GIS背景下城市綠地景觀格局影響因子的選取研究

吳海潮 張凱云

[摘 要] 研究城市綠地景觀格局，是城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃的重要任務(wù)之一。GIS技術(shù)在空間數(shù)據(jù)獲取和分析處理方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，而影響因子選取的準(zhǔn)確性將直接影響景觀格局評(píng)價(jià)的結(jié)果?；诖耍疚氖紫葘?duì)所有景觀格局指數(shù)進(jìn)行分類總結(jié)；其次分析不同類型城市綠地的景觀格局指標(biāo)的選取標(biāo)準(zhǔn)，明確各指標(biāo)的適用范圍；最后從整體上總結(jié)得出對(duì)于景觀格局影響因子選取的建議。

[關(guān)鍵詞] 景觀格局指數(shù)；數(shù)字景觀；GIS；綠地景觀格局

[中圖分類號(hào)] TU985 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2018）14-56-2

1 城市綠地景觀格局的研究意義

對(duì)于城市自身的生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，城市綠地是非常有意義的元素，能夠?qū)Τ鞘械目沙掷m(xù)發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用。要想最大程度地發(fā)揮城市綠地的生態(tài)功能，就需要研究城市綠地的景觀格局，進(jìn)一步優(yōu)化城市綠地的空間布局和結(jié)構(gòu)，最后達(dá)到協(xié)調(diào)城市建設(shè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系的目的，實(shí)現(xiàn)城市的綠色可持續(xù)發(fā)展。而綠地景觀格局影響因子的選取直接影響綠地景觀格局評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，本文從綠地景觀格局影響因子的選取入手，分析研究其選取的方法和標(biāo)準(zhǔn)。

2 景觀格局指數(shù)的分類

本文基于將景觀生態(tài)學(xué)與城市綠地規(guī)劃相結(jié)合的思路，在大數(shù)據(jù)的背景下，從景觀格局指數(shù)的選取角度進(jìn)行分析，對(duì)景觀格局指數(shù)進(jìn)行分類探討，進(jìn)而得出其選取標(biāo)準(zhǔn)及適用范圍。景觀格局指數(shù)所涉及的內(nèi)容比較廣泛，如景觀構(gòu)型或景觀異質(zhì)等。

綜合來(lái)看，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)景觀格局指數(shù)的分類主要有以下2個(gè)方面：從動(dòng)態(tài)變化角度來(lái)看，Hu1Shoff以不同的角度，將景觀指數(shù)進(jìn)行歸納，使之分成格局及變化指數(shù)；從描述對(duì)象等級(jí)角度，常見(jiàn)的方法根據(jù)其所研究的內(nèi)容而異，其中主要將景觀指數(shù)以斑塊、類型及景觀進(jìn)行劃分，其中最為基礎(chǔ)的是斑塊水平指數(shù)。本文從綠地斑塊（面積、數(shù)量、密度）和景觀類型這兩個(gè)類別水平對(duì)景觀格局指數(shù)進(jìn)行探討。

2.1 描述綠地斑塊類景觀格局指數(shù)

對(duì)于斑塊面積的描述，主要有以下4種指標(biāo)：①景觀總面積（TLA），是最基礎(chǔ)最基本的數(shù)據(jù)，指鑲嵌圖全部面積，這也是保證其他指數(shù)能夠進(jìn)行討論的基本；②斑塊面積（CA），主要體現(xiàn)相關(guān)類型景觀的所有斑塊面積之和，其體現(xiàn)了景觀的基本結(jié)構(gòu)，因此，從生態(tài)的角度來(lái)說(shuō)，斑塊面積能夠反映出其物種、能量和養(yǎng)分等信息流的差異；③平均斑塊面積（MPS），指某類型景觀斑塊面積與數(shù)量之比，因此其主要反映景觀的平均水平，在一定程度上平均面積越大表明景觀越完整；④中位數(shù)斑塊面積（Med PS），指第50百分位的斑塊面積，能夠展現(xiàn)出景觀的平均指數(shù)。

對(duì)于斑塊數(shù)量的描述，主要使用斑塊數(shù)量指標(biāo)（Num P），其主要體現(xiàn)了區(qū)域中斑塊的總數(shù)量，并且數(shù)量越多，景觀的破碎程度越大，二者體現(xiàn)出一種正相關(guān)關(guān)系。

對(duì)于斑塊形狀的描述，主要有以下5種指標(biāo)：①總邊界長(zhǎng)度（TE），是基礎(chǔ)的景觀形狀指數(shù)之一，表達(dá)了某一類型景觀的所有斑塊邊界之和，作為斑塊間的接觸長(zhǎng)度，直觀地反映了斑塊間物質(zhì)、能量、人口等生態(tài)流的交換強(qiáng)度，這也是景觀的邊緣效應(yīng)；②平均斑塊邊緣（MPE），作為基礎(chǔ)的形狀指數(shù)之一，可以看作是景觀的斑塊邊界總和與斑塊數(shù)量的比值；③平均周長(zhǎng)面積比（MPAR），是某類景觀的邊界與面積之比的平均水平，即斑塊的內(nèi)緣比例，反映了斑塊能量流動(dòng)的強(qiáng)度；④平均形狀指數(shù)（MSI），是周長(zhǎng)與等面積圓周長(zhǎng)的比值，反映斑塊的規(guī)則程度；⑤面積加權(quán)的平均形狀指數(shù)（AWMSI），是以面積為權(quán)重的平均形狀指數(shù)，表征景觀空間格局復(fù)雜性的指標(biāo)，斑塊的面積與對(duì)景觀類型影響的程度呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。

2.2 描述景觀類型類景觀格局指數(shù)

描述景觀類型多樣性類指數(shù)主要有以下2種：①香農(nóng)多樣性指數(shù)（SDI），主要根據(jù)信息來(lái)進(jìn)行判定，能夠測(cè)量異質(zhì)性，尤其是針對(duì)一些景觀類型不均勻的地方，從景觀內(nèi)部的破碎度能夠反映異質(zhì)性；②香農(nóng)均勻度指數(shù)（SEI），是景觀多樣性的重要指標(biāo)之一。

其他描述景觀類型的指數(shù)主要有以下2種：①景觀破碎化指數(shù)（FN），作為景觀格局的重要屬性特征之一，景觀破碎化指數(shù)與人類活動(dòng)的關(guān)聯(lián)性非常大，同時(shí)又與自然資源的開(kāi)發(fā)利用、保存存在一定的聯(lián)系；②分維數(shù)指數(shù)（FD），是用于描述復(fù)雜形體占有空間的有效性，作為復(fù)雜形體不規(guī)則性的量度，其數(shù)值為1～2。

3 景觀格局指數(shù)的選取標(biāo)準(zhǔn)

在對(duì)景觀格局指數(shù)進(jìn)行分析時(shí)，往往存在因信息過(guò)于冗雜而導(dǎo)致分析困難的現(xiàn)象。各指數(shù)之間往往或多或少會(huì)存在重疊信息。因此，在確定景觀格局指數(shù)時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)度的檢驗(yàn)，以驗(yàn)證指數(shù)之間的獨(dú)立性。對(duì)于不同的用地類型，其景觀格局存在非常明顯的差異。同時(shí)，不同的區(qū)位條件對(duì)于研究對(duì)象的景觀格局指數(shù)選取也有極大的影響。應(yīng)從研究對(duì)象的實(shí)際情況出發(fā)，選取合適、適宜、具有可操作性的景觀格局指數(shù)。

4 景觀格局影響因子選取建議

首先，景觀格局指數(shù)并不是萬(wàn)能的，其本身也存在許多的局限性。在研究中，應(yīng)充分了解所選擇的景觀格局指標(biāo)特點(diǎn)，根據(jù)獲得數(shù)據(jù)的方式和精確度，通過(guò)不斷對(duì)比，篩選出能說(shuō)明問(wèn)題的、盡量簡(jiǎn)單的指標(biāo)。其次，沒(méi)有可以全面概括景觀格局所有特征的指數(shù)，因此應(yīng)全面、多角度選擇指數(shù)。最后，在選取景觀格局指數(shù)時(shí)，應(yīng)與城市綠地景觀中的生態(tài)過(guò)程或自然地理過(guò)程與人為過(guò)程充分結(jié)合起來(lái)。立足于景觀生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)之上，在城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃的前提下，去探討城市景觀格局往往更有意義，將城市的擴(kuò)張與發(fā)展向健康的角度引導(dǎo)。