郑州绿地空间格局及其生态网络优化研究

摘 要

随着城市化的快速发展和建设用地的无序蔓延引起了城市景观破碎化严重的现象，造成了一系列城市生态环境问题，影响了生态系统的稳定性和完整性，使生态服务功能不断降低。生态网络的构建和优化能够对破碎的生境斑块进行有效连接，提高区域景观连通性，对生物多样保护和景观生态功能的发挥具有显著意义。

本文以郑州市为研究对象，采用2007年、2011年、2015年、2019年郑州市卫星遥感影像图为数据源，通过Envi和GIS平台进行数据预处理得到研究区的土地利用变化图和MSPA景观类型图，对郑州市十年来的绿地空间格局进行时空变化分析。在此基础上，针对郑州市2019年绿地空间格局现状，考察核心区，以及桥接区的绿地情况，采用生态连接度这一指标对其评价，进行斑块重要性分析。选取郑州市生态源地；然后，再考虑以下因素的影响。包括有土地利用类型，还有坡度，还有高程等因素，基于最小累计阻力模型生成研究区生态廊道，进一步提取构建潜在生态网络并结合网络分析法对网络结构进行评价分析；最后，分析郑州市绿地情况，包括以下两个方面，有绿地板块构成，还有生态源地分布，找出了郑州市绿地建设现存的问题，提出了当前绿地建设的缺点，并针对问题提出生态网络优化策略。本研究成果可以为郑州市生态网络的构建与优化提供科学依据，为生态城市的建设发展提供参考和借鉴。主要成果如下：

（1）根据2007-2019年间郑州市土地利用动态变化分析可以得出，郑州市城市化水平提高，建设用地在2011年后出现了明显向东部郑开同城示范区和南部航空港区方向发展的趋势；而林地和草地作为城市绿地空间的重要构成要素整体呈现下降趋势，表明城市建设用地的扩张对耕地和绿地空间造成了侵蚀。通过MSPA景观类型图对郑州市绿地空间格局演变趋势的总结可以看出，随着核心区面积先下降后上升而桥接区面积和占比先上升后下降的波动性变化，郑州市绿地系统空间格局整体呈现出“破碎-分散-聚集”的发展特征，2015年后核心区、分支区和环道区面积的显著回升，说明郑州市“森林城市”建设取得了一定的成效，但总体来看研究区孤岛面积上涨，桥接区面积下降，表明市域绿地空间破碎化程度增加。

（2）通过对研究区2019年绿地斑块构成和重要性评价可以看出郑州市绿地空间中小型斑块（1km²以下）数量较多，分布广泛,巨型斑块面积占比最大，是市域绿地空间的主体部分，主要集中分布在西南部的山地丘陵地区以及北部的沿黄地区。本文共选取了dPC值较大的15个重要斑块作为生态源地，包括风景名胜区、森林公园、文化保护区等，并基于最小累计阻力模型构建生态阻力面，郑州市综合阻力面呈现东高西低，城市建成区阻力值较高。在此基础上，生成潜在生态廊道提取区域生态网络，并通过计算得出，还有网络闭合度指数（α指数），还有网络连通度指数（β指数），以及网络连通率指数（γ指数），分别为0.5、1.5、0.67，表明研究区生态网络可供物种选择的路径不足，廊道连通性不强，整体网络有待进一步的优化和完善。

（3）从下列三个因素来看,生态源地、还有生态廊道的分布，以及生态网络结构指数，郑州市绿地空间格局现状存在绿地分布不均、城市建成区生态服务功能薄弱、绿地生态网络覆盖度不足、东西部区域连通性差异化明显、近郊区绿地碎化严重等问题，针对问题对生态网络进行优化时，以延续区域自然山水格局、保护生物多样性、缓解城市建设与生态环境矛盾为目的，加强对生态源地的保护，像：城市西南部的风景名胜区，还有森林公园，分类分级建设缓冲地带；将0.5＜dPC＜1的重要斑块升级为“二级生态源地”作为生态网络中的“踏脚石”斑块，利用MCR模型结合“二级生态源地”再次构建生态廊道，确定规划新增廊道位置；增补“暂栖地”斑块，构建水系道路廊道恢复修补被道路切割的生态断点，结合最小费用距离生成的生态廊道，串联起一级生态源地、踏脚石、暂栖地，形成了促进区域绿色可持续发展的生态网络框架。

关键词：绿地空间格局；生态网络；形态学空间格局分析；最小累计阻力模型

　1 绪论

　　研究背景和研究意义

1.1.1研究背景

生态文明建设是近几年比较火的话题。一个国家要想得到长久的发展，只有充足的物质基础是不够的，还要有良好的生态环境。从改革开放以来，我们国家的经济建设取得了长足发展，但这些经济发展的质量并不高，是通过牺牲环境换来的。国家在xxxx提出，要建设、修复生态环境，让绿水青山变成金山银山。因此解决生态环境问题，构建绿色生态城市成为了国家乃至民族发展的重中之重。近年来，我国的大城市越来越多，并且城市出现了越来越大的现象。越来越多的人进入大城市，城市的人口规模越来庞大。城市也是一个大的生态圈，这里面也存在着自然界的特点。城市也能够在人为的调控下，有秩序的发展，也能够修复生态的完整性。但随着经济的高速发展，人们忽视了对城市的管理，城市生态环境破坏的速度大于了自身的修复速度。这导致城市生态的持续恶化，降低了生态服务的功能。[]，面对快速城市化进程中带来的一系列生态安全问题，专家学者们陆续提出了通过建设生态廊道，构筑城市绿地生态网络系统的方法为城市生态效应的发挥提供有力保障[]。城市生态网络系统是维护城市整体绿色生态空间稳定的基本保证，也是城市践行山水田林湖生命共同体的重要载体。生态网络的建立可以把之前破碎斑块间的生境全面连接，提高绿地斑块间的物质转换及不同物种间的交流，使景观破碎化程度对物种多样性带来的影响大幅降低，进而更加全面的使生境网络发挥其功能型连通的效应，更好地改善区域生态系统服务功能，对物种的繁衍生存和环境的保护具有重要的生态意义，是有效提高区域斑块连接度的方法之一[]。

区域生态景观规划，一项繁琐的工程，在这个规划中，绿地空间格局是非常重要的。绿地的结构分布，还有时间分布等因素影响着区域景观的发展，绿地空间格局决定了区域景观的功能，还能影响它未来的发展方向。合理的绿地空间格局能够助力区域景观的发展，能够增加它的多样性。区域绿地分布现状，以及它的发展变化是本文研究的基础，将绿地空间格局的概念引入进来，在区域生态网络体系的下，设计出富有特色的区域生态景观[]。

郑州在古代有着优良的地理位置，古代书中常说的中原地区指的就是郑州。在国家的新一轮发展计划中，郑州被列为国家级中心城市，要想提高郑州在区域内的影响力，生态环境建设不可或缺。在过去的发展中，郑州市的绿地发展建设位于国家的前列。在1985年，郑州市还被评为“绿城”。那一年，郑州市的各项绿地建设指标均处于全国前列。例如：绿化覆盖率达到了35.25%，人均绿地面积更是达到了4.12平方米。但是，由于下列因素的影响，一：城市规模快速扩张。二：人口急剧增加。三：经济发展缓慢。在八十年代后期至2005年前后，郑州市的绿地建设出现了停滞。郑州市的绿地面积低于同类的发达城市，也没有达到国家要求的及格线。各城区生态网络的建设及优化迫在眉睫。面对这样的情况，郑州必须以可持续发展为道路，使城市的发展模式趋于绿色生态的方向，必须力求达到通过生态网络的建设，创造和谐统一的绿色生态系统。但既有对于郑州市相关研究重在定性地梳理相关政策的变迁，侧重对城市绿道的规划和构建以及具体规划案例对中国的启示等。目前还未有研究定量地探究郑州绿地空间格局演化及其生态网络连通性情况。

鉴于此，选择郑州市作为研究对象，采用形态学空间格局分析法(MSPA)的分析方法，找出郑州市重要的生态景观，对这些重要的生态景观内的绿地空间格局进行研究，并对其进行评价，以及定量分析。研究的生态景观资料主要为2007年，还有2011年，还有2015年，以及2019年这四年的资料。并对2019年的绿地生态网络进行提取与分析，研究的结果具有一定的指导意义。可以为郑州市的绿地建设提供实验数据，可以指导未来绿地建设的发展方向。同时，也可以为其他城市的发展提供经验，为XX制定生态发展策略提供科学依据。

1.1.2研究意义

（1）理论意义

城市作为商贸经济、政治文化的中心，由于人类活动的影响往往是各种矛盾的焦点地带，在城市建设和发展的过程中无可避免的出现对原生地形地貌和生态资源的改变与耗损，也因而加剧了城市生态问题的恶化程度，因此如何平衡城市建设和生态保护之间的关系，实现生态环境协调稳定，构建可持续发展、生态功能完善的绿色城市，是未来国家发展和城市规划中的重点。

郑州市是整个中部平原的核心发展地带，其生态网络空间的合理构建既关乎黄河流域的生态环境与安全，同时又与城市人居环境营造息息相关。基于研究区本身的迫切需求和城市生态环境保护对建设生态城市的重要影响，本文立足于对绿地生态格局的恢复与发展，采用交叉学科的方法，将景观生态学、地理学研究理论与方法及生态网络、网络连通度等内容结合起来，利用ArcGIS、envi、eCognition等软件平台，对郑州市绿地空间格局演变进行定量与定性分析，并基于现状绿地空间分布提取生态网络，分析生态网络景观特征与构成要素，针对绿地空间中存在的问题，探究并提出未来城市生态网络优化发展路径，从物质形态层面丰富了城市生态网络的理论研究，响应了可持续发展的战略，为城市生态建设提供了理论。

（2）实践意义

生态文明与生态城市建设是21世纪人类面对诸多环境危机所衍生的新的价值取向，也是城市发展的必然趋势，良好的生态环境对人类生活的方方面面有着切实的影响，是最普惠的民生福祉。由此，本研究基于景观生态学理论通过最小累计阻力模型构建、形态性空间格局分析法、网络分析法等方式，在充分认识城市绿地空间格局及其生态网络构成特征的基础上，对郑州市绿地生态网络进行提取构建和优化研究，为市域层面生态系统服务功能的发挥和生态安全屏障的建立提供保障，针对现状问题网络优化策略的提出，给相关部门提供了一条新的思路，拓展了区域自然资源管理者的管理方式。

相关理论及概念研究景观生态学景观生态学是两门学科结合而成的产物，这两门学科分别是生态学，以及地理学。研究对象是整体景观，研究方法是生态系统原理。研究的内容是景观系统的空间结构，还有功能特征，还有动态变化，以及相互作用。它是一门处于高速发展的新兴学科[]，具体来讲包含城市绿地系统、乡村景观、园林规划设计等多个方向，涉及范围广泛。这个概念于1939年被提出，提出的人叫做C.特洛尔，一位德国的知名地理植物学家。随着社会和经济的发展与人类生活方式的改变，生态资源、全球环境以及人口激增等问题矛盾的加剧，使得景观生态学在20世纪70年代后的得到了长足发展，人们迫切希望通过景观生态学的研究解决人类生存所需有限资源的合理配置问题。随着当代地理信息技术和遥感技术的普及和运用[]，景观生态学的研究呈现出了更加多样化的色彩，其学科的发展也进入了一个全新的时期。

景观生态学的研究对象是景观，而景观由三个基本结构单元，包括有斑块，还有廊道，以及基质。斑块的定义表明它是一片非线性区域，它与周边环境的差异在于形状的不同。要想维持景观生态中的生物多样性，就必须保证斑块的形状，还有数量，以及面积三者之间的平衡。例如斑块形状的不同会对其周边环境造成不同程度的作用力，对斑块内部和边缘物种交流时的阻力高低有一定关联；斑块数量的多少反应了区域景观生态的丰富性和多样性。斑块面积则体现了区域内物种的多少，以及生产力的水平。廊道则是与周边环境有明显差别的带状要素类型，具有两种截然不同的作用，一方面可以作为将景观组件分离的“障碍物”起到隔离的作用[]，另一方面可以作为连接破碎景观单元的“纽带”起到通道的作用，物种的交换扩散主要通过廊道完成，而宽度较大的廊道本身也能形成一个小型生境，斑块与斑块间由廊道相互连接共同构成了网络系统，目前建立生态廊道是解决景观破碎化与环境问题的有效措施。基质顾名思义是斑块和廊道的“背景”[]，在景观组成元素中面积最大，占比最高，虽然不作为生态网络的构成要素，但能够对斑块间物质能量转换造成一定程度的影响，良好的基质能够促进区域生态网络连通性，对保护生物多样性意义重大。

景观结构单元的确立也是景观生态格局研究的基础，景观生态格局的优化以生态源地保护和环境的稳定性为主，通过对生态节点、生态廊道的保护提质和规划增补，调整区域网络中景观要素的空间分布和成分类型，实现景观结构的优化，促进生态功能的发挥。这些思想为区域生态网络的构建发展提供了重要支撑，为研究绿地空间探明了道路。

1.2.2绿地空间格局

绿地空间格局含有许多要素。包括有城市绿地斑块的面积，还有斑块类型，还有斑块的空间位置，以及斑块的分布特征等。我们采用比较的方法来研究城市绿地空间格局，通过比较不同类型的绿地空间的多种要素，比较它们的优缺点以及带来的效益。分析影响城市绿地空间格局的因素，研究结果显示，自然、社会等因素是影响城市绿地空间格局的主要因素。[]。城市绿地生态格局是由多个绿地斑块构成的。作为构成绿地生态格局的的主要成分，绿地斑块与绿地生态格局之间是相互影响的关系。绿地斑块的大小，还有面积，还有种类，以及位置分布等，都会影响城市生态的功能。而城市生态的正常运行也为绿地斑块的发展提供了保障。城市绿地生态具有多个绿地斑块，每个斑块位置不一，因此，具有单元细胞的分布特征。运用景观生态学理论，在下列资料的基础下，包括有绿地斑块的位置，还有绿地斑块的形态，以及绿地斑块的功能等资料，我们将绿地景观分为四大类。一：基质。二：斑块。三：廊道。四：边缘。[]。

1.2.3绿地生态网络

“生态网络”又被称为“绿道网络”[]，其研究最早侧重于通过建设自然保护区和大型国家公园的方式对野生动物进行保护，但此方式对于城市发展带来的物种迁移交流问题收效甚微，无法缓解人类社会活动与建设对整体生态环境造成的破坏，在长期不断的探索与实践中，人们逐渐意识到：增加景观斑块间的连接度，恢复区域网络的动态性比单纯保护生物栖息地的方式更有利于生态系统的稳定性和平衡性[]。目前，生态网络这一名词还没有明确的定义，每个学科都有些自己的见解，各学科之间还没有达成共识，但均强调了网络过程的一致性[]。“网络”，顾名思义。运用线条作为工具，将分布于不同区域的孤立的点联系起来。从而形成的各要素间相互流通的动态有机系统。在城市规划中侧重于其视觉水平维度上的要素联系，景观生态学上把由斑块、廊道、基质等要素构成，通过多条生态廊道交错形成的网络自然现象称为生态网络[]。

“绿地生态网络”涉及多种学科的一个概念，它比较复杂，同时，还具有一定的动态性。“绿地生态网络”，包括有自然保护区，还有河流，以及风景名胜区等自然资源丰富的源地区域以及带状防护林、交通运输网和公园等廊道要素，以“线”连“源点”的方式，构成了有一定自我调节能力的动态景观系统。在绿地生态网络的建设中强调斑块与斑块间的连通性以及生态系统结构的平衡性，成熟的绿地生态网络系统能够最大程度的降低人类活动对生物迁移造成的干扰，并起到调节城市空间环境质量的作用。

本文以景观生态学的视角出发，分析了何为“绿地生态网络”。“绿地生态网络”的立足于城市，这张大网上的链接点就是绿地斑块，线就是生态廊道。因此，它具有“网络”的特点。它采用的模式是“斑块—廊道—基质”。也就是说，它是一个完整，具有连续性特点的一个生态系统。它的基本构成要素有三个。一：生态源。二：生态节点。三：生态廊道。

　　1.3国内外研究现状

1.3.1国外绿地空间格局研究

19世纪中期“城市公园运动”的引领者A.J.Downing对于X纽约中央公园的规划，拉开了城市绿地空间建设与发展的序幕；19世纪下半叶，随着工业革命带给人们生产与生活的巨大改变，城市发展与生态环境的矛盾日渐加剧，造成一系列城市问题的大量涌现，在此背景下，一些城市绿地系统规划的思想和理念开始出现，其中以英国社会活动学家霍华德的“田园城市”规划设想为代表，通过大面积环城农业带对城市建成区的包围式设计，来控制城市人口数量的激增问题，同时在城市中心区域配置大面积的公共绿地，居民住宅和城市道路呈放射状分布，便于城市内外居民的交通往来。这种理想城市发展模式的提出，首次将城市环境的营造与居民的工作生活和城市的建设发展结合起来[]，对后续城市绿地规划理论的形成产生了巨大的影响。

从两次世界大战到20世纪70年代期间，城市绿地系统规划在“田园城市”理论的基础上得到了前所未有的发展，生态城市建设思想开始被融入于各城市的绿地系统规划中，例如X学者沙里宁提出的“有机疏散”和“邻里单位”理论，其通过疏散人口的方式有效增加了城市的绿化用地，被许多城市广泛用于增加绿地面积的实践建设中[]。随后，全球范围内掀起了生态环境保护的浪潮，在《大地景观》一书中，作者西蒙兹提出，把生态学的理论作为基础，应用在绿地规划建设上，不仅丰富了景观生态学理论的发展，还促进形成了宏观，城市的绿地建设整体呈现出建设指标先进、规划设计延续性强、建设过程尊重自然顺应自然的生态化建设特征[]。

进入21世纪后，随着对于城市绿地系统建设方法的不断更新和计算机、遥感技术的广泛应用，人们对生态环境的了解程度得到了加强，区域大尺度范围的城市绿地空间格局及其动态变化过程研究在全球定位系统和地理信息技术的支持下取得了突破性的进展[]，绿地空间信息的识别和提取得到实现，例如学者Houseman以GIS技术对佛罗里达州生态绿地进行的整体性“绿地结构规划”[]，不仅为人们提供了休闲娱乐的场所空间，也为动植物的保护产生了积极影响。

表1-1绿地空间格局研究不同发展阶段特征对比

Table 1-1 Comparison of characteristics in different development stages of green space pattern research

资料来源：作者整理

1.3.2国内绿地空间格局研究

与国外相比，我国对于绿地空间格局研究起步晚，对城市绿地系统建设和发展时间也相对短暂，随着20世纪下半叶在全球兴起的生物多样性保护浪潮，欧X家绿地系统的研究理论被引入我国，国内专家学者们根据我国国情和本土资源情况，在国外先进城市绿地空间规划建设理论的基础上，进行融会贯通，积累了不少有价值的研究成果，使我国的城市绿地建设水平得到了有效提高。

早期我国对绿地的研究多集中于绿地空间格局的定性描述层面，如肖笃宁[]（1991）对构成绿地景观空间结构要素的指标选取、评价体系，李哈滨[]对绿地景观格局的研究方法等进行了较为详细的阐述，同时郭晋平[]等对区域包括城郊范围的森林景观格局和生态功能进行梳理研究。随着城市建设的蓬勃发展，我国对绿地空间格局的研究开始集中于以景观生态学的视角和方法对城市绿地进行量化分析。在绿地空间格局的研究中，采用量化描述成为了学者研究的重点。衡量城市绿地建设水平有三大标准。一：人均公园绿地面积。二：人均绿地面积。三：绿地率。这些标准来源于《城市绿地分类标准》，这是住建部在200年颁发的文件[]，这些指标虽然在一定程度上能够反映出城市绿化建设情况，但是无法准确的体现出绿地空间结构和格局，此阶段由于社会发展和技术手段的限制，对于绿地空间格局的量化研究处于半量化状态，对于绿地建设信息数据的获取和处理还有待进一步加强。

随着计算机领域的飞速发展，城市绿地空间格局研究在地理信息技术和遥感技术的支持下有了重大进展。遥感影像技术可以对地表状况进行实时监测、对绿地的数量、分布及形态等数据信息进行精准的捕捉和识别，通过遥感数据源可以进行较大尺度区域层面的绿地数据量化分析。与此同时，景观格局指数法[]也被逐渐应用到绿地景观格局的研究中，其可以对某一时间段内区域绿地的大小、数量、形状和分布情况等特征进行量化表达。由此，我国绿地空间格局的量化研究步入正轨，并在此阶段产生了大量的研究成果。如王天明[]（2004）等以哈尔滨市为研究对象，采用遥感技术提取分析城市的绿地景观格局，并针对其绿地量不足，空间分布不合理等问题提出了相应优化策略；仇江啸[]等人（2012）以遥感影像技术为基础结合梯度分析对北京市五环内绿地景观破碎化程度进行量化分析研究，并对影响景观格局的背后驱动因素进行探讨。

总体而言，我国目前对于绿地景观格局的研究，以景观格局指数和计算机遥感技术为基础诞生了两种主流研究思路。一种是利用景观格局指数对城市绿地空间格局演变、空间异质性特征进行分析研究[]，二是以基于遥感技术分析处理得到的土地利用分类图，进行研究区城市绿地的时空演变及背后驱动机制研究[]。但既有研究成果主要从宏观层面对绿地空间演变特征和存在问题进行梳理总结，未能落实到具体的空间区位规划层面。

近年来形态学空间格局分析法（MSPA）的兴起，为我国绿地空间格局研究提供了新的思想维度，MSPA法能精确识别景观类型与结构，根据生态学的定义，指出绿地空间格局存在的问题，还有了解它的详细的空间位置。通过对这些的了解，从而为提出改进方案打下基础[]。戴菲[]等人（2019）通过GIS平台利用形态学空间格局分析法从时间，还有绿地空间格局，以及相关政策关系三个角度研究，探究伦敦绿地的发展，并得出伦敦城市绿地发展演变趋势的“自组织”现象。对我国城市绿地系统空间格局优化具有一定的启示和引导。

1.3.3国外生态网络构建与评价研究

生态网络于20世纪80年代起，在国外的城市规划领域得到认可[]。大量学者在生态网络的构建方面进行了相关研究，例如Cook[]以景观结构指数中的廊道、斑块、基质指数对城市绿地生态网络进行评价，并根据综合评价结果进行网络优化；Linehan[]等学者，在构建绿地生态格局的过程中，为了链接各生态节点，他们采用生态廊道来完成目的。他们设计了七种方案，每个方案都有其优缺点。为了选出最优方案，他们采用网络结构结构指数的方法对七种方案进行打分。从而尽可能的保护野生动物。廊道和网络是绿地生态格局的基本框架，他们重新规划了这一框架，为了链接更重要的生态斑块，他们采用节点权重分析法来选择那些更具有价值的生态斑块。Conine[]等人，以区域整体评价，还有生态连接度分析，还有适宜性分析，以及可达性分析为基础上，研发了一种景观评价模型，该模型可以用于确定潜在廊道。在X城市绿地生态建设的过程中，他们将这一模型用于实践，发现了许多潜在的廊道。Toccolini[]等学者，提出了新的区域绿地生态网络构建方法。他们的研究对象时意大利河谷，方法的内容包括景观资源评价，还有现存绿道，还有历史遗产网络分析、综合评价，以及绿地生态网络设计等。由于学者在不同的区域，以及每个国家的发展水平各不相同，因此学者们关注点各有不同，对于绿地生态，“绿道网络”多被北美学者所接受，[]，乡野自然保护区，还有国家公园等地区的生态网络建设是他们的关注重点。“生态网络”更受欧洲学者喜爱[]，高强度土地开发区域是他们的关注重点。

为了减少城市对环境的破坏，必须建设生态网络。同时，生态网络也可以保护物种的多样性。

为了能够区分廊道连接度和结构的优劣，为了构建更经济的生态网络。学者决定对廊道和斑块评级。为了确立公认的、可行的评价指标，由此衍生出大量科学有效的研究方法和研究成果，生态网络的评价指标体系有以下4类：①以调查为基础的实证分析法，该方法可以判断生态网络的生态功能，主要方法是统计动物在生态区内出现的频率，将频率的高低作为物种选择某生境斑块的可能性大小的判断依据；②景观格局指数法，景观格局指数可以测度生态网络中斑块、廊道以及基质指数，通过对斑块类型水平和景观水平的测量反映区域景观要素及结构的空间配置特征；③网络结构指数法，该方法根据图谱理论，将生态网络中的源地和廊道要素进行抽象提取，以“点”和“线”的形式进行网络闭合度指数，还有网络连接度指数，以及网络连通率的计算[]，评价生态网络的复杂度，以及有效性，采用的方法是：“点”与“线”之间的拓扑关系；④景观连接度指数法，包括有整体连接度指数（IIC），还有可能连接度指数（PC）以及等效连接度指数（ECI）[]等，通过指数将生态环境信息与图论算法融合，可以精确反映区域网络的整体景观连接性。还有一个重要生态连接度指数（ECI），是通过最小费用距离模型数学变换式得到的[]，也被应用于生态网络的评价方面。

表1-2生态网络评价指标体系

Table 1-2 Evaluation index system of ecological network

资料来源：作者整理

生态网络的构建与评价对区域景观生态系统的整体性至关重要，因此也被广泛运用于绿地系统的规划实践中。例如Zeterberg A（2010）等学者，研究了Stockholm地区的生态网络，采用多尺度分析的方法，优化了生态网络，保护了生境斑块，为生态网络发展提供了科学支撑；Loro（2015）等在图谱理论和最小累积阻力模型的基础上，分析了道路交通对生态网络造成的影响，并提出针对生物保护的优化策略。

1.3.4国内生态网络构建与评价研究

我国对于生态网络研究与实践方面起步较晚[]，但随着欧X家生态网络规划与实践的大量开展，生态网络的理念传入我国，并逐渐被国内学者们所接受认可。刘滨谊采用绿道规划建设理念，研究了X新英格兰地区的绿道网络建设，并对其进行分析整理，提出了符合中国特色的的绿地生态网络规划理念[]。吴未[]等学者，以国外生态廊道理论为基础，对生态理论进行探讨。最后，他们认为在城市绿地生态网络的建设过程中，工作重点应该放在效能规划，而不是传统的功能规划。俞孔坚教授将我国生态廊道分为三种，分类依据使生态廊道的形似，以及它的功能，三类包裹有农田防护林生态廊道，还有河滨生态廊道，以及交通沿线生态廊道。

目前关于生态廊道的建设研究主要集中在国家、区域和城市三个尺度上。在国家层面上我国并没有综合性的生态网络体系，但来自于中科院的两位教授，彭镇华，以及江泽慧提出了自己的观点-“点—线—面”，一种符合中国特色的生态网络建设设想。首次从国土安全的角度出发，融合可持续发展的重要思想，对国土空间资源的生态合理利用具有巨大意义；在区域尺度上，通常将大型森林公园、自然保护区、生态湿地等作为生物栖息扩散的发源地，以保护生物多样性和维护生态系统服务价值为目的，通过最小累计阻力模型构建生态阻力面提取区域潜在生态网络，为县市的生态文明建设提供科学参考。生态网络的构建基于区域本土的自然资源禀赋，因此我国独特的地形地貌和社会形态演变对生态网络规划发展的影响较大。鲁敏[]等人对济南市城市绿地生态网络进行分析，在了解城市绿地空间布局的基础上提出了适宜城市发展的绿地生态网络构建途径。而社区层面的生态网络构建对绿地结构类型的综合考虑较少，侧重点在于绿化率的高低。

随着社会经济的飞跃式发展，对生态网络的研究越来越多，更多的研究技术被提出，生态网络的评价方法也呈现出多元化的特点。我国的生态网络研究具有以下特点，多尺度，还有多角度，还有多目标，以及定量化。例如戚仁海[]等人采用网络闭合度指数，还有网络连接度指数，以及网络连通率等评价指标，对多种不同生态网络方案比较、打分。最后，选出最优的生态网络构建方案，来构建崇明岛的生态网络。王海珍[]等人通过GIS技术，以及景观格局指数分析法，研究厦门市景观格局，对其分析评价，并构建多种类型生态网络。我国的生态网络构建流程，包括有现状调查与分析，还有景观格局分析，还有生态源地识别，还有生态廊道提取，以及网络构建与优化等步骤[]。其中下列两项是最重要的步骤，生态源地的识别，以及生态廊道的提取规划。关于生态源地的识别方法主要有两种，一是通过定性选择，将大型林地，还有湿地，还有自然保护区，还有水域等作为生态源地，这些生态源地具有以下特点。一：生态服务价值较高。二：生态敏感度较强[]；二是对生态斑块构建评价指标体系，将重要性较高的生态斑块作为生态源地。例如吴丽丽[]在构建河西走廊生态网络的过程中，采用生物多样性，还有绿洲多态重要性作为评价指标，对生态斑块进行评分，选出重要的生态源地使用。贾振毅[]在构建重庆市中心城区的绿地生态网络过程中，采用斑块结构特征，还有群落特征方面作为评价指标，对生态斑块进行评分，选出重要的生态源地使用。以上的方法具有一定的优点，但主管因素太强，在选择生态源地的过程中，忽视了斑块的连接作用。

为弥补上述研究方法的不足，有学者将MSPA（形态学空间格局分析法）引入生态网络的研究中用以科学识别生态源地，形态学空间格局分析法是Vogt等人提出[]，通过Soille[]改进发展，将数学形态学作为理论基础，识别图像中对应物形状，从而完成图像识别，以及分析的方法[]。MSPA运用了数学形态学运算法则，包括有腐蚀，还有膨胀，以及骨架抽取算法等，对原始的二值图像进行分类，识别，以及制出操作，从而构建具有连通性意义的区域，从像元层面的角度研究，分析景观的连通性,可以准确的识别出景观的种类以及结构[]。这个方案将结构性连接作为重点，使用收集的土地数据，运用四邻域或者八邻域法则，将二值绿地栅格数据进行整合、分类，得到了完全不同的的七种景观类别，完成了从连接角度对绿地的评价。邱瑶[]（2013）等研究人员，运用MSPA形态学空间格局分析法，结合GIS技术，以深圳市绿色基础设施为对象，对影响建设的因素进行分类，以及等级划分，并设计出绿色基础设施网络建设方案；许峰[]（2015）等研究者，运用MSPA形态学空间格局分析，以及生态连接度相关指数（整体连接度指数IIC,还有可能连接度指数PC），将四川省巴中西部新城区景观格局作为研究对象，计算所有廊道和斑块的得分，为了获取潜在生态廊道，他们采用两种模型：最小累积阻力模型以及重力模型。从而完成整体生态网络的构建方案。

最小累计阻力模型[]（MCR）是我国目前生态廊道提取构建的主流方法，俞孔坚教授率先将其引入国内，目前已被广泛的用于国内生态廊道的构建研究，这种方法具有便捷的操作性，还有应用的广泛性，以及要素的可拓性等特征，这种方法具有两个优点。优点一：直观的体现出景观中的组织能量。二：能够预测生物物种在生境斑块中的运动轨迹。同时，这个模型更加注重基质的重要性。不同于传统的模型，它选取的生态路径更有利于生物的活动，而不是传统模型所选取的最近距离。而对于生态网络的评价方法方面我国学者集众人之智，采百家之所长，在研究方法的使用和选择上主要有景观指数计算评价法、网络结构指数评价法和结合重力模型的斑块间相互作用强度分析法等方法；在我们实际研究的过程中，单纯使用一种模型或方法并不足以科学的进行生态网络提取构建研究，因此应根据研究目的综合考虑并结合多种研究方法去解决研究区存在的问题[]。本文将MSPA形态学空间格局分析法和生态连接度指数相结合，通过对核心区、桥接区可能连接度指数（PC）的计算，对其斑块重要性程度进行评价，先选择合适的态源地，同时，对态廊道排序，并结合网络分析法对生态网络进行评价分析，最后针对问题提出生态网络相应优化策略。

　　1.4研究内容及技术路线

1.4.1研究内容

1.4.1.1城市绿地生态要素识别

以郑州市绿地景观格局情况和山水田林湖等原始自然生态资源为依托，结合近年来郑州市总体规划中的绿地专项规划，总结分析城市空间发展情况和未来发展趋势。基于Envi5.2软件平台，采用监督分类等方法对高分辨率的不同时间节点的遥感影像数据源进行解译，获取土地利用分类信息图，结合实地调研勘测数据和郑州市近年来统计年鉴资料对解译结果进行反复校对与修正，尽可能科学准确获取高精度解译成果。

1.4.1.2基于MSPA的城市绿地空间格局分析

利用形态学空间格局分析法，结合Guidos软件，采用八邻域法则提取出作为前景的“绿地”空间，并对郑州市绿地空间进行景观分类。运用图形辅助数据的分析方法，从数量和空间层面，更好的对城市研究时间段内绿地空间结构关系进行定量评价，并结合郑州市相关规划资料对城市绿地空间的动态变化特征与发展模式进行总结分析，这将有利于郑州市的生态网络管理，而且，可以保护生态的发展。这些研究数据都是未来生态网络发展的科学依据。

1.4.1.3现状绿地生态网络的提取与评价

根据绿地生态分类结果，选择连通性好的核心区，以及桥接区，利用Conefor软件运算，按照整体连通性指数IIC，以及可能连通性指数PC指标，对廊道和斑块进行打分评级，对结果进行排序。同时，阅读现存的文献，在考虑连通性指数PC的前提下，将得分最高，也就是最重要的斑块作为生态源地。考虑以下两种要素，一：土地利用分类。二：核心区以及桥接区的重要评级。对照景观阻力值表，得出阻力面；通过MCR(最小费用距离）模型，找出郑州市的潜在生态廊道。提取出现状潜在的市域生态网络并结合网络分析法利用α、β、γ等指数对研究区景观格局现状进行评价。

1.4.1.4绿地生态网络优化

优化生态源地和生态廊道的有机整合对郑州市生态网络与生态功能提升至关重要，生态网络系统的合理构建可以有效的提高城市生态效益。本文先收集郑州市的绿地空间建设，以及自然景观分布资料，将连接重要生态斑块作为目的，设计郑州市的生态网络结构，采用最低的成本来寻找潜在的生态廊道。根据研究过程中获得的数据，分析郑州市内斑块面积和数量。还有斑块重要性，还有生态源地分布情况以及潜在生态廊道的可行性，总结分析得到郑州市现状绿地生态网络中存在的问题。然后，从这些问题入手，设计出解决方案或者优化策略，来完善绿地生态建设。这项研究，目的在于保护郑州市的生态研究，以及确保生态的可持续发展。

1.4.2研究框架与技术路线

1.4.2.1研究框架

本研究基于景观生态学理论和郑州市市域范围内的山水田林湖生态格局、自然资源禀赋；以＂美丽中国，生态城市＂为主旨，引入＂绿地空间格局＂，考察城市绿地建设现状，研究分析城市绿地生态网络，对其进行评价与改进。采用＂遥感影像分析＂技术，运用MSPA形态学空间格局分析方法，分析城市绿地空间格局；采用最小费用距离模型进行方案设计，在阻力面赋值后，得出郑州市潜在生态网络图像；最后对郑州市的生态网络进行两方面分析，包括斑块构成，以及网络连通度，指出郑州市绿地空间格局现存的问题，然后，从这些问题入手，设计出解决方案或者优化策略，来完善绿地生态建设。本文的优点是以科学为武器，以定量评价为重点，定性研究为辅助，采用定量，以及定性两种研究方式，为优化城市生态网络提出合理策略，从而保护郑州市域内的生态资源，以及生物多样性。同时，为郑州市的生态建设指明了方向，提供了实验依据。

　　2 研究区概况及数据预处理

　　2.1研究区概况

2.1.1自然地理概况

郑州市地处要塞，位于中原大地上，在东经112°42′-114°14′，北纬34°16′-34°58′间，黄淮下游冲积平原，华北平原南部，东部的城市是开封市，西边与洛阳市交界，许昌位于它的南部，黄河在它的北方，是面向中部地区集聚发展辐射中原城市群的前沿窗口。整座城市处于秦岭东段余脉，同时，位于我国地貌第二级阶梯和第三阶梯的交接过渡地带，地势特点表现为：西南处较高，还有东北部较低，总体上呈阶梯状下降，形成较为完整的地貌序列。区域内河流纵横，其得天独厚的地理区位，是我国中部地区重要的铁路、航空主枢纽城市。

郑州XX管理的总面积为7446.2平方公里，城市面积为1010.3平方公里。属地内有三种地形，分别为山地、丘陵、平原，这三种地形分别占总面积的31.9%、30.3%、37.8%。总体上，全境地势较为平缓。嵩山南麓主峰高1512.4米，上面的登封少室山是境内的最高位置。中牟县韩寺乡胡辛庄海拔73米，是境内的最低位置。整体地势特点为：自西南向东北倾斜。西南部最高海拔258米，东北部的柳园口海拔82.5米。西南部地势以低山丘陵为主。从西向南，地势逐渐发生变化，分别为黄土倾斜平原，还有黄淮冲积平原，以及少量的丘陵和沙地。郑州市气候适宜，全年平均气温为15.6℃，全面平均降雨量542.15毫米。季节分明，夏秋季节温度较高，多雨，春冬季节寒冷，干旱少雨。属于暖温带-北亚热带过渡型大陆性季风气候。

2.1.2自然资源概况

郑州市水域资源丰富，有大小河流29条，这些河流都发源于黄河或者淮河，其中黄河分支6条，淮河分支23条。黄河穿郑州市而过，市内流域长度150.4公里。黄河的主要支流有以下三条，包括有伊洛河，还有汜水河，以及枯河。贾鲁河源头在新密北部的山区，它是淮河的二级支流，源于鸿沟与汴河，主要支流有金水河，以及七里河。在它的上流，修建了许多水库。

由于其特有的平原丘陵地貌和四季分明的气候特征，受地带性和大气环流等因素多重作用下，使得郑州地区的土壤从丘陵山地到冲积平原分布特征显著，野生动物及植被覆盖生物多样性明显，形成了具有中原地域性特征的自然景观特色，市域范围内生态系统类型多样，具有较为完善的农业生态系统、城市生态系统和森林公园及风景名胜保护区等多种生态系统类型。

郑州市的植被丰富，属于暖温带落叶阔叶林植被型。市内有两大典型的植被群：嵩山植物和黄河湿地植物。市内树种有400多种，250多属，78科。常见的植物有毛白杨，还有大官杨，还有马唐，还有牛筋草，以及狗尾草等。银杏，还有野大豆，以及野莲3科植物十分珍惜属于国家重点保护植物。省级重点保护野生植物也有不少。郑州市山区和沿黄湿地时植物的主要分布区域。

在过去的发展中，郑州市的绿地发展建设位于国家的前列。在1985年，郑州市还被评为“绿城”。那一年，郑州市的各项绿地建设指标均处于全国前列。但是，由于下列因素的影响，一：城市规模快速扩张。二：人口急剧增加。三：经济发展缓慢。在八十年代后期至2005年前后，郑州市的绿地建设出现了停滞。以2000年为例，全市的绿化覆盖率为25.82%，而国家的城市建设绿化标准为33%，未达到要求。绿地率为17.25%，国家标准为28%，更是差的多。人均绿地面积4.5平方米，远低于一线城市，也没有达到国家标准。

2.1.3人文经济及相关政策解读

郑州市是我国中原地区的陆空交通、物流运输及经济文化的枢纽城市，同时也作为地处中部的国家重点城市。八大古都之中他占据着一席之地，国家历史传承、文化交流中心非他莫属，曾是辉煌一时的商都旧址，中华民族文明历史起源处，同时拥有大量的国家文物保护单位及历史古迹，其中包括轩辕黄帝故里、中岳嵩山、古市商城、黄河风景名胜区等历史名胜及文化遗产。郑州市由十二个行政区县相互流通、共同发展，包括中心城区主要部分，包括有中原区、二七区、等、惠济区以及荥阳市、中牟县、和新郑市周围地区加上新密市、登封市所处的远郊市区。

在2010年，文件《郑州市城市总体规划（2010-2020年）》和《国家发展改革委关于支持郑州建设国家中心城市的指导意见》都在其中强调说明，郑州市应该不懈努力，继往开来，争取成为国家中原地区的先行者、领导者和开辟人发挥区位优势，打造交通物流的中枢，共同建立对外的、发展的引领性的经济高度发展区，为国际化发展奠定基础，将都市打造的更加大型、完美、和谐。空间结构以“多核多轴”并重发展，向着发展绿色生态园林城市，加强形成城市绿色廊道、安全通道以及防护林筑建，构建更加丰富多样化，层次更鲜明的绿化网络，以最大限度促使城市公共绿地的基础数据以及品质状态优化；构建城市生态地毯的多功能分区，建立健全乡村与城市交界的绿色生态，全方位促进居民生活环境质量改善。

直到去年，郑州市绿化覆盖面积已突破45%，绿地占有比例也达到了40%，平均计算下来，每个人都可以占有至少十二平米的绿地面积。在未来计划中，有58.35平方公里的公用绿地，而每人则可以分占13平米。除了外围区域的部分应当将其中心放到“两带一环四楔两湖七链”。在最初的公园绿化基础上，郑州市建立的新型专类公园有13个，综合公园也有6所；选择沿交通干道、水路河流建成条形绿地，方圆五百米内计划修建小型游园，街头装扮、绿化也要进一步发展。以社会经济发展与生态环境建设同步平稳进行为目标，以发展国家级环保模范城市为追求，让郑州市走上环境醉人，空气优良，山青水秀的宜居城市，社会发展、经济运行、环境可协调的可持续进步的现代化文明都市。

　　2.2数据来源及处理

2.2.1研究范围

关于国家生态园林城市相关建设标准主要包括以下方面：绿色生态建设情况、居民生活环境水平、城市公共基础设施完善情况。由此可见，生态型城市建设对象主要是对城市区域的生态环境及人居环境发展的综合评价，因此，本次研究范围主要基于郑州市域范围进行对比分析。

2.2.2数据预处理

2.2.2.1遥感影像预处理

因地理坐标系的影响，卫星影像在获取过程中会产生一定程度的畸变，导致与对应的坐标系下的图像形态存在一定的误差，因此，在对于遥感影像土地利用

分类划分前需进行相关的数据预处理。此次探索中需要预先处理的数据应当有以下几点：大气校正、辐射定标、影响裁剪、几何校准。

（1）辐射定标及大气校正

由于外界不确定因素所导致的卫星数据影像在获取和传输的过程中产生射上的部分失真或变形，所以需要对其实施相应辐射校正。大气校正和辐射定标是其中比较重要的部分。大气校正需要实行变换相关数据，如录入、输出以及影像对象的信息以达到校正目标。辐射定标则需要消除因传感器自身产生的误差，主要方法有：对影像的初始DN值进行部分转化；或者经由表观的大气反射率来完成。

（2）几何校准及影像裁剪

几何校准作为消除几何畸变的主要预处理操作，由于地球形体及传感器等方面造成的遥感影像成像的部分形变，即需要进行几何校准。几何形变的原因主要分为系统性原因和非系统性原因，其中系统性原因所造成的变形可通过传感器模型进行校准。本文中所采用的是Image to Image法进行图像校准，在研究范围地形图中获取均匀分布30个多年未发生变动的道路交叉点、河流拐点及岔口等清晰明确的地物作为参考点，采用二次多项函数对2019年卫星影像进行校正，误差范围控制在0.5个像元，采用最小邻近法对卫星影像进行灰阶值重分类采样，最后以校准后的2019年的遥感影像为基准，对2007年、2011年、2015年这三年的影像数据进行配准校对。

通常而言，所获取的卫星影像区域一般大于研究区范围，影像裁剪的目的也是为了精准提取研究区范围。在本研究中所采用的是Envi5.3中的遮罩功能，按照国家公布最新的地理信息系统郑州市域行政边界对所选取的2007年、2011年、2015年、2019年的卫星遥感影像进行统一的影像裁剪。

（3）卫星影像增强处理

为提高卫星影像视觉识别感知的精准特征，凸显研究区范围的城市地物特征，更利于后期的遥感分类，需要对遥感影像进行一定程度的增强处理。结合郑州特有的平原丘陵的地貌特征，采用线性拉伸式对遥感影像进行图像增强处理，通过提高全局影像的亮度阈值进而强化画幅内的对比度，利于对图像细微区域的识别。

2.2.2.2土地利用类型划分

翻译分类的进行在此便可以展开了，预处理之后原始数据的进一步使用也会顺理成章。在实行遥感影像分类的过程中，可参考土地利用的分类体系。而在这一系列的操作开始之前其分类标准也需要进行预先确定，参照国家国土资源部关于土地利用分类相关分类准则，同时结合郑州市域范围土地资源特征及原始遥感数据精度等方面，因此可以把研究土地的类型划分为六个种类，即下图所示：

建设用地水域耕地林地未利用地草地智能解译是卫星影像解译的常用方法，当然人工解译也至关重要，智能计算机解译又可分为监督分类和非监督分类，但是人工解译的主要分析依据和方向为经验和视觉对图像的识别，本研究使用的是人工目视解译同监督分类相佐的方案对其进行运用划分。首先，实行地理坐标配准。在ArcGIS软件中，同之前配准方案一样，以地形图为准，选取部分控制点作为基础，对2019年城市总体规划现状实施地理校准。接着对城市建设用地进行类型处理、区域划分。参考样例选择完成配准后的土地利用现状地理坐标，对影像解译后的市域现状图中的城市用地进行地类划分，同时还通过实地踏勘和Google遥感影像对解译分类图和城市土地发展现状图中地类分布存在明显差异的区域进行比对研判。

2.2.2.3MSPA景观要素识别与分类

形态学空间格局分析(MSPA)方法运用于城市绿地景观要素识别和分类时，需要解释的内容包括像元大小、尺度参数以及结构要素和边缘宽度四个关键参数。合理的参数设置对研究区绿地要素的科学识别至关重要。首先，形态各异、大小不一的像元参数，即栅格图的空间分辨率，在研究的最终结果中扮演着关键性的角色；而在设置尺度参数时，则必须仔细辨析尺度，比如我们所研究地区的大小和比例尺的选择。除此之外，还要密切关注边沿以及空隙区的宽度大小，还有核心与斑块面积分别的最小与最大值。而后，4邻域结构要素是最为人所熟知的结构要素，相同的还有8邻域结构要素。结构要素的设置对核心区像元的识别影响较大；边缘效应之所以能与边缘宽度成同向变化，并且与核心区域数量具有非线性关系，就是因为内部孔隙区宽度与核心区外围边缘区宽度很大程度上取决于边缘宽度的相关系数设定。

此篇文章在所选取的观察研究区土地利用现状图例的基础上，将林地要素，还有相关的草地要素，以及另外的水体要素为景观要素当做MSPA分析的前景，同时，将建设用地以及与之不同的耕地、未利用土地为作为背景。之后，以二值的GeoTif数据文件形式展现出相关的矢量数据，并在相关研究结论与历史资料的基础上把30m*30m作为栅格的数据规格。到最后一步，在边缘宽度为1的条件下，将八邻域规则运用于Guidos从而得到的七种互不重叠的景观类型，采用形态学空间格局分析法分析4个时间节点的绿地空间格局形态，进而探讨总结郑州市绿地空间变化趋势。

（1）核心区（Core）：核心区域代表的往往是不同物种的住所，其作用为维系生物的生存稳定环境；因此自然保护区以及与之相同似的大面积的国家森林公园通常被作为核心区，通常情况下核心区被视为是生态系统中的源头成分，因为其对于维系物种交流与保护生物多样性都有着极大的贡献。

（2）孤岛区：因为孤岛区的面积通常不大，且通常难以与其他板块相连，所以它常常作为核心区快的补充出现；在生态的方面进行分析，孤岛状的板块不易和板外区域进行物质交换，因为从形态学上看它是七个景观类型中仅有的独立部分，这就导致了孤岛区通常被视为独立景观区域，作为街心公园或同类型的附属绿地而存在。

（3）环道区域与桥接区域：二者中的后者通常被视为起着连接‘桥梁’作用的生态廊道，在物种的交流与多样共存方面做出了较大贡献。而前者则多注重内部，作为核心区的‘运输’通道，便捷的传输核心区的物质交换。因而站在生态学的立场，前者主要作为生态内部的交流途径，方便大型板块间生物迁移的同时，也积极的在生态系统构件中发光发热。而后者则有较于前者更为强大的运输作用，常常作为生态廊道作用于物种间的迁移。

（4）边缘区与孔隙区：这两个区域的判断主要依赖于核心区像元。首先将这些像元剔除，然后对剔除后的核心区进行扩张，下一步取得剔除的像元与扩后的像元的交，最终就可以得到想要的结果。除核心区内的空白部分外，其余都为边缘区，空洞则为孔隙区。所以作为核心林场的外围地带，边缘区通常以外围林带的形式出现。在生态意义的角度上看，处于核心区域的边沿，且对核心区域的保护起着积极作用的区域就是边缘区，而对外部侵蚀起着阻碍作用的植被退化边缘地带就被称为孔隙区。

（5）支线区：所谓支线区，就是指在剔除了以上所述的六种景观像元后剩余的部分，是其中景观中的最后一种，它仅有一端和环岛区、孔隙区以及另外的边缘区与桥接区有交点。

　　3 郑州市绿地空间格局演化

对于城市绿地空间格局的分析是提取生态网络的基础，也是优化区域生态格局的前提，本章节通过研究绿地空间的结构类型和动态变化以达到分析区域生态过程和保护景观生态功能的目的。首先选取 2007、2011、2015和2019四个时间节点的郑州市土地利用类型图，并对其进行城市用地空间分布及其变化统计，再利用MSPA(形态学空间格局分析法）得出的景观类型图分析近十年来郑州市绿地景观格局的变化趋势。

　　3.1郑州市绿地空间分布与变化

3.1.1区位动态变化分析

根据本次研究需要，结合郑州地区的特点，把土地利用类型数据进行合并归类，划分为6大类，将林地和草地等植被覆盖度相对较高的用地类型作为城市绿地空间，对郑州市2007-2019年的土地利用类型进行统计分析。

如图3-1所示，在2007-2019年这12年期间，郑州市域的用地类型以耕地为主，绿地用地和建设用地在空间布局和结构方面有显著变化。2007年绿地主要分布于郑州市市域的西部和南部的山地丘陵地带，面积较大空间形态较为完整；水域用地主要分布于郑州市域北部的黄河流域和中心城区与中牟县的水库；耕地用地主要分布于郑州市东南部的中牟县与新郑市境内和北部的荥阳地区；建设用地主要分布于郑州市域中心主城区、荥阳市、新密市以及巩义市市区内。根据图3-2可得，2011年绿地空间中的林地面积与2007年相比有明显的下降，尤其以西部巩义登封地区变化明显；草地面积则有所上升；水域用地也有所增长但依旧集中分布于郑州市域的沿黄流域和北部的水库地区；耕地用地在西部和南部地区有所下降；建设用地则显著增加，以市域范围内中心城区为主的建设用地逐渐扩张并已初步呈现出与周边县市的连接趋势。如图3-3所示，2015年郑州市域的整体绿地用地面积持续下降，但草地面积上涨显著；主要体现在西部大型林地周边以及围绕中心主城区外围的带状绿地和小型绿地斑块的缓慢增加；水域用地基本维持不变；耕地用地减少；建设用地显著增长，对比2007年与2011年，在这两个时间段内，建设用地总面积向着东南方向发展的势头非常显著，同时，地处周边县城的建设用地与中心城区的建设用地表现出明显的连接式发展。如图3-4所示，2019年郑州市绿地空间中的林地类型主要集中在西部的嵩山风景名胜区和浮戏山—雪花洞风景名胜区，草地则主要分布于西部嵩山、青龙山和中心城区的水域及道路周边，；水域用地明显上涨主要体现在市域内河流水系的连通与梳理；城市周边原本富余的耕地面积因建设用地的持续扩张而不断下降，2019年郑州市域总体建设用地面积大幅度增加，中心主城区建设用地已将东部的中牟县，南部的新郑市，西部的荥阳市串联起来但与巩义市、登封市和新密市的连接度较弱。总体来看构成郑州市绿地空间的林地用地类型主要集中在市域的西南部山区，而草地用地类型则主要分布于山区周边和中心城区范围内；绿地空间总面积在2007-2019年4个研究时间节点内有所减少；水域则分布于北部黄河和市域内河流与水库地区，在2007-2019年4个研究时间节点内有显著上升。

3.1.2面积动态变化分析

本文研究区域总面积约为7446.1km²。根据表3-1、表3-2分别对研究区2007年、2011年、2015年、2019年四个时期各个类型用地面积及占比进行统计汇总。

2007年，郑州市水域和绿地作为维护城市生态格局的景观要素总面积达到1667km²，在土地利用类型中占比达到22.4%，以农业活动为主的耕地面积为4965.7km²，占比为66.7%，在所有用地类型中排列第一，健身用地面积为781.3km²，占比为10.5%，排列第三，未利用地占比最少，仅为0.4%，这一时期处于郑州市城市发展建设的早期阶段。

2011年，郑州市市域绿地面积较2007年减少了92.6km²，占比由原有的20%下降至18.8%，但绿地中的草地类型面积上涨，由原有的190.4km²上涨至206.9km²，而水域面积与2007年相比略有增加，由177.5km²增加至195.1km²，共计增量17.6km²。绿地和水域的总占比在所有用地类型中排列第二，耕地占用比例仍然最大，为64.1%，超过市域用地总面积的一半。但与2007年相比，略有减少。整体绿地和农田的减少表明这一时期，随着建设用地的扩张，生态要素的消退和农田向建设用地的转移。

2015年，郑州市市域绿地面积较2011年持续下降，面积由1397km²减少至1277.5km²，总体降低了119.5km²，占比也由18.8%降低至17.2%，降幅为1.6%，但草地面积持续上涨，共计增长44.7km²，城市中草地的大面积增长一般属于人工绿地，说明人们对于城市环境建设的意识逐渐加强，XX也出台了生态文明治理的相应措施；与此同时水域面积依然稳中有升，面积由原有的195.1km²上升为209.4km²，占比也从2.6%提升为2.8%，相比2011年增加了14.3km²。水域和绿地的总占比在所有用地类型中排名不变，耕地面积持续减少，占比为61.1%，建设用地面积有大幅上涨从14.1%增加至18.4%，在所有用地类型中排列第三。

2019年作为城市重要生态要素的郑州市绿地和水域面积较2015年有所增加，总面积为1586.2km²，总占比为21.3%，相较于2015年总占比上升了1.3%，其中水域面积的大幅上涨是生态要素总面积有所回升的重要原因，水域面积由2015年的209.4km²上升为381.6km²，共计增长了172.2km²，但绿地和水域在所有用地类型中的占比总排名有所下降，2019年随着建设用地面积的持续上涨，其占比已超过绿地空间占比，在所有用地类型中排名第二，耕地依旧大幅下降，但总体占比排名不变，依然是所有用地类型中的第一位。

从上述数据变化可以看出，2007-2019十二年间，耕地与林地面积因各种程度的破坏而不断下降，而随之迅速扩张的则是草地、水域以及建设用地，其中，建设用地位居面积增长排行榜榜首，它的涨幅最大，人工草地面积虽然持续上升，但上涨速率依然低于自然林地的衰退速率，整体绿地面积和占比呈现出下滑的趋势，这也告诉我们，随着城市的迅猛发展，无休止地开发建设用地，我们原本美好的绿色家园会受到侵蚀，最后城市周边消失的绿地以及农耕地都将一去再不复返。

　　3.2基于MSPA的郑州市绿地空间格局演化

3.2.1城市绿地时空格局变化

通过对表3-3中7种景观类型的计算可得，2007-2019年整体来看郑州市市域绿地空间的总面积呈现逐年递减的情况，尤其是在2011年前后有较大数量的减少，2007-2011年间绿地面积减少约为92.6km²2011-2015年间绿地面积减少约为119.5km²，但从11年以后绿地空间面积的递减趋势有显著下降，基本处于稳定状态，这可能与2012年出台的《郑州市生态廊道建设设计导则》有关，导则的制定标志着生态廊道建设在郑州全市范围内的正式实施，并且截至目前在郑州市区已初步形成了“两环三十一放射”的廊道格局，这也就说明了郑州开展的建设性工程“森林城市”获得有效成果；在研究区中最重要的景观种类是研究区，十年间四个时期核心区的面积占比在绿地空间总面积中稳居首位，2015年核心区占比相对较少，但依然占据了绿地景观类型总面积的45.78% 其次是边缘区、分支区，桥接区和孤岛区，孔隙区占比最少；2007-2019年间，孤岛区和分支区面积均有所增长，而边缘区则持续减少，环岛区、核心区、孔隙区和桥接区在12年研究期间有增有减，整体上呈波动下降的趋势，在城市中由于景观碎片化，景观之间的连接程度起伏波动，都与这一时间段郑州市展开城市扩建有极大的联系。

将研究时间段内绿地景观类型结合行政区划和功能组团进行统计分析，由图3-2可得，核心区主要分布于市域西部和南部的A（巩义市）、B(登封市）境内，成大面积集中分布，而东北部E(中心城区)和F(中牟县)境内较少，分布较为分散，局部成条带状分布，有一定的空间连通性，但数量不足，连通性有待加强，中部地区多为零散的小型斑块，绿地量最少。其次，连接桥区多为沿道路或水域分布的绿带通道，在绿地分布密集的周边地带数量较多。研究时间段内郑州市核心区面积均占总体绿地空间的45%以上，说明研究区生态基底优良，但都集中于山林地带与东部中部城区的连通性不足，同时伴随研究区在城市中的扩建，其位于城市郊区的绿地覆盖的核心要素斑块开始减少，生存空间降低，城市景色被碎块化，如图A（巩义市）和图B（登封市）所示；在这些年中，伴随着开展生态廊道工程的建设，如图E（中心城区）、F ( 中牟) 这两地的绿化程度就在增加，但是两地斑块的碎片化程度依然较高，尤其是近郊区的C（新密市）、D(荥阳市）破碎化程度严重;并且，如图中城郊区B（登封市）所示，它的区域就有一种先增加后减少的波动，这表明这些效果都是与展开生态环境保护和不断发展城市区域密切相关的。

3.2.2.12007-2011年绿地空间格局呈破碎化发展趋势

2007-2011年郑州市绿地空间格局破碎化发展趋向鲜明。一方面，从面积指标而言（表3-3），7类景观类型中核心区对城市生态格局的意义最为重要，核心区面积减少了117.87km²，在绿地空间中的占比下降了4.99%，这说明大型公园、风景名胜区和生物栖息地等作为生态网络中的“源”的组分受到破坏和蚕食。如图3-2所示郑州市西部地区的A(巩义市)青龙山森林公园和浮戏山风景名胜区，B（登封市）西部和南部箕山风景区核心区的大型绿地斑块有较为明显的减少。而作为连接同一核心区内部廊道的环道面积增长明显，达到了研究期时间段内的最高值，并且连接桥和分支也增加较多，结合景观生态学含义可得“连通区”在城市景观的连接方面中最为重要的就是环道、支线和桥接的关联，再将其系统整理出来，数量上升显著的区域主要分布于F(中牟县)西部和南部，北部地区则大多沿贾鲁河两岸分布，其北部除城市化发展与绿道建设分布外，存在大量黄河沿岸的生态防护绿地，未来有望形成大面积的生态源地，C（新密市）境内东北部的青屏山公园和曲梁乡周边，E（中心城区）的东北部金水区之如意湖和北龙湖片区以及G（新郑市）东北部地区，大量连通区的上涨，反映出这一时期郑州市行道绿化和居住区绿化等线性绿地类型发展迅速，斑块与斑块间仍然彼此相连，线性绿地的增加为居民的绿色出行营造了更加多样化的场所空间。核心区与“连通区”面积和占比变化的相反，表明郑州市绿地空间存在明显破碎化发展趋势，而作为前景类别绿地空间构成要素的林地、草地和水域的减少，也使得作为背景类别的耕地、荒废的大面积土地和建设用地都在逐年上升，伴随着城市化的冲击，由于建设所需用地也出现每年增加的势头，2007-2011年绿地空间面积总量虽然有所下降，但城市生态网络绿道建设逐渐被重视，总体来看城乡绿色生态空间发展的平衡性还需要加强并进行完善。

3.2.2.22011-2015年绿地空间格局呈快速发展趋势

2011-2015年的郑州处于一个快速发展的阶段，无论在城市建设还是绿地空间结构方面的发展变化都非常明显。通过表3-3可知，该阶段由于作为背景的建设用地面积显著增长，导致除了孤岛区外，其余的核心区、连接桥区等6类景观类型面积均整体下降，孤岛区面积上升明显，从2011年的224.81km²增加到285.04km²，共计增长60.23km²，孤岛区斑块虽然相互联系微弱，但对生态网络构建能起到“生态跳岛”的踏脚石作用，并且随着面积的增大也有形成核心区的可能，孤岛区面积和占比增长幅度较大，说明在城市快速发展的同时大型的绿地斑块核心区可能分化为了面积较小的绿地斑块，核心区面积总量虽然持续下降，但相较2007-2011年的下降趋势有明显缓和，这可能与2012年郑州启动城市绿道建设有关，结合图3-2分析可以看出局部地区核心区面积有缓慢回升的趋势，其中E（中心城区）变化较为明显，主要是郑东新区北龙湖组团公园的形成，导致大量的离散型环状区转变为固有建设形态的核心区，小型绿地斑块数量有所上升，也使得郑东以北龙湖—如意湖的整体城市生态网络架构初步形成。同时，属于“连通区”的桥接、环道和支线面积与占比下降显著，说明这一时期郑州市市域整体景观格局破碎化程度加强，边缘区与空隙区面积和占比的下降，说明核心与其内部非植被用地间的过渡性用地减少，风景名胜区和大型生物栖息地等绿地斑块与周边其他用地类型的缓冲地带较为脆弱，在绿地系统组成中易受到破坏，在以后对于城市绿地系统规划和完善的过程中，要加强对边缘区和孔隙区的保护，避免对城市生态格局有所破坏。

3.2.2.32015-2019年绿地空间格局呈整合系统化发展趋势

2015-2019年市域范围生态网络系统化发展趋势显著，以2012年起的生态廊道建设为主要参照，“两环三十一放射”的网络化生态格局已经初步形成，其中包含69条绿道景观，总的绿化长度达3588公里，绿化面积累则计达到了3亿㎡，如表3-3所示，核心区、孤岛区与分支区三种类型的绿地格局变化较大，核心型绿地面积相比之前有显著上升。2015至2019年核心区类型面积增长了63.01km²，核心区总面积约占绿地系统的46.89%，说明包括生物栖息地在内的大型绿地斑块增多，这可以归功于郑州西南部环境保护部门严格监控生态保护区，加强治理水土流失的同时加大力度保护土地资源的举措。保护部门在当地划分了生态保护红线后，有效地划分开了可开发区域与自然生态区域，在不断发展的同时保护了市域范围内占关键生态地位的自然区域。主要体现在西南山区A(巩义市)竹林镇-米河镇片区和C(新密市)的袁庄镇北部片区有大幅上升。孤岛区和分支区面积明显增长，孤岛区面积增长了19.57km²，分支区面积增长了24.3km²，虽然孤岛区面积与占比数量上升，但与2011-2015年相比增长趋势下降，意味着郑州市城市绿地系统规划中的公园绿地和街头绿地建设效果显著。孔隙区增加了3.32km²，虽然增长幅度不大，但依然意味着大型绿地斑块和其内部非植被用地间的过渡性绿带有逐渐增多的趋势，且防风林带等用于连接相邻大型绿地斑块的带状绿地也有所增加。同时也间接说明了通过带状绿地连结绿色斑块可以促进绿地系统格局的整体性与系统性。根据图3-2所示，2015-2019年桥接区面积虽然有所下降，但分支区和环道区都有所上升，整体来看“连通区”出现缓慢上涨的趋势，最主要的变化体现在中心城区。E（中心城区）西北部强化了邙山黄河风景区生态景观绿化带；南部则强化了南水北调中线工程生态景观绿化带。其次是2015-2019年间，对于城市河道的疏通，无论是滨水绿道梳理还是主要干道旁侧的廊道建设，生态网络的建构都趋于整合系统化发展，并以此为依托构筑中、远期的城乡一体生态绿地系统，为郑州城市特色的塑造奠定良好的物质基础。

　　3.3本章小结

本章以郑州市2007年、2011年、2015年和2019年四个时期的土地利用分类图和MSPA提取的景观类型图为依据，从用地类型和绿地空间格局两个方面进行现状和动态变化分析，分析不同时间段内城市绿地空间的数量、分布、占比变化量及变化趋势等情况，研究结果如下：

（1）2007-2019年4个研究时期期间，在郑州市中，土地占用中主要用来农业劳作的耕地和自然林地的使用面积出现减少的趋势，但是其中建设用地、草地和水域则是出现增加的趋势，草地和水域面积的增长主要分布于郑州市中心城区范围内，说明随着城市的发展，人们对绿色生态生活环境的需求不断加强，但林地和草地共同作为构成郑州市域绿地空间的重要组成要素，整体呈现下降趋势，表明虽然相关政策的出台为郑州城市的可持续发展建设指引了方向，人工草地的上涨速率依然低于自然林地的衰退速率，尤其在2011-2015年城市快速发展阶段，降幅明显，但在2015年后绿地空间面积和占比都有所回升，下降趋势有明显缓和，其原因可能在于规划政策从出台到实施完成的时间延迟性。

（2）研究时间段内城市建设用地的面积变化增长显著，整体呈现出以郑州市中心城区为核心，向周边县市不断蔓延串联的发展趋势，并在2019年基本连成一片。相较于2007年和2011年两个时期，2015-2019年建设用地面积增长迅速，并出现了明显向东南方向发展的趋势，这与郑州市近年来经济的大幅上升有所关联。城市发展的快速阶段，随着城市建成区用地规模的不断扩大，对绿地空间和农耕用地造成了一定的侵蚀，从而使得一些耕地和绿地用地转移成为了建设用地。

（3）2007-2019年间核心区类型绿地持续下降，孤岛区面积持续上升，作为“连通区”的桥接、分支和环道则出现先上升后下降的波动性变化趋势，以2015年为分界点，核心区面积先下降后上升，相反“连通区” 面积先上升后下降的变化趋势，说明郑州市绿地系统空间格局整体呈现“破碎-分散-聚集”的发展特征。尤其是2011-2015年间，孤岛区面积持续上升，说明市区内城市公园，其中效果最好的是街面绿地的建设，且它能为群众提供散步游玩的场所，也为未来绿地网络化发展奠定基础，此阶段其余6种景观类型面积均有所下降，印证了城市的快速发展加剧了市域生态绿地的破碎化程度。2015年后至今郑州市绿地空间中的核心区与“连接区”面积占比都有所回升，意味着大型生态公园、防风林带以及道路绿带建设增加，空间格局呈现显著系统整合化发展特征。

综上所述，根据对郑州市域绿地空间格局演化的分析，本文明晰了研究时间段内绿地系统空间格局三个阶段的变化趋势与发展特征，分析郑州市绿地空间变化特征，对于城市未来发展方向具有指导作用，也对郑州这样的国家级中心城市的规划布局具有重要意义。

　　4郑州市绿地生态网络的提取与评价

通过上述章节的分析可知，随着城市的发展与扩张，市域绿地空间被不断侵蚀和分割，导致景观破碎化现象加重，不利于物种的交流与生存，因此，对区域生态廊道的提取与构建至关重要，生态廊道可以将破碎孤立的绿地斑块串联起来，形成系统性的生态网络，生态网络具有维护生物多样性、降噪防尘、美化环境等多种生态功能，可以有效提升区域生态环境与自然生态系统服务价值，为构建可持续发展的生态城市奠定基础。

　　4.1基于连通度指数分析的生态源地识别

4.1.1生态源地识别

生态源地顾名思义是生物流的起源点，是物种扩散与能量信息交换的重要场所，源地本身具有景观连通性、空间拓展性和生态系统服务性的特征，不仅有利于景观生态过程的发展，还可以有效保护生态系统的稳定性，防止因生态系统退化导致的一系列生态问题。良好的连通性是维护区域景观格局完整性的基础，是构建可持续发展生态系统的关键条件，因此对于生态源地的选择应考虑到斑块面积和连通性两个方面。本文利用Conefor2.2软件对研究区生态连接度指数进行计算，在连接度指数的选择上，选择了整体连接度指数IIC和可能连接度指数PC,这两种指数是基于物种传播概率和图论法提出的，可以有效的评价景观整体的结构性特征，反映区域整体景观连通性强弱程度，并确定出每个斑块对生态连接度的相对重要程度。根据计算结果选择对景观连通性影响较大的核心区和桥接区进行重要性排序，然后采用自然断点法进行重要性等级划分，将面积较大重要性等级高的核心区作为生态源地，并为后续景观阻力面的构建提供相应依据。

景观空间的连通性可以由很多不同的指数来测定，不同的指数选择，得出的重要性计算结果各不相同。通过对已有相关研究文献资料的梳理，可以看出目前专家学者们对于斑块重要性的判别标准以可能连通性指数PC偏多，可能连接度指数dPC比整体连通性指数dIIC更能反映小型斑块的重要性。本文以可能连接度指数dPC作为衡量斑块相对重要性的指标。

整体连接度指数Integral Index of Connectivity（IIC）

可能连接度指数Possibility of Connectivity（PC）

其中，0＜PC＜1。

斑块重要性指数用dPC表示，公式如下：

本文根据杨志广等人在2018年对广州市生态网络的构建研究，距离阈值=1000，连通概率=0.5，得出核心区和桥接区重要性排序。在计算中，条件：两个斑块之间的距离<=连通阈值参数，斑块间视为连通，反之则不连通；而连通阈值并没有一个确定的标准，其数值的大小与区域内具体生物的活动特性有关，本文不作具体讨论。

如图4-1，样本：15个重要的核心区斑块

4.1.2识别结果与分析

4.1.2.1郑州市绿地斑块构成

本文以郑州市2019年绿地建设现状为基础，以土地利用分类图与MSPA提取出的景观类型图为依据，参考相关研究资料，以研究区绿地斑块面积大小为分类标准，

由表4-1可见，郑州市域绿地斑块共计12662个，据调查小型斑块有12615个，占比高达99.5%，大型斑块数量最少，仅有6个，占比为0.1%，但从面积数值上而言，

，因而可得，郑州市域的绿地空间主要是以1km²以下的小型斑块构成，数量较多，分布较广，并主要分散分布于市域的中部和东部平原地区，说明郑州市域的景观破碎化程度较为严重；然而，做为4种分类里斑块面积数值最大的巨型斑块，虽然从数量指标上看排名最后，但其面积数值占市域绿地空间总面积的一半以上，占比为65.5%，这一数据表明，巨型斑块作为面积较大，植被生长情况较好，生境质量较高的物种发源地，是组成郑州市域绿地空间的主体部分，也是未来进行生态城市构建、绿地系统规划和维护物种多样性的重要保护对象。

4.1.2.2绿地斑块重要性评价

选择连通度指数dPC作为斑块在生态网络连通性中重要程度的衡量标准，对MSPA景观类型图中的核心区绿地斑块重要性进行评价，

斑块重要性评定表（表4-2）

图4-1（对照），分析1、2、3、9的绿地斑块对区域生态网络的连接度有较大影响，对整体系统性网络状生态格局的构建贡献程度较高，这些斑块主要分布于郑州市西南部新密与登封市境内的山地丘陵地区和北部的沿黄地区，由此可见，山区林地对于维持生态安全格局的稳定性与生物系统多样的重要意义，中国大力推行经济高质量发展，全力保护黄河生态，也使得郑州市域北部黄河沿岸地区的绿色生态文明建设有了重大提升，因此在未来的规划与发展中要重点考虑对山区绿带和沿黄地区生态廊道的建设。

从表4-2可以看出，重要性较高的核心区斑块分布与局部生态网络连通度强弱有一定程度的正相关，也就是重要绿地斑块分布密集的区域生态连通性较强，而重要绿地斑块分布疏散的区域，连通度往往较低。但绿地斑块的几何空间位置，从表中看出其与斑块的重要性联系性不大，例如图中位于几何中心位置的斑块重要性程度并不高，对于整体网络连通度的贡献值较低；相反位于西南部的绿地斑块重要值最大。另外，从研究的数据来看，斑块重要程度与其面积的大小并不一定呈正相关趋势，面积小的斑块不一定排序靠后，反而对生态连通度贡献较高，例如图中编号为6的斑块虽然面积较小，但相对重要性排序却高于面积较大的15号绿地斑块，由此可得，区域生态网络连通程度的高低与斑块分布的密集程度成正比，与斑块的几何位置和面积大小关联不大。

从图4-1可以看出荥阳市、新密市局部涵盖了大型绿地斑块，新郑市最少。中牟县境内大型绿地斑块多沿水域周边分布，中牟县是河南省重要的农业基地，县域范围内有丰富的农业与湿地资源，其中黄河湿地中牟鸟类栖息地和中牟雁鸣湖生态湿地公园是研究区的重点绿化工程；近郊地区的绿地空间主要由小型破碎状的斑块构成，这与近年来城市的不断扩张与发展有关，城市道路的大量建设，一定程度上割裂了周边地区的中大型生境斑块，导致了景观破碎化程度的上升，因此要加强对城市干道、对道路两旁栽设绿树，有利于改善局部环境，还能有效修复绿地斑块的生态功能。就整体而言，研究区连通性不足，东西区域断层严重，中部与东部地区缺失重要斑块的分布，十分需要在此区域进行踏脚石绿地斑块的建设，进一步平衡生态系统的服务功能。

4.1.2.3生态源地构成与分布

在郑州市域生态源地的识别上，通过MSPA核心区的提取与连通度指数的计算，共计筛选了15个绿地斑块作为物种栖息与交流的“源地”，从图4-1可以看出，大型生态源地的分布主要集中于研究区的山林地带，如嵩山风景名胜区、浮戏山雪花洞风景区、挡阳山等，表明研究区西南部连通性较强，大型生境斑块分布密集，更有利于物种的迁移与能量信息交流。除山区林地外，北部黄河沿岸的古柏渡飞黄旅游区、郑州黄河文化公园及其周边绿地也有相应规模的生态源地存在，还有郑州市东北部中某县境内的郑州牟山湿地公园与观鸟林森林公园等；郑州市南部生态源地主要集中于蜜蜡山、大鸿寨景区、黑龙潭风景区等；北部和南部的生态源地面积相比西部而言虽然较小，但数量众多，可以为生物的生存和扩散提供栖息源地。而位于郑州市东北部的中心城区内生态源地的分布较少，仅选取了龙湖湿地公园区域，有大量绿地空间的足球公园与高尔夫球场并没有被选取为生态源地主要是因为足球场与高尔夫球场本身以人工绿地为主，在球场建设的同时对原本自然林草有一定程度的破坏，并且以提供休闲娱乐目的为主的高尔夫球场内往往建设有大量的道路、服务会馆等，会导致原有完整的绿地斑块被割裂破碎化程度上涨，而人类频繁活动造成的干扰也会对生物的生存产生威胁，因此足球场和高尔夫球场不适宜作为生态网络构成的重要源地。此外， 有一些生态环境较好的公园绿地却没有被选为生态源地，其原因可能有位置、水体和道路的综合影响，首先一些绿地斑块虽然以林地为主，面积较大，但与周边其他绿地相距较远，生物在源地与目标斑块间进行信息交流时需要克服较大阻力，斑块本身对区域生态连通度贡献不足，因而未被选取成为生态源地。其次水体面积较大道路密度高的绿地空间也不被计入生态源地选取的范畴，主要是源于水体对陆地生物的迁移具有较大阻力，道路对绿地斑块和廊道则有分割的影响。但如果在今后的城市发展过程中，能将此类绿地作为生态网络规划中的“踏脚石”斑块，加以保护和建设，将会有效提高市域生态格局的系统性，对维护生物多样性起到良好的推动作用。

　　4.2基于最小累计阻力模型的潜在生态廊道识别

MCR模型以“源－汇”理论为基础，通过模型构建得到物种迁移的最佳最小阻力值路径，空间上他们是相似的，但是MCR计算的是到最近源斑块的累积费用距离，而非实际的空间距离。采用GIS平台下的Spatial analysis软件操作来进行数据计算。本文利用最小累计阻力模型来提取生态源地之间的潜在廊道，也就是生物在生态源地之间需要克服的景观阻力最小的迁移路径。

4.2.1构建生态阻力面

生物从某一生态源地迁移扩散到另一个生态源地进行基因交换、物质交流与能量信息的转换，都要克服不同程度的阻力值才能得以实现，土地的利用程度不同，需要克服的阻力值也有所变化，例如林地草地等植被生长情况良好的区域景观阻力值相较高楼林立、路网密集、人类活动频繁的城市建设用地要小，建设用地对生物迁移的阻力较大，所研究大多基于土地利用类型图，对于不同用地类型的阻力赋值需要综合考虑到植被构成情况，例如植被覆盖率、植被类型以及人类活动造成的干扰等因素。其次，研究区地形地貌也是构建生态阻力面时的重要考虑方面，例如山地丘陵地带坡度较大，地形陡峭崎岖，对陆地爬行生物的迁移具有较大阻力，而坡度较缓，开阔绵延的平原地带对生物迁移的影响较小。

另外，阻力因子的选择还要根据研究区本身的情况与特色进行不同分析，要做到科学合理、因地制宜。研究所得到数据，郑州市土地利用分类图、郑州市DEM数据图生成的高程图、郑州市DEM数据图生成的坡度图，参考国内外相关研究成果，以各用地类型的生态系统服务价值量作为权重，结合专家对数据的分析，最终确定，

（如表4-3）。生物在迁移过程中遇到的阻碍越多，阻力值越大，阻碍越小，阻力值就越小，对保护地区生态环境有利。水的流域内是生物生存的聚集地，非常重要，故对其设置较高阻力值。最后通过ArcGIS10.2软件,生成土地利用类型、高程、坡度阻力面，采用30m×30m的栅格单元大小，利用栅格计算器进行加权叠加得出综合阻力面构建成果。

根据最小累积阻力模型（MCR）和ArcGIS的成本距离生成生态阻力面（图 4-2），可以看出郑州市域生态阻力值高值区主要分布于东北部的中心城区、新密市、南部的新郑市、，北部的荥阳市以及东部中牟县的城市建成区范围内，其次北部黄河流域和郑州市中心城区东北部的龙湖-如意湖组团区域生态阻力值也相对较高。原因可能在于城市建成区范围内人口密度较高，人类活动频繁，对物种的迁移扩散产生了较大干扰，不利于生物流的信息交换，水域则对物种扩散有隔离的作用。生态阻力值低值区主要分布于郑州市的西部和东部的林地区域，植被覆盖度高，自然生境较好，对物种的迁移与交换提供了优良空间

4.2.2廊道宽度选择

生态廊道动物迁徙的通道，分布于多个地方，生态阻力面图上，廊道就是两个“源地”之间阻力值较小，成本路径较短，低谷区域关联度低，“源地”之间的各个生物可以通过多条廊道进行生物流信息的交换，从理论上来看，每两个“源地”间应该至少有1个廊道，因此在生成研究区潜在生态廊道的同时，需要对廊道的宽度进行选择。廊道的宽度并非数值越大越有利于生物的迁移，过宽的廊道会对物种的迁移造成不利影响，增加了移动的时间，提高了物质交换的难度。因此，廊道宽度的选择，需要综合考虑不同地区不同城市的地区特色，以具体迁移的生物类别为依据，以需要保护物种的生活习性为基准，确定理想的宽度数值，但并非本文研究讨论的重点。本文仅以生态连通度为出发点，以景观生态学理论为支撑，侧重于探讨一般情况下，以保护绿地生态格局为目标的区域生态网络优化策略。参考朱强等人对生物保护廊道适宜数据证明宽度在60-100m的廊道可以满足飞禽的需求，并具有相应的生物保护功能。在此基础上，本文生态廊道的宽度设置为60m，去掉不必要的重复廊道后，得出郑州市域潜在生态网络。

4.2.3潜在生态网络构建结果与分析

研究区域生态网络体系较为复杂，本文推成出新，研究场地直接选取大型自然保护区等生态源地，研究趋向科学化，标准化，可以更好的利用形态学空间格局分析方法对郑州市绿地景观类型进行分析，得到数据结果，再重点考虑生态源地在整个生态网络中的连通作用，按照斑块重要性（dPC）值的大小在研究区内选取景观连通性较好的核心区作为生态源地,样本选取了15个生态源地。

根据最小累计阻力模型计算了斑块与斑块间的最小耗费路径，在GIS平台下将作为“点”的生态源地核心区与作为“线”的生态廊道进行综合叠加，得到一个相对完整的＂斑-廊＂生态网络体系。如图4-3所示，郑州市的生态廊道能将所有生态源地串联起来，但由于研究区自然资源的分布情况和地形地貌差异性明显，因此生态源地的选取并不均匀，导致后续根据源地间相互作用力强度生成的潜在生态廊道分布不均，整体网络呈现出西南部山区及周边绿地斑块区域廊道密集，而中部城市快速发展区和东部农耕活动区没有廊道覆盖的情况，市域东西区域间网络连通度较弱，导致生态网络的整体破碎化程度较高，无法满足郑州市可持续发展的“绿城”需求。

生态廊道的复杂度对绿地生态空间的连接度有较大影响，从廊道的分布，可以看出生态网络格局存在的问题，例如斑块1、斑块2、斑块8与周围绿地斑块的联系最为密切，结合生态阻力面图4-2可以看出这些斑块都位于生态环境良好，阻力值低值区的大型林地和黄河两岸湿地片区。相反，斑块11和斑块12的空间距离虽然很近但却因为没有潜在生态廊道的连接，成为了相对孤立的源地空间，这两处斑块都位于阻力值高值区的郑州市中心城区范围内，城市建成区人口密集，斑块与斑块间多被城市道路和建筑物阻隔，并且两者之间没有绿地斑块或小型斑块群充当踏脚石角色进行连接。此外，城市近郊区是中心城区和周边乡镇的过渡地带，可以起到将市域自然资源与城市建成区相串联的作用，但分布在这一地区的潜在生态廊道数量不多，重要廊道也仅有一条，表明城市建设用地的增量扩张，造成了周边农林用地的消退和破碎化现象。

4.2.4生态网络结构评价

根据研究的数据来对生态网络闭合度与连通度水平深入探讨，为郑州市绿色发展增添科学方向。

α指数、β指数、γ指数可以反映出生态网络中生态源地与生态廊道连接的数量，和物种在生态网络中的迁移路径密切相关，因此能更加直观的体现生态空间结构的复杂程度和生态功能。计算公式如下：

网络闭合度指数（α指数）：

网络连接度指数（β指数）：

网络连通率（γ指数）：

上式中

α指数代表物种在生态网络中迁移、交流时可供选择的巡回路线数量，环线路径可以揭示出网络结构的复杂性。α指数越大，代表区域生态网络中物质和能量流通时可供选择的路线越多，其数值范围在0-1之间，当α指数等于0时，说明网络中没有形成闭合的环路，当α指数等于1时说明生态网络的复杂度水平已经达到顶峰值，可供生物选择的路径具有多样性丰富性的特点；β指数是衡量一个生态源点与其他生态源点或生态廊道连接难易程度的指标，代表着网络的结构种类，数值区间在0-3之间，当β指数为0时，说明区域内没有生态网络，而当β值越高时，代表区域内复杂网络化的程度越高；γ指数是计算生态网络中生态源地或生态节点连接程度的重要数值，在生态格局研究中大多用于反映网络连通性的强弱，数值范围为0-1，当γ等于0时代表各节点之间没有连接；当γ指数为1时代表网络中的各个节点都相互连接。

通过计算可得，研究区的α指数、β指数、γ指数分别为0.5、1.5、0.67。其中α的数值为0.5，说明郑州市域生态网络物质循环流通情况较好，但可供选择的路径不够丰富多样；而β值在小于1时生态网络呈现树状结构，当β指数大于1时，说明生态网络中节点有较多连接线，结构复杂。本文中研究区的β指数为1.5，说明郑州市域生态网络复杂化程度较高，但廊道连通性存在不足；γ值为0.67，说明郑州市域生态网络节点之间进行了有效连接，连接程度较高，但根据本文上述章节的分析，重要廊道分布不均，覆盖不全面，中部和东部地区连通性较差，东部和西部地区差异性明显，市域生态网络在结构和功能方面还需进一步完善。

　　4.3本章小结

本章以连接度指数为衡量标准，对基于形态学空间格局分析法提取出的郑州市绿地核心区斑块进行重要性评价，筛选出重要性等级最高面积较大的绿地斑块，获得研究区适宜物种栖息活动的生态源地，并在识别生态源地的同时，对2019年郑州市绿地空间格局现状进行了斑块构成指标分析。综合考虑研究区土地利用类型、坡度、高程等多种阻力因素构建生态阻力面，采用最小累计阻力模型（MCR）生成郑州市域潜在生态网络，并通过网络分析法对潜在生态网络的闭合度进行分析。得到的研究结果如下：

（1）郑州市绿地空间主要以1km²以下的小型绿地斑块构成，数量最多，分布最广，生态环境较好面积较大的巨型斑块数量最少但面积占比最高，占斑块总面积的65.5%，超过一半以上，占有绝对优势，是整个市域绿地空间的主体部分，也是未来生态城市建设市的重要保护对象。

（2）斑块重要程度的高低与斑块的面积大小不一定成正比，和斑块几何位置分布的关系也不大，但重要斑块的密集程度对区域生态网络的连通性强弱影响较大。郑州市域的重要斑块主要分布于西南部的山地丘陵地带和北部的沿黄地区，郑州市中部和东北部的中心城区分布较少，说明这些地区的景观破碎化程度较高，斑块对整体网络连通性贡献不足。

（3）由于研究区地形差异较大，郑州市域生态源地选取分布不均，主要集中分布于生态阻力值低值区的山林和北部沿黄地区，而中部城市发展区和东部农耕活动密集区则缺少相应规模的生态斑块，由此生成的潜在生态廊道分布不均，整体网络呈现出西南部区域廊道密集，而中部和东部没有廊道覆盖的情况，市域东西区域间网络连通度较弱，断层严重，导致生态网络的整体覆盖度低，无法满足郑州市生态城市建设的需求。

（4）研究区生态网络的

别为0.5、1.5、0.67,根据各指数值对应的指标含义分析可得郑州市生态网络物质循环流通情况较好，网络复杂化程度较高，但可供物种选择的路径不够丰富多样，廊道连通性存在不足，整体网络有待进一步的优化和完善。

　　5郑州市绿地生态网络空间优化

　　5.1郑州市绿地空间格局现存问题

尽管郑州绿地建设历史悠久加之近些年来市XX对于城市生态建设投入力度较大，但通过文章上述章节对绿地景观的类型划分、生态源地分布及不同等级斑块的数量面积大小的分析可见，郑州绿地空间格局存在着绿地斑块布局严重失衡、绿地生态网络破碎化程度严重、城市建设区网络生态服务功能性较差等诸多问题。

5.1.1绿地分布不均、均好性差

首先市域范围大型绿地斑块主要集中在四环路以外区域，特别是西南丘陵山区、沿黄生态保护区以及主干道周边的水绿廊道体系，而人口相对密集的中心城区以及各县区建设中心绿地分布较少。由于关于绿地控制线的管控较弱，规划绿地区块的法定效力有限，绿地性质会随着开发强度的变化随意调整，尤其存在于城市建设中心区，对于绿地建设的挤压与侵占现象依然严重，大量的规划范围内的绿地空间被转化为各类建设用地，极大影响了城市绿地网络的系统性建设。

另外，已有相对建设成熟的老城区绿地建设增量严重不足，其建设水平较之于东部新城存在明显差异。城市快速发展所造成的最直接的影响就是“牺牲环境式的发展”，正所谓“建设在前，规划在后”以及“先发展再治理”等传统观念。位于城市建成区的老旧小区由于人口密度过大，基础设施配套建设空间有限，区块绿地建设不足，往往在适应居民休憩游乐和基础生态服务功能上不达标。就市域全局水平而言，与市民生活紧密相关的建成区反而拉低了城市整体绿地生态网络水平。如何使得绿地建设真正的惠及市民生活，有效整合区域有限的空间及景观资源、优化绿地景观分布、提升郑州绿地生态网络格局均好性以及产生良好的生态效应，将成为郑州在城市“存量”发展下对于绿地景观“增量”建设及可持续发展所面临的重大挑战。

5.1.2城市建成区绿地生态服务功能较弱

对于城市建成区范围内生态源地的选取较少，仅有西流湖生态公园和北龙湖湿地公园两处区域被选为生态源地，其原因在于湿地公园中虽然包含有一定的水域面积，在这种变化之下受到干扰最大的是爬行类动物以及哺乳类动物的迁移，然而生态服务性能十分优良的湿地水域环境在繁复的景观边部界限和多种多样的绿色土地资源的影响下产生，进而提高了空间的连通性。。相反，中心城区周边，虽然有郑东新区如意湖公园、老城区紫金山公园等大型城市公共公园，在生态源地的筛选中却没有被划定为生态源地。除了在空间尺度上稍逊于城郊水库及风景名胜区，主要还是大量类似的城市建成区的绿地公园建设大多以休憩及文化功能为载体，缺乏相应生态服务功能。与此同时，大多数城市公园存在于城市高密度建设区，绿地组团周边的道路，建筑物很大程度上割裂了公园绿地与城市形态及生态斑块的协调发展，不利于能量交换及物种迁徙。总之，在大部分城市建设区受人工活动的多种干扰下绿地系统的生态服务功能相较于城郊相对薄弱。所以，在绿地景观规划中，对不同类型的绿地斑块建设侧重不同。

5.1.3绿地生态网络破碎化程度高、连通性低

城市对于绿地空间框架的建设在很大程度上受开发的强度、功能的布局、人口密度等多重因素综合影响。由于土地利用空间的局限性，道路廊道绿化和附属组团绿地斑块存在数量较大，但面积较小且形态各异，加之道路绿地和组团绿地承载了过度的人为活动，不适合作为良好的生境斑块，这造成了绿地空间破碎化严重，难以形成系统性的具备生态网络连接功能的生态廊道。另一方面，郑州市都市圈发展及城镇化建设进程不断加快，城市内开发使用的土地和片区内人口的数量规模不断扩大，原有城乡结合部的城市郊区化发展也造成了城市建设与绿地规划的矛盾关系，出现大量的对于原有绿地侵占开发、开发使用的土地逐渐向城市边缘的生态保护地波及等等的生态安全的问题。诚然，城市郊区化的发展所带来的就是城市快速路、高架桥等道路对城郊绿带廊道不断切割。作为城市空间缓冲地带及生态服务连接功能的近郊绿地受到新开发的城市区域及道路隔断，严重影响了原有的农田及林地景观格局，导致岛屿化斑块大量增加，大大降低了区域的生态连接度，破坏了景观生态性，对环境内生态平衡维护及生物多样性发展有着重大影响，也因此造成区域整体绿地生态网络连接性西高东低，差异明显，断层严重的现象。对于城市建成区及城乡结合部边缘地带受到人工对于环境改造的影响的问题，需要重点关注存在于城市密集建设区域中的自然植被斑块，尽可能降低各类林地的破碎化程度，保持城市的高质量可持续发展。

　　5.2郑州市绿地生态网络优化发展目标

5.2.1自然山水格局的延续

自然的城市山水格局是城市文脉和城市绿地生态发展的重要的先决条件。郑州市具有先天优越的山水格局地缘结构优势。自商周到唐宋以来作为地区发展的中心，历代在对现有郑州城区建设的同时开始针对沿黄范围的生态湿地进行人工景观营建工程。其中江湖水网密布，西南山麓层峦叠嶂，山为势、水为脉，北临黄河蜿蜒处，南依中岳嵩山,故有名曰“天地之中”的美誉。在此时期多个朝代曾以嵩山为自然依靠开展了书斋宫院的维修建造工程。站在景观生态理论的方面看，对于山川水域不仅有对其格局的拓展，优化过后的区域城市绿化土地景观的格局，这不单是对城市自然山川水域的保护和发展，更在于这能够优化城市文化的内蕴，讲更多生态可持续发展的理念孕育其中。

5.2.2保护生物多样性改善人居环境

优化城市绿地生态格局的核心是保护生物多样性，改善人居环境发展；尤其是在应对城市膨胀发展所带来的空气污染、热岛效应、生物多样性下降等一系列城市问题。城市绿色空间规划发展作为提升人居环境的关键，通过合理优化绿地生态格局，强化各级生态源地之间的联系，构建完善的城市生态体系，可显著提升城市绿地系统的生态效益，促进包括人与动植物在内的整个城市生态系统间的良性循环，进而提高人居环境建设质量。

5.2.3缓解城市建设与生态保护间的冲突

生态环境作为人类活动及社会发展的赖以生存的自然载体，反之人类活动及社会发展势必会对生态环境的保护提出诸多挑战，尤其作为仍处于城市快速扩张发展地区，郑州市域在进行总体城市规划时很重要的一环就是进行生态网络规划及城市绿地系统优化来缓解城市建设与生态保护间的矛盾。首先考虑景观生态学理论，结合综合阻力面的构建，通过指定综合阻力值较小、联络高效的生态廊道串联城市既有重要生态源地，从而形成连通度较高的城市生态绿地网络；另外考虑到绿地系统建设对城市经济发展等方面带来的影响，结合城市中远景空间结构战略布局，建立城市发展与生态保护并重的城市生态格局。

　　5.3郑州市绿地生态网络优化发展策略

5.3.1加强生态源地的保护

生态网络中生态源地是面积较大、景观连通性较强、重要性等级最高的绿地斑块，是物种生存的栖息地与扩散的起源地，在生态网络中是廊道连接的重要节点，因此，加强生态源地的保护，有利于提高整体生态系统的服务性，促进生态网络发挥其应有的生态效应。

近年来，城市的不断发展导致道路和建筑等“硬质”要素增多，生态源地受到侵蚀，生物在源地间的迁移阻力加大，因此需要XX出台相关保护政策，区分界定基本农田保护线、生态保护线、城市发展边界线等合理的控制城市发展，禁止建设使用的土地无秩序单位向外延伸，严格约束过量的土地开发活动；在今后进行涉及土地利用类型结构调整的城市规划中以区域生态保护为前提，综合考虑市域范围内的自然资源禀赋，构筑城乡平衡协调可持续发展的生态园林城市。落实到研究区具体空间区位层面，要注意保护郑州市西南部以嵩山、青龙山、等森林类公园、优级风景区以及周围的生态森林，这些林地大多分布于登封市和巩义市境内，在自然生态林地和城市建成区之间缺乏过渡地带，城市发展与生态源地矛盾突出，因此需要将区域生态环境保护与城市建设统筹考虑，严格控制城市发展边界，分类分级设置各级防护绿地，在山体周边适当构建1500m缓冲区融合休闲旅游类等绿色产业，提高育林技术，改善森林质量，增强自然林地的生态服务功能，建设生境优良的郑州西部森林屏障，推动区域绿色发展；市域北部沿黄河两岸的湿地自然保护区同样也是实行生态原地保护的地方，要增强黄河区域生态保护的优良品质的运作，，加快推进以“邙岭森林化、大堤景观化、河流清洁化”作为主要目标的沿着黄河区域保护的典型示范区的开发，提高市域生态网络的完整性和系统性

5.3.2增加“踏脚石”斑块的建设

“踏脚石”斑块的建设，通过斑块数量的增加，斑块与斑块间距离的缩短，可以有效提高物种在进行较远距离迁移时的成活率。本文在提取市域现状生态网络的前提下，以可能连通性指数为标准，对郑州市绿地斑块构成进行定量分析与重要性排序，将dPC＞1的重要斑块作为“一级生态源地”提取构建生态网络，从前文分析可知，基于城市用地类型和研究区本身的地形影响，导致大型绿地斑块分布不均，城市发展密度较大的中部和农耕用地占比较高的东部绿地斑块破碎程度高，斑块间连通性弱，缺乏可供物种生存扩散的生态源地，同时，这些区域由于人类活动频繁对物种生存和迁移造成的干扰较大，属于生态阻力值高值区，生态廊道的分布较少，生态功能不足，对物种在网络中的循环流通造成了较大影响。因此，在未来绿地生态网络的发展中需要增加“踏脚石”斑块的建设，提高整体网络布局的完整性，增加东部和中心城区的绿地斑块建设，使生态资源配置更加合理，缩小郑州市东西地域间连通性差异，提升区域生态功能，推进城市绿色协调发展。“踏脚石”斑块的选取标准，根据本文第四章节中斑块可能连通性指数的排序，将0.5＜dPC＜1的斑块提取出来，本文共选取了5个重要斑块作为“踏脚石”，也就是“二级生态源地”，并利用上文中生成潜在生态网络的方法，通过生态阻力面和最小累计阻力模型的构建，得出新增的生态廊道成果（图5-1）。

5.3.3规划“暂栖地”斑块的增补

绿地生态网络不仅能够维护城市生态系统，还具有优化城市空间格局、提升城市环境品质与提供休闲游憩空间的多种功能。因此，绿地生态网络系统的规划与发展应该综合考虑多角度，不同服务对象的需求，以生态保护为出发点，统筹市域生态资源禀赋，对不同功能城市绿地空间进行有机整合，使生态网络功能趋于完善。例如，城市公园是组成城市绿地空间的重要部分，是城市居民活动和精神文明建设的重要场所，承担着满足人们休闲游憩等精神需求的重要职能，也是绿地生态系统中不可或缺的人文景观，对于此类绿地空间的利用和建设，是构建多功能复合型生态网络的前提。

本文以研究区提取出的潜在生态网络结构为背景，综合考虑社会、人文等多种因素，规划提升若干生物“暂栖地”斑块，为生物远距离迁移提供暂时栖息的绿地空间。暂栖地的规划对于目前仍处于高速发展的研究区而言，可以连接起日渐破碎的绿地斑块，提高区域连通性，提升物种迁移交流的成功率，在增强生态网络生态功能的同时，满足人们休闲游憩的多种需求。

通过相关资料查阅可得，郑州市森林公园共有29处，城市公园44处，将位于连通性较差中心城区范围内的公园绿地和市域层面上规模较大的城郊森林公园、湿地公园等作为暂栖地，对绿地生态网络进行重要斑块的增补，以龙子湖公园、紫荆山公园、世纪公园、须水滨河公园为例，在生态网络提取时并没有被列入生态源地的选择范畴，但他们在城市绿地系统中承载着重要的服务职能，因此这些“暂栖地”斑块的增补能够促进整体生态网络功能的提升。另外，靠近中心城区周边的近郊区地带，因为交通道路不断的开发延伸和发展，各个景观绿色土地资源板块被严重的划分，农林用地碎化现象严重，大型完整的绿地斑块较少，因此，选取樱桃沟森林公园、新郑龙湖湿地公园为“暂栖地”斑块，加强保护与建设力度，通过生态廊道增加公园与周边小型绿地的连通性，从而使其发展并逐渐形成具有一定规模的生态源地。同时，从市域层面来看，位于西部的青屏山公园与万山森林公园，位于南部的轩辕湖公园是满足城市居民森林多样化需求和城乡整体化生态发展的重要阵地，也是实现区域生态构建的核心力量，因此依托研究区的自然山水脉络和资源禀赋，被选为增补的“暂栖地”，本次规划增补“暂栖地”共10处（图5-2）。

5.3.4市域水系生态廊道的构建

水系生态廊道是以河流为主线，以湖泊水体、河道堤岸及水陆生物等各要素相互影响，相互协作共同构成的具有多样化生态功能的复合型廊道。水系作为自然的线性景观元素在生态网络的构建中可以通过其曲折蜿蜒的水流形态将破碎的生态要素串联起来，并具有观赏游憩、遗产与生物保护的重要价值，因此对于水系生态廊道的构建优化有助于增加区域生态网络的完整性。研究区水资源数量较少，因此对于其水系廊道的治理恢复和建设尤为重要，是改善水体污染，创造良好湿地生态环境的重点关注对象。

郑州市有大小河流124条，其中河道长度在20千米以上的有36条，包括南水北调中线工程，其经由的代表水域有索须河、汜河、双洎河、颍河、枯河、伊洛河、贾鲁河、东风渠，还有市域内的大中型水库13座，小型水库139座等共同构成了整个市域水系的基本框架，并将许多重要生态斑块串联起来。

本文在提取潜在生态网络，增补建设“踏脚石”与“暂栖地”斑块的基础上，以增强干道水系周边绿地空间连通性，治理恢复支流水系生态效益为思想框架对以伊洛河、汜河、贾鲁河为主的干道水系周边建设不小于100米的缓冲绿带，南水北调中线单侧建设不少于200米的生态绿廊，其余一般河流水系周边建立不少于60米的缓冲区，利用自然河流水系将生态源地、“踏脚石”和“暂栖地”等绿地空间连接在一起，尤其以东西向贾鲁河—白沙象湖—须水河—西流湖形成景观水系连接龙子湖公园、须水河滨河公园等“暂栖地”与象湖湿地生态公园、绿博园等“踏脚石”斑块，南北向以南水北调中线工程为主串联东部地区的大湖生态农业园、祥云枢纽防护绿地以及中部的常庄水库等“踏脚石”斑块，同时，对位于沿黄生态建设带边缘的贾鲁河北部区域增设带状公园，促进黄河流域生态文明治理，使市域有机形成更加合理完善的生态廊道体系（图3-3）。

5.3.5市域道路生态廊道的构建

随着城市的建设与发展，越来越多的大型生境斑块被交织的路网所分割，严重影响了物种在生态源地间的运动与交流，使区域生态网络的生态效应大大降低，造成了网络中生态断裂点的形成与增加，然而，尽管道路对生物迁移造成的阻力影响较大，但也是进行城市生态网络构建的重要载体。通过人工措施，在道路两侧根据生物需求模拟物种生境、建造绿色通道的方式，可以提高生物存活几率，并且对于道路廊道的建设，能够促进市域层面城乡内外能量信息的连通与传递，也是城市通风廊道建设的重要框架。

郑州所处的环境位置较为特殊，其处于中原地区，从过去到现在都是十分重要的交通集散地，郑州市内的公路铁路交错相通构成了庞大的运输网，一起组成了郑州市的陆路网络。在《郑州市总体城市规划（2010-2020年）》绿地专题规划中指出铁路防护林带的建设不仅可以减少铁路对城市造成的干扰，还可以改善沿线周边的景观环境。基于此，本文将提出的潜在生态网络与城市高速公路、铁路进行空间叠加，对干道铁路周边规划建设100米防护林带，对穿越城区的干道铁路周边建设30米绿色廊道，支线铁路单侧建设廊道宽度为20米，以陇海铁路与京广铁路为例，这两条铁路整体贯通了城市的南北与东西向各类地区，串联了中心城区重要的商业和文化组团，因此要重点加强铁路周边的廊道建设，结合沿线不同的用地类型设置适宜宽度的防护绿带。另外，针对高速公路周围林业的规划单向通道至少要一百米，特别要着重建设北面相连的连霍高速以及贾鲁河生态防护的林带，南面的丘陵水域涵养林地，东面的京港澳高速路防护林带和西面环城高速防护林带四面共同组成的生态绿色土地。生态环城带的构建能够隔离外围组团对城区内部的影响。所以，沿路的建设发展应该保持谨慎的态度，争取确保生态绿色用地的连贯度。因此，其沿线的开发建设应十分慎重，尽可能保证生态绿地的连续性。并且郑州市内由铁路和高速路网造成的生态断裂点较多，本文在生态网络与道路交通的相交处设置相应的生态修复点，共计18处，如图5-4所示，在进一步的落实建设中，要根据不同地区生态断点的实际情况进行专项设计，提高动物迁移成功率，减少道路对绿地空间连通度的影响，改善城市内外部生态环境。

　　5.4本章小结

本章总结了郑州市绿地空间格局现状存在绿地分布不均、城市建成区生态服务功能薄弱、绿地生态网络连通性不足、区域差异化明显、近郊区绿地碎化严重等问题，并针对问题以最小累计阻力模型提取的区域潜在生态网络为背景，通过对生态源地的保护、“踏脚石”斑块的建设、“暂栖地”斑块的增补、水系生态廊道与道路生态廊道的规划构建，以除生态源地外连通性指数排名靠前的重要斑块和城市公园绿地为抓手增加东部和中部生态网络覆盖缺失地区的绿地斑块建设、修补被道路切割的生态断点、沿河流水系与交通干道构建防护林地等具体策略，以期提高区域生态网络的连通性和完整性，平衡市域生态资源配置，构建更加科学合理、生态功能完善、可持续发展的郑州市绿地生态网络。

　　6结论与讨论

　　6.1结论

构建生态的网络，具有着很重大的意义，尤其在保护城市化发展地区生态环境的改善以及维持当地生态系统的稳定性、保持生物系统多样性等等。本篇文章把郑州作为研究对象，再多个软件的运行下，采用21世纪以来07年、11年、15年和19年生态网络的构建，对保护快速城市化地区的生态环境以及维护区域内生态系统的稳定、保护生物多样性有着重大的现实意义。本文以郑州市为研究区，在多软件的支持下，采用 2007年 、2011年、2015年和2019年四个时期的土地利用数据为主要数据源，以绿地空间格局和生态网络相关领域的研究理论为基础，结合地理等要素的数据、DEM高程数据、社会统计数据和绿地系统相关规划资料等，利用形态学的中空间格局分析法对郑州绿色土地空间格局进行动态变化的分析，通过最小累计阻力模型、景观连接度等方法识别提取出基于现状绿地空间的郑州市潜在生态网络，并运用了网络分析法对生态网络进行全面的评价，并根据连通度数值对生态源、生态廊道进行相对重要性等级划分，最后针对郑州市绿地生态网络面临的问题提出相应优化对策及建议，不但对研究区生态环境的保护与发展等方面具有重要意义，还为其它区域生态网络构建提供科学参考和借鉴。主要得到以下几个结论：

（1）基于土地利用分类图的绿地空间分布变化分析得知：郑州市2007-2019年间城市发展较快，城市化水平较高。城市建设用地面积增长显著，主要集中在中心城区及其周边荥阳市、新郑市、新密市以及中牟县的城市建成区，尤其在2011年后建设用地明显向东部郑开同城示范区和南部航空港区蔓延，并于2019年基本和周边县市串联起来；耕地面积和林地面积持续减少，主要集中在郑州市西部的巩义市、登封市境内和城市近郊区地带；草地面积持续上涨，主要集中于中心城区，说明人们对城市生态环境建设的意识逐渐增强，但林地和草地作为城市绿地空间的主要构成要素，整体呈现下降趋势，体现了城市发展使用的土地正在没有秩序的对外延伸对农耕土地和绿色空间的慢慢占据。（2）基于MSPA的绿地空间格局演化分析得知：2007-2019年间核心区面积先下降后上升，而桥接区面积正好相反，呈现先上升后下降的波动性变化，郑州市绿地空间格局整体呈现出“破碎—分散—聚集”的发展特征，以2015年为时间节点，2015年后核心区、分支区、环道区的面积均有所回升，说明郑州市“森林城市”建设取得了一定的成效，并且2012年提出的生态廊道建设工程也使得核心区面积下降趋势有所缓和，但总体老看研究区孤岛面积上涨，桥接区面积下降，表明市域绿地空间破碎化程度增加。

（3）生态网络的提取构建分析得知：郑州市绿地空间中小型斑块（1km²以下）数量最多，分布最广，巨型斑块面积最大占比最高，是市域绿地空间组成中的主体部分。其次郑州市生态源地主要以风景名胜区、大型林地、湿地公园构成，嵩山、邙山、青龙山、沿黄两岸是研究区整个生态网络的主要组成要素。最后由最小累计阻力模型构建的研究区生态阻力面呈现东高西低的现象，据此生成的生态廊道与区域生态网络也存在覆盖度不全，东西部区域差异化明显的的问题，结合网络分析法，对整体网络结构进行评价发现郑州市生态网络可供物种选择路径不足，廊道连通性不强，整体网络有待进一步完善。

（4）绿地生态网络优化策略提出：在对郑州市绿地空间数据进行分析的同时，发现了研究区现状绿地格局存在许多问题，对其进行总结归纳可得：郑州市 绿地空间分布不均、生态系统服务功能较弱、绿地生态网络破碎化程度高，而城市的快速无序发展，对生态网络复合性功能的考虑不足，城市道路的交织延伸都是导致这些问题的重要原因，基于此，本文提出了通过政策加强生态源地保护并规划增补“踏脚石”斑块的建议，同时利用城市公园作为生物“暂栖地”为动物提供短暂休憩空间，平衡市域生态资源分布，构筑生态安全屏障，并提高城市区域生态网络的复合功能性发挥；通过对水系道路两侧绿色廊道的构建和生态断裂点的修复，保障区域生态连接的通畅，结合MCR模型提取的潜在生态廊道，共同串联起源地、“踏脚石”与“暂栖地”斑块，形成均衡完善，可持续发展的市域生态网络体系。

　　6.2研究不足

目前国内利用MSPA法进行景观格局分析研究较少，本研究通过对郑州市绿地空间格局的定量分析与定性评价，证明了在分析生他尽管的格局功能性上形态学上空间格局分析法有一定作用，通过生态源地的选取，证明了在对于绿色板块的客观分析以及评价上可能连接指数的重要影响，在生态道路上运用了MCR识别区域法，同时对于僧一台网络体系进行了对应的评价和改善，得出了很多结论，在研究过程中也存在着些许漏洞，有待进一步的改善。

（1）研究尺度的影响

形态学空间格局分析法对于研究尺度较为敏感，不同的研究尺度会造成不同的结果，因此本文采用此方法对绿地空间格局进行分析时，并没有对研究尺度做过多探索。通过对相关研究资料的总结梳理，已有研究结果表明，有一部分连接性就比较而言好一点的但是占地面积小的绿色板块在粒度变大的情况下难以精确辨别，从而使得信息流失，所以，本文对于范围的确定一三十米*三十米的尺度作为研究的范围，不过在此之后的研究在形态学空间格局分析的范围的研究还需进一步加强；；边缘宽度也是值得注意到点，因为其宽度代表着绿色板块所能产生影响的范围，对于生态物种多样性保护具有重要的意义。

（2）景观阻力值设定的影响

MCR模型的构建，需要综合考虑多种阻力因素，许多物种在从原来的栖息地到新的栖息地之间迁移要解决困难的阻力系数是不尽相同的，所以景观阻力度对于生态网络的结果又十分重要的影响，现如今，我们国家以及外国的各种专家对于景观阻力都没有绝对统一的标准，因为缺乏详尽的生态资料分析，所以文章中提到构建生态网络没有对于研究对象中具体的各种物种进行详细的景观阻力值的分析，也就顺其自然没有将这种影响因素算入对生态系统干扰因素之，在此方面存在一定局限性，在本文中准确量化比较困难，在今后的研究需要结合更加详细的数据进行综合分析。

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郑州绿地空间格局及其生态网络优化研究

价格 ¥9.90 发布时间 2022年11月25日

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