Пространственная оптимизация земель в экологически уязвимых районах городского агломерата Ланьчжоу — Синин на основе многомерной экосистемной рамки

Почему этот уязвимый регион важен

Вдоль верховьев Желтой реки на северо‑западе Китая цепочка городов от Ланьчжоу до Синьиня быстро развивалась в сухом, гористом и легко подверженном повреждениям ландшафте. В этом исследовании ставится актуальный вопрос с глобальным значением: как можно расширять города, прокладывать дороги и развивать экономику в подобных хрупких местах, не нарушая природные системы, которые обеспечивают воду, чистый воздух, плодородную почву и климатическую регуляцию? Используя новый многогранный подход к оценке экосистем, авторы показывают, где природа справляется с нагрузками, где она разрушается, и как можно более разумно планировать использование земель.

Новый способ чтения состояния природы

Вместо единой итоговой оценки исследователи применяют четырёхчастную призму, которую называют структура, устойчивость, активность и услуги. Структура рассматривает, как расположены участки леса, пастбищ, полей и городов — связаны ли местообитания или разрезаны на крошечные фрагменты. Устойчивость отражает способность экосистем противостоять шокам, таким как застройка или засуха, и затем восстанавливаться. Активность фокусируется на жизнеспособности растительности, измеряемой из космоса по спутниковым показателям зелёности. Услуги отображают то, что природа даёт людям — например хранение углерода и качество среды для дикой фауны. Наносив на карту эти четыре аспекта с шагом 3 километра по всему региону и повторяя расчёт для 2005, 2010, 2015 и 2020 годов, команда может увидеть, где эти измерения идут в унисон, а где расходятся.

Приросты, потери и смещение центра силы

Результаты дают смешанную картину. В целом растительность в агломерации Ланьчжоу–Синьинь стала более активной, и в многих местах экосистемы легче восстанавливаются после нарушений. Масштабные программы восстановления и естественное зарастание расширили площади с очень высокой устойчивостью и активностью. Одновременно базовая структура ландшафта ухудшилась во многих городских и промышленных зонах: площадь застроенных земель выросла примерно в полтора раза, расчленяя местообитания на более мелкие куски и ослабляя их стабильность. Экосистемные услуги, такие как хранение углерода и качество местообитаний, улучшились в некоторых участках, но остаются скромными и даже снижаются в других, особенно там, где развитие особенно интенсивно. Сильные экосистемы сейчас чаще встречаются в центральных холмах и горных склонах с хорошей растительностью и речными сетями, тогда как низкие значения сосредоточены вокруг центров городов, промышленных поясов и быстрорастущих пригородов.

Как человеку и природе удаётся (и не удаётся) влиять на систему

Чтобы понять причины таких закономерностей, авторы изучают природные условия и человеческое давление. Крутые склоны и плотные речные сети, как правило, способствуют лучшей координации между четырьмя экосистемными измерениями, вероятно потому, что они благоприятствуют богатым местообитаниям и ограничивают интенсивную застройку. Напротив, быстрое урбанизационное освоение земель и определённые формы экономического роста разрушают эту координацию, особенно на ровных, легко застраиваемых территориях. Население и дороги играют более сложную роль: в некоторых центрах городов развитая инфраструктура и управление помогают компенсировать ущерб, но во многих периферийных зонах больше людей и больше дорог означают больше потребления земли и рост нагрузки на и без того тонкие экологические грани. В целом исследование показывает, что степень согласованности четырёх измерений постепенно улучшалась с 2005 года, смещаясь от паттерна более сильной координации на востоке к конфигурации «высоко в середине, низко по краям», но с явными очагами проблем, которые упорно остаются несбалансированными.

От целенаправленных земель к многофункциональным ландшафтам

Выйдя за рамки средних значений, команда классифицирует каждую ячейку сетки по основной роли, которую она играет в общей экосистеме. Некоторые участки доминируют по одной сильной стороне — по структуре, устойчивости, растительной активности или услугам — в то время как другие объединяют две, три или даже все четыре характеристики. За 15 лет доля земель с только одной доминирующей функцией сократилась, а площади с несколькими перекрывающимися сильными сторонами выросли. К 2020 году возник новый класс «комплексных участков с высокой функциональностью», занимающий около шести процентов региона, где структура, устойчивость, активность и услуги сильны совместно. Эти участки, в основном в горных и холмистых поясах, выступают экологическими опорными точками и заслуживают наивысшей степени охраны. Авторы утверждают, что признание и зонирование земель в соответствии с этими доминирующими ролями может указать, где сохранять природу, где восстанавливать, а где развитие можно размещать с наименьшим ущербом.

Что это значит для людей и планирования

Для неспециалистов главный вывод в том, что уязвимые регионы вроде Ланьчжоу–Синьиня нельзя управлять простыми картами «зелёное против серого». Природа там — многослойная система: расположение земель, их стойкость, живость растительности и выгоды, которые они приносят людям, могут меняться не синхронно. Это исследование предлагает практичный, насыщенный данными способ увидеть эти слои вместе и классифицировать ландшафты по зонам, требующим разной политики — от строгих природных заповедников до тщательно управляемых зон городского роста. При грамотном подходе такое многомерное планирование может превратить мозаичную картину напряжённых городов и деградировавших склонов в более устойчивую сеть человеческих сообществ и экосистем, которые поддерживают друг друга, а не конкурируют.

Цитирование: Yu, T., Wang, M., Li, X. et al. Land spatial optimization in ecologically fragile regions of the Lanzhou Xining urban agglomeration based on a multidimensional ecosystem framework. Sci Rep 16, 8533 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38134-1

Ключевые слова: устойчивость экосистемы, расширение городов, планирование землепользования, бассейн Желтой реки, пространственное зонирование