南京生态网络怎么建?这篇用 MCR 模型把“源地、阻力、廊道”串起来

核心速读

这篇文章研究南京 1990、2000、2010 年的景观格局变化，并在此基础上构建生态网络。它的思路很典型：先用遥感影像识别土地利用变化，再用景观格局指数判断破碎化程度，最后基于生态节点和最小累积阻力模型提取生态廊道。

核心结论很直接：南京城市化过程中，建设用地扩张明显，农田被切割，景观破碎化加重。要改善这种格局，需要在生态源地之间布设“踏脚石”和生态廊道，提高整体连通性。

论文摘要

随着经济增长和城市化水平提高，人类活动不断干扰景观格局，对区域生态安全造成严重威胁。因此，研究景观格局的演变与优化具有重要意义。

本文基于 1990、2000 和 2010 年三期 TM 影像，结合景观格局指数，利用遥感和 GIS 技术，从景观生态学角度分析南京过去 20 年的景观格局变化。同时，文章在提取生态节点的基础上，采用最小累积阻力模型构建生态网络。

结果表明，南京景观格局变化明显。类型层面看，农田面积减少，斑块破碎化程度增加；建设用地面积扩大，并呈分散分布趋势；林地比例增加，斑块形状更加复杂；水域比例先下降后上升，水体形态趋于规则。景观层面看，生物多样性和破碎化程度增加，自然景观空间异质性增强，各类景观斑块形态逐渐趋同。研究认为，应通过设置踏脚石来增强生态网络连通性和优化生态网络结构，从而提升生态服务功能，改善城市景观格局。

研究区与数据

研究区为南京市，位于长江中下游和江苏西南部。南京有长江、秦淮河等水系，也有低山、丘陵和岗地，山水格局比较明显。

文章使用 1990、2000、2010 年三期 TM 遥感影像，空间分辨率为 30 米。土地覆盖被分为四类：农田、建设用地、林地和水域。作者用 ENVI 做影像分类，用 Fragstats 计算景观格局指数，再用 ArcGIS 构建生态网络。

方法怎么做

第一步，算景观格局变化。文章选取 PLAND、AREA_MN、PD、LSI、AI 等类型层面指数，以及 SHDI、SHAPE_AM、FRAC_AM、SPLIT、SHEI 等景观层面指数，判断不同土地类型的面积、破碎度、聚集度和形态变化。

第二步，提取生态节点。作者依据江苏省生态红线区域保护规划，选取南京 2010 年的森林公园、风景区、湿地、水源地等作为生态节点，包括紫金山森林公园、老山森林公园、玄武湖湿地公园、固城湖自然保护区、石臼湖、八卦洲水源地等。

第三步，构建阻力面。水域阻力值设为 1，建设用地阻力值设为 100，林地和农田则根据生态服务功能赋值。阻力越低，生态流动越容易；阻力越高，物种迁移和生态过程越困难。

第四步，基于 MCR 提取最小成本生态网络。作者先构建四级线性生态网络，再比较不同等级的覆盖度和连通性，最后选择第四级网络作为基础，提取南京最小成本生态功能网络。

主要发现

农田明显减少。1990 年农田占比为 67.19%，2010 年降至 54.58%。这说明城市建设和人工景观扩张对农田产生了持续挤压。

建设用地扩张很快。建设用地占比从 14.04% 上升到 25.65%，是城市化最直接的空间表现。

林地略有增加。林地占比从 7.15% 增至 8.69%，与自然保护区、风景区和森林公园建设有关，但林地斑块形态也变得更复杂。

水域先降后升。水域占比从 1990 年的 11.63% 降到 2000 年的 8.49%，2010 年又回升到 11.09%，与湿地公园建设、水产养殖和水域治理有关。

景观破碎化加剧。SPLIT 指数从 5.13 上升到 10.08，说明自然斑块被人工斑块切割，整体连通性下降。

生态网络结果

一级和二级线性网络仍存在孤立源点，生态功能流不能完整循环。

三级网络可以连接所有生态节点，但对偏远农村地区分支网络的覆盖还不够。

四级网络覆盖率最高，能够连接所有生态节点，连通性更强，并形成覆盖全域的环状生态网络。作者据此进一步提取最小成本生态网络。

对研究的启发

这篇文章是“景观格局分析加 MCR 廊道识别”的典型做法。它适合用来参考生态网络、生态安全格局、城市绿地系统优化等研究的技术路线。

它的重点不是模型多复杂，而是流程清楚：识别景观变化，选生态源地，构建阻力面，比较网络层级，提取低阻力廊道。对做城市生态网络的人来说，这是一套比较容易复现的方法框架。

需要注意的是，文章的阻力赋值有一定经验性，生态廊道是否真的支持具体物种迁移，还需要更细的物种数据和实地验证。

原文信息

Dong, J., Dai, W., Shao, G., & Xu, J. (2015). Ecological network construction based on minimum cumulative resistance for the city of Nanjing, China. ISPRS International Journal of Geo-Information, 4(4), 2045-2060. https://doi.org/10.3390/ijgi4042045