基于多模型集成的城市生态廊道宽度空间差异化规划——以上海鸟类生物多样性保护为例
《Forests》:A Connectivity–Benefit Framework for Estimating Heterogeneous Urban Ecological Corridor Widths in Central Shanghai
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时间:2026年09月24日
来源:Forests 3.1
摘要
快速城市化加剧了栖息地破碎化,产生了空间差异化生态廊道规划的需求。传统的廊道划定往往依赖经验性的对称缓冲区,这些缓冲区无法表征城市基质的异质性。本研究以中央上海地区为研究对象,以鸟类生物多样性为保护背景,整合了形态空间格局分析(MSPA)来识别生态源地、基于栅格的主成分分析(PCA)来构建综合阻力面、最小累积阻力模型(MCR)来提取潜在廊道,以及电路理论来估算模拟连通性。廊道采用名义300米分段间隔进行划分,并从累积连通性—效益曲线的拐点特征中识别了各侧的候选宽度。随后使用XGBoost-SHAP来描述模型内10个预测变量的关联特征:自然生态因子(树冠高度、归一化植被指数和树木覆盖度)、人为社会环境因子(建筑占地面积比例、距水体和道路距离以及夜间灯光)和鸟类多样性指数(物种丰富度、辛普森指数和香农—威纳指数)。主要结果如下:(1) 识别出30个生态源地和66条潜在廊道,模拟连通性呈现外围高中心低的格局;外环绿带构成了主要网络骨干。(2) 大多数候选总宽度(64.83%)在100—200米范围内,而20.19%超过200米,14.98%低于100米。(3) 在拟合模型中,自然生态预测变量的平均绝对SHAP贡献高于人为预测变量和鸟类多样性指数,其中树冠高度的贡献最大。由于有7个环境预测变量也进入了阻力面构建过程,这些SHAP贡献被解释为模型依赖的归因而非独立的环境驱动因子。宽度估计结果取决于所采用的阻力参数设置,尚未通过独立的鸟类活动或栖息地利用数据进行验证。因此,这些结果提供的是规划假设和候选空间估计,而非经验证的生态阈值。
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