景觀生態(tài)學在土地利用優(yōu)化中的應用

景觀生態(tài)學在土地利用優(yōu)化中的應用

為了最大限度地節(jié)約經(jīng)濟效益，實現(xiàn)數(shù)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置，是過去土地利用優(yōu)化配置的基本模式。但隨著全球性的土地退化、生物多樣性喪失、環(huán)境污染等環(huán)境問題的不斷加劇,土地資源的環(huán)境生態(tài)效益逐漸得到重視。20世紀80年代可持續(xù)發(fā)展思想的提出,是人類由覺悟走向行動的重要標志,實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用與管理也成為世界各國共同關(guān)注的目標。土地資源利用的生態(tài)優(yōu)化是實現(xiàn)其持續(xù)利用與管理的必要保證之一,但長期以來,我國的土地利用配置研究多關(guān)注土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)的生態(tài)優(yōu)化,如林地覆蓋率、坡耕地比例等,卻忽視了土地利用空間格局對諸多生態(tài)過程的影響,如動物的遷徙,地表水的徑流、侵蝕,物種的多樣性,以及干擾的傳播或邊緣效應等。近年來,隨著景觀生態(tài)學的發(fā)展與完善及其在土地利用配置中的應用,不僅形成了一套較為成熟的景觀生態(tài)規(guī)劃方法體系,也促使土地利用格局及其變化研究日益成為土地利用配置研究關(guān)注的一個熱點?；诰坝^生態(tài)學探索土地利用的空間優(yōu)化途徑在我國尚屬新興的研究領(lǐng)域,為促進其發(fā)展,本文系統(tǒng)闡述了近幾十年景觀生態(tài)學在土地利用配置的應用研究中所形成的主要方法體系,并重點討論了基于格局分析的土地利用生態(tài)優(yōu)化途徑及其發(fā)展前景。1景觀生態(tài)學的概念景觀生態(tài)學是20世紀30年代以后發(fā)展起來的一門介于生態(tài)學與地理學之間的交叉學科。它以生態(tài)學的理論為依托,吸收現(xiàn)代地理學和系統(tǒng)科學之所長,通過景觀的結(jié)構(gòu)、功能和演化等的調(diào)查和分析,研究一定尺度下資源、環(huán)境的經(jīng)營和管理等問題,具有綜合整體性和宏觀區(qū)域性的特色。在景觀生態(tài)學中,景觀是棲息地(生境)、群落及各種土地覆蓋類型的組合,這些景觀單元的空間配置是各環(huán)境因素以及人類活動共同作用的結(jié)果,資源價值和整體生態(tài)特性是景觀生態(tài)學中景觀的本質(zhì)涵義。土地從一開始就是景觀生態(tài)學的主要研究對象,景觀生態(tài)學的產(chǎn)生就始于Troll(1939,1968)利用航空像片對東非土地利用的研究。Zonneveld(1981)也強調(diào)指出,景觀生態(tài)學是關(guān)于土地的研究,它將土地看作一個綜合的整體,由相互影響的不同要素組成。另外,景觀生態(tài)學取得迅速發(fā)展的基石之一就是它所提出的一套描述土地嵌塊體的語言。在這種語言中,土地只是斑塊、廊道和基質(zhì)的組合,每種要素都被很好地描述,并易于為相關(guān)學科和研究領(lǐng)域理解和共享。在此基礎上,景觀生態(tài)學通過景觀格局及其變化的空間和動態(tài)分析,形成了一系列表述和分析景觀格局的空間指標和方法,為研究景觀格局的過程、機制和優(yōu)化配置提供了方法支持。景觀生態(tài)規(guī)劃是景觀生態(tài)學的主要應用研究領(lǐng)域,旨在探索景觀生態(tài)學理論、方法與土地資源優(yōu)化配置相結(jié)合的實踐途徑。它強調(diào)景觀的資源價值和生態(tài)環(huán)境特性,其目的是協(xié)調(diào)景觀內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程及人與自然的關(guān)系,正確處理生產(chǎn)與生態(tài)、資源開發(fā)與保護、經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系,進而改善景觀生態(tài)系統(tǒng)的功能,提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、穩(wěn)定性和抗干擾能力。歸納起來,景觀生態(tài)規(guī)劃主要基于3種研究途徑,分別是適宜性評價、系統(tǒng)分析與模擬及空間格局的優(yōu)化。本文將就這3種方法進行討論。2mchartg方法的運用將宏觀生態(tài)學思想與土地利用優(yōu)化配置相結(jié)合的早期代表是I.McHarg,在其著作DesignWithNature中,McHarg第一次建立了一個城市與區(qū)域土地資源優(yōu)化配置的生態(tài)學框架,并通過大量的案例研究,如海岸帶管理、城市綠地的設計、農(nóng)田保護、高速公路的選線,及流域綜合開發(fā)規(guī)劃等的分析,對景觀生態(tài)優(yōu)化的工作流程及應用方法作了較全面的探討。他的景觀生態(tài)規(guī)劃框架對后來的景觀規(guī)劃影響很大,成為20世紀70年代以來景觀生態(tài)規(guī)劃的一個基本思路。McHarg的規(guī)劃方法主要分為5個步驟:(1)確立范圍與目標;(2)廣泛收集研究區(qū)域的自然與人文資料,包括地質(zhì)、氣候、水文、土壤、植被、野生動植物、土地利用、人口、交通,以及文化等方面,并分別描繪在地圖上;(3)根據(jù)目標綜合分析,提取進一步信息;(4)對各主要因素及各種資源開發(fā)和利用方式進行以分類、分級等評價為主的適宜性分析;(5)最后形成綜合的適宜性圖件,為分配土地利用提供依據(jù)。McHarg方法的核心是,根據(jù)區(qū)域自然環(huán)境與資源的特性進行生態(tài)適宜性分析,以確定利用方式與發(fā)展規(guī)劃,從而使自然的利用與開發(fā)及人類其它活動與自然特征和過程相協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。由上述過程可以看出,基于適宜性分析的景觀生態(tài)規(guī)劃強調(diào)土地利用應體現(xiàn)土地本身的內(nèi)在價值,這種內(nèi)在價值是由自然過程所決定的,即自然的地質(zhì)、土壤、水文、植物、動物和基于這些自然因子層的文化歷史,決定了某一地段應適合于某種用途。其目標是根據(jù)區(qū)域自然資源與環(huán)境性能,結(jié)合發(fā)展和資源利用要求,劃分資源與環(huán)境的適宜性等級。20世紀60年代以來,不同研究者及政府部門均基于適宜性分析方法對景觀生態(tài)規(guī)劃進行了大量實踐探索,但總的來說是以McHarg的方法為基礎的,如Lewis在McHarg方法的基礎上也提出了一個類似的生態(tài)規(guī)劃方法——環(huán)境資源分析方法。在其方法中,Lewis首先分析區(qū)域發(fā)展所要利用資源的自然屬性,以明確主要資源與輔助資源,然后分析主輔資源的關(guān)系。最后,根據(jù)主要資源特征,輔以輔助資源特征,對區(qū)域或區(qū)域資源進行區(qū)劃,在生態(tài)區(qū)劃的基礎上進行適宜性分析,提出生態(tài)優(yōu)化方案。其獨到之處在于提出了主要因素與次要因素在優(yōu)化配置中的不同作用,以避免McHarg方法中對不同重要性要素的“平等”處理。顯然,由于不同自然要素在區(qū)域發(fā)展和資源利用中的作用與重要性是不同的,這種區(qū)分對優(yōu)化配置是有益的?；谶m宜性評價的景觀生態(tài)規(guī)劃方法以土地利用與自然條件的協(xié)調(diào)為基本目標,是景觀規(guī)劃較為可行的生態(tài)學途徑。但該方法的不足在于單純追求景觀單元“垂直”方向的“匹配”,而忽視“水平”方向景觀單元間的相互影響,以及景觀整體的綜合效益。它只能反映類似地質(zhì)-水文-土壤-植被-動物-人類活動這樣某個單一單元之內(nèi)的生態(tài)過程與景觀元素分布及土地利用之間的關(guān)系,它很難反映水平生態(tài)過程與景觀格局之間的關(guān)系,如風、水、土的流動,動物的空間運動及人的活動,災害過程如城市火災的擴散過程與景觀格局的關(guān)系。針對適宜性分析法在考慮水平生態(tài)過程及景觀整體功能研究方面的不足,基于系統(tǒng)論、生物控制論的系統(tǒng)分析和景觀模擬逐步得到發(fā)展,并成為景觀生態(tài)規(guī)劃方法論研究中的一個重要方向。3對自然資源開發(fā)利用劃和管理的建議以系統(tǒng)分析的方法為大尺度的景觀規(guī)劃提供指導和理論依據(jù),是生態(tài)學家參與規(guī)劃和管理自然資源利用的一個重要途徑。其中以美國生態(tài)學家E.P.Odum為主要代表,J.G.Fabos,W.D.Grossmann,F.Vester等一批生態(tài)學家也為系統(tǒng)規(guī)劃方法的發(fā)展和完善做出了突出貢獻。3.1景觀單元類型1969年,Odum基于生態(tài)學中的分室模型(compartmentmodel),提出了著名的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)模型(圖1),作為其“生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略”的理論核心。在該模型中,Odum根據(jù)區(qū)域中不同土地利用類型的生態(tài)功能,將區(qū)域分成四個景觀單元類型:(1)生產(chǎn)性單元,主要為農(nóng)業(yè)和生產(chǎn)性的林業(yè)用地;(2)保護性單元,指那些對維護區(qū)域生態(tài)平衡具有關(guān)鍵生態(tài)作用的景觀單元,如保護棲息地、防護林地等;(3)人工單元,指城市化和工業(yè)化土地,它們對自然的生態(tài)過程往往具有負面影響;(4)調(diào)和性單元,主要從功能而言,即指前述單元類型中在系統(tǒng)中起協(xié)調(diào)作用的景觀單元。上述景觀分類構(gòu)成區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)模型第一層次研究的主要內(nèi)容。該模型的第二層次側(cè)重于各單元類型間物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移過程和機制的研究。而第三層次則主要以區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的整體為對象,研究自然和社會經(jīng)濟輸入、輸出的調(diào)控機制,并為區(qū)域土地利用的分配提供決策依據(jù)。J.G.Fabos(1978),W.G.Hendrix(1988)等人利用上述方法分別在大都市區(qū)景觀規(guī)劃和森林景觀規(guī)劃等項目中進行了實踐研究。由于問題的復雜性,這些研究只停留在前述模型的第一層次。3.2模型結(jié)構(gòu)及運行機制為了從整體上理解和掌握一個區(qū)域景觀系統(tǒng)的動態(tài)過程,以便實行最優(yōu)化的規(guī)劃管理,必須從模擬不同時空尺度下的狀態(tài)入手。針對此,W.D.Grossmann(1983)提出了等級組織系統(tǒng)理論(hierarchicalsystemsmethod)。為了說明綜合的、多層次景觀模型的結(jié)構(gòu)及運行機制,該方法將景觀分為兩大功能層:過程層(processdomain)和調(diào)整控制層(regulationandcontroldomain)。其中,過程層研究的是真實景觀,反映的是生態(tài)系統(tǒng)的真實情況,是一些能夠觀察、測定和計算的輸入-輸出過程。調(diào)整控制層由自下而上的三個子層構(gòu)成金字塔狀,象征來自內(nèi)部的調(diào)控能力逐漸減弱而外部能力逐步加強。不同層次對景觀有不同水平的描述并解決不同等級的問題,從靜態(tài)到動態(tài),從內(nèi)部到外部,從具體到抽象,直至戰(zhàn)略決策。該方法通過對景觀進行這種等級組織分析,認識并調(diào)整控制景觀的機制,為規(guī)劃和管理景觀提供依據(jù)。這種方法已被成功應用在前西德的MAB計劃第6項研究,以及一些環(huán)境評價的研究項目中,如森林枯萎過程的評價,國家公園旅游開發(fā)的環(huán)境影響評價等。但由于該方法需要大量的、高精度的觀測數(shù)據(jù),對系統(tǒng)的反饋關(guān)系的了解也要求較高,限制了其應用的效率和廣泛性。3.3運用生物控制論原理,行動態(tài)調(diào)控德國學者F.Vester及Hesler(1980)將系統(tǒng)分析與生物控制論相結(jié)合,建立了城市與區(qū)域規(guī)劃的靈敏度模型(sensitivitymodel),其基本思路包括:將一個城市或區(qū)域作為一個整體,著重分析系統(tǒng)要素之間的相互關(guān)系與相互作用,以把握系統(tǒng)的整體行為;根據(jù)系統(tǒng)對要素變化的反應,對系統(tǒng)進行動態(tài)調(diào)控;運用生物控制論原理,調(diào)節(jié)系統(tǒng)要素的關(guān)系(增強或削弱),以提高系統(tǒng)的自我控制能力。靈敏度模型強調(diào)系統(tǒng)要素之間的相互作用及其對系統(tǒng)整體行為的影響,以及在規(guī)劃過程中公眾的廣泛參與。靈敏度模型也可以說是生物控制論與計算機技術(shù)相結(jié)合及其在規(guī)劃上應用的產(chǎn)物。在靈敏度模型中,將規(guī)劃對象(一個城市或區(qū)域)描述成由相互聯(lián)系和相互作用的變量構(gòu)成的“反饋圖”,可以通過對構(gòu)成變量狀態(tài)的改變模擬整個系統(tǒng)的行為。一旦構(gòu)筑了“反饋圖”,就可以在計算機上進行模擬規(guī)劃,還可以對各種規(guī)劃方案進行比較,即“政策試驗”。靈敏度模型將規(guī)劃由傳統(tǒng)的“野外”搬進了實驗室,并將規(guī)劃變成可測試和可驗證的過程。但由于靈敏度模型重點關(guān)心的是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的時間動態(tài),對空間關(guān)系與空間格局的動態(tài)過程則難以反映出來?？傊?系統(tǒng)分析與模擬方法注重以區(qū)域的生態(tài)持續(xù)為目標、從整體把握景觀的利用,應該是比較合理的土地資源優(yōu)化配置的途徑。但由于自然過程的復雜性,尤其是人類活動的干擾更增加了過程模擬和系統(tǒng)模擬的難度,該方法難以取得進一步的成果。4以景觀格局整體優(yōu)化為核心的景觀生態(tài)規(guī)劃方法,提出并闡述了現(xiàn)20世紀70年代末以來,隨著景觀生態(tài)學對水平生態(tài)過程的日益重視,導致了對傳統(tǒng)景觀規(guī)劃和生態(tài)規(guī)劃理論與方法的一次革新,形成了以景觀格局整體優(yōu)化為核心的景觀生態(tài)規(guī)劃方法,其中以W.Haber和R.T.T.Forman為主要代表。4.1利用dlu進行空間格局分析并進行戰(zhàn)略研究德國生態(tài)學家W.Haber基于Odum所提出的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略,經(jīng)過多年的研究和實踐,于1979年提出了適用于高密度人口地區(qū)的土地利用分異DLU(differentiatedlanduse)戰(zhàn)略,其景觀整體化規(guī)劃按如下5個步驟進行:(1)土地利用分類:辨識區(qū)域土地利用的主要類型,根據(jù)由生境集合而成的區(qū)域自然單位(RNU)來劃分。每一個RNU有自己的生境特征組,并形成可反映土地用途的模型。(2)空間格局的確定和評價:對由RNU構(gòu)成的景觀空間格局進行評價和制圖,確定每個RNU的土地利用的面積百分率。(3)敏感度分析:識別那些近似自然和半自然的生境簇,這些生境被認為是對環(huán)境影響最敏感的地區(qū)和最具保護價值的地區(qū)。(4)空間聯(lián)系:對每一個RNU中所有生境類型之間的空間關(guān)系進行分析,特別側(cè)重于連通度的敏感性以及不定向的或相互依存關(guān)系等方面。(5)影響分析:利用以上步驟得到的信息,評價每個RNU的影響結(jié)構(gòu),特別強調(diào)影響的敏感性和影響范圍。該方法主要是針對Odum的系統(tǒng)分析方法中對景觀單元間的相互影響研究不足提出的,主要利用環(huán)境診斷指標(而不是模型模擬)和格局分析對景觀整體進行研究和規(guī)劃。在利用該規(guī)劃方法進行工作的過程中,Haber等人總結(jié)出了如下土地利用分異戰(zhàn)略:(1)在一個給定的RNU中,占優(yōu)勢的土地類型不能成為唯一的土地類型,應至少有10%到15%土地為其它土地利用類型。(2)對集約利用的農(nóng)業(yè)或城市與工業(yè)用地,至少10%的土地表面必須被保留為諸如草地和樹林的自然景觀單元類型。(3)這10%的自然單元應或多或少地均勻分布在區(qū)域中,而不是集中在一個角落。這個“10%規(guī)則”是一個允許足夠(雖然不是最佳)數(shù)量野生動植物與人類共存的一般原則。(4)應避免大片均一的土地利用,在人口密集地區(qū),單一的土地利用類型不能超過8~10hm2。DLU戰(zhàn)略是目前在對過程機制難以定量模擬和把握的情況下較為可行的規(guī)劃途徑。盡管這種途徑?jīng)]有與一個系統(tǒng)的理論如景觀生態(tài)學緊密結(jié)合起來,在空間聯(lián)系的分析上也缺乏方法和手段,但它卻為景觀生態(tài)學的發(fā)展及其在區(qū)域和景觀規(guī)劃中的應用提供了基礎。4.2模式3:自然生境優(yōu)先生態(tài)保護型格局1995年,Forman在他的LandMoasic一書中,主要針對景觀格局的整體優(yōu)化,系統(tǒng)地總結(jié)和歸納了景觀格局的優(yōu)化方法。其方法的核心是將生態(tài)學的原則和原理與不同的土地規(guī)劃任務相結(jié)合,以發(fā)現(xiàn)景觀利用中所存在的生態(tài)問題和尋求解決這些問題的生態(tài)學途徑。該方法主要圍繞如下幾個核心展開。(1)背景分析:在此過程中,景觀的生態(tài)規(guī)劃主要關(guān)注景觀在區(qū)域中的生態(tài)作用(如“源”或“匯”的作用),以及區(qū)域中的景觀空間配置。區(qū)域中自然過程和人文過程的特點及其對景觀可能影響的分析也是區(qū)域背景分析應關(guān)注的主要方面。另外,歷史時期自然和人為擾動的特點,如頻率、強度及地點等,也是重要的內(nèi)容。(2)總體布局:以集中與分散相結(jié)合的原則為基礎,Forman提出了一個具有高度不可替代性的景觀總體布局模式(圖2)。在該模式中,Forman指出,景觀規(guī)劃中作為第一優(yōu)先考慮保護和建設的格局應該是幾個大型的自然植被斑塊(圖2中1)作為物種生存和水源涵養(yǎng)所必需的自然棲息環(huán)境,有足夠?qū)捄鸵欢〝?shù)目的廊道(圖2中2,3)用以保護水系和滿足物種空間運動的需要,而在開發(fā)區(qū)或建成區(qū)里有一些小的自然斑塊(圖2中3)和廊道(圖2中4),用以保證景觀的異質(zhì)性。這一優(yōu)先格局在生態(tài)功能上具有不可替代性,是所有景觀規(guī)劃的一個基礎格局。(3)關(guān)鍵地段識別:在總體布局的基礎上,應對那些具有關(guān)鍵生態(tài)作用或生態(tài)價值的景觀地段給予特別重視,如具有較高物種多樣性的生境類型或單元、生態(tài)網(wǎng)絡中的關(guān)鍵節(jié)點和裂點、對人為干擾很敏感而對景觀穩(wěn)定性又影響較大的單元,以及那些對于景觀健康發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的地段等。(4)生態(tài)屬性規(guī)劃:依據(jù)現(xiàn)時景觀利用的特點和存在的問題,以規(guī)劃的總體目標和總體布局為基礎,進一步明確景觀生態(tài)優(yōu)化和社會發(fā)展的具體要求,如維持那些重要物種數(shù)量的動態(tài)平衡、為需要多生境、大空間的物種提供棲息條件、防止外來物種的擴散、保護肥沃土地以免過度利用或被建筑、交通所占用等,這是格局優(yōu)化法的一個重要步驟,根據(jù)這些目標或要求,調(diào)整現(xiàn)有景觀利用的方式和格局,將決定景觀未來的格局和功能。(5)空間屬性規(guī)劃:將前述的生態(tài)和社會需求落實到景觀規(guī)劃設計的方案之中,即通過景觀格局空間配置的調(diào)整實現(xiàn)上述目標,是景觀規(guī)劃設計的核心內(nèi)容和最終目的。為此,需根據(jù)景觀和區(qū)域生態(tài)學的基本原理和研究成果,以及基于此所形成的景觀規(guī)劃的生態(tài)學原則,針對前述生態(tài)和社會目標,調(diào)整景觀單元的空間屬性。這些空間屬性主要包括這樣幾個方面:斑塊及其邊緣屬性,如斑塊的大小、形態(tài)、斑塊邊緣的寬度、長度及復雜度等;廊道及其網(wǎng)絡屬性,如裂點(gap)的位置、大小和數(shù)量、“踏腳石”(steppingstones)的集聚程度、廊道的連通性、控制水文過程的多級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、河流廊道的最小緩沖帶、道路廊道的位置和緩沖帶等等。通過對這些空間屬性的確定,形成景觀生態(tài)規(guī)劃在特定時期的最后方案。之后,隨著對景觀利用的生態(tài)和社會需求的進一步改變,仍會對該方案進行不斷的調(diào)整和補充。Forman的格局優(yōu)化方法為把生態(tài)學理論落實到規(guī)劃所要求的空間布局中提供了較為明確的理論依據(jù)和方法指導。但由于目前的研究仍主要停留在對景觀元素屬性和相互關(guān)系的定性描述上,許多實際問題的解決尚缺乏可操作途徑。如如何選擇和確定保護區(qū)及其空間范圍、在哪里及如何建立緩沖區(qū)和廊道、如何識別景觀中具有戰(zhàn)略意義的地段等。4.3景觀空間組分的實現(xiàn)步驟為進一步將景觀生態(tài)學應用于景觀規(guī)劃的實踐,我國學者俞孔堅以Forman所倡導的景觀生態(tài)規(guī)劃方法為理論依托,針對景觀生物多樣性的維護,進行了景觀生態(tài)規(guī)劃的實踐探索。在其方法中,俞孔堅基于Knaapen等人(1992)所提出的最小阻力表面(MCR)模型,并借助GIS中的表面擴散技術(shù),構(gòu)建了一系列生態(tài)上安全的景觀格局,可將其稱之為“安全格局的表面模型”。在該模型中,生態(tài)安全的景觀格局應包含如下組分:(1)“源地”,指作為物種擴散源的現(xiàn)有自然棲息地;(2)緩沖區(qū)(帶),指圍繞源地或生態(tài)廊道周圍較易被目標物種利用的景觀空間;(3)廊道,指源地之間可為目標物種遷移所利用的聯(lián)系通道;(4)可能擴散路徑,指目標物種由種源地向周圍擴散的可能方向,這些路徑共同構(gòu)成目標物種利用景觀的潛在的生態(tài)網(wǎng)絡;(5)戰(zhàn)略點:指景觀中對于物種的遷移或擴散過程具有關(guān)鍵作用的地段。通過該模型,景觀的生態(tài)規(guī)劃過程被轉(zhuǎn)換為對上述空間組分進行識別的過程,按如下步驟展開:(1)選擇棲息源地。通過對目標物種習性和分布的調(diào)查,選擇那些較大空間規(guī)模且具有較大緩沖區(qū)的棲息地,作為景觀生態(tài)保護的“源地”。(2)建立最小阻力表面(MCR)和耗費表面。根據(jù)景觀單元對目標物種遷移的影響,將景觀單元按阻力進行分級,并據(jù)此為各景觀單元分配相應的阻力參數(shù),形成景觀阻力表面。當采用多種指標對景觀單元進行分級時,每類單元的阻力值可通過下式求得:Rj=∑i=1nWi×rijRj=∑i=1nWi×rij其中Rj為第j類景觀單元的累積阻力,n為指標數(shù);Wi為i指標的權(quán)重,rij為第j類單元由指標i確定的相對阻力?；谠撟枇Ρ砻?利用最小耗費距離的算法模型,借助相應GIS技術(shù),計算目標物種從“源地”到達每一個景觀單元的最小耗費值。計算方法采用下式:Cl=Min∑(Dk×Rk),(l=1,2,…,n;k=1,2,…,m)其中Cl為第l個單元到源地的最小耗費;n為景觀基本單元的總個數(shù);m為源地到第l個單元所經(jīng)過單元的個數(shù);Dk為第k個單元與源地的距離,Rk為第k個單元的阻力值。(3)識別安全格局組分。依據(jù)上述耗費表面,以及有關(guān)景觀生態(tài)原則,識別緩沖區(qū)(帶)、源地間的廊道、戰(zhàn)略點等格局組分的空間屬性。這里的緩沖區(qū)可被理解為自然棲息地恢復或擴展的潛在地帶,它的范圍和邊界通過耗費表面中耗費值突變處的耗費等值線確定,而不是傳統(tǒng)的規(guī)劃做法中圍繞核心區(qū)的一個簡單等距離區(qū)域。在景觀的耗費表面中,廊道應建立在源地間以最小耗費(或最小累積阻力)相聯(lián)系的路徑中,并應針對不同目標物種具備相應寬度的緩沖帶。對每個源地而言,與其它源地聯(lián)系的廊道應至少有一個,兩條通道將會增加源地安全性,而3條以上的廊道雖然能增加源地的安全性,但其戰(zhàn)略意義則遠不如第1及第2條?；诤馁M