基于情景的土地利用动态下绿地生态网络的预测与优化：以中国南京都市区为例

为何城市绿地至关重要

随着城市向外和向上发展，它们经常吞噬农田、森林和湿地。但这些绿色区域不仅仅是美丽的风景：它们为社区降温、净化空气与水体、支持野生动植物，并提升城市宜居性。本研究关注中国东部快速增长的南京都市区，提出一个简单却深刻的问题：如果我们为未来发展选择不同路径，这将如何改变维持该地区环境健康的绿地网络——以及哪种政策组合最能兼顾自然与经济？

地区发展的四种可能未来

研究者为2035年土地利用情景设定了四种叙事路径。第一种称为“按部就班”，延续以往趋势，城市向周边农田扩展并使绿地零星分布；第二种侧重快速经济发展，进一步加大建设与工业用地，力求每平方公里土地获得最大经济收益；第三种把生态保护放在首位，扩展森林、湿地与水域，同时抑制建设增长；第四种追求平衡，尝试同时提升经济回报与生态效益，而非偏向一方。

团队如何模拟未来景观

为探究这些未来，团队将多种先进的制图与建模工具结合使用。一类模型估算在不同政策目标下，各类土地（如农田、森林或城市）应占据的面积比例；另一类模型则在网格地图上“生长”这些类别，模拟街区、田地与森林如何以真实的碎片化格局扩张或收缩。作者通过用早期数据重建2020年的实际土地利用图来检验方法，结果匹配良好，这增强了他们将相同方法用于预测2035年的信心。

描绘隐秘的绿色连接网络

在得到未来土地图后，研究者把这些地图转化为该地区绿色生命支持系统的图像，即绿地生态网络。首先，他们识别出主要“源地”：足以支撑野生生物和生态过程的大块森林、草地、湿地和城市公园。接着，他们计算了生物穿越景观各部分的难易程度，考虑了陡坡、繁忙的市区和不同土地类型等因素。利用该“阻力”面，他们描绘出最小成本路径——类似于动物可能采取的最便捷路线——以连接绿地源地并形成植被与水体廊道。

不同政策选择下的后果

四种未来情景产生了截然不同的绿色网络。在按部就班和快速经济发展的情景中，建设用地显著扩张，尤其沿长江及主要城市周边。一些小的绿地片块合并为较大块，但它们之间的许多连接丧失。生态廊道的数量与长度减少，整体网络变得更简单，循环与备用路线变少，使得若某一路径被阻断，野生生物的通行选择更少。相比之下，在生态保护与平衡情景中，森林、湿地与水体扩展，尤其在中部丘陵与水资源丰富的平原地带。绿地源地与廊道数量增加，网络更为复杂且连通性提升，存在更多替代路径，使系统对扰动更具韧性。

寻找现实中的折中方案

一个关键结论是，单纯以增长为导向的情景导致最薄弱、最脆弱的绿色网络，尽管在廊道长度与阻力方面建设成本最低。生态保护情景创造了最强大、最复杂的绿网，但对经济产出有显著影响。然而，平衡情景在生态健康与经济回报两方面均较当下有所改善，在保留与恢复关键湿地和森林的同时仍允许城市扩展。对普通读者来说，结论很清楚：我们今天的土地利用规划会锁定明天的绿色生命线。审慎地平衡发展与保护——而非不计代价地追逐任一目标——为像南京这样的都市区提供了既繁荣又具生态韧性的最佳机会。

引用: 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

关键词: 城市绿地, 土地利用规划, 生态廊道, 都市可持续性, 中国城市化