福州市晉安區(qū)景觀特征類型識別及評價(jià)①

□□ 林 榕,葉應(yīng)迪,賴雯凱,陳順和 (福建農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院,福建 福州 350100)

引言

地域景觀特征是土壤、地形、土地利用、植被、場地格局及其他景觀元素連續(xù)出現(xiàn)于一定位置上又互相組合而產(chǎn)生的特殊的可識別的地域綜合特性[1-4]。近幾十年來,隨著中國城市化進(jìn)程的不斷加快,越來越多的鄉(xiāng)土景觀出現(xiàn)了同質(zhì)化現(xiàn)象,出現(xiàn)了“千村一面”、“千鎮(zhèn)一面”和“千城一面”等現(xiàn)象,不同地域特有的鄉(xiāng)愁意識和文化底蘊(yùn)也隨之消失[5-6]。如浙江省級文保單位俞秀松故居歷史風(fēng)貌遭破壞、山東王家祠堂墻體被商家隨意粉刷、湖北紅安七里坪革命舊址被拆除等現(xiàn)象層出不窮。因此,確定某一地域特有的景觀特征并對其進(jìn)行評價(jià)是當(dāng)代中國城市化語境中保護(hù)和開發(fā)地域景觀特征的先決條件。

“景觀特征評價(jià)”是一種景觀變化管理的評價(jià)工具[7]。其可以辨識景觀發(fā)展變化規(guī)律,并預(yù)測開發(fā)所承受的壓力及發(fā)展趨勢,可為宏觀尺度上的后續(xù)規(guī)劃與建設(shè)起到指導(dǎo)作用,可以有效解決地域景觀同質(zhì)化等問題。國內(nèi)對于景觀特征評價(jià)的起步較晚,關(guān)于其實(shí)踐研究多集中在鄉(xiāng)村區(qū)域[8-9],鄉(xiāng)村尺度的景觀評價(jià)主要是從鄉(xiāng)村生態(tài)學(xué)[10]和景觀美學(xué)[11-12]等單方面進(jìn)行評價(jià),或者從鄉(xiāng)村景觀質(zhì)量[13-14]和景觀功能[15]等角度進(jìn)行綜合評價(jià)[16-17],而城市尺度研究相對較少,主要是從生態(tài)敏感性[18]和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[19]等方面進(jìn)行評價(jià)。針對快速城鎮(zhèn)化的地區(qū),其景觀特征的研究應(yīng)基于GIS的景觀生態(tài)學(xué)途徑對景觀格局演變進(jìn)行定量研究。因此,結(jié)合場地情況,深度挖掘景觀特征,并對其景觀格局進(jìn)行評價(jià),是城鄉(xiāng)規(guī)劃與風(fēng)景園林學(xué)研究的熱點(diǎn),對保護(hù)、恢復(fù)和管理具有地域特色的城市風(fēng)貌意義重大。

福州市晉安區(qū)素有“國石故鄉(xiāng)”之稱,其地遼闊,礦產(chǎn)資源富集,土地肥沃,茫茫青山叢林,形成福州市的綠色屏障,是福州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腹地。因此,研究選取福建省福州市晉安區(qū)作為案例,基于其景觀特征識別結(jié)果構(gòu)建景觀特征評價(jià)體系,旨在對地域景觀保護(hù)和開發(fā)起到一定借鑒作用。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

晉安區(qū)位于福州主城區(qū)的東北部,其平地和山區(qū)各占一半,北部是福州盆地北端的山區(qū)邊緣,南部是福州盆地的北部。該區(qū)總面積約為552 km2,人口約為79萬。晉安縣的支流有白馬河、晉安河、磨溪和白眉溪等,它們流入閩江,還有日溪和桂湖溪等河流,它們越過邊界流入連江縣境,最終匯入鰲江。晉安區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)越,自然資源豐富,森林覆蓋率>66.7%。區(qū)內(nèi)有新店古城遺址、鼓嶺國家級旅游度假區(qū)和福州國家森林公園等旅游景點(diǎn),還有壽山石雕、西園軟木畫和象園木雕等19個(gè)代表性的非歷史文物。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

研究采用的數(shù)據(jù)包括2020年12月分辨率30 m Landsat8晉安區(qū)遙感影像、2020年30 m分辨率晉安區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、30 m分辨率DEM高程數(shù)據(jù)、30 m分辨率地形地貌數(shù)據(jù)、30 m分辨率坡度數(shù)據(jù)、30 m分辨率地形起伏度數(shù)據(jù)和2005年1∶100萬精確度土壤類型數(shù)據(jù)。其中,晉安區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)取至中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心,DEM高程數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)、晉安區(qū)遙感影像、坡度數(shù)據(jù)和地形起伏度數(shù)據(jù)取至地理空間數(shù)據(jù)云,土壤類型數(shù)據(jù)取至中科院南京土壤所土壤圖空間數(shù)據(jù)庫。

1.3 景觀特征類型識別

1.3.1初步分類

景觀特征類型是地形地貌、植被、土地利用和土壤特征相似性的景觀組合[20]。地形地貌是地域景觀最基本的外部特征,土地利用反映了景觀被人類干擾的方式和程度[21],而土壤類型影響了景觀多樣化發(fā)展的可能性。因此,研究將地形地貌、土壤類型和土地利用等作為景觀特征形成的基本要素。其中地形地貌是通過高程、坡度以及地形起伏度來綜合刻畫,各種景觀元素的劃分見表1。

表1 景觀特征元素分類

因?yàn)楦叱獭⑵露群偷匦纹鸱g存在著很大的關(guān)聯(lián),所以首先在ArcGIS10.8軟件中,將高程、坡度和地形起伏三個(gè)因素進(jìn)行了重疊,從而得到了一張地形地貌圖,從而降低了這3個(gè)因素對土地利用和土壤類型重疊比例的影響。之后,運(yùn)用地圖代數(shù)法將地形地貌類型圖、土地利用圖和土壤類型圖等3個(gè)圖層,再使用ArcGIS10.8軟件平臺對其進(jìn)行重疊操作,最終得到了一個(gè)初步的景觀特征類型圖。分類流程如圖1所示。

圖1 景觀特征分類流程圖

1.3.2景觀特征類型識別及驗(yàn)證

首先,基于GIS平臺構(gòu)建所選景觀特征空間數(shù)據(jù)庫,通過多次空間精度試驗(yàn),最終選取100 m為基本柵格尺寸;其次,通過編碼各單元內(nèi)景觀特征初步構(gòu)建景觀特征要素空間數(shù)據(jù)庫,將已建立的景觀特征元素空間數(shù)據(jù)庫的結(jié)果整理后代入SPSS26平臺所包含的二階聚類算法調(diào)整聚類類別,組成聚類分布表最終篩選出選取的聚類類別6,將得到的結(jié)果導(dǎo)入GIS得到景觀特征類型圖;最后,基于初步景觀特征類型圖進(jìn)行實(shí)地調(diào)研、檢驗(yàn)與校正,獲得最終的景觀特征類型如圖2所示。

圖2 景觀特征類型圖

1.3.3景觀特征類型的命名

對于景觀特征類型,通常使用一個(gè)由2～3個(gè)詞組成的名字來命名。在該研究中,景觀特征類型的命名主要包括三個(gè)部分:第一個(gè)大寫字母表示土地利用,第二個(gè)到第四個(gè)字母表示地形地貌,最后一個(gè)大寫字母和2個(gè)數(shù)字表示土壤類型。

1.4 景觀特征評價(jià)

景觀生態(tài)學(xué)視角下的城市發(fā)展是一個(gè)景觀單元、結(jié)構(gòu)與模式不斷變化和調(diào)整的過程。不同城市和城市發(fā)展的不同階段,城市景觀格局表現(xiàn)出不同的特點(diǎn),這是多種影響因素綜合的產(chǎn)物。生態(tài)景觀設(shè)計(jì)在城市規(guī)劃建設(shè)中探索能夠保持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)與城市景觀動態(tài)發(fā)展的空間平衡[22]。

因此,研究在景觀特征評價(jià)的應(yīng)用上突破創(chuàng)新,以城市景觀為研究對象,以景觀特征類型分類圖為依據(jù),采用二階聚類法增強(qiáng)研究區(qū)分類結(jié)果的可靠性,應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)中數(shù)量研究方法定量描述并分析區(qū)域內(nèi)景觀斑塊組合結(jié)構(gòu)與特征、景觀格局變化,針對不同評價(jià)結(jié)果提出相應(yīng)的觀點(diǎn)。

2 晉安區(qū)景觀特征評價(jià)

2.1 景觀特征分類結(jié)果

通過不同的景觀要素重疊,經(jīng)過聚類后共得到了91種第三級的景觀特征類型,47種第二級的景觀特征類型,6種第一級的景觀特征類型,見表2。一級景觀特征類型識別出的是晉安區(qū)的主導(dǎo)景觀類型,包括城鄉(xiāng)景觀、平原林地景觀、田園景觀、休閑景觀、園地景觀和山地林地景觀等6種類型。每個(gè)一級景觀特征類型都是由幾個(gè)細(xì)節(jié)更加豐富的二級景觀特征類型組合而成的綜合模式,同樣一類二級景觀特征可同時(shí)構(gòu)成幾個(gè)一級景觀特征類型中的要素。如平原緩坡微起伏農(nóng)田景觀(APuc)既是園地景觀,又是城鄉(xiāng)景觀構(gòu)成類型之一。區(qū)別于土地利用,研究所確定的景觀特征類型既從景觀構(gòu)成要素方面綜合考慮土地利用、地形和土壤類型等因素,又兼顧各景觀單元間空間格局關(guān)系。因此,同一景觀要素可以包括不同的用地,如山地林地景觀,因?yàn)槠渚哂邢嗨频牡孛残螒B(tài)和相鄰的空間,因而其既包括林地,也包括其他綠地。

表2 晉安區(qū)景觀特征分類

晉安區(qū)景觀特征類型空間分布情況如圖3所示。由圖可知,山地林地景觀主要集中在晉安區(qū)南北地區(qū),林木資源豐富,是整個(gè)地區(qū)自然性最強(qiáng)的景觀區(qū)域之一;這類景觀地形起伏大,多為山地而坡陡,山體逶迤起伏而又高顯眼見,而濃密的樹木則覆蓋在山體各處構(gòu)成連續(xù)自然斑塊,視覺上美景效果好。休閑景觀主要分布于晉安區(qū)的北部和中部,主要由各大公園和自然風(fēng)景區(qū)等構(gòu)成;這類景觀覆蓋率高、地形相對平坦且道路網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá),是進(jìn)入性較好的復(fù)合綠色空間。城鄉(xiāng)景觀主要分布在晉安區(qū)南部、中部和北部,由城市景觀和鄉(xiāng)村景觀組成,這類景觀分布較集中,人流活動較多,它具有由各種硬質(zhì)材料組成的土地表面,不均勻的建筑和高度發(fā)展的道路網(wǎng)絡(luò)。平原林地景觀主要分布于晉安區(qū)的南部和中部;該類景觀地勢平緩,分散的自然林地小斑塊和空曠的城鄉(xiāng)建設(shè)用地斑塊互相穿透,是為縱橫交錯(cuò)和錯(cuò)綜復(fù)雜的平原林地景觀。田園景觀主要分布于晉安區(qū)的北部、中部和南部;該類景觀地勢較高,主要由水田和旱地構(gòu)成。園地景觀主要由林地和園地構(gòu)成,集中分布于晉安區(qū)的南部、中部和北部;該類景觀地勢較為平緩,地形起伏度較小,土壤類型主要為暗棕壤和白漿土。

圖3 景觀特征類型空間分布情況

2.2 景觀特征評價(jià)

從景觀特征的評價(jià)結(jié)果見表3,表3表明,晉安區(qū)景觀多樣性良好,優(yōu)勢景觀優(yōu)勢度比較明顯。

表3 晉安區(qū)景觀特征評價(jià)表

晉安區(qū)6種景觀類型共有2 647個(gè)斑塊,研究區(qū)斑塊數(shù)以平原林地景觀為最多(1 052個(gè)),說明其景觀構(gòu)成最復(fù)雜,與其交界處錯(cuò)綜復(fù)雜的特征相呼應(yīng);休閑景觀次之(487個(gè)),數(shù)量最少為城鄉(xiāng)景觀(136個(gè));山地林地景觀(326個(gè))與田園景觀(363個(gè))的斑塊數(shù)相近。此外,城鄉(xiāng)景觀斑塊數(shù)較少表明該區(qū)景觀構(gòu)成以建筑為主,景觀構(gòu)成較為簡單,土地覆蓋良好。

平原林地景觀斑塊最密集且破碎度較大,其景觀安全性較小;城鄉(xiāng)景觀和園地景觀的斑塊密度和破碎度都比較小,這是由于晉安區(qū)景觀開發(fā)較為集中所導(dǎo)致;山地林地景觀的最大斑塊指數(shù)較大,表明該區(qū)景觀的分布較為集中且景觀優(yōu)勢度較大,該區(qū)存在較多的山地公園,如國家森林公園、金雞山公園和牛崗山公園等;城鄉(xiāng)景觀、休閑景觀、園地景觀與休閑景觀亦構(gòu)成相對集中分布區(qū),為晉安區(qū)重要景觀類型之一,可以成為晉安區(qū)旅游開發(fā)首選景觀類型。

景觀特征區(qū)的景觀分離度均相對較高,說明各特征區(qū)被割裂的程度較高,晉安區(qū)與福州其他區(qū)域相比整體分離度較高,這與實(shí)地調(diào)查的該區(qū)域地廣人稀和景觀分布分散的特點(diǎn)相吻合。研究區(qū)內(nèi),各景觀特征區(qū)的景觀形狀指數(shù)呈現(xiàn)高低變化的趨勢,其中平原林地景觀形狀指數(shù)最高,研究結(jié)果顯示,該區(qū)地形地貌具有較為規(guī)則的邊緣特點(diǎn),人為介入的跡象明顯,這一階段晉安區(qū)開發(fā)都集中于該區(qū);其次為田園景觀和休閑景觀,這兩類景觀類型人工干預(yù)痕跡相對較小;景觀形狀指數(shù)最低為城鄉(xiāng)景觀,說明該區(qū)景觀這一時(shí)期人工干預(yù)痕跡最小,與其早期完整的開發(fā)原因密不可分。

3 結(jié)語

晉安區(qū)共有一級景觀特征6個(gè),二級景觀特征47個(gè),三級景觀特征91個(gè)。從景觀指數(shù)來看,晉安區(qū)擁有良好的多樣性,地區(qū)分離度較高,優(yōu)勢景觀優(yōu)勢度較為明顯。晉安區(qū)是以平原林地景觀和休閑景觀為重要斑塊,以山地林地景觀為主的景觀優(yōu)勢,具有一定的景觀異質(zhì)性和豐富度。城鄉(xiāng)景觀、休閑景觀、園地景觀以及休閑景觀形成了一個(gè)比較集中的分布區(qū)域,是該地區(qū)重要的景觀類型,可以作為該地區(qū)旅游發(fā)展的首選景觀類型。

目前我國大多數(shù)關(guān)于景觀特征識別的對象多集中在點(diǎn)狀要素上且適用的尺度不大[23-24],它的劃分精度與準(zhǔn)確性會受到主觀因素的影響。研究中選取高程、坡度、地形起伏度、土壤類型及土地利用等自然屬性為主要參數(shù)進(jìn)行嵌套分析,確定景觀特征分類,并且將二次聚類方法與景觀特征類型及面積相結(jié)合,有效地提高景觀特征分類刻畫精度,降低主觀因素影響。但是,景觀特征評價(jià)也有不足之處,如研究所使用的以規(guī)則為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理方式在某種程度上帶有人為判斷主觀性,但也存在要素網(wǎng)格化和景觀要素類型邊緣動態(tài)性等問題,無法精確地圈定兩相鄰景觀要素類型間的界線。而在景觀元素的劃分中最大限度地減少人為影響,建立準(zhǔn)確清晰的邊界,是今后需要解決的問題。