基于复杂网络理论的生态空间优化——以松花江流域为例

摘要

【目的】快速的城市化发展导致景观破碎化和生态空间网络的破坏,因此合理构建生态空间网络可以促进生态源地之间能量的流动,有效缓解生态环境的恶化。【方法】以松花江流域为研究对象,基于土地利用数据提取生态源地,运用GIS空间分析技术和MCR模型,筛选生态源地及潜在生态廊道;其次,基于复杂网络方法计算生态源地“度”,运用引力模型计算松花江流域潜在生态廊道“边权”,依据复杂网络中“边权”和“度”得到研究区生态源地“权重”;最后,通过权−度相关性对研究区生态空间网络进行模拟增边优化,分析生态空间网络鲁棒性。【结果】(1)松花江流域生态空间网络由450个生态源地和1019条潜在生态廊道组成。(2)在松花江流域生态空间网络中,齐齐哈尔市、大庆市、松原市生态源地斑块聚集度低,生态廊道结构简单,呼伦贝尔市、牡丹江市斑块聚集度高,生态空间网络错综复杂。研究区生态空间网络出现两极分化,生态环境亟需优化。(3)基于复杂网络理论,对松花江流域进行模拟增边优化。共识别增边节点20个,模拟增边24条,模拟增边优化后,网络连接鲁棒性有了明显的增强,松花江流域生态空间网络连通性以及抗干扰能力有很大提升。【结论】基于MCR模型构建生态空间网络,运用复杂网络理论对松花江流域进行增边优化,提升生态空间网络的鲁棒性,为松花江流域生态空间格局优化奠定了理论基础。