摘要
快速城镇化促使快速人口增长化，且随着人类活动的不断加强和城市用地不断扩张，导致生态环境不断恶化、生境破碎化。生境破碎化的具体表现为绿地斑块破碎化、生态廊道阻塞化以及城郊绿地割裂化而资源错配之问题，打破了城市中本来拥有的自然生态系统平衡，因此绿色基础设施，简称GI（Green Infrastructure）一词被提出，构建GI生态网络可使支离破碎的绿地斑块连接在一起，从而构建畅通的生态廊道，有效改善生境破碎化的现状，增加城市景观的连通性，并且选择对连通性功能贡献比较大的区域加以优先保护，提升城市的整体性、可持续发展性。一般的GI网络构建方式在路径、廊道的选择上存在一些确定与不足，而电路理论恰好补充了这一点，在一定程度上以电子的流动比作生态的流动。 本文以郑州市二七区为例，基于MSPA方法和电路理论构建并优化其GI网络空间格局，二者耦合功能结合结构、景观生态与景观形态互相影响，并根据居民需求构建绿色资源供给－社会发展需求体系进行34个目标源地的选取，弥补由MSPA选取的30个生态源地的单一。值得一提的是，在使用电路理论方法之前要进行合适距离的缓冲区设置来消除人工边界效应的影响。然后，引入电路理论定量计算经过重要性筛选的64个城—郊源地之间的相互关系，即景观连通性。基于其电流结果，可以进一步获得斑块间廊道及相应的加权系数。其次，利用GIS10.2、Circuitscape4.0软件识别二七区重要GI要素，比如其主要生态廊道、关键夹点以及主要障碍点，且根据障碍点对连通性的影响不同，被清除的先后顺序不同，分级优化。最后结合以上分析结果构建郑州市二七区GI网络框架，并分别提出相对应的具体策略建议。结果如下： （1）郑州市二七区的东北部是人口密集、交通拥挤的老城区，西南部绿色资源丰富，颇具郊野自然之境，故本文称二七区西南部为“郊（野）区”，东北部为“（老）城区”，且总体呈现城—郊割裂之态势，存在严重的绿色资源错配之问题。二七老城区绿地斑块零碎细小，破碎化程度较高，阻挡物质、能量交流的障碍点较多，景观连通性差，而二七郊野区域总体较好。 （2）人工边界的设定让得到的电阻被高估，边缘区域受到的影响要大于二七区整体以及核心区域。研究发现，在二七区周围放置缓冲区利用电路理论得出的模拟结果，可有效减少与实际的差距。并且可知，消除人工边界产生的影响需要设置至少20%的缓冲区宽度。二七区东西相距16.2km，最终确定其最佳缓冲区宽度为3km。 （3）通过电路理论模拟结果发现，二七区西南部生态廊道居多，交叉成网，网络结构较为复杂，而东北部城区斑块呈孤岛分布状态，廊道稀疏甚至缺失严重。借助Linkage Mapper工具识别得到生态夹点，根据电流值的多少用自然断点法分级，将高电流值的前30%作为本文关键夹点，共确定了18处夹点区域。识别障碍点区域之后根据自然断点法分为5级，选取最高电流的一级，也就是最强电流量的前20%作为本文的主要障碍点，75个零散障碍点经同类别合并后共有15处障碍点区域，总面积为134163.3m2。生态夹点和障碍点均存在生态廊道的途径中，并且障碍点的面积越小，越容易被清除。 由以上，通过“点”—源地斑块、“线”—生态廊道、“面”—生态网络的重要识别与有效整合，进一步可以有针对性地提出相关策略与建议，并结合实地调研、勘测，以障碍点被清除先后的顺序来分为优先改善区、次级改善区和一般改善区，进而对研究区进行分级优化、建立二七区GI网络框架。其中，保护具有重要生态价值的生态夹点、去除主要障碍点、提升生态廊道质量与畅通性是其有效的生态网络优化方式。此GI的联通与配置优化的方法有一定的借鉴意义，并给未来城市的建设提供参考。
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