喀斯特山地城市綠地景觀格局研究

任梅 包玉 何立影

摘?要：城市綠地作為城市生態系統的重要組成部分，對改善環境、調節生態平衡上具有重要作用，合理構建城市綠地景觀格局，對城市綠地健康發展及保護城市生物多樣性具有重要意義。基于景觀生態學原理，以安順市為例，在3S技術支持下，結合野外調查情況，選取類型和景觀兩個水平上的景觀格局指數對安順市綠地景觀格局進行定量分析，研究結果表明：（1）安順市現建成區綠地為總面積的38.15%，規劃區現狀綠地占總面積60.10%。規劃后建成區綠地占總面積39.36%;（2）各類型綠地斑塊邊緣較為復雜，斑塊比例差異較大，分布不均勻;（3）附屬綠地、防護綠地、其他綠地等斑塊分離度及破碎化程度較大，未能充分發揮其生態作用;（4）綠地之間連通性差，容易形成生態孤島，迫使生物多樣性降低;（5）規劃后建成區防護綠地、生產綠地面積大幅度下降，公園綠地面積增多。對安順市綠地景觀格局指數進行分析，并針對綠地系統規劃提出進一步完善建議。研究結果可為安順市綠地生態系統合理規劃提供科學依據與參考信息。

關鍵詞：3S技術;喀斯特山地城市;安順市;景觀格局指數;城市綠地

中圖分類號：TU986

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2018）06-0054-09?國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.06.010

城市綠地是城市生態系統的重要組成部分，與城市環境及人類健康密切關系，對城市肌理有著顯著的生態效益和生態功能，是城市生態環境可持續發展的重要基礎，如今，城市綠地景觀格局成為景觀生態學的研究熱點之一[1-3]。城市綠地景觀格局指的是綠地景觀類型單元數量、空間分布、組合及其相互作用關系[4]。目前，應用景觀格局指數對城市綠地景觀進行分析評價已有諸多報道，付曉等[5]運用景觀生態學指數對北京市公園綠地景觀格局進行統計分析，王越等[6]采用景觀格局指數和城市中心輻射緩沖區的梯度分析方法對北京市海淀區綠地景觀格局破碎度進行分析;王海峰等[7]對傳統工業城市株洲市進行景觀格局研究。但對具有特殊的地形地貌的典型喀斯特山地城市綠地景觀格局研究較少，以典型的喀斯特山體城市（安順市）為研究對象，基于生態學原理、GIS與RS技術，結合實地調查數據對安順市綠地景觀格局進行分析，對比規劃區現狀以及2030年建成區綠地情況，預測安順市綠地景觀格局變化形式，以期對安順市綠地系統規劃提供科學依據，為景觀生態規劃提供明確方向。

1?資料與研究方法

1.1?研究區概況

安順市位于貴州省中部地區，2014 年被貴州省人民政府命名為 “貴州省園林城市”，地勢北高南低，海拔在1200～1400 m之間，屬典型的高原型濕潤亞熱帶季風氣候，雨量充沛。有著“城在綠中，山在城中，人在景中”的特色。研究區（E105°55′～106°06′，N26°14′～?26°35′）位于安順市中心，安順市建成區位于規劃區西南側，建成區面積為56.2 km2，規劃區面積為242.45 km2。安順市境內是以巖溶丘陵為主的山原地貌，山體連續性差，脈絡極不明顯。近年來，隨著人類干擾加強，安順市綠地景觀格局發生明顯變化。

1.2?數據來源與處理

研究選用2016年Pleiades高分辨率衛星影像圖（0.5 m空間分辨率），安順市中心城區規劃區土地利用現狀圖（2015），安順市城市總體規劃（2013～2030）作為信息源。運用ArcGIS10.2對影像進行矢量化處理，并利用 FRAGSTATS軟件計算研究區景觀格局指數。

1.3?景觀分類

境內鑲嵌大量山體，分布于研究區各處，對城市景觀格局影響較大;研究區山體丘陵為主，平地面積較少，多數公園修筑山體之上，山體公園綠地較為普遍，此類綠地為人們提供觀賞游憩，同時含有公園綠地及山體綠地的功能;建成區周邊農業用地居多，成為安順市綠地的主要組成部分，部分農業用地含有生產用地功能，參考《城市綠地分類標準》結合實地調查情況及研究區綠地空間結構特點將安順市研究區分為公園綠地、生產綠地、防護綠地、附屬綠地、其他綠地、山體綠地、山體公園、農業綠地（農田、耕地及半自然綠地）8類。

1.4?景觀格局分析

綠地景觀構成是衡量城市綠化水平的重要指標，包括綠地類型，各類型斑塊數目，各類型綠地景觀面積、比例等。將安順市建成區與規劃區各類景觀格局指數進行計算對比，預測安順市綠地景觀格局發展趨勢。為安順市綠地系統規劃提供科學依據。根據研究區特點，參照前人研究[8-10]，從面積、形狀、分布狀態、多樣性等方面選取景觀與類型兩個水平上較全面反映綠地景觀格局特征的12種景觀指數進行研究分析。包括斑塊類型面積（CA）、斑塊數量（NP）、景觀類型比例（PLAND）、平均斑塊面積（AREA-MN）、周長面積分維數（PAFRAC）、平均鄰近指數分布（CONTIG-MN）、集聚度指數（AI）、斑塊密度（PD）、 景觀形狀指數（LSI）、分離度指數（SPLIT）、Simpson多樣性指數（SIDI）、Simpson均勻度指數（SIEI）。從綠地景觀斑塊構成、基本特征、綠地景觀破碎度、集聚度及多樣性幾個方面進行分析。

2?結果與分析

2.1?建成區與規劃區現狀對比

2.1.1?綠地斑塊分布

綜合前人研究方法[11-12]，運用GIS軟件分析安順市現狀城市綠景觀空間結果可知：由于安順市建成區位于規劃區西南部，現階段的開發建設集中在建成區，因此建成區以建設用地為主，綠地類型主要以人工綠地為主;中心區綠地平均斑塊面積較小，呈均勻狀態，邊緣綠地平均斑塊面積較大，以山體綠地與農田綠地為主;山體公園集中在中部地區，分布較為均勻;附屬綠地較碎且鑲嵌于建設用地內，平均斑塊面積較小;防護綠地極少，主要分布在中心城區南側。規劃區包含建成區。且面積也遠大于建成區，由于現階段建設集中在建成區，規劃區邊緣地區生態環境良好，以山體林地與農田為主，地形地貌更加復雜。規劃區現狀綠地分布面積廣，外圍綠地量明顯多于中心區，研究區以農田綠地與山體綠地為主體，建設用地位于規劃區中部，農業綠地分布于規劃區邊緣，山體綠地鑲嵌于各類綠地及建設用地中間。附屬綠地主要以學校、居住區、事業單位的附屬綠地為主，多以小型斑塊呈鑲嵌狀態分布;公園綠地主要在規劃區中心地段分布;生產綠地分布在建設用地與農業用地的周圍;其他綠地主要集中在研究區東南面。

2.1.2?綠地斑塊類型構成

城市的綠地建設不能只強調綠地覆蓋率，更需要使得綠地景觀結構合理，才能在改善城市生態環境中取得良好的效果[13]。大型斑塊不僅含多種生態功能，對提高城市景觀效果起舉足輕重的作用，小型斑塊改善綠地景觀的同時提高城市景觀異質性，只有各類斑塊所占比例恰當，才有利于城市綠地系統發展。參照前人研究[14]，將面積500 m2以下的劃分為小型斑塊，將面積在500 m2～3000 m2劃分為中型斑塊，將面積為3000 m2～10000 m2劃分為中大型斑塊，面積大于10000 m2為大型斑塊。

安順市建成區綠地斑塊（表1）統計結果表明：建成區內斑塊數量為19289個，綠地總面積約為21.43 hm2，約占總面積38.13%，其中，山體公園及山體綠地不含中小型斑塊，以大型斑塊形式存在。建成區內果林、苗圃等未成型，果樹以少數或是獨棵鑲種植于農田中，將此類綠地劃分為農田綠地。附屬綠地則以小、中心斑塊為主，零星分布于建成區各處，小型斑塊為15005個，占建成區斑塊個數的78%，呈現絕對優勢。

規劃區現狀綠地斑塊（表2）統計結果表明：安順市規劃區現狀共含斑塊24078個，規劃區面積比現建成區面積約大77%，但斑塊僅比現建成區增加約5000個斑塊，說明周邊斑塊平均面積較大，增加綠地景觀成片存在。規劃區現綠地面積約為91.18 hm2，約占總面積37.6%，其中以農田綠地與山體綠地為主導。生產綠地及附屬綠地較多，附屬綠地、防護綠地、非綠地以小、中型斑塊為主，山體公園綠地不存在小、中型斑塊，以大型斑塊為主，農田綠地以大型斑塊為主。

2.1.3?面積邊緣指標

面積邊緣指標反映綠地景觀構成情況，是衡量城市綠化水平的重要指標，統計分析安順市各類綠地景觀的面積與斑塊數目等基本特征（表3），建成區內主要以非綠地為主，面積占總面積49%，建成區綠地景觀表現出山體綠地>農田綠地>附屬綠地>山體公園>防護綠地>其他綠地>公園綠地的特征，建成區內山體綠地及農田綠地占主導地位，其中山體綠地約占總面積18.1%，農田綠地約占總面積11.1%，公園綠地僅占總面積1.1%。斑塊數量則以附屬綠地最多，其次為防護綠地與農田綠地，由于AREA-MN=CA/NP，山體綠地面積較大，且斑塊數量較少，導致其AREA-MN值最大，附屬綠地斑塊數量較多，導致其AREA-MN值最小。規劃區各類綠地景觀面積表現出農田綠地>山體綠地>生產綠地>附屬綠地>山體公園>防護綠地>其他綠地>公園綠地的特點，其中農田綠地面積占總綠地面積的31.7%，其次為山地綠地，占總綠地面積23%，最少的為公園綠地，僅占總綠地面積0.6%。斑塊數量比例則以附屬綠地最多，其次為農田綠地，山體公園綠地斑塊數量最少。當研究范圍從建成區擴到規劃區時，防護綠地、其他綠地及山體公園面積增長幅度較少，其他類型綠地面積則大幅度增加，說明山體公園及其他綠地主要分布在研究區域中心，擴建后防護綠地多以山體綠地存在，生產綠地、農田綠地及山體綠地主要集中在邊緣地區。由于農田多呈大片分布形態，所占綠地面積最大，斑塊數量居中，導致規劃區的農田綠地的AREA-MN值最大。建成區山體綠地AREA-MN值最大。

2.1.4?綠地景觀類型水平形狀指標

PAFRAC與CONTIG-MN是反映景觀形狀的指標，PAFRAC主要表示具有不規則形狀對象的復雜性，用于測定景觀斑塊形狀的復雜程度[15]，PAFRAC值在1～2之間，越趨近于1，表明斑塊之間相似性越強，PAFRAC值越大，表明斑塊邊界形狀越復雜，有利于斑塊內部與外圍環境的相互作用。CONTIG-MN表示類型斑塊位置及同類相鄰斑塊的分布情況。由于人為因素影響，規劃區各類綠地的PAFRAC值較建成區更趨近于1，相互間斑塊形狀較為相似，各類綠地景觀更趨于規則。綠地中山體綠地斑塊形狀最為相似，附屬綠地形狀最為復雜。建成區內山體公園景觀的斑塊形狀更趨于復雜，山體綠地斑塊形狀最為相似。

建成區內附屬綠地斑塊數量最多，鑲嵌于建設用地各處，分布較為散亂，防護綠地主要集中在建成區南面，農田綠地集中在東西面，山體公園多集中在建成區內，各類綠地景觀CONTIG-MN值呈現山體綠地>山體公園>生產綠地>農田綠地>其他綠地>公園綠地>附屬綠地的特點。規劃區內山體綠地鑲嵌于各處，農田綠地分布于城市外圍，附屬綠地集中于城市中心且較為破碎，CONTIG-MN值呈現生產綠地>山體綠地>山體公園> 農田綠地>防護綠地>公園綠地>其他綠地>附屬綠地的特點。且規劃區各類綠地的CONTIG-MN值均大于建成區。

2.1.5?綠地景觀類型水平聚散性指標

AI表明斑塊的集聚程度，值越高，斑塊越集聚，PD為斑塊密度情況，值越大，平均斑塊面積則越小，破碎化程度也就越高，異質性增強[16]。LSI則表明景觀的復雜程度及其規則化程度，值越高，說明斑塊形狀越復雜。SPLIT則表現斑塊的分離程度，值越大，斑塊越分散。聚散性指標計算如表4所示，各類綠地景觀中山體綠地的AI、PD、LSI值均相對較高，規劃區現狀各類景觀的AI值均比建成區大，除附屬綠地及公園綠地外，其余LSI值均大于建成區，規劃區現狀各類景觀的PD值均小于建成區，綠地景觀主要集中在研究區域的邊緣地區，建成區與規劃區中山體綠地最為集中，斑塊邊緣形狀變化多樣，密度較大;農田綠地面積較大，且成片分布，人為干擾較強，集聚度較高，邊緣形狀多變;其他綠地主要集聚在研究區的東南面，類型面積小，斑塊數量較少，集聚度較高;生產綠地與防護綠地主要分布在規劃區周邊，集聚度指數較高，防護綠地斑塊密度最小，破碎化程度較大，未形成相應的規模與面積，在研究區內分布最為分散，且景觀形狀趨于單一，生物多樣性弱;附屬綠地主要分布在研究區中心，受人干擾嚴重，集聚度較高，斑塊密度極大，景觀斑塊的破碎程度較大，斑塊形狀趨于復雜。規劃區內各類綠地景觀的SPLIT呈現防護綠地>公園綠地>其他綠地>山體公園>附屬綠地>生產綠地>山體綠地>農田綠地的特征，除公園綠地、其他綠地及防護綠地外，建成區其他綠地景觀的SPLIT值均大于規劃區現狀，由于公園綠地、附屬綠地及山體公園主要集中在建成區，農田綠地，山體綠地平均面積較大，位于研究區邊緣部分所導致。在規劃區范圍內防護綠地斑塊最為分散，農田綠地斑塊之間相互連接較為緊密，綠地完整性較強。

2.1.6?綠地景觀水平指標

由表5可知，規劃區面積約為建成區面積4.3倍，綠地面積為建成區面積8.1倍。建成區AREA-MN值為0.35，明顯小于規劃區，規劃區斑塊數量比建成區約多5000個，規劃區AREA-MN、PAFRAC 、CONTIG-MN、AI值均大于建成，建成區內斑塊數量較多，面積偏小，致使PD值比規劃區大，人們活動主要位于建成區，導致規劃區的LSI及SPLIT值大于建成區，說明規劃區內景觀斑塊更為分散，且復雜程度大于建成區。

景觀多樣性指的是景觀在結構、功能等方面的多樣性，揭示景觀的復雜程度[17]。當各類斑塊所占比例相同時，SIDI值最大，各綠地景觀的斑塊比例差異越大，SIDI值越小，SIEI表現不同景觀類型分配的均勻程度。建成區的SIDI值為0.71，規劃區SIDI值為0.75，SIDI值均偏小，說明各類綠地景觀類型所占比例差異較大，綠地景觀多樣性整體程度不高，防護綠地、公園綠地、其他綠地較為缺乏，致使綠地景觀多樣性指數偏低。建成區與規劃區的SIEI值差異不大，分別為0.78及0.83，表明研究區內綠地景觀分配較不均勻，主要由農田綠地及山體綠地主導整個研究區綠地景觀所造成。

2.2?規劃區現狀及（3013-2030）建成區（規劃）對比

安順市計劃在2030年前實現城市綠化與城市文化、生態環境建設高度協調，城鄉生態與城鄉綠化和諧一體，實現經濟、社會、生態的協調發展，人與自然、城市與自然的和諧共存。2030年前創建并實現國家生態園林城市目標。截至2017年底，研究規劃區總人口約為65萬，至2030年底，規劃區總人口約為100萬。2017年建成區、規劃區及2030年規劃（預測）綠地量對比如表6所示，現建成區綠地率約為38.15%，人均公園面積為7.59 m2/人，均已達到貴州省園林城市要求。由于規劃區周邊還未進行開發，因此綠地多保留原有姿態，修建公園較少，以山體綠地及農田綠地為主，因此綠地率高達60.1%，人均公園綠地面積約為8.76 m2/人，相對建成區增加較少，預測2030年建成區綠地率為39.36%，達到規劃園林城市水平，人均公園綠地面積可達16.55 m2/人。

安順市（2013-2030年）規劃土地利用規劃及綠地分布規劃圖，規劃居住用地主要位于研究區北部，同時向西邊擴散，工業倉儲用地分布在規劃區邊緣，規劃后綠地在建成區中線形成綠帶，北部山體大部分被開發，大面積綠地分布于東西兩側，公園綠地面積明顯增加且分布較為均勻分散，防護綠地主要集中在黃果樹機場附近。同時在規劃區內留有備用地，可根據發展情況進行修改。

如表7所示，由于現規劃區還未大面積進行開發，在研究區周圍多以農田綠地、山體綠地及生產綠地（果林、苗圃）形式存在。因此現規劃區公園綠地面積及其他綠地面積遠小于規劃建成區（2030年）面積，生產綠地、防護綠地及總綠面積大于規劃修建后面積，現附屬綠地小于規劃修建后面積。

3?結論與討論

由于研究區位或地形不同，導致綠地結構與分布不同，所得結果也存在差異。目前，對喀斯特各地區綠地景觀格局研究中，金志輝等[18]對云南省普洱市綠地景觀格局研究表明，未來幾年普洱市可實現“500米見園，100米見綠”的目標，各項指標超過國家生態園林城市要求。王志泰等[19]對貴州省銅仁市綠地系統景觀格局分析表明改城市綠地總體比較破碎，道路綠地呈離散分布等特點，出現其他綠地及農業用地占主導地位現象。本研究中則是山體綠地與農田綠地占主導。高素萍等[20]對成都中心城區綠地系統景觀格局進行分析找出其存在的問題，并提出改進的方法與建議。

對安順市建成區與規劃區進行各類景觀指數的統計與計算，分析和討論研究區各綠地景觀格局指數值，揭示了安順市綠地系統景觀空間格局特點：

建成區與規劃區現階段綠地斑塊數量、大小、類型均不相同：建成區內綠地以山體綠地為主，斑塊平均面積較小，斑塊數量小于規劃區;規劃區斑塊數量較多、平均斑塊面積較大，境內農田綠地與山地綠地均占主導地位。

建成區與規劃區綠地景觀破碎化程度不同：建成區斑塊數量小于規劃區，平均斑塊面積也遠小于規劃區，導致建成區斑塊密度明顯大于規劃區，綠地景觀破碎化程度更高。

建成區與規劃區綠地景觀集聚度及分離度不同：規劃區內農田綠地與山體綠地集聚度較大，綠地景觀成片存在，整體分離度較低;建成區山體綠地及農田綠地數量較少，分布較遠，其他綠地與防護綠地分離度較大，防護綠地未能很好發揮其防護功能，附屬綠地斑塊密度小，人為干擾強。

建成區與規劃區SIEI及SIDI值反映出各類景觀斑塊比例差異較大，且分布不均勻。

對比研究區規劃圖集發現：規劃區修建后（2030年），研究區內大力修建居住區、工業倉儲用地，向周邊開山開地等，除公園綠地及附屬綠地外，其余綠地面積均大幅度降低，隨城市不斷發展，附屬綠地只能以點綴方式進入城區，導致其斑塊數量多，面積小，難以形成成片綠地景觀;公園綠地成為城區綠地補充的一種形式，使得公園綠地分離度較大;規劃后建成區內非綠地面積集聚增加，山體綠地不斷較少，導致易形成山體孤島;防護綠地面積變小，使其防護功能減弱等特點，使得研究區域生態功能降低，穩定性減弱。因此，在發展過程中提高研究區生態功能及穩定性需通過道路綠地廊道及公園綠地建設，加強斑塊之間聯系，降低綠地斑塊的破碎化程度，提高綠地含量較少的類型，如其他綠地或在城市外圍增加防護綠地，使得綠地景觀均勻度增加。也可將零星但距離較近的斑塊結合，將道路沿線綠化建設加強，使得斑塊之間可相互交流，增加綠地之間連通性，從而完善綠地景觀格局。

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