随着城镇化进程的加速，我国面临着自然资源过度开发带来的生态问题，如土地退化和森林生态系统破坏，这不仅破坏生态平衡，增加自然灾害，还影响经济与环境的和谐发展^[1-2]。当前，如何找到发展与保护之间的平衡，合理利用自然资源，保护生态环境，已成为亟待解决的关键问题^[3-5]。

生态安全格局涵盖了景观中的关键生态空间组成部分，包括点状、线状和面状元素。这些元素在不同方向和空间关系中的相互作用，对保持特定地区生态过程的稳定性至关重要^[6-7]。创建区域生态安全格局的关键在于深入研究生态模式、过程、功能及其相互影响，并在自然与社会的互动体系中采取生态安全建设与恢复行动，以此推动社会的持续发展，有效应对区域生态环境挑战^{[5, 8-14]}。国内学者对生态安全格局的研究起步较晚。1999年，俞孔坚^[15]首次提出生态安全格局的概念，从景观生态学的视角探讨如何保护生物多样性和维持生态平衡。2004年，马克明等^[16]和黎晓亚等^[17]提出区域生态安全格局概念，以区域尺度构建景观生态安全格局，以满足适应性生态系统管理的需求。当前，基于“源地-阻力面-廊道-节点”模式构建生态安全格局已成为一种典型的研究方法^[18]。生态源地作为提供高生态价值的斑块，是物种迁移的关键起点。通常可采用形态学空间格局分析(MSPA)^[19-20]、生态系统服务评估^[21]、景观生态安全格局理论^[22-23]等方法来识别和确定生态系统中的关键区域，并将其作为生态源地。阻力面构建方法包括专家打分法、基于生态系统服务赋值等^[24]。生态廊道作为物种迁移中的量化路径，有助于维持物种的遗传多样性和生态系统的稳定性，其构建方法主要包括最小累积阻力(MCR)模型^[25-26]和电路理论^[27]。

前人对广西生态安全格局的研究中，高梦雯等^[28]根据生态系统服务重要性识别生态源地，结合土地覆被类型数据赋值阻力系数构建阻力面，运用MCR模型提取生态廊道，构建河池市生态安全格局；杨艳萍^[29]基于生态保护重要性评价识别生态源地，基于电路理论提取生态廊道、生态节点，以此构建广西生态安全格局；丘思程等^[30]基于生态系统服务和生态敏感性评价选取生态源地，结合土地利用类型数据与坡度数据赋值阻力系数构建阻力面，利用MCR模型提取生态廊道。目前对于广西生态安全格局的研究，较少采用综合叠加法来识别生态源地，且在研究过程中选取的阻力面构建因子普遍较为常规，同时往往忽略生态节点对生态廊道连通性的影响。因此，本研究以生态保护重要性评价(生态系统服务功能重要性评价和生态环境敏感性评价)作为生态源地识别方法，参考自然保护区和阻力面分区结果修正生态源地，并综合考虑自然环境、人为干扰、生物3个因素构建阻力面，运用MCR模型与重力模型提取生态廊道，结合廊道连通性影像因子提取生态节点，将上述结果叠加构建生态安全格局，并对其进行优化，进而提出保障措施建议，旨在为促进广西生态安全格局的稳定提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 研究区概况

广西地处中国南部，位于北纬20°54′-26°24′，东经104°28′-112°04′，北回归线横穿其中部。广西东部与广东省相连，西部与云南省相邻，南部与海南省隔海相望，东北接湖南省，西北靠贵州省，西南与越南接壤。广西由14个地级市组成，土地总面积23.76万km²(图 1)。

1.2 数据来源

本研究采用的数据及其来源如下：土壤数据(2000年)来源于土壤科学数据中心(http://soil.geodata.cn/)，归一化植被指数(NDVI)数据(2020年)、植被净初级生产力(NPP)数据(2011-2020年)、全国道路数据(2020年)、数字高程模型(DEM)数据(2020年)来源于中国科学院资源环境科学与数据中心(https://www.resdc.cn/)，降水量数据(2011-2020年)、气温数据(2011-2020年)、自然保护区数据来源于地理遥感生态网(http://www.gisrs.cn/)，土地覆被数据(2020年)、居民地数据来源于全国地理信息资源目录服务系统(https://www.webmap.cn/)，人口数据(2020年)来源于LandScan平台(https://landscan.ornl.gov)，坡度数据基于高程数据并采用ArcGIS 10.2软件中的坡度工具提取。栅格数据分辨率处理为30 m。坐标系统一为2000国家大地坐标系(CGCS2000)。

1.3 方法 1.3.1 生态保护重要性评价

生态保护重要性评价可以评估区域生态系统的功能和脆弱性，为生态保护提供针对性的管理措施。依据“就高则高”原理，利用ArcGIS 10.2软件的镶嵌至新栅格工具，在镶嵌运算符中，选择MAXIMUM-重叠区域的输出像元值为叠置像元的最大值，从而将生态系统服务功能重要性评价结果和生态环境敏感性评价结果进行空间叠加，得到广西生态保护重要性评价结果。

1.3.1.1 生态系统服务功能重要性评价

生态系统服务功能重要性评价用于分析生态系统的整体贡献，利用ArcGIS 10.2软件的镶嵌至新栅格工具，在镶嵌运算符中，选择MAXIMUM-重叠区域的输出像元值为叠置像元的最大值，从而将下述水源涵养、水土保持和生物多样性维护功能重要性评价的结果进行空间叠加，得到广西生态系统服务功能重要性评价结果。各项基本指标计算如下。

水源涵养功能重要性评价：

$ W R=\mathrm{NPP}_{\text {mean }} \times F_{\text {sic }} \times F_{\text {pre }} \times\left(1-F_{\text {slo }}\right), $

(1)

式中，WR为水源涵养功能指数，NPP_mean为多年植被净初级生产力平均值(gC/m²)，F_sic为土壤渗流因子(cm/s)，F_pre为10年降水量平均值(mm)，F_slo为坡度因子(°)。

水土保持功能重要性评价：

$ S_{\mathrm{pro}}=\mathrm{NPP}_{\text {mean }} \times(1-K) \times\left(1-F_{\mathrm{slo}}\right), $

(2)

式中，S_pro为水土保持功能指数，K为修正后的土壤可蚀性因子[(t·hm²·h)/(hm²·MJ·mm)]。

运用维斯切梅里埃等建立的K值计算公式^[31]计算广西土壤可侵蚀性：

$ \begin{aligned} & \quad K=\left(-0.01383+0.51575 K_{\mathrm{EPIC}}\right) \times 0.1317, \\ & K_{\mathrm{EPIC}}=\left\{0.2+0.3 \exp \left[-0.0256 m_{\mathrm{s}}(1-\right.\right. \\ & \frac{\left.\left.\left.m_{\text {silt }}\right)\right]\right\} \times\left(\frac{m_{\text {silt }}}{100}\right)^{0.3} \times\{1-}{m_{\mathrm{c}}+m_{\text {silt }}}\left(\frac{0.25 \operatorname{orgC}}{[\operatorname{orgC}+\exp (3.72-2.95 \operatorname{orgC})] \times\{1-}\right. \\ & \left.\frac{0.7\left(1-\frac{m_{\mathrm{s}}}{100}\right)}{\left\{\left(1-\frac{m_{\mathrm{s}}}{100}\right)+\exp \left[-5.51+22.9\left(1-\frac{m_{\mathrm{s}}}{100}\right)\right]\right\}}\right\}, \end{aligned} $

(3)

式中，K_EPIC表示修正前的土壤可蚀性因子[(t·hm²·h)/(hm²·MJ·mm)]，m_c、m_silt、m_s、orgC分别表示为黏粒(＜0.002 mm)、粉粒(0.002- < 0.050 mm)、沙粒(0.050-2.000 mm)、有机碳的百分比含量(%)。

生物多样性维护功能重要性评价：

$ S_{\text {bio }}=\mathrm{NPP}_{\text {mean }} \times F_{\text {pre }} \times F_{\text {tem }} \times\left(1-F_{\text {alt }}\right), $

(4)

式中，S_bio为生物多样性维护功能指数，F_tem为10年平均气温(℃)，F_alt为海拔(m)。

1.3.1.2 生态环境敏感性评价

生态环境敏感性评价可以反映研究区域内的生态问题状况。利用ArcGIS 10.2软件的镶嵌至新栅格工具，在镶嵌运算符中，选择MAXIMUM-重叠区域的输出像元值为叠置像元的最大值，从而将水土流失敏感性和石漠化敏感性评价结果进行空间叠加，得到生态环境敏感性评价结果。各项基本指标计算如下。

水土流失敏感性评价：

$ S S_i=\sqrt[4]{\left(R_i \times K_i \times M_i \times C_i\right)} $

(5)

式中，SS_i为i空间单元水土流失敏感性指数，R_i为i空间单元降雨侵蚀力(mm)，K_i为i空间单元土壤可蚀性因子[(t·hm²·h)/(hm²·MJ·mm)]，M_i为i空间单元地表粗糙度，C_i为i空间单元地表植被覆盖度(%)。

① 选取2011-2020年的降水量计算10年平均降水量，运用式(6)计算出10年平均降雨侵蚀力(R_d)：

$ R_{\mathrm{d}}=0.067 F_{\mathrm{pre}}^{1.627}, $

(6)

式中，R_d的单位为(MJ·mm)/(hm²·h)。

② 地表粗糙度(M)公式为

$ M=1 /\left[\cos \left(F_{\text {slo }} \times \frac{3.1415926}{180}\right)\right] \text { 。} $

(7)

③ 采用像元二分模型求取地表植被覆盖度，公式为

$ C_i=\left(\mathrm{NDVI}-\mathrm{NDVI}_{\text {soil }}\right) /\left(\mathrm{NDVI}_{\text {veg }}-\mathrm{NDVI}_{\text {soil }}\right), $

(8)

式中，NDVI_soil为无植被覆盖地表所贡献的信息，即区域里的最大值；NDVI_veg为完全植被覆盖地表所贡献的信息，即区域里的最小值。

石漠化敏感性评价：

$ S_i=\sqrt[3]{D_i \times F_{\mathrm{slo}_i} \times C_i}, $

(9)

式中，S_i为i空间单元石漠化敏感性指数，D_i为i空间单元区域碳酸岩出露面积百分比(%)，F_sloi为i空间单元坡度因子(°)。

1.3.2 广西生态安全格局构建

以广西生态保护重要性评价结果为依据，运用MCR模型和重力模型生成生态廊道，提取生态节点，即以“源地-阻力面-廊道-生态节点”模式构建广西生态安全格局，并分析评价其合理性、全面性、实用性和科学性。

1.3.2.1 MCR模型

MCR模型具有定量分析与空间可视化能力，是构建生态安全格局的重要工具^[32-34]。在生态系统中，物种间的交流常受到阻碍，这些阻碍在物种从一个生境迁移到另一个生境时表现为不同的阻力，阻力越大，物种迁移越困难，对生态过程的影响也越大。为了在特定生态环境中构建高效合理的生态安全格局，必须识别物种迁移所面临的阻力空间分布，进而寻找阻力最小的交流路径^[35]。本研究利用MCR模型分析广西生态环境阻力分布情况，并确定其阻力值分布范围，从而得到综合阻力面，公式如下：

$ R_{\mathrm{MCR}}=f_{\min } \sum\limits_{j=n}^m D_{i j} \times r_i, $

(10)

式中，R_MCR为最小累积阻力值；f为生态过程与最小累积阻力的正相关函数，min为被评价斑块对不同生态源地取最小的累积阻力值；D_ij为生态源地j扩展到景观i的距离；r_i为景观i对生态源地延伸的阻力系数。

1.3.2.2 生态源地识别

目前，生态源地识别通常采用两种方法：一种方法是根据研究区现状构建多指标体系评估生态用地重要性，以此识别出生态源地；另一种方法是依据自然保护区、风景名胜区、大型河流、湿地、极大林地等面积来划定生态源地。本研究在生态保护重要性评价的基础上结合以上两种方法，叠加广西自然保护区作为广西生态源地的识别范围，得到广西生态源地拟定范围。

由于研究区拟定生态源地存在零散斑块，为解决其对研究区生态安全格局构建的影响，本研究基于广西自然保护区筛选生态源地，将较高等级的生态保护重要性区域作为科学依据，筛选条件包括：①自然保护区斑块面积不小于100 km²，且这些斑块较为集中；②自然保护区内生态保护重要性等级处于较高以上的面积占总面积的比例不小于60%。为扩大生态源地的影响力，本研究将相邻且生态保护重要性较高的区域合并为一个生态源地。为进一步优化对自然保护区与生态保护重要性等级较高区域的利用，对二者进行裁剪与合并处理，得到最终的生态源地分布情况。

1.3.2.3 阻力面构建及阻力区划分

依据广西生态环境状况，采用多因素综合决策法，从自然环境因素、人为干扰因素和生物因素3个方面确定阻力类型，以高程、坡度、地表覆盖、人居环境辐射距离、距道路距离、人口密度、距自然保护区距离、距水体距离、植被覆盖9个指标为阻力因子，量化物种迁移的阻力。参照付梦娣等^[36]的研究，将9个阻力因子划分为1、3、5、7、9等5个等级，等级越高，阻力越大，越不利于物种间的交流。在此基础上参照李政等^[18]的研究，采用层次分析法计算出各阻力因子权重。利用ArcGIS 10.2软件的栅格计算器工具，将各阻力因子按其权重值进行加权计算，生成综合阻力面。

利用ArcGIS 10.2软件的自然间断点分级法功能，将综合阻力面按阻力值大小划分为源地、低、中、高4个阻力区域，以此方法间接检验生态源地选取的合理性。

1.3.2.4 生态廊道提取

以综合阻力面为基础，结合生态源地的质心，利用MCR模型生成广西生态廊道，并在此基础上结合重力模型，划分出关键生态廊道和潜在生态廊道。

① 生态廊道生成

利用ArcGIS 10.2软件的成本路径工具对广西拟定生态廊道的累积阻力值进行分析，所生成的MCR路径是双向的，即在原来的一个源地到另一个源地生成成本路径时，另一个源地到原来源地也生成一条成本路径，这两条成本路径均被视为生态廊道。而由于相互源地之间生成的生态廊道的累积阻力值相同，为减少数据冗余，只保留其中一条成本路径作为生态廊道。

② 生态廊道分类

以生成的生态廊道为基础，利用重力模型计算得出各生态源地之间的相互作用力，并取其平均值作为阈值，从而将生态廊道划分为关键生态廊道和潜在生态廊道。重力模型计算公式如下：

$ \begin{aligned} & \quad G_{\mathrm{ab}}=\frac{N_{\mathrm{a}} N_{\mathrm{b}}}{D_{\mathrm{ab}}^2}=\frac{\left(\frac{1}{P_{\mathrm{a}}} \times \ln S_{\mathrm{a}}\right)\left(\frac{1}{P_{\mathrm{b}}} \times \ln S_{\mathrm{b}}\right)}{\left(\frac{L_{\mathrm{ab}}}{L_{\max }}\right)^2}= \\ & \frac{L_{\max }^2 \ln S_{\mathrm{a}} \ln S_{\mathrm{b}}}{L_{\mathrm{ab}}^2 P_{\mathrm{a}} P_{\mathrm{b}}}, \end{aligned} $

(11)

式中，G_ab表示源地a、b间的相互作用力；D_ab表示源地a、b间潜在生态廊道阻力的标准值；N_a表示源地a的权重值；N_b表示源地b的权重值；L_max表示研究区内潜在生态廊道中最大累积阻力值；S_a表示源地a的面积；S_b表示源地b的面积；L_ab表示源地a、b间的生态潜力；P_a表示源地a的阻力值；P_b表示源地b的阻力值。

③ 生态廊道宽度计算

生态廊道宽度在维护生态完整性和廊道连通性方面起着重要作用。本研究以构建的生态廊道为基础，利用ArcGIS 10.2软件的多环缓冲区工具构建生态廊道缓冲区，对其宽度进行计算分析。

1.3.2.5 生态节点提取

① 生态优势节点提取

生态优势节点指生态廊道之间相交的区域，该区域的阻力值相对较小，且不易受人为干扰，在物种迁移过程中起着关键作用，对增强生态廊道的稳定性极为重要。生态廊道之间相交的节点作为物种迁移过程中经过最多的点，有利于物种的迁移，且可减少生态廊道的构建成本，因此，本研究将这类节点作为生态优势节点。

② 生态障碍节点提取

生态障碍节点与生态优势节点相反，其是物种迁移过程中产生负面效果的区域，因此需要对其进行修复与优化。广西主要交通路线(包括高速公路、铁路以及国道)阻断了物种迁移，因此，本研究将其与生态廊道相交的点作为生态障碍节点。

1.3.2.6 生态源地增补

广西有14个地级市，本研究在生态源地提取过程中，未涉及北海市、钦州市、贵港市以及柳州市的生态源地，这并不能满足广西市域之间物种迁移的要求，也不利于广西生态网络的连通和稳定，因此，需对生态源地进行优化。基于广西生态源地分布状况，从研究过程中未涉及生态源地提取的市域中提取生态源地，将其归为生态源地增补。

1.3.2.7 生态节点优化

生态优势节点的优化基于生态廊道路径与源地阻力区的连通部分，这部分区域具有较低的阻力值，且受到的人为干扰较少，有利于物种的迁移或作为暂歇场所，因此，这类区域为生态优势区域；同时通过将新增廊道与现状廊道相交，得出新的生态优势节点状况。生态障碍节点的优化依据部分生态廊道路径穿过居民地的情况，这种穿越严重影响物种的迁移，因此，需要对该区域进行生态修复，这类区域为生态障碍区域；同时，参考广西河流物种迁移断裂点，将河流、铁路、高速、国道与优化后的生态廊道相交，得出新的生态障碍节点状况。

2 结果与分析 2.1 广西生态保护重要性评价

广西生态保护重要性评价结果如图 2所示。广西生态保护重要性等级处于中等及以上水平的区域面积为133 582.64 km²，占广西土地总面积的56.22%。从空间分布上看，广西西北部、南部及中部生态保护重要性等级相对较低，广西西南部、东北部生态保护重要性等级相对较高，其中防城港市生态保护重要性等级高的区域最为密集，而桂林市、梧州市、贺州市以及玉林市生态保护重要性等级高的区域较为分散；从整体上看，广西生态保护重要性等级为中等。

2.2 广西生态源地识别

广西自然保护区主要分布在东北部、西北部及西南部，涉及桂林市、百色市、崇左市、防城港市，而生态保护重要性等级为较高以上的区域主要集中分布在东北部和西南部，涉及桂林市、来宾市、防城港市，总面积为3 156.17 km²，占拟定生态源地面积的38.11%，区域内重点保护动植物较多，生态保护重要性高(图 3)。根据1.3.2.2节的生态源地筛选条件，共筛选出14处生态源地，总面积为6 968.96 km²，占广西土地总面积的2.93%(图 3)，这些生态源地包括广西海洋山自治区级自然保护区、广西十万大山国家级自然保护区、广西九万山国家级自然保护区、广西架桥岭自治区级自然保护区、广西西岭山自治区级自然保护区、花山风景名胜区等19个自然保护区。其中，面积大于500 km²的生态源地共7处。

2.3 阻力面构建

根据层次分析法计算得出广西生态环境各阻力因子权重值，如表 1所示。自然环境因素为主要阻力类型，其下阻力因子权重占整个广西生态环境阻力因子权重的一半，其中，土地覆被类型因子的权重最大，为0.303 2；其次为高程因子，权重为0.215 2；在人为干扰和生物因素中，权重最大的因子分别为人居环境辐射距离因子和距自然保护区距离因子，权重分别为0.152 1、0.119 5，且这两种因子在所有阻力因子中也占较大权重；其余阻力因子虽然权重不大，但是对构建的阻力面也有一定影响。

阻力面划分为4种类型：源地阻力区(1.260 6-3.171 5)、低阻力区(＞3.171 5-3.925 1)、中阻力区(＞3.925 1-5.136 3)、高阻力区(＞5.136 3-8.096 9)，阻力分区结果见图 4。源地阻力区分布与生态源地拟定区域分布比较接近，说明本研究选取的生态源地具有较高的科学性，符合广西生态安全格局研究的要求，其总面积为12 111.81 km²，占广西土地总面积的5.10%。低阻力区面积为135 784.65 km²，占广西土地总面积的57.15%。中阻力区面积为68 625.92 km²，占广西土地总面积的28.88%。高阻力区分布在广西西北部、南部及中部，即百色市、南宁市、北海市、贵港市、来宾市，面积为21 084.31 km²，占广西土地总面积的8.87%。阻力分区结果表明，广西物种迁移难易程度整体处于中等偏低水平，其原因为广西生态保护等级也处于中等水平，且植被覆盖度高，以及相关政策对环境管控严格，使得广西多数地区阻力值偏低。然而，受喀斯特地貌影响，广西中部地区以耕地居多，加上人类活动因素等影响，导致这些区域阻力值偏高。

各阻力区的土地覆被类型面积占比情况如表 2所示。源地阻力区主要由林地构成，其面积占源地阻力区面积的92.12%，说明林地区域阻力值低，受人为干扰较少，适合作为物种迁移与栖息的场所。低阻力区也主要由林地构成，其面积占低阻力区面积的72.67%，而低阻力区面积占综合阻力面总面积的55.74%，说明广西林地面积大，有利于物种迁移与栖息，适合发展生物多样性；耕地面积占比为16.04%，水体面积占比为7.02%，草地面积占比为3.78%，说明低阻力区人为干扰增强。中阻力区主要由林地与建设用地构成，林地面积占中阻力区面积的48.00%，建设用地面积占比为42.11%，而水体面积占比为6.43%、草地面积占比为2.41%、耕地面积占比为0.96%，未利用地面积占比为0.09%，说明中阻力区人为干扰较强。高阻力区主要由建设用地组成，其面积占高阻力区面积的93.43%，该区域是受人为干扰最强的区域，主要是由于城市与农村的发展建设以及国道等道路的修建，对周围环境造成一定程度的破坏，从而影响物种迁移的方向。综上所述，阻力值越低的区域人为干扰越弱，越有利于物种迁移与栖息，因此更需要加强生态环境保护与生态基础建设，减少人为干扰，保持其生态系统稳定性。

2.4 生态廊道提取

根据式(10)求得广西拟定生态廊道MCR值(表 3)。广西拟定生态廊道MCR值最大为18.58，最小为1.06，两者差异最为显著，且在91条拟定生态廊道中，MCR值大于平均MCR值(9.51)的生态廊道共有42条，占比为46.15%，表明近半数廊道阻力较大，因此，需对拟定生态廊道阻力值较大的廊道进行优化，以降低物种迁移难度，提升廊道连通性，并有针对性地构建与保护低阻力生态廊道。

根据式(11)求得广西生态源地间的相互作用力(表 4)。广西生态源地间的相互作用力范围广泛，最大值达1 280.0，最小值仅为4.9，显示出显著的强度差异。其中，编号为5与编号为14的生态源地间的相互作用力最大，原因是二者之间距离较近，潜在生态廊道累积阻力值较小。本研究将各生态源地间相互作用力值大于平均值63.3的生态廊道判别为关键生态廊道，其余划为潜在生态廊道。如图 5所示，广西有15条关键生态廊道和76条潜在生态廊道，其中，关键生态廊道长度为1 618.25 km，潜在生态廊道为15 979.46 km，生态廊道总长度为17 597.71 km。关键生态廊道主要分布于桂林市内与周边地级市，廊道数量为12条；其余3条关键生态廊道将防城港市、崇左市、百色市与河池市的生态源地连通，构建出一道边境地区关键廊道迁移屏障。

考虑到生态廊道的构建成本较高，本研究基于生态廊道的可替代性，以广西生态廊道划定(图 5)为基础，对相近、重叠、可共用其他廊道、以其他源地作为转点的生态廊道进行剔除，以此提高生态廊道利用率，减少廊道构建成本。如在编号为1和3的生态源地之间构建生态廊道时，可优先选择与两者均相连的生态源地(如编号6或12)作为中间媒介，以优化连通路径。优化后的生态廊道如图 6所示。优化后的生态廊道共30条，其中关键生态廊道12条，潜在生态廊道18条。从廊道分布上看，关键生态廊道主要集中于广西东北部，廊道长度相对较短且构建成本相对较低，有利于物种迁移，对维护广西东北部生态环境有着重要意义，而广西西部的关键生态廊道相对分散，但串联4个生态源地，且廊道横穿南北，有利于广西南北部物种迁移。优化后得到的广西生态廊道总长度为4 779.76 km，其中，关键生态廊道总长度为1 152.18 km，潜在生态廊道总长度为3 627.58 km。

各土地覆被类型对应的生态廊道宽度如表 5所示。在不同宽度的生态廊道中, 林地占比均最大，且占地面积均稳定在80%以上；而其他土地覆被类型中的占地差异均不大，且占比较小。随着生态廊道宽度增加，林地与草地占地面积逐渐减小，除未利用地外，其他土地覆被类型占比面积逐渐增加，表明生态廊道受人为干扰(如居民地)和自然环境的影响(如河流阻断廊道)逐渐增强，因此，对廊道扩张范围内的区域进行保护与修复，对提升生态廊道的连通性起着重要作用。

2.5 生态节点提取

通过生态节点提取，得到广西生态节点分布情况(图 7)。广西共有16个生态优势节点，从空间分布上看，桂林市有7个，河池市有3个，百色市与来宾市各有2个，防城港市与玉林市各有1个。优势节点区域内物种迁移相较于其他区域更为频繁，因此，需加强优势节点区域内的生态维护，提高生态源地间物种迁移的连通性。

广西共有138个生态障碍节点，其中, 铁路生态障碍节点为48个，高速生态障碍节点为40个，国道生态障碍节点为50个。从空间分布上看，生态障碍节点分布相对均衡，原因为广西地区等级高的道路比较发达。这些道路在物种迁移过程中起着阻断作用，因此，对生态障碍节点的修复，可提高区域物种迁移的连通性、稳定性和协调性。

2.6 广西生态安全格局构建

将生态源地、综合阻力面、生态廊道及生态节点进行空间叠加得到广西生态安全格局，其现状如图 8所示。广西有14个生态源地斑块，分布在10个地级市内(钦州市、北海市、柳州市与贵港市区域内生态源地斑块面积过小，因此没有提取)，总面积为6 968.96 km²。经优化，构建出12条关键生态廊道、18条潜在生态廊道，生态廊道总长度为4 779.46 km。关键生态廊道呈现“一带、一核”分布：“一带”为纵向贯穿广西西部的廊道，连接着4个地级市, 即防城港-崇左-百色-河池，构建出一道边境地区关键廊道迁移通道；“一核”以编号为14的生态源地为中心，与其周边较近生态源地构建出一处高质量的物种迁移区域。本研究判别出源地、低、中、高4个等级阻力区，其中，源地阻力区分布与生态源地拟定区域分布相似度较高；提取出154个生态节点，其中生态优势节点有16个，生态障碍节点有138个。

2.7 生态安全格局优化 2.7.1 生态源地增补

将北海市的广西壮族自治区合浦儒艮国家级自然保护区、钦州市的广西浦北五皇山国家地质公园、贵港市的平天山国家森林公园和柳州市的鹿寨香桥岩溶国家地质公园4个区域作为新增生态源地，总面积为134.93 km²，增补源地面积占增补后生态源地总面积的1.90%(图 9)。新增的生态源地虽然面积较小，但是可增加广西市域之间物种迁移的连通性，为构建广西生态安全格局建立一个稳定的相互迁移通道，提高广西生态安全格局水平。

2.7.2 生态廊道分级

为判别廊道的重要性，本研究将现有关键生态廊道划定为一级生态廊道，将现有潜在生态廊道与新增关键生态廊道划分为二级生态廊道，将新增潜在生态廊道划定为三级生态廊道(图 10)。一级生态廊道作为生态源地之间的低阻力通道，其稳定性和畅通性较好，因而对生态源地之间的物种迁移具有重要意义。一级生态廊道共提取出12条，总长度为1 152.18 km。二级生态廊道作为次要廊道，其阻力值较大，穿过较多的阻力值较高区域，造成物种迁移过程中的能量消耗。二级生态廊道共提取出24条，总长度为4 087.57 km。三级生态廊道因受生态源地选取的影响，作用相对较小，主要用于连接重要生态源地。三级生态廊道共提取出8条，总长度为1 607.53 km。

2.7.3 生态节点优化

生态节点优化结果如图 11所示。生态优势区域新增16个，其中，南宁市、百色市、河池市各有4个，梧州市有2个，来宾市与柳州市各有1个；生态优势节点新增11个。生态障碍节点优化后共有305个，其中，8个为生态障碍区域，主要分布于桂林市、南宁市、贺州市、梧州市、河池市5个地级市；河流生态障碍节点有72个，国道生态障碍节点新增29个，高速生态障碍节点新增25个，铁路生态障碍节点新增33个。

2.7.4 广西生态安全格局优化

将优化后的生态源地、综合阻力面、生态廊道及生态节点进行空间叠加，得到优化后的广西生态安全格局，如图 12所示。对广西生态安全格局的优化，在一定程度上满足了广西市域之间物种迁移的需求，加强了生态节点维护与修复的针对性，提升了广西生态网络的连通性和稳定性。

3 讨论

广西作为我国南部地区的生态安全屏障，承担着维护生态安全的重大职责，构建广西生态安全格局可有效提升该区域生态环境质量和生态系统的稳定性。本研究以生态保护重要性评价识别和确定生态系统中的关键区域，参考自然保护区与阻力面分区结果，修正生态源地识别范围，相较于仅参考生态保护红线、景观连通性、形态学空间格局分析等方法识别生态源地，通过综合叠加多种因子的方式，可在一定程度上减少使用单一因子分析造成的偏差，从而提高研究区内生态源地识别的准确性。本研究基于自然环境因素、人为干扰因素、生物因素3个方面构建阻力面，相较于仅基于土地利用、地形等因子构建阻力面，该方式更能提升模拟生态廊道的科学性与准确性，极大地量化物种迁移过程中所遭受的阻力状况。基于上述结果，采用MCR模型和重力模型识别和构建生态廊道，利用ArcGIS 10.2软件进行生态安全格局构建，使复杂的大尺度景观分析的实际操作成为可能。

在本研究中，生态源地选取的结果与自然保护区以及阻力面中源地阻力区数据叠加结果基本吻合，表明生态源地的提取方法具有较好的准确性。阻力分区结果显示，源地、低、中、高阻力区占综合阻力面总面积的比例分别为5.10%、57.15%、28.88%、8.87%，表明研究区阻力等级为中等偏低，有利于物种迁移。生态廊道初步模拟结果显示，研究区内廊道相互重复的数量较多，根据廊道阻力与重要性对其优化，以降低生态廊道构建成本，提升实现的可能性，并构建廊道宽度，划定禁止建设区与缓冲区，避免廊道遭受破坏。本研究将生态廊道之间及生态廊道与国道、高速、铁路、河流的交点提取为生态节点，将廊道横穿居民区、源地阻力区的区域分别提取为障碍区域、优势区域，并划分出廊道维护与修复区域，提高生态廊道的连通性。依据上述结果构建生态安全格局，可为增强广西生态安全格局稳定性提供科学依据。

基于本研究所构建的广西生态安全格局，可以采取以下具体保障措施。①加强生态源地保护，促进区域生态环境稳定性。生态源地作为生态安全格局的关键区域，对维护生态系统稳定和改善生态环境条件具有重要作用，因此，在该区域内应当严禁破坏生态环境，并加强对该区域生态环境的保护力度。②加强生态廊道建设，提升廊道连通性。生态廊道是物种迁移的关键路径，加强生态廊道建设与修复具有重要意义。根据生态廊道分级结果，建议将一级生态廊道宽度50 m范围内的区域作为禁止开发区并加强管控，将50-200 m内的区域作为城市绿地缓冲区域，减少人为干扰，保持生态格局现状；对于二级生态廊道应以生态保护为主，对于廊道宽度150 m以内的区域，控制人为干扰，以提升生态系统价值服务；同时，加强三级生态廊道的生态维护与建设，提高新增生态源地的生态系统服务水平。③加强生态节点修复，提高路径连通性。加强生态节点修复分为两部分：一是生态优势节点的修复，提升其生态稳定性与生物多样性，根据阻力区划定结果，分出源地生态安全区内、外战略点，对安全区外的区域采用周边建立缓冲区的方式，以构建新路径；二是生态障碍节点的修复，应采用预警、缓冲等手段进行处理，并加强障碍节点区域的设施防护。

未来研究中应综合考虑时空的演变，探索并研究时空变化对生态安全格局所产生的影响，增加对特定区域社会经济发展的耦合研究，以提升生态安全格局动态稳定性，为区域生态建设提供更有力的技术支撑。

4 结论

本研究以“源地-阻力面-廊道-生态节点”模式构建广西生态安全格局，结果显示：依据生态保护重要性评价结果、生态保护区数据修正与源地阻力区比拟，选取的生态源地较为贴合研究的需求，说明本研究选取生态源地的方法具有较高的合理性；阻力面从自然环境因素、人为干扰因素与生物因素3个方面量化物种迁移的阻力构建而得，在空间分布上，呈现西北部、南部及中部迁移阻力较高，西南部、东北部迁移阻力较低的格局；闭环形式的生态廊道构建了广西生态网络，不仅扩大了物种迁移的范围，还降低了因源地破碎化而导致的物种孤立风险；生态节点中优势节点的数量远小于障碍节点，因此在维持优势节点的现状时，应加强对障碍节点的修复。以上结果表明，构建广西生态安全格局对维护区域生态的稳定性与促进物种迁移路径的连通性具有可行性。