基于多准则决策分析与GIS的可再生能源与交通基础设施规划中生态连通性保护框架:希腊西马其顿案例研究

《Diversity》:Integrating Multi-Criteria Decision Analysis and GIS to Safeguard Ecological Connectivity in Renewable Energy and Transport Infrastructure Planning: A Case Study from Western Macedonia, Greece

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月16日 来源:Diversity 2.1

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  可再生能源与交通基础设施在仅于项目许可阶段考虑选址问题时,可能导致栖息地破碎化并削弱生态连通性。本研究以希腊西马其顿(Western Macedonia)为研究区域,并在弗洛里纳(Florina)地区单元进行详细应用,开发了一个筛选级(screening-le

  
可再生能源与交通基础设施在仅于项目许可阶段考虑选址问题时,可能导致栖息地破碎化并削弱生态连通性。本研究以希腊西马其顿(Western Macedonia)为研究区域,并在弗洛里纳(Florina)地区单元进行详细应用,开发了一个筛选级(screening-level)决策支持框架,将生物多样性相关空间证据与战略规划优先事项相衔接。该框架整合了源自政策与文献的排除标准和评价标准、17位区域专家的意见征询,以及在四种情景下对五个战略方向的PROMETHEE排序。地理信息系统(GIS)叠加分析将现有及规划的能源与交通基础设施与Natura 2000保护区、野生动物庇护区、无道路区域、鹈鹕利用区域及大型哺乳动物陆域廊道代理指标相关联。感知基线赋予能源0.69的归一化权重,可逆性仅0.01。利益相关者均值框架将权重重新分配至保护区(0.21)、可逆性(0.19)、能源(0.18)和生态廊道(0.16)。主导战略方向从基线情景下的投资导向(+0.50)转变为利益相关者均值情景下的旅游导向(+0.43),而最高得分情景下各方向间的差距从约1.10收窄至0.27。GIS筛选识别出沃拉斯西部(western Voras)的持续冲突区域、连接普雷斯帕(Prespa)与其他湿地的鹈鹕移动路线以及克莱迪(Kleidi)陆域廊道。所绘制的0.93、1.81和2.00 km距离为利益相关者推导的情景假设,并非通用生态阈值或物种响应距离。该框架旨在用于早期战略筛选和利益相关者协商,随后需开展物种专项调查、累积影响评估和实地验证。

论文解读

一、研究背景与问题

在全球低碳转型进程中,交通与能源基础设施的快速扩张已成为土地利用压力的重要来源。公路、输电线路、风电场、光伏电站及其配套路网在支撑脱碳和区域发展的同时,也改变了景观格局,增加了人类对原生态区域的进入,并造成栖息地破碎化。生物多样性丧失已被视为与气候变化相互作用的系统性危机,而生态连通性——即物种和生态过程在栖息地之间移动的能力——成为生物多样性保护的核心条件。然而,项目层面的环境许可往往将每个设施独立评估,难以捕捉累积影响,尤其是在同一山地或湿地连通景观中分散布局大量中小型项目的情况下。可再生能源选址尤为敏感:风能和太阳能对气候减缓不可或缺,但其选址若涉及保护区、无道路景观、迁徙路线或关键觅食与繁殖栖息地,便可能与生物多样性产生冲突。
西马其顿地区兼具快速能源转型与高价值山地、湖泊、森林、农业和文化景观,是研究这一规划问题的理想案例。尽管生态连通性在自然保护规划中日益受到重视,但鲜有研究将交通基础设施、可再生能源开发、利益相关者偏好与空间决策分析整合于统一的战略基础设施规划框架中。本研究旨在填补这一空白,在不可逆土地利用决策做出之前,使生物多样性保护与基础设施发展之间的权衡显性化。

二、研究内容与核心结论

研究人员开发了一个筛选级决策支持框架,将生物多样性相关空间证据与战略规划优先事项相衔接。研究通过文献与政策综述识别基础设施规划标准,将其组织为排除标准和评价标准两级框架,并通过PROMETHEE和GIS情景开发加以应用。研究得出以下核心结论:感知基线赋予能源0.69的权重而可逆性仅0.01,表明现行规划逻辑中能源占据绝对主导地位;利益相关者均值框架则将权重重新分配至保护区(0.21)、可逆性(0.19)、能源(0.18)和生态廊道(0.16),显示参与者并非反对能源发展,而是主张以更均衡的多维决策结构进行评估。主导战略方向从基线情景下的投资导向转变为利益相关者均值情景下的旅游导向,说明纳入生态与社会考量后规划优先级发生显著变化。GIS筛选识别出三个持续性冲突区域:沃拉斯西部可再生能源开发密集区、连接普雷斯帕与其他湿地的鹈鹕移动路线,以及克莱迪大型哺乳动物陆域廊道。

三、主要技术方法

研究采用三阶段分析设计。第一阶段通过文献与政策综述识别规划标准;第二阶段将标准组织为排除标准和评价标准两级框架;第三阶段应用PROMETHEE和GIS进行情景开发。PROMETHEE分析使用Visual PROMETHEE Academic Edition 1.9版本,采用类型I偏好函数,以净流量排序五个战略方向。研究征询了17位具有弗洛里纳地区直接专业知识的利益相关者,涵盖区域与市政当局、技术服务部门、环境管理机构、独立环境专业人士、非政府组织和大学,通过目的性专家抽样和直接邀请招募。GIS空间处理使用ArcGIS Desktop 10.8.1,采用GGRS87/Greek Grid坐标参考系(EPSG:2100),操作包括裁剪图层、生成情景偏移、基础设施与保护区及廊道提案叠加分析及空间冲突识别。空间数据源包括Natura 2000边界、野生动物庇护区、希腊无道路地图2.0版、可再生能源项目数据以及Giannakis等人(2023)提供的陆域和鸟类廊道提案。

四、研究结果

4.1 利益相关者权重揭示从能源主导向均衡可持续性的转变
利益相关者评估显示感知现行规划逻辑与拟议决策支持逻辑之间存在显著分歧。感知基线中能源权重为0.69,而生态廊道和可逆性分别仅为0.02和0.01。拟议框架中权重最高的为保护区(0.21)、可逆性(0.19)、能源(0.18)和生态廊道(0.16)。可逆性的纳入尤为重要——利益相关者将其视为核心可持续性维度而非次要缓解问题,这意味着若影响不可逆,决策应趋向回避而非补偿。
4.2 PROMETHEE情景排序
情景1(感知现行实践)中投资导向排名最高(+0.50),其次为政策(+0.26)和环境(+0.18),社会与旅游导向为负偏好流量。情景2(利益相关者均值)中旅游导向(+0.43)、政策(+0.20)和环境(+0.10)排名高于社会(?0.09)和投资(?0.64)。情景3(各标准最低三个得分均值)中旅游导向仍居首位(+0.45)。情景4(各标准最高三个得分均值)将各方向间差距压缩至0.27个单位,表明在该输入下方向间区分度较弱。
4.3 GIS情景与主要冲突区域
GIS情景图显示弗洛里纳地区单元并非能源选址的中性空间。三个冲突区域尤为突出:其一,沃拉斯西部显示密集的可再生能源压力,风电场和光伏电站在Natura 2000背景下集中布局,累积影响令人担忧;其二,鹈鹕在普雷斯帕与西马其顿和中马其顿其他湿地之间的空中廊道与风电利益区域相交,存在影响其日常移动的风险;其三,源自廊道提案的陆域连通性冲突图凸显克莱迪山口及弗农/维齐与沃拉斯地块之间的连接作为大型哺乳动物的潜在通道,该区域已受主要公路和铁路基础设施影响,进一步的风电路网开发可能削弱野生动物庇护区作为廊道踏脚石的功能。

五、讨论与结论

讨论部分指出,能源权重从感知基线的0.69降至利益相关者均值框架的0.18,是征询最清晰的结果,表明参与的区域专家倾向于更少单一维度的决策结构。该框架的优势在于从利益相关者优先级到战略排序再到空间筛选的可追溯性,局限在于输出结果仍取决于专家评分、PROMETHEE设置和空间图层质量。研究建议采取五项行动:将空中、陆域和水域廊道绘制并认定为绿色基础设施;在单个项目许可前进行区域尺度的累积影响评估;筛选纳入无道路和高自然价值区域;在选址决策难以逆转前咨询相关利益相关者(包括当地社区);监测应涵盖运营期死亡率、栖息地变化、进场道路影响和退役后恢复。
研究结论部分指出,本研究开发了一个筛选级PROMETHEE-GIS框架,用于将生态连通性整合到西马其顿可再生能源与交通规划中。感知基线赋予能源0.69的权重而可逆性仅0.01;利益相关者均值框架将权重重新分配至保护区(0.21)、可逆性(0.19)、能源(0.18)和生态廊道(0.16)。主导战略方向从基线情景下的投资导向(+0.50)转变为利益相关者均值情景下的旅游导向(+0.43),最高得分情景下方向间差距从约1.10收窄至0.27。空间筛选识别出沃拉斯西部、鹈鹕移动路线和克莱迪陆域廊道的持续性冲突。0.93、1.81和2.00 km的情景偏移为协商性规划假设,不应作为通用退缩距离或生态阈值。该框架的主要贡献在于提供了一条透明的分析序列,区分排除与评价标准,将可逆性作为核心标准处理,并在项目许可前使替代优先事项的空间后果可视化。未来研究应使用遥测、相机陷阱或遗传数据检验候选廊道,量化替代权重下的排序稳定性,纳入当地社区居民,并比较可行的基础设施布局与成本。
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