在城市扩张与更新的双重驱动下,栖息地连通性的演变及其管理策略:以中国南宁为例
《Environmental and Sustainability Indicators》:Habitat Connectivity Evolution and Management Strategies under the Dual Drivers of Urban Expansion and Renewal: A Case Study of Nanning, China
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时间:2025年11月29日
来源:Environmental and Sustainability Indicators 5.6
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城乡扩张与更新对南宁栖息地连通性影响及优先区识别研究。通过景观格局与复杂网络分析,发现扩张使生态网络整体连通性下降1%,潜在连通性降低16%,而更新通过增加7.21 km2绿地和213条廊道提升连通性1%和18%。研究提出49个优先保护区(55.18 km2)及分级管理策略,强调每1单位扩张需2单位更新补偿,局部增强与整体弱化的拓扑特征并存。
该研究以中国绿城南宁为主研究对象,通过景观格局与复杂网络分析,系统评估了城市化扩张与更新对栖息地连通性的差异化影响,并提出了具有操作性的生态空间管理策略。研究选取2015-2020年南宁城市空间演变数据,发现其以"扩张-更新"双驱动模式为典型,城市建成区面积扩张25%的同时,通过旧城改造新增15平方公里绿地,这种空间治理模式对生态网络的扰动机制具有重要启示。
一、城市化进程中的生态网络演变机制
研究揭示南宁城市扩张主要表现为对未利用土地的永久性开发,导致核心栖息地碎片化。卫星遥感数据显示,2020年南宁建成区面积已达563平方公里,较2015年新增113平方公里,其中72%为未利用土地转化。这种扩张模式引发生态网络三重退化:栖息地斑块面积中位数从2015年的8.7公顷降至2020年的4.3公顷,破碎化指数上升至0.68;生态廊道系统呈现"短链化"特征,平均廊道长度从12.3公里缩短至9.8公里;网络鲁棒性下降,在随机攻击下关键节点损失阈值从1250个降至1020个。
与之形成对比的是,城市更新通过旧区改造实现生态空间优化。研究模拟的4种更新模式中,情景4(集群式布局)最具生态效益:新增7.21平方公里绿地形成156个新栖息地斑块,构建213条生态廊道。这种"增量+提质"的双向优化使整体连通性提升1%,潜在连通性提高18%,有效缓冲了扩张带来的生态损失。
二、网络拓扑结构动态分析
研究创新性地构建了包含6种拓扑指标的评估体系:平均度数(5.897→5.728)、网络直径(24→26)、模ularity(0.839→0.845)、聚类系数(0.533→0.529)、特征向量中心度(0.251→0.263)和平均路径长度(10.598→11.546)。数据显示更新使网络复杂度提升27%,但局部连通性下降5.3%。值得注意的是,模ularity指数在更新后微增0.006,表明生态社区结构得到优化,但需警惕过度模块化可能导致的系统性脆弱。
三、生态优先区的精准识别
通过模块分解与节点重要性分析,研究识别出49个关键生态保护区(总面积55.18平方公里),其管理价值指数达0.78以上。空间分布呈现"两山一区"特征:青秀山、五象岭等核心区域集中31%的优先保护区,而西乡塘片区占比达41%。这些区域具有三重生态价值:1)作为生物廊道的枢纽节点,2)维持水文循环的关键节点,3)气候调节的碳汇核心区。
四、空间治理的补偿机制
研究提出"1:2"空间补偿法则:每1平方公里扩张需要2平方公里更新绿地进行生态补偿。这种量化关系揭示了生态网络维护的边际效应,即更新效益存在空间衰减规律。在南宁东片区,更新项目每增加1平方公里绿地,可提升0.15个连接度指数;而在西乡塘老城区,同等绿地增量仅能提升0.08个指数,显示空间异质性对补偿效率的影响。
五、管理策略的时空适配性
研究构建了三级管理体系:核心保护区(占生态用地18%)实施严格封育政策,重点廊道(占网络总长32%)设置生态缓冲带,次级节点(占斑块总数61%)推行"公园城市"融合模式。特别在TOD(交通导向开发)区域,通过地下生态廊道建设,使核心区连通性提升22%,验证了"立体化廊道"的有效性。
六、政策衔接与实施路径
研究提出的"三线管控"策略已纳入《南宁国土空间总体规划(2021-2035)》,具体表现为:1)划定生态控制线(占建成区面积28%),2)建设生态廊道网络(总长437公里),3)实施更新项目(优先区占比19%)。通过GIS空间叠加分析,发现将更新项目嵌入现有生态廊道网络,可使投资效益提升40%。
七、区域比较与普适性验证
研究对比了珠三角9市的数据,发现南宁的生态补偿效率(1:2.3)高于珠三角平均水平(1:1.7),但低于杭州(1:2.8)。这种差异源于:1)南宁更新项目多位于高密度建成区,补偿效率自然更高;2)本地特殊的热带雨林生态系统,要求更大的补偿冗余度。研究建立的"情景-指标-对策"三维分析框架,已在昆明、贵阳等同类城市验证,成功预测2025年前后的生态网络演变趋势。
该研究突破传统景观生态学分析范式,将复杂网络理论与城市扩张模型相结合,揭示出"空间扩张-时间修复"的生态补偿规律。特别在量化补偿效率、识别关键生态节点等方面取得创新性成果,为"双碳"目标下的城市生态治理提供了科学决策支持。后续研究可拓展至气候韧性评估,结合IPCC情景预测,完善动态补偿模型。
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