付 暉，許先升，付 廣

(海南大學(xué)園藝園林學(xué)院，海南 ?？?570228)

?？谑谐鞘芯G地景觀格局動態(tài)變化研究

付 暉，許先升，付 廣

(海南大學(xué)園藝園林學(xué)院，海南 海口 570228)

選取1990年、2000年、2006年的?？谑蠰andsat衛(wèi)星影像，提取3個時期?？谑谐鞘芯G地信息，并選取斑塊數(shù)量、斑塊面積、斑塊密度、多樣性、均勻性、破碎度等景觀格局指數(shù)，分析?？谑芯G地景觀動態(tài)。結(jié)果表明：在20 a的城市化進程中，?？谑芯坝^格局發(fā)生了很大變化，綠地景觀面積減少，分布趨于離散等，其驅(qū)動因素為人口變動、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和政府政策支持。

城市綠地；景觀格局變化；?？谑?/p>

城市綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有組織城市空間，構(gòu)建城市形態(tài)，改善城市環(huán)境，維護城市生態(tài)系統(tǒng)平衡，增強城市抵御自然災(zāi)害的功能等[1]。在快速城市化過程中，城市內(nèi)部人口迅速膨脹，工業(yè)快速發(fā)展，土地利用發(fā)生了極大變化，由于缺少直接的經(jīng)濟投入和產(chǎn)出，城市綠地在激烈的土地競爭中逐漸被其他用地取代，數(shù)量大幅下降[2]。在景觀生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)下，分析城市綠地景觀格局及其動態(tài)變化，可有效地揭示城市景觀的結(jié)構(gòu)及空間變異特征，了解人類對城市綠地的影響及綠地的響應(yīng)。

近年來，學(xué)術(shù)界對景觀格局動態(tài)變化研究較熱[3-4]，但鮮有對?？谑芯G地景觀動態(tài)分析的報道。1988年海南建省辦經(jīng)濟特區(qū)，?？谑凶鳛槭?，城市發(fā)展突飛猛進；2002年?？?、瓊山市合并為新海口市，建成區(qū)面積進一步擴大。為此，本文運用多時相遙感影像獲取?？谑芯G地景觀的動態(tài)信息，以尋找城市綠地的空間演變規(guī)律，為城市綠地規(guī)劃和建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)概況

?？谑形挥诤Ｄ鲜”辈浚呛Ｄ贤ㄍ箨懙闹饕煌ㄩT戶。海口市東接文昌市，西鄰澄邁縣，北與雷州半島的徐聞縣海安鎮(zhèn)隔海相望。南渡江自南向北穿越市域，在新埠島東側(cè)出海，?？谑嘘懹蛎娣e2304.8 km2，海岸線長度131 km。本研究以2006—2020年海口市城市總體規(guī)劃中主城區(qū)范圍為研究區(qū)，包括?？谑薪ǔ蓞^(qū)和部分郊區(qū)。

圖1 1990年海口市景觀分類圖

圖2 2000年?？谑芯坝^分類圖

圖3 2006年海口市景觀分類圖

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

1990年、2000年、2006年3期Landsat TM衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)；2001年?？谑鞋F(xiàn)狀圖；2001—2010年、2006—2020年?？谑谐鞘锌傮w規(guī)劃等相關(guān)圖紙；?？谑薪y(tǒng)計年鑒。

2.2 數(shù)據(jù)處理

利用ENVI 4.8軟件，以主城區(qū)范圍矢量圖為參照分別對1990年、2000年、2006年TM影像進行裁切，選擇4、3、2波段組合突出植被信息[5]，并進行光譜增強和輻射增強處理以提高解譯精度。針對研究區(qū)地表特征及本研究內(nèi)容將海口市景觀分為：綠地、耕地、水體、城市用地4種類型。其中綠地包括公園綠地、附屬綠地、風(fēng)景林地、防護綠地等各類型城市綠地；耕地包括水田、菜園、旱地等；水體包括河流、湖泊、水庫及其他有水覆蓋的區(qū)域；城市用地包括建筑用地、道路、鋪裝等硬質(zhì)地表覆蓋土地、農(nóng)村居民點等。選擇監(jiān)督分類法結(jié)合目視解譯，經(jīng)過多次試驗、調(diào)整，得到1990年、2000年、2006年?？谑芯坝^分類圖(圖1、圖2、圖3)。

2.3 景觀格局指數(shù)計算

根據(jù)研究區(qū)實際情況及景觀指數(shù)的生態(tài)意義，本研究選取斑塊數(shù)(NP)、斑塊類型面積(CA)、斑塊密度(PD)、平均斑塊面積(AREA-MN)、平均斑塊形狀指數(shù)(LSI)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、分維數(shù)(PAFRAC)、分離度指數(shù)(SPLIT)、聚集度指數(shù)(AI)、景觀破碎度(C)、多樣性指數(shù)(SIDI)、均勻度指數(shù)(SIEI)12個指數(shù)[6-8]，運用Fragstats 3.3軟件進行計算。

3 結(jié)果與分析

3.1 海口市城市綠地基本特征分析

3.1.1 綠地斑塊面積變化 從表1可看出，1990—2006年間，海口市景觀類型發(fā)生了很大變化，1990年以綠地和耕地為主，占景觀總面積的53%。1992年外來人口涌入海口掀起房地產(chǎn)熱，導(dǎo)致城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積大幅增加，并呈持續(xù)增長狀態(tài)，增加的城鎮(zhèn)用地主要由圍海造陸、郊區(qū)耕地及綠地轉(zhuǎn)化而來，使得耕地和綠地面積急劇減少，城鎮(zhèn)用地成為主導(dǎo)景觀類型，?？谑芯坝^由自然景觀主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぞ坝^為主。近20 a來，?？谑芯G地面積整體呈減少態(tài)勢，2000—2006年間綠地率由36.12%減少到35.06%，減速變緩，減少的綠地主要集中在郊區(qū)自然林地，建成區(qū)內(nèi)綠地斑塊呈增加趨勢，這與政府部門加強園林綠地規(guī)劃力度有關(guān)。

3.1.2 綠地斑塊數(shù)量變化 ?？谑芯坝^斑塊數(shù)量由1990年的944個增加到2006年的1727個，說明整體景觀格局破碎化程度增大。斑塊數(shù)量增長幅度最大的是綠地和耕地，這是因為在城市化發(fā)展進程中，建設(shè)用地不斷侵占城區(qū)周邊的耕地、綠地景觀，導(dǎo)致耕地面積減少，斑塊數(shù)量增加，破碎化程度加大。城市用地斑塊數(shù)量也持續(xù)增長，城市建設(shè)初期，城市開發(fā)集中于北部濱海區(qū)域；隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市化的推進，城市向四周擴張，滲透到南部和西部郊區(qū)，導(dǎo)致斑塊分布分散，破碎度增加。近20 a間海口市綠地斑塊數(shù)量呈現(xiàn)緩慢增長的趨勢：一方面是由于政府加大園林綠化建設(shè)，1990年底，全市只有3個公園，綠地以自然林地為主，1997年政府組織創(chuàng)建國家園林城市，在有限的土地空間中，建了多個公園、街頭綠地；另一方面是城市開發(fā)導(dǎo)致的人為干擾，使小型綠地斑塊數(shù)量增加，綠地總體面積減少的同時斑塊數(shù)量顯著增加。

表1 1990—2006年?？谑芯坝^格局變化

3.2 ?？谑谐鞘芯G地景觀格局分析

3.2.1 斑塊類型層次 由表2可知，?？谑芯G地斑塊類型水平的景觀格局指數(shù)在1990—2006年間，PD、LSI、PAFRAC、SPLIT值持續(xù)增長，而AREA-MN、LPI、AI值逐年降低。

PAFRAC和LSI反映斑塊的復(fù)雜程度，1990年?？谔幱诔鞘邪l(fā)展初期，建筑、道路等基礎(chǔ)設(shè)施將自然植被基質(zhì)分割，使很多綠地斑塊的邊緣形狀趨于不規(guī)則；2002年海口、瓊山2市合并后，?？谑羞M入快速發(fā)展階段，城市綠地規(guī)劃也大力開展，有效控制了綠地的減少，但由于商業(yè)樓、居住區(qū)、工廠等建筑的擴建，綠地鑲嵌其中，形狀越來越復(fù)雜。

PD反映景觀破碎度，值越大，說明景觀越破碎。PD值升高，說明城市綠地斑塊數(shù)量逐年增加，綠地景觀破碎度增強。LPI衡量最大斑塊在景觀中的比例，其值減少則代表綠地景觀中面積較大的斑塊減少，主要是因為城市擴張滲透到郊區(qū)原本連接成片的自然林地，新建道路和工業(yè)廠區(qū)將大型綠地斑塊分割為多個小型斑塊。AREA-MN值由69.42減少到17.30，進一步說明綠地景觀的破碎化。

SPLIT代表斑塊間的分離度，當(dāng)景觀只有1個斑塊時，SPLIT=1，隨著景觀進一步分化為較小的斑塊，在一定程度上體現(xiàn)人類活動強度對景觀結(jié)構(gòu)的影響。SPLIT值逐年增加，表明在城市擴張和人類活動的影響下，綠地斑塊的距離變遠，由團聚分布變得離散。AI指示綠地的聚集度和連接程度，其值變化幅度不大，整體也呈降低的趨勢，表明斑塊間聚集度降低，趨于分散。

表2 1990—2006年?？谑芯G地斑塊類型水平景觀指數(shù)變化

3.2.2 景觀類型層次 表3結(jié)果表明，研究區(qū)的景觀多樣性指數(shù)逐年降低，主要因為城市化過程中，原本占優(yōu)勢的耕地景觀大幅減少，而城市用地因占用大量耕地、水體景觀，面積急劇增加，破壞了原有相對平衡的狀態(tài)。均勻度指數(shù)的降低進一步說明隨著城市建設(shè)的推進，城市景觀由自然景觀主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槿藶榫坝^占優(yōu)勢，城市建設(shè)用地成為城市景觀的基質(zhì)，綠地、耕地、水體鑲嵌其中，且分布不均勻。綠地破碎度指數(shù)的變化則說明，綠地斑塊類型由單一、均質(zhì)、連續(xù)的整體趨向于破碎化，在人為干擾下，綠地斑塊數(shù)量增多，但斑塊面積變小。

表3 1990—2006年?？谑芯G地景觀水平景觀指數(shù)變化

圖4 海口市人口的年變化

4 城市綠地動態(tài)變化的原因

4.1 人口變動

1988年海南建省，?？谑谐蔀楹Ｄ鲜∈?。資源環(huán)境的獨特性、惟一性和不可復(fù)制性，吸引大量外來人口落戶海口。海口市常住人口數(shù)或戶籍人口數(shù)呈持續(xù)增長態(tài)勢(圖4)，非農(nóng)業(yè)人口由1990年的37.33萬增長到2006年的89.77萬，增長值超過1988年海口市戶籍人口總數(shù)。人口規(guī)模不斷增長，加快了城市建成區(qū)的擴張，林地、草地、耕地等用地類型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)建設(shè)用地，使城市景觀格局發(fā)生變化。景觀基質(zhì)由自然植被轉(zhuǎn)變?yōu)槿藶榫坝^。

由海口市景觀類型分布圖(圖1～圖3)可以看出，1990年建設(shè)用地集中于現(xiàn)在的?？诶铣菂^(qū)，居住區(qū)多分散且面積較小；1992年前后?？谑蟹康禺a(chǎn)市場膨脹，建筑取代綠地成為城市景觀的主角。到2006年，在濱海地區(qū)和國貿(mào)新城區(qū)集中了大面積的城市住宅小區(qū)，且老城區(qū)的新建住宅小區(qū)也逐漸取代破碎的斑塊形成連續(xù)的面積較大的居住區(qū)。新建小區(qū)往往較注重綠地建設(shè)，大大增加了綠地景觀總量。但隨著建筑和人口密度的增大，人為干擾對綠地景觀的影響也愈發(fā)強烈，導(dǎo)致小型綠地斑塊數(shù)量增加，綠地景觀破碎化。

4.2 城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

城市建設(shè)用地以大量蠶食耕地等景觀得以迅速增加，沿交通干線帶狀分布是城市土地利用變化的主要特征[9]。四通八達的交通網(wǎng)絡(luò)將城市分割成多個大小不等的斑塊，與大面積連續(xù)分布的農(nóng)田和風(fēng)景林形成鮮明的對比。

圖5 海口城市道路和建筑面積的年變化

自海南1988年建省辦經(jīng)濟特區(qū)以來，?？诔鞘幸?guī)模高速發(fā)展，城郊大量農(nóng)田被建筑物所代替，城區(qū)建筑和鋪裝道路面積快速上升[10]，2002年?？谑泻铜偵绞泻喜楹？谑泻?，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更是進入飛速增長的階段(圖5)。1990年海口市南大立交橋建成通車，之后又陸續(xù)有世紀大橋、龍昆南路、濱江西路、繞城公路等城市大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，形成了今天新的海口市道路網(wǎng)絡(luò)，但同時也對綠地景觀格局產(chǎn)生一定的影響。

城市沿著道路逐漸擴張，導(dǎo)致城市綠地景觀愈加破碎化。雖然形成了較多的帶狀綠地，但更多的是將一些大型自然斑塊切割為小型綠地斑塊，從而造成綠地斑塊數(shù)量增加，破碎化程度加重，使城市綠地景觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。

4.3 政府政策

據(jù)統(tǒng)計，至1990年底?？谑兄挥?個公園，公共綠地面積約34 hm2，綠化覆蓋率23.7%，人均綠地面積僅4.35 m2[11]。1995年?？谑芯G地系統(tǒng)規(guī)劃實行，1997年開始創(chuàng)建國家園林城市，這些政策有效地控制綠地被侵占的狀況，2000—2006年間綠地僅減少333 hm2，1999—2006年公園數(shù)量增加到18個，建成區(qū)綠化覆蓋率達33%。由圖1～圖3可以看出，建成區(qū)內(nèi)綠地斑塊數(shù)量增加，因此，國家和政府政策的支持，也是?？谑芯G地景觀格局變化的重要驅(qū)動力之一。

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Study on Dynamic Changes of Green Space Landscape Pattern in Haikou

Fu Hui，XU Xian-sheng，F(xiàn)U Guang

(CollegeofHorticultureandLandscapeArchitectureofHainanUniversity，Haikou570228，Hainan，China)

The spatial character and Structural changes could be studied better from the study of urban green space landscape pattern dynamics change based on RS and GIS.This paper applied the Landsat scenes of 1996，2000，2006 to extract green space images of three periods.The dynamic changes of urban green space was analyzed based on the index of patch number and area，diversity，evenness and fragmentation.The result indicated that in nearly 20 years of urban construction，landscape pattern of Haikou changed a lot，that area of urban space is year after year decreasing，quantity rises，and distribution of green patch tends to disperse.Contributors responsible for the changes are population changes，urban infrastructure and national policy factors.

urban green space；dynamic of landscape pattern；Haikou

2014-09-24；

2014-10-28

海南省自然科學(xué)基金(314063)：2013海南省高校研究生創(chuàng)新科研課題(2151)

付暉(1985—)，女，山東泰安人，海南大學(xué)園藝園林學(xué)院講師，在讀博士研究生，從事景觀生態(tài)規(guī)劃研究。E-mail：iflying@126.com。

許先升，男，廣東潮陽人，海南大學(xué)園藝園林學(xué)院教授，博士，從事景觀規(guī)劃設(shè)計理論與實踐研究。E-mail：xxs98@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.03.032

S731.2

A

1002-7351(2015)03-0142-05