整合绿地结构与功能性连接分析的城市生物多样性保护规划

刘阳 欧小杨 郑曦

1 概述

生物多样性保护是城市绿地提供的一项重要生态系统服务功能[1]，尤其在高强度建设、人类活动频繁的中心城区，生态系统退化和景观破碎化严重阻碍了生物迁徙，导致生物多样性显著下降[2]。此外，城市绿地通常受到不同程度的人为干预，其景观组成的复杂性决定了其动态过程和机理与自然生态系统迥然不同[3]，这是中心城区绿地区别于乡村地区以及自然生态空间的显著特征。这使得专注于物种本身的、以遗传多样性与物种多样性为切入点的传统保护措施在复杂的城市环境中难以发挥良好的效益，而风景园林视角下的生物多样性保护强调对物种生存环境的保护，通过景观生态规划实现局部或整体城市绿地生境保护是行之有效的生物多样性保护途径[4]。这种途径重视人为干扰下景观格局的改变对生物迁徙活动的影响，并在景观生态学的深入研究下，逐渐从单独的栖息地保护向绿地网络过渡。因此，如何构建合理的绿地网络、保护生物多样性以提供多样的生态系统服务成为城市景观生态研究的重要议题。完善的绿地网络构建方法不仅需要考虑土地空间格局和景观破碎化之间的相互作用，而且还要考虑有利于物种生存繁殖与迁徙以及支持生物栖息环境优先保护等策略的制定[5]。

提高种群迁徙和栖息地之间的连接度对于更大范围的生态过程非常重要，是生物多样性保护规划的重要研究基础与评测指标[6-8]，许多研究以生境质量指数作为指标，直接应用在生物多样性的评价中，忽略了栖息地连接度和生物多样性之间的内在联系[9]。理解、保护和恢复复杂环境中的景观生态连接需要可靠、高效并基于过程的连接模型和度量方法。景观连接通常划分为结构性连接和功能性连接[10]。

1）结构性连接强调斑块形状与结构对生物迁徙的影响，例如廊道宽度、斑块间距离等。结构性连接在绿地网络格局构建与优化应用中体现出较强的实用性[11]，其测量相对简单，已有研究通过各种度量指数量化其连接程度，如Fragstats软件，凭借其快速简便的操作已广泛应用在多种生态系统中。但是，现有景观指数的数量与类型众多，部分指数的表征结果含义存在一定的重叠，评价指数选择的合理性直接影响了评价结果的准确性[12]。此外，大部分指数不能准确地解释生态系统的生态过程与功能[13]。事实上，城市环境的复杂性和高度异质性使得结构性连接的研究存在一定困难[14]，例如绿地的形状以及廊道的宽度难以达到满足最优结构的阈值要求。然而，斑块距离作为影响结构连通性的重要因素，可以有效指导城市绿地规划半径与建设范围以满足物种活动需求。基于图论的景观连接度的量化方法，引入距离阈值这一重要参数，可判断区域内绿地斑块之间生态流的存在和强弱[15]，弥补了传统景观指数计算中忽视生态过程对景观格局响应的缺陷。

2）功能性连接更多考虑物种或种群的具体需求和行为，是探讨物种和景观要素之间有机联系的重要指标[16]。功能性连接在保障城市生态过程完整性与连续性方面具有较高的可操作性[17]，对于动植物物种的生存和繁殖非常重要。其测量以最小成本路径模型为代表，假设可以根据可促进或阻碍物种迁移的景观矩阵特征来估计斑块之间的连接程度[18]，但该方法假设物种的运动被限制在一个单一的最优路径下，很难准确模拟区域的物种迁徙与能量流动，且无法识别迁徙路径中的关键夹点位置，难以有效提升廊道连通性。

近年来，基于图论的连接度模型[17,19]和网络分析法[20]能够耦合结构性连接和功能性连接，从而提高了连通性测量的准确度，但网络分析法需要的大量观测材料与物种数据通常难以获取，而且物种迁徙具有很大的游走随机性，仅根据代表性物种的迁徙规律来模拟最佳的潜在廊道具有一定的局限，存在不能被其他物种利用的可能性[21]。

因此，一些学者开始尝试和探索新的理论方法和模型，如电路模型，来弥补现有研究存在的缺陷。McRae最早将物理学中的电路理论引入到景观生态学中[22]，该模型被证明可以用于预测异质景观中基因流的模式，并基于简单的景观数据，预测种群之间的扩散率，以便将元种群模型参数化，在生态安全格局构建[23]、生物多样性保护规划[24]、景观遗传学[25]领域都有所应用，也在以生物多样性保护为导向的城市绿地格局优化方面取得了一定的成效[26-29]。其模拟并非只针对某个物种的扩散做出反应，而是对几个具有相似扩散能力或栖息地要求的物种扩散做出反应。尽管这种模拟由于涉及大量物种迁徙过程致使结果有一定程度的不适宜性，但其高效的算法可以快速处理包含数百万个节点或栅格单元的网络，尤其针对复杂的城市环境，在预测随机游走物种的运动模式、成功迁徙或死亡的概率、栖息地斑块的识别、种群或保护区的连接度测量方面具有不可替代的优势。同时，它还能够识别重要的连接元素并用于保护规划，在缺乏绝对种群规模、迁移率等数据的情况下进行廊道构建时具有较高的准确性[22]。

本研究以北京市丰台区为研究区域，采用基于图论的连接度量化方法分析不同斑块距离下的绿地结构特征，探讨满足生物迁徙需求的最优绿地建设距离；利用最小成本路径模型构建阻力面，采用Linkage Mapper工具确定物种迁徙的潜在连接路径；引入物理学中的电路模型，通过电流密度量化斑块与连接路径对整体绿地格局连通性的贡献程度，并识别对物种迁徙有重要影响的夹点区域，提升绿地网络的整体连通性。将模型模拟结果与鸟类丰度的经验观测结果进行比较，以探讨该方法对观测到的生境适宜性的解释能力，加深对城市景观形态和生态功能之间关系的理解。该研究结果能够为城市生物多样性保护、生物生境优先保护策略制定以及城市绿地规划提供一定的科学依据。

2 研究区域与数据来源

2.1 研究区位

丰台区位于北京市中心城区的西南部，总面积约306 km2，属暖温带半湿润大陆性季风气候，地势西北高、东南低。由于城市基础建设的需求，丰台区东部平原地区大面积的绿地被其他土地利用类型所替代用以支持经济发展，绿地规划建设面临巨大压力，城市生物多样性也遭受用地扩张、人类活动带来的威胁。由于其地处北京市第一道、第二道绿化隔离带，在生态空间的建设过程中，亟须发挥重要的生态环境“织补”作用，建立不同生态空间的有机联系，形成完善的绿地网络，保障物种迁徙路径。通过开展绿化隔离区搬迁腾退、区域景观改造、平原造林、河道整治等工作来织补生态网络，截至2019年丰台区完成留白增绿面积60.32 hm2，新增17个城市公园，在为昆虫、鸟类等野生动物提供栖息地的同时，满足群众对宜居环境的需求。

2.2 数据来源与处理

本研究采用的主要数据有：1）2017年7月11日的Land-sat 8遥感卫星数据、空间分辨率为30 m×30 m的数字高程模型数据；2）《北京城市总体规划（2016年—2035年）》相关图集。通过ENVI 5.3遥感解译，获得栅格大小为30 m×30 m的土地覆被现状图，由于研究区域范围面积较大，解译精度满足分析精度要求。采用人机交互监督分类法，参照GB/T 21010—2017《土地利用现状分类》中一级类分类情况，根据相关研究文献中用地类型对生物迁徙阻力的大小[18,27]，将研究区域用地类型划分为林地、草地、园地、水域、耕地、建设用地6种（图1），其中将商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地、交通运输用地等对物种迁徙具有较大阻碍的用地统归为建设用地。最后，借助谷歌地图、百度地图等大比例尺地形图数据，将之与北京城市总体规划图集等数据反复对比解译结果，不断地进行修改和校正。

1 研究区位与现状土地利用情况Study area and current land use

3 研究方法

3.1 适宜生物迁徙的绿地斑块最优距离阈值研究

面积大小对生境异质性与物种承载力有决定性作用，零散分布的小型斑块对区域生态安全维护和生态系统功能发挥的作用有限，根据不同面积绿地斑块对区域生态用地面积的贡献程度[30]，即不同面积源地斑块占源地总面积的累积比例关系，初步筛选并剔除零碎斑块。经整理发现，研究区域小于10 hm2的绿地斑块面积对总生态用地面积的贡献不足23%，因此提取面积大于等于10 hm2的林地、草地与水域斑块作为基础斑块数据。

距离阈值往往作为区域生物多样性保护与城市绿地规划决策制定的参考，因此在选取时不仅要以物种迁徙特征为基础，还应与城市景观空间结构相适应，以提高规划结果的应用性与科学性。北京市所处的气候带与地理位置，是多种候鸟春秋两季迁徙的途径通道，在中国北方候鸟保护网络中具有重要的地位。因此，依据相关文献记录的丰台区物种情况[31-32]，选择受农业等人类活动影响较大的鸟类的活动扩散范围作为距离阈值的参考范围，如黄腹山雀（Parus venustulus）、池鹭（Ardeola bacchus）等。据文献资料显示[33]，鸟类的平均搜索范围为30～32 000 m，因此设定0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15 km共16个距离阈值，分别计算各距离阈值下斑块之间的景观连接度指数值与重要性指数，讨论不同距离阈值下各指数的变化规律，得到适宜研究区域的距离阈值，并根据斑块重要性排序确定源地斑块。

利用基于图论的Conefor软件，选取连接数（number of link, NL）、组分数（number of component, NC）、整体连接度指数（integral index of connectivity, IIC）、连接度概率指数（probability of connectivity, PC）和重要性指数（deltas IIC or deltas PC, dI）定量地反映景观特征是否有利于斑块间物种的迁移。NC代表在斑块之间存在连接（结构或功能）或不存在连接2种情况下，相互连接的2个斑块组成组分；NL表示斑块之间连接的数量，连接数越多，连接度越高；IIC通过设定特定距离阈值以判断任意2个生态斑块之间的生态功能是否连接；PC表示2个生态斑块之间的最大连接概率，且较IIC而言，其计算不受相邻栖息地的影响；dI表示移除某一斑块后，景观连接度的变化幅度，可量化某个斑块对景观连接度的贡献程度，代表斑块的重要性程度，包括整体连接度指数变化幅度（deltas IIC,dIIC）以及连接度概率指数变化幅度（deltas PC, dPC）。IIC、PC以及dI指数计算公式如下：

式中，n表示景观中斑块总数，ai和aj分别表示斑块i和斑块j的面积，lij表示斑块i和斑块j之间的连接数量，AL是景观的总面积，是物种在斑块i和j直接扩散的最大可能性。I为景观连接度指数值，本研究指IIC和PC；Iremove为将斑块i从该景观中剔除后，景观的连接度指数值。归一化方法如下：

式中，dI'代表归一处理后的重要性指数，dIIC是整体连接度指数变化幅度，dPC是连接度概率指数变化幅度。

3.2 生物迁徙最优距离阈值下的绿地网络构建

景观阻力是指不同景观单元之间物种迁徙的困难程度[34]。城市生态系统内部的土地利用转变差异是决定城市生物多样性格局的重要推动力[3]。此外，道路网络密度（社会经济发展情况）以及区域自然地形对生物迁徙也会造成一定的影响。因此，综合考虑土地利用类型、道路密度、坡度3个层面的阻力大小，参考相关文献[19,27,34]并结合层次分析法确定相应的阻力值（表1）。在最优距离阈值下，利用ArcGIS平台的Linkage Mapper软件，使用源地斑块的矢量图和构建阻力面来绘制斑块之间的潜在连接廊道[35]。通过相关文献记录落实丰台区焦点物种池鹭的主要分布点，对比分布点与绿地网络两者的空间关系，进一步验证所构建的绿地网络对区域生物多样性保护的促进效果。

表1 丰台区生物迁徙阻力值设定[19,27,34]Tab. 1 Resistance value setting of biological migration in Fengtai District[19,27,34]

3.3 生物多样性优先保护核心绿地斑块与廊道识别

判断景观要素对整体连接程度的重要性，识别廊道中有效提升连接度的关键区域是保证生物顺利迁徙的核心内容。本研究使用电路理论中的电流密度来量化斑块或廊道的相对重要性，识别生物多样性的优先保护区域。通过Centrality Mapper工具计算电流中心度来评估斑块的重要性。电流中心度越大，斑块对维持整个网络的整体连接度就越重要。中心度代表了源地斑块在整个网络中与其他斑块产生的联系的可能性，它与植被类型、面积以及斑块间潜在廊道的数量等因素有关。运用Pinchpoint Mapper工具计算通过廊道的电流密度，并确定连接廊道中保证生物顺利迁徙、最大限度提升廊道连接度的夹点区域，表明物种有较大概率通过该区域或没有其他替代路径，其意义在于如果该区域被移除或改变，将对功能连接产生更大的影响。其计算原理是将区域内一个绿地斑块接地，为其他斑块输入1 A电流，通过迭代运算得到栅格单元的累计电流值，通过电流密度大小识别廊道中的夹点区域，确定生物迁徙优先保护或恢复的关键空间。

4 研究结果

4.1 适宜生物迁徙的绿地斑块最优距离阈值分析

4.1.1 不同距离阈值下各连接度指数的变化情况分析不同距离阈值下NL和NC的数值变化（图2、3）。结果表明，随着距离阈值的增加，NL值呈现上升趋势。在3～10 km阈值范围内，NL增长速度最快，当距离阈值＞10 km时，增长速度逐渐趋于平缓。NC值随着距离增加呈对数递减趋势，初始距离为0.5 km时，NC值为121，此时景观组分较多且破碎化程度高，绿地斑块之间的连接度较差；距离阈值在0.5～2 km时，NC值骤降，绿地斑块连接度迅速提高；当距离阈值≥3 km时，NC值趋于1，表明大部分绿地斑块能够达到相互联通的状态。IIC值与PC值随距离阈值增加均呈现上升趋势，IIC值在0.5～6 km的范围内增长迅速，在3 km处呈现增长速率显著降低，在6 km时达到0.34，之后增长速度逐渐趋于平缓。在6 km时PC值达到0.36，之后增长速率逐渐缓慢（图4）。

2 NL随距离阈值的变化情况The change of NL with the distance threshold

3 NC随距离阈值的变化情况The change of NC with the distance threshold

4 IIC和PC随距离阈值变化的情况The change of IIC/PC with the distance threshold

4.1.2 不同距离阈值下各绿地斑块的dI'变化情况分析了不同距离阈值下单个绿色斑块面积及该斑块的dI'的变化状况（图5）。结果表明：在任何距离阈值范围内，斑块重要程度与斑块面积密切相关，面积越大，重要性指数越高。当距离＜1 km时，区域内中小型绿地斑块的重要性无法体现出来，dI'＞1的斑块占比仅为12%；当距离为3 km时，中小型斑块的重要性得到明显的提升，dI'＞1的斑块占比为31%；距离阈值在3～15 km范围内时，中小型斑块的重要性仍在逐渐增加并趋于平稳，dI'＞1的斑块占比稳定在33%左右，此时不同面积大小的绿地斑块对于维持区域景观连接度以及保障物种顺利迁徙的贡献程度已经较为明确。

5 不同距离阈值下单个绿地斑块面积及其归一化处理后的重要性指数Area and normalized importance index of a single green patch under different distance thresholds

综合来看，2～6 km是IIC和PC值增长速率较快的距离阈值范围，＞6 km后增长速率降低。结合NL、NC以及dI在3 km处发生突变的情况，研究认为3～6 km这一范围可以作为丰台区以生物多样性保护为目标的绿地网络构建的较适宜的距离阈值区间，同时由于丰台区焦点物种池鹭的一级保护范围在0.2～3 km之间[30]，并且为了保障生态系统中有足够规模的绿地斑块以提供正向生态系统服务功能并符合丰台区花园城市建设的政策导向，最终决定将3 km作为丰台区绿地网络构建与优化的最佳绩效距离。

4.2 生物迁徙最优距离下绿地网络构建结果

在3 km最优距离下，选取dI'值＞1的39个绿地斑块作为有利于物种生存迁徙的源地。丰台区生态源地面积4 122.66 hm2，占区域总面积的13.47%（图6）。源地间潜在廊道共计83条，长度介于100～6 652m之间，总长度142 km。对比丰台区目标物种池鹭分布点与绿地网络的空间关系发现，95%以上的分布点位于源地或池鹭必要迁徙路径周边，可以证明该绿地网络构建具有一定的可信度。

6 源地选取与潜在廊道识别结果Source patches selection and potential corridors identification results

4.3 生物多样性优先保护核心绿地斑块与廊道识别结果

斑块中心度与廊道电流密度的排序结果（图7）揭示了各个斑块与廊道对区域整体连接度贡献程度的相对大小以及生物多样性保护的先后次序，对于制定优先保护策略以达到最优保护效果具有重要的作用。39个源地斑块的中心度值在38～270 A之间。中心度大小往往与斑块面积以及斑块间潜在的廊道数量密切相关，结果显示，尽管西部山区生态源地面积最大，但中心度较低，造成这种情况的原因是行政区划边界对于斑块中心度计算具有不可避免的影响，因此并不能作为判断其重要性的决定性因素。可以明确的是该斑块在丰台区内与其他绿地斑块的联系较弱，潜在生态廊道数量较少。西部联通南北的源地串接了北宫国家森林公园、哑叭河等生态用地，与云岗森林公园、槐树岭公园、南宫生态旅游区等均有联系，中心度最高，是生物多样性优先保护的核心斑块。整体而言，廊道的电流密度值相对较高，说明大部分廊道对物种迁移必不可少。部分低电流密度廊道中存在电流值较高的夹点区域（图7中黑色矩形框），它们对保持整个网络的连接度非常重要。与卫星图像对比发现，夹点区域多位于斑块的边缘，逐渐被建设用地和农田包围或被道路切割，由于下垫面的性质以及植被类型的改变，故而对生境的分割作用十分明显，对物种迁徙造成很大阻力。

4.4 生物多样性优先保护核心绿地斑块与廊道优化策略

根据所有源地与廊道的重要性对计算结果进行自然断点分级（图7），其中丰台区西部区域重要源地斑块紧邻千灵山风景区，生境质量良好且连接度较高，斑块发展较为稳定。3号斑块南北跨度大，通过北宫国家森林公园、太平岭林地、大灰厂村林地，与其西边的山区绿地空间、东边的云岗森林公园（23，指图8中编号23，后同）、鹰山森林公园和莲石湖湿地公园（2）相连，其自身健康状态和连接重要性均较高；10号斑块以中关村丰台科技园区为核心，连接了周围槐树岭公园（11）与永定河园博园（6）等重要的城市绿地；14号斑块以长辛店太子峪村、后吕村乡村林地为主，其多条辐射分支连通了云岗森林公园（23）、中关村丰台科技园区（10）、槐树岭公园（11）、中体奥林匹克花园（21）等更多的节点，是生物能量流动的重要基质。中部区域重要源地斑块以永定河生态走廊为基线，分布有莲石湖湿地公园（2）、永定河休闲森林公园（1）、北京园博园（6）、晓月湖郊野公园—绿堤公园（17）、世纪森林公园（36），自身生境质量良好，是天鹅以及其他候鸟的重要栖息地或者重要迁徙廊道。东部区域城市建设用地面积占比较高，4、26、5号为沿道路的线性街旁绿地斑块；12号斑块主要由居住绿地组成，尽管受到的人为活动影响较大，仍是城市建成区昆虫、刺猬等小型哺乳动物迁徙的重要“垫脚石”；28、19号斑块（海子公园、槐新公园、和义公园）为面积较大的源地斑块，是高密度建成区物种迁徙的关键落脚点，但目前28号源地斑块为高尔夫俱乐部，尽管在表面解决了绿化问题，实际上由于植被类型单一严重影响了物种丰度。

7 基于电流密度的斑块与潜在廊道相对重要性以及廊道上关键夹点区域识别结果The relative importance of patches and potential corridors, and the identification of key pinch points on the corridor evaluated based on the current density

8 源地斑块与潜在廊道的重要性分级Importance classification of source patches and potential corridors

综合来看，丰台区西部区域重要源地斑块一方面因其位于千灵山余脉，可与山区生态绿地形成完整的网络，另一方面它们也承担着连接西部山区和中部永定河生态廊道的重要作用。中部永定河生态走廊源地斑块处于候鸟迁徙繁衍的路径上，是提高南北连接度的关键位置。以上二者自身生态基地良好，同时延展辐射范围广，可与较多的斑块形成连接，在该区域必须严格控制城市建设用地范围以避免大型斑块进一步破碎化；同时永定河生态走廊下游的高尔夫球场严重影响了区域生态环境，并对物种迁徙形成较大阻力，建议实施用地腾退策略。东部地区建议通过留白增绿政策提升道路、居住区绿地率与植物群落丰度，建设小型公园增加物种迁徙的“垫脚石”。

在此基础上，将所选择的潜在廊道与土地利用现状进行叠加分析，根据所连接源地的大小、位置和廊道地表覆被类型提出优化策略。整体上，西部与中部永定河生态走廊区域绿地斑块面积较大且植被覆盖较好，识别的潜在廊道呈现距离短、密度大、易于落地建设的特征；重要廊道连接了乡村林地与城市公园，是保证山区—城市平原基因流动和生物迁徙的关键连接，促进了永定河生态走廊与林地网络之间的物质循环和能量流动。这些廊道如果缺失会导致城市绿地与城市边缘的生态空间体系相脱离，进而阻止城市内外自然系统之间的生态流。东部城市平原区域绿地破碎化严重，城市道路对生物迁徙的影响很大，所识别出的潜在廊道呈现距离长、数量少、建设难度高的特征。对比现状阻力情况，认为新增的N22、N57、N69 3条重要廊道和N14、N16、N40、N58 4条次要廊道可落地性较高。对于机动车流通量较高的道路与潜在廊道的交点处，可采用修建野生动物桥梁、增加廊道宽度，建设绿荫大道等工程提高生物迁徙的成功率。

5 讨论与结论

城市化进程和人类活动对丰台区生物栖息环境以及迁徙路径造成了严重的影响，构建绿地网络是提升空间连接度、保护生物多样性的有效方法。本研究讨论了适宜物种迁徙的绿地斑块最优距离阈值，借助电路模型模拟生物迁徙路径，提取对保障生物迁徙有重要贡献的生态源地与潜在连接廊道，并根据电流密度分析源地与廊道的相对重要性，提出在城市绿地建设中，通过增加生物迁徙关键位置的绿地斑块，优化绿地生态网络结构，促进绿地景观的连接度和完整性建设以维持物种生存和迁徙途径。研究结果表明：

1）斑块距离阈值为3 km时，区域较小绿地斑块的重要性能够有所体现，同时大型斑块能够保障生态系统稳定，并作为物质、能量交换的“集散地”满足生物栖息与迁徙的需求，此时，IIC值为0.23，PC值为0.19。距离阈值在0.5～3 km范围内时，NL、IIC与PC不断增加，在3 km处IIC与PC迅速提升，表明景观连接度显著提高。NC呈对数减小，在2 km处突变转折并趋于平缓，表明距离阈值为2 km时所有斑块能够达到相互连通的状态。随着距离阈值不断增加，IIC与PC仍然呈现上升趋势，当距离阈值达到6 km时，增长速率逐渐趋于平缓，因此3～6 km是较为适宜距离阈值。为了满足鸟类等焦点动物的迁徙距离，同时保障生态系统中有足够规模的绿地斑块以提供正向生态系统服务功能，本研究确定3 km为适宜物种迁徙以及绿地建设的最佳绩效距离。

2）在3 km最优距离阈值下，基于“源地—廊道—关键节点”范式构建区域绿地网络，明确生物多样性优先保护区域。识别重要性指数（dI'）＞1，面积＞10 hm2的39个绿地斑块作为源地，总面积4 122.66 hm2，源地间潜在廊道共计83条，宽度为400 m，总长度142 km，总面积5 753.80 hm2。丰台区东、西生境状况呈现明显的差异化。西部多为自然村镇，绿地斑块数量较多，生境基底良好，分布有北宫国家森林公园、云岗森林公园、青龙湖森林公园、世纪森林公园、永定河休闲森林公园等面积较大的绿地斑块，为物种提供主要的栖息环境，该区域处于生物多样性保护与区域发展的协调与权衡中。在中部与东部地区，建设用地和农田侵占了大面积的生态用地，绿地斑块面积较小且多以沿道路绿化为主的线性空间，破碎化严重，缺乏生物栖息的生态源地以及迁徙的“垫脚石”斑块，廊道数量显著降低，生物迁徙距离增加。对比丰台区目标物种池鹭的分布点与绿地网络之间的空间关系，发现95%以上的分布点位于源地或必要迁徙路径边缘，可以证明该绿地网络构建具有一定的可信度。

3）利用电路理论量化源地斑块和廊道对于提升景观连通性的重要程度、识别关键的连接区域并采取保护修复措施，对区域制定生境优先保护策略、提高生物多样性保护效率有一定的指导意义。因此，建议优先开展区域关键生态节点的修复计划，在局部地区将建设用地和耕地转化为生态用地，作为生物迁徙的“垫脚石”，通过适当的用地调整，清除或减小生物迁徙阻力，大幅提升生态系统服务功能，可以有效保护夹点区域生境质量。

目前，由于获得种群迁徙直接测量值（物种类型、物种分布资料、迁徙路径监测等）的难度和费用较高，以城市生物多样性为导向或融合生物保护的绿地网络构建方法以形态空间格局分析、最小成本路径、基于图论的连接度指数评价为主[36-37]，虽然部分学者综合使用以上方法以求实现最大限度的生物保护[34]，但依旧很难准确地模拟区域的物质和能量流动，原因在于上述方法有一个突出的局限性——假设物种的运动被限制在一个单一的最优路径中[38]。电路理论模型因结合了电子随机游走的特性而区别于以往的景观连接度模型，它在连续的映射层上运行，因此考虑了多种可选的连接路径，突出了需要更密切关注的夹点（关键栖息地），并定义优先保护走廊，它比图论方法或最小成本路径分析更准确地反映了生态现实[22]，可以越来越精确和有效地预测空间格局和特征对野生动物的重要性，在模拟物种扩散时具有更大的优势[25]。

本研究结合基于图论的景观指数和电路理论，从结构与功能2个层面出发，尝试研究一种全面的绿地网络构建路径以更好地实现城市生物多样性保护。此外，采用了景观尺度的视角来研究这一问题，降低了该研究尺度下对大量复杂的物种数据需求的依赖性，并利用文献中的观测数据作为辅助验证。这种方法可以适用于景观结构如何促进或阻碍城市野生动物物种迁徙的研究，为城市生物多样性保护提供了研究思路，有助于相关城市规划部门确定绿地网络中的优先保护要素并补充潜在的连接走廊。

尽管结合基于图论的景观指数与电路理论的方法在全面评估绿地连接度方面具有一定的优势，但需要注意的是，结构性连接评估与功能性连接评估两者在绿地网络构建过程中承担的角色并不是简单的递进互补关系。一方面，在本研究中结构性连接评估主要被用于斑块最优距离阈值求解以及生态源地确定的过程，结构性连接评估更多地应用于潜在廊道与关键迁徙夹点的识别过程。事实上，无论哪一个过程都包含了结构性连接与功能性连接两者的影响，因而本研究将结构性连接与功能性连接分开来讨论构建绿地网络具有一定的局限性，在未来的研究中需要进一步探讨二者在整个绿地网络构建过程中发挥的作用以及相互关系。另一方面，本研究基于丰台区的现状绿地确定了源地与廊道的优先保护顺序以及亟须保护的关键夹点区域，通过对比用地现状与绿地网络构建情况，分类讨论了所识别的源地斑块与潜在廊道的优化策略与规划落地性，从而能够更加精确地对接区域生物多样性保护规划政策。从可持续发展的视角来看，如果能在此基础上建立优化情景，选择有发展潜力的绿地作为网络优化的“垫脚石”并再次评价绿地连通潜力，将会产生更为积极、持续的生态效益。

最后需要注意的是，由于物种迁徙具有很强的随机性，生物多样性的研究范围往往大于绿地网络的构建范围，本研究中以行政区划作为研究范围，对位于边界线附近的斑块进行评估时会带来不可避免的误差，因此在分析时需要从全局的角度合理权衡斑块的重要性，这也是本研究的局限性之一，在进一步的研究中可能考虑通过扩大研究范围或建立缓冲区的方法来减少行政边界带来的误差影响。

图表来源(Sources of Figures and Table)：

图1根据中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台（http://www.gscloud.cn）下载的Land-sat 8遥感卫星数据进行解译绘制；其余图片均由作者绘制；表1根据参考文献[18, 26, 34]绘制。