2015年9月，中共中央、国务院印发《生态文明体制改革总体方案》，要求树立山水林田湖是一个生命共同体的理念，按照生态系统的整体性、系统性及其内在规律，统筹考虑自然生态各要素、山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游，进行整体保护、系统修复、综合治理，增强生态系统循环能力，维护生态平衡。

为贯彻落实开展山水林田湖草生态保护的部署要求，财政部、原国土资源部、原环境保护部联合印发了《关于推进山水林田湖生态保护修复工作的通知》，分三批次开展山水林田湖草生态保护修复工程试点。通过对山水林田湖草生命共同体实施生态保护修复工程，提升区域生态系统服务功能和整体环境质量。中共中央、国务院《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》和《关于在国土空间规划中统筹划定落实三条控制线的指导意见》等相关文件的出台，标志着国土空间规划中以“双评价”为基础的底线管控和全域自然要素的统筹管理制度已经建立[1-2]。山水林田湖草生命共同体理念的提出，将空间规划中的自然资源内涵从传统的空间系统扩展到生态系统，并强调其内在的有机联系和相互作用。厘清自然资源内在联系和作用，就需要理解自然要素间物质循环、能量流动、信息传递的生态过程，才能确保山水林田湖草生态保护修复工程的顺利开展。

如何在国土空间规划中，将山水林田湖草生态保护修复目标与全域全类型自然资源要素统筹管理相结合，推进落实生命共同体理念中的整体性、系统性、协同性和关联性的要求，是国土空间规划中面临的重要问题。

1、自然资源整合视角下区域生态网络构建途径

景观生态安全格局（Securitypattern，SP）是20世纪90年代后期以景观生态学理论和方法为基础，基于景观过程和格局的关系，通过景观过程的分析和模拟，来判别对这些过程的健康与安全具有关键意义的景观格局。景观生态安全格局把景观过程（包括区域水文循环、灾害过程扩散、物种空间运动以及城市蔓延扩张等）作为通过克服空间阻力来实现景观控制和覆盖的过程。要有效地实现控制和覆盖，必须具备有战略意义的关键性的景观元素、空间位置和联系。这种由关键性元素、战略位置和联系所形成的格局就是景观生态安全格局，对维护和控制生态过程或其他水平过程具有重要的意义[3-4]。同时，某些生态过程的景观安全格局也可有效控制突发性灾害，如洪水安全格局、地质灾害安全格局等。

通过确定自然生态过程的一系列阈限和安全层次，提出维护与控制生态过程的关键性的时空量序格局。生态安全格局理论由于其具有主动、空间联系和高效的生态战略优势，被广泛地应用于国土空间规划、绿色基础设施构建以及生态保护修复工程中[5-8]。目前识别景观生态安全格局比较成熟的方法是通过构建生态过程的最小阻力面（Minimumcumulativeresistance，MCR）实现景观控制，分析景观斑块的分离程度并作为景观格局优化的依据。基于垂直过程的叠加分析方法和基于水平过程的空间分析方法构建生态安全格局，并采用形态学空间格局分析法（Morphologicalspatialpatternanalysis，MSPA）识别潜在的生态廊道。MSPA是基于数学形态学原理对栅格图像进行度量、识别和分割的一种图像处理方法[9-10]。该方法强调研究内容的结构性连接，在进行生态源地与生态廊道的选取时，能够减少传统方法中依据面积较大、生态系统服务价值较高选取核心斑块的主观性判断，增加源地和生态廊道选取的科学性[11-13]。

生态网络构建是保障生态过程、维护生态安全、提升生态系统服务的有效途径，生态网络为自然要素及生境斑块间生态过程的有效调控提供了重要的空间结构，构成系统、完整的生态空间格局，实现生态服务价值的提高和生物多样性的保护[14-15]。在厘清山水林田湖草自然要素内在关系和生态过程的基础上，整合生态保护修复目标与生态保护红线划定途径，选取适宜的单因子/要素进行水平过程空间分析，得到单因子/要素生态安全格局，然后进行垂直叠加，获取综合生态安全格局。在此基础上，基于MSPAS识别潜在的重要生态廊道，构建山水林田湖草区域生态网络（见图1）。

图1自然资源整合视角下山水林田湖草区域生态网络构建途径

2、泰山区域山水林田湖草自然要素识别

泰山区域作为我国第二批山水林田湖草生态保护修复工程试点，其范围包括泰安市全域与济南市大部分区域，总面积约为13500km²，占山东省陆地面积约8.6%。地势中部高，南北低，中部为山区，南部和北部为丘陵、平原（见图2）。

图2泰山区域山水林田湖草生态保护修复工程区位图

泰山区域山水林田湖草生态保护修复工程根据修复任务不同分成了泰山生态区、大汶河—东平湖生态区、小清河生态区3个生态修复区域。通过遥感影像解译并结合土地利用现状（数据主要来源于30m×30m的LANDSAT8遥感影像、30m×30m的DEM高程数据），可以得到泰山区域的山水林田湖草自然要素面积数量和空间分布（见图3，表1）。

表1泰山区域山水林田湖草要素面积及分布情况表；图3泰山区域山水林田湖草自然要素分布图；图4泰山区域水源涵养安全格局

3、泰山区域生态安全格局构建

根据泰山区域生态保护修复目标和国土空间规划中生态保护红线划定要求，以景观生态安全格局理论为指导，构建泰山区域水源涵养、地质灾害防护和生物多样性保护生态安全格局，通过空间叠加和运算构成泰山区域综合生态安全格局。

3.1 水源涵养安全格局

泰山区域中大汶河—东平湖生态区和小清河生态区的生态修复重点涉及水生态环境和泉域渗透带保护，水源涵养是提升水生态环境和保护泉域渗漏带的关键因子。水源涵养安全格局是保障区域正常的生产、生活用水，并能维持区域水源涵养不被破坏、污染的关键格局。本文识别了泰山区域重要区域河湖水系、湿地分布、饮用水源区等的水资源要素以及洪泛平原、自然河流、湖泊及其沿岸湿地、滩涂等用地类型。基于ArcGIS对不同等级的水资源和湿地进行缓冲分析，构建不同安全水平的水源涵养安全格局（见图4，表2）。

3.2 地质灾害防护安全格局

对地质灾害防护安全格局的分析，应首先建立在区域地质灾害敏感性分析基础上，叠加地震带、滑坡、滑塌、崩塌、地面沉降和地裂缝等多种地质灾害要素的空间分布，确定地质灾害源；然后通过对各地质灾害类型的诱因和灾害易发区内土地利用格局的分析，确定对地质灾害防护起关键作用的区域和空间联系[16]。地质灾害源的识别分析方法，就是通过对区域生态环境特征及地质灾害形成机制的研究，确定影响地质灾害发生的主要因子的评价指标。泰山区域地质灾害因子主要包括地震带、滑坡、滑塌、崩塌、地面沉降和地裂缝等多种地质灾害要素。基于ArcGIS对高程和坡度的分级运算，得到地质灾害的敏感性分布，通过叠加各类地质灾害因子，识别地质灾害源的空间分布（见图5，表3）。

图5泰山区域地质灾害防护安全格局；表3地质灾害防护安全格局建构标准

3.3 生物多样性保护安全格局

生物多样性保护安全格局构建通常通过最小阻力模型为代表的水平生态过程分析模拟指示物种在空间运动中所需要克服的最小阻力，生物过程的安全格局一般由源（核心栖息地）、缓冲区（源周围的低阻力区域）、廊道和辐射道（连接多个源的低阻力通道）和战略点（对生物过程具有关键意义的节点）等景观元素构成。本文选取白鹳（Ciconia）和雕鸮（Bubo）作为指示物种，并依据指示物种的生境需求，确定源（见表4）。

表4指示物种特征及生境条件

研究选取适宜白鹳栖息、繁殖的生境类型为源地（面积较大的水体及其200m内的林地和草地），选择影响白鹳生存条件的土地利用类型为阻力因子，依据各类用地对白鹳运动的相对阻力大小，赋予相应的阻力值来构建阻力面。基于MCR模型，运用ArcGIS计算成本距离，模拟不同土地利用类型对白鹳从源地向外扩散过程中的阻力大小，构建白鹳保护安全格局。雕鸮在泰山区域为留鸟，宜采用适宜性分析法构建雕鸮保护安全格局。林地是鸮类主要的栖息地类型，根据其生活习性，选择海拔高于500m的林地为物种保护的核心斑块。雕鸮活动范围较广，土地利用类型对其影响较小，在源地周围划定适宜的缓冲区，构建雕鸮保护安全格局。对白鹳保护安全格局和雕鸮保护安全格局进行空间叠加，得到不同安全水平的泰山区域生物多样性保护安全格局（见图6）。

图6泰山区域生物多样性保护安全格局

3.4 泰山区域综合生态安全格局

综合以上水源涵养安全格局、地质灾害防护安全格局和生物多样性保护安全格局，进行等权重空间叠加，得到不同安全水平的泰山区域综合生态安全格局。低安全格局是保障生态功能的最低要求，是建设用地不可突破的生态底线，是生态保护修复任务的重点区域；中安全格局是保障生态过程不受干扰的缓冲区域，是生态保护修复任务与生态工程建设相互协调的区域；高安全格局是各生态要素实现生态功能充分发挥的理想状态，是生态保护修复任务与人类活动紧密联系、相互协调的重要区域（见图7，表5）。

图7泰山区域综合生态安全格局；表5不同安全水平的泰山区域生态安全格局面积及占比

4、泰山区域生态网络构建

4.1 潜在重要生态廊道识别

4.1.1 生态源地选取

形态学空间格局分析法应用的关键在于对生态要素与非生态要素的划分。本文将林地、草地、水体作为MSPA分析的前景要素（值为2），建设用地、耕地作为背景要素（值为1），利用GuidosToolbox2.8分析软件将生态要素划分成7种景观类型：核心区（Core）、孤岛（Islet）、边缘（Edge）、穿孔（Perforation）、连接桥（Bridge）、环（Loop）、分支（Branch）（见图8）。根据岛屿生物地理学原理，在MSPA分析结果中，面积较大且景观连接度较高的核心区可作为物种栖息地，对生物多样性的保护具有重要意义。本文首先选取面积（S）≥3km²的核心区为重要核心区[17]，共计80个；其次运用景观连通性分析软件ConeforSensinode2.2计算80个重要核心区的景观连接度指数（PC），利用自然段点法将景观连接度指数分为8个重要程度等级；最后，按连接度重要程度由高到低排序，将前6个等级（PC≥0.2）的重要核心区确定为最终的生态源地，共计34个。

4.1.2生态廊道提取与重要性分析

生态廊道的提取常用最小累积阻力模型计算源地与目标源地间的最小耗费距离来决定。生物在不同源地斑块间运动需要克服景观阻力，阻力面设置能够确定最小阻力路径。选取土地利用类型、高程、坡度3种阻力因子，对阻力因子进行权重赋值来构建阻力面（见表6）。采用ArcGIS的成本距离与成本路径来计算基于生态阻力面的源地与目标源地间的潜在生态廊道。重要生态廊道选取依据多个源地与目标源地重合的潜在生态廊道与MSPA分析的具有廊道功能的桥接区、环、分支进行确定（见图8）。由于泰山斑块面积与生境质量较高，重要生态廊道在研究区域主要沿南北向分布于源地间的山林地、草地和耕地（见图9）。

图8泰山区域MSPA要素分析；图9泰山区域重要生态廊道识别；图10泰山区域生态网络结构图；表6生态阻力值及权重

4.2 泰山区域生态网络构建

基于泰山区域的综合生态安全格局和MSPA识别的潜在生态廊道，规划泰山区域“一核三心，一轴一带多节点”的生态网络结构（见图10）。“一核”为以山、林为主的泰山生态核心区，是泰山区域规模最大、生态价值最高的生态空间，用以涵养水源、维持关键物种的生存等生态功能；“三心”分别为东平湖湿地生态绿心、徂徕山生态绿心和莲花山生态绿心，东平湖是研究区域最大的湖泊，也是山东省第二大淡水湖，提供多种生态系统服务类型，徂徕山和莲花山是研究区域面积较大、斑块较为完整的独立山体，生态要素类型多样，在区域中发挥着重要的生态功能；“一轴”是大汶河生态轴，东西向贯穿泰山区域南部，实现了生态斑块间信息流、能量流、物质流的东西向传递；“一带”是连接核心区间生态过程的潜在生态廊道，基于核心区之间的山林地、河流、农田构建起生态联系；“多节点”是生态价值较核心区低、可作为生态过程踏脚石的一般核心区，能够加强研究区域生态网络结构间的联系。

5、结语

山水林田湖草生命共同体的核心就是从过去的单一要素保护修复转变为以多要素构成的生态系统服务功能提升为导向的保护修复。泰山区域是华北平原重要的生态屏障，本文从自然资源整合和自然演进的视角，探讨山水林田湖草生命共同体内在关系和生态过程，通过结合生态修复目标与生态保护红线划定需求，构建了不同安全水平的水源涵养、地质灾害防护、生物多样性保护以及综合生态安全格局。基于形态学空间格局分析法识别重要潜在生态廊道，构建泰山区域的“一核三心，一轴一带多节点”的生态网络结构。

泰山区域的生态网络结构是国土空间中的重要结构性要素，不仅为生态过程提供空间支持和生态服务功能，还是维护区域生态安全和提升环泰山城市群人居环境质量的前提和保障。在构建完善的泰山区域生态网络结构基础上，针对性地识别生态敏感性高的生态受损空间，重点考虑山上山下、地上地下等不同生态单元的相互影响，实现系统修复和协同修复的目标。在生态修复基础上，通过复合营建的方式探索供给高质量的生态产品，实现从自然资源向自然资产的转变，打造泰山区域“山青、水绿、林郁、田沃、湖美”的山水林田湖草生命共同体。

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