（园林植物与观赏园艺专业论文）重庆主城区绿地景观格局及其物种组成特点分析.pdf

摘要 重庆主城区绿地景观格局及其 物种组成特点分析 园林植物与观赏园艺专业硕士研究生袁桂美 指导教师王海洋教授 李先源副教授 摘要 城市绿地是构成城市自然环境的基本要素，对维持和改善城市生态环境起着重要的作用。 本论文借助g o o g l ee a r i l l 获取重庆市主城核心区1 ：2 0 0 0 的卫星图片，以主城区绿地特点和城 市绿地系统分类方法为依据。将主城区绿地分为公园绿地、附属绿地、居住区绿地、道路河 岸绿地、生产绿地和其他绿地六种类型。运用a m t o c a d 、r 2 v 、f h g s t a t s 和g i s 等技术，定 量分析了主城区绿地面积和绿化覆盖率等绿地指标，从绿地斑块的规模、形状、密度以及绿 地景观的多样性、连接度和破碎化程度等方面对主城区绿地景观格局进行综合分析，并简要 分析了中粱山和铜锣山两条山脉林地和城市中心林地的景观格局，为重庆市构建和谐的，可 持续发展的城市绿地空间格局提供参考依据。同时，通过对重庆主城区绿地植物实地调查， 分析了主城区绿地植物物种组成特点，对重庆园林绿化植物的选择与配置具有指导意义。 主要结论有： 1 重庆市主城区绿地水平：主城区绿化覆盖率( 3 3 3 0 ) 处于中等水平，附属绿地和居 住区绿地面积比重最大( 3 7 0 2 和3 4 5 6 ) ，公园绿地面积严重不足。 2 重庆市主城区绿地景观格局水平：重庆市主城区绿地斑块平均面积为0 5 h m 2 ，居住 区绿地和附属绿地中斑块数量最多；中型绿地斑块数量和面积都较多，数量和面积比例 ( 5 8 9 2 和4 9 2 6 ) ，大型和特大型绿地斑块数量较少，面积比例也较少( 2 2 1 1 和1 3 3 0 ) ， 小型绿地斑块面积最少；主城区绿地主要为块状斑块，线状绿地斑块数量和面积都最少，块 状绿地和带状绿地面积占总面积的8 5 左右。重庆主城区绿地斑块密度指数为o 6 7 ，景观 分维数为1 3 l ，景观聚集度指数为o 8 4 3 ，景观连接度指数为0 8 6 ，景观多样性指数3 1 ，均 匀度指数o 8 4 。绿地景观斑块具有一定的复杂性，景观聚集度和连接度还不高，各类型绿地 的分布和面积差异较大。主城区内人为活动强烈，特别是居住i 叉：和附属绿地内，景观破碎化 程度高。 3 重庆主城区各类型绿地景观格局水平：主城区绿地中，公园绿地以大型绿地斑块居 多，附属绿地和居住区绿地则以中型绿地斑块为主，道路河岸绿地中，中小型绿地斑块占多 数，生产绿地和其他绿地以特大、大中型绿地斑块居多。除道路河岸绿地以带状绿地和线状 绿地为主外，其他几类绿地都以块状绿地斑块为主。道路河岸绿地斑块密度指数( 4 5 9 1 ) 西南大学硕七学位论文 最大，公园绿地和其他绿地斑块密度最低，生产绿地次之，附属绿地和居住区绿地居中。 重庆市主城区各类型绿地在人工的强烈的干扰下，景观破碎化程度最高，但形状趋近于规则 化其形态格局较简单，分维数( 0 ，无上限。 肋：盟( 3 5 ) 4 ( 4 ) 斑块形状指数s i ( p a t c hs h 印ei n d e x ) 斑块的几何形状是景观空间结构度量中一个很重要的特征。以正方形或圆形为参照，通 过计算斑块与相同面积的正方形或圆之间的偏离程度来测量其形状的复杂程度。以正方形为 参照的斑块形状指数计算公式如下： 盯：望兰 ( 3 6 ) p 是斑块周长，a 是斑块面积，s i l 。s i 的值越接近1 ，斑块形状越接近正方形；数值越 大则说明斑块的形状越复杂或越扁长。 ( 5 ) 分维数f r a c ( f h c t a ld i m e n s i o n ) 分维数表示具有不规则形状对象的复杂性，用来测定形状的复杂程度。这类对象就是分 形，分形一方面从整体上看，分形图形是不规则的，同时，图形在不同尺度上又有相同或相 似的规则性。景观是由具有异质性的斑块组成的，斑块形状不规则，带有自相似性，具有分 脯顺。 卯 牌唰删 7 ， p ：m 乃2 厅= 2 1 1 1 l l h 卅 ( 3 7 ) p 是斑块的周长，a 是斑块的面积，f d 是分维数，k 是常数。对于单个正方形而言，k = 4 。 f d 的理论范围为1 o 2 o ，1 o 代表形状最简单的欧几里德正方形斑块，2 o 代表等面积下周边 最复杂的斑块。不同景观要素的f d 值相同，说明它们具有一致的格局【7 7 1 。 ( 6 ) 景观聚集度指数a i ( a g g r e g a t i o nh l d e x ) 来源于斑块类型水平上的邻近矩阵的计算，在景观水平上则是通过各个类型斑块面积加 权平均计算而得。a i 为o 时，景观中的同类型斑块呈最大程度的离散分布；a i 为l o o 时，该 类型斑块被聚合成一个单独的、结构紧凑的斑块；a i 越大，斑块聚集越紧密。 2 0 第3 章研究方法 肌 南卜 协8 ， ( 7 ) 景观连接度指数p x ( l a n d s c a p ec o n n e c t i v i 够i n d e x ) 景观连接度指景观空间结构单元之间的连续程度，表示景观中同类景观要素斑块在生态 功能与生态过程上相互联系的程度或潜力7 8 】【7 9 1 。 腑= 彳( d 咧力 堡彳( f ) 厶w d ( f ) f = l ( 3 9 ) p x 表示连接度指数，a ( i ) 是斑块i 的面积，n n d ( i ) 指斑块i 到其相邻斑块的最小距 离。o p x l ，取值越大时，则表明该景观里给定斑块类型群聚程度越大唧l 。 ( 8 ) s h a l l l l o n 多样性指数s h d i ( s h 锄o n w i e n e ri n d e x ) 景观多样性指数的大小反映了景观类型的多少和各景观类型所占比例的变化，当景观由 单一的要素构成时，景观是匀质的，s h d i 为0 ；由两个以上的景观要素构成的区域，当其景 观类型所占比例相等时，景观多样性最高；各景观类型所占比例差异增大，则景观的多样性 下降。每一斑块类型所占景观总面积的比例乘以其对数，然后求和，取负值。s h d 仑0 ，无上 限。 删；一芝汕化) 3 加 ( 9 ) s h a n n o n 均匀性指数s h e l ( s h a n n o n se v e 册e s si n d e x ) 均匀性指数反映景观中各斑块在面积分布上的不均匀程度。p k 是斑块类型k 在景观中出 现的概率，n 为景观类型个数。当景观斑块分布的均匀程度趋于最大时，s e i 趋于l 。 f ，一荟足l n 陂) ( 3 - 跚2 苛 u _ l n i 疗) ( 1 0 ) 景观破碎化指数f n ( l a n d s c a p ef r a g m e n t e di n d e x ) 景观破碎化是指景观被分割的破碎程度，在自然景观中，它与自然资源保护密切相关， 在一定的程度上反映人为活动对景观的干扰强度，通常，景观的破碎化程度越高表示人为干 扰越大。城市绿地景观景观破碎化程度的高低，表示城市绿地对于城市生物多样性维持和保 护的贡献的大小，在绿地景观面积相等的情况下，破碎化程度越高，绿地斑块单元越小，对 生物多样性保护越不利。景观破碎化程度还和城市绿地功能的高低有关，景观破碎化程度越 高，绿地景观单元的功能越单一。 刷。：【，一1 ) f 3 - 1 2 刷，：垃型腓 ( 3 1 3 ) f n l 和f n 2 分别为景观两种类型的斑块破碎化指数，f n l 为整个研究区的景观破碎化指数， 西南大学硕七学位论文 f n 2 为研究区内某一景观类型的破碎化指数，f n l 、f n 2 ( 0 ，1 ) ，o 表示景观完全未被破坏，l 表示景观被完全破坏；n 。为景观内各类型斑块总数；n 。为景观内最小斑块面积去除研究区景 观总面积得到的数；m p s 由景观内所有斑块的平均面积除以景观内最小斑块面积得到；n f 为 景观内某一景观类型的斑块总数。 ( 1 1 ) 廊道宽度( c o r r i d o rw i d t h ) 廊道的宽度除了影响生活在廊道内部的物种外，同时具有保护廊道内水资源及野生生物 的能力【8 2 1 。廊道的宽度效应明显，当廊道宽度大于1 2 m 时，始终具各生态意义。 ( 1 2 ) 廊道密度( c o 玎i d o rd e n s i 够) 廊道是分割景观，造成景观破碎化程度加深的动因。廊道密度指单位绿地面积的绿地廊 道长度，单位面积中廊道越长，景观破碎化程度越高。l 是廊道长度( k m ) ，a 是廊道景观的 面积( k m 2 ) 。 厂 d = 二( 3 1 4 ) ( 1 3 ) 廊道连接度( c o r r i d o rc o r u l e “v i t y ) 廊道连接度是指廊道如何连接或在空间上如何连续的量度，是用其单位长度上间断区的 数量来定量，而廊道是否间断和动物可到达距离多寡及可屏障空间多少等生态意义有关，因 此用以描述廊道空间分布的连续性【8 1 1 。 y = 二= 一 ( 3 1 5 ) 3 ( 疗一2 p ) m ，n 分别表示廊道的线点数，0 y 道路河岸绿地 生产绿地 其他绿地 公园绿地，不同绿地类 型平均斑块面积比较依次是公园绿地 其他绿地 生产绿地 附属绿地 居住区绿地 道路河岸 绿地。 表5 1 重庆主城区绿地斑块组成 t a b l e 5 一lc o m p o s i t i o no fg r e e np a t i l e si nc e n n a ld i s t r i c t so fc h o n g q i n g 绿地类型斑块数量 百分比( ) 面积( h m 2 )斑块平均面积( h m 2 ) 5 1 2 绿地斑块规模分析 斑块的大小影响斑块内部生境面积和边缘面积的关系，进而对以某种景观要素斑块为栖 息地的物种种群数量和生态过程产生影响【7 引，而且在城市生态系统中，大型的绿色斑块作为 城市的重要组成部分，不仅具有多种生态功能，同时也为景观带来许多益处。小型的绿色斑 块则可以改善城市景观的视觉功能，提高城市景观的异质性，是大型绿色斑块的补充【跖1 。因 此，从城市景观优化结构模式出发，结合主城区绿地特点，将主城区绿地按面积大小分为小 型绿地( 斑块面积o o 1 h m 2 ) 、中型绿地( 斑块面积o 1 o 5 h m 2 ) 、大型绿地( 斑块面积 o 5 1 o h m 2 ) 和特大型绿地( 斑块面积 1 0 1 1 m 2 ) 四种类型【6 8 】。 主城区绿地斑块的规模分析结果如表( 表5 2 ) 所示。中型绿地斑块数量最多，占总斑块 数量的5 8 9 2 ，大型和特大型绿地斑块数量最少，总共不到2 0 。中型斑块绿地面积最大， 占总面积的近5 0 ，大型绿地斑块面积约为2 0 ，小型和特大型绿地斑块面积最小。从整体 西南大学硕十学何论文 看，主城区城市绿地破碎化程度比较严重，面积小于0 1 h m 2 的小型绿地斑块占总斑块总数量 的2 3 0 5 ，面积小于0 5 h m 2 的绿地斑块占总数量的8 1 9 7 ，占总面积的6 3 6 8 ，表明重庆 市主城区可以适当增加大型绿地斑块的数量和面积，提高城市绿地的连接度。按其斑块规模 分析，不同绿地类型斑块数量比较依次是中型绿地 小型绿地 大型绿地 特大型绿地。不同绿 地类型斑块面积比较依次中型绿地 大型绿地 小型绿地 特大型绿地。 表5 2 重庆主城区绿地斑块规模分析 t a b l e 5 2a n a l y s i so ns i z co fg r e e np a t l l e si i lc e n t m ld i s t r i c t so fc h o n g q i n g 绿地斑块类型 数量 百分比( ) 面积m m 2 )百分比( ) 5 1 3 绿地斑块形状分析 斑块形状指数是斑块周长与面积的比值，其值越大表示斑块形状越复杂，故斑块形状指 数是度量景观空间结构的重要特征。按形态指数大小可以将斑块分为以下几种类型，斑块形 状指数在o 1 6 2 之间的是块状绿地、1 6 2 2 7 7 的是带状绿地，形状指数大于2 7 7 的斑块 称为线状绿地惮7 | 。 主城区绿地斑块的形状分析结果如表( 表5 3 ) 所示。主城区绿地主要为块状斑块，其占 总斑块数量的6 6 9 1 ，带状绿地占总斑块数的2 3 7 ，线状绿地斑块数量最少，只占9 3 9 。 块状绿地和带状绿地面积占总面积的8 5 左右，线状绿地只有1 5 不到。从主城区绿地整体 分析，块状绿地主要分布在公园绿地和部分居住区以及附属绿地中，还包括部分生产绿地和 其他绿地。带状绿地分布于少部分附属绿地和居住区绿地道路旁的绿地，以及一部分道路河 岸绿地中，线状绿地大部分是由道路河岸绿地组成。可适当加强道路河岸绿地建设，增加带 状和线状绿地斑块数量，提高主城区绿地景观的连接性。按其斑块形状分析，不同绿地类型 斑块数量和面积比较依次是块状绿地 带状绿地 线状绿地。 表5 3 重庆主城区绿地斑块形状分析 t a b l e 5 3a n a l y s i so ns h a p eo fg r e e np a m e si nc e r l 乜- a ld i s t r i c t so fc h o n g q i n g 绿地斑块类型 数量 百分比( )面积( h m 2 )百分比( ) 5 1 4 绿地斑块密度 斑块密度是单位面积上的斑块数量，一定程度上反映了景观破碎化程度。本试验研究区 景观面积为1 8 9 5 1 9 l h m 2 ，斑块数量1 2 6 7 0 计算得出，斑块密度指数为o 6 7 。在主城区内，平 均每1 h m 2 的区域内有o 6 7 个斑块，斑块密度处于中等水平。 第5 章主城又：绿地景观格局分析 5 1 5 绿地景观分维数、聚集度、连接度、多样性、破碎化程度和均匀度分析 分维数表示具有形状不规则对象的复杂性，主城区景观分维数为1 3 1 ，说明景观斑块形 状构成具有一定的复杂性。景观聚集度指数为o 8 4 3 ，说明主城区绿地聚集度一般，绿地斑块 分布较为紧凑。景观连接度是测量景观类型的空间连接度的指标，值越大，说明景观的空间 连通性越高。重庆主城区绿地景观连接度指数为0 8 6 1 ，说明绿地景观整体连通性一般。整体 上看，重庆主城区绿地景观聚集度和连接度水平还不高，需要进一步提高。 景观多样性指数反映一个景观中不同景观类型分布的均匀化和复杂化的程度，重庆主城 区内景观多样性指数3 1 ，主城区内分布有多种类型的绿地，公园绿地、附属绿地、居住区绿 地、道路绿地、河岸绿地、生产绿地、林地和其他类型的绿地，但是各类型绿地的分布和面 积差异较大，各类型绿地景观分布具有一定的复杂性。景观均匀度反映景观分配是否均匀和 主要景观的控制程度。主城区绿地景观均匀度指数0 8 4 ，说明主城区绿地的整体分布均匀性 不高。 景观破碎化程度是指景观被分割的破碎程度，与斑块面积密切相关，重庆主城区绿地破 碎化指数为0 1 5 ，主城区内人为活动强烈，特别是居住区和附属绿地内，人为干扰较大，景 观破碎化严重。主城区绿地建设应加强绿地保护措施，减少人为干扰，适当增加大型斑块的 数量和面积，以及公园绿地、道路河岸绿地的建设，提高主城区绿地的景观均匀度和连接度， 提高城市绿地景观的整体效果。 5 2 各类型绿地景观格局分析 5 2 1 各类型绿地斑块规模分析 主城区各类型绿地斑块规模在数量上的分析结果如表( 表5 4 ) 所示。在主城区绿地中， 公园绿地以大型绿地斑块居多，占其总斑块数的4 5 6 9 ，说明公园绿地斑块一般较大，绿地 集中。附属绿地中的中型绿地斑块数最多，占其斑块总量的近7 0 ，特大型绿地斑块很少， 说明附属绿地景观破碎度较高。居住区绿地都中，以中小型绿地斑块为主，大型和特大型绿 地斑块数量只占不到2 0 ，说明居住区绿地内，多数斑块面积很小。道路河岸绿地也以中小 型绿地斑块为主，主要因为道路河岸绿地多呈带、线状分布，连接度较高。生产绿地和其他 绿地以特大、和大中型斑块居多，这两类绿地都呈较大面积的块状分布。 表5 _ 4 重庆市主城区各类型绿地斑块规模数量分析 ! 坐! 呈曼兰q 坚塑! 堑z 塑垒! 堙堡垒望! i 垄堕虫丝堡坐g 堡望p 垒尘墅也g ! 里塑! 旦堡垡! 垒q ! 堡地鳖g i 塑 小型绿地中型绿地大型绿地特大型绿地 绿地类型 数量 比例( ) 数量 比例( ) 数量比例( )数量比例( ) 公园绿地1 31 1 2 l2 01 7 2 43 02 5 8 65 34 5 6 9 附属绿地5 0 61 1 5 23 0 8 56 9 7 25 3 01 1 9 63 l o6 8 0 居住区绿地 1 0 4 6 2 4 9 6 2 “8 5 8 4 2 4 4 3l o 5 72 5 36 0 4 道路河岸绿地 1 3 1 83 7 8 21 8 3 85 2 7 41 6 04 5 91 6 94 8 5 生产绿地2 68 3 l4 81 5 3 48 02 5 5 61 5 95 0 8 0 其他绿地1 28 8 92 61 9 2 63 02 2 2 26 74 9 6 3 两南大学硕+ 学位论文 主城区各类型绿地斑块规模在面积上的分析结果如表( 表5 5 ) 所示。在公园绿地中，大 型和特大型绿地斑块面积占8 0 以上。在附属绿地内，中型绿地斑块面积占其总面积的 5 1 6 5 ，大型绿地斑块面积的比例也较大，特大型斑块面积最少。居住区绿地以中型绿地斑 块为主，占其总面积的6 4 7 6 ，特大型绿地斑块面积较少，只占8 1 。道路河岸绿地以中型 绿地斑块为主，占其总面积的一半以上。生产绿地和其他绿地以特大型绿地斑块为主，占其 总面积的5 0 以上，小型绿地斑块面积最少，在5 以下。主城区绿地建设中，应提高居住区 和附属绿地中的大中型绿地斑块的数量和面积，加快公园绿地建设，提高公园绿地的面积。 表5 5 重庆市主城区各类型绿地斑块规模面积分析 t a b l e 5 5a r e aa n a l y s i so ns i z eo fd i f 佗r e n t2 ，e e np a t h e smc e n 仃a ld i s t r i c t so fc h o n g q i n g 小型绿地中型绿地大型绿地 特大型绿地 绿地类型 面积( 1 l m 2 )比例( )面积( h m 2 )比例( )面积m m 2 )比例( )面积( h m ? )比例( ) 公园绿地2 1 9 37 4 73 1 9 8l o 8 97 0 1 32 3 8 81 6 9 6 85 7 7 7 附属绿地3 8 0 8 61 6 3 01 2 0 6 7 65 1 6 55 8 0 3 12 4 8 31 6 8 97 22 居住区绿地3 2 7 9 61 5 0 31 4 1 2 8 961 7 63 2 9 5 71 5 1 ll l1 2 28 1 0 道路河岸绿地1 5 0 5 81 9 8 43 8 9 8 65 1 3 61 0 2 3 9 1 3 4 91 1 6 2 41 5 3 1 生产绿地1 5 6 94 0 83 8 9 9l o 1 3 1 1 3 7 42 9 5 62 1 6 3 95 6 2 3 其他绿地 1 1 8 5 3 3 32 4 8 36 9 81 3 5 6 23 8 1 51 8 3 2 35 1 5 4 5 2 2 各类型绿地斑块形状分析 各类型绿地斑块形状在数量上的分析结果如表( 表5 6 ) 所示。除道路河岸绿地和其他绿 地以外，其他四类绿地都是以块状绿地为主，各自占其总斑块数量的7 0 左右，附属绿地