湖南株洲市绿地景观格局的研究

王海峰，彭重华

湖南株洲市绿地景观格局的研究

王海峰，彭重华

(中南林业科技大学 风景园林学院，湖南 长沙 410004)

运用遥感和地理信息系统技术，应用景观生态学原理，选取平均斑块最近距离、斑块形状指数、破碎度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数6个景观指数对株洲市建成区绿地现状进行了景观格局分析。结果表明：株洲市建成区平均斑块最近距离值和景观破碎度指数值差异明显，平均斑块最近距离值最大和最小的绿地景观类型分别为社区公园和带状公园，值分别为366.12和79.90。景观破碎度指数值最大和最小的绿地景观类型为生产绿地和综合公园，值分别为414.815和2.836。株洲市绿地景观格局中综合公园、带状公园斑块分布相对均匀，生物多样性高，但同时存在着综合公园、社区公园和街旁绿地景观斑块的功能辐射区域有限、生产防护绿地景观破碎化程度严重、社区公园和街旁绿地的生物多样性弱三大问题。针对问题，提出了株洲市绿地景观优化措施：（1）基于绿地景观斑块功能辐射半径搭建理想模型，合理布局绿地。（2）对生产防护绿地进行整合，强化廊道的联系，降低景观破碎度。（3）对社区公园和街旁绿地进行控制保护，设计富有变化的斑块形状，提高生物多样性。

绿地；景观格局；景观指数；公园；株洲市

绿地景观格局是指绿地景观单元的类型、数量以及空间分布与配置[1]。对城市绿地景观格局的定量描述是分析景观结构布局、功能的基础,是景观生态规划的重要依据和必要前提[2-5]。目前,众多国内学者应用景观格局指数对不同的城市绿地景观进行了分析评价，但目前城市绿地分布格局的研究多数倾向于一般城市的绿地，缺乏对传统工业城市的景观格局研究。因此，以传统工业城市株洲市为研究对象，在RS与GIS技术支持下提取株洲市绿地信息[6],应用景观生态学原理对株洲市绿地现状景观格局进行分析,以期为工业城市建设结构合理、布局科学、功能高效的城市绿地景观系统提供科学依据，为景观生态规划提供明确的方向。

1 研究区概况

株洲市位于湖南省东部，湘江中下游。地处112°57′30″～ 114°07′15″E， 26°03′05″～28°01′07″N之间。土地总面积11 271 km2，其中建成区100 km2，由天元区、石峰区、荷塘区、芦淞区四个行政区组成。建成区总体地势东南高，西北低，由东南向西北倾斜，地貌类型多样，包含平，岗、丘等多种类型，其中丘陵面积最大，属于典型的丘陵地带；属亚热带季风性湿润气候，年平均气温为18.6 ℃,年总降雨量为1 201 mm（2009年）；植被主要有常绿阔叶林，常绿、落叶阔叶混交林。

据2010年株洲市遥感卫星影像统计，株洲市主城区绿地总面积（不包括生态绿地）为32.88 km2，绿地率为33.98﹪，绿化覆盖率为36.92﹪（见图1）。

图1 株洲主城区的绿地现状Fig.1 Greening present situation of main urban in Zhuzhou city

2 景观格局现状分析

2.1 景观格局指数选取

根据《城市绿地分类标准》（CJJ/T 85-2002）[7]，结合株洲市绿地现状，将现有绿地分为综合公园、社区公园、带状公园、街旁绿地、生产绿地、防护绿地六类。

景观格局分析主要采用景观指数分析方法。景观格局指数作为景观空间分析方法，能够高度浓缩景观格局信息，并且反应其组成结构和空间配置等方面的特征，是景观生态学界广泛使用的一种定量研究方法[8-9]。因此，选取绿地景观构成、最近斑块平均距离、斑块密度、斑块形状指数、破碎度指数、均匀度指数、多样性指数对各类绿地进行景观格局分析。各景观指数的计算公式如下：

（1）平均斑块最近距离

从斑块级别上等于从斑块到同类型的斑块的最近距离之和除以具有最近距离的斑块总数。值越大，反映出同类型斑块间相隔距离越远，分布较离散；反之，说明同类型斑块间相距近，呈团聚分布。计算公式如下：

式中：D为斑块平均最近距离，di为第i个斑块到同类型最近斑块的中心点距离，N为斑块的数量。

（2）斑块形状指数

指某一斑块形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其形状复杂程度。计算公式如下：

其中，P是斑块周长，A是斑块面积。

（3）破碎度指数

破碎度表征景观被分割的破碎程度，反映景观空间结构的复杂性，在一定程度上反映了人类对景观的干扰程度。

其中，Ci为景观i的破碎度，Ni为景观i的斑块数，Ai为景观i的总面积。

（4）多样性指数

多样性指数是指景观元素或生态系统在结构、功能以及随时间变化方面的多样性，它反映了绿地景观类型的丰富度和复杂度。计算公式如下：

其中H为多样性指数；Pi是景观类型i所占面积的比例；n为景观类型数目。H值越大，表示景观多样性越大。

（5）景观优势度指数

景观优势度指数表示景观多样性对最大景观多样性指数的偏离程度。其值越大，表明偏离程度越大，其值为0时，表示景观完全均质。

其中Hmax= log2n，意为各类绿地景观所占比例相等时，景观拥有的最大多样性指数。

（6）均匀度指数

均匀度指数反映景观中各斑块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比来表示。计算公式如下:

其中H是Shannon多样性指数，Hmax是其最大值。

2.2 结果及分析

2.2.1 绿地景观构成

城市绿地景观构成是指城市各类绿地景观的组成情况，包括景观斑块的数量、面积，其是绿地生境的最直观的表征特征，为景观格局指数值计算和分析提供基础数据。

从株洲市各绿地类型斑块数量来看(见表1)，防护绿地斑块数量所占比例最大，但面积所占比例仅1.94﹪；生产绿地斑块数量所占比例仅次于防护绿地，但面积所占比例仅0.25﹪；而综合公园的斑块数量仅高于数量最小的街旁绿地，但面积所占比例最大，达2.64﹪。

表1 株洲市绿地的景观构成Table1 Greening landscape structure in Zhuzhou

2.2.2 景观格局指数分析

2.2.2.1 平均斑块最近距离分析

从平均斑块最近距离值计算结果（见表2）可以看出，各类型景观的平均斑块最近距离差异明显，社区公园和街旁绿地、综合公园的平均斑块最近距离值较大，表明这三类绿地距离偏离较大，绿地功能辐射未涵盖整个区域。而带状公园最近距离平均值最小，表明带状公园基本呈团聚状分布，与株洲市四港汇江（四港指霞湾港、白石港、建宁港、枫溪港，一江指湘江）的景观格局基本一致。

表2 株洲市绿地景观格局指数Table 2 Greening landscape pattern index in Zhuzhou

2.2.2.2 斑块形状分析

景观形状指数越高，则形状越不规则。从表2可以看出，斑块形状指数差异不明显。带状公园的形状指数最高，其次为综合公园和街旁绿地，这3类绿地形状相对复杂和不规则，易引起边缘效应而使之生物多样性相应增加。社区公园的斑块形状指数最低，生物多样性弱。

2.2.2.3 景观破碎度分析

某一类型在景观上的破碎度可揭示景观基质被类型斑块分割的程度，更直接地反映了类型景观的破碎化程度。各个景观类型的景观破碎度越大，破碎化程度越高，对生物保护、物质和能量分布产生不利影响。由表2可知，各绿地类型景观破碎度差异很明显，生产绿地和防护绿地较高，说明这两种景观类型的斑块破碎化程度高。对比生产绿地和防护绿地的景观构成，可知生产绿地斑块面积小、数量多，而防护绿地斑块面积较大，但斑块数量最多，多沿城市道路、水系布局，因此景观破碎度仅次于生产绿地。相比较而言，综合公园和带状公园景观破碎度指数值低，景观破碎化程度较弱，绿地完整性较强。

2.2.2.4 景观多样性分析

景观的多样性是在景观水平上所表现出的生物多样性，其影响因素是景观类型的数量和景观类型间的面积分配比例。各景观类型间的面积分配越均匀，其多样性越高。由表2可看出，综合公园的景观多样性指数最高，其次为防护绿地和带状公园，表明这三类景观类型的面积分配较均匀，生物多样性较高。而街旁绿地景观多样性指数最低，表明绿地斑块面积差距很大，不利于生物多样性的提高。

2.2.2.5 景观优势度分析

从株洲市绿地景观的优势度值 (见表2) 可看出，各景观类型的景观优势度差异不明显，表明株洲市没有明显的优势景观类型。从绿地的景观、游憩功能上讲，街旁绿地是居民日常生活接触最多的景观类型，数量最多、分布最为广泛，因此其景观优势度相对较高。

2.2.2.6 景观均匀度分析

从株洲市绿地景观的均匀度值(见表2)可看出，景观均匀度最大的绿地景观类型是综合公园，均匀度最小的是街旁绿地，说明综合公园景观斑块均匀分布，没有明显的优势斑块类型，而街旁绿地则相反，这与景观多样性指数与景观优势度分析结果一致，符合景观均匀度与景观多样性呈正相关，与景观优势度呈负相关的规律。

3 景观格局优化手法

综上所述，株洲市总体的景观格局中综合公园、带状公园斑块分布相对均匀、生物多样性高，但同时存在着综合公园、社区公园和街旁绿地景观斑块的功能辐射未涵盖整个区域，生产、防护绿地景观破碎化程度严重，社区公园和街旁绿地的生物多样性弱的问题。

为更好地规划建设结构合理、布局科学、功能高效的城市绿地景观，针对以上存在问题，从以下几个方面提出了株洲市绿地景观格局的优化手法。

(1)基于绿地景观斑块功能辐射半径搭建理想模型，合理布局公园绿地斑块

综合公园、社区公园和街旁绿地景观斑块的功能辐射未涵盖整个区域，影响到绿地功能最大化的实现。合理的城市公园绿地布局，要充分考虑公园绿地斑块的功能辐射半径，力求做到大、中、小均匀分布，使其主要公园绿地斑块的功能辐射范围覆盖所有的城市居住用地，使城市居民充分享受到公园绿地斑块的景观、生态及游憩功能。因此，株洲市绿地景观规划根据公园斑块的功能辐射半径搭建理想模型（见图2），市级公园辐射半径为3 000 m，区级公园辐射半径为1 500 m，社区公园辐射半径设置500 m，街头绿地服务半径设置300 m，以实现城市绿地景观斑块功能辐射最大化目标。

图2 株洲市主城区公园斑块理想模型Fig.2 Ideal model of main urban park patch in Zhuzhou

(2)对生产绿地和防护绿地进行整合，强化绿色廊道，降低景观破碎度

沿水系及道路布置的防护绿地，其是构建绿色廊道的主体，破碎化程度过高会严重影响绿色绿地生态网络化结构的形成，最终影响绿地景观整体功能的发挥。规划应充分利用市区的自然水体和道路，建设滨河风光带、景观路和防护绿地等绿色廊道，促进斑块结构更加合理，构建网络化绿地生态体系。

根据株洲市的道路和水系的总体结构，规划形成“七绿带(一江六港，碧水串城)、三绿圈（三环相扣，林带交织）”的总体结构（见图3）。

七绿带(一江六港，碧水串城)：以湘江风光带为依托，由城市大型河流水系廊道白石港、枫溪港、建宁港、霞湾港、万丰港及沧沙港组成，形成绿色生态带，并通过划定河流水系廊道的蓝线和绿线进行控制保护。规划保持河岸的自然绿化，保护河道的自然岸线，沿河湿地和自然泛洪区应避免过于人工化的开发，控制一定的建筑退后距离用于绿化建设，其中湘江迎水面坡顶线城区段建筑退后70～80 m宽，郊区段建筑退后100～150 m宽；枫溪港、霞湾港、建宁港、白石港等水系迎水面坡顶线建筑退后不小于50 m宽；其他水系建筑退后不小于20 m宽。

图3 株洲市主城区绿地结构Fig.3 Greening structure of main urban area in Zhuzhou

三绿圈(三环相扣，林带交织)：包括外环、中环、内环三个圈层。规划沿外环（由上瑞高速、京珠高速、上瑞高速南移线、长株潭东外环组成）两侧控制不小于30 m的防护绿廊；沿中环（由西环路、南环路、东环路、石峰大道、北环路组成)两侧控制不小于15 m的防护绿廊；沿内环（由长江路、建宁大道、铁东路组成）两侧控制不小于15 m的防护绿廊；沿铁路、轻轨两侧原则控制不小于50 m的防护绿廊；新建和扩建城市主干道两侧控制不小于10 m的防护绿廊，交通性次干道两侧控制不小于5 m的防护绿廊。

(3)对社区公园和街旁绿地进行保护控制，设计富有变化的斑块形状，提高生物多样性

社区公园和街旁绿地是城市居民日常生活接触最多的类型景观，受干扰的机率最大，趋于规则化的斑块形状也导致生物与自然的交流接触面减少，影响了生物多样性的提高。未来的株洲市绿地景观规划在对大型的山体及水系廊道、大型的公园绿地划定绿线进行控制保护的同时[10]，应重视对社区公园及街旁绿地的控制保护，并在具体的设计中强化斑块形状的变化，使社区公园及街旁绿地成为生物最便捷的接触交流的栖息地。

4 小 结

通过借助于遥感和地理信息系统技术，运用生态学的理论和方法，采用景观格局指数分析法对株洲市绿地景观格局进行研究，是可对城市绿化进行比较深入的分析和研究的，不仅大大丰富了城市绿化数量和质量的评判标准，而且能对各类型景观的差异给予定量分析，提高了城市绿化的研究水平。从实际意义上来看，城市景观格局的研究也有助于对城市景观生态规划进行科学指导，实现绿地结构合理化、布局的科学化、功能最大化，促进城市绿化发展，为改善株洲市的生态环境发挥更积极的作用。

[1] 邬建国.景观生态学——格局、过程、尺度与等级[M].北京：高等教育出版社, 2000.

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Study on landscape pattern in Zhuzhou, Hunan

WANG Hai-feng，PENG Zhong-hua
（School of Landscape Architecture, Central South University of Forestry & Technology,Changsha 410004, Hunan, China)

The landscape pattern analyses of green-land space in the built area of Zhuzhou city, Hunan were conducted by selecting six landscape indices such as plaque average recent distance, patch shape index, fragmentation index, diversity index, advantages of index, evenness index，using remote sensing and GIS technology and adopting landscape ecology principles. The results show that there were obvious differences between the average patch recent distance and the fragmentation index：the landscape types which had maximum and minimum values of average patch closest distance were community parks and belt park，and the values were 366.12 and 79.90 respectively；The landscape types which had maximum and minimum values of fragmentation index were production green-land and comprehensive parks，and the values were 414.815 and 2.836 respectively. In the built area of Zhuzhou, the plaque distribution of comprehensive park and belt park was relatively uniform and their bio-diversity were high but at the same time, there were three main problems：the radiation area of landscape plaque features was limited in comprehensive parks, neighborhood parks, and roadside green space; the landscape fragmentation grade was serious in production and protection green space; there were bad biodiversity in neighborhood park, roadside green space. For problems, the optimization countermeasures were put forward for improving the green landscape of Zhuzhou: (1) building an ideal model based on radiation radius of landscape plaque function and rationally distributing green; (2) consolidating production and protection green space, strengthening the corridor links, reducing the landscape fragmentation;(3) controlling and protecting community parks and roadside green space, designing rich variation of patch shape and improving biodiversity.

green space; landscape pattern; landscape indices; park; Zhuzhou city

S731.2

A

1673-923X (2012)07-0064-05

2012-03-22

湖南省科技厅项目（S2006N333）

王海峰（1972—）,男,湖南邵阳人,高级工程师,博士研究生,从事园林景观规划设计研究

彭重华（1954—）,男,湖南武冈人,教授,博士生导师,从事园林景观规划设计研究

[本文编校：吴 毅]