基于形態(tài)學(xué)空間格局方法的北京市六環(huán)內(nèi)城市林木樹冠覆蓋斑塊動態(tài)特征*

仇寬彪 李曉婷 成軍鋒 賈寶全

（1. 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院風(fēng)景園林學(xué)院 鎮(zhèn)江 212400；2. 清華大學(xué)建筑學(xué)院 北京 100084；3. 陜西千渭之會國家濕地公園管理處 寶雞 721000；4. 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 北京 100091；5. 國家林業(yè)局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗室 北京 100091；6. 國家林業(yè)局城市林業(yè)研究中心 北京 100091）

城市林木是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其所具有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在城市植被所提供的諸項生態(tài)服務(wù)功能中占主要地位（Mexiaet al., 2018）。城市林木具有局地降溫（Qiuet al., 2020）、污染物吸附（Xinget al., 2019）以及洪水調(diào)蓄（Z?lchet al., 2017）等多項生態(tài)功能，可有效緩解城市環(huán)境問題。同時，城市林木亦能滿足城鎮(zhèn)居民對休憩娛樂與美學(xué)觀賞的需求（Denget al., 2017），并可以增進(jìn)城鎮(zhèn)居民的健康福祉（Gasconet al., 2016）。因此，開展城市林木樹冠覆蓋（urban tree canopy, UTC）研究對于城市植被保護(hù)以及提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力具有重要意義。

城市林木空間分布異質(zhì)性及其動態(tài)變化是城市林木樹冠覆蓋相關(guān)研究的重要方面。傳統(tǒng)的研究多基于景觀生態(tài)學(xué)理論，將城市林木樹冠視為內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一的景觀斑塊，運(yùn)用格局指數(shù)、空間分析方法等開展研究（丁圣彥等, 2005; 烏日汗等, 2010; 劉佳等,2019; 儲顯等, 2020）。但是，這種方法忽視了UTC 斑塊之間的差異，如斑塊邊緣效應(yīng)與內(nèi)部生境（陳利頂?shù)? 2004），其結(jié)果可能不足以揭示UTC 斑塊的空間動態(tài)規(guī)律。

形態(tài)特征是斑塊重要的特征之一，不同形態(tài)特征的斑塊所具有的生態(tài)功能也存在差異。大型綠地斑塊易形成內(nèi)部生境，對物種多度有重要影響（Lauranceet al., 1991），而狹長型的斑塊則對物種遷移有引導(dǎo)作用（Forman, 1995）。Vogt 等（2007）基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理提出形態(tài)學(xué)空間格局分析（morphological spatial pattern analysis, MSPA）方法，通過對柵格圖像空間格局進(jìn)行度量和分割，將圖像劃分為特定幾何特征的類型，在像元層面識別景觀斑塊不同的形態(tài)特征組成，從而更加精確地分辨景觀斑塊類型與結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，MSPA 方法在城市綠色網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建（于亞平等,2016; 張啟舜等, 2021）、林地和濕地等生態(tài)空間（Hernandoet al., 2017; Velázquezet al., 2017）、耕地的連通性（史芳寧等, 2020）以及鎮(zhèn)域植被分布特征識別（Roganet al., 2016）等方面均有較為廣泛的應(yīng)用。然而，這些基于MSPA 的研究大多著眼于區(qū)域連通性網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，有關(guān)城市化進(jìn)程對UTC 斑塊形態(tài)特征時空動態(tài)影響還鮮見報道。因此，UTC 斑塊形態(tài)特征組成及其變化還有待進(jìn)一步研究。

北京市是我國的特大城市之一。近年來，北京市實(shí)施了包括平原大造林等在內(nèi)的多項城市綠化工程，城區(qū)綠化覆蓋明顯改善?？焖俚某鞘谢约按笠?guī)模的綠化造林，為開展城市UTC 動態(tài)研究提供了合適的樣本。因此，本研究擬利用3 期高分影像解譯數(shù)據(jù)，從斑塊空間形態(tài)格局的角度，就近20 年來北京市UTC形態(tài)特征動態(tài)變化進(jìn)行定量分析，旨在明晰如下問題：1）北京市城區(qū)UTC 斑塊總體形態(tài)特點(diǎn)，2）隨城市發(fā)展UTC 斑塊形態(tài)特征變化的時、空演化特征，以期為今后城區(qū)的城市森林建設(shè)和現(xiàn)有城市林木保護(hù)提供借鑒。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

北京市位于我國華北平原北部（115°25′—117°30′E，39°28′—41°05′N），全市由平原區(qū)、山區(qū)和盆地區(qū)組成。屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，全年降水量600～800 mm。市區(qū)自然河流分布較少，水體以湖泊形式存在，主要湖泊有昆明湖、青年湖等。市區(qū)土壤以褐土為主。北京市是我國的特大城市，其城區(qū)位于平原地區(qū)，2019 年建成區(qū)面積1 469 km2，涉及東城、西城、朝陽、海淀、石景山、豐臺和昌平等行政區(qū)。得益于各項綠化工程及綠色奧運(yùn)，北京綠地建設(shè)成效顯著。六環(huán)內(nèi)建設(shè)有大量公園，主要公園有朝陽公園、頤和園、圓明園、紫竹院和奧林匹克森林公園等（圖1），建成區(qū)綠化覆蓋率從2002 年的40.6%上升到2019 年的48.5%，人均公園面積也從10.66 m2增加到16 m2。根據(jù)調(diào)查研究結(jié)果，北京市建成區(qū)樹種以白蠟（Fraxinus chinensis）、毛白楊（Populus tomentosa）、國槐（Styphnolobium japonicum）、圓柏（Juniperus chinensis）、油松（Pinus tabuliformis）、欒樹（Koelreuteria paniculata）和臭椿（Ailanthus altissima）等樹種為主（種組成（馬杰等, 2019a, b）。北京城市擴(kuò)展呈現(xiàn)典型的同心圓擴(kuò)張?zhí)卣鳎趥€別方向上則沿主要干道延伸。

圖1 研究區(qū)位置Fig. 1 Location of the study area

1.2 數(shù)據(jù)源

本研究選用成像時間分別在2002 年8—9 月間的真彩色航片（0.5 m）、2013 年8—9 月間的Worldview2衛(wèi)星影像（0.5 m）以及2019 年8—9 月間的北京2 號衛(wèi)星影像（0.8 m）進(jìn)行UTC 的提取。在經(jīng)過幾何校正、地形校正和大氣校正后，以eCongnition Developer 9.0為解譯平臺，采用面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)，以各環(huán)路為子區(qū)域，應(yīng)用分層分割及基于規(guī)則的分類技術(shù)進(jìn)行城市土地覆蓋分類。城市土地覆蓋主要包括城市林木樹冠覆蓋（urban tree canopy, UTC）、草地、裸土地、不透水地表、水體和農(nóng)田這6 個類別。2002、2013 和2019 年分類結(jié)果總體精度分別達(dá)92.23%、96.02%和94.01%，Kappa 系數(shù)分別達(dá)0.861 3、0.923 1 和0.901 3（宋宜昊, 2016; 李曉婷, 2021）。

1.3 UTC 形態(tài)特征

根據(jù)景觀斑塊的形態(tài)特征，景觀斑塊可分為核心區(qū)、孤島、孔隙、邊緣、環(huán)道區(qū)、橋接區(qū)和分支等7 種類型（表1）。本研究基于Guidos 工具劃分各種形態(tài)特征。為了兼顧分析精度與計算效率，本研究首先將城市土地覆蓋數(shù)據(jù)重采樣到10 m× 10 m 空間分辨率；其次，提取出UTC，將其作為前景類型，其他城市土地覆蓋類型則作為背景，生成二值型柵格數(shù)據(jù)；再次，基于Guidos 軟件，采用8 鄰域和30 m 邊緣寬度進(jìn)行MSPA 分析（Roganet al., 2016），最終得到互不重疊的7 種形態(tài)特征類型。

表1 景觀形狀特征類型及其生態(tài)學(xué)含義Tab. 1 Types of morphological elements and their definition

1.4 統(tǒng)計方法

為更直觀表征UTC 形態(tài)特征系統(tǒng)性轉(zhuǎn)換的空間分異，通過環(huán)路和扇區(qū)劃分的40 個子區(qū)域，針對UTC形態(tài)特征各轉(zhuǎn)換類型的相對貢獻(xiàn)度（relative contribution index, RCI）進(jìn)行聚類分析。首先，計算各子區(qū)域某種轉(zhuǎn)換類型的RCI（Wanget al., 2012）：

式中：Asc和As分別表示子區(qū)域和整個研究區(qū)某種UTC 形態(tài)特征轉(zhuǎn)換類型的面積（km2），Atc和At分別表示子區(qū)域和整個研究區(qū)的面積（km2）。RCI = 1 表明對于某種UTC 形態(tài)特征轉(zhuǎn)換類型而言，其在子區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)換強(qiáng)度與整個研究區(qū)的相同；RCI ＞ 1 表明子區(qū)域內(nèi)該種轉(zhuǎn)換類型強(qiáng)度大于整個研究區(qū)；反之，則小于整個研究區(qū)。通過RCI 指標(biāo)，可表征UTC 形態(tài)特征系統(tǒng)性轉(zhuǎn)換的空間分異特征。其次，根據(jù)各子區(qū)域RCI，采用系統(tǒng)聚類法開展聚類分析。將40 個子區(qū)域劃分為4 類，分別統(tǒng)計各類別UTC 形態(tài)特征主要轉(zhuǎn)換類型的RCI 均值。聚類統(tǒng)計在R4.1.1 中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 UTC 分布狀況

2002—2019 年，UTC 從2002 年的387.93 km2增加到2019 年的771.14 km2，在研究區(qū)總面積中所占比例也從20.35%增加到40.42%，增幅近1 倍。其中，2002—2013 年間，北京市城區(qū)UTC 增幅達(dá)282.92 km2，顯著高于2013—2019 年間的97.39 km2。由此可見，近20 年來，北京市六環(huán)內(nèi)生態(tài)保護(hù)與綠化工作取得明顯成效，但2013 年以后UTC 的增勢放緩。

2.1.1 主要UTC 形態(tài)特征 3 期北京六環(huán)內(nèi)UTC 形態(tài)特征組成大體相似（圖2）。孤島、橋接區(qū)和核心區(qū)是北京城區(qū)UTC 斑塊主要的形態(tài)特征，三者總計占到各期UTC 斑塊總面積的80%。80%。

圖2 2002（a）、2013（b）和2019 年（c）北京市六環(huán)內(nèi)UTC 形態(tài)特征空間分布Fig. 2 Morphological elements of UTC patches within the 6th Ring road of Beijing in 2002 (a), 2013 (b) and 2019 (c)

2002 年，UTC 的孤島面積最大，達(dá)223.25 km2，占UTC 總量的57.78%，而到2013 年，UTC 的孤島面積則降至188.17 km2，占比也下降到28.11%；到2019 年，UTC 的孤島面積大體維持在188.12 km2，其占比大體在24.5%左右。由此可見，研究期間，北京市六環(huán)內(nèi)UTC 孤島面積減幅明顯，并且前一時段顯著高于后一時段。

UTC 核心區(qū)在UTC 總面積中占比較大。2002 年，UTC 核心區(qū)面積68.98 km2，占比17.85%，是僅次于UTC 孤島的形態(tài)要素；到2013 年，UTC 核心區(qū)面積增加到179.07 km2，相比于2002 年增加近1.6 倍，面積占比也升至26.75%；到2019 年，UTC 核心區(qū)面積有小幅減少（168.85 km2），占比下降到22.03%。以上分析表明，UTC 核心區(qū)在經(jīng)歷2013 年前的大幅增加后，在2013 年后UTC 核心區(qū)變化趨緩。

UTC 橋接是UTC 的另一種主要形態(tài)類型。2002年，UTC 橋接面積41.11 km2，占比達(dá)10.64%，僅次于UTC 孤島和核心區(qū)；到2013 年，UTC 橋接區(qū)面積增加122.71 km2，面積占比也增加到24.48%；到2019 年，UTC 面積增值260.58 km2，面積占比達(dá)33.99%，成為僅次于UTC 孤島的第2 大形態(tài)類型。從年增幅來看，2013 年以后（16.13 km2）高于2013 年以前（11.16 km2）。這表明隨著城市發(fā)展，UTC 橋接區(qū)面積持續(xù)增大。

2.1.2 次要UTC 斑塊形態(tài)特征 UTC 的邊緣、環(huán)道區(qū)及分支等是相對次要的形態(tài)類型，3 期其面積占比均值在5%左右。其中，邊緣區(qū)面積變化相對較大。2002—2013 年間，邊緣區(qū)面積從13.83 km2增加到58.34 km2，面積占比也從3.58%上升到8.72%；而在2013 年以后，UTC 邊緣區(qū)僅有小幅減少（減幅5.02 km2），仍占UTC 總面積的7%左右。此外，UTC 的孔隙區(qū)占比最小，3 期占比均不足0.5%。

2.2 UTC 形態(tài)要素轉(zhuǎn)換特征

本研究對涉及UTC 的轉(zhuǎn)換類型進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，2002—2013 年，其他地類與孤島之間的轉(zhuǎn)換面積較大，兩者面積總和占同期UTC 變化總面積的30%；其次依次為其他地類→橋接區(qū)、其他地類→核心區(qū)、核心區(qū)→核心區(qū)和孤島→孤島（圖3a）。2013—2019 年，其他地類→孤島、其他地類→橋接區(qū)和孤島→其他地類等類型轉(zhuǎn)換面積較大，分別占同期UTC轉(zhuǎn)換總面積的13.63%、11.87%和11.85%；其次依次為核心區(qū)→核心區(qū)、橋接區(qū)→其他地類、橋接區(qū)→橋接區(qū)（圖3b）。以上分析可知，UTC 的孤島形態(tài)與其他地類之間的轉(zhuǎn)換是研究期內(nèi)北京市六環(huán)內(nèi)UTC 斑塊主要的動態(tài)類型。不過，前后2 個時段，北京市六環(huán)內(nèi)UTC 形態(tài)特征的動態(tài)類型存在一定差異。前一時段，不論UTC 從其他地類轉(zhuǎn)為核心區(qū)（12.31%），還是保持穩(wěn)定的核心區(qū)（6.85%），都占有較大的面積比重，但在后一時段，從其他地類轉(zhuǎn)為核心區(qū)和保持穩(wěn)定的核心區(qū)的面積比重相對較?。?2.31%），顯示后一時段造林綠化活動可能不再傾向于大面積造林方式。而且，后一時段從其他地類轉(zhuǎn)為橋接區(qū)，以及保持穩(wěn)定的橋接區(qū)面積比重（17.40%）高于前一時段（15.44%），表明與前一時段相比，后一時段可能更傾向于UTC 斑塊之間的連接。

圖3 2002—2013 年（a）和2013—2019 年（b）北京市六環(huán)內(nèi)UTC 形態(tài)要素轉(zhuǎn)換面積圖Fig. 3 Transitions area of the morphological elements of UTC patches within the 6th Ring road of Beijing during the period of 2002-2013 (a) and 2013-2019 (b)

2.3 UTC 形態(tài)要素轉(zhuǎn)換的區(qū)域差異

UTC 形態(tài)特征轉(zhuǎn)換具有明顯的空間分異特征（圖4）。2002—2013 年，北京市六環(huán)內(nèi)西部與西北部五到六環(huán)間UTC 核心區(qū)→UTC 核心區(qū)RCI 較大，這與該區(qū)域內(nèi)西山森林分布有關(guān)。在五環(huán)外的其他區(qū)域，其他地類→孤島和其他地類→橋接區(qū)具有較大的RCI，顯示該時段內(nèi)其他地類主要轉(zhuǎn)為孤島與UTC 橋接區(qū)。在四環(huán)內(nèi)，UTC 形態(tài)特征變化主要與孤島相關(guān)，無論是從其他地類轉(zhuǎn)入，還是孤島轉(zhuǎn)出，抑或保持穩(wěn)定，均具有較大的RCI，其中，四環(huán)內(nèi)北部區(qū)域更多地表現(xiàn)為UTC 孤島→孤島與UTC 孤島→其他地類，而南部區(qū)域則更多的表現(xiàn)為從其他地類→UTC 孤島（圖4a、c）。

圖4 北京市六環(huán)內(nèi)UTC 形態(tài)特征轉(zhuǎn)換類型聚類Fig. 4 Groups for the transition of UTC morphological elements within the 6th Ring road of Beijing

2013—2019 年，北京市環(huán)四外多數(shù)區(qū)域主要與UTC 的橋接區(qū)有關(guān)，其他地類→橋接區(qū)、橋接區(qū)→其他地類以及橋接區(qū)→橋接區(qū)等類型的RCI 較大，顯示在市區(qū)外圍UTC 斑塊間連接度變化是其主要特征。在四環(huán)內(nèi)多數(shù)區(qū)域，尤其是在三環(huán)內(nèi)與UTC 孤島相關(guān)的轉(zhuǎn)換類型RCI 較大，顯示在市中心UTC 孤島斑塊變化占有較大比重。在三到四環(huán)間，其他地類→孤島、其他地類→橋接區(qū)以及孤島→其他地類的RCI 相對較大，顯示該區(qū)域UTC 孤島與橋接區(qū)變化較為劇烈，成為市中心UTC 孤島變化為主到外圍以橋接區(qū)變化為主之間的過渡區(qū)域（圖4b、d）。

3 討論

3.1 UTC 形態(tài)特征組成

北京市六環(huán)內(nèi)UTC 斑塊的橋接區(qū)和核心區(qū)面積比重較大，這與南京市綠色基礎(chǔ)設(shè)施（于亞平等,2016）、唐山市生態(tài)空間（郭家新等, 2021）、巴中新城（許峰等, 2015）綠地斑塊形態(tài)特征組成相似。UTC 斑塊的環(huán)道區(qū)、分支以及孔隙等形態(tài)特征與核心區(qū)存在依存關(guān)系，其面積也受到核心區(qū)制約，因此環(huán)道區(qū)、分支以及孔隙等面積占比較小。但是，本研究還發(fā)現(xiàn)北京市六環(huán)內(nèi)UTC 斑塊的孤島占有一定的面積比重，這與其他城市的研究結(jié)果不同。這可能來源于如下兩方面的原因。一方面，城市化發(fā)展階段、土地利用方式等對城市林地斑塊景觀格局特征存在影響（朱耀軍等, 2011）。在城市化程度較高的地區(qū)，由于土地資源緊張，城市林地多以小型斑塊為主，因此UTC 孤島面積比重較大；而在新興城市化地區(qū)，土地資源充裕，可以規(guī)劃建設(shè)大型綠地，因此UTC 孤島面積比重較?。ù尥跗降? 2017）。此外，北京市六環(huán)內(nèi)存在多個歷史悠久的公園綠地，如天壇公園等，這些公園綠地內(nèi)散生的古樹名木較多，這也會增加UTC 孤島面積。另一方面，遙感影像的空間分辨率可能也會對UTC斑塊形態(tài)特征識別產(chǎn)生一定影響（McGarigalet al.,2005）。空間分辨率越小，識別散生木樹冠的能力則越強(qiáng)；反之，則僅能識別達(dá)到一定面積的林木樹冠。比如，在基于Landsat TM 影像對成都市綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的研究顯示，孤島面積占比僅為0.2%（吳銀鵬等, 2017）。但遙感影像分辨率對UTC 斑塊形態(tài)特征的影響似乎較小。陳泓宇等人（2021）采用Landsat 8 OLI 影像源的30 米土地利用對北京市城區(qū)綠地形態(tài)特征的研究也發(fā)現(xiàn)核心區(qū)、孤島及橋接區(qū)是主要的形態(tài)特征類型。

3.2 UTC 形態(tài)特征轉(zhuǎn)換及其空間分異

UTC 斑塊形態(tài)特征動態(tài)呈現(xiàn)城鄉(xiāng)梯度特征。本研究發(fā)現(xiàn)，相比于城市外圍，市中心UTC 斑塊變化則以與孤島相關(guān)的UTC 斑塊變化為主。已有研究顯示，我國多個城市的土地利用變化均呈現(xiàn)相似的城鄉(xiāng)梯度特征（金佳莉等, 2020）。這種城鄉(xiāng)分異特征與人為干擾狀況有關(guān)。隨著城市發(fā)展，建設(shè)用地不斷向外圍呈“攤大餅”式擴(kuò)張（曹玉紅等, 2019），不斷侵占原先的林草地及耕地等土地利用類型（Domingoet al.,2021），城市擴(kuò)張也成為城市外圍土地利用變化的主要類型（Zhenget al., 2021），導(dǎo)致城市林地逐漸向人文景觀類型過渡。在城區(qū)外圍，人為干擾強(qiáng)度和頻度相對減弱，城市植被斑塊多以大斑塊分布為主（Forman,2015）。而在市中心，盡管中小型林地斑塊更易受到建設(shè)用地蔓延擴(kuò)張的影響（張明娟等, 2006），對人為干擾更為敏感（Pearceet al. , 1992），但由于土地利用則更多表現(xiàn)為土地資源集約化利用或無明顯變化（Zhenget al., 2021），原先的小型林地斑塊可得到有效保護(hù)，城市植被斑塊多以碎片化分布為主。實(shí)際上，北京市近年來開展“留白增綠”工程，即在城區(qū)規(guī)劃尚不明確用途，或在完成拆違后短期內(nèi)不能確定的區(qū)域，先行進(jìn)行綠化建設(shè)。這些碎片化區(qū)域的綠化建設(shè)，勢必導(dǎo)致城區(qū)其他地類向UTC 孤島的轉(zhuǎn)換。但是，在城市外圍，本研究未發(fā)現(xiàn)以UTC 核心區(qū)為主的UTC 形態(tài)變化，反而是與UTC 橋接區(qū)相關(guān)的形態(tài)特征轉(zhuǎn)換成為主要類型。究其原因，這可能與綠地規(guī)劃以及外圍城市林地來源有關(guān)。四到五環(huán)和五到六環(huán)間分別是北京市第1、第2 道綠化隔離帶，是近年來北京市綠地建設(shè)的主要區(qū)域。而外圍城市林地主要有2 個來源，除一些地區(qū)，如海淀唐家?guī)X、豐臺槐房以及朝陽金盞，通過拆遷騰退造林外，結(jié)合水系和路網(wǎng)等廊道開展造林也是重要來源之一，如東北部潮白河和西南部永定河兩岸的防風(fēng)固沙林建設(shè)。這些水系林、道路林的建設(shè)顯著提升了外圍與UTC 斑塊橋接區(qū)相關(guān)轉(zhuǎn)換類型的空間分布貢獻(xiàn)度。

隨著城市不斷發(fā)展，城區(qū)綠地建設(shè)的重點(diǎn)逐漸從大規(guī)模造林轉(zhuǎn)變?yōu)榱值匕邏K間連接度提升。在土地資源高強(qiáng)度開發(fā)及人為干擾漸趨劇烈的背景下，提升連接度則成為緩解和應(yīng)對外界干擾的關(guān)鍵手段之一（金奇豪等, 2021），不同尺度的綠地連接度研究均發(fā)現(xiàn)城市綠地連接度有不同程度的提升（于亞平等,2016; 史芳寧等, 2020; 張啟舜等, 2021）。城市林地的建設(shè)，遵循“點(diǎn)、線、面、體”相結(jié)合的規(guī)劃設(shè)計方法，以街頭綠地、口袋公園等作為“點(diǎn)”，以道路林、水系林等廊道作為“線”，分別以大型公園綠地以及自然山體作為“面”和“體”。在當(dāng)前城市土地資源極度緊缺的情況下，大型公園與自然山體的造林已不可能，只有通過“點(diǎn)”與“線”的規(guī)劃建設(shè)才能有效建設(shè)城市森林，實(shí)現(xiàn)城市森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能最大化。北京也于2012 年開始百萬畝平原大造林工程，在平原區(qū)按照“兩環(huán)、三帶、九楔、多廊”建設(shè)布局開展造林。其中，沿5 環(huán)路與6 環(huán)路的綠色生態(tài)屏障，沿永定河、北運(yùn)河和潮白河的永久綠化帶。這些重要道路、河道及鐵路兩側(cè)的綠色通道，均與城市UTC 橋接區(qū)面積占比增大有關(guān)。

3.3 對城市森林建設(shè)和林木保護(hù)的建議

隨著城市化的不斷發(fā)展，城市土地資源緊缺，城市內(nèi)可供用于森林建設(shè)的區(qū)域逐漸減少，大規(guī)模造林幾無可能。今后，城市森林建設(shè)的重心需從大規(guī)模造林轉(zhuǎn)移到維持和提升城市森林斑塊之間的連接度上來。城市森林建設(shè)可沿交通干線、河流水系等串聯(lián)各城市森林斑塊。此外，由于市中心UTC 孤島與其他地類之間的轉(zhuǎn)換較為頻繁，在今后的林木保護(hù)工作中，需強(qiáng)化市中心林木的保護(hù)，尤其需要做好古樹名木管護(hù)，以及街頭綠地、口袋公園等小微綠地的營造。

3.4 存在不足

本研究從斑塊形態(tài)特征的角度對城市林木的動態(tài)變化進(jìn)行分析，為城市林木景觀動態(tài)研究提供了一個全新的視角。但同時也應(yīng)該注意到，斑塊形態(tài)特征與研究尺度相關(guān)。UTC 像元大小和邊緣寬度均對斑塊形態(tài)特征有一定影響。鑒于城區(qū)景觀破碎化嚴(yán)重這一實(shí)際情況，本研究所采用的10 m 柵格大小可能丟失大量的現(xiàn)實(shí)信息，對研究結(jié)果可能有一定影響。此外，隨著邊緣寬度的增加，景觀斑塊核心區(qū)面積減小，而非核心區(qū)域增多（史芳寧等, 2020）。今后，尚需對更高空間分辨率的UTC 斑塊，選用不同的邊緣寬度，開展其形態(tài)特征的動態(tài)變化分析，以深入探究UTC 形態(tài)特征的精細(xì)變化。

4 結(jié)論

本研究基于景觀斑塊形態(tài)特征，對2002—2019 年間北京市UTC 斑塊的時空動態(tài)開展了研究。結(jié)果表明，北京市UTC 斑塊面積有了大幅提升，UTC 斑塊多以孤島、核心區(qū)和橋接區(qū)等形態(tài)特征為主。從時間變化來看，UTC 孤島斑塊與其他地類之間的轉(zhuǎn)換相對較為劇烈，但與2002—2013 年UTC 斑塊核心區(qū)變化較為顯著相比，2013—2019 年間北京UTC 斑塊則以橋接區(qū)變化為主。從空間分布來看，四環(huán)內(nèi)UTC 斑塊以孤島變化為主，而4 環(huán)外則以核心區(qū)與橋接區(qū)變化為主。北京市UTC 斑塊形態(tài)特征變化與北京市近年來開展的百萬畝平原造林以及“留白增綠”等綠化工程有關(guān)。基于斑塊形態(tài)特征的UTC 研究可為今后城市植被的動態(tài)研究提供另一個視角，對于城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施及生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有直接的指導(dǎo)作用。