（环境科学专业论文）快速城市化背景下中等城市景观格局分析及优化——以资阳市雁江区中心城区为例.pdf

类二级景观，即居住景观、办公文化景观、工业景观、商贸服务景观、市政 公用设施、交通广场景观、绿地景观、水体景观、特殊景观。利用地理信息 软件a r c g i s 8 0 对资阳城市总体规划2 0 0 4 现状图( 1 ：1 5 0 0 0 ) 等图件 进行数字化处理，提取各景观类型图斑的数量、面积、周长等参数，运用景 观生态学数量方法，以e x c e l 2 0 0 3 为工具，从城市景观单元特征、异质性、 空间构型、廊道网络四个层次计算斑块形状指数、多样性指数、均匀度指数、 优势度指数、破碎度指数、分离度指数、网络连通性、网络环度等指标，对 雁江区中心城区景观空间格局进行了量化。 从景观构成看，研究区内居住景观、工业景观面积构成比例最大，分别 占景观总面积的3 2 3 0 和2 0 8 0 ，市政公用设施和交通广场景观面积构成 比例较小，分别占景观总面积的2 0 9 和1 2 4 ；从景观单元特征指数看， 类型斑块密度( 孔隙度) 最大的是商贸服务景观和办公文化景观，城市景观 斑块整体密度( 镶嵌度) 为2 1 3 1 1 2 个肥n 2 ；城市景观斑块整体多样性指数、 均匀度指数、优势度指数分别为6 3 8 1 5 、o 5 5 6 0 、1 9 6 7 2 ，与国内已报道研究 计算的城市景观异质性指数水平相当，其中居住景观斑块多样性指数、破碎 度指数最高；城区廊道连通性指数和廊道网络环度分别为0 5 9 2 6 及0 3 8 2 0 ， 道路网络连通性好，而路环较少，道路结构不尽合理。评价结果表明，雁江 区中心城区城市景观斑块整体多样性良好，但存在城市景观布局不合理、环 境景观类型少、城市绿地覆盖率低、斑块破碎度大、景观结构功能单一、城 市辅助及配套设施不完善等问题。 最后，论文提出了雁江区城市景观格局优化的设想，引导区域及城市用 地和空间资源的合理配置。优化对策强调了建设景观、环境景观、水体景观、 特殊景观各自的中心地位，突出了建设景观中居住景观组团、工业景观组团 及商贸、办公文化景观组团的核心功能；着重对城市绿地进行了规划，使城 市景观斑块合理镶嵌于城市景观基质中；通过多种类型的廊道合理分割、连 接城市各功能区，使各景观类型功能突出、配置合理、通达性良好，形成区 域生态和谐，具有优美山水风光，富有活力的健康丘陵城市生态系统。 关键词：城市景观生态学；城市景观；城市化；景观格局；景观优化：资阳 市 u r b a n l a n d s c a p e p a r e r na n di t s o p t i m i z a t i o n o f m i d s c a l ec i t yu n d e rt h ef a s tu r b a n i z a t i o nc o n d i t i o n _ 4c a s es t u d yo fz i y a n gc i t y m a j o r ：e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e p o s t g r a d u a t e ：h a n y ia d v i s o r ：s u nh u i u r b a n i z a t i o ni sa l li n e v i t a b l ec o n s e q u e n c eo fs o c i a lp r o d u c t i v i t yd e v e l o p m e n t , a n dt h eu r b a n i z a t i o nl e v e li sa l s oo n eo ft h ee m b o d i m e n t so fe c o n o m y d e v e l o p m e n ti no u ec o u n 时o rr e g i o n h o w e v e r , f a s tu r b a n i z a t i o nb r i n g sa b o u ta s e r i e so fp r o b l e m s ，s u c ha se n v i r o n m e n tp o l l u t i o n ，t r a f f i cb l o c ka n dh o u s i n g s h o r t a g e t h e r e f o r e ，h o wt oc o n s t r u c t aw e l l - d e s i g n e ds u s t a i n a b l eu r b a nw i t hh i g h e f f i c i e n c ya n dh i g h - q u a l i t ye n v i r o n m e n ti sb e c o m i n go n eo ft h eh o tt o p i c sf o r l a n d s c a p ee c o l o g i s t s w o r l d w i d e u r b a nl a n d s c a p e e c o l o g yp r o v i d e su r b a n l a n d s c a p ep l a n n i n g ，d e s i g na n dm a n a g e m e n tw i t ht h et h e o r e t i c a lf o u n d a t i o n s t h r o u g hi m p l e m e n t i n gt h et h e o r i e sa n dm e t h o d o l o g i e so fl a n d s c a p ee c o l o g y i n a d d i t i o n ，s o m en e ww a y sa n ds c i e n t i f i cp r o o fa r ep r o v i d e dt os o l v eu r b a ni s s u e s f o ru r b a n i z a t i o ns t r a t e g i e s z i y a n gi sat y p i c a lm i d s c a l ec i t yi nh i l l yr e g i o uo fs i c h u a nb a s i n ，a n dn o w i t i se x p e r i e n c i n gaf a s tu r b a ne x p a n s i o na so t h e rc i t i e si nc h i n a t h ed i s t r i b u t i o no f o l dc i t yl i m i t st h ec i t y sf u r t h e rd e v e l o p m e n t h e n c e ，t h ef l o u r i s h i n gd e v e l o p m e n t o ft h ec i t yr e q u i r e sw e l l d e s i g n e do p t i m i z a t i o np r o g r a mf o ru r b a nl a n d s c a p e b a s e do nt h ep r i n c i p l e so fl a n d s c a p ee c o l o g ya n dg i s ，n e wm e t h o d sf o rs o l v i n g t h ep r o b l e m so fe x p a n s i o na n dc o n f l i c t sb e t w e e nu n r e a s o n a b l e1 a n d s c a p ep a t t e r n a n d c i t y ss u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t w e r ed i s c u s s e di nt h i sp a p e r 试 t h er e s u l t so fc h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e ra n a l y s i so fl a n d s c a p ep a t c h e ss h o w e d t h a tu r b a nl a n d s c a p eo ft h ec i t yc o u l db ec l a s s i f i e di n t of o u rc a t e g o r i e s ，i e ， c o n s t r u c t i o nl a n d s c a p e ，e n v i r o n m e n t a ll a n d s c a p e ，w a t e rl a n d s c a p ea n dp a r t i c u l a r l a n d s c a p e t h ep a t c hs h a p ei n d e x ，d i v e r s i t yi n d e x ，e v e n n e s si n d e x ，d o m i n a n c ei n d e x 。 f r a g m e n t a t i o ni n d e x ，i s o l a t i o ni n d e xa n dn e tc o n n e c t i v i t yh a v eb e e ns t u d i e da n d e v a l u a t e db a s e do ng i st e c h n o l o g ya n dl a n d s c a p ee c o l o g y t h er e s u l t so f l a n d s c a p ep a t t e r na n a l y s i si n d i c a t e dt h a tt h el a n d s c a p ew a sc h a r a c t c f i z e ab yh i g h h e t e r o g e n e i t ya n dd i v e r s i t yi np a t c h e sd i s t r i b u t i o n , l o ws u i t a b i l i t y i n s p a t i a l d i s t r i b u t i o na n dl l i g hf r a g m e n t a t i o n i n2 0 0 4 m u c hh i g h e rp e r c e n t a g e sw e q l e o c c u p i e db yh a b i t a tp a t c h e sa n di n d u s t r i a lp a t c h e s ，w h i c hw e r e3 2 3 0 a n d 2 0 8 0 r e s p e c t i v e l y m e a n w h i l e ，n u m b e ro fp a t c h e s ，f r a g m e n t a t i o ni n d e xa n d d i v e r s i t yi n d e xo ft h eh a b i t a tl a n d s c a p ew e r ca l s ot h eh i g h e s to n e s i na l lo f l a n d s c a p et y p e s a d d i t i o n a l l y , a no p t i m i z a t i o nd e s i g no ft h el a n d s c a p ep a t t e r nf o rt h ef u h h e r d e v e l o p m e n to fz i y a n gw a sp r o p o s e d t h es o l u t i o ne m p h a s i z e dt h ee s s e n t i a lr o l e s o fc o n s t r u c t i o n l a n d s c a p e ， e n v i r o n m e n t a ll a n d s c a p e ， w a t e r l a n d s c a p e a n d p a r t i c u l a rl a n d s c a p ea n do u t l i n e dt h ec r i t i c a lf u n c t i o n a l i t yo fh a b i t a tl a n d s c a p e 。 i n d u s t r i a ll a n d s c a p ea n dc o m m e r c i a lt r a d el a n d s c a p e t h eo p t i m i z a t i o ns u g g e s t e d t h a td e s i g n a t i o nf o rd i f f e r e n tl a n d s c a p et y p es h o u l ds t a n do u tt h e i ro w nf u n c t i o n g r o u pt oi m p r o v ee c o n o m ye f f i c i e n c ya n dr e d u c eo p e r a t i n gc o s t s f o ri n s t a n c e ， r e l a t e dc o n s t r u c t i o nl a n d s c a p es h o u l db eb l o c k e dt o g e t h e ra sp o s s i b l e ，w h i c ha l s o w a sh e l p f u lt or e d u c ef r a g m e n t a t i o ni n d e x g r e e nl a n da r e aa n dd i s t r i b u t i o ns h o u l d b ei m p r o v e d 蝴l r er e a s o n a b l ea n dc o r r i d o r ss h o u l db ed e s i g n e df o rm o r ee f f i c i e n t l i n k a g e f o l l o w i n gt h eo p t i m i z a t i o np r i n c i p l e so fl a n d s c a p ee c o l o g y , z i y a n gw i l l b ec o n s t r u c t e da sab e a u t i f u la n dh e a l t h yu r b a ne c o s y s t e mw i t hr e a s o n a b l e l a n d s c a p es p a t i a lp a t t e r na n dw e l la c c e s s i b i l i t y k e y w o r d s ：u r b a nl a n d s c a p ee c o l o g y ；u r b a nl a n d s c a p e ；u r b a n i z a t i o n ；l a n d s c a p e p a t t e r n ；l a n d s c a p eo p t i m i z a t i o n ；z i y a n g ，、_一 四川大学硕士学位论文 城市景观生态研究与应用进展 1 1 城市化及城市景观系统 1 1 1 城市化内涵及其发展趋势 地球表面景观的变化几乎无处不在。为了满足人类的需要，许多土地发生 了改变，在这一点上，城市地区比任何地方都显得突出。城市化包括了土地、 空气、能源以及人口的巨大转变，这些转变正对城市人口产生着巨大的生态影 响【”。城市化又称城镇化、都市化。中华人民共和国国家标准城市规划术语 定义，城市化是人类生产与生活方式由农村型向城市型转化的历史过程，主要 表现为农村人口转化为城市人口及城市不断发展和完善的过程。城市化是社会 生产力发展的必然产物，是经济社会发展的必然趋势，也是目前人为活动占优 势地区最主要的生态过程。城市化的内涵在于，它不仅是简单的城乡人口结构 的转化，更重要的是一种产业结构及其空间分布结构的转化，是传统生产方式、 生活方式和行为方式向现代化生产方式、生活方式和行为方式的转化。随着1 8 世纪中叶英国的产业革命，工业化的兴起和发展，城市化进程迅速加快，2 0 世 纪期间，世界城市人口数量增加了l o 倍，城市人口比例从1 4 上升到5 0 左 右 2 1 ，预计到2 0 3 0 年，将有超过6 0 的世界人口居住在城市中【3 】。 城市化是建立在现代科学技术进步基础上的，是社会发展的必然趋势【4 】。 它使交通更加发达，通讯更加便捷，人口和现代产业向城市快速集中，为大规 模生产、扩大贸易、繁荣经济提供了条件。然而，城市化在提高社会生产、商 品流通、信息交换频率的同时，也使城市生态系统内部能量、物质交换及其与 城市外部的循环受到了严重干扰，其物流、能流、人口流、信息流畅通受到了 不同程度的阻碍。城市景观高密度的社会经济活动以及某些阶段性的快速发展 过程往往对其内部和周边地区产生显著的生态影响 5 1 。2 0 0 1 年世界平均城市化 水平达4 7 ，我国同期城市化水平3 6 左右。我国建国初期，即1 9 4 9 年全国 设市城市1 3 6 个，城镇人口5 7 6 5 万，城市化水平为1 0 6 ；1 9 7 8 年全国设市 城市1 9 2 个，城镇人口1 7 2 亿人，城市化水平为1 7 9 ；2 0 0 2 年全国设市城市 增加到6 6 2 个，城镇人口超过4 8 亿，城市化水平达到3 8 。根据城市化的发 展规律，在未来5 0 年里，我国将经历一个快速城市化过程，大约3 4 亿人口 快速城市化背景下中等城市景_ 现格局分析及优化 将从农村转移到城镇，城市化的规模史无前例。 1 1 2 城市景观系统及城市景观生态学 1 1 2 1 城市景观生态系统 城市是人口高度集中居住的地方，是社会经济、文化和交通聚散的枢纽， 是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊人工生态系统，是经济 实体、社会实体和自然实体的统一【6 7 】。因此城市景观系统是社会一经济一自然 复合生态系统的多维景观，包括自然景观( 地理格局、水文过程、气候条件、 生物活力) 、经济景观( 能源、交通、基础设施、土地利用、产业过程) 、人文 景观( 人口、体制、文化、历史、风俗、风尚、伦理、信仰等) 的格局、过程 和功能的多维耦合，是由物理的、化学的、生物的、区域的，社会的、经济的 及文化的组分在时、空、量、构、序、范畴上相互作用形成的人与自然的复合 生态体嘲。城市景观作为典型的人工景观与代表人工一自然景观的农村进行对 比，表现出以下特点：在空间结构上城市景观属于紧密汇聚型，斑块组成大集 中、小分散，而农村景观则表现为一种离散空问的镶嵌格局，斑块组成小集中、 大分散；在功能上城市景观表现为高能流、高容量，信息流的辐射传播以及文 化上的多样性，而农村景观表现为低能流密度与低容量，信息的波动传递以及 生态上的多样性；在景观变化的速率上二者更是相差甚巨，城市景观变化快速， 而农村景观变化相对缓慢 9 1 。 城市作为当今人类聚居的重要场所，是人类社会经济、文化、生活的主要 载体，人类活动在改造城市生态系统的同时，也在破坏城市生态系统。在农业 文明时期，生产力水平低下，人类对自然的依赖和顺应是占主体的，因而人和 自然表现为一种和谐的关系，这个时候城市的发展自然渐进。进入近代社会以 后，随着人类社会进入工业文明时代，生产力迅速发展，机器化大生产创造了 空前的财富，这个时代，人与自然的关系对立起来，人类越来越热衷于征服、 改造自然。在当代城市，问题日趋严重，体现在人口无限集中，城市恶性膨胀、 机能紊乱、环境污染以及诸多的社会弊端方面，概言之，即是城市整体发展极 不平衡【l o l 。当前所有研究都说明，城市发展中许多生态环境问题都与不合理的 城市景观生态格局有关【h ，1 2 1 3 1 。如何有效解决城市发展的生态环境问题，以及 快速城市化带来的污染、交通、住房等严峻的城市问题，探求健康的城市发展 模式，创造宜人的人居环境，建设高效、健康、公正的城市形态，使城市化不 2 婴型查兰堡主兰垡堡苎 仅是乡村人口向城市人口转化、城市人1 2 1 的增加、城市地域的扩大，同时也成 为城市不断完善、城市质量不断提高的过程1 4 1 ，受到各国政府、国际机构和学 术团体的高度关注。 1 1 2 2 城市景观生态学 城市景观生态学是一个多学科的综合性研究范畴，它从景观生态学原理出 发，结合城市这一自然、社会经济复合系统自身的特点，研究城市景观的形态、 结构、功能、空间布局以及各景观要素之间的关系，寻找造成城市内部各要素 之间不能相互协调发展的原因，从而优化组合城市原有景观元素或引入新的景 观成分，调整构建合理的城市景观格局及功能区域，达到提升城市整体景观功 能的目的。城市景观生态学为解决城市的资源、环境和可持续发展问题开辟了 新的思路，赋予了城市规划以生态学的内涵，为实现城市景观具有较高的可持 续能力提供了新的解决途径。 1 2 景观生态学基本理论与方法 1 2 1 景观生态学概念与内涵 景观生态学是近二十年迅速发展的一门学科，它关注于景观的空间结构、 过程和变化【l 习通过土地镶嵌的斑块一廊道一基质模型，景观生态学分析提供 了一个可以研究人类对环境干扰的空间尺度【1 5 i 唰。景观生态学的主体是地理学 与生态学之间的交叉，它以整个景观为研究对象，通过物质流、能量流、信息 流与价值流在地球表层的传输和交换，通过生物与非生物以及人类之间的相互 作用与转化，运用生态系统原理和系统方法研究景观结构和功能、景观动态变 化以及相互作用机理、研究景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护 6 1 。 简言之，景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程 相互作用的综合性学科其研究对象和内容包括景观结构，即景观组成单元的 类型，多样性及其空间关系；景观功能，即景观结构与生态学过程的相互作用， 或景观结构单元之间的相互作用；景观动态，即指景观在结构和功能方面随时 间推移发生的变化。 快速城市化背景下中等城市景观格局分析及优化 1 2 2 景观生态学中的一些主要概念和理论 景观生态学的许多概念来自于相邻学科，涉及的主要概念和理论有：尺度 及其有关概念，格局与过程，空间异质性和斑块性，等级理论，边缘效应，斑 块动态理论，斑块一廊道一基质模式，种一面积关系和岛屿生物地理学理论， 复合种群理论，以及景观连接度、中性模型和渗透理论【l ”。 ( 1 ) 斑块一廊道基质模式 景观生态学和景观规划中，斑块( p a t c h ) 一廊道( c o r r i d o r ) 一基质( m a t r i x ) 是构成并用来描述景观空间格局的一个基本模式，为我们提供了一种描述生态 学系统的“空间语言”。其概念来自于生物地理学( 主要是植物地理学) 。基于 长期以来许多领域的研究成果，以斑块、廊道和基质为核心的一系列概念、理 论和方法逐渐形成了现代景观生态学的一个重要方面斑块是在景观的空间比 例尺上所能见到的最小异质性单元，即一个具体的生态系统；廊道是指不同于 两侧基质的狭长地带，可看作是一个线状或带状斑块；连接度、结点及中断等 是反映廊道结构特征的重要指标；基质是景观中范围广阔、相对同质且连通性 最强的背景地域，是一种重要的景观元素，它在很大程度上决定着景观的性质， 对景观动态起着主导作用【6 1 7 1 。 ( 2 ) 景观格局与过程 景观结构是指景观的组分构成及其空间分布形式。景观结构特征是景观性 状最直观的表现方式。景观结构包括景观的空间特征( 如景观元素的大小、形 状及空间组合等) 和非空间特征( 如景观元素的类型、面积比率等) 两部分内 容。而景观格局一般是指景观组分的空间分布和组合特征。景观生态学理论的 重要命题之一就是景观结构和景观功能的动态联系。一方面，景观结构或者景 观格局以及城市和自然元素很大程度上决定了景观功能或者生态流和生态过 程。另一方面，景观的自然结构受水平方向生态流及生态过程的强烈影响，例 如地表径流、地下水流、侵蚀、能流、植物分布、物种迁移。过程则强调事件 或现象发生、发展的程序和动态特征砸1 5 翔。 ( 3 ) 异质性 异质性是一个景观区域中景观元素类型、组合及属性在空间和时间上的变 异程度，是景观区别于其他生命层次的最显著特征。景观异质性包括时间异质 性和空间异质性，及时空耦合异质性。地球上多种多样的景观是异质性的结果， 婴型盔兰堡主兰垒堡壅 异质性是景观元素间产生能量流、物质流的原因【6 】。 ( 4 ) 尺度 尺度一般是指对菜一研究对象或现象在空间或时间上的量度，即是研究对 象在时间和空间的细化水平，分别称为空间尺度和时间尺度。任何景观现象和 生态过程均具有明显的时间和空间尺度特征。景观生态学研究的重要任务之一 就是了解不同时间、空间水平的尺度信息，弄清研究内容随尺度发生变化的规 律性。在景观生态学中，尺度往往以粒度( g r a i n ) 和幅度( e x t e n t ) 来表达。粒 度指景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积；幅度是指研究对 象在空间或时间上的持续范围。尺度有大尺度( c o a r s es c a l e ) 和小尺度( f i n es c a l e ) 之分。大尺度常指较大空间范围内的景观特征，往往对应于小比例尺、低分辨 率；而小尺度则常指较小空间范围内的景观特征，往往对应于大比例尺、高分 辨率。景观生态学中往往需要利用某一尺度获得的信息和知识来推测其他尺度 上到特征，这一过程即所谓的尺度推绎( s e a l i n g ) 尺度推绎包括尺度上推 ( s e a l i n gu p ) 和尺度下推( s e a l i n gd o w n ) 【6 1 7 1 景观特征通常会随着尺度变化 出现显著差异，因此，某一尺度上获得的任何研究结果，不能未经转换就向另 一种尺度推广。不同的分析尺度对于景观结构特征以及研究方法的选择均具有 重要影响，因此在着手进行一项景观生态问题研究时，确定合适的研究尺度以 及相适应的研究方法，是取得合理研究成果的必要保证。 1 3 城市景观生态学国内外研究进展 1 3 1 景观斑块 斑块是景观中一类重要的景观要素，斑块特征是景观空间结构的一个主要 参数【1 酊。由于研究对象、目的和方法的不同，生态学家对斑块的定义亦不同。 l e v i n 和p a i n e ( 1 9 7 4 ) 定义，斑块是一个均质背景中具有边界的连续体的非连 续性；f o r m a n 和g o & o n ( 1 9 8 6 ) 定义，斑块强调小面积的空间概念，为外观 上不同于周围环境的非线性地表区域，它具有同质性，是构成景观的基本结构 和功能单元；邬建国等( 1 9 9 2 ) 把斑块定义为：依赖于尺度的，与周围环境( 基 底) 在性质上或者外观上不同的空间实体。所有定义都强调斑块的空间非连续 性和内部均质性1 6 1 。 环境异质性、自然干扰和人类活动是影响斑块起源的主要因素。不同斑块 堡堕堡壹些堂墨：! ! 竺堕堕墨翌堡旦坌堑壁垡些 的大小、形状、边界性质以及斑块间的距离等空间分布特征又构成斑块化的差 异，并控制生态过程的速率。因此，理解斑块形成消i 二的机制，描述比较不同 斑块的形状特征、差异，探索斑块的结构、功能、动态，对生物多样性保护、 景观异质性维持等方面的研究具有重要意义【6 】。 景观生态学领域关于斑块的研究已经比较成熟，涉及较广范围。当前研究 包括城市景观斑块、自然生态系统斑块的研究；有森林景观斑块的研究，也有 城市植被景观斑块特征的探讨。具体研究包括有斑块大小特征的研究及斑块分 形研究 1 9 2 0 l 。 1 3 2 景观异质性 景观多样性( 1 a n d s c a p ed i v e r s i t y ) 主要是描述斑块性质的多样化，而异质性 ( h e t e r o g e n e i t y ) 是斑块空间镶嵌的复杂性1 2 1 ，或者景观结构空间分布的非均匀 性和随机性【l 嗣。异质性表征了景观或其属性的变异程度，决定了空间格局的多 样性。异质性是景观的根本属性，它作为热力学的产物，是不同地区间流的源 泉。景观异质性作为一个景观结构的重要特征，对景观的功能和过程具有显著 影响。 景观空间异质性有梯度分布和镶嵌结构两种情形【l 唰。公园、广场、草坪、 行道树、道路、街区、河流( 自然和人工) 和轨道等城市景观元素以镶嵌的形 式构成城市景观的空间镶嵌格局；从市区到郊区的各项景观要素的渐变又构成 了城市景观的梯度分布格局。城市作为特殊的景观存在形式之一，也是一种异 质性景观，同样需要维持和提高其异质性来保证其内部的生态平衡与持续能力。 因此，基于斑块一廊道一基质( p a t c h - - c o r r i d o r - - m a t r i x ) 镶嵌结构模式的城市 景观异质性，特别是空间异质性、时间异质性和功能异质性，是城市景观定量 研究的核心内容之一c z 2 l 。 关于景观异质性的测度，李贞等选用景观多样性指数h ( d i v e r s i t y ) 、优势 度指数d o ) o m i n a n c e ) 、均匀度指数e ( e v e n n e s s ) 、最小距离指数n n i ( n c a r e s t n e i g h b o ri n d e x ) 、连接度指数p x ( p r o x i m i t yi n d e x ) 、绿地廊道密度u ( l i n e c o r r i d o rd e n s i t y ) 、绿地斑块密p d ( p a t c hd e n s i t y ) 7 个指数对广州城市绿地的 景观异质性进行了量化 2 3 1 ，为景观异质性指标的数量化测度提供了参考。由于 基质是相对来说比较匀质的一种景观要素，廊道又是以一种具有特殊意义的景 观要素形式存在，所以当前城市景观异质性研究较多集中在斑块异质性方面的 堕型查兰堡主兰竺丝苎 研究。除对斑块进行异质性分析以外，应该扩大研究尺度，把研究对象从单个 或单一类型斑块扩展到多个或者多种类型的斑块，从城市景观整体角度系统研 究城市景观格局及其形成过程等方面的问题，为快速城市化提供其格局演变趋 势及其调控提供科学依据。 1 3 3 廊道及廊道效应 廊道是城市景观重要组成部分，也是促使城市景观发生变化的主要原因之 一。廊道在城市景观中主要体现为道路、河流、轨道交通等连通物或阻隔物， 在很大程度上决定城市景观结构与人口的空间分布格局。 由于城市景观生态系统存在城市中心梯度场和廊道效应梯度场，在单纯经 济利益驱动下，城市本质上存在摊大饼的扩张倾向渊。因此，研究和分析城市 廊道各要素特点、变迁规律及其对城市景观格局的影响，有助于了解城市景观 的发展变化规律，从而为城市规划提供理论依据，避免不合理的城市规划破坏 城市景观结构与生态平衡。 在城市廊道研究方面，李维敏等( 1 9 9 9 ) 对广州城区廊道的发展演化进行 了分析预测，探讨了其对总体城市景观生态环境的影响并提出了相应的建议 2 5 1 。 宗跃光等的研究表明，廊道效应产生的实质在于廊道效应是距离的函数，因而 可以用指数衰减曲线表示，并指出人工廊道与自然廊道场效应的分界点即综合 效益极大点。自然廊道在两条人工廊道之间存在的合理依据是至少存在两个分 别与两条指数衰减曲线相交的综合效益极值点 2 6 1 宗跃光等( 1 9 9 6 ，1 9 9 8 ) 通 过廊道效益分界点的位移及廊道模型，并结合北京中心市区不同时期空间扩展 格局，揭示北京市城市景观8 个方位廊道的扩展量、扩展速度及变化趋势，提 出将自然廊道体系纳入北京大都市区规划，形成人工廊道与自然廊道相间分布 的星状分散集团式景观格局 2 4 , 2 7 1 。这些工作为城市廊道定量研究、以及廊道的 规划和管理工作提供了有益的探索。 1 3 4 景观空间格局及其变化动态 景观空间格局指面积和形状不一的景观斑块在空间上的配置。景观格局是 景观异质性的具体表现，同时也是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上 的作用结果。景观异质性决定了景观空间格局研究的重要性 6 1 ，景观格局分析 的目的是从看似无序的景观斑块镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性圆。因此， 7 堡望堡壹些笪墨e 竺壁堕墨翌鱼曼坌塑墨垡垡 城市景观空间格局的研究成为目前城市景观生态学研究中的一大热点。 景观变化动态是指景观变化的过去、现状和未来趋势。它足回答景观怎样 变化，为什么这样变化以及变化结果的一个概念。景观变化动态根据景观变化 侧重点不同分为两种，即景观空间变化动态和景观过程变化。目前研究较多的 是景观空间变化动态，即对景观中斑块数量、斑块大小、廊道的数量和类型、 影响扩散的障碍类型和数量以及景观要素的配置等变化的情况进行定性或者定 量研究。景观过程变化动态是对外界干扰下，景观中物种的扩散、能量的流动 和物质的运移等变化情况的讨论。它一般涉及系统的输入流、流的传输率和系 统的吸收率，系统的输出流，能量的分配等方面。景观空间变化和景观过程变 化是同一变化中的两个方面。过程变化是空间变化的原因，空间变化反过来又 影响过程变化【6 1 从已有的研究，大多工作集中在通过遥感获得某一地区的生 态数据，计算分析各类景观生态学指数，再利用g i s 技术。对城市景观格局变 化做定量分析，探讨城市景观格局形成及其动态的驱动力，并寻找其变化规律 与调控机制。例如，中科院遥感所从1 9 8 6 、1 9 9 6 和2 0 0 0 年三个时期t m 遥 感图像提取信息，利用遥感图象解译的景观矢量图和地理信息系统软件 a r c i n f o 计算各种景观类型的斑块面积、斑块数和面积百分比。在此基础上， 利用破碎度指数f i 、分离度指数n i 、空隙度指数a ( r ) 和多样性指数h 分析 海口市1 9 8 6 。1 9 9 6 和1 9 9 6 。2 0 0 0 年景观结构的动态演化模式四1 ；李卫锋、王仰 麟等在遥感与g i s 技术支持下，以深期l 市域1 9 7 8 年m s s 影像与1 9 8 6 、1 9 9 0 、 1 9 9 5 和1 9 9 9 年4 期t m 影像为主要数据源，研究了深圳市域景观空间格局及 其动态变化，发现景观空间构型与多样性演变受社会经济发展水平强烈影响， 而自然生态条件是景观整体结构变化的重要约束因子【蚓 当前景观空间格局研究表明，现有工作虽然将城市景观格局在时间上的运 动变化规律表现出来了，但是缺乏从景观生态学角度深入探讨、挖掘问题，并 且缺乏对中等尺度的城市区域展开研究，因此今后应该加强这方面的工作。 1 3 5 景观格局演变的驱动力分析 驱动力研究是城市景观生态研究的核心问题之一，主要通过比较不同时期 或不同自然地理区域的景观空间格局指数，揭示区域景观的动态变化。城市景 观的结构、功能、格局可以解释景观变化的内在规律，为寻找景观变化驱动因 子及探讨变化和调控机制提供了重要条件。 8 婴型盔兰堡主兰竺丝苎 驱动因子有自然驱动因子和人为驱动因子两方面。早期对景观格局演化驱动 力的分析多集中于对各种自然干扰的研究，东南西北不同区域的景观格局很大 程度受到自然因素的影响，比如风向、河流、湖泊、地形等等。而近年景观生 态学家越来越关注人为活动对于景观格局的影响。这是由于城市景观以人为活 动为主，城市化对城市景观格局的影响主要是人为因素的影响。但是在探讨人 为驱动因子时涉及人口、技术、政经体制及决策因素、文化因素等许多方面， 需要协同工作的技术人员较多，工作难度较大，因而其变化机理研究显得尤为 复杂。迄今为止城市景观驱动力的研究还局限于统计计算数据与人为活动的简 单因果分析之上，还没建成成景观动态变化与人为活动的响应模式【3 l 】。另外， 总结国内研究案例，我国现阶段有关驱动力的研究和应用主要集中在北京、上 海、深圳、广州等城市。在现有的理论研究成果和应用经验基础上，下一步可 将城市景观生态学的研究范围拓展，在全国众多城市中展开这项工作 1 3 6 以空间格局分析和动态模拟模型为特点的景观生态学数量方法 前文已经提到，城市景观动态变化是目前最受瞩目的城市景观生态学研究 问题，而模型研究是城市景观动态研究最活跃的领域，它可以为景观动态变化 提供数学支持，使研究方法更加科学，研究结果更加可靠。从模型整体设计思 路看，城市景观动态模拟可以归纳为景观空间动态模型和非空间动态模型两大 类型3 1 1 。国内有曾辉，喻红等在1 9 8 8 1 9 9 6 年5 个时段景观遥感制图的基础上， 利用细胞自组织模型对深圳市龙华地区城镇建成区的动态变化进行的模拟研究 3 2 1 。 1 3 7 当前城市景观生态学研究的基本内容 总结当前景观生态学分析、研究的一般原理及方法论，归纳景观生态学、 景观管理、规划在不同国家的实例研究，可知当前国际景观生态学研究热点主 要集中在景观生态学理论及模型研究( 主要关注景观格局、景观过程及模型分 析) ；景观变化( 主要考虑变化中未来景观形状改变的不同方面) ；景观管理和 景观修复( 涵盖了应用景观生态研究的诸多领域) ；城市景观生态学( 主要探讨 城市化及其景观生态效应) 【3 3 】。而关于城市景观生态学研究的基本内容可概述 如下：( 1 ) 城市空间结构一一城市布局与空间单元构成，城市用地，城市廊道， 城市空间资源和城乡交接带的发展演化；( 2 ) 城市生态过程一一能源的供应与 9 堡堕丝壹些笪墨! 竺堡壹墨婴堕旦坌堑墨垡些 消耗，水资源利用与循环，物资的输入和输出，城市人口的聚集与扩散，城市 自然生态系统的维持等；( 3 ) 城市景观风貌一一城市特征形象与景观视觉识别， 城市风貌与环境空间艺术，景观变化与生态荚学；( 4 ) 城市生态建设一一绿色 空间体系的构建，人居环境的改善，污染环境治理，清洁生产与文明消费等； ( 5 ) 城市景观规划一一风景园林规划，公共空间的景观设计例。 1 4 我国城市景观生态学研究中存在的问题及可能的研究方向 1 4 1 城市基质的确定 基质是景观中面积最大的景观元素，直接影响着景观中其它要素的组成、 分布以及功能。研究城市景观，首先是确定基质，因为基质的确定直接影响研 究结果。由于城市景观主要是由建筑物以及道路构成，大多景观元素都是建立 在水泥硬化地面上的人工建造物，因此很难准确区分城市基质与斑块、廊道。 已有的研究中，许多研究认为城市的基质就是街区，有人指出“基质”本身也是 有不同大小的嵌块体和廊道组成，而且可以按地域、功能、行政单位进行划分， 如居民区、商业区、重工业区等【3 2 】。城市景观的景观生态学认为基质是面积最 大、连通性最好的景观要素，它通常用凹形边界将其它景观要素包围起来 3 4 1 ， 因此也可视为整个的硬化地面城市基质。但是，城市基质现今还没得到一个普 遍认同的划分，因此在城市生态系统基质的确定过程中应该切实联系景观生态 学中基质判定的几个标准( 比如相对面积、连通性、控制程度等) ，联系研究目 的、研究对象特点以及研究技术方法，作出科学的界定。 1 4 2 城市景观格局研究中指标体系问题 近年来，在运用景观指数定量研究城市景观格局及变化中，已有很多的实 践，并且提出了许多描述城市景观格局与动态的指数，成功的揭示了城市生态 系统的生态机理与过程。李团胜、肖笃宁在对沈阳市城市景观结构分析中，应 用g i s 技术获得的景观空间数据，计算了景观结构指数，得出结论：目前常用 的景观指数适于城市景观【3 习。然而，目前城市景观格局分析仍存在一些问题。 首先，当前所用来描述城市景观格局的指数几乎完全来源于景观生态学，鲜有 基于城市这个人类活动强烈的人工生态系统提出具有城市本身特点的城市景观 生态学指数的报道；其二，现阶段用于城市景观格局研究的指数比较多，缺少 婴型盔兰堡主兰壁堡茎 对其进行统一的分类归纳以及通用的标准；第三，在运用相关的指数和指标体 系时，应该加以从统计学的角度判定指标体系的科学性，并且应该从统计学和 。生态学两方面共同建立数据误差分析模型；第四，除了城市整体景观格局指标 体系建立，还应该分别在城市景观多样性、廊道效应、边缘效应等方面做比较 细致的分类研究。 1 4 3 城市景观生态学理论的发展问题 城市景观生态学不应该仅仅是景观生态学的概念、方法和原理在城市景观 研究中简单照抄照搬，因为城市不但是自然要素的综合体，更是在此基础上的 人类社会、经济、政治、科技和文化等要素自组织的重要功能单位。因此，需 要根据城市生态系统本身的特点在广度和深度上扩展城市景观生态学的理论， 从生态学的角度逐步完善包括基本理论、方法论和应用问题的城市景观生态学 学科体系。目前已较为完善的景观生态学为城市景观格局研究提供了很多可利 用的原理及方法，因而城市景观生态学在发展中还应该不断深化和完善。 1 4 4 景观生态学原理在城市规划和管理中的应用 城市景观规划、管理是城市景观生态学最直接的应用，城市景观生态学研究 目的就是应用景观生态学原理及精髓，在城市规划中优化城市景观格局。当前 应用到城市规划与管理中的景观生态学原理只是景观生态学体系中的很少一部 分，其在城市城市绿色空间建设中应用较多，重点集中在构建城市绿色骨架以 及保护和恢复城市中各种天然绿色组分的结构和功能两方面【3 1 】。景观生态学原 理的应用研究还可以拓展空间范围，涉及更多领域。例如，当前可以加强景观 连接度与连通性的分析研究工作，从景观连接度和景观连通性的概念正确理解 城市景观规划和管理，与城市内部物质、能量