城市生物多样性保护规划的3个研究方法

摘要：本文介紹了城市生物多樣性保護規劃的三個核心研究方法。首先，通過面積累計比例篩選基礎斑塊，並結合鳥類遷徙特徵設定16個距離閾值，利用景觀連接度指數確定最適閾值與源地斑塊。其次，綜合土地利用、道路密度與坡度構建阻力面，利用 Linkage Mapper 繪製潛在廊道並進行物種分佈驗證。最後，基於電路理論量化電流密度，識別對維持網絡連接至關重要的核心斑塊與廊道「夾點」區域，為生物遷徙優先保護與修復空間提供科學依據。

關鍵詞：生物多樣性；距離閾值；綠地網絡；電路理論；夾點分析；廊道識別

1 適宜生物遷徙的綠地斑塊最優距離閾值研究

面積大小對生境異質性與物種承載力有決定性作用，零散分佈的小型斑塊對區域生態安全維護和生態系統功能發揮的作用有限，根據不同面積綠地斑塊對區域生態用地面積的貢獻程度[30]，即不同面積源地斑塊佔源地總面積的累計比例關係，初步篩選並剔除零碎斑塊。

經整理發現，研究區域小於10hm2的綠地斑塊面積對總生態用地面積的貢獻不足23%，因此提取面積大於等於10hm2的林地、草地與水域斑塊作為基礎斑塊數據。

距離閾值往往作為區域生物多樣性保護與城市綠地規劃決策制定的參考，因此在選取時不僅要以物種遷徙特徵為基礎，還應與城市景觀空間結構相適應，以提高規劃結果的應用性與科學性。

北京市所處的氣候帶與地理位置，是多種候鳥春秋兩季遷徙的途徑通道，在中國北方候鳥保護網絡中具有重要的地位。因此，依據相關文獻記錄的豐台區物種情況[31-32]，選擇受農業等人類活動影響較大的鳥類的活動擴散範圍作為距離閾值的參考範圍，如黃腹山雀（Parus venustulus）、池鷺（Ardeola bacchus）等。

據文獻資料顯示[33]，鳥類的平均搜索範圍為30~32000m，因此設定0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15km共16個距離閾值，分別計算各距離閾值下斑塊之間的景觀連接度指數值與重要性指數，討論不同距離閾值下各指數的變化規律，得到適宜研究區域的距離閾值，並根據斑塊重要性排序確定源地斑塊。

2 生物遷徙最優距離閾值下的綠地網絡構建

景觀阻力是指不同景觀單元之間物種遷徙的困難程度[34]。城市生態系統內部的土地利用轉變差異是決定城市生物多樣性格局的重要推動力[3]。此外，道路網絡密度（社會經濟發展情況）以及區域自然地形對生物遷徙也會造成一定的影響。因此，綜合考慮土地利用類型、道路密度、坡度3個層面的阻力大小，參考相關文獻[19,27,34]並結合層次分析法確定相應的阻力值（表1）。

在最優距離閾值下，利用ArcGIS平台的linkageMapper軟件，使用源地斑塊的矢量圖和構建阻力面來繪製斑塊之間的潛在連接廊道[35]。通過相關文獻記錄落實豐台區焦點物種池鷺的主要分佈點，對比分佈點與綠地網絡兩者的空間關係，進一步驗證所構建的綠地網絡對區域生物多樣性保護的促進效果。

3 生物多樣性優先保護核心綠地斑塊與廊道識別

判斷景觀要素對整體連接程度的重要性，識別廊道中有效提升連接度的關鍵區域是保證生物順利遷徙的核心內容。本研究使用電路理論中的電流密度來量化斑塊或廊道的相對重要性，識別生物多樣性的優先保護區域。通過CentralityMapper工具計算電流中心度來評估斑塊的重要性。電流中心度越大，斑塊對維持整個網絡的整體連接度就越重要。中心度代表了源地斑塊在整個網絡中與其他斑塊產生的聯繫的可能性，它與植被類型、面積以及斑塊間潛在廊道的數量等因素有關。

運用PinchpointMapper工具計算通過廊道的電流密度，並確定連接廊道中保證生物順利遷徙、最大限度提升廊道連接度的夾點區域，表明物種有較大概率通過該區域或沒有其他替代路徑，其意義在於如果該區域被移除或改變，將對功能連接產生更大的影響。其計算原理是將區域內一個綠地斑塊接地，為其他斑塊輸入1A電流，通過迭代運算得到柵格單元的累計電流值，通過電流密度大小識別廊道中的夾點區域，確定生物遷徙優先保護或恢復的關鍵空間。