多粒度视角下生境网络连接度分析——以苏锡常地区白鹭为例

(南京农业大学 江苏 南京 210000)

在多尺度上评价和优化景观破碎化区域的生态过程能够有效避免生境斑块质量下降、破碎化、岛屿化程度日益严重[1-2]等问题。但其对研究对象的特征尺度具有很强的依赖性[3]，然而，现有关于连接度的研究当中，多从单一尺度展开，多尺度视角下连接度研究较少，而在多尺度研究中，又以幅度研究居多，粒度研究较少，需要我们进行探索。因此，本文从多尺度视角下的多粒度视角出发，对苏锡常地区白鹭生境网络连接度进行分析评价，试图解答：(1)网络连接度是否存在粒度效应；(2)苏锡常地区白鹭生境网络的特征粒度是否存在？以期从多粒度视角为苏锡常地区白鹭生境网络连接度优化提供建议。

一、研究区概况

苏锡常地区地处119°08′～121°15′E，30°46′～32°04′N之间，位于长江三角洲腹心地带，是长三角地区的一个重要组成部分，伴随城市化的快速发展，人类发展与生境保护之间的矛盾日益突出。

二、数据与研究方法

(一)数据来源及处理

主要包括2015年苏锡常地区TM遥感数据，数据源自地理国情监测云平台。TM影像经解译得到苏锡常地区土地利用/覆被数据。

(二)研究方法

1.研究粒度选择与获取

本研究主要针对粒度效应进行相关研究，幅度保持不变。本研究的数据主要来源为2015年苏锡常地区白鹭生境斑块栅格数据(粒度30×30m)，在ArcGIS中以10m为间隔获取30m～300m范围内粒度数据。

2.网络构建与连接度指数计算

根据已有研究成果[4]利用直线路径法以10km为阈值构建生境网络。本文选取的连接度指数包括闭合度α、线点率β及网络连接度γ[5]，功能连接度指数H、F、IIC、AWF、PC。根据相关研究设定p值为0.5[6-7]，在Conefor Sensinode中完成计算。同时为了避免太湖由于面积过大对其他斑块指数计算结果造成影响，本研究不对其进行分析。

3.斑块重要性评价

相对重要性指数时评价斑块的常用指数，包括dPC、dIIC指数。本研究通过计算不同粒度下dPC、dIIC指数，由于斑块重要性排序前十的斑块对生境网络具有重要意义，因此并筛选出多个粒度下重要性指数排序前十中均存在的斑块，认定其对区域白鹭生态保护具有重要作用。

三、结果与分析

(一)网络结构连接度分析

当粒度在30m～80m内时，导致结构连接度不断上升；当粒度为90m时，结构连接度指开始下降，但仍旧高于粒度为30 m时的结构连接度；当粒度在90m～160m，210m～240m及260m～300m内时，结构指数不变，网络结构在区间内较为稳定。当粒度在210m～240m时，各个指数水平较低，而当粒度在260m～300m内时，α为0，此时的网络为开放性网络。当粒度在170m～200m内时结构连接度快速下降，较小生境斑块开始快速消失，说明在该区间尺度信息传递性较差。

(二)网络功能连接度分析

图2 功能连接度指数粒度变化图

网络功能连接度指数随粒度变化的趋势可以分为两类：1)随粒度变化变化不明显，包括IIC、PC和AWF指数，随着粒度变化，指数变化幅度较低，基本保持不变，即不存在粒度效应；2)随粒度变化呈阶梯状，包括H、F指数，且这两个指数在粒度域为90m～160m、210m～240m和260m～300m时结果相近。综上，认定90m，210m和260m是白鹭生境网络的特征粒度，而研究白鹭生境网络的合适粒度域为90m～160m。

(三)斑块重要性评价

在重要性排序前十的斑块里，dIIC与dPC在各个粒度下都共同拥有的斑块包括编号为16、18、19、21、26、32、37的7个斑块，此外编号为4、11、12的三个斑块也都存在于粒度为90m和220m下的dIIC与dPC排序前十的斑块中，因此认定这10个斑块是对区域白鹭生境保护具有重要意义。

四、结论

本研究对景观连接度指数的粒度效应进行探索，研究结果表明：1)白鹭生境网络连接度研究的最佳尺度域为90m～160m；2)网络连接度指数随粒度变化情况可分为无粒度效应与呈阶梯状的粒度效应两类，在功能连接度指数中，IIC、PC与AWF指数无粒度效应，H与F指数存在呈阶梯状的粒度效应；3)编号4、11、12、16、18、19、21、26、32、37的斑块对区域白鹭生境保护具有重要意义。

这一结果的产生是由于数据精度本身也存在粒度效应[8]，随着粒度逐渐变大，景观信息在传递的过程中逐渐丢失，在网络中表现为斑块的破碎与消失，进而导致连接度的升高或降低。因此选定合适的尺度域能够帮助确定合适的网络研究阈值，对进一步研究并保护白鹭网络具有重要意义。