區各景觀類型單位面積生態系統服務價值系數Tab.3 Ecosystem service value (ESV) coefficients per unit area of different landscape type in the study area 元·hm-2

根據系統論中“要素-結構-功能”的觀點，在系統內部，結構是功能實現的前提與基礎.景觀作為具有一定結構與功能的復合系統，其動態特性不僅僅受外部干擾，還會受自身交互作用影響，一方面，景觀結構是景觀功能得以實現的基礎，另一方面，景觀功能是景觀結構的體現，是景觀格局的表征.參考趙筱青等[20]的研究結果，在測度景觀生態安全時，給予景觀結構和功能相同的權重.因此，基于以上兩個過程的測算，依據研究區景觀格局信息得到景觀結構安全指數，并與研究區各景觀類型所能提供的單位面積生態系統服務價值相結合，得到研究區生態安全指數公式，具體為：

(1)

式中，ESk表示第k個評價單元的生態安全指數；LSIi為景觀結構安全指數；ESVi為單位面積生態系統服務價值；n為評價單元內景觀類型數量.

1) 傳統引力模型僅用人口和 GDP表征城市質量，度量結果顯然存在偏差.城市質量是城市綜合實力的反應，與其對其他城市的吸引力息息相關，為了更加準確的度量環鄱陽湖城市群空間網絡關聯，結合區域城市發展特征，本文選取了具有代表性的4個指標：人口(M1)、GDP(M2)、社會消費品零售總額(M3)和固定資產投資額(M4)來衡量城市綜合質量.在進行歸一化處理后采用均值法進行綜合核算，城市綜合質量計算公式為：

M=(M1+M2+M3+M4)/4.

(2)

2) 傳統引力模型的另一個不足體現在公式中的D，原指兩物體間的空間距離，許多學者簡單地采用兩城市中心間的空間距離作為衡量兩城市距離的指標，這既與實際情況不符，又不能準確體現吸引力隨距離衰減的情況.當下我國道路交通交錯縱橫，城市距離已不再僅僅簡單取決于空間上的距離，而應綜合考慮多重因素，將空間距離、時間距離和貨幣成本距離進行融合.城市作為一個節點往往是通過多種交通方式相互關聯，但由于本文的研究著眼于縣域層面，網絡中各節點城市之間以公路運輸為主，因此，在考慮數據可得性的前提下，本文基于百度地圖(http://map.baidu.com)平臺，通過計算機自動篩選出的網絡中各節點兩兩城市間的最短公路交通距離Hij和在此條件下的所用時長Lij和貨幣成本Cij分別進行無量綱歸一化處理，而后采用均值法得到Dij來綜合反映環鄱陽湖城市群空間網絡中城市間的綜合距離.計算公式為：

Dij=(Hij+Lij+Cij)/3.

(3)

引力模型強調事物的空間關聯性，受地理鄰近度影響，而依賴于景觀類型的生態安全指數，其分布存在空間相關，將二者進行有機融合是地理學第三定律，即地理變量配置相似性的體現.因此，本文以測定生態安全約束下城市群空間網絡結構動態演變特征及關聯為目的，將傳統引力模型修正為：

(4)

式中，Tij表示兩城市之間的引力值；n為城市群內所有城市的數量；ESi、ESj分別代表兩城市的生態安全指數；Mi、Mj分別表征兩城市的綜合城市質量；Dij代表兩城市間的綜合距離；b為距離的摩擦系數，在本研究中取b=2[26].G為引力常數，本文取G=1.

2 結果分析

2.1 生態安全變動分析

2.1.1 景觀結構安全變化 為了提高對環鄱陽湖城市群生態安全的認識，借鑒劉耀彬等[27]對環鄱陽湖城市群界定和劃分圈層的結果，以鄱陽湖為中心，由鄱陽湖向外分別是環湖核心區和環湖邊緣區.根據前文構建的景觀結構安全指數對研究區景觀結構安全總體變動狀況進行描述，并逐一分析景觀破碎度、分離度、優勢度指數的變化和單位面積生態系統服務價值的空間分布狀況.同時，為了更好地研究景觀結構安全空間變化規律，采用空間統計學方法對研究結果進行檢驗.

1) 景觀結構安全總體變動分析.2005年—2015年，受城鎮化進程影響，城鎮用地增長了40.24%，其它建設用地增長了81.87%，而與此同時，草地和未利用地的比重卻急劇下降，分別下降21.87%和15.23%.并且在研究期內，占據傳統優勢地位的耕地，其比重也下降了4.36%，與之相似的還有林地，其比重略有下降，下降了2.08%.在此情形下，環鄱陽湖城市群的優勢景觀類型發生了轉變，城鎮用地和其他建設用地擠占或取代了原有的耕地和草地景觀.城鎮建設用地的擴展的同時，斑塊數增加的有水域、耕地、林地，但耕地和林地的面積相比卻有所減少.就破碎度而言，水域破碎度增加十分明顯，表明鄱陽湖地區在城市化過程中，伴隨著城鎮建設用地的擴張，水域日益呈破碎化發展特征.就分離度而言，分離度下降的景觀主要是城鎮建設，其他景觀類型分離度雖變化不大，但均不同程度的增加，這一現象說明城鎮建設中追求片狀推進，并且受其影響，未利用地、水域、草地、耕地和林地與之發展方向相反，斑塊化、破碎化趨勢逐漸明顯，隨之而來的便是景觀連通性被減弱.以上分析表明，研究區呈現出了自然景觀和城市景觀逐漸分異的趨勢，人類生產活動逐漸成為景觀類型改變最根本性的因素.此外受湖域地區這一基本和長久的自然因素影響，水資源數量和分布狀況也是影響區域景觀格局的主導因子.

(1) 景觀破碎度變動分析.2005年城鎮用地的破碎度最高(0.139)，與破碎度最低的林地相差了0.130，可以看出，研究期初林地呈片狀分布.經過10多年的發展，研究區景觀破碎度發生了較大變化，首先破碎度明顯升高的有未利用地，水域、林地和耕地，尤其是未利用地變化巨大，與2005年同比升高了62.10%，而只有草地破碎度有稍微降低，但也僅比2005年降低了3.76%，表明研究區占主導地位的景觀類型破碎度均升高，包括林地、耕地和水域，這一變化會引起各斑塊間的連通性降低，同時也會加劇斑塊的不穩定性.城鎮建設用地也呈現出點狀分布的特點，其相比研究期初破碎度升高.以上種種現象表明研究區在城市化過程中，呈現出的建設用地不僅面積快速增加，并且具有整體點狀、局部片狀的特點，引起其它景觀破碎度升高.

(2) 景觀分離度變動分析.研究期內，耕地分離度指數從0.086提高到0.104，增加了21.12%，林地分離度也增加了20.45%.從空間分布上看，2005年分離度較高的區域主要集中在環鄱陽湖城市群的邊緣區，低值區也主要集中在環湖邊緣區，可知環鄱陽湖城市群邊緣區分離度指數因景觀類型不同而兩極分化嚴重.到2015年，分離度兩極分化更為嚴重，最低值為0.128，而最高值為20.755，且與2005年相比，分離度高值區面積增加，呈現出由環湖邊緣區向環湖核心區蔓延的趨勢，在空間分布上與建設用地等相互交叉，重疊分布.

(3) 景觀優勢度變動分析.景觀優勢度是對針對斑塊重要性的測度，并受景觀類型空間分布的影響，而且不同景觀類型其優勢度也會不同.從時間維度看，由表3可知，研究期內景觀優勢度整體變化不大，趨于穩定，城鎮用地、草地和未利用地優勢度稍高，耕地和林地的優勢度相比而言處于低水平狀態.從空間維度看，環鄱陽湖城市群區域內環湖邊緣區優勢度較高值占絕大多數，而優勢度較低值則主要分布在環湖核心區邊緣地帶，未利用地廣泛分布于此.

通過表4和圖2對比分析發現，從時間上看，研究期內未利用地的干擾度增幅最大，從2005年的1.390變為2015年的1.549，提高了11.47%，其次是水域，提高了4.22%，干擾度降低最明顯的是其他建設用地，從2005年的0.808將為2010年的0.710，降低了12.03%，從空間上看，2005年干擾度高值區面積較大，大多分布在環湖邊緣區周邊，到2010年干擾度高值區面積無明顯變化，但低值區卻分布范圍廣泛，并且研究區干擾度指數均保持在3.70以下.2015年相比前期，干擾度發生變動的區域主要集中在環鄱陽湖城市群南部，并且呈現上升趨勢.綜合來看，環鄱陽湖城市群的邊緣地帶的干擾度易出現波動，是需要重點關注的生態敏感區.

表4 研究區景觀結構安全數據統計Tab.4 The landscape structure security index data statistics in the study area

圖2 研究區3個時期景觀干擾度空間分布Fig.2 The space distribution of landscape disturbance degree in the study area in 2005，2010 and 2015

2) 景觀結構安全的空間自相關性.景觀類型分布受地理空間影響，常常表現出空間相關效應.借助2005年、2010年和2015年環鄱陽湖城市群內各景觀結構安全空間分布數據與空間自相關模型計算得到3個年份環鄱陽湖城市群景觀結構安全度的全局Moran’sI值(表5).結果表明，歷年景觀結構安全的全局Moran’sI指數均為負值，2005年和2010年不能在拒絕零假設的前提下，存在顯著的空間自相關，而2015年則可以選擇在拒絕零假設的前提下，將置信度設置為90%，認為在該研究區內存在較為顯著的負向空間自相關，也即環鄱陽湖城市群不同的鄰近景觀不具有很強相似性，印證了研究區景觀分離度趨于兩極分化的結果.通過表5比較研究區不同時期全局 Moran’sI的變動情況，Moran’sI從2005年的-0.012 4下降至2010年的-0.015 2，接著降速有所提高降至2015年的-0.022 8.說明研究各景觀類型生態安全在整體空間上由不存在顯著的空間自相關到存在顯著的負向空間自相關關系，各景觀類型生態安全度也由期初的隨機分布，逐漸演變為空間分散，這里的相關性分析也與前文得到的研究區景觀破碎度增加，斑塊連通性被弱化的結果不謀而合.

表5 研究區不同時期的景觀結構安全度Tab.5 Landscape structure security degree in the study area in 2005，2010 and 2015

2.1.2 生態系統服務價值分析 生態系統服務與生態安全息息相關，是連接自然系統和社會系統的紐帶.本文基于環鄱陽湖城市群景觀類型數據進行生態服務價值核算，并對研究區單位面積生態系統服務價值(ESV)空間分布進行分析.在Arcgis平臺使用自然斷點法將核算結果進行分級展示，通過圖3的可視化結果可知，環鄱陽湖城市群整體單位面積生態系統服務價值較高，并且單位面積生態系統服務價值高值區主要集中環湖邊緣區，具體而言東北部以浮梁縣和婺源縣為主，東南部集中在資溪縣、宜黃縣和樂安縣為主，西北部則以靖安縣和武寧縣為主.相比單位面積生態系統服務價值高值區，低值區的分布較為細碎和零散，但在研究區的中部和北部還是可以看到明顯的三大團狀，從北到南依次為九江市沿江區域，鄱陽湖濕地西南部以及以南昌市區為主的片狀區域.

圖3 研究區單位面積生態服務價值空間分布Fig.3 The spatial distribution of ecosystem service value (ESV) in the study area

2.1.3 生態安全評價 利用生態安全指數計算公式(式1)計算出每個景觀類型小區塊的生態安全值，然后在ArcGIS 10.2平臺上進行等級劃分，計算各生態安全級別所占的面積，在此基礎上對研究區3個時期生態安全空間分布情況進行對比分析.

1) 生態安全等級劃分.統計結果發現，從2005年到2015年生態安全值有所減小，各景觀類型平均生態安全值從2005年36.818減少到2015年的35.109，即生態安全度有所降低.從生態安全峰值來看，從2005年到2015年生態安全度亦有所降低，但變動不大.以上均說明環鄱陽湖城市群生態風險加大，生態安全度低的變得更低，高的也向低的靠攏.基于可比性原則，根據生態安全值變化，以2005年生態安全值為基期，在ArcGIS10.2中將生態安全值按照JENKS自然間斷點分級法重分類劃分為5個等級：低生態安全度(0

圖4 研究區3個時期生態安全度空間分布Fig.4 The space distribution of ecological security degree in the study area in 2005，2010 and 2015

2) 生態安全空間分布分析.由圖4可知，整體來看，研究期內部分區域經歷了從較高/中等生態安全度向較低/低生態安全度的變化，生態安全度有所降低.從局部分布上看，弋陽縣大部分區域由較高生態安全度轉變為高生態安全度，都昌縣部分區域由中等生態安全度向較高生態安全度轉變，生態安全狀況趨于好轉.比較敏感且變化明顯區域主要分布在環鄱陽湖城市群腹地、東部邊緣地帶，其中南昌市區附近低生態安全度區域明顯增加，九江市區和星子縣周圍區域較低生態安全度區域也有所增長，余干縣部分區域由中等生態安全度向較低/低生態安全度轉化，鷹潭市大部分區域經歷了由2005年中等生態安全度到2015年低生態安全度的轉變，且區內高生態安全度區域幾近全部消失，德興市與婺源縣境內少部分區域經歷了由較低生態安全度向低生態安全度的變化，生態安全度持續降低.

由生態安全等級面積(表6)對比分析可知，研究區高生態安全度區域總體稍有增長，但波動性較大，低生態安全區面積從2005年的13 151.37 km2增加到2015年的14 797.16 km2，增加了12.51%，相比而言，較高、中等和較低生態安全區面積卻均呈現減少勢頭，較2005年變動比例分別為-4.76%、-8.37%和-1.38%，分別減少了626.06 km2、1 100.77 km2、181.61 km2.通過ArcGIS統計發現，環鄱陽湖城市群區域內有4.19%的生態安全小區塊(39個景觀類型小區塊)的生態安全度明顯降低，說明鄱陽湖城市群部分區域生態安全在惡化，需重點關注.

表6 生態安全等級面積統計Tab.6 The ecological security grade and area distribution of the study area

2.2 基于引力模型的城市群空間網絡結構動態演變分析

圖5 研究區不考慮生態安全約束時的空間網絡關聯Fig.5 The spatial network correlation without considering ecological security constraints in the study area in 2005，2010 and 2015

1) 2005年，南昌市區在環鄱陽湖城市群空間網絡結構中是最為核心的城市，與其他城市的關聯度相對較高，特別是與周邊城市的網絡關聯度明顯要高于研究區其他城市.而撫州市區、九江市區和景德鎮市區與其他城市的關聯度較為一般，其余城市關聯度值更小，環鄱陽湖城市群空間網絡結構整體上呈現出“西密東疏”特征，表明2005年南昌市區在整個網絡結構中輻射作用強影響力大，整體上是一種以南昌市區為單核心的松散網絡結構.

2) 2010年，環鄱陽湖城市群中南昌市區與其他城市的關聯強度總體最高，緊隨其后的是九江市區，其他大多數城市間關聯強度均小于1(有605對)，在環鄱陽湖城市群網絡結構中地位相對孤立，而且需要指出的是，南昌市區與東部城市關聯度相對偏低，需依賴一些城市的中介作用才能與東部城市發生聯系.表明研究區東部少數城市在環鄱陽湖城市群空間網絡中處于被邊緣化的地位，未能融入研究區網絡結構中，東西部不平衡特征明顯.

3) 2015年，環鄱陽湖城市群空間網絡結構和2010年相比變化不大，南昌市區與周邊城市的關聯進一步提升，以南昌市區為核心的網絡中心地位進一步得到鞏固，東南部地區的空間關聯度也得到提升，邊緣城市數目有所減少，但研究區東部和西部網絡結構不平衡和結構松散的特征未得到改觀.

經對比分析發現：(1) 2005年—2015年，南昌市區在環鄱陽湖城市群中始終保持核心地位，與周邊城市保持緊密關聯，具有較強的吸引和輻射作用.但研究區大量城市間關聯強度較低，邊緣化城市多，未能徹底融入城市群空間網絡結構中，核心-邊緣結構特征顯著.(2) 環鄱陽湖城市群空間網絡結構整體呈現“西密東疏”的特征，空間網絡不平衡特征凸顯，整體空間網絡結構發育不成熟，部分城市間關聯強度下降，空間網絡結構呈松散趨勢.

2.2.2 生態安全約束下的城市群空間網絡結構動態分析 在對城市質量指標綜合處理的基礎上引入生態安全指數(式4)，得到生態安全約束下的環鄱陽湖城市群間引力值核算數據表，以2005年各城市關聯強度中位數為基數分別繪制3個年份的城市網絡空間結構圖，以直觀展現生態安全約束下環鄱陽湖城市群各個城市在空間上的關聯強度(圖6)，并對其空間演變進行動態分析.

1) 2005年，環鄱陽湖城市群空間網絡結構初具形態.生態安全約束下，南昌市區在環鄱陽湖城市群空間網絡中的核心地位依舊，呈點狀輻射周邊的形態.但不可忽視的是，南昌市區、景德鎮市區和撫州市區三者的交匯地帶空間網絡結構疏散，余江縣更是未與周邊任一中心城市發生較強的關聯.

2) 2010年，環鄱陽湖城市群表現較為突出的是景德鎮市區與浮梁縣之間的關聯得到大幅提升，強化了景德鎮市區在整個網絡結構中的中心地位.研究區東部的鷹潭市區、貴溪市和弋陽縣基本呈現出線型結構，且與其他中心城市關聯較少，處于游離狀態，未完全融入到環鄱陽湖城市群空間網絡中.

3) 2015年，環鄱陽湖城市群空間網絡結構基本形成，且四者中部的空間網絡結構得到優化，均與周邊中心城市建立了較強關聯.區域內城市空間網絡關聯度得到加強，多中心的網絡結構協同發展趨勢明顯，網絡結構發育程度日益成熟.

生態安全約束下環鄱陽湖城市群空間網絡結構呈現如下特征：(1) 2005年—2015年，環鄱陽湖城市群多中心的網絡結構逐漸成型，游離在城市群空間網絡結構邊緣的城市減少.(2) 經過近10年的發展，研究區空間關聯強度隨年份的遞進大致呈現出逐年上升的趨勢，在空間上逐漸形成發育成熟的城市群網絡空間結構，并在時間維度中不斷的向周邊輻射，多中心協同發展趨勢明顯.

圖6 生態安全約束下城市空間網絡關聯Fig.6 The spatial network correlation restricted by ecological security in the study area in 2005，2010 and 2015

2.3 基于生態安全約束的城市群空間網絡關聯對比分析

2.3.1 基于生態安全約束的城市群整體關聯強度對比分析 通過引力模型分別對不考慮生態安全約束情形和考慮生態安全約束情形進行核算得到環鄱陽湖城市群空間網絡結構(圖5和圖6)，并以2015年為例，依據其關聯度得到環鄱陽湖城市群兩種情形下的Circos環狀圖(圖7).該圖能清晰的表明研究區城市間的關聯強度.該圖能清晰的表明研究區城市間的關聯強度.其中，環狀結構外層各字母表示不同城市，環狀結構內層條帶的寬窄反映城市關聯的強度，從同一城市出發，條帶所指向的方向是不同城市間關聯關系.

圖7 考慮生態安全約束與否的城市網絡關聯強度結構Fig.7 Urban network correlation strength structure considering ecological security constraints or not in the study area

在不考慮生態安全約束時，關聯強度高峰值集中在以南昌市區為中心的周邊城市，尤其是南昌市區-新建縣，低峰值分布密集且廣泛，空間網絡整體聯結性有待提高，南昌市區與各城市(除新建縣外)關聯強度均偏小，差異不明顯，基本處于穩定的均質狀態，空間網絡結構呈現單核心松散連接特征.

生態安全約束情形下，各城市關聯強度均有較大漲幅，打破了不考慮生態安全約束情形下的穩定松散狀態，呈現出明顯的異速非均衡發展態勢，空間網絡結構得到優化，向多核心密集連接方向發展.可見研究區城市空間關聯強度除直接受城市綜合質量和綜合交通距離影響外，也受制于生態安全狀況.作為區域的經濟交通中心，南昌市區整合各種資源的條件顯然比其他城市便利，而且城市綜合質量不斷增強，同時還是區域重要的交通樞紐，交通網絡密度大且覆蓋范圍廣，因此以南昌市區為核心空間網絡關聯結構凸顯.在考慮生態安全約束時，以南昌市區為中心的輻射狀形態格局雖仍較為明顯，但邊緣城市數目明顯減少，中心城市數目增加，區域空間網絡結構向多中心密集連接方向.

2.3.2 基于生態安全約束的城市群首位關聯強度對比分析 對研究區單個城市而言，與其他城市的關聯強度是極不均衡的，較為緊密的關聯往往集中于該城市同其它少數城市之間，如在不考慮生態安全約束情形下，南昌市區同新建縣關聯強度值高達1 989.41，但同環湖邊緣區大部分城市間不足8.21.因此，以2015年為例通過對比是否考慮生態安全約束的情形來分析某一城市的首位聯系城市(圖8)，可以進一步揭示環鄱陽湖城市群網絡關聯特征.

圖8 考慮生態安全約束與否的城市首位關聯強度空間格局Fig.8 Spatial pattern of urban first correlation strength considering ecological security constraints or not in the study area

在不考慮生態安全約束時，由圖8可知，區域中以南昌市區為首位關聯城市的有16個，并且主要集中在研究區中西部，以南昌市區為首位關聯城市的城市占全區域的39.02%，其在全區空間網絡結構中占據中心位置，呈放射狀向周圍輻射.

生態安全約束情形下，環鄱陽湖城市群的網絡集群結構逐漸顯現，并以南昌市區、九江市區、撫州市區和景德鎮市區為核心.其中，南昌市區成為周邊城市的首位關聯城市，主要受其作為研究區的幾何中心、經濟中心和交通中心影響.而九江市區位于環鄱陽湖城市群的北部，城市綜合質量較好，且交通設施基礎好，因而也成為周邊城市的首位關聯城市.城市群首位關聯城市中核心城市已呈現出多點開花式特點，區域空間網絡結構進一步凸顯.可見，城市綜合質量和綜合交通距離是影響城市群空間網絡關聯的基本因素，城市綜合質量越高，其集聚擴散能力越強，與其他城市之間的相互關聯的要素越廣泛，強度越大，生態安全是影響城市群空間網絡關聯的重要因素，在環鄱陽湖城市群多中心空間網絡結構的形成與發展進程中起推動作用.

3 結論與討論

3.1 結論

本文基于景觀生態學理論，將景觀結構安全與生態服務價值相結合構建生態安全指數，利用改進的引力模型探討了2005年—2015年間生態安全約束下環鄱陽湖城市群空間網絡結構動態演變及關聯特征，研究得到如下結論.

1) 綜合景觀格局指數和生態系統服務價值的生態安全評價方法能有效識別研究區的生態安全狀況，發現2005年—2015年環鄱陽湖城市群生態環境有所惡化，整體生態安全度降低，區域生態風險提高，部分區域經歷了從高生態安全度向低生態安全度的轉化.這一變動的原因是由于近年來環鄱陽湖區域在城市化進程中，伴隨著城鎮建設用地的大幅度增加，使得林地、水域等景觀面積萎縮，并向斑塊破碎化方向發展，區域自然景觀和城市景觀逐漸分異.

2) 生態安全狀況是城市群空間網絡結構變動的重要影響因素，對城市群發展起約束作用.不考慮生態安全約束時，研究期內南昌市區的核心地位顯著，與毗鄰城市關聯度高，研究區東部城市邊緣化現象凸顯，環鄱陽湖城市群空間網絡結構整體呈松散演變特征，“核心-邊緣”結構明顯；而在生態安全約束情形下，環鄱陽湖城市群多中心的城市網絡空間結構趨勢明顯，城市群空間網絡結構逐步發育成型，并逐漸向周邊輻射，空間關聯帶動效應顯著.

3) 結合生態安全指數的引力模型是測度研究區關聯狀況行之有效的方法.在不考慮生態安全約束時，多數城市關聯強度低且處于穩定的均質狀態，以南昌市區為首位關聯城市的單核心特征明顯；而在生態安全約束下環鄱陽湖城市群空間網絡關聯呈現異速非均衡發展的特點，由不考慮生態安全約束情形下的以南昌市區為核心的疏散結構向多中心發展模式轉型，空間關聯度整體增強，網絡結構得以優化，在這一過程中主要受到生態安全這一因素的影響.

3.2 討論

本文構建的基于景觀結構和生態系統服務價值的生態安全指數，并以環鄱陽湖城市群為例，嘗試從景觀生態安全角度分析城市群網絡進程中的生態安全約束問題.但生態安全兼具綜合性與復雜性，本文探索性的從景觀結構及其生態功能的角度來評價生態安全，尚未完整考慮區域的社會、經濟、設施等眾多影響因子，所得結果具有相對性.并且受數據獲取、模型精度和相關評價標準的限制，本文僅選取了3個時間點的4個城市質量指標來探討分析環鄱陽湖城市群空間網絡結構動態變化，對于如何改善城市空間關聯的模型與方法也有待深入探討.因此，從多層次、多角度方面展開生態安全約束下的城市化演進具有重要意義，值得進一步研究.