基于功能连接的山地城市生态网络构建研究——以重庆市主城区为例

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改革开放以来,我国城市化速率不断加快。城市居民在享受社会经济蓬勃发展福祉的同时,也遇到了城市热岛加剧、洪涝灾害频发、生物多样性锐减等问题的困扰。其中,城市生物多样性反映了城市生态系统服务功能状况,直接影响着城市人居环境质量,因而备受国内外关注。城市化过程中的生境破碎化问题是导致生物多样性锐减的主要原因之一。科学构建城市生态网络,是应对城市生境破碎化、促进城市生物多样性恢复的重要手段。城乡规划、风景园林等相关学科均围绕这一话题展开了大量探索研究,并逐步意识到功能连接是保障城市生态网络有效性的关键。我国是一个多山的国家。一方面,山地区域丰富的自然资源和差异化地域特色等为山地城市发展提供了得天独厚的优势;另一方面,在复杂地形地貌影响下,山地城市用地条件紧张导致人地矛盾突出,生境破碎化问题更加严峻,开展生态网络构建显得尤为迫切。然而,相较于平原城市而言,山地城市生态网络结构关系更加复杂,尤其是多维立体的地形起伏条件给生态网络功能连接带来了严峻挑战。探索功能连接的山地城市生态网络构建机制与方法,具有重要的理论意义和实践价值。本研究以山地城市生态网络为研究对象,综合运用风景园林学、景观生态学等相关学科理论与方法,识别山地城市生态网络存在的典型问题,并探索山地城市生态网络中的功能连接实现途径。最后选择以典型山地城市——重庆主城区为代表案例,开展功能连接的生态网络构建实践应用尝试。研究内容主要包括三个方面:首先,在对山地城市环境特征和相关理论与方法的综合认知基础上,明确功能连接导向下的山地城市生态网络构建方法体系;其次,综合运用形态学空间格局分析(MSPA)与景观连接度指数识别生态源地,结合最小费用路径模型(MCR)和整合电路理论提取潜在生态廊道、分析其重要性,并识别制约网络生态效益的关键生态节点,进而构建重庆市主城区生态网络;最后,归纳和整理重庆主城区生态网络现存问题,并从风景园林视角提出生态网络优化策略。主要研究结论如下:(1)识别出重庆市主城区生态源地110个,占研究区域总面积的22.16%,总体呈“大型斑块低密度分布、中小型斑块高密度分布”的分布特点。识别出潜在生态廊道259条,总体呈“城市中心密集、边缘区域不均”的分布特点。生态源地和潜在生态廊道分布情况与研究区域自然山水格局特征耦合性明显。(2)识别出对重庆主城区生态网络功能连接具有重要意义的生态斑块35个、生态廊道88条、生态节点92个。构建形成了主城区生态网络模型,其总体特征表现为:城市中心高密度建设区域景观阻力强,城市立体交通结构与夹点分布呈较强的相关性,小型源地斑块对生态网络的功能连接具有明显的促进作用。(3)针对重庆主城区绿地系统现状,通过定量与定性相结合的方式,分析确定了照母山森林公园、鸿恩寺森林公园、平顶山公园、佛图关公园、龙兴新城片区等52个亟需进行功能连接优化的源地斑块。进一步地,基于“踏脚石”理论和边界效应理论提出相应的生态网络优化方案,提取出重要踏脚石斑块78个,优化后生态网络的整体连通性水平得到明显提升。(4)从风景园林规划与设计角度,在生态源地保护、生态廊道规划、“踏脚石”建设三个方面提出了重庆主城区生态网络优化实施策略,并探讨了生态网络优化在不同程度下的维护重点和建设时序。
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