改革开放以来, 中国城市化进程取得举世瞩目的成就^[1], 但城市化过程中建设用地持续扩张带来栖息地破碎化^[2]、人居环境破坏^[3]和生态系统服务下降^[4]等一系列问题, 制约了城市的可持续发展。在高强度城市化地区, 上述问题表现得更为突出, 随着气候变化带来的极端灾害频发和经济发展与生态保护矛盾进一步加剧, 区域生态安全面临严重威胁, 区域整体生态保护效率有待进一步提升。为促进人与自然和谐共生, 推进中国式现代化, 依托国土空间布局优化和国土空间生态修复来改善生态环境, 保障区域生态安全意义重大。生态网络通过识别景观中某些关键位置与要素, 并构建其特定空间相互关系形成的格局, 从而达到提升景观连通性, 保护生态过程的目的^[5—6]。《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》(中发〔2019〕18号文)明确提及保护生态屏障, 构建生态廊道和生态网络, 推进生态系统保护和修复。目前正在开展的国土空间规划编制中, 各级规划也普遍将构建生态网络作为搭建区域生态保护修复骨架的重要支撑。

生态网络分析是基于景观生态学原理, 通过识别提取关键景观要素解析利于保护生态系统结构功能的完整性、提升区域生态质量的空间格局的有效方法^[7], 自20世纪90年代提出^[5]以来不断丰富和完善, 逐渐形成“生态源地识别-构建综合阻力面-生态网络生成”的基本范式^{[6, 8]}, 常用方法包括最小累积阻力模型^[9]、电路理论^[10]以及形态学空间格局分析^[11]等。近年来, 学者们针对生态廊道宽度界定^[12—13]、生态节点提取^[14—15]以及面向多目标的复合生态网络^[16—17]方面开展了一系列优化研究, 并在多类型多尺度研究区域进行了探索^[18—20]。在探索生态网络构建一般方法的基础上, 特定区域问题及研究尺度决定了生态网络构建思路方法的差异性, 面向高强度城市化地区这一热点区域, 学者们从结合考虑生态源地未来需求^[21]、生态廊道建设成本^[2]、与现有规划衔接结合^[22]以及动静态连通性耦合^[23]等视角对生态网络构建进行了深化, 对京津冀城市群^[22]、苏南地区^[23]、深圳市^[24]和上海市^[2]等区域开展了实证分析。但当前研究一定程度上忽略了城市生态需求独特性以及为居民提供福祉的目标, 在不同尺度生态网络的嵌套关系方面考虑不足, 且围绕生态丰度低的县域单元开展的研究尚不多见, 作为新型城镇化建设的重要载体, 其生态保护修复也应得到重视, 为强化这一类地区生态网络效能, 有必要开展更具针对性和系统性的研究。

江苏省江阴市是中国乡镇企业的发源地、苏南模式的典型代表, 一直蝉联全国百强县前三位, 目前城镇化率达到74.82%, 市域内重要生态用地稀缺且分散, 长江岸线开发强度高, 传统制造业带来严重的环境污染, 而江阴市生态保护对长江大保护以及太湖流域生态系统稳定具有重要作用, 其也需要太湖等重要生态用地的生态功能支撑。本研究拟以江阴市为例, 在解析高强度城市化地区生态需求及生态网络可发挥的功能的基础上, 在江阴市范围内与环太湖地区生态网络、无锡市生态网络形成尺度嵌套生态网络, 同时统筹考虑缓解热岛效应、雨洪调节与景观游憩服务供给构建复合功能生态网络, 由尺度嵌套生态网络与复合功能生态网络共同构成江阴市高强度城市化地区生态网络体系, 并提供针对性的生态保护修复策略, 希冀为高强度城市化地区国土空间生态修复提供借鉴参考。

1 研究区概况与数据来源 1.1 研究区概况

江阴市地处江苏省南部、长江南部冲积平原地带, 境内地势平缓, 北邻长江, 南近太湖, 东接常熟、张家港, 西连常州(图 1), 是由无锡市代管的省辖县级市, 位于北纬31°40′—31°58′, 东经119°59′—120°35′之间, 属亚热带季风气候。江阴地处苏锡常“金三角”几何中心, 历史上就是长江下游南北交往的重要交通枢纽, 素有“江尾海头”、“江海门户”之称。第七次全国人口普查数据显示, 全市常住人口177.95万。2021年江阴市实现地区生产总值4580亿元, 蝉联全国县域经济与县域综合发展“十九连冠”和中国工业百强县(市)“五连冠”。

作为高强度城市化地区, 江阴市面临复杂严峻的生态问题。根据第三次全国国土调查, 全市建设用地面积占比达40%, 高不透水地表覆盖会加剧城市热岛和内涝风险, 而林地、草地、水域等生态用地占比不足30%, 生态保护红线区仅为1886hm²(占区域国土面积1.91%), 生态管控区面积为10134.81hm², 生态丰度较低, 且因城市开发建设活动被切割严重, 连通性较差；公园绿地系统分布不均衡, 难以满足大部分居民日常游憩需求。同时, 江阴坐拥长江重要湿地等重要生态资源, 作为全国和江苏省内较早开展长江生态保护工作和水系连通及水美乡村建设试点县, 在保障太湖流域生态安全中发挥着重要作用。

1.2 数据来源

本研究所使用的数据包括土壤与土地利用数据、自然环境数据和社会经济与文化旅游数据。为便于空间数据分析, 所有数据统一转换为高斯-克吕格投影, 2000国家大地坐标系。

土壤与土地利用数据：土地利用数据来自中国土地覆盖年度数据集(CLCD)(30m)^[25]；住宅用地和道路用地数据来自江阴市第三次国土调查数据库；基于Google Earth Engine云计算平台提取NDVI和地表温度的数据来源于Landsat 8 OLI_TRIS遥感影像；不透水面数据来源于全球30m不透水地表动态数据集(GISD30)^[26]。土壤质地数据来源于国家青藏高原科学数据中心提供的基于世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集(v1.1)。

自然环境数据：地形数据(DEM, 30m)来源于地理空间数据云平台, 借助DEM计算得到地表粗糙度和地表起伏度；流域水系数据来源于国家地球系统科学数据共享服务平台提供的太湖流域1∶25万三级水系分级数据集。

社会经济与文化旅游数据：人口密度数据来源于全球高分辨率人口计划项目WorldPop数据集(https://data.worldpop.org/GIS/Population/)(100m)；用于计算建筑密度的建筑轮廓矢量数据提取自百度地图；游憩资源点数据来自江阴市文化和旅游资源普查数据库。

2 研究方法 2.1 高强度城市化地区生态网络构建解析 2.1.1 面向不同情形的区域生态网络构建目标

由于生态网络可以提升生态斑块景观连通性和区域整体生态系统功能, 对不同情形生态保护需求有其适用性。随着“全域-全要素-全过程”国土空间生态修复工作开展, 生态网络的研究对象从野生动物栖息地^[27]等自然生境拓展到全域^[20], 所发挥的作用也从保护物种迁徙^[28]扩展到提升区域生态功能, 保障区域生态安全^[29]。已有研究表明^[6], 生态网络构建方法选取需要考虑区域生态本底及尺度特征以确保结果的科学性, 通过文献梳理^{[5, 8, 18, 22, 29]}, 结合相关规划编制指南, 归纳不同情形区域生态网络构建的目标如表 1。结合区域特点, 江阴市面向高质量发展要求与国土空间生态修复工作开展, 生态网络构建具有多重目标。

2.1.2 高强度城市化地区生态需求及生态网络构建要点

城市化水平是区域发展的重要特征, 表现为城市人口规模增加、城镇用地向外扩张延展的程度^[4], 城市化在促进区域经济发展的同时, 也带来一系列生态环境影响, 包括生态用地减少和破碎化、环境污染破坏等, 进而导致区域生态系统受损, 生态系统服务供需失衡, 生态过程运行受阻。构建生态网络对缓解城市化带来的负面效应维持生态流正常运作具有重要作用, 其通过廊道跨区域连通也在多层级生态保护修复体系中发挥着重要功能^[20]。

不同城市化水平对区域生态问题的影响具有显著差异, 高强度城市化地区的生态保护修复工作面临更为复杂的情形, 相应生态网络构建思路也应具针对性(图 2)：(1)市县级生态保护修复既需落实和承载上级规划, 也需统筹发挥稳定局部生态安全的作用, 由于高强度城市化地区可支撑自身生态系统服务供给的大型生态斑块较少, 经济发展带来用地矛盾进一步加剧, 为进一步提升保护效率, 故应借助更高尺度生态网络的优势, 依靠更大范围的自然地理单元内重要生态用地的支撑作用, 通过生态网络的尺度联动保障该区域生态安全水平；(2)相比于自然生境或中低程度城市化地区, 高强度城市化地区生态系统特征和生态需求有其独特性, 针对城市热岛效应突出以及极端气候带来的洪涝等自然灾害风险高等生态问题, 生态网络构建需更加关注调节类生态系统服务, 通过连通关键供给源充分发挥生态流的作用, 增强城市应对自然灾害的能力；(3)城市建设用地扩张在一定程度上侵占了蓝绿空间, 致使美学景观服务供给不足, 难以充分地为居民提供优质生态产品, 生态网络可以通过提升景观连通性和旅游资源的可达性为城市居民游憩需求提供便利, 促使生态资源保护价值进一步转化为居民福祉。综上, 本研究结合区域特点和生态保护形势构建生态网络：针对江阴市低生态丰度与县级尺度的特征, 通过与环太湖地区生态网络、无锡市生态网络形成尺度嵌套生态网络以获得外部支撑, 提升区域整体生态保护效率；面向气候变化等背景, 针对城市区域多元生态需求, 统筹考虑缓解热岛效应、雨洪调节与景观游憩服务供给构建复合功能生态网络, 增强其应对自然灾害的能力, 经过整合形成江阴市高强度城市化地区生态网络体系。

2.2 江阴市尺度嵌套生态网络构建

生态源地作为物种扩散和迁移、物质和能量流动传输的起源点, 一般应具有良好的生态本底, 并对维持区域景观连通性发挥控制性作用^{[5, 30]}, 形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis, MSPA)基于腐蚀、膨胀等数学形态学原理从像元层面对栅格图像空间格局进行度量, 侧重于结构型连接^[31—32]对分析景观连通性具有有效性。本研究以林地、草地和水域为前景, 基于Guidos Toolbox提取核心区, 结合景观连通性指数识别环太湖地区生态源地。

景观阻力是指为物种、物质或能量等在空间中流动扩散受到的阻碍作用, 参考已有研究^[33], 同时考虑人为干扰因素, 选取景观类型、高程、植被归一化指数(NDVI)和人口密度作为阻力因子, 依据表 2构建综合阻力面。最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance, MCR)由Knappen^[34]提出, 可用于提取源地间的最小成本路径, 本研究基于该方法利用Linkage Mapper工具箱Linkage Pathway模块^[35], 结合生态源地和综合阻力面提取环太湖地区生态廊道, 生成环太湖生态网络。采用同样的方法构建无锡市生态网络, 整合江阴市范围内的环太湖生态网络和无锡市生态网络, 形成江阴市尺度嵌套生态网络。

2.3 江阴市复合功能生态网络构建

针对研究区多元生态需求, 在遵循“识别生态源地-构建综合阻力面-生成生态网络”传统解析思路的基础上, 基于景观生态学原理, 结合区域自然资源本底和生态环境突出问题, 从缓解热岛效应、雨洪调节和提供景观游憩三个生态功能方面构建江阴市复合生态网络, 通过网络维持生态流正常运作。

2.3.1 用于缓解热岛效应的生态网络

城市热岛(Urban Heat Island, UHI)是指城市地区温度高于周围农村地区的一种城市气候现象^[36], 而水体、绿地等蓝绿景观与周围的热环境相比, 温度相对较低, 又称冷岛, 将其通过廊道连接形成冷却网络, 可以更稳定有效地缓解热岛效应^[37]。

本文基于依托Google Earth Engine的PSC APP云平台解译Landsat 8影像得到地表温度数据 ^[38—39]。选取相对热岛强度表征城市的热岛效应^[40]。强度越高则对应热岛效应越明显, 计算公式见式(1)。

(1)

式中, H为相对热岛强度；LST_i为第i点的地表温度；LST_mean为平均地表温度。

参考已有研究^[41], 将上述结果划分为8个等级, 提取极强冷岛和中强冷岛, 并进一步考虑冷岛规模效应和斑块景观连通性^{[32, 42]}, 筛选面积>50hm²且景观连通性指数处于前75%的作为最终生态源地。

为保证缓解热岛效应的效果, 考虑会加剧热环境影响或阻碍通风的因素^{[37, 43]}, 构建综合阻力面。参考已有研究^{[37, 41, 44—45]}, 选取反映地形、植被、土地利用以及建筑指数等与热岛效应或热交换密切相关的因子表征景观阻力, 包括高程、坡度、植被归一化指数(NDVI)、土地利用和建筑密度5个阻力因子。阻力系数设定上, 高程越大温度越低且空气流动性更强, 对降温效应的阻力越小, 而坡度越大, 对热交换阻碍作用越强^[37]；植被归一化指数越高更易对热岛扩展连片产生阻隔, 促进冷岛源地的连通, 故阻力越小；水体、林地、草地和耕地等用地可削弱热岛效应, 阻力相对小, 建设用地等则相反；建筑密度越高对空气流动阻力越大, 且更容易成为热源, 因而阻力越大。据此, 对各因子分级并设置1—9的阻力系数如表 3, 并为阻力因子赋予权重, 加权得到综合阻力面。基于最小累积阻力模型, 利用Linkage Mapper工具箱的Linkage Pathway模块提取生态廊道, 生成用于缓解热岛效应的生态网络。

2.3.2 用于雨洪调节的生态网络

地处平原河网地区的高强度城市化地区面临较强的洪涝灾害风险, 而因建设用地快速扩张造成不透水面占比大, 洪水调蓄能力相对薄弱^[46]。城市生态系统主要通过植被冠层截流和土壤下渗影响径流方式进行雨洪调节^[47], 将提供重要雨洪调节服务的斑块通过廊道连接起来, 可形成影响区域整体雨水径流过程的网络。

本研究采用绿地空间径流调节率表征雨洪调节服务供给能力, 利用SCS-CN水文模型模拟土壤中等湿度情景下地表产流, 绿地空间径流调节率和地表产流计算方法见文献^[47—48], 降雨强度依据江阴市洪涝灾害统计资料, 设定为160mm。其中, 参数CN在Fan等^[49]方法基础上, 采用渔网分析工具, 将研究区划分为150m×150m的正方形网格, 对渔网内耕地、林地、草地、不透水面、水域和裸土6种土地利用覆被所占比例及其各自CN值加权计算得到各渔网单元的CN值。江阴土壤质地属于黏土类, 结合土壤湿度情形得到对应的土壤水文组, 参考已有研究^[48—49]和美国国家工程手册CN值查算表确定各土地利用覆被类型CN值, 分别设为85、83、84、98、100和94。土壤下渗系数λ取值0.2^[50]。由于SCS-CN模型自身特点, 水体不具有地表径流调蓄能力, 但其具备汇流的能力对区域雨洪调节也具有重要作用, 将绿地空间径流调节率结果按自然断点法分成五级, 提取最高一级结果与50hm²以上面积的水体共同作为生态源地识别结果。

阻力面构建主要考虑洪涝灾害的影响因素, 现有研究表明^[51], 城市洪涝灾害受土地利用覆被、景观格局、降雨量以及城市地形地势和下垫面渗透性等因素影响, 故选取降雨量、平均地表粗糙度、平均地表起伏度、平均不透水率、平均植被归一化指数(NDVI)以及3个类型水平景观格局指数, 包括最大斑块面积比例(Largest Patch Index, LPI)、斑块聚集度指数(Patch Cohesion Index, COHESION)和景观破碎度指数(Landscape Division Index, DIVISION)作为阻力因子。景观格局指数在绿地、水域、不透水面和裸土4个类型水平上开展计算, 平均地表粗糙度、平均地表起伏度、平均不透水率、平均植被归一化指数(NDVI)以小流域为单元统计, 其中平均不透水率先计算150m渔网单元内不透水面占比。参考相关研究^[51]以及各因子结果标准化值确定各因子阻力系数, 地表起伏度、粗糙度越高, 越利于雨水径流分散, 故可对洪涝起到缓解作用, 是负向阻力指标；城市中植被对雨水渗透性较好, 植被覆盖越高, 洪涝风险越小, 因而也是负向指标；其余景观格局指数指标与洪涝总体呈现正相关关系^[51], 故均为正向阻力指标。分别对各阻力因子分级并赋予1—9的阻力系数, 各阻力因子权重设定如表 4所示, 加权得到最终雨洪调节生态网络阻力面。生态廊道提取方法与热缓解生态网络相同, 由此生成用于雨洪调节的生态网络。

2.3.3 用于景观游憩的生态网络

随着城市居民生活品质提高, 城市扩张造成的生境破碎以及居住区与旅游资源之间的阻隔制约了城市居民享受休闲游憩文化生态系统服务^[52], 通过廊道将旅游资源连接成网, 可提升游憩空间的连通性以及可达性从而更好地满足居民休闲游憩的需求^[53—54]。

选取江阴市著名旅游景点、公园、山丘及湿地等自然和人文景观共56处作为游憩资源点。构建游憩阻力面时, 参考相关研究^[54—55], 主要考虑所处位置居民到达难易程度、活动频率以及植被覆盖情况, 选取坡度、距道路及成片住宅区的距离和植被归一化指数(NDVI)作为阻力因子, 提取面积大于5hm²的农村宅基地和城镇住宅用地为成片住宅区, 由于住宅用地用途限制, 成片住宅区范围内建设游憩廊道的阻力较大, 住宅区域之外距离成片住宅区越近, 居民游憩活动频率越高, 阻力越小, 而距离道路近不仅通行便利, 也利于在现有道路用地邻近区域规划步行道和骑行道, 故阻力较小；坡度也是影响居民步行或骑行的重要因素, 坡度低, 阻力小；对于植被归一化指数(NDVI), 其值越高, 生态环境越好, 提供更好的休闲游憩体验。依据表 5设定阻力系数并加权得到景观游憩综合阻力面。采用与热缓解生态网络相同的方法提取生态廊道, 生成用于景观游憩的生态网络。

3 研究结果 3.1 江阴市尺度嵌套生态网络构建结果

通过基于MSPA的方法识别生态源地, 并采用MCR的方法提取生态廊道, 最终构建环太湖地区生态网络如图 3所示, 共识别出生态源地188个, 总面积约为588256.08hm², 面积占比21.38%, 生态源地分布呈现高度空间分异, 大片生态源地主要集中分布于无锡市西部宜兴市、湖州市中西部的山区和整个太湖区域；在东北部和东南部除长江和钱塘江沿线几乎没有生态源地分布。景观阻力则呈现东北高西南低的分布特征, 太湖以东的阻力水平总体高于太湖以西区域。生态廊道方面, 共提取437条生态廊道, 中部太湖附近以及西南部湖州市生态廊道数量较多, 长度较短；北部长江沿线和东南部钱塘江沿线连接的生态廊道数量较少, 长度更长。从生态网络结构看, 环太湖地区中西部网络更密集, 结构相对稳定；北部和东南部存在较大范围的盲区, 网络结构更为脆弱。

为评估江阴在环太湖地区生态网络中发挥的作用, 对生态源地面积进行叠加分析, 由图 3和表 6可以看出, 地处环太湖地区北部的江阴市是该区域典型的生态源地匮乏区, 其生态源地面积占比远低于同一地区其他县级区和整体面积占比水平；同时, 环太湖地区生态网络有13条生态廊道贯穿江阴市, 这些生态廊道在直接与间接连接太湖斑块与长江斑块方面发挥了关键作用, 由此可以看出江阴市在环太湖地区生态网络中具有一定战略性作用, 同时也需要环太湖地区这一更高尺度区域生态网络发挥带动作用, 对江阴市生态系统服务供给提供支撑。

在对江阴市与环太湖地区生态网络进行尺度嵌套分析的基础上, 从图 3可以看出, 江阴市生态网络主要通过无锡市域范围内的生态用地直接联结带动, 由于环太湖地区北部总体生态源地分布较为稀疏, 联结带动江阴市的跨县域生态廊道长度偏长, 贯穿江阴市的生态廊道平均长度为25.0km, 且主要通过江阴市南部的一个生态斑块进行联结, 网络结构相对脆弱。为保证尺度嵌套生态网络的稳定性, 有必要进一步在无锡市范围内, 在MSPA分析识别生态源地的基础上, 通过缩小生态源地识别面积阈值的方式补充一部分生态保育型生态源地, 并采用MCR的方法提取生态廊道, 在江阴市与无锡市之间进一步形成生态网络的尺度嵌套。据此构建无锡市生态网络如图 4所示, 其中有49条生态廊道贯穿江阴市, 可以看出通过增加生态保育型生态源地, 江阴市在与无锡市生态网络尺度嵌套中可以与太湖等重要生态用地实现更好的间接性连通, 尺度嵌套的生态网络不会因为局部生态源地破坏发生严重断裂, 从而对江阴市生态保护修复起到更好的外部支撑作用。

将江阴市范围内的环太湖地区生态网络与无锡市生态网络进行整合, 对环太湖地区生态网络中部分过长的生态廊道进行剔除, 得到江阴市尺度嵌套生态网络(图 5)。生态源地方面, 在两个生态网络中共同识别为生态源地的江阴市核心生态源地共4个, 总面积约为4303.58hm², 在与无锡市生态网络尺度嵌套中补充的江阴市保育生态源地共26个, 总面积约为431.86hm², 两类生态源地总面积占比4.76%, 大多分布于江阴市北部和中部；在两个生态网络中完全于江阴市范围内的江阴市基础生态廊道共39条, 在无锡市生态网络中与江阴市外部生态源地形成联结的无锡-江阴生态廊道共11条, 在环太湖地区生态网络中与江阴市外部生态源地形成联结的环太湖-江阴生态廊道共3条, 生态廊道除在江阴市西部没有分布之外, 总体分布均匀。

3.2 江阴市复合功能生态网络构建结果 3.2.1 面向各单一功能的生态网络构建结果

用于缓解热岛效应的生态网络构建结果如图 6所示, 共包括31个生态源地、59条生态廊道。江阴市热缓解阻力值总体偏低, 高值主要分布于长江沿线以南以及建成区范围。生态源地除长江沿线所在斑块规模较大, 达到4230.8hm², 其余生态源地面积都偏小, 空间分布呈现中部南部数量多, 东部西部数量少的特征。生态廊道在江阴市中部及南部地区分布密集, 东部和北部仅零星分布几条生态廊道。

用于雨洪调节的生态网络构建结果如图 7所示, 共包括26个生态源地, 53条生态廊道。与热缓解生态网络不同, 江阴市雨洪调节景观阻力值以高值为主, 多分布于建成区等不透水面分布密集区域, 低阻力值仅分布区江阴市北部长江沿线和西侧区域。生态源地斑块规模除北部长江沿线斑块以外普遍偏小, 分布零散；生态廊道分布较为均匀, 多数交织成网状, 仅东南部有一小片盲区, 网络结构相对稳定。

用于景观游憩的生态网络构建结果如图 8所示, 共包括56个游憩资源点, 117条游憩廊道。生态网络呈现组团式分布, 最大的组团分布于长江南部江阴要塞附近, 此处锡澄运河公园、滨江公园带和应天公园等江阴市市级公园聚集, 游憩资源优质且丰富, 廊道密布, 网络结构极为复杂；其余小组团多以山体自然景观以及著名人文景点为核心。总体而言, 江阴市景观游憩生态网络中部分布有较大面积的盲区, 游憩资源点及廊道都鲜少分布, 故整体网络分布并不均匀。

3.2.2 复合功能生态网络结果

将用于缓解热岛效应的生态网络、用于雨洪调节的生态网络和用于景观游憩的生态网络构建结果进行整合叠加, 对各功能廊道交织重叠程度较高的生态廊道与长度过长易发生断裂的游憩廊道进行剔除, 生成最终的江阴市复合功能生态网络如图 9所示。对兼具热缓解与雨洪调节功能, 且斑块边界与游憩资源点中心最小距离 < 500m的斑块进一步识别为复合功能生态源地, 共得到复合功能生态源地11个, 面积4755.31hm², 占比4.78%；单一功能源地中, 热缓解生态源地31个, 面积8331.56hm², 雨洪调节生态源地26个, 面积7662hm², 游憩资源点56个；生态廊道方面, 共提取热缓解生态廊道51条, 雨洪调节生态廊道52条, 景观游憩廊道85条；生态节点方面, 不同功能生态廊道的交点兼具多个生态功能, 需要重点保护, 对不同功能生态廊道进行相交分析, 提取交汇点为功能型生态战略点, 共提取88个功能型生态战略点。

从复合功能生态网络要素分布来看, 复合功能生态源地主要分布于江阴市北部长江沿线的利港街道、澄江街道、城东街道等和中部的云亭街道定山、花山所在区域, 不同的单一功能生态源地及廊道分布情况有所差异, 其中, 热缓解生态源地和生态廊道多分布于南部的青阳镇和徐霞客镇；雨洪调节生态源地主要分布于南部青阳镇、西部璜土镇和利港街道, 雨洪调节生态廊道分布在南部徐霞客镇最多；游憩资源点和游憩廊道则集中分布于北部澄江街道。功能型生态战略点在澄江街道和徐霞客镇分布最多, 在东南部的新桥镇、顾山镇和长泾镇分布最少。由此可见, 不同镇级区域在江阴市复合功能生态网络构建过程中发挥的作用并不相同。

3.3 基于高强度城市化地区生态网络体系的生态保护修复策略

江阴市尺度嵌套生态网络和复合功能生态网络共同构成江阴市生态网络体系(图 10), 在国土空间生态修复实践中可依托该生态网络体系, 针对不同生态网络要素采取一系列生态保护修复措施。其中, 针对核心生态源地、复合功能生态源地, 应当予以最高优先级的保护, 适当建立缓冲区隔离周边人为活动带来的影响, 充分发挥江阴市自身生态用地的关键作用；针对保育生态源地和不同单一功能生态源地, 应尽可能进行生态管控, 保证生态网络的效能；针对功能型生态战略点, 建议采取重点保护建设措施, 在生态源地之间起“跳板”或“踏脚石”作用；针对基础生态廊道和单一功能生态廊道, 充分考虑廊道指示位置附近用地现状, 因地制宜确定廊道具体范围, 遵循基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NbS)理念开展保护建设与维护；针对跨行政区域的无锡-江阴生态廊道与环太湖-江阴生态廊道, 应与相关地方部门积极沟通协调, 通过区域联动保护修复以真正实现尺度嵌套生态网络带来的外部生态支撑与整体生态保护效率提升。

4 结论与讨论

本研究以县级尺度高强度城市化地区江阴市为例, 首先对研究区生态需求及生态网络可发挥的功能进行解析, 在遵循“生态源地识别-构建综合阻力面-生态网络生成”传统范式基础上, 有针对性地进行区域差异化导向下生态网络构建研究：针对江阴市低生态丰度与县级尺度的特征, 通过与环太湖地区生态网络、无锡市生态网络形成可提供外部支撑的尺度嵌套生态网络；面向气候变化等背景及城市区域多元生态需求, 统筹考虑缓解热岛效应、雨洪调节与景观游憩服务供给构建复合功能生态网络, 由尺度嵌套生态网络与复合功能生态网络共同构成江阴市高强度城市化地区生态网络体系。结论如下：

(1) 尺度嵌套生态网络：通过构建整合江阴市范围内的环太湖地区生态网络和无锡市生态网络, 形成江阴市尺度嵌套生态网络, 得到核心生态源地共4个, 总面积约为4303.58hm², 保育生态源地共26个, 总面积约为431.86hm², 两类生态源地总面积占比4.76%, 大多分布于江阴市北部和中部；完全位于江阴市范围内的基础生态廊道共39条, 在无锡市生态网络中与江阴市外部生态源地形成联结的无锡-江阴生态廊道共11条, 在环太湖地区生态网络中与江阴市外部生态源地形成联结的环太湖-江阴生态廊道共3条, 生态廊道除在江阴市西部没有分布之外, 总体分布均匀。经过尺度嵌套, 江阴市实现了生态用地规模总体不变的同时, 通过与周边无锡市以及环太湖地区范围内生态网络进行衔接, 借助太湖等江阴市外部重要生态斑块的生态支撑作用, 有力提高了生态保护效率和区域生态系统服务供给水平。

(2) 复合功能生态网络：江阴市共有11个复合功能生态源地, 面积4755.31hm², 占市域面积的4.78%, 主要分布于北部长江沿线以及中部的定山、花山；兼具复合功能的功能型生态战略点共88个, 主要分布于江阴市中部和西南部。提取三类单一生态功能网络要素包括, 热缓解生态源地31个, 热缓解生态廊道51条, 雨洪调节生态源地26个, 雨洪调节生态廊道52条；游憩资源点56个, 景观游憩廊道85条。不同的单一功能生态源地及廊道分布情况有所差异, 雨洪调节单一功能生态网络要素相较另外两个单一功能生态网络分布更加均匀, 且不同镇级区域在江阴市复合功能生态网络构建过程中发挥的作用并不相同。复合功能生态网络通过连通提供生态功能的重要斑块, 维护生态流正常运行, 可针对性满足高强度城市化的多元生态需求, 提高其应对自然灾害的能力。

(3) 基于江阴市高强度城市化地区生态网络体系, 在国土空间生态修复实践中, 遵循NbS理念和因地制宜的原则, 采取包含保护建设、管控维护以及联动修复等多方面的生态保护修复措施, 充分发挥生态网络独特优势以及所在区域的重要生态资源支撑作用。

本研究通过解析不同情形生态网络构建目标和高强度城市化地区生态需求及生态网络体系构建要点, 厘清了国土空间生态修复背景下面向高强度城市化地区生态网络构建的实际需求, 为研究区江阴市及与之特征类似的地区提供了区域差异化导向下基于尺度嵌套与复合功能视角的生态网络体系构建方案。本研究与以往研究做法的差异在于：①传统生态网络多服务于物种保护, 而非以为人类这一城市的生活主体提供福祉为首要目标；②传统做法进行生态源地识别时重点考虑的生态系统服务多为自然生态系统主要供给类型, 城市生态系统的自身特征及面向气候变化等背景下的生态需求决定了其主要生态系统服务需求的特殊性, 本研究重点关注几个调节类和美学景观类生态系统服务, 试图为提升城市应对自然灾害风险的能力提供解决方案；③传统做法多在研究区内部优化生态网络构建思路, 本研究结合国土空间生态修复工作多尺度、多层级的要求, 将尺度嵌套纳入研究区生态网络构建环节从而起到外部支撑作用, 提升了区域生态保护效率；④本研究创新性地将多个生态网络形成的区域生态网络体系视为一个整体用于指导具体生态保护修复实践。

本研究面向县级尺度高强度城市化地区江阴市, 在充分考虑生态本底及实际需求的基础上, 基于尺度嵌套与复合功能的视角构建生态网络体系, 目前在与现有规划结合, 包括对生态保护红线、生态管控区划定结果的运用方面存在不足；同时, 在复合功能生态网络的景观阻力系数及权重设定方面存在一定主观性；且生态廊道宽度与功能型生态战略点具体范围的确定方面还需细化。