蚌淮城市组群生态网络构建与优化

摘要：新型城镇化持续推进过程中，城市开发与生态系统脆弱性之间的矛盾仍然存在。作为区域协同治理的最小空间单元，城市组群间的生态协同治理是实现区域高质量发展的基础。以蚌淮城市组群生态空间为研究对象，通过“源地识别-阻力面构建-廊道提取”构建生态网络，并针对其生态源地空间分布不均、紧密度较弱、空间规模偏低的布局特征提出优化策略。研究结论可为区域生态网络研究提供新样本，为蚌淮城市组群生态文明建设和高质量发展提供支持。

关键词：空间分析；生态网络；协同治理；城市组群

中图分类号：F427 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-0-04

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Construction and Optimization of Ecological Network of

Benghuai City Cluster

GUO Nana， LIANG Xinbin， LI Wenjie， YE Chen， LIU Yuecen

（College of Architecture， Anhui Science and Technology University， Bengbu 233000， China）

Abstract： As new urbanization continues， the contradiction between the need for urban development and the fragility of ecosystems still exists. As the smallest spatial unit of regional synergistic governance， ecological synergistic governance among city clusters is the basis for realizing regional high-quality development. In this study， we take the ecological space of Benghuai city cluster as the object， construct the ecological network through “source identification - resistance surface construction - corridor extraction”， and propose optimization strategies for the uneven distribution of ecological sources， insufficiently extensive coverage， and weak integration of ecological network. The research conclusion can provide new scale samples for the study of regional ecological network， and quantitative support for the ecological civilization construction and high-quality development of Benghuai city cluster.

Keywords： spatial analysis; ecological network; collaborative governance; city cluster

新型城镇化过程中，地域集中、发展高效的城市群代替独立城市成为参与区域竞争的重要载体，网络化城镇空间开发格局将成为新型城镇化发展的新特征和新导向。《国家中长期经济社会发展战略若干重大问题》指出要推动城市组团式发展，形成多中心、多层级、多节点的网络型城市群结构。城镇化建设对生态空间的侵占，导致城市群内的生态系统退化呈现规模化、区域化的蔓延趋势。党的二十大报告中明确要求，深入实施区域协调发展战略、区域重大战略、主体功能区战略、新型城镇化战略，优化重大生产力布局，构建优势互补、高质量发展的区域经济布局和国土空间体系。区域协同治理成为国土空间治理现代化的重要方向[1]。城市组群是区域协同治理的最小空间单元，生态环境的高质量协调发展是区域协同治理的基础。以城市组群地理尺度开展区域生态空间协同治理，是系统推进国土空间生态保护、保障网络型城市群结构生态效能、落实国家治理现代化的重要

环节。

国家“十四五规划”提出要实施生物多样性保护重大工程。生态网络是对生态空间的有效组织，是生态空间保护修复的重要手段，其研究最早起源于国外景观生态学和生物保护研究[2]，到20世纪末正式形成了生态网络概念。自此，我国逐渐展开了对生态网络的研究。生态网络构建涉及景观连通性分析、形态学空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA）、网络结构分析、最小累积阻力（Minimum Cumulative Resistance，MCR）模型、电路理论等研究方法，涵盖省域、市域、中心城区、流域等研究内容。以不同的单一行政区划为主要研究对象的研究较多，跨行政区域协同的研究相对较少，针对城市组群的研究更少。

综上所述，针对城市组群开展生态网络研究，对于落实国家发展政策、丰富研究内容至关重要。蚌淮城市组群位于我国南北过渡带，地理位置独特，生态环境代表性强。在快速城镇化过程中，生态环境破坏严重。在新的发展背景下，急需通过构建生态网络探索协同治理路径。以蚌淮城市组群生态空间为研究载体，基于生态学和城乡规划学的相关原理，通过“源地识别-阻力面构建-廊道提取”的技术路径构建生态网络并提出优化建议。相关结论可为蚌淮城市组群生态空间高质量发展提供技术支撑。

1 研究内容

1.1 研究区域概况

蚌淮城市组群包括蚌埠和淮南市域，总面积约为11 475 km2，属亚热带和暖温带的过渡地带，四季分明，生态资源丰富，是淮河生态经济带的中心区域、皖北城镇群的重要组成部分、安徽省推进新型城镇化的第三极。作为全国老工业基地，其在新型城镇化持续发展过程中面临较为迫切的生态保护和修复需要。

1.2 数据来源与预处理

土地利用数据来自中国地质大学（武汉）绘制的1 m分辨率国家级土地覆盖图，辅以30 m分辨率的GDEMV2数字高程数据、道路交通数据、市级行政边界数据、蚌埠和淮南国土空间规划数据等。数据分为林地、草地、耕地、水体等类型，同时叠加高速公路、省道、国道、铁路等空间要素进行修正。

1.3 研究方法

“源地识别-阻力面构建-廊道提取”是生态网络构建研究的主要路径和主流模式[3]。MSPA方法主要基于对不同土地利用类型的景观连通性评价筛选源地。MCR模型通过计算源地与目标斑块间的最小累计成本，模拟最小成本路径，在廊道提取中被广泛采用。研究引入MSPA方法识别生态源，根据不同土地利用类型进行阻力系数赋值，确定阻力面，最后利用MCR模型提取廊道构建蚌淮城市组群生态网络。

1.3.1 生态源地识别

MSPA分析可将目标像元集分为核心区、孤岛、边缘、环道、孔隙、桥接及支线7种类型。将林地、水体、草体作为前景地类，其他地类设置为生态网络的背景地类，利用Guidos Toolbox软件对蚌淮城市组群进行MSPA分析，获得7种相互排斥的景观类型。景观连通性分析在城市规划和建设中起到重要的作用，可以将不同的景观元素联系起来，形成一个整体，打破原有的界限和障碍，促进物种迁移和繁衍，维持生态平衡。斑块重要性是衡量景观连通性的重要指标[4]，值越大说明斑块景观连通性在生态网络构建过程中越重要，是判断生态源地的依据，可以表示为

（1）

式中：P表示剔除前剩下斑块整体的连通性；Cremove表示剔除后剩下斑块整体的连通性。该方法首先将每个斑块从连通性矩阵中删除，然后计算删除后的P值与原始P值之差。

1.3.2 构建阻力面

传统阻力面仅对土地利用数据进行赋值，生态阻力模拟精度较差。研究针对地类的不同类型，对生态阻力面进行权重分配，根据分级指标对地形位等级进行阻力值分配，将地类阻力与地形条件阻力进行二维叠加，得到更准确的阻力分布[5]。

1.3.3 提取生态廊道

生态廊道能够连接孤立、分散的生态斑块，呈线性或带状布局，是生态系统的重要空间形式之一。搭建生态廊道可以将相对孤立的栖息地联系起来，进而满足物种扩散、迁移和交换的需要，是保障区域生态系统完整性和高效性的重要措施[6-8]。基于MCR模型，通过不同生态源地间的最小生态阻力识别潜在生态廊道，并进行重要性分析。

2 结果与分析

2.1 生态源地甄选

基于MSPA生成7种互斥的景观类别。其中，核心区的面积占生态用地的59.92%。核心区是生态网络功能运行的最重要区域，从空间分布上看，核心区斑块分布较为破碎，连通性较差，主要集中在中南部地区，西部数量较少，而北部则缺少核心区斑块；孤岛作为生态网络构建的基石，主要分布在建设用地内部，占生态用地的14.43%；边缘区可以隔离核心区和背景景观区，占生态用地的16.72%；环道可以承载生物在景观斑块中的流动，占生态用地的1.17%；孔隙占生态用地的0.72%；桥接区可以帮助物种迁移、能量互通，占生态用地的1.91%；支线起到了区域连通的作用，占生态用地的5.12%。最终筛选出面积大于120 hm2、d值大于0.01的核心区作为生态源地，共计50个，以林地、湿地和水体为主，占生态源地总面积的78.9%[9-12]。

2.2 生态廊道提取

通过MCR提取生态廊道并分为5类，如图1所示。其中，五级生态廊道数目只有11条，总长度为196.5 km；四级生态廊道数目为13条，总长度为210.4 km，三级生态廊道数目为23条，总长度为424.0 km，数量和总长度在总体上依次上升；二级生态廊道数量为49条，总长度为1 356.7 km；一级生态廊道数量最多为50条、总长度最长为1 463.3 km；三、四、五级生态廊道作为较重要的廊道，共有87条，主要分布在芡淮新河、芡河、涡河和北淝河4个河流的一侧与荆山附近，构成生态网络“骨架”，对于维持生物迁徙路径的完整性和提高生态网络的结构连通性具有重要的作用。

2.3 生态网络格局特征

叠加廊道和源地构建的蚌淮城市组群生态网络具有以下空间格局特征。空间分布方面，蚌淮城市组群的生态源地主要集中在研究区的中、南部地区，西部数量较少，而北部则缺少核心区斑块，整体来看，生态源地空间分布不均。空间紧密度方面，只有淮南北部、蚌埠主城区以及五河县东部的生态网络具有一定的紧密度，整体生态网络在紧密程度上存在一体化程度较弱的特征。空间规模方面，蚌淮城市组群生态网络覆盖度较低，生态廊道密度不高，生态源地数量较少，生态网络的空间规模在全域空间资源中的比重较低。

3 优化生态网络的对策

3.1 优化生态源地盲区空间布局

蚌淮城市组群的生态网络具有生态源地分布不均的布局特征，北部和南部局部地区尚缺少覆盖，形成生态源地盲区。优化生态网络格局需在生态源地较少的北部和南部局部地区增加一定的生态源地，完善整体生态格局，增强生态网络的完整性、连通性以及空间均衡性。生态源地盲区的生态建设应注重充分利用现状生态用地，对于现存具有一定规模的生态空间，其周边宜以自然恢复为主，人为干预为辅，逐渐恢复或强化其生态功能。整合生态要素，形成具有较强自恢复力、较高空间连通性的生态源地，进而补充生态盲区。

图1 蚌淮城市组群生态网络

3.2 完善“生态夹点”建设

在生态廊道交织区域，新建59处生态夹点，用于维护蚌淮城市组群生态网络的稳定性。蚌埠、淮南之间，生态源地的联系主要为以淮河及周边区域为主要通道，两地生态联系较为薄弱，通过布局生态夹点，强化夹点区域的生态建设，对淮河两侧生态辐射进行延展，可以保障物种区域间的迁徙，进而增强生态网络结构的稳定性。尤其对于图中编号为50、28、20、36的生态夹点，应重点加强生态监测，以引导区域生态要素的协同管控与合作共建，强化区域协同治理。对于蚌埠北部、淮南南部的区域，生态资源相对匮乏，应适当增加生态空间的规模和空间连通性，加强与研究区域内外生态要素的空间联系。

3.3 生态网络要素优化空间落实

针对生态网络要素的优化开展空间落实，可以进一步提高优化策略的可实施性。蚌埠城市建成区内部的建筑对生态源地阻力较大，建议针对生态源地，将蚌埠以东的多核心生态源地作为组团，加强沱湖、香涧湖两个核心生态源地间的生态联系。

淮南应注重瓦埠湖、安丰塘周围片区及其他片区间的廊道建设，优化水源型生态源地对周边农业种植的哺育态势。中北部的生态密集区，应加强生态廊道建设，完善一级生态廊道生境建设。城区范围的生态廊道较为脆弱、生态夹点不稳定，应强化人工干预，保障生态空间合理布局。

3.4 建立生态网络优化实施机制

为统筹建设和优化生态网络，应加强两市生态空间建设合作，以生态空间的全面建设和生态网络结构的稳定性为基础，出台市域层面协同治理政策，形成跨市、跨部门的协同治理方案。同时，应完善相关法律法规，以保障各项措施能够落实，在一定程度上减少破坏生态网络安全性、稳定性的行为。在此基础上，建立覆盖全域的生态网络动态监测机制，为提高生态网络稳定性提供依据。优化生态网络需要社会各方的助力，应建立完善的奖励制度和监督机制，鼓励个人、企业等参与生态空间建设。

4 结论

以蚌淮城市组群生态空间为载体，构建基于“源地-廊道”模式的生态网络，提出因地制宜的生态规划策略，为生态网络支撑城镇化高质量发展提供样板，为城市组群跨域协同治理提供参考。蚌淮城市组群生态网络由50个生态源地和146条生态廊道组成，生态源地斑块主要集中在研究区的中、南部地区，西部数量较少，北部缺乏核心区斑块，空间整体连通性较弱。目前，蚌淮城市组群的生态网络还存在很大的提升空间，可以通过优化生态源地盲区空间布局、加强“生态夹点”建设、优化生态网络要素、建立生态网络优化实施机制等方式跨区域协同治理生态空间、优化生态网络，改善空间分布不均衡的问题，提高生态网络的空间连通性，强化其生态服务功能，实现生态高质量协同发展。在全面构建网络化城镇空间开发格局的背景下，跨域协同合作将成为区域空间治理现代化的重要模式，未来可以从多维度、多层级的视角展开体系化的跨域协同治理探索，高效有序地持续推进高品质新型城镇化建设。

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