碳匯視角下的深圳市龍華區城市生態安全格局構建研究

文章編號：1674-6139（2025）08-0022-05

中圖分類號：X171.4文獻標志碼：B

Construction of Urban Ecological Security Pattern in Longhua District of Shenzhen from Perspective of Carbon Sequestration

Cao Gang

（Shenzhen Yuanqing Environmental Technology Service Co.Ltd.，Shenzhen 518Ooo，China）

Abstract：Inresponsetocologicalthreatsfromhabitatfragmentationduetourbandevelopmentandstringentcologicalprotection requirementsunderthe“dualcarbon”context，thisstudyconductedannalysisintegratingcarbonstorageandlandscapemorphologyspatialpatersttiolicalouessiodeltoscedolallodol curityframeworkforLgaistrictvenologicaloucereasereidentifidnudingyossuchsGangingstark GuanlanForestParkandYangtaiMoutainineeoogicalcoidors，totaing5lometersingth，ereelineatedddin agridlikepateresemblingthecharacter“目”.Thisledtotheestablishmentofaneologicalscuritypaterncharacterzdby“one ring，dualcordorsndultipleodes”，fomingakeyprotectinandcompreesivelikagecoloicalframeworktopromoteteco servation of significant ecological areas and facilitate biological exchanges.

Key words：carbon sink；MSPA；minimum cumulative resistance model；ecological corridor

前言

城市開發建設活動引發了生態空間破碎、生物多樣性降低、生態系統質量下降等問題，嚴重威脅生態安全和可持續發展。在此背景下，通過構建和維護完整生態系統以緩解區域生態問題的生態安全格局研究成為熱點[1]，“生態源地識別－阻力面構建-生態廊道提取”的生態安全格局構建方式[2]成為主流。生態源地的識別作為基礎性工作，直接影響格局構建的科學性、準確性，大量研究聚焦于生態源地識別方法的優化。目前生態源地的識別方法主要包括主觀選取、景觀分析提取、生態服務功能分析提取等三大類。主觀選取法因缺乏定量分析，易受政策和經驗影響;景觀分析提取因主要關注斑塊的空間上分布和連通，忽略了斑塊內在功能價值；生態服務功能分析提取因聚焦于圖斑內在功能價值而對斑塊在景觀中的空間結構關注較少[2]。對此，少量研究進一步探索了“敏感性－重要性－連通性”[3]“碳匯-景觀連通性”[4]的生態源地識別框架，提供了生態源地識別新思路，提高了區域生態安全格局的科學性，促進了區域生態環境的保護。研究基于深圳市“雙碳”工作開展情況，結合碳儲量指數和景觀形態學空間格局分析綜合識別生態源地，構建深圳市龍華區城市生態安全格局，以期為龍華區生態保護提供參考。

1 研究區概況

龍華區地處深圳市地理中心和粵港澳大灣區城市發展中軸，毗鄰“六區一市”，下轄6個街道，總面積175.6平方公里，全區常住人口251.84萬人。龍華區屬南亞熱帶海洋性季風氣候，氣候溫和濕潤、雨量充沛，多年平均氣溫 22.3^°C ，多年平均降水量1799.73毫米，地形地貌以丘陵、臺地為主。區域內自然資源豐富，陽臺山、泥坑山環繞，觀瀾河干支流縱橫交織，串聯茜坑水庫、高峰水庫等16座水庫，綠化覆蓋率 43.79% ，生態紅線面積占比達到 11.04% ，生態基底良好。

2 研究方法

2.1 生態源地識別

2.1.1 MSPA分析

形態學空間格局分析（MAPS）是一種基于數學形態學原理對二值化柵格圖像進行空間格局識別分類的方法[5]。該方法因具有尺度限制少、識別高效快速的特點，被廣泛應用于生態學相關研究[2]。研究將林地、草地、水域等自然生態要素設置為前景，運用GuidosToolbox軟件分析得出龍華區核心區、孤島、邊緣區、空隙、橋接區、環道區以及支線等7類景觀類型。在此基礎上，進一步選取核心區進行景觀格局指數分析，計算景觀可能連通性指數 （PC） 和各核心區斑塊重要性指數（ （dPC） ，計算公式如式（1）-式（2）：

式（1）-式（2）中， n 表示斑塊總數； a_i/a_j 表示斑塊 i 和 j 的面積， p_ij 表示斑塊 i 和 j 之間路徑概率乘積的最大值；A為研究區總面積； PC_iremove 表示移除斑塊i后景觀的可能連通性指數。

2.1.2 碳儲量計算

碳儲存從陸地生態碳循環角度反映生態系統的固碳能力[4]，研究采用InVEST模型中碳儲量模塊，用不同土地利用類型面積乘以該類型土地利用碳密度的方式計算區域碳儲量，具體計算公式如式（3）：

式（3）中， c 為區域總碳儲量（t）;i為土地利用類型； A_i 為第 χ_i 種土地利用類型面積； C_i 為第 χ_i 種土地利用類型對應的碳密度。研究中各地類碳密度取值參考深圳市相關研究成果確定[]，見表1。

表1龍華區各土地利用類型碳密度

2.1.3生態源地提取

生態源地指在生態過程中能夠維護生物棲息地和維持區域生態安全的重要生態斑塊[4」，綜合MS-PA分析結果和碳儲量測算結果確定區域生態源地，具體提取方法及原則如下：（1）生態斑塊提取，提取斑塊重要性指數前10的區域作為生態斑塊；（2）碳儲量斑塊提取，提取碳儲量前10的區域作為碳匯斑塊；（3）生態源地提取，通過ArcGIS空間疊加分析，識別出生態斑塊與碳匯斑塊重疊區域，篩選出面積大于 0.5km² 的圖斑作為生態源地。

2.2 阻力面構建

研究結合龍華區實地情況，充分考慮不同景觀類型及人類活動可能產生的影響，綜合選取了高程、坡度、植被覆蓋度、土地利用類型、距道路的距離、距水系的距離等因子構建生態阻力面[4，7-8]，并通過層次分析法確定各因子權重。各因子阻力值等級劃分及權重見表2。

表2龍華區阻力因子分級標準及權重

2.3 生態廊道提取

最小累計阻力模型（MCR）最初由Knappen等提出，用于模擬物種擴散過程，現被廣泛運用于生態廊道識別，計算公式如式（4）：

式（4）中，MCR為物種從生態源地擴散到其他生態源地的最小累積阻力值； D_ij 為物種從生態源地i到j的空間距離； R_i"為景觀單元 i 對應的生態阻力系數。

3 結果與分析

3.1 源地識別結果

文章基于碳匯、斑塊重要性、圖斑面積等因素綜合識別提取了7塊生態源地，總面積19.82平方公里，主要分布在龍華區西、南、東部行政邊界處，對應光明森林公園、觀瀾森林公園、陽臺山、塘朗山、樟坑徑郊野公園等生態良好區域，見圖1。

圖1龍華區生態源地

3.2 阻力面構建

根據龍華區阻力因子分級及權重，疊加計算龍華區源地擴散累計阻力，計算結果如圖2所示。高阻力主要分布在中部區域，有明顯的聚集特點，與人類活動密集區域基本一致;低阻力區主要分布在西、南、東部等區域，為人類活動較少、生態條件相對優越區域。

圖2龍華區綜合阻力面

3.3生態廊道提取及生態安全格局構建

基于MCR模型，運用LinkageMapper提取龍華區生態廊道，共提取出廊道9條，廊道總長53公里，其中最長廊道14.13公里。廊道以各源地為節點，沿低阻力路線延伸串聯，縱橫呈“目”字形分布，外圍大致沿龍華區行政邊界分布，中部主要集中貫穿觀瀾、福城、龍華街道。西部片區源地面積較大、分布密集，廊道整體距離較短，南部、東部片區源地與西部片區源地距離較遠，廊道距離較長。

基于生態重要區域保護和促進生物交流的目的，結合分析結果構建“一環雙廊道多節點”的生態安全格局。“一環”指外圍串聯各源地的生態保護環，“雙廊”指橫向串聯東西源地的2條生態廊道，“多節點\"指光明森林公園、觀瀾森林公園、陽臺山、塘朗山、樟坑徑郊野公園等生態源地，見圖3。

圖3龍華區生態格局

4結論

龍華區生態源地整體分布較零散，且主要分布在四周，源地連通受中部大片建成區阻隔嚴重。研究構建的“一環雙廊多節點”生態安全格局將生態源地納為生態節點重點保護，通過“一環雙廊”串聯全域生態源地，有助于強化重要生態區域的保護，并提高各源地的貫通性，促進生物遷徙。研究所采用的碳匯和景觀分析相結合提取生態源地的方法，提取結果基本覆蓋龍華區生態優良區域，與《深圳市龍華區國土空間分區規劃（2021－2035）》中生態保護格局的自然保護地基本一致，識別結果準確性較高。但研究中，建設用地和水域碳密度取值為0，這導致部分水域在碳匯源地識別階段就被剔除，鑒于水域具有重要生態功能，今后將細化碳密度取值以進一步提高碳匯源地識別精度。

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