景观中潜在的由某些关键性的局部、位置和空间组成，对维护或控制某种生态过程有着异常重要意义的空间格局被称为景观生态安全格局［1］。景观连接度方法主要研究相同或者不同种类斑块之间功能、生态过程上的有机联系［2］，是一种较好的定量化评价景观生态安全格局的方法。 从目前的研究来看，景观连接度方法在生物栖息地保护、自然保护区规划、生物多样性保护等方面的理论和应用中较为成功［3］。近年来，已经有学者运用景观连接度方法进行研究并指导景观调整、生态规划和城乡建设。如西班牙学者Marulli等建立基于GIS的景观连接度评价模型，全面诊断巴塞罗那陆地生态系统的景观连接度，并识别出对这一地区景观连接度起关键作用的生态节点、潜在生态廊道［4］;武剑锋利用最小耗费距离模型和障碍影响空间格局对深圳市生态连接度进行了分级评估，并对该区域景观格局变化进行动因分析，在此基础上，从景观连接度的角度探讨了深圳市生态保护策略［5］。 不同尺度和环境条件下发生的生态过程各不相同，所以可以连通生态过程的距离也就各不相同。因此，运用景观连通度方法进行区域景观生态安全格局评价时，关键在于针对该区域主要生态过程确定景观连接度的距离阈值。 1研究区概况 朝阳区地理位置为39°48'～40°9'N，116°21'～116°42'E，北京冲洪积平原中部，地形平坦开阔。境内有8条主要河流，最大的温榆河流经东部，天然植被多被改造为农田、城镇绿化带、防护人工林网等。受水资源状况制约和人类活动的影响，尤其是城乡建设用地不断扩张，区内景观分异明显。特别说明:本文研究范围不包括朝阳区首都机场街道。 2研究方法 参考相关研究［6－7］，基于生态流原理，针对土地利用这一生态过程，以区内林地、草地、块状水体3类具有高生态服务功能值［8－9］的生态斑块作为研究对象。设定50m、100m、200m、400m、600m、800m、1000m、1200m、1400m等9个距离阈值，分别计算各距离阈值下该地区生态系统景观连接度指数值以及不同面积斑块的重要性值，以反映不同距离阈值影响景观连接度变化的规律。 2.1景观连接度指数 采用景观组分数(NC)、整体连接度指数(ⅡC)和可能连接度指数(PC)表征该地区景观连接度状况［10］。1)景观组分数(NC)景观组分是指由功能或结构上互相连通的斑块组成的整体。因此，不同景观组分之间彼此孤立，不存在生态过程的联系。NC的定义表明它是一个二元指数，即斑块只存在连接和不连接2种情况，相互连接的斑块组成景观组分。2)整体连接度指数(IIC)IIC计算结果在0～1之间，其值越接近于1，景观连接度越高。计算结果为1时，表明区域内所有景观斑块均可视作生态斑块。IIC同样为二元指数，对其进行计算时，需设定某一距离阈值以判断任意2个生态斑块之间生态功能是否连接，2生态斑块间距离小于此距离阈值即表示二者是连接的，反之则表明二者不连接。3)可能连接度指数(PC)PC将斑块i和斑块j之间的连接程度用最大扩散概率P*ij表示，与斑块间距离存在负相关关系。 2.2斑块重要性(dI) 景观连接度指数除了可以表征景观的连接程度，还可以被用来反映景观中某个斑块对景观整体的重要程度。从景观连接度的角度来说，斑块的重要性表现为其对景观保持连通的贡献程度［11－12］。选取的景观连接度指数不同，计算所得的斑块重要值也不同。dI值越大，表明这一斑块存在与否对该区域的景观连接程度影响越显著、重要程度越高;反之则影响程度越细微、重要程度越低。 2.3数据处理 本研究在ArcGIS9.3软件中对北京市朝阳区2010年9月Quick－Bird卫星影像进行目视解译，结合现场调查，得到研究区景观分类图(图1)，并提取林地、草地、块状水体3类景观斑块作为生态斑块(图2)。在Fragstats3.3软件中计算景观连接度指数，在ConeforSensinode2.2软件中计算斑块重要性。 3结果与分析 3.1距离阈值与景观连接度的变化 表1反映了不同距离阈值条件下朝阳区生态斑块NC值、ⅡC值、PC值的变化。可以看出，随着距离阈值的增加，NC值在逐渐降低。距离阈值为50m时，NC值为245个，表明该距离阈值景观组分多，景观较破碎，各生态斑块的连接度不高;距离阈值为1400m时，全部生态斑块都连为一体，能够相互联系。ⅡC值与PC值均呈现增加趋势，绝对值较低，说明该地区生态斑块总面积占国土面积比例较小，整体景观连通性水平较低。因此，从这一角度分析，难以辨别景观连接度较适宜的距离阈值。 3.2距离阈值与斑块重要性值的变化 如前文所述，利用景观连接度指数计算景观中每个斑块的重要性值，以研究所设定距离阈值下不同面积大小的斑块对景观连通的贡献程度。图3反映了不同距离阈值下单个生态斑块面积及该斑块的斑块重要性(dI)的变化状况。可以发现:无论距离阈值如何变化，面积较大的大型生态斑块重要程度都高，是维持该区域生态平衡的核心斑块。当距离阈值太大(＞800m)或太小(＜200m)时，无法反映出中小型斑块对景观连通性的贡献程度。而事实上，面积较小的中小型斑块对连通生态过程具有非常重要的作用。当距离阈值在200～800m时，中小型斑块的重要性得到较大提升，能够说明其对区域整体景观连通性的贡献，符合实际情况。因此，从斑块重要性角度分析，200～800m是研究区景观连接度适宜的距离阈值。 3.3不同距离阈值下景观组分数与最大组分斑块数的变化 不同距离阈值下景观组分数(NC)与最大组分班块数如图4所示。图4表明，随着距离阈值的增加，NC值逐渐减小，而组成最大组分的生态斑块数量逐渐增多。其变化曲线变化表现可以总结为如下4个区间: #p#分页标题#e#
1)距离阈值为50～400m时，NC值由245减至27，最大组分的生态斑块数由29个增加到151个，最大组分的面积由3017hm2增加到6870hm2，其占全部生态斑块总面积的比例由30.34%提高到60.08%。这一区间，NC值徒降，最大组分的生态斑块数、面积均徒增。 2)距离阈值为400～600m时，NC值从27减至14，最大组分的生态斑块数由151个增加到169个，最大组分的面积占全部生态斑块总面积比例提高到72.38%。相对于其他区间，此区间NC值及最大组分所含生态斑块数变化较小。说明在此距离阈值区间，该地区景观相对集中，景观连通性较高，且变化较稳定。 3)距离阈值为600～800m时，NC值由14降至5，最大组分的生态斑块数从169个增加为508个，面积占全部生态斑块总面积的比例增至99.45%。在此区间，虽然NC值变化率相对较小，但是最大组分内部的生态斑块数剧增，变化幅度大，说明最大组分易受距离阈值变化的影响，最大组分内部稳定性差。由于组分本身就是区域景观格局的组成部分，其内部的不稳定必然导致整体连通性的不稳定。 4)距离阈值为800～1400m时，NC值从5减少为1，最大组分面积逐渐接近生态斑块占地总面积，达到区域内全部斑块连通的情况。为保障景观连通性，如果景观连接度的距离阈值在这一区间取值，那么相当于该区域所有生态斑块是能连接的，换言之，该区域所有的景观斑块都可以作为生态斑块。显而易见，在实际情况中这一假设是不成立的。 由上述分析不难看出:在400～600m距离阈值区间前后，NC值徒降的走势变为缓慢降低，最大组分斑块数变化趋势由缓慢增加变为徒增。而在城乡生态建设过程中，既要使生态系统中有足够规模的生态斑块以提供能大部分正向生态服务功能，又不能一味地增大生态斑块面积而忽略了社会经济发展对土地资源的紧张需求。因此，从这一角度出发，400～600m这一范围可以作为研究区景观连接度的较适宜距离阈值区间。 4结论与讨论 综合上述3个角度的分析，对于这一研究区域，运用景观连接度方法进行生态安全格局评价、指导景观调整、生态规划及城市建设时，其较适宜距离阈值区间为400～600m。 景观连接度距离阈值的研究要服务于实际工作。如前文所述，当距离阈值在200～800m时，小型斑块的重要性得到较大提升，表明其对景观连通性有一定贡献。生态系统中的大型生态斑块作为各类生态功能和生态过程的主要“集散地”，是区域生态系统稳定和健康的物质基础，其关键性不言而喻。但是从景观生态安全格局建设可操作性角度考虑，在土地资源日益紧缺与城市化开发建设过程对土地资源的大量需求这一矛盾存在的背景下，大型生态斑块的保护、维持、扩展的成本在日益增大，而小型生态斑块的维护成本相对较低，建设方式相对灵活，能否作为区域景观生态安全格局建设的主要措施还值得探讨。因此，本文在距离阈值研究的基础上，进一步探讨小型生态斑块Ⅱ的作用。 选择400～600m距离阈值区间内的500m作为距离阈值，从景观连接效应角度评价小型生态斑块对景观连通性的影响程度。参考城市公园绿地分类方法，提取并去除面积小于10hm2的生态斑块作为小型生态斑块，其多为街旁绿地、小型社区公园等，共计395块，占生态斑块总数的76.70%，面积占生态斑块总面积的7.21%。再重新计算500m距离阈值下研究区的NL值、ⅡC值和PC值。比较去除小型生态斑块前后各景观连接度指数:不存在小型生态斑块时，研究区的NC值由原来的21减至19，最大组分斑块个数由154个徒降至62个，面积从6934hm2降到6700hm2;ⅡC值和PC值分别下降了7.25%和10.80%。由此看出，小型生态斑块虽然在生态斑块总面积中占的比例不大，但是对提高区域景观连接度，进而维持和稳定区域景观生态安全格局却起着较大作用。 因此，在城市化进程中为提高景观的连通程度、保障生态流运行、提高生态安全水平，既要保障区域内对生态平衡起主导作用的较大面积核心生态用地，又要维护、调整小型生态用地，提高其质量，体现其促进景观连通的关键节点作用。