Прогнозирование и оптимизация экологической сети зеленых зон на основе сценариев при динамике использования земель: пример столичного региона Нанкина, Китай

Почему городские зеленые зоны важны

По мере роста города разрастаются вширь и вверх, часто отнимая площади у полей, лесов и водно-болотных угодий. Но эти зеленые территории — не просто приятный фон: они охлаждают микрорайоны, очищают воздух и воду, поддерживают дикую природу и делают города комфортнее для жизни. В этом исследовании рассматривается быстро растущий столичный регион Нанкина на востоке Китая и задается простой, но важный вопрос: если мы выберем разные пути будущего развития, как это изменит сеть зеленых зон, поддерживающую экологическое здоровье региона — и какой набор политик лучше всего защищает и природу, и экономику?

Четыре возможных будущих сценария для региона, который растет

Исследователи рассмотрели четыре сценария использования земель к 2035 году. Первый, «бизнес как обычно», просто продолжает прошлые тенденции, с разрастанием города по соседним сельхозугодьям и рассеянными зелеными пятнами. Второй, ориентированный на быстрое экономическое развитие, еще сильнее стимулирует строительство и промышленность, максимально увеличивая доход с каждого квадратного километра земли. Третий сценарий ставит во главу угла экологическую защиту, расширяя леса, болота и водные объекты и сдерживая рост застройки. Четвертый направлен на баланс, пытаясь одновременно повысить экономические показатели и экологические выгоды, а не отдавать предпочтение только одной стороне.

Как команда моделировала ландшафт будущего

Чтобы исследовать эти сценарии, команда связала несколько продвинутых инструментов картирования и моделирования. Один тип моделей оценивал, сколько земли должно занимать каждая категория — например, сельхозугодья, лес или город — при разных политических целях. Другой затем «рос» эти категории по сетке карты, моделируя, как городские кварталы, поля и леса будут расширяться или сокращаться в реалистичных фрагментарных паттернах. Авторы проверили свой подход, сравнив, насколько хорошо он воспроизводит фактическую карту землепользования региона 2020 года по предыдущим данным; соответствие оказалось высоким, что вселило уверенность в способность тех же методов заглянуть вперед в 2035 год.

Отслеживание скрытой сети зеленых связей

Получив карты будущего использования земель, исследователи преобразовали их в изображение системы поддержания жизни региона — экологической сети зеленых зон. Сначала они выделили основные «источники»: крупные массивы леса, луга, болота и городские парки, достаточно большие, чтобы поддерживать дикую природу и экологические процессы. Затем вычислили, насколько тяжело животным и другим организмам перемещаться по разным участкам ландшафта, учитывая крутые склоны, оживленные городские зоны и разные типы земель. Используя эту «поверхность сопротивления», они проследили пути наименьших затрат — словно самые легкие маршруты, которыми могли бы идти животные — чтобы соединить зеленые источники коридорами растительности и водообъектов.

Что происходит при разных политических решениях

Четыре сценария породили весьма разные зеленые сети. При сценариях «бизнес как обычно» и «быстрое экономическое развитие» площади застройки резко расширялись, особенно вдоль реки Янцзы и вокруг крупных городов. Некоторые мелкие зеленые участки сливались в крупные блоки, но многие связи между ними исчезали. Количество и длина экологических коридоров уменьшились, а общая сеть упростилась: стало меньше петель и запасных маршрутов, по которым дикая природа могла бы передвигаться, если один путь окажется заблокирован. Напротив, в сценариях экологической защиты и баланса леса, болота и водоемы росли, особенно в центральных холмистых районах и на водообильных равнинах. Число зеленых источников и коридоров увеличилось, сеть стала более сложной и лучше связанной, появилось больше альтернативных путей, что повышало устойчивость системы к нарушениям.

Поиск практичного компромисса

Ключевой вывод состоит в том, что чисто ориентированный на рост сценарий привел к самой слабой и хрупкой зеленой сети, хотя с точки зрения длины коридоров и сопротивления он был самым дешевым в строительстве. Сценарий экологической защиты создал самую сильную и сложную сеть зеленых зон, но ценой заметного снижения экономического вывода. Однако сценарий баланса улучшил как экологическое состояние, так и экономические показатели по сравнению с настоящим, сохраняя и восстанавливая ключевые болота и леса, при этом позволяя городам расширяться. Для непрофессионального наблюдателя вывод прост: то, как мы планируем землепользование сегодня, фиксирует зеленые артерии завтрашнего дня. Взвешенное планирование развития и сохранения — вместо безудержного преследования только одного из этих приоритетов — дает столичным регионам вроде Нанкина наилучший шанс оставаться одновременно процветающими и экологически устойчивыми.

Цитирование: Liu, W., Zhao, Y., Bai, X. et al. Scenario-based prediction and optimization of greenspace ecological network under land-use dynamics: a case study of Nanjing metropolitan area, China. Sci Rep 16, 12761 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40732-y

Ключевые слова: городские зеленые зоны, планирование землепользования, экологические коридоры, устойчивость мегаполиса, урбанизация в Китае