【佳文推荐】基于景观生态安全格局构建的城镇空间扩展模式研究——以江苏沿海地区为例

作者简介

杨清可，男，博士，中国科学院人文地理专业，南京财经大学公共管理学院讲师，中国地理学会、江苏省地理学会和南京市宏观经济学会等学术团体的会员，研究方向为土地资源利用与管理、城市与区域规划、区域产业发展等。参加了国家自然科学基金、环保部生态状况十年调查、中国科学院STS课题、江苏土地生态状况调查与评估等多项课题。获得“中国科学院大学优秀论文一等奖”、“中国自然资源学会‘2016年学术年会青年优秀论文’等奖励。在《sustainability》《资源科学》《经济地理》等期刊共发表10多篇中英文学术论文，参编著作5部；多次担任《资源科学》《经济地理》《地理科学》等期刊审稿人。

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研究缘起

作为城市化重要表征，城镇空间扩展及其伴随的高强度人类活动和不合理土地利用，对生态安全造成多方面负面影响，包括生态系统的功能衰退、生物多样性的降低与动植物生存源地的破坏，是影响城市和区域可持续发展的关键因素。对城镇用地总量进行约束，空间合理布局，从维护景观生态安全格局的角度出发，兼顾“开发”和“保护”两种需求，解决国家发展中城市无序蔓延的棘手问题。总体来看，在3S融合技术、地理过程模拟、空间优化模型等方法支撑下，拓展了生态安全保护与城镇空间开发分析的多维视角，明确2系统间相互协调与约束作用研究的重要性。受限于分析方法及其景观生态系统类型的多元性和复杂性，研究集中在城市用地空间优化对生态安全格局的影响方面，对于生态安全约束下的城镇建设用地开发模式关注不足，特别是从景观生态安全格局约束角度研究城镇空间布局与开发模式方面还需深化。空间尺度上，多以单一城市作为分析案例，缺乏从区域尺度上协调生态保护与城市空间开发的研究。因此，本文以江苏沿海地区为例，基于对多种生态要素的保护，从区域尺度上构建景观生态安全格局，探究协调“生态保护−经济发展”的城镇空间扩展模式。

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研究区生态安全格局

文章分别构建地质灾害安全格局、综合水安全格局、生物保护安全格局、游憩安全格局等4种类型的单一要素安全格局。基于此，借鉴景观生态学的“格局-过程”理论，采用“综合取低”的栅格分析方法，统计各单一生态安全格局的栅格像元数值，提取最小值的栅格单元，构建不同等级的江苏沿海地区景观生态安全格局。整体上形成以北部林地、中部水系、湖泊与内陆滩涂为生态源地，以河湖水网、灌溉干渠、交通路网等线状要素构成生态安全通道，形成的自然景观和生态安全腹地对城镇扩展起到支持作用，为城镇空间扩展的本底基础。生态安全格局形成4类等级区，即低水平生态安全格局面积4409.7 km²，占总面积的12.6%，是保障生态安全的基础，需严格保护；中水平格局与较高安全格局共计22 052.6 km²，所占比重为62.9%，是区域安全格局的主体，为低安全区的外围缓冲地带；高生态安全区面积为8 633.6 km²，面积比重为24.6%，是未来城镇空间扩张的重点地区。

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城镇空间扩展模式研究

文章根据扩展源所在城镇的行政等级、发展定位、开发强度、人口密度与经济发展水平等多种因素，结合市域的城镇等级结构共同确定“扩展源”等级。其中，南通城区、盐城城区、连云港城区内的城镇空间属于Ⅰ级扩展源，作为地级城市中心区，开发强度、人口密度以及经济总量均显著高于其他地区，扩展能力最强；以海门市、启东市、东台市等县级市所属城镇用地为Ⅱ级扩展源，是江苏沿海区域开发的重要环节，推进“港-产-城”开发互动，统筹陆海双向开发，支撑沿海地区一体化发展；如东县、响水县、阜宁县等县的城镇用地为Ⅲ级扩展源，未来定位作为经济发展腹地，承载区域内外、发达地区的产业转移。

根据MCR模型的运行步骤，具体到城镇空间扩展阻力面的构建，模拟城镇空间扩展的3种模式：①生态安全保护型的扩展模式。此模式中，运用空间减法，在区域总面积上减去不可建设的湖泊河流水面、陡岩石区、坡度大于15%的林区，再减去已建成区与永久基本农田面积，则高安全水平下城镇空间开发模式中实际能提供的用地面积为452.87 km²，以人均城镇建设用地110 m²/人的水平估算，未来可以满足411.70万的非农人口转移，城镇化水平可再提高20.16%；中安全水平下能提供的建设用地扩展面积为287.23 km²；在低水平下为城镇空间扩展提供的建设用地规模仅有86.78km²，禁止大面积开发。②经济增长主导型的扩展模式。该扩展模式下以4个动力因子生成的累积阻力面作为城镇空间扩展的基本底图，以底线安全格局作为临界状态，考虑经济快速发展、城镇化与工业化进程加快，以及受重大工程建设的综合影响，建设用地需求大幅增长。根据模拟结果，新增城镇空间主要分布在已建成区的周边，呈圈层结构布局，“核心−外围”特征差异分明，资金、技术与人口等要素分布集聚，便于经营与开发活动的高效展开，建设与发展成本较低，很好的实现了空间扩张的经济效益。③“生态保护与经济发展”协调型的扩展模式。城镇空间扩展受多因素的共同影响，应改变以往片面强调经济发展因素的作用，更需审视生态安全与政策导向，形成“生态安全保护”和“社会经济发展”共同作用下的空间扩展格局。底线安全区与低适宜区包括重要生态功能区、自然保护区、生态廊道与饮用水源地等，制约着城镇建设用地的无序开发，该类型区面积为3135.43 km²，主要位于东部沿海，湿地和滩涂集中区，控制滩涂围垦，经济发展应做好“陆海统筹”，在今后的国土空间规划中作为限制或禁止开发区加以保护。

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研究结论

文章重塑江苏沿海地区景观生态安全格局，平衡“生态与经济”之间的关系，明确城镇空间可持续的扩展模式中的关键问题，探寻城镇空间优化重要路径。通过对不同景观过程（洪水演进、物种扩散等）进行模拟，构建地质灾害、洪水调蓄和饮用水源安全、生物多样性保护、游憩源地安全等4类单一生态安全格局，根据“最小−最大约束”准则，通过镶嵌叠加运算，构建综合生态安全格局，作为识别严格保护类型区与城镇空间重点开发类型区的依据。运用MCR模型，确定不同等级“源”的权重与阻力系数，设置并对比研究“生态安全保护型”“经济增长主导型”和“生态与经济协调型”等3种城镇空间扩展模式，其中“生态保护与经济发展”协调型模式更好平衡“生态−社会−经济”效益，通过科学规划城镇地域空间功能结构，合理确定不同层级城镇建设和产业发展空间，加强对城镇土地开发扩张的管制优化，有效提高建设用地开发综合效益。因此，通过构建江苏沿海地区生态安全格局，强化生态保护对城镇空间扩展的限制作用，协调经济效率与生态保护，对平衡地区生态安全保护与城镇建设用地开发具有重要意义。

引用小贴士杨清可, 王磊, 李永乐, 等. 基于景观生态安全格局构建的城镇空间扩展模式研究—以江苏沿海地区为例[J].地理科学,2021,41(5) : 737-746.[Yang Qingke,Wang Lei, Li Yongle et al. Urban spatial expansion mode based on the construction of landscape ecological security pattern: A case of the coastal area of Jiangsu. Scientia Geographica Sinica,2021,41(5):737-746.] doi:10. 13249 / j.cnki.sgs.2021.05.001

封面图片来源：转自网络

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