基于GIS的鄭東新區綠色空間指數演變研究

田云露

摘 要：景觀格局一般指景觀的空間格局，是大小、形狀、屬性不一的景觀空間單元（斑塊）在空間上的分布與組合規律。本文選取最大斑塊指數（LPI）和景觀形狀指數（LSI）兩個指標，分析鄭東新區2007—2019年城市化進程中的景觀格局演變。

關鍵詞：景觀格局;景觀指標;最大斑塊指數;景觀形狀指數

中圖分類號：TU986文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）01-0098-03

Abstract： Landscape pattern generally refers to the spatial pattern of landscape， which is the spatial distribution and combination of landscape spatial units （patches） with different sizes， shapes and attributes. In this paper， the maximum patch index and landscape shape index were selected to analyze the landscape pattern evolution of Zhengdong New District in the process of urbanization from 2007 to 2019.

Keywords： landscape pattern;landscape index;largest patch index;landscape shape index

1 研究方法

根據鄭東新區遙感影像解譯分類圖可以精準提取城市景觀格局指數[1-2]，一般選用研究區的斑塊數（Number of Patches，NP）、景觀面積比例（Percentage of Landscape，PLAND）、斑塊密度（Patch Density，PD）、最大斑塊指數（Largest Patch Index，LPI）、景觀形狀指數（Landscape Shape Index，LSI）、連通性指數（COHESION）和香農多樣性指數（Shannon's Diversity Index，SHDI）指數7個景觀格局指標（見表1），具體選取指標時要考慮研究地區的特點[3-6]。在大量研究的基礎上，本文選定非相關性最大的兩個指數，即最大斑塊指數（LPI）、景觀形狀指數（LSI），并在兩者先驗約束條件下進行合理分析比對[7-10]，從而獲取鄭東新區2007—2019年城市化進程中的景觀格局演變。

2 數據分析

本研究區域為鄭州市鄭東新區，參考《鄭州市鄭東新區城市綠地系統規劃》，規劃控制面積370 km2。由于鄭東新區行政區域邊界不斷外擴，為了使數據分析更加具有對比性，統一采用2019年最新鄭東新區行政邊界對遙感數據進行解譯分析。在鄭東新區遙感影像解譯分類圖的基礎上，本文合理選取指數特征在ArcGIS 10.3和FragStats 4.2平臺的支持下進行分析和計算。最大斑塊指數（LPI）統計數量和變化趨勢分別如表2和圖1所示。

由表2和圖1可得出如下結論。

第一，耕地的最大斑塊指數從2007年的15.92%降低為2019年的2%，為綠色空間小類中最大斑塊指數降低幅度最大的。可見，鄭東新區耕地的主導地位逐漸減弱，耕地優勢的下降已成為人類活動干擾鄭東新區綠地的重要方向。

第二，林地的最大斑塊指數呈現出先減小后增大的趨勢，從2007年的0.52%降低到2015年的0.08%，到2019年，增長到1.16%。這表明林地在鄭東新區的優勢隨城市化建設的穩定逐步穩定。

第三，草地的最大斑塊指數變化幅度較小，但總體呈減小的趨勢，從2017年的0.40%降到2019年的0.23%。

第四，水體的最大斑塊指數變化幅度也較小，但總體呈增加的趨勢，從2007年的0.72%增長至2011年的0.86%，到2015年又降低到0.69%，至2019年，又增長至0.81%。

綜上所述，研究期限內，耕地的最大斑塊指數大幅度下降，林地、水體的最大斑塊指數出現小幅度增長，草地最大斑塊指數出現小幅度下降，三者相對平穩。總體來看，綠色空間整體的最大斑塊指數呈現坡度式下降的趨勢。

景觀形狀指數（LSI）統計數量和變化趨勢分別如表3和圖2所示。

由表3和圖2可得出以下幾點結論。

第一，從2007年到2015年，耕地的景觀形狀指數不斷增加，從76.05增加到95.90，表明此時期由于城市化建設，人工活動加劇了耕地的破壞，使得其景觀形狀變得復雜，而在2015年后，耕地的景觀形狀指數降低，到2019年降低到80.51。

第二，林地的景觀形狀指數呈現出先下降后增加的趨勢，由2007年的108.87降低到2011年的102.32后緩慢增加至2019年的117.16。可見，鄭東新區林地的形狀逐漸呈現出不規則片狀發展。

第三，草地的景觀形狀指數在2007年到2015年出現了小幅度增長，由48.08增加到140.35，在此期間，草地的景觀形狀指數變得更加復雜。2019年，草地的景觀形狀指數下降到80.05。表明在此期間，草地的形狀趨于規則，但總體數量仍比原始的高。

第四，水體的景觀形狀指數在研究期限內出現明顯降低的趨勢，由2007年的66.05降低到2019年的43.27。可見，人為的干預使得水域的形狀越來越簡單。

3 結語

本文選擇兩種典型的景觀格局指標研究鄭東新區2007—2019年的景觀變化，分析過去13年的景觀格局演變過程及時空變化特征，進而分析景觀格局演變與土地利用變化的關系。

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