閆 明 劉曼舒 姚新治 郭玲子 湯 瑤 田國行
( 1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,河南 鄭州 450002;2. 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,北京 100085)
城市綠地是重要的綠色基礎(chǔ)設(shè)施,是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要空間保障[1]。城市綠地作為“城市的肺”,一直受到城市規(guī)劃和建設(shè)者的關(guān)注[2]。近年來,城市化進(jìn)程在不斷加快,土地覆蓋類型的轉(zhuǎn)換和土地利用強(qiáng)度的增加,導(dǎo)致城市棲息地質(zhì)量和數(shù)量不斷下降,生境斑塊的隔離程度不斷增加[3],引起的生境破碎化影響著物種的行為、生物變化和相互作用[4],對城市生物多樣性產(chǎn)生不利影響[5]。當(dāng)前,多數(shù)城市綠地斑塊呈現(xiàn)出面積小且分散的格局[6],城市綠地斑塊之間的連通可以減弱棲息地破碎后對生態(tài)環(huán)境帶來的不利影響,并且能夠增加鳥類物種的豐富度[7],幫助生物應(yīng)對氣候變化以及保護(hù)本地物種。綠色生境斑塊的連通對基因和物種在多個(gè)時(shí)間尺度上的移動非常重要[8],短期內(nèi)影響物種的擴(kuò)散[9],中期內(nèi)影響物種的持續(xù)遷移[10]和遺傳多樣性[11],長期會影響物種對當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)、擴(kuò)展,從而影響生物應(yīng)對氣候變化的能力。城市綠地是包括鳥類在內(nèi)的動植物棲息地,鳥類等野生動植物豐富度的高低是評價(jià)城市人居環(huán)境好壞的重要指標(biāo)[12],其中鳥類是城市生態(tài)條件的優(yōu)秀指標(biāo)[13],是城市生態(tài)環(huán)境和城市生物多樣性的重要指示物種[14]。城市鳥類的豐富度很大程度上依賴于景觀連通性[15],城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的專項(xiàng)規(guī)劃[16],在城市規(guī)劃過程中對綠地進(jìn)行合理的空間配置可以提高鳥類物種的豐富度[17]。因此,分析當(dāng)前的綠地系統(tǒng)規(guī)劃的合理性對未來的城市規(guī)劃能夠起到很好的參考作用。
城市林鳥的保護(hù)不僅需要考慮通過增加斑塊大小,減少人為干擾和增加植被復(fù)雜性來改善棲息地結(jié)構(gòu),而且需要考慮維持棲息地的連通性[18]。目前的研究多基于圖論,運(yùn)用斑塊間的鏈接數(shù)(NL)、組分?jǐn)?shù)(NC)、整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)等連通性指標(biāo)探究綠色空間網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征和生態(tài)效應(yīng)[19-23],并將不同生境需求的物種運(yùn)用連通性模型建立了低成本的動物廊道[24],利用破碎棲息地建設(shè)綠色走廊[25]?;诹著B的景觀連通性研究在中原地區(qū)少有開展,對綠地斑塊面積、形狀等要素與景觀連通性效益的關(guān)系也少有量化,研究此區(qū)域景觀連通性具有重要的生態(tài)學(xué)和規(guī)劃學(xué)意義。因此,本研究基于鳥類的日?;顒臃秶接懩壳班嵵菥G地系統(tǒng)空間分布的生態(tài)價(jià)值與規(guī)劃意義,分析研究區(qū)域整體的景觀連通性狀況、不同綠地斑塊對維持連通性的重要程度、面積和位置與連通性指數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系,探索提升研究區(qū)域景觀連通性的策略,研究結(jié)果可為鄭州市綠地系統(tǒng)規(guī)劃、生物多樣性保護(hù)規(guī)劃提供支撐。
鄭州市位于河南省中部偏北,北臨黃河,西依嵩山,東、南為黃淮平原。全區(qū)介于東經(jīng)112°42′~114°14′,北緯34°16′~34°58′之間,市域總面積7 446.2 km2。鄭州市主要樹種有懸鈴木(Platanus acerifolia)、雪松(Cedrus deodara)、國槐(Sophora japonica)、女貞(Ligustrum lucidum)、枇杷(Eriobotrya japonica)等。截至2017年,鄭州市建成區(qū)綠地率達(dá)到35.5%[26]。
研究區(qū)選取了同時(shí)具有新老城區(qū)特點(diǎn)的鄭州市金水區(qū),以中州大道為邊界,西側(cè)為金水老城區(qū),東側(cè)為典型的新城區(qū),新城區(qū)包含了鄭東新區(qū)的主要部分。金水區(qū)處在華北沉降帶開封坳陷區(qū)西南邊緣過渡地帶,是黃河沖積扇形平原南翼的頂端,地勢西高東低。為北溫帶和亞熱帶氣候的過渡帶,屬半干旱、半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。土壤主要為潮土和風(fēng)沙土。主要鳥類有喜鵲(Pica pica)、珠頸斑鳩(Streptopelia chinensis)等。
獲取2017年5月的谷歌衛(wèi)星影像圖,分辨率為10 m。結(jié)合鄭州市自然資源和規(guī)劃局獲取的《鄭州市城市總體規(guī)劃(2010—2020)》電子文本中的中心城區(qū)綠地系統(tǒng)分項(xiàng)規(guī)劃圖在Arc-GIS 10.2 軟件中進(jìn)行地理配準(zhǔn),配準(zhǔn)坐標(biāo)系為WGS_1984_UTM_zone_49N,依據(jù)規(guī)劃圖中的綠地斑塊,處理得到研究區(qū)范圍內(nèi)的綠地斑塊分布數(shù)據(jù)(圖1)。
圖1 研究區(qū)域范圍Fig. 1 Research area
在鄭州市常見的林鳥名錄中選取指標(biāo)鳥類,常見林鳥有喜鵲、戴勝(Upupa epops)、黃腰柳鶯(Phylloscopus proregulus)、 烏 鶇(Turdus merula)、棕背伯勞(Lanius schach)、黃眉鹀(Emberiza chrysophrys)、金翅雀(Carduelis sinica)、灰椋鳥(Sturnus cineraceus)、黑尾蠟嘴雀(Eophona migratoria)、八哥(Acridotheres cristatellus)、紅嘴相思鳥(Leiothrix lutea)等。
指標(biāo)鳥類的選取條件:1)屬鄭州市常見鳥類;2)屬于益鳥;3)對生活環(huán)境較為敏感;4)瀕危鳥類;5)人民喜愛,寓意吉祥。
本研究利用整體連通性指數(shù)(IIC)和可能連通性指數(shù)(PC)對城市綠地斑塊進(jìn)行量化分析,IIC、PC 均為基于圖論的景觀連通性評價(jià)指數(shù)。IIC 指數(shù)和PC 指數(shù)不僅可以反映景觀的連通性,也可以計(jì)算景觀中各斑塊對維持連通性的重要值(dX),能夠找到對連通性貢獻(xiàn)最大的綠地斑塊。借助ArcGIS、Conefor Inputs 插件以及Conefor 2.6 軟件進(jìn)行指標(biāo)分析。
1)整體連通性指數(shù)。IIC 的范圍在0 到1 之間,其數(shù)值隨著連通性的提高而增加[27]。IIC 的數(shù)值為1 的時(shí)候表示整個(gè)區(qū)域都為生境斑塊,數(shù)值為0 的時(shí)候表示各生境斑塊之間沒有連通。
式中:n表示景觀中斑塊的總數(shù),ai和aj分別代表了斑塊i和斑塊j中的資源屬性,nlij表示斑塊i和斑塊j之間的最短路徑連通數(shù),IICnum表示總體連通數(shù),即斑塊內(nèi)連通數(shù)和斑塊間連通數(shù)的總和,AL是背景景觀的面積。
2)可能連通性指數(shù)。定義為確定物種的2個(gè)個(gè)體隨機(jī)放置在景觀中所能接觸到彼此的概率。PC 的范圍在0 到1 之間,其數(shù)值隨著連通性的提高而增加[28]。
3)綠地斑塊對維持連通性的重要值。該指標(biāo)用于評估單個(gè)棲息地斑塊對于維護(hù)整體景觀連通性的重要性。
式中:Xinitial表示初始的景觀連通性,Xremoval是移除特定斑塊后的景觀連通性,dX 的結(jié)果可以量化每個(gè)斑塊的重要性,即單個(gè)斑塊對于整體IIC 的重要性和整體PC 的重要性,表示為dIIC 和dPC。
為了綜合評價(jià)單個(gè)斑塊的重要程度,將研究區(qū)域內(nèi)不同綠地斑塊不同鳥類日?;顒臃秶玫膁IIC 和dPC 指標(biāo)進(jìn)行平均,得到每個(gè)斑塊的重要值(dZ)。dIIC、dPC 和dZ 均采用自然間斷點(diǎn)分級法將其分為5個(gè)等級,數(shù)值越高表示斑塊重要值越高。dZ 中一級斑塊表示重要性最高的斑塊,五級斑塊表示重要值最低的斑塊。
本研究中,將面積小于0.05 km2的綠地斑塊定義為小型斑塊,面積在0.05~0.1 km2的綠地斑塊定義為中型斑塊,面積在0.1 km2以上的綠地斑塊定義為大型斑塊。取dIIC 和dPC 最重要前20個(gè)綠地斑塊(約占總斑塊數(shù)量的3%)分析其組成。
線性回歸分析是基于最小二乘法原理產(chǎn)生古典統(tǒng)計(jì)假設(shè)下的最優(yōu)線性無偏估計(jì),是研究一個(gè)或多個(gè)自變量之間是否存在某種線性關(guān)系的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。殘差為因變量的實(shí)際值減去回歸方程的預(yù)測值,標(biāo)準(zhǔn)殘差為殘差除以估計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)差,用于分析出數(shù)據(jù)的可靠性、周期性或其他干擾。根據(jù)拉依達(dá)準(zhǔn)則,99.74%的標(biāo)準(zhǔn)化殘差落在-3到3 這個(gè)區(qū)間上,(-3, 3)之外的點(diǎn)稱為異常值[29]。
本研究應(yīng)用SPSS 24.0 中的線性回歸分析,研究綠地斑塊面積與景觀連通性指標(biāo)之間的相互依賴的定量關(guān)系,建立線性回歸模型,用以預(yù)測斑塊面積對景觀連通性指標(biāo)的影響。根據(jù)其中的標(biāo)準(zhǔn)殘差分析,來研究斑塊位置等其他因素對景觀連通性指標(biāo)的影響。其中標(biāo)準(zhǔn)殘差大于3 的斑塊表示其重要值明顯大于線性回歸方程的預(yù)測值,即表示綠地斑塊的重要值高于預(yù)測值,位置等因素對綠地斑塊產(chǎn)生正向影響;標(biāo)準(zhǔn)殘差小于-3 表示其斑塊重要值明顯低于線性回歸方程的預(yù)測值,即表示綠地斑塊的重要值低于預(yù)測值,位置對斑塊產(chǎn)生負(fù)向影響。
綜合鄭州市常見林鳥的相關(guān)資料,選取喜鵲、金翅雀和灰椋鳥作為指標(biāo)鳥類,指標(biāo)鳥類的詳細(xì)信息見表1。喜鵲的日?;顒臃秶鸀?0 m,金翅雀的為500 m,灰椋鳥為200~1 500 m。景觀連通性的構(gòu)建基于可能的最大活動范圍,喜鵲、金翅雀、灰椋鳥的日?;顒臃秶謩e為30、500、1 500 m,分別代表了短距離、中距離、長距離鳥類活動的綠地連通狀況。
表1 指標(biāo)鳥類相關(guān)資料Table 1 Representative bird data
研究區(qū)域綠地斑塊類型組成見表2。由表2可知,研究區(qū)共有658個(gè)綠地斑塊,總面積約為21 km2。其中大型斑塊共有47個(gè),占綠地總數(shù)的7.1%,占綠地總面積的39.7%;中型斑塊共有71個(gè),占綠地總數(shù)的10.8%,占綠地總面積的22.1%;小型斑塊共有540個(gè),占綠地總數(shù)的82.1%,占綠地總面積的38.2%。
表2 研究區(qū)域綠地斑塊類型Table 2 The types of green space patches
dIIC 和dPC 最重要的前20個(gè)綠地中,大型綠地占比最高,具體見表3。重要程度在前20 的斑塊中,大型斑塊的占比有絕對的優(yōu)勢,中型斑塊和小型斑塊占比相對較少,表明大型斑塊對景觀連通性具有重要影響。
表3 不同斑塊類型的數(shù)量占比Table 3 The proportion of different patch types %
不同鳥類在研究區(qū)域的景觀連通性指數(shù)見表4。由表4 可知,IIC 和PC 的值相對較低,但對于日?;顒臃秶^遠(yuǎn)的鳥類來說,景觀連通性相對較好。灰椋鳥在整體連通性指數(shù)和可能連通性指數(shù)2個(gè)指標(biāo)均大于喜鵲和金翅雀。說明鳥類日常飛行距離越遠(yuǎn),景觀斑塊破碎化所帶來的負(fù)面影響相對較小。
基于不同鳥類日?;顒臃秶虏煌坝^斑塊的dIIC 和dPC 見圖2。由圖2 可知,研究區(qū)域內(nèi)綠地斑塊的重要值分布并不均衡,位于京廣鐵路沿線的綠地斑塊擁有著相對較高的重要值,而一些處于邊緣區(qū)域的斑塊、零散的斑塊具有相對較低的重要值。新城區(qū)相較于老城區(qū)擁有更多的高重要值綠地斑塊,景觀破碎化程度相對較低。
表4 景觀連通性指數(shù)Table 4 Index of landscape connectivity
圖2 不同鳥類的斑塊重要值分布Fig. 2 Patch important value distribution of different birds
依據(jù)綠地斑塊組成的分析結(jié)果,dIIC 和dPC均存在與斑塊面積呈現(xiàn)線性關(guān)系的可能。在斑塊面積與dIIC 的回歸分析中,喜鵲、金翅雀和灰椋鳥的日?;顒臃秶碌哪P拖嚓P(guān)系數(shù)(R)分別為0.824、0.893 和0.984,表示有較強(qiáng)的相關(guān)性。調(diào)整后R2分別為0.680、0.798 和0.969,表明模型的解釋能力強(qiáng),有著較好的擬合程度。在該模型中,P值均小于0.01,表明斑塊面積和dIIC 兩者之間的線性相關(guān)關(guān)系極顯著。同樣,在斑塊面積與dPC 的回歸分析中,喜鵲、金翅雀和灰椋鳥的日?;顒臃秶碌哪P蚏分別為0.813、0.872和0.951,表示有較強(qiáng)的相關(guān)性。調(diào)整后R2分別為0.661、0.760 和0.905,表明模型的解釋能力強(qiáng),有著較好的擬合程度。在該模型中,P同樣小于0.01,表明斑塊面積和dIIC 兩者之間的相關(guān)關(guān)系極顯著??傮w而言,線性回歸分析結(jié)果表明,綠地斑塊重要值的大小和斑塊面積存在有極強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系,說明斑塊面積與dIIC,以及斑面積與dPC 相關(guān)性顯著。
標(biāo)準(zhǔn)殘差分析結(jié)果如見圖3。紅色代表標(biāo)準(zhǔn)殘差大于3 的綠地斑塊,綠色代表標(biāo)準(zhǔn)殘差小于-3 的綠地斑塊??梢园l(fā)現(xiàn),紅色斑塊主要分布在斑塊的交匯處,或一些環(huán)狀條形綠地斑塊。綠地斑塊主要分布在斑塊密度較少的區(qū)域,與其他斑塊的距離相對較遠(yuǎn)。說明綠地斑塊所處的位置會提高或降低綠地斑塊對維持連通性的重要值,在綠地斑塊集中區(qū)更有利于連通性重要值的提高。
圖3 標(biāo)準(zhǔn)殘差異常的綠地斑塊分布Fig. 3 Green patches distribution of standentized residual outlier
綠地斑塊dZ 值的可視化分析結(jié)果見圖4。連通性重要值最高的斑塊主要集中在京廣鐵路兩側(cè),重要值相對較高的斑塊主要分布在環(huán)形條狀的綠地斑塊,老城區(qū)的低重要值斑塊較多。相對重要的一、二級斑塊占研究區(qū)域總斑塊數(shù)目的8.5%,占研究斑塊總面積的41.04%。重要值排名前3 位綠地斑塊分別為編號478 斑塊(dZ:11.3%)、編號482 斑塊(dZ:5.9%)和編號479斑塊(dZ:5.4%)。研究區(qū)域內(nèi)的斑塊可根據(jù)連通性重要值等級進(jìn)行保護(hù)性投資,特別是圖中一級斑塊中的編號為478 的斑塊需要重點(diǎn)關(guān)注。
在斑塊面積與dZ 的線性回歸分析中,調(diào)整后R2為0.858,說明了斑塊面積和dZ 有著較好的擬合程度。在該模型中,回歸系數(shù)值為1.296×10-5非常小,P值小于0.01,表明斑塊面積和dZ 兩者之間的線性相關(guān)關(guān)系極顯著。所得的回歸方程為:dZ=-0.114+1.296×10-5×斑塊面積。根據(jù)該回歸方程進(jìn)行預(yù)測,dZ 和斑塊面積的對應(yīng)結(jié)果部分見表5。根據(jù)該模型預(yù)測分析,得出了達(dá)到相應(yīng)dZ 值所需要的最小面積,如表5 所示,如需達(dá)到絕對的100%重要,則需要7.7 km2的面積,這個(gè)面積大約相當(dāng)于2.3個(gè)紐約中央公園面積,約3.9個(gè)鄭州綠博園面積,13.5個(gè)編號為478 的斑塊面積,3個(gè)由編號476~483 組成的帶狀綠地面積。
④工程效益顯著?;春邮俏覈叽蠼又?,流域面積27萬km2。1194年黃河侵泗奪淮,其泛濫帶來的巨量泥沙淤塞了淮河兩岸的許多河道,淮河從此失去了原先的入海通道,流域內(nèi)“大雨大災(zāi),小雨小災(zāi),無雨旱災(zāi)”。入海水道主要功能是增加淮河泄洪能力、提高洪澤湖防洪標(biāo)準(zhǔn)、確保下游地區(qū)2 000萬人口、3 000萬畝 (200萬hm2)耕地安全。自2003年建成投入使用以來,前后經(jīng)歷了2003年、2007年兩次大洪水以及2010年小流量行洪的考驗(yàn),發(fā)揮了巨大的防洪減災(zāi)效益。
圖4 綠地斑塊的dZ 分布Fig. 4 dZ distribution of green patches
表5 達(dá)到相應(yīng)dZ 值所需要的最小面積Table 5 The minimum area required to reach the corresponding dZ value
本研究基于對鄭州市金水區(qū)的景觀連通性的研究提出以下幾點(diǎn)現(xiàn)行策略(圖5):1)優(yōu)化現(xiàn)有的條狀綠地結(jié)構(gòu)。將現(xiàn)有的條狀綠地通過土地置換、建筑退讓等方式,逐步改善為可以首尾連接的環(huán)形綠地結(jié)構(gòu),以增加綠地景觀連通性。2)挖掘城市潛力,努力擴(kuò)充城市綠地的總量。結(jié)合城市雙修、老舊小區(qū)改造等措施,加強(qiáng)居住區(qū)等地的綠地建設(shè),充分利用現(xiàn)有的空置綠地、裸露土地,全面推動城市綠地的增量建設(shè)。同時(shí)在后續(xù)發(fā)展的過程中,逐步把多個(gè)碎片化的綠地斑塊逐步整合為大型斑塊,加強(qiáng)碎片綠地之間的連通,以不斷優(yōu)化老城區(qū)的綠地總量和質(zhì)量。3)提前做好增量綠地的規(guī)劃。在有限的綠地增量范圍內(nèi),注意綠地位置的選擇,計(jì)算綠地位置的最優(yōu)解,用最小的投資獲得最大的生態(tài)效益。例如圖中A 位置增加綠地會比在B 位置增加景觀連通性提升快,在A 位置增加綠地獲取的生態(tài)效益更高。
圖5 綠地斑塊優(yōu)化策略Fig. 5 Optimization strategy of green patches
4.1.1 指標(biāo)分析方面
不同指標(biāo)的分析可以看出,對于日?;顒臃秶煌镍B類,連通性重要值較高的斑塊雖有差異,但重要斑塊位置相對吻合,說明重要斑塊的分布對不同鳥類的差異并不明顯。綠地斑塊標(biāo)準(zhǔn)殘差分析結(jié)果顯示出,紅色斑塊主要分布在斑塊的密集連接處,或者重要的連通性節(jié)點(diǎn)位置。如金翅雀的dIIC 標(biāo)準(zhǔn)殘差圖中的最右側(cè)連接內(nèi)外環(huán)形綠地的線性斑塊,雖然從面積上歸屬于小型斑塊,但起到了2個(gè)環(huán)形綠地斑塊的連通作用,使其斑塊的重要值明顯提高。綠色斑塊則主要分布在場地邊緣地區(qū),或者其周邊斑塊較為稀疏的區(qū)域,處于研究區(qū)域邊緣地區(qū)出現(xiàn)綠色斑塊可能在一定程度上與研究范圍外的綠地斑塊未納入整體的連通性運(yùn)算中有關(guān)。但從灰椋鳥dPC 標(biāo)準(zhǔn)殘差圖中,京廣鐵路綠帶也出現(xiàn)了綠色斑塊,說明其所擁有的斑塊面積沒有達(dá)到預(yù)期的斑塊重要值,斑塊所處的位置讓其沒有發(fā)揮最大連通效果。另外,本研究所選取的指標(biāo)中,dZ 的指標(biāo)分析為新定義的指標(biāo),所產(chǎn)生的“絕對重要”綠地斑塊尺度是基于本研究區(qū)域所得,可能會具有一定的局限性,有待后續(xù)研究的多次論證。
4.1.2 大型綠地斑塊的重要性
景觀連通性不僅是綠地空間結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn),也是城鄉(xiāng)綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和綠地系統(tǒng)規(guī)劃考慮的重要內(nèi)容[37]。岳邦瑞[38]研究顯示大生境斑塊比小生境斑塊連通性好,更大面積的斑塊往往意味著更復(fù)雜多樣的景觀類型和棲息地多樣性。相對于小斑塊而言,大型斑塊能夠更大程度滿足鳥類生存和繁殖需求,同時(shí)削弱來自周圍城市環(huán)境中各種干擾的效應(yīng)[39]。大型的帶狀綠地對景觀斑塊之間的連通起到了極為重要的作用,無論是喜鵲、金翅雀還是灰椋鳥,都印證了這一說法。大型斑塊對連通性的重要程度顯示出其在城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要意義和價(jià)值,大型斑塊是綠地景觀規(guī)劃和保護(hù)必須首要考慮的對象[40]。研究區(qū)域內(nèi)的大型斑塊數(shù)量較少,特別是老城區(qū)的大型斑塊稀缺,應(yīng)在未來的規(guī)劃中引起重視,逐步改善和優(yōu)化鄭州的綠地景觀格局。老城區(qū)中現(xiàn)有的中大型綠地對未來提高城區(qū)的景觀連通性有著巨大的潛力,起到很強(qiáng)的支點(diǎn)作用。斑塊面積與連通性的結(jié)合是影響總體鳥類數(shù)量的重要因素[7],從dZ 指標(biāo)的分析來看,除了保持一定的斑塊面積,還需要盡量保持綠地斑塊的整體性、統(tǒng)一性,減少斑塊碎片化。
4.1.3 綠地斑塊的位置與形狀
一級斑塊主要分布在鄭州京廣鐵路兩側(cè),屬于城市中的綠地分隔帶,說明在城市中構(gòu)建大型綠地分隔帶有利于提高景觀的連通性。但同時(shí)應(yīng)發(fā)現(xiàn),如東風(fēng)渠等寬度相對較窄的帶狀綠地在提高景觀連通性上表現(xiàn)不足,然而當(dāng)其形成如鄭東新區(qū)(新老城區(qū)分界線東側(cè))等環(huán)狀綠地時(shí)能夠較大幅度提高其重要值。斑塊的景觀連通性重要值和斑塊的大小以及斑塊的位置都存在相關(guān)性。林地網(wǎng)絡(luò)中各林地斑塊的連通性的重要性并不與斑塊的面積呈絕對正相關(guān),林地斑塊位于整體網(wǎng)絡(luò)格局的位置同樣重要[18]。綠地斑塊規(guī)模與綠地空間的整體連通性指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系,綠地空間連通性的區(qū)域差異特征與綠地空間的分布特征具有一致性,綠地空間總量、斑塊規(guī)模和位置的重要性均是影響綠地空間連通性發(fā)生變化的內(nèi)在要素[38]。斑塊節(jié)點(diǎn)與綠地系統(tǒng)內(nèi)其他斑塊的連通性,關(guān)系到物種在各生境斑塊間的遷徙,是構(gòu)建城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)所需要考慮的重要因素[41]。
特大型城市綠化系統(tǒng)布局模式主要有以環(huán)城綠帶為特征的環(huán)狀圈層式、以綠色廊道聯(lián)結(jié)成網(wǎng)的廊道網(wǎng)絡(luò)式等[42],倫敦、首爾、巴黎等城市都采取了環(huán)形綠帶的布置模式[43]。研究區(qū)域內(nèi)重要斑塊以鄭東新區(qū)范圍內(nèi)的居多,環(huán)形綠地類型較多,鄭東新區(qū)的環(huán)形城市的設(shè)計(jì)理念較老城區(qū)棋盤式的城市布局模式相比,在景觀連通性上有明顯的優(yōu)勢,在未來城市綠帶設(shè)計(jì)中可以多加研究和參考。另外,隨著線性綠地寬度的增加和植物生境類型的多樣化,鳥類數(shù)量將隨之增加[44],也可能帶來連通性的增強(qiáng)。
在未來的鄭州城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中,要增加整體的綠地空間總量,優(yōu)先在政策層面上對大型斑塊予以保護(hù)和建設(shè)管理資金的傾斜。在綠地廊道的集中交匯處建立大型斑塊,并確保其完整性。利用現(xiàn)有綠地斑塊和城市空置用地[24],加強(qiáng)破碎斑塊之間的連通,尤其是老城區(qū)的綠地連通,需充分挖掘附屬綠地的使用潛力[16],在增綠過程中盡可能布置成環(huán)形綠地,逐步建立起鳥類的生態(tài)廊道。隨著鄭州城中村改造等城市更新項(xiàng)目的推進(jìn),景觀連通性的改造變得更加具有現(xiàn)實(shí)可能。另外,在城市新建城區(qū)要根據(jù)實(shí)際情況建立“絕對重要”的綠地斑塊,保障景觀連通性的基底。
本研究以景觀連通性為指標(biāo),運(yùn)用ArcGIS、Conefor Inputs 插件以及Conefor 2.6 軟件進(jìn)行指標(biāo)分析,基于不同鳥類日?;顒臃秶挠?jì)算了各綠地斑塊對維持連通性的重要值、研究區(qū)域整體連通性等數(shù)據(jù)。研究的主要結(jié)論如下:
1)斑塊所在的位置會影響斑塊的重要性,但是斑塊的面積依然是斑塊重要值的主要因素。
2)單一布置的帶狀綠地并不能使景觀連通性有較大提高,但是形成環(huán)狀綠地后的能夠較大幅度地提高其重要值。
3)所研究的金水區(qū)規(guī)劃綠地的整體景觀連通性水平相對較低,日后需要加強(qiáng)綠地總量的擴(kuò)充,需要通過不同斑塊的重點(diǎn)保護(hù)等級建立相應(yīng)的政策。
4)研究計(jì)算了斑塊重要值相對應(yīng)的城市綠地斑塊尺度,確立了達(dá)到絕對重要值的綠地斑塊面積為7.7 km2,為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中綠地面積的設(shè)定提供了參考。
本研究對鳥類的生境沒有做具體的評價(jià),鳥類的分布范圍及分布情況有待更加詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐連通性的評價(jià),選取的范圍日后有待進(jìn)一步擴(kuò)大,后續(xù)需要增加不同物種來完善整體的連通性評價(jià)體系。未來進(jìn)行多種動物以及外來入侵物種的連通性疊加分析研究中,希望能夠得出完整系統(tǒng)的生境斑塊、廊道建設(shè)方案,在提高空間分布的生態(tài)價(jià)值、提升規(guī)劃內(nèi)涵、保護(hù)物種多樣性、保障城市生態(tài)安全方面做出貢獻(xiàn)。