（森林培育专业论文）呼和浩特市金川经济技术开发区绿地结构及景观格局分析.pdf

摘要 城市绿地是城市景观的重要组成部分。随着城市建设的发展，城市绿地规划已成 为城市总体规划的重要内容。城市绿地物种结构及景观格局分析是对构成城市绿地景 观类型单元的数量、空间分布、组合及其内在相互作用关系进行分析。 文中将城市绿地研究与景观生态学、风景园林和城市规划原理和方法的基础理论 相结合，在资料收集、实地调研的基础上，着重对呼和浩特市金川开发区绿地结构及 景观格局进行生态学分析探讨。研究主要采用多样性指数、均匀度指数、优势度指数 等生态学指数指标，结合调查数据的统计计算，对呼和浩特市金川开发区绿地结构及 景观格局进行分析评价。 根据调查数据显示，园区内有绿化树种5 6 种，其中裸子植物1 1 种，被子植物4 5 种，分属1 9 个科3 9 个属，其中1 5 种常用树种的数量占全部树木数量的8 5 以上：园区 内绿地分为9 6 8 个斑块，总面积为5 1 8 2 4 h m 2 ，斑块平均面积为0 4 9 8 h m 2 。 通过数据处理得出，各绿地类型物种数量相差较大，其中观赏绿地加权物种数量 最大为1 0 2 6 ，防护林绿地次之9 9 2 ，道路绿地最少，仅有5 8 8 。物种多样性研究表 明，观赏绿地在各绿地类型中最好，多样性指数为1 4 6 5 ；防护林绿地次之，多样性 指数为1 1 4 8 ；道路绿地较差，多样性指数为0 7 1 1 。园区整体绿地物种丰富度指数仅 为0 5 7 5 8 ，略高于建设部颁布的生态园林城市中要求的0 5 的标准。通过对开发 区绿地景观结构分析得出，绿地斑块整体的优势度指数为4 8 8 6 2 ，多样性指数为 1 9 8 9 ，均匀度指数为0 2 8 9 。 关键词：金川开发区；景观生态学；群落；斑块；景观格局 a n a l y s i so nt h eg r e e ns p a c es t r u c t u r ea n dl a n d s c a p ep a t t e r ni n j i n c h u a ne c o n o m i c 乃c 西d e v e l o p m e n tz o n ei nh o h h o t a b s t r a c t u r b a ng r e e ns p a c es y s t e mi sa l li m p o r t a n tp a r to ft h eu r b a nl a n d s c a p e w i t ht h e d e v e l o p m e n to fu r b a nc o n s t r u c t i o n s ，t h ep l a n n i n gt h eu r b a ng r e e ns p a c es y s t e mh a s b e c o m ea ni m p o r t a n ta s p e c to fo v e r a l lp l a n n i n go ft h ec i t y t h en u m b e ro ft h el a n d s c a p e u n i t , t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o na n dc o m b i n a t i o na n dt h ei n t e r a c t i o n sb e t w e e ni n t r i n s i c sa r e t h eo b j e c t so fu r b a ng r e e ns p a c el a n d s c a p ep a t t e r na n a l y s i sa n dt h e np r o p o s er e a s o n a b l e s u g g e s t i o n sf o rt h ec o n s t r u c t i o no fu r b a ng r e e ns p a c eb yt h ec o n c l u s i o n b yc o m b i n i n gt h eb a s i ct h e o r yo fl a n d s c a p ee c o l o g y ，l a n d s c a p ea r c h i t e c t u r e ，c i t y p l a n n i n ga n dr e s e a r c ho nu r b a ng r e e ns p a c e b a s e do nt h ef i e l ds u r v e ya n dd a t a c o l l e c t i o n s ，a f t e rs t a t i s t i c s ，c o n d u c ta n a l y s i sa n de v a l u a t i o no fg r e e ns t r u c t u r ea n d l a n d s c a p ep a t t e r no ft h ej e t d z 晰n lt h ed i v e r s i t yi n d e x ，t h ee v e n n e s si n d e xa n dt h e d o m i n a n c ei n d e x b ya n a l y z i n gt h ed a t ao b t a i n e df r o mt h es u r v e yo ft h eg r e e ns t a t u si nj i n c h u a n e c o n o m i c - t e c h d e v e l o p m e n t z o n ei nh o h h o t t h e r ea r e5 6k i n d so ft r e e si nt h ej e t d z ， a n d1 1k i n d so ft h eg y m n o s p e r m ，4 5k i n d so ft h ea n g i o s p e r m si ni t t h e r ea r e9 6 8 p a t c h e si nj e t d z w i t ht h et o t a la r e ao f518 2 4 h m 2a n dt h ea v e r a g ea r e ao f0 4 9 8 h m 2 t h en u m b e ro fs p e c i e sh a sah u g ed i f f e r e n c e ，t h en u m b e ro fs p e c i e si nt h eg a r d e n g r e e ns p a c ei s1 0 2 6 ，i nt h es h e l t e rg r e e ns p a c ei s9 9 2a n di nt h er o a dg r e e ns p a c e i s5 8 8 t h ed i v e r s i t yi n d e xa r e1 4 6 5 ，1 14 ，0 711 r e s p e c t i v e l yo v e r a l la n a l y s i so fg r e e ns p a c e s t r u c t u r ei nj e t d z ，w eo b t a i nt h er e s u l t st h a tt h es p e c i e sr i c h n e s si n d e x ，t h ed o m i n a n c e i n d e x ，t h ed i v e r s i t yi n d e xa n dt h ee v e n n e s si n d e xa r e0 5 7 5 8 ，4 8 8 6 2 ，1 9 8 9 ，0 2 8 9 k e yw o r d s ：j i n c h u a ne c o n o m i c 一死c 办d e v e l o p m e n tz o n e ；l a n d s c a p ee e o l o g y ，c o m m u n i t y ，p a t c h e s ， l a n d s c a p ep a t t e r n d ir e c t e d b y ：p r o f y a nx i a o y u n a p p i ic a n tf o rm a s t e rd e g r e e ：a nliw ei ( f o r e s t r y c u l t i v a t i o n ) ( f o r e s t r yc o l l e g e ，i n n e rm o n g o l i a a g r i c u l t u r a lu n i v * r s i t y ，h o h h o t0 1 0 0 1 8 ，c h i n a ) 内蒙古农业大学研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 缓杰绝 日 期：2 翌幽堕基塑旦 j 我指 导师指导研究生学位论文的承诺 工作的结果，并严格按照国家及学校有关学术道德规范的规定要求而 获得的研究结果。如果违反，我必须接受按国家及学校有关规定的处 罚处理并承担相应导师连带责任。 指导教师签名：i 雹盎銎 日 期：乏翌2 = 三：鲨 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部 分内容( 保密内容除外) ，采用影印、缩印或其他手段保存论文 论文作者签名：鬟蒸生指导教师签名：】_ 砸互 日 期：2 鲤2 结翅兰笸旦 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1 绪论 1 1 研究背景 经济技术开发区是我国对外开放和进入国际经济关系格局的一种重要形式。开发 区的发展必须建立在人工设施建设和生态环境建设同步进行的基础上，所以优美的环 境是开发区走可持续发展之路的前提：而科学合理的规划是开发区绿地景观营造的必 然要求，是营造优美环境的基础，在创造良好的投资环境以及开发区景观的结构、功 能及其变化中起着重要的作用。 通过开发区绿地结构的研究可以更好地理解其生态学过程，更好地反映景观生态 过程，揭示景观演替的机制和潜在的规律，进而预测开发区绿地景观的未来变化趋势， 最终实现景观资源的可持续利用“咖。 1 2 景观生态学研究进展 1 2 1 景观生态学的概念 将景观学与生态学结合起来，并首次明确提出景观生态学( l a n d s c a p ee c o l o g y ， 德文源词是l a n d s c h a t s o e c o l o g i e ) 概念的是德国地理学家特罗尔( t r o l l ) 溉绷。他在利 用航片研究东非土地利用和开发问题时形成景观生态学的概念，认为景观生态学作为 一种综合整体思想的产生是“生物学和地理学的结合，“是由于科学家在我们这个科 学专门化的时代重新鼓励或使人们更注意自然现象的综合观点的努力而产生的”曲”， 并强调这一思想的一个最重要方面是“看待和研究景观时的方式、态度或角度”忉1 。 特罗尔在1 9 6 8 年把景观生态学定义为“对景观某一地域上生物群落与环境间的主要 的、综合的、因果关系的研究，这些相互关系可以从明确的分布组合( 景观镶嵌、景 观组合) 和各种大小不同等级的自然区划表现出来 伽。 荷兰国际航空调查与地球科学研究所的佐讷维尔德( z o n n e v e l d ) 在1 9 7 2 年认为： “景观生态学是景观科学重要的亚学科，它研究由不同要素彼此相互作用组成的整个 实体的景观。 1 9 8 1 年，在荷兰举行的国际景观生态学会( i n t e r n a t i o n a la s s o c i a t i o nf o r l a n d s c a p ee c o l o g y ，i a l e ) 第一次会议时，会议组委会主席库奈沃德在报告中认为： “在时间空间中所有组成成分相互关系的研究称为景观生态学，但那些利用景观生物 分布学与景观分类结合，描述图例、编制景观地图的工作，不是景观生态学姗。 美国的e g r i s s g e r 、j r k a r r 、r t t f o r m a n 的等认为：“景观生态学不是- - i 1 独 立的学科，也不是生态学的简单的分支。它是那些强调景观空间时间模型的许多 有关学科的综合交叉。 盹州a p v i n k 认为：“景观生态学( 地生态学) 是景观研究的 一种方法，景观是维持自然生态系统和文化生态系统的；景观生态学研究生物圈、人 类圈和地球表层或非生物组成之间的相互关系。 德国汉诺威技术大学景观管理和自 然保护研究所的h 1 a n g e r 定义景观生态学为一个科学学科，它涉及景观有关系统的内 部功能、空间组织和相互关系眈捌。 2呼和浩特市金川经济技术开发区绿地结构及景观格局分析 我国景观生态学工作者较多地接受福尔曼和戈德伦对景观生态学的表述，但显然 这一概念突出了美国生态学研究注重基础理论和生态学过程研究的特点，一定程度上 忽视了景观作为人类活动空间的意义和人类对景观的双重作用。徐化成在原有基础上 对景观生态学的研究内容作了必要的扩展，他认为景观生态学的研究内容不仅包括景 观的结构、功能和变化，还包括景观的规划管理嗍。 。 可见，不同专业的学者对景观生态学的理解和强调的重点不同，但都认为景现生 态学是从不同方面对景观进行研究，景观生态学的内容相当广阔并具有很高的综合水 平”1 。 综上所述，景观生态学是以景观为研究对象，重点研究景观的结构、功能和变化， 以及景观的科学规划和有效管理的- 1 7 宏观生态学科。 1 2 2 国外景观生态学发展概况 景观生态学从1 9 世纪末开始，经历了萌芽阶段( 1 9 世纪8 0 年代 - - 2 0 世纪3 0 年代) 和形成阶段( 2 0 世纪4 0 - 7 0 年代) ，到8 0 年代初，以1 9 8 2 年国际景观生态学 会( i a i ，e ) 的成立为标志进入其发展阶段，目前仍处于学科发展阶段的初期汹“嘲。 ( 1 ) 萌芽阶段 景观生态学发展的萌芽阶段是地理学的景观学与生物学的生态学从各自独立发 展逐步走向结合的时期。 早在1 9 世纪中期，在地理学中就发展了景观的概念，与此同时，1 9 世纪中期的 生态学也得到了长足的发展。海克尔( h a k e l ) 把研究生物与环境之间的科学定义为 生态学，之后的许多生物学家通过研究和观察，将生态学由个体发展到种群和群落。 1 9 3 5 年，英国著名生态学家坦斯利进一步提出了生态系统的概念，用来表示由生物与 其相关的非生物环境中景观综合体思想的发展一删。 ( 2 ) 形成阶段 随着景观学说和生态学的发展，生态学观点在景观研究中越来越受重视。一大批 生态学家、地理学家和林学家，试图借助景观概念的综合特征解决生态学研究中出现 的新问题一。町。 2 0 世纪6 0 年代以后，环境保护运动的兴起，人类面临的资源、环境、人口、粮 食和土地生产力等大尺度生态问题受到越来越多的重视，许多国际性研究计划开始实 施，客观上为景观生态学的形成提供了从未有过的机遇，综合整体思想在这些研究中 的价值得到普遍认识汹一。遥感技术和计算机技术的发展为景观生态学的产生奠定了 技术基础，而系统论、控制论、信息论、耗散结构理论等新科学思想的发展为景观生 态学的形成提供了理论基础。德国、荷兰、前捷克斯洛伐克等欧洲国家，以土地生产 力评价、保护和土地合理利用为目标，开展了许多卓有成效的研究工作，许多学者为 建立景观生态学概念和理论构架付出了极大的努力，成立了相应的研究机构和学术组 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 织，召开了多次学术会议，在大学和研究所开设有关讲座或课程，为景观生态学的发 展作了组织和人才上的准备c 奠嘲。 ( 3 ) 发展阶段 1 9 8 2 年在原捷克斯洛伐克召开的第六届景观生态学国际学术讨论会上，国际景 观生态学会( 队l e ) 的成立，标志着景观生态学进入新的发展阶段洲。学会的成立进 一步推动了学术活动的开展，越来越多的国家接受景观生态学思想，开展了景观生态 学研究，景观生态学理论和方法的教学也从欧洲扩展到世界许多国家，不仅美国在景 观生态学的科研和教学方面后来居上，对景观生态学理论与方法论的发展作出了重要 贡献，而且在加拿大、澳大利亚、法国、英国、日本、瑞典等国家，也都结合本国实 际开展了研究工作，并取得了突出成绩“州。 ( 4 ) 应用研究阶段 1 9 9 5 年在法国举行的“国际景观生态学大会 指出9 0 年代国际景观生态学发展 的重点领域和主要进展，主要有生态空间理论与景观异质性研究、景观变化模型与未 来景观的规划和景观系统分析与g i s 应用等景观生态学应用领域的研究。 1 2 3 我国景观生态学发展概况 我国的景观生态研究从2 0 世纪8 0 年代大量介绍景观生态学概念、理论和方法开 始，很快吸引了一批从事地理学、生态学以及林学、农学、环境乃至风景园林规划与 管理的教学和研究人员。景观生态学的综合整体思想逐渐被多数人接受，为人们重新 考虑生态学研究的一些基本问题，提供了一个新的概念构架。由于前辈科学家的推动 和相关学科专家的努力，我国在生态农业、大型防护林体系建设、大农业、农林复合 经营、生态经济、土地荒漠化控制、土地承载力、植被潜在生产力等方面的研究工作 有雄厚的基础，给景观生态学发展提供了广阔的天地，为相关研究中应用和体现综合 整体思想创造了条件，储备了人才删。 自2 0 世纪8 0 年代以来，以1 9 8 9 年在沈阳成功地召开“第一届全国景观生态学 术讨论会为标志，我国十几年来景观生态学的发展可分为两个阶段。第一个阶段为 概念、理论、方法的引进、介绍阶段。从8 0 年代初开始，我国著名地理学家林超、 黄锡畴、董雅文等，陆续在有关地理学术刊物上，发表介绍国外景观生态学的概念、 原理、研究方法和研究成果的文章和译文，使人们开始看到了一个新的研究领域。之 后在短短几年时间，对景观生态学概念和理论的介绍高到一个新的水平，先后有一批 学者进一步对景观生态学的理论、概念和发展状况进行了评价，并开始了一些理论性 探索和研究工作。同时不仅地理方面的学术刊物，而且包括 生态学报 植物生态 学与地植物学丛刊( 植物生态学报的前身) 生态学杂志和生态学进展等 几个国内重要生态学术刊物也为景观生态学理论与方法的普及开辟了阵地，并进一步 介绍国外森林景观生态研究实例的报道。我国林业科学工作者和森林生态学家，也开 4 呼和浩特市金川经济技术开发区绿地结构及景观格局分析 始接受和介绍国外源于景观生态研究成果和思想的森林生态学新观念和新思想l - o - a ”。 从2 0 世纪8 0 年代末开始，景观生态学研究开始成为我国地植物学及生态学工作 者关注的一个研究热点m 。自1 9 8 9 年发表了研究城郊景观格局及其变化的研究报告 后，陆续有一些研究成果报道出来，尽管其中有许多工作在研究方法和手段乃至基本 思路方面，在现在看来未免粗陋，许多提法和概念都不尽统一和准确，但已充分显示 了我国学者的探索精神，经过2 0 多年的迅速发展，目前已在多个方面取得了不少研 究成果瓯w 。 1 2 4 景观生态学的研究方向 许多景观生态学家并不同意将景观生态学人为地分为基础研究和应用研究两部 分，但为了叙述方便，在坚持景观生态学综合整体性原则的前提下，我们仍将目前的 景观生态学研究分为静态研究、动态研究和应用研究3 个大的方面，尽管这3 个方面 是密切联系的有机整体，许多研究成果本身就是这3 方面研究工作的结合。 ( 1 ) 静态研究 静态研究着重对特定景观的结构和在一定结杓控制下的功能进行研究，描述景观 的特定状态。揭示景观格局与景观生态功能之间的关系，阐明不同景观要素之间的相 互影响和制约关系。具体包括景观生态分类与制图、景观特征与格局分析、景观要素 之间的相互作用、景观干扰状况及干扰扩散与传播、景观中人类或其他物种的活动方 式、景观格局对物种行为的影响、景观的文化含义和文化的景观背景、景观多功能和 多重价值评价、景观生产力和承载力等，即景观结构和景观功能的研究 4 2 “。 ( 2 ) 动态研究 景观动态研究重点对特定景观的动态变化历史过程、趋势及其控制机制进行研 究，揭示景观演化的基本过程和规律，阐明景观变化的基本控制因素和控制机制，建 立景观动态模型，预测景观动态变化趋势，为制定景观管理与控制技术途径提供理论 基础。主要包括关键性景观生态过程研究、景观格局动态演化过程和规律的研究、景 观动态模型的建立和景观动态预警、景观再生产过程及调控机制研究、景观稳定性与 可持续性研究、景观生态安全格局研究等“氟加。 ( 3 ) 应用研究 景观生态学应用研究是景观生态研究的出发点和落脚点，是景观生态学体现面向 实践和面向问题特色的关键，是在景观生态学静态研究和动态研究的基础上，为人类 合理开发、利用、管理、保护和建设景观而制定规划、设计及其实施技术和实践活动。 主要包括景观生态保护、景观生态恢复、景观生态管理、景观生态建设、景观动态监 测和预警等，即景观规划与管理陬扎氟硼。 内蒙古农业大学硕士学位论文 5 1 2 5 景观与景观格局的基本内容 ( 1 ) 景观与景观格局的概念 目前学术界基本上从两个角度来理解景观的概念，即狭义的景观和广义的最观， 类似于人们对生态系统的实体概念和抽象概念的理解。狭义的景观是指一般在几平方 千米到数百平方千米范围内，由不同类型的生态系统以某种空间组织方式组成的异质 性地理空间单元。广义的景观则没有地域空间范围的原则性限定，包括从微观到宏观 不同空间尺度上，由不同类型的生态系统组成的异质性地理空间单元。显然，狭义的 景观是景观生态学的主要研究对象，也是景观生态学发展的根据，而广义的景观概念 正如抽象的生态系统概念那样强调应用景观生态学思想理解研究对象的特征和属性， 进而应用景观生态学方法进行研究和管理，强调研究对象的空间异质性、尺度效应和 多尺度耦合以及等级结构特征“泪“眠删。 景观格局( l a n d s c a p ep a t t e r n ) 是景观要素在景观空间内的配置和组合形式，是 景观结构与景观生态过程相互作用的结果。 景观格局是景观空间结构特征有规律的表现形式，是景观异质性的具体表现，也 是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。在长期的景观生态过程的作用下，特定景 观要素的类型、数目以及空间分布与配置，不同景观要素的空间排列和组合形式，不 同景观结构成分之间的空间关系，总是呈现出一些基本的规律，符合特定的模式，通 过分析能够掌握其本质特征。 ( 2 ) 景观格局的研究方法与研究内容 景观格局的研究是景观生态学研究的核心内容和热点问题之一 4 1 - 1 5 1 , 一景观是由斑 块、廊道和基质( 事实上，廊道和基质也是斑块的一种形式) 组成的。斑块的类型、 起源、形状、面积大小、空间格局和动态是景观的重要代表特征。斑块的空间分布表 示为景观格局，所以对景观格局的研究大多从斑块着手。景观格局是景观区域内若干 生物过程和非生物过程长期综合作用的产物；同时，景观格局对各种生物过程或非生 物过程有直接或间接的影响陆“嘲。了解某一区域景观格局的变化可以为该区域资源的 合理管理利用提供科学依据。植被的景观格局可以反映植被空间分布及其动态受环境 异质性和干扰状况综合控制的基本特征。通过对景观格局成因机制的分析，确定系统 的生产力、稳定性和生境质量的控制因素，进而有效地预测景观的动态，是确立景观 管理和设计目标，制定景观管理措施的基础和依据嘲。 对景观格局的定量描述是分析景观结构、功能和过程的基础。通过格局分析就可 以把景观的空间特征与时间过程联系起来，从而能够比较清楚地分析景观的内在规律 性。国内景观格局的研究始于2 0 世纪8 0 年代末肖笃宁等人，当时对景观指数和图形 的操作主要采用传统的计算方法和手工操作嘲。随着“3 s 技术及其相应计算技术 的兴起，可以处理卫星遥感数字图像数据、数字地面模型数据和从卫片、航片或地图 等经扫描得到的景观生态数据以及实地采样数据等更加复杂的数据。 6呼和浩特市金川经济技术开发区绿地结构及景观格局分析 近年来，有人将景观指标归纳为景观多样性的数量化特征“删。景观多样性是指 景观在结构、功能和时间动态上的多样化和变异性，它揭示了景观的复杂性，是对景 观水平上生物组成多样化程度的表征。 本文使用的是景观多样性指数指景观类型多样性指数和斑块多样性指景观中斑 块的数量、大小和形状的多样性和复杂性，测定指标包括绿地斑块的数目、面积、丰 富度、破碎度等。 1 3 城市绿地群落结构研究进展 城市园林绿化树种调查及规划是城市绿地景观建设的基础，也是城市绿地景观规 划的重要内容。全国的城市树种调查与规划开始于1 9 5 9 年，由吴中伦首先提出“园 林树种选择与规划问题 ，其研究涉及城市园林树种选择与规划，四旁园林树种选择 与规划、用材林、防护林、水土保持林等树种选择、树木的选种、育种以及树木的引 种驯化等多方面问题。2 0 世纪6 0 年代，王其超先生开展了武汉乔木树种选择探讨。 1 9 7 9 年，中国园艺学会、中国园林学会等组织讨论了城市园林树种规划问题。同年， 国家城市建设总局下达了“城市园林树种的调查、引种和选种”的研究课题，在2 1 个城市开展树种调查工作。1 9 8 3 年，城乡建设环境保护部( 建设部前身) 下达了“中 国城市园林树种区域规划的科研课题，于1 9 9 3 年由陈有民等完成，由建设部下发 至全国，成为开展城市植物规划的依据。 为科学选择城市园林绿化树种，各地有关部门和一些学者也结合当地实际情况对 城市绿地景观构成树种的水平结构、树种重要性、树种配置及其规划进行了相关研究。 例如，为科学选择江苏省城市园林绿化树种，1 9 8 8 年江苏省建设厅组织有关科研人员 开展了“城市园林绿化植物材料规划的理论基础及其方法的研究 ，2 0 0 3 年又与江苏 省中国科学院植物研究所( 南京中山植物园) 合作开展了“江苏省城市绿化适生植物” 课题研究，列出了可用于江苏省不同地区城市绿化的乔木、灌木、藤本、竹类、棕桐 类、草坪草和地被植物，为制定科学合理的城市植物规划，丰富城市生物多样性提供 了第一手资料。在研究方法上，也由传统的以定性分析为主转向定性与定量相结合， 并将“3 s ”技术等应用到研究中。如朱文泉等采用遥感图像判读和野外调查相结合的 方法，定量分析了沈阳树木园植物群落的物种结构及空间布局，结果表明，沈阳树木 园植被的生长状况良好，物种丰富，植被在胸径和高度上的分布均表现为具有向上发 展的潜力，整个植被群落处于一个快速的生长期，属于发挥生态效益的最佳时期；吴 泽民等采用遥感技术研究了合肥市区树木分布的格局，并对树种结构及种群、径阶结 构、健康状况、生物量结构、叶面积分布、生态功能等进行了定量分析，为城市园林 绿化树种的选择提供了科学依据。 为促进城市生物多样性保护，科学选择城市植物并进行合理配置，形成富有特色 的城市园林植物景观，建设部在其2 0 0 2 年1 0 月颁布的城市绿地系统规划编制纲要 内蒙古农业大学硕士学位论文 7 ( 试行) 中，要求各地在编制城市绿地系统规划时必须编制树种规划，并要求明确 植物规划的经济技术指标，即要科学确定裸子植物与被子植物、常绿树种与落叶树种、 乔木与灌木、木本植物与草本植物、乡土树种与外来树种一、速生和中生与慢生树种比 例，并进行基调树种、骨干树种和一般树种的选定。在该纲要指导下，各地结合 绿地系统规划的修编，进行了城市园林绿化树种规划，并在规划指导下进行城市园林 绿化建设，为建立物种丰富、配置合理的城市绿地系统起了较大的促进作用。 1 4 城市绿地景观研究进展 自9 0 年代以来，可持续发展战略的提出和在全球掀起的生物多样性保护的热潮， 使城市绿地在城市中的地位和作用越来越受到人们的重视。同时，国外绿地系统规划 更加重视社区居民的意愿，强调公众参与。在技术层面上，“3 s 为绿地系统规划提 供了可靠的基础信息，从而加强了城市绿地系统的编制能力“帕。 w i l l i a m m m a r s h 从环境保护和自然资源合理利用的角度出发，论述了城市绿地 景观规划在环境保护和开发中的重要作用。o s i m o n d s 在( g a r d e nc i t i e s2 1 一书中 探讨了未来城市发展和绿地规划模式。 随着自然科学研究的深入，以及交叉学科的兴起，绿地系统规划有了更多可以借 鉴的成果。近年来，美国兴起的以景观生态学理论为基础的景观生态规划模式成为新 的规划学派。景观生态学将景观规划和设计与生态学的研究联系起来，使绿地系统规 划中可以运用更多的景观生态学研究成果作为理论指导，如a h e m j 运用景观生态学 原理，结合景观结构和景观功能对大范围的开放空间进行了规划和研究。 在美国一些城市，绿色廊道主要是为野生动物和人类移动的通道。同样，在新加 坡、加拿大和美国，公园和社区游园已经实现了邻里层次上的联系。而且，国外从景 观生态学角度进行城市绿地系统建设的研究，多着重于生态网络、绿道与绿线方面的 研究，并将其作为人与自然新的规划参数。h e l l m a n d 研究了城市绿道的生态学理论与 实践，g b o s t e r 则主要研究了城市景观中“绿线”的生态和社会作用。r o r e s 等从生态 内容、动力机制、异质性、层次性等生态原则的几个方面对纽约地区绿地系统发展提 出了一些建议。l i t a o 和a h e m 提出了将生态学知识应用于景观和城市规划的普遍模 式。事实上，g i s 技术与景观生态学的结合在国外城市绿地系统研究的应用也比较普 遍，如美国芝加哥和华盛顿为识别和管理其城市绿地系统，实施了“绿色走廊工程 ， 以帮助市民保护所拥有的美丽乡村、农场和特殊的自然景观等。此外，h e z r e l e 和 w i d e m a n n 发展了一套完整的指标对佛兰德四个城市的绿地的可达性和吸引性进行了 评价。p u a l e i t 等提出了a c e e s s b i l en a t u a r lg r e e n s p a c es t a n d a r d sm o d e l 来刺激城镇和城 市的自然绿色空间的发展，并设计了一个决定支持模式来保证其实施c 删。 8呼和浩特市金川经济技术开发区绿地结构及景观格局分析 1 5 研究的目的和意义 城市是由住宅、绿地、工业、河流、街道等各类斑块、廊道、基质镶嵌成的，满 足人类生产、生活和服务功能的人工景观所构成的生态系统“ 。“哪。城市景观明显区 别于其他景观，其景观类型相对单一，景观破碎度明显增大，自然生态功能严重受损。 它与人类干扰较弱的其他景观类型( 如森林、草原、湿地景观等) 有着本质区别，更 强调其经济和文化功能，其生态功能反而得到弱化帆m - - m l 。对城市绿地结构的研究， 对合理进行土地利用规划和管理，改善城市生态环境具有至关重要的作用汹嘲。 构成城市景观单元的斑块在空间上的分布就是城市景观格局“，而城市绿地 是城市景观要素之一，是城市生态系统重要组成部分，在维护城市生态平衡和改善环 境方面起着其他基础设施无法代替的作用。为了避免由于城市规划建设的不合理，斑 块、廊道、基质的各种空间关系对城市可持续发展产生的空间阻力n ”“州1 ，需要不 断提高城市的绿地覆盖率和人均绿地水平，实现绿地系统的结构和布局合理，更需要 建立绿地系统档案资料库，把绿地的面积和类型落实到大、中比例尺的地图上，并进 行相应尺度的研究分析；而景观生态学为解决这一问题提供了相对完善的科学理论基 础，并可以帮助评价和预测绿地系统可能带来的生态后果。 开发区的建设受人为影响比较强烈。基于生态学的角度来讲，物种的多样性以及 斑块、廊道的数量、种类也受到不同程同的人为干扰陬”“枷1 。 因此，为了确保城市可持续发展，为居民提供一个优美的场所，建设城市绿地成 为重点之一；而绿地质与量的研究是绿地建设的依据和基础。通过应用遥感和地理信 息系统等新技术，以生态学和景观生态学等相关原理为指导，对金川经济技术开发区 ( 以下简称金川开发区) 绿地物种结构，物种多样性、丰富度及绿地景观格局的研究， 不仅能为巩固和扩大金川开发区的绿化成果提供科学的依据，同时也有利于总结经 验，为其他开发区，乃至小城镇的绿地研究及规划建设，起到参考借鉴作用嘲。 1 6 主要研究内容 ( 1 ) 金川开发区绿地植物组成调查研究 对金川开发区各类绿地植物进行普查，以普查成果为依据，对开发区内绿地的植 物的垂直结构、树种搭配、物种丰富度及物种多样性进行研究。 ( 2 ) 金川开发区绿地景观格局的分析 运用景观生态学原理和分析方法，对城市绿地景观格局进行定量分析，并根据分 析结果对研究区内的绿地斑块组成结构和格局进行综合评价。 1 7 研究方法 1 7 1 数据来源 金川开发区内各类绿地相关分析数据来源，主要是根据开发区管委会提供的相关 内蒙古农业大学硕士学位论文 9 资料，结合全球卫星定位系统进行实地测量和植被调查，获取园区绿地相关数据信息； 同时参考2 0 0 2 年底的卫星影像图，通过计算机统计软件对园区景观及绿地系统进行 统计分析。 1 7 2 景观类型的划分 景观格局分析是采用数量分析方法对景观类型的结构进行分析，因而有必要先进 行绿地类型的划分即景观分类n ，。建设部2 0 0 2 年最新颁布的绿地分类标准将城市绿 地分为公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五类。根据研究需要和 资料获取的可能性，结合开发区实际，按照异质性与均质性相结合的原则、景观功能 与生态过程一致性原则、主导因素原则、实用性原则，主要从功能上将开发区的绿地 分为道路绿地、公共绿地、防护绿地、生产绿地和附属绿地。在城市绿地分类标准中， 一般不将农田作为城市绿地系统的一部分，但由于开发区的特殊性，园区内建设不完 全，尚存大量的生态农田和蔬菜基地，它们面积大，分布广，对园区内居民生活具有 直接的影响，所以将其列入生产用地一类中。 1 7 3 分析指标的选择 开发区绿地群落研究中，根据开发区提供的数据资料和实际踏查获得的数据，应 用生态学的原理和方法，采用了物种多样性和物种丰富度两个指标；并对园区绿地的 垂直结构、树种来源和针、阔叶植物比例进行分析。 景观格局指数是高度浓缩的景观格局信息，是反映景观结构组成、空间配置特征 的简单量化指标陬氟矾棚，研究过程主要选取了斑块类型的指标和整体景观的指标，绿 地斑块指标有斑块个数、斑块类型面积、斑块平均面积、斑块所占景观面积的比例， 整体景观的指标有斑块密度n 町、s h a n n o n - w i e n n e r 多样性指数n 帕、优势度指数洲、景观 破碎化指数嘲进行计算和评价嗍。 1 0 呼和浩特市金川经济技术开发区绿地结构及景观格局分析 1 8 技术路线 资料收集遥感影像分析实地调查 1r1r 1 r 数据处理 1r 1 绿地物种多样性分析 1r 1rr 1r 植物应用分析绿地物种多样性分析绿地空间格局分析 1r1r r 绿地发展模式探讨 图1 研究技术路线图 f i g 1 i l l u s t r a t i v ed i a g r a mo f t h et e c h n i c a lr o u t e 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1 2 研究区概况 2 1 地理位置 呼和浩特市地处内蒙古自治区中部，地理坐标位置为1 1 0 。4 6 1 1 2 。1 8 e ， 3 9 。3 57 4 1 02 3 7 n 。东与乌兰察布盟卓资县、凉城县交界，南与伊克昭盟准格尔 旗和山西省右玉县接壤，西与包头市固阳县、土右旗毗邻，北靠包头市达尔罕茂明安 联合旗、乌兰察布盟四子王旗；市域土地总面积为1 7 2 2 4 k m 2 。 金川开发区位于呼和浩特市西北大青山南麓土默川平原腹地，介于1 11 。3 0 7 1 1 1 。3 5 e ，4 0 。4 6 4 0 。4 97 n 之间。南临京包铁路、北接呼包公路，东西长约5 k r n ， 南北宽约2 k r n ，总规划面积约1 1 9 7 k m 2 。地处呼和浩特包头一鄂尔多斯资源富集的 金三角要道口，是连接呼包两市工业走廊的桥头堡。金川开发区地理位置优越，交通 便利，有3 条主干道直通市区，距呼和浩特火车站5 k m ，距飞机场2 0 k m 。周围半径2 0 0 k m 范围内有煤炭、稀土、高岭土等上百种储量极为可观的矿藏，以及丰富的皮、毛、绒、 乳等农畜土特产品，区域内资源丰富，经济、科技、教育实力雄厚，为实施资源转换 战略，发展优势产业，提供了得天独厚的发展条件。 2 2 自然条件 研究区属中温带大陆性季风气候，气候四季气候变化明显，差异较大，冬季漫长 严寒，夏季短暂炎热，春秋两季气候变化剧烈。年平均气温在5 c 左右。平均年较差 为3 4 4 3 5 7 c ，平均日较差为1 3 5 1 3 7 c 。年平均降水量为3 3 5 2 - - - 5 3 4 6 m m ， 降水时空分布极不平均，多集中在夏季七、八月份，秋季雨水多于春季；市区年均蒸 发量1 7 6 6 i m m ，平均空气相对湿度5 5 ，日最大降水量为1 2 7 2 m m 。太阳辐射能源丰 富，日照时数2 8 0 0 - - 一3 1 0 0 h a ；最大冻土深度为1 5 6 c m 。由于受西伯利亚和西风带气 团及地面长波辐射的共同影响，市区逆温现象十分严重，使垂直对流受到抑制，这也 是呼和浩特市气候的主要特征旧，。 2 3 地质地貌 呼和浩特市地处黄河水系哈拉沁沟、红山口沟、坝口子沟、乌素图沟及大、小黑 河形成的冲击平原上，属于呼包断档盆地的一部分，总地势由东北向西南倾斜，平均 坡度为3 5 ，平均海拔1 0 5 0 m 。研究区地质构造是包气带岩性主要以砾石与粘土 互层、卵砾石、粘土类砾石为主潜层水属山前倾斜平原孔隙水区，地下水资源丰富且 水质优良，被誉为“天然矿泉水”，含水层底板埋深约8 0 m ，合水层厚度约3 0 多m ， 含水层岩性以粗砂类砾石、砂砾石为主，水位埋深约4 8 m ，矿化度 0 该指数是斑块面积与斑块数目的比值，有景观水平和类型水平两种类型。这一指 数是一个比较简单且富有生态学意义的格局指标，可以用来对比不同景观的聚集或破 碎化程度，也可以指示景观中各类型间的差异。 ( 4 ) 景观单元比率( c ) 反映各景观组成单元在景观中的地位，用于描述研究区内各景观组成单元在整个 景观中所占的面积比或个数比。其值趋于0 时，说明景观中此斑块类型变得十分稀少： 其值等于1 时，说明整个景观只由一类斑块组成。景观单元比率是帮助我们确定景观 中优势景观元素的依据之一；也是决定景观中的生物多样性、优势种和数量等生态系 统指标的重要因素；其值的变化可以改变干扰的强度和频率，反映人类活动的方向和 强弱。 ( 5 ) 斑块密度( p d ) ，p d 0 斑块密度即整个研究区斑块总数目与景观总面积之比，是表征景观斑块破碎化程 度的一个重要指标，它与自然资源保护密切相关，比值愈大，破碎化程度愈高。根据 这一指数，可以比较不同类型景观的破碎化程度及整个景观破碎状况，从而可以识别 不同景观受干扰的强度。 si = - 。( 公式4 ) 式中，s i 为景观i 的斑块密度，n i 为景观i 的斑块数，a i 为景观i 的总面积。 ( 6 ) 最小距离指数( n n i ) 最小距离指数是测度景观空间格局的重要指数之一，其计算公式为： 肿m n n d e n n d ( 公式5 ) 式中，m n n d 是斑块与其最相邻斑块间的平均最小距离，e n n d 是在假定随机 分布前提条件下m n n d 的期望值，两者计算公式如下： 内蒙古农业大学硕士学位论文 2 9 m n n d = ( 公式6 ) 窆n n d ( i ) p l - i， 卧咖d = l f 2 而1 ( 公式7 ) ，、， 式中，n n d ( i ) 是斑块i 与最近相邻斑块间的最小距离，p d - n a ，是景观中给 定斑块类型的密度，这里a 是景观总面积，n 是给定斑块类型的斑块数。若n n i 的 取值为0 ，则格局为完全团聚分布，若n n i 的取值为1 ，则格局为随机分布；若n n i 取其最大值2 4 1 9 ，则格局为完全规则分布。 ( 7 ) 景观多样性指数( 肿) 景观多样性指数是用来度量系统结构组成复杂程度的指数，它的大小反映景观组 成单元的多少和各景观单元所占比例的变化。当城市绿化景观由一种斑块要素构成 时，景观是均质的，多样性指数为o ；当景观各组成单元的面积比例相同时，h 达到 最大