基于MCR 模型常州市生態廊道體系的構建

錢嬋英

（常州市規劃設計院，江蘇 常州 213000）

1 概念界定

生態廊道是指在生態環境中的骨架，呈線性或帶狀分布，是滿足生物的遷徙、交換的通道，承擔生態安全格局的穩定。生態廊道包括載體、功能、形態等特征，生態廊道可以從形式和功能角度分為兩大類。從形式的角度又可以分為生態綠色線型公園、綠色道路線型廊道、綠色河流線型廊道。從功能的角度劃分為自然、娛樂、文化、綜合等生態廊道[1]。按照生態廊道的分類標準，學習先進城市的做法，結合資源稟賦，常州市生態廊道的類型分為：自然山水廊道、交通干線廊道、水系廊道、其他廊道。

2 研究區概況

常州市為北亞熱帶季風氣候區，常州市行政轄區范圍，面積約4372km2。常州地貌類型屬高沙平原，山體資源豐富，山丘、平圩兼有，少有低矮山體。低山丘陵地形占全市總面積的15%，主要集中在金壇區西部、溧陽市南部等山地丘陵區域。常州市位于太湖流域西北部，東瀕太湖，北靠長江，南臨太湖，水資源豐富，湖泊相連，江河相通，水庫、塘壩星羅棋布，穿城而過的京杭大運河支流密布，河道縱橫。濕地水域資源集中在滆湖、太湖、長蕩湖、天目湖、大溪水庫等湖泊水庫及長江岸線，根據2020 國土變更調查數據，結合水體相關地類進行分析，常州市當前水系湖泊相關地類規模約為1093km2，包括濕地、陸地水域等，其中以其他農用地中的養殖坑塘居多。

常州市林地分布不均，主要集中在西南部山區，平原區域只有零星分布。根據2020 年森林資源管理一張圖數據，全市林地面積從209.9km2增加至758.47km2。包括有林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗圃地等8 種類型，其中以有林地為主居多，分布也最為廣泛。

常州市耕地質量良好，全市耕地占比為20.98%，園地占比為5.83%。耕地中水田占比較高，達到80%以上。根據2020 年國土變更調查數據，全市耕地規模約918km2。近年來全市耕地面積穩中有增，但三調過程中有大量耕地流向林地，全市耕地保護任務十分艱巨。全市其他草地主要集中在金壇區和溧陽市，其他草地既承擔一定生態保育功能，也是重要耕地后備資源。

常州生態環境本底優越，資源環境承載總體能力較高。根據常州市最新的國土空規劃內土地利用現狀分 析， 常 州 市 現 有 耕 地 88183.37hm2、 園 地25010.35hm2，林地75846.67hm2，無牧草地，其他農用地67474.00hm2，城 鎮 用 地59403.18hm2， 村 莊 用 地44124.39hm2，區域基礎設施用地17515.02hm2，其他建設用地2219.71hm2，陸地水域47303.20hm2，濕地575.77hm2，其他自然保留地9559.69hm2，全市土地總面積約437215hm2。

3 生態廊道現狀

20 世紀90 年代中后期，常州市開始大力推進道路、河道綠化建設，這些早期的帶狀綠地成為生態廊道建設的雛形，生態廊道建設序幕從此打開。此后多年時間內，常州市先后開展了綠色常州建設戰略、生態綠城建設、精品街道等一系列建設規劃和舉措，包括直接以生態廊道建設為主的，也包括與生態廊道適當關聯的。在這些建設活動的推動下，常州市的生態廊道建設得到了全面、有序的推進和發展。

全市自然資源本底較好，山水林田湖草資源要素齊全。以生態保護紅線為主要對象的大山大水生態空間保護現狀良好，連貫性高，生態效益高，已基本形成山水廊道骨架。交通干線廊道建設情況總體良好，基本按照規劃要求進行預控，但廊道寬度有限，其生態效益及廊道連貫性仍有待進一步提升。水系廊道建設情況卓有成效，連貫性與廊道寬度情況良好，基本按相關要求進行落實。但在城區等位置仍存在廊道斷點情況，人工化建設痕跡較明顯。燃氣輸送、油氣輸送、高壓高電等各類重大基礎設施骨架清晰，建設基礎良好，是生態廊道建設保護的儲備空間。

通過生態廊道的長度、寬度、最小距離等指標，分別計算2014 年與2021 年生態廊道的連接度指數，評價生態廊道建設的生態效益。全市連接度從0.124 上升至0.209，生態廊道間功能和生態過程上的聯系有較大改善，但在學界認定標準上仍有較大提升空間；全市各轄區各分區中連接度改善的差異較大，生態廊道的斷點與連通需求主要集中在兩湖地區、新北區西側、鄒區鎮、鄭陸鎮等區域。

4 國內外研究現狀

4.1 倫敦市綠色基礎設施演進

倫敦市通過綠色網絡將城市中心、工作區、居住地、交通節點聯接起來，重建和增加綠地和開放空間，創建一個相互聯系，高質量和多功能的公共空間系統。構建城市中心區與外圍生態空間相互聯系，高質量和多功能的公共空間系統生態綠色網絡。通過頂層規劃與長期建設，形成了覆蓋全域、歷經城鎮村、多地類、多功能的生態廊道。

4.2 上海、深圳等城市生態廊道的建設

上海市編制了《上海市生態廊道體系規劃（2017—2035 年）》《上海市生態廊體系規劃（2017—2035 年）》，規劃明確34 條濱河沿路市級生態廊道，形成沿江沿海和骨干路網“一環七縱九橫”、骨干河道“八縱九橫”的生態廊道布局。上海市生態廊道建設通過完善的政策支持、管理保障與技術支撐，指導生態廊道體系有序構建，主要明確了以沿江沿海、骨干河道、骨干路網以及大型鄰避設施這四類的生態廊道類型，并合理明確了控制要求（建設標準）、安排了建設時序、明確了空間管控的引導方向。

深圳市以《基本生態控制線管理規定》，從管理層面規定了生態保護的空間范圍與要求。在此基礎上結合綠地系統等規劃進行生態廊道建設，并定期反思建設問題，注重生態廊道的生態品質，改善生態廊道生態效益。

4.3 貴陽、煙臺等城市生態安全格局構建

貴陽、煙臺等城市基于生態學理論，借助了最小累積阻力模型，構建生態安全的廊道網絡體系[2]。

MCR 模型由荷蘭等國的研究人員首次提出，通過模擬最安全、破壞性最小的生物移動路徑來保護動物。后來，中國生態學家俞孔堅[3]結合GIS 技術改進了MCR模型，并將其引入中國，以確定重要的生態點。MCR 模型的建立分為3 個階段：通過識別生態源地和阻力面，來確定基于最小阻力軌跡的走廊。

5 常州市生態廊道體系構建

5.1 數據來源

本文的文字資料來源于《常州市國土空間總體規劃（2021—2035）》《常州市生態廊道體系規劃》《常州市綠地系統規劃》《常州市生態用地修復規劃》等。矢量數據由常州市規劃設計院提供的常州市2021 年1:10000數字地形圖。使用ENVI 軟件來遙感，本文的土地利用數據，來源于常州市2022 年的遙感數據，結合谷歌地圖和全國第三次土地調查數據，根據研究目的及《國土空間調查、規劃用途管制用地用海分類指南（試行）》，將常州市土地類型分為農林用地，城鄉建設用地，交通水利及其他用地等。

5.2 生態源地識別

景觀生態學中，將區域的生態功能起決定性作用的斑塊稱為“源地”。城市生態安全格局中，生態源地是關鍵部分，是進行廊道識別、構建安全格局的前提[4]，是物種擴散遷徙的源點，區域生態安全的關鍵性地區，在區域中有很高的被需求程度。一般包括大江大湖、重要森林濕地、重要山體等[5]。

根據2021 年5 月江蘇省自然資源廳上報方案及《江蘇省生態管控區域規劃》，全市范圍內劃定生態保護紅線15 處，總規模為346.11km2，市域國土空間占比為7.92%。生態空間管控區域共47 處，總規模為942.83km2，市域國土空間占比為21.56%。我市的生態源地主要分布在大山大水集中的生態空間中。

結合常州市域內劃定的生態保護紅線和生態空間管控區采用MSPA 方法，根據生態系統地塊的空間結構，篩選出市域內外的生態系統地塊。結合景觀連通性指數，通過選擇適當的距離閾值，分析景觀連通性，從而選取31 處重要的生態斑塊，其中市域內19 處，市外12 處，作為常州生態網絡生態源分析，為未來生態廊道的提取和生態安全模型的構建做好準備。

5.3 阻力面評價

物種在區域不同生態源地間來回運動，會遇到一定阻力，一般來說，通過單元累積阻力大小來確定生態源斑塊的空間連通性[6]。在生態廊道的模擬中，建立最小成本距離模型的難點是確定景觀斑塊的阻力值，不同的阻力賦值，影響不同，因此，確定合理阻力值是構建生態網絡的重要前提。提取三調地類、域外地表覆蓋數據，通過市域內外地表覆蓋數據的提取，采用層次分析法來將常州市及外圍各土地利用類型對物種和生態系統的阻力系數確定各阻力面權重，由低到高進行阻力賦值，擬定在1～500，按照動植物適宜生存和遷徙的便捷性和適生性，水體、林地最低；建設用地阻力值最高；其他地類依次賦值。

5.4 成本柵格計算與關鍵區域判別

運用GIS 空間分析技術對阻力評價體系的各項評價指標進行量化分析，計算廊道使用者在空間運動過程中克服三類景觀過程的阻力值分布情況，得到生態適宜性成本柵格、景觀可視性成本柵格、廊道可到性成本柵格，將三類景觀過程的成本柵格數據進行加權疊加，構建MCR 模型的綜合成本柵格。通過對成本柵格數據集進行統計分析，判別綠道選線布局的關鍵區域。

5.5 構建最小阻力路徑

基于MCR 模型，使用ArcGIS 軟件距離分析模塊中的成本距離和成本路徑。基本過程是以一個生態源為出發點，以其他生態源為終點，進行成本路徑分析，推導出從這個源到其他源的最短路徑。重復上面的步驟，獲得從一個源到另一個源的最短路徑，從每個源到另一個源的最短路徑，所有的路徑圖被整合在一起，最后合并市域內外數據形成綜合阻力面，再導入GIS 生成成本距離數據，并對31 個生態源地間進行兩兩的最小阻力路徑識別。以滆湖、芳茂山、南山生態源為例如圖所示，通過成本回溯數據，構建其至其余30 個生態源地的低阻力路徑識別，去除重疊的路徑，按照路徑重復頻率劃分重要等級，確定生態廊道分布圖如圖所示，其中極重要生態路徑8 條，重要生態路徑12 條，一般生態路徑4 條。可以判斷出常州市未來將重點打造沿江、沿湖、沿山、沿河區域生態廊道，促進藍綠融合，建設通江、達湖、入山、成網的高品質綠色生態廊道。

6 結語

生態廊道是分散生態景觀的主線，可以引導城市健康協調發展。生態廊道可以有效整合區域內各種景觀生態資源。基于MCR 模型的生態廊道體系研究所涉及的內容很廣泛，有城市規劃學、景觀生態學等多學科交叉融合，由于我們規劃團隊能力有限，在研究過程中存在一些不足，有待在進一步的研究中完善與優化。

（1）累積阻力面將為區域生態廊道的未來重建和定位提供參考數據。由于土地覆蓋類型的特定特征和物種多樣性，生態廊道緩沖區距離可能不均勻，在未來的研究中，利用累積阻力面數據的選取解決生態廊道服務半徑范圍，數據具有較高的可靠性。

（2）構建生態網絡的關鍵是設置景觀阻力值，目前國內外關于生態網絡的相關研究很廣泛，對景觀阻力值的設定要求都不同，還沒形成公認的統一參考標準。城市內缺少詳細的生物物種資料，沒有根據物種的生活特性進行有針對性的景觀阻力賦值，在今后的研究中需要考慮更全面。

（3）阻力面評價、成本柵格計算與關鍵區域判別的過程中，評價指標、評價因子的選取、分級的標準、權重的賦值、景觀順序的設定等都具有一定的主觀性，對生態廊道選線的合理性、分級結果的可操作性具有一定的影響，在評價體系的建立過程中，評價因子的類型、數量、權重賦值過于簡單，導致GIS 中最后的選線和實際有一定的差異，因此希望在下一步的研究過程中，增加多重評價體系來檢驗選線的合理性，并且豐富每一個評價體系中的評價因子的類型、指標、數量、等級等，實現選線的科學性和可操作性。