城市生態(tài)系統(tǒng)中綠地環(huán)境研究

王慧欣+馬寨璞+王孟孟+張凱利+王盼盼+王林枝

摘要：為優(yōu)化我國(guó)綠地配置，以32個(gè)城市的385塊綠地為研究對(duì)象，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的主成分分析法，對(duì)城市綠地斑塊數(shù)目、斑塊間的距離、面積、城占比和形狀指數(shù)這5個(gè)方面進(jìn)行了參數(shù)分析，結(jié)果表明：綠地面積、綠地塊數(shù)、綠地分布位置和綠地形狀這4項(xiàng)指標(biāo)可作為當(dāng)前我國(guó)綠地優(yōu)化的重要指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：城市綠地；分布格局；主成分分析

中圖分類號(hào)：Q89

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）05013902

1城市綠地簡(jiǎn)介

城市綠地是城市自然景觀和人文景觀的綜合體現(xiàn)，是構(gòu)成城市景觀的重要組成部分[1]。它與城市中的居住、工業(yè)、商業(yè)、道路、廣場(chǎng)等景觀有顯著異質(zhì)性，一般以斑塊或廊道的形式分布在城市的各個(gè)地方，并以較清晰的邊緣與其它異質(zhì)性景觀相區(qū)別[2]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)城市綠地的研究，主要集中在特定地區(qū)或城市的綠地生態(tài)效益、植被群落研究和綠地系統(tǒng)規(guī)劃三大方面。“格局”一般指藝術(shù)或機(jī)械的圖案或形狀、格式、布局，不同領(lǐng)域?qū)Ω窬值慕忉尭鞑幌嗤Ｔ诔鞘芯G地格局形成階段，環(huán)境、植被、人居等不同斑塊等級(jí)之間互動(dòng)響應(yīng)，最終形成城市綠地格局[3]。城市土地資源的有限性使得綠地不能無(wú)限制擴(kuò)張，因此，需要合理地配置綠地格局，使綠地生態(tài)效益達(dá)到最大化[4]，形成最優(yōu)的綠地配置。

2數(shù)據(jù)來(lái)源與準(zhǔn)備

以2015年11月份的百度地圖為基礎(chǔ)，選取我國(guó)具有代表性的城市（直轄市、省會(huì)城市）32個(gè)，按人口密集程度以國(guó)道、省道和高速公路作為城建區(qū)邊界，利用編程計(jì)算軟件計(jì)算城建區(qū)周長(zhǎng)和面積，并結(jié)合近幾年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)確定城建區(qū)的邊界。城建區(qū)面積數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)。

利用編程計(jì)算軟件分別計(jì)算32個(gè)城市中綠地斑塊面積，以城建區(qū)內(nèi)斑塊面積大于等于0.01 km2為原則對(duì)32個(gè)城市中的綠地進(jìn)行人工篩選，計(jì)算其綠地斑塊間的距離和面積等，最終得到各城市中篩選綠地?cái)?shù)據(jù)。

3參數(shù)計(jì)算

研究從綠地斑塊數(shù)、斑塊面積、斑塊間距離、城占比和形狀指數(shù)5個(gè)方面進(jìn)行分析。其中，綠地斑塊數(shù)目、斑塊面積和斑塊間距離可直接由編程計(jì)算軟件得出。但對(duì)于綠地斑塊間距離進(jìn)行測(cè)算得出的為各城市綠地斑塊間的絕對(duì)距離，由于各城市城建區(qū)面積各不相同，絕對(duì)距離的比較不具可比性，故參考各城市城建區(qū)面積，本文將綠地斑塊之間平均值乘以系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，其中，

k=1[]S（1）

式（1）中，S為各城市的城建區(qū)面積。

綠地城占比R的計(jì)算如下，

R=Sg[]Sc（2）

式（2）中，Sg為城建區(qū)內(nèi)綠地覆蓋總面積，Sc為城建區(qū)面積。

綠地的形狀特征可由綠地形狀指數(shù)表征，其計(jì)算如下，

D=1[]2πA（3）

式（3）中，D為綠地的形狀指數(shù)，L為綠地斑塊周邊長(zhǎng)度，A為綠地斑塊面積。

4參數(shù)分析

第一主成分的貢獻(xiàn)率達(dá)到36.68%，在衡量綠地分布格局的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中居至關(guān)重要的地位。通過(guò)對(duì)這些分量的分析比較，可以確定綠地斑塊的大小在第一主成分中的貢獻(xiàn)率很大，稱這一主成分為綠地面積因素。第二主成分的貢獻(xiàn)率為28.21%。在Y2中，X1和X2具有較大的分量值，且符號(hào)相同，但是它們之間的相關(guān)性并不高，故第二主成分的主要因素為綠地的塊數(shù)及它們之間的距離。第三主成分的貢獻(xiàn)率為18.79%。在Y3中，X2和X5具有較大的分量值，但符號(hào)相反，且他們之間的相關(guān)性也不高，故第三主成分的主要因素為綠地斑塊的形狀及它們的分布位置。

綜合分析得到，綠地分布格局的研究主要受綠地面積、綠地塊數(shù)、分布位置和綠地形狀的影響，故對(duì)于城市綠地分布格局的分析可將上述4個(gè)指標(biāo)作為衡量合理性的標(biāo)準(zhǔn)。

以特征值為權(quán)重，對(duì)上述所求的全部主成分進(jìn)行綜合加權(quán)，可得到表3的綜合評(píng)分與排序。從表中可知，北京、廣州、沈陽(yáng)、南京、杭州是綜合排名前5的城市，這5個(gè)城市中的綠地面積較大，塊數(shù)較多，斑塊間的距離較大，形狀指數(shù)在1.5～2之間。

5結(jié)果

通過(guò)對(duì)32個(gè)有代表性的城市的綠地斑塊數(shù)、斑塊間距離、斑塊面積、綠地城占比和綠地形狀指數(shù)這5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來(lái)探討城市綠地的分布格局情況，其研究結(jié)果如以下2點(diǎn)。

（1）各個(gè)城市的綠地分布格局和綠化情況存在著很大的差異，北京、廣州、南京、沈陽(yáng)、杭州這5個(gè)城市的綠化情況較好，而石家莊、福建、蘭州、海口、拉薩等城市的綠地分布格局需做進(jìn)一步的調(diào)整，可在增加綠地的綠化面積、調(diào)整綠地的整體分布格局和綠地形狀方面進(jìn)行進(jìn)一步的改善和管理。

（2）對(duì)綠地整體數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析后，得到綠地面積、綠地塊數(shù)、分布位置和綠地形狀這4個(gè)指標(biāo)，對(duì)城市綠地分布格局的影響較大，可作為衡量城市綠地分布格局合理性的參考標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]車生泉，王洪輪.城市綠地研究綜述[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)科學(xué)版），2001（3）：229-234.

[2]胡莉莉.福州城市綠地景觀格局分析及其景觀評(píng)價(jià)與LUCC的相關(guān)性研究[M].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2008.

[3]張錫娟.城市綠地系統(tǒng)的景觀生態(tài)規(guī)劃[M].重慶：西南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[4]陳愛蓮，孫然好，陳利頂.綠地格局對(duì)城市地表熱環(huán)境的調(diào)節(jié)功能[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2013（8）：2372～2380.