國家級新區建設用地擴展的景觀格局特征分析

馮應斌++慕衛東

摘要：以重慶兩江新區為國家級新區的典型案例區，運用地理信息系統（GIS）分析和景觀生態學方法，描述兩江新區景觀鑲嵌體水平的格局特征，重點從兩江新區建設用地景觀鑲嵌體水平及建設用地單一景觀要素水平2個層面測算景觀指數，分析建設用地擴展的景觀效應。結果表明，兩江新區整體景觀形狀趨于規則，斑塊連通度提高，景觀聚集程度增加，由于建設用地的擴張，景觀類型呈單一化的趨勢，全區景觀趨于大集中小分散；全區建設用地景觀形狀變得規則，破碎度降低，連通度和優勢度增加，聚集程度增強；兩江新區城鎮景觀聚集度減少，擴張呈現破碎和不規則狀態，農村居民點破碎嚴重，形狀不規則，連通性也較低。基于此，兩江新區的發展應體現出山城特色，重視山城特有的城市形態和結構形式，充分發揮“組團式”布局的作用，利用科學的規劃引導建設用地的開發，維護自然生態格局。

關鍵詞：建設用地；擴展；景觀格局；兩江新區

中圖分類號： F323.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）08-0224-04

中國是全球城市化發展最快的國家之一，建設用地擴展的過程和格局是城市化在空間上最為明顯的特征之一[1]，是城鎮間要素流動以及城鎮系統結構演化的綜合反映[2]。開展城鎮建設用地擴展的研究，對于優化城市空間結構和用地格局具有重要意義[3]。國內學者從宏觀（全國）[4-5]、中觀（省域、區域）[6-8]、微觀（城市）[9-10]等不同尺度對城鎮建設用地擴展特征、格局演變、驅動機制等方面進行了研究，取得了大量重要成果，豐富了對建設用地擴展特征的認識。景觀格局是指景觀的空間結構特征，即形狀和大小不一的景觀斑塊、廊道在空間上的排列組合[11-12]。景觀格局變化是各類景觀要素在一定時空尺度發生變化而引起景觀空間結構的變化[13]。人類活動必將引起景觀格局的變化，而城鎮化過程中建設用地的快速擴張則體現了區域最顯著的景觀動態特色[14]。建設用地擴展的景觀表現直接影響到景觀功能的發揮[15]，對其進行研究可以深入分析其形成機制和作用機制，豐富建設用地擴展特征的分析內容，并且為景觀生態功能的健康發揮提供指導。國內部分學者采用景觀指數對建設用地擴展進行研究，得出建設用地擴展過程中連通性增強，分布集中[16]，松散式和緊湊式擴張并存[17]，圈層性與不規則性并存[18]；建設用地擴展中也存在著景觀聚集度下降、形狀趨于復雜、破碎化程度升高[19]、欠缺規模效益[18]等問題。由此可見，不同地區不同發展條件下，建設用地擴展特征存在著明顯差異，各個地區必須根據區域特色制定相應的用地管理政策。

國家級新區作為一種特殊的政策新區，由國務院統一審批，其產生背景和開發建設上升為國家戰略。為深化內陸開放，擴大內需市場，推動發展戰略轉型，國務院設立重慶兩江新區。兩江新區是內陸首個國家級開發開放新區，是中國從沿海開放到內陸開放的標志和窗口，未來經濟的快速發展，將導致建設用地的空間格局出現顯著變化，進而影響兩江新區生態環境的保護、生態功能的發揮及空間布局戰略。在大力建設生態文明的背景下，經濟發展與環境保護的協調是兩江新區面臨的重大挑戰之一。本研究運用景觀生態學的方法，對兩江新區建設用地擴展的景觀格局特征進行分析，揭示建設用地景觀變化規律，并對兩江新區建設用地的利用方向和模式提出指導建議，以便在協調好經濟高速發展的同時，保護好景觀生態，實現綠色發展，建設生態文明。

1研究區概況

重慶市兩江新區成立于2010年6月18日，是我國第3個國家級新區。兩江新區位于重慶市主城區長江以北、嘉陵江以東，地處106°26′4″～106°45′35″E，29°33′54″～29°54′20″N，轄江北區、渝北區、北碚區3個行政區部分區域，規劃總面積 1 200 km2，其中可開發建設面積550 km2，不可開發利用的山地及原生態區共650 km2。該區屬于典型中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫約18 ℃，年均無霜期300 d左右，年均降水量約1 090 mm。兩江新區GDP從2009年的798億元增長到2013年的1 650億元，年均增長20.5%，是我國內陸開放的重要門戶，西部地區重要的增長極。研究區具有以下典型特點：（1）地貌以低山丘陵為主。區內山丘廣布、地形崎嶇，地勢整體由西北向東南長江河谷緩慢傾降，南部相對平坦，北部山地較多，低山丘陵占幅員面積的80%以上，適宜開發建設的土地主要分布在寬緩丘陵和山麓平緩地帶。（2）具有生態功能的土地利用類型面積大。區域內水系河網發達，水資源豐富，除長江、嘉陵江等干流外，分布有黑水灘河、御臨河和后河3條一級河流，朝陽河、仁睦河等二級河流，以及衛星水庫、白云水庫等248個湖泊水庫，森林、水域等生態功能區占幅員面積50%左右。（3）農業景觀退化明顯。隨著工業化、城鎮化的高速發展，建設用地不斷擴張，農用地等自然、半自然的景觀逐步退化，城市等人工景觀斑塊面積擴大。

2數據與方法

2.1數據來源與處理

本研究所采用的數據資料有2009—2013年重慶市江北區、渝北區、北碚區1 ∶10 000土地利用現狀圖。按照《全國土地分類》（過渡期間適用）的土地利用類型分類方法，利用ArcGIS9.3平臺，分別提取景觀鑲嵌體水平和單一景觀要素水平上兩江新區所有景觀類型、建設用地景觀類型、建設用地單一景觀要素3個層次的用地信息，并轉化為柵格格式，柵格大小為20 m×20 m。運用景觀格局分析軟件Fragstats3.3計算相關指標，研究建設用地擴展的景觀特征。對于建設用地單一景觀要素主要分析城鎮、農村居民點、交通用地、獨立工礦4類景觀。

2.2研究方法

空間格局分析方法是研究景觀結構組成特征和空間配置關系的方法，主要包括格局指數方法和空間統計學方法[2]。景觀指數的廣泛應用始于20世紀80年代，主要用于景觀結構的描述、比較和動態研究[20-21]。本研究運用景觀格局指數法定量描述兩江新區景觀結構特征隨時間的變化。考慮到部分景觀指數之間具有高度相關性[22]，因此指數并不是越多越說明問題，而且在比較不同景觀或同一景觀在不同時間的格局時，要注意選取的景觀指數的影響因子及景觀數據特征[23]。遵循常用性原則和簡化原則，在景觀鑲嵌體水平特征上選取景觀形狀指數（LSI）、蔓延度（CONTAG）、散布與并列指數（IJI）、聚合度指數（AI）、香農多樣性指數（SHDI）、香農均勻度指數（SHEI）等景觀形狀、分布以及多樣性方面的指標，以反映景觀水平的格局特征和景觀本底空間差異。在建設用地景觀類型和單一景觀要素上，選取最大斑塊指數（LPI）、景觀形狀指數、斑塊平均面積（MPS）、散布與并列指數（IJI）、斑塊內聚力指數（COHESION）、聚合度指數等來反映建設用地景觀類型和建設用地單一要素景觀類型的斑塊形狀、大小和空間配置等方面的景觀格局特征。

景觀形狀指數用來反映景觀形狀的復雜程度，其值越小，說明斑塊的形狀越規則，也可以說明景觀聚集度越大；蔓延度可以反映景觀中不同斑塊類型的延展趨勢或團聚程度，斑塊類型越破碎和間斷分布時，其值越小；散布與并列指數是對斑塊類型散布或混合特性的測量，可反映斑塊類型之間的混雜程度[24]；聚合度指數反映景觀的聚集程度，隨著聚集程度不斷增加，其值也不斷增大。香農多樣性指數反映景觀的異質性和復雜性，均勻度指數表示景觀中各斑塊類型分布的均勻程度，這2個指數只用于景觀水平的分析。最大斑塊指數越小，說明這種斑塊類型中最大斑塊的面積越小，最大斑塊指數和斑塊平均面積也可以衡量斑塊類型的優勢度和破碎度。斑塊內聚力指數是對相關斑塊類型自然連通度的度量，斑塊類型分布越聚集，自然連通度越高，斑塊內聚力指數就提高。指標的具體介紹及計算公式見文獻[12]、文獻[24]。

3結果與分析

3.1重慶市兩江新區景觀鑲嵌體水平特征指數

由表1可知，2009—2013年，重慶市兩江新區斑塊數、斑塊密度均呈減小趨勢，斑塊平均面積有所增加；全區景觀形狀指數持續降低，并且幅度較大，由130.46降低到118.62；蔓延度與聚合度指數均呈現持續增加的態勢，蔓延度由50.25增加到52.21，同時聚合度指數由85.02增加到86.39；散布與并列指數略有減少，從64.56減少到64.08。景觀形狀指數降低，說明全區景觀斑塊形狀趨于簡單。景觀形狀指數也可視為對聚集程度的簡單描述，與聚合度指數（AI）具有明顯的負相關性，全區景觀形狀指數變小，說明斑塊越來越聚集。同時，聚合度指數呈增加態勢，同樣說明兩江新區景觀斑塊的聚集程度增加。蔓延度指數有所增加，表明景觀斑塊的連通度提高，斑塊逐漸聚集在一起。散布與并列指數的變化說明斑塊類型之間的混雜程度稍有降低，斑塊的散布程度降低。以上指標的變化均說明重慶市兩江新區景觀斑塊形狀呈現規則狀態，景觀聚集程度增加。由于兩江新區的高速發展，開發建設活動增強，短期內景觀格局便出現明顯變化。

在景觀多樣性度量方面，香農多樣性指數和均勻度指數均呈現降低的趨勢，但是短期內降低幅度不大（表1）。香農多樣性指數降低，說明景觀多樣性和異質程度下降；香農均勻度指數降低，表明景觀中不同斑塊類型面積比重出現不平衡的趨勢，景觀中逐漸出現優勢斑塊類型。這說明景觀的優勢度增加，景觀類型朝著不均衡和單一化的方向發展，全區的景觀類型逐步趨于大集中小分散。

圍繞基本實現“再造一個重慶經濟，再造一個重慶工業，再造一個重慶主城”和建設成為功能現代、產業高端、總部集聚、生態宜居、具有國際影響力和我國內陸開放示范效應新區的宏偉目標，重慶市兩江新區制定了“空港產業片區”“龍盛產業片區”“江北金融中心和現代服務業片區”及“嘉陵江兩岸創新中心和現代服務業片區”4大片區的發展規劃，并設計了“兩年初見成效、五年形成框架、十年基本建成”的思路。因此，重慶市兩江新區成立以來，開發建設活動不斷加強，城市空間不斷擴大，建設用地面積不斷增加，農用地景觀面積以及類型減少。由此導致景觀結構的單一化和自然半自然景觀的衰退，影響景觀生態功能的發揮和自然生態過程的運行，使得生態環境效益降低。因此，重慶市兩江新區在開發建設進程中，需要加強生態基礎設施建設，加強長江上游水資源保護，維護自然生態格局，保護生態環境。

3.2重慶市兩江新區建設用地景觀特征指數動態變化

2009到2013年，重慶市兩江新區建設用地的景觀格局特征在短時間內便發生了比較明顯的變化，具體指數變化情況見表2。可以看出，自成立以來，重慶市兩江新區建設用地面積快速增加，占全區總面積的比例由28.40%增長到3759%。而建設用地斑塊數卻在減少，斑塊密度也呈減少趨勢。斑塊平均面積和最大斑塊指數均明顯增大，景觀形狀指數明顯降低。從這些景觀格局基礎指標可以看出，全區建設用地景觀的破碎程度下降，分布的聚集度增強，景觀形狀變得規則。斑塊平均面積和最大斑塊指數增加也說明建設用地景觀的連通度和優勢度增大。

散布與并列指數、斑塊內聚力指數、聚合度指數有所增加，增加幅度雖不大，但可以反映變化的趨勢。散布與并列指數增加，說明建設用地景觀與其他景觀類型的混雜程度增加，各斑塊相鄰的概率增大；斑塊內聚力指數和聚合度指數的變化反映建設用地景觀的自然連通性增加，聚集程度增強。

隨著重慶市兩江新區城市化和工業化的高速發展，土地的開發利用強度也不斷增大，建設用地擴張速度加快，使得其優勢度增加，而道路交通設施的建設使得其連通性增強。但是，建設用地景觀的擴張，也使得具有生態功能的景觀類型衰退，與其他景觀類型的混雜程度增大，易對其他景觀類型造成破壞。空間布局的合理性是城市健康發展的基礎，重慶市兩江新區的發展要重視山城特有的地形地貌、自然特征，開發建設可采用蔓延式和飛地式并行的模式，近期的空間開發按照由南向北逐漸推進的適度蔓延式擴展，長遠發展采用飛地模式，強化城市的“組團式”發展，結合江、山、谷的不同分布情況，確定各個組團的特點，并且注重各組團之間的生態廊道、交通聯系和產業聯系。同時，科學合理確定各個組團的產業發展方向和產業用地標準，強化土地集約利用，在城市空間拓展的過程中注重生態保護與建設。

3.3重慶市兩江新區建設用地單一景觀要素特征指數動態變化

建設用地單一景觀要素主要包括城鎮、農村居民點、交通用地和獨立工礦。城鎮化發展進程中，建設用地景觀中不同景觀要素的格局指數變化會呈現出不同的特征和趨勢，因此，本研究從各景觀要素的數量和空間配置等方面分析其景觀格局特征變化，結果見表3。

3.3.1建設用地景觀要素數量的變化斑塊類型面積、斑塊數目、斑塊密度等指數是計算其他景觀指數的基礎，也是對景觀格局特征變化的簡單描述，具有一定的生態學作用。由表3可見，重慶市兩江新區城鎮、交通用地、獨立工礦的斑塊類型面積增加，尤以城鎮面積增加明顯，從2009年的 22 118.48 hm2 增加到2013年的 31 879.32 hm2，年均增加 2 440.21 hm2；而農村居民點的面積則由2009年的 7 798.40 hm2 減少到2013年的 6 728.84 hm2，年均減少267.39 hm2；城鎮面積占景觀總面積的比例增幅最大，農村居民點的比例減少；城鎮和交通用地的斑塊數增加幅度較大，獨立工礦用地的斑塊數變化不大，農村居民點的斑塊數減少，但總量仍然很大；斑塊密度和斑塊數的變化情況一致，農村居民點的斑塊密度雖減小但整體仍偏高。兩江新區城鎮化的發展必然導致城鎮面積的增加，而作為先進制造業基地和內陸開放門戶，交通設施的建設速度也相應加快。但城鎮景觀斑塊數的增加，說明城鎮用地的發展呈現破碎化的趨勢，不利于聚集效應的發揮。農村居民點的變化，一方面是城鎮建設占用，另一方面通過農村居民點整理，使得斑塊數減少。

3.3.2建設用地景觀要素空間格局的變化景觀空間格局指大小和形狀不一的景觀斑塊在空間上的排列[25]，本研究通過斑塊平均面積、最大斑塊指數、景觀形狀指數以及散布與并列指數、內聚力指數和聚合度指數的結合使用來表達建設用地的空間格局。由表3可見，重慶市兩江新區城鎮和交通用地的景觀形狀指數變大，農村居民點則變小，但2013年依然達到178.26的較高水平，獨立工礦的變化不明顯。這說明城鎮和交通用地的形狀變得不規則，農村居民點依然呈現不規則的狀態，但略微緩解。城鎮的最大斑塊指數增加，斑塊平均面積卻明顯降低，由2009年的85.40 hm2降低到2013年3413 hm2，農村居民點和獨立工礦的這2項指標變化不大。同時，城鎮、農村居民點的聚合度指數均降低。各個景觀要素的斑塊內聚力指數變化不大，城鎮和交通用地始終維持在高水平的狀態。散布與并列指數則是城鎮、交通用地減少，農村居民點和獨立工礦增加。

對以上指標的變化分析可以得出，現階段重慶市兩江新區城鎮的擴張呈現出不規則的狀態，城鎮景觀的破碎程度增加，聚集程度減小。重慶市兩江新區低山丘陵的地形特征，導致城鎮必須采用“飛地式”的發展模式，因此聚集程度反而減小。城鎮和交通用地與其他景觀要素的比鄰概率始終較高，易對其他景觀產生影響。農村居民點破碎化的現象依然嚴重，連通性也較低，獨立工礦用地所占比例較小，近幾年未發生較大的變動。

重慶市兩江新區建設用地的建設和發展必須有正確的理念引領，科學的規劃引導。兩江新區的城鎮在發展過程中，必

須尊重城市發展的現有成果，重視山城特有的城市形態和結構形式，打造山水園林城市，同時掌握好緊湊與通透、豎向與平面、建筑群體與單體的關系，體現山城格局。根據各類產業集群特點，形成適應性的布局形式，堅持“大地大用、小地小用、坡地坡用、平地平用”的原則，將需要大平場的產業布局在地勢相對平緩的區域，將樓宇型工業、小型企業和配套企業布局在相對零碎的地區，坡度較大但山地景觀優美的小塊地，不能簡單地進行平整，而應布局適應坡地的辦公、宿舍和配套展示、銷售等功能。充分考慮自然條件的制約與啟發，合理利用土地。結合自然山體、水系及綠化帶，構筑城市生態安全屏障。在城鎮發展的同時，必須加強道路基礎設施的建設，加強城鎮的連通性和集聚效應。道路交通的建設應有效使用稀缺的通道資源，大力發展綠色交通，建設生態化道路，減少對新區自然、生態及山水的破壞，節約用地，促成土地和交通協調發展。在城鎮發展的同時，應通過城中村改造、生態搬遷、遷村并點、內部改造和新農村建設等方式引導農村居民點適度集中。

4結論與討論

本研究通過對重慶市兩江新區成立以來景觀鑲嵌體水平、建設用地景觀水平和單一要素水平3個水平上景觀格局的動態變化進行分析，結果表明：（1）兩江新區開發建設活動增強，建設用地的面積快速增加，而農用地等自然、半自然景觀衰退，導致景觀多樣性降低，景觀類型、結構呈現出單一化趨勢。（2）近幾年建設用地面積增加迅速，各個斑塊的形狀變得規則，聚集程度增加，連通性增強，建設用地急劇擴張對生態環境保護提出了更高的要求。（3）在建設用地景觀整體聚集度增加的同時，城鎮景觀的形狀卻變得不規則，破碎程度加劇，呈現分散狀態，因此在發展過程中城鎮的集聚效應有待提高。農村居民點破碎程度雖有改觀，但仍然比較嚴重，兩江新區在城市快速發展的過程中，對農村居民點的整治力度欠缺。

重慶市兩江新區是中國從沿海開放到內陸開放的標志和窗口，肩負著探索中國內陸改革開放發展新路徑的重大使命，因此，城鎮的發展必須走創新型道路。而由于兩江新區獨特的自然條件、地理位置和生態功能，其發展也應具備自身特色。兩江新區應根據產業特點和地形特色，注重產業集群化布局，充分發揮“組團式”布局的作用，促進產業發展與生態環境相統一，降低對脆弱山地環境的破壞程度。通過道路交通的建設，加強城鎮用地之間的連接，發揮城鎮增長極點的作用，道路交通的建設應秉持綠色低碳的理念。農村居民點也是重要的建設用地類型，應堅持“適度集中、有序減少”的原則進行農村居民點整治，優化城鄉建設用地布局，保障建設用地供給，改善農村居住環境，促進城鄉統籌發展。

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