鹰潭市绿色廊道景观格局探究
2021-01-25邹秋霞邹昌锋
邹秋霞,邹昌锋
(江西农业大学林学院,江西 南昌 330045;江西农业大学乡村文化发展研究中心)
近年来,我国许多学者对不同城市绿色廊道的结构与布局进行了分析研究,廊道作为景观生态学研究的重要课题,多数主要是对较大的城市进行绿色廊道景观格局的研究,而对中小城市绿道的研究较少。以鹰潭市为研究对象,应用遥感技术,从景观尺度上对鹰潭市域的生态廊道进行定量分析,着重于对城市绿色廊道的景观格局和网络结构的研究,以期为未来城市生态网络规划与建设提供参考[1-2]。
1 研究区域概况
鹰潭因“涟漪旋其中,雄鹰舞其上”而得市名,江西省辖地级市,位于江西省东部偏北,信江中下游介于N 27°35′~28°41′、E 11°641′~117°30′[3]。鹰潭市自古就是重要的交通中心区与四省交汇处,属中亚热带湿润季风温和气候,气候特点是四季分明,雨水充足,日照时间长,夏季气温偏高,霜降时间短,区域主导风向随四季变化而变化。辖域总面积3591.8km2,由贵溪市、余江区、鹰潭中心城区3 个区组成(如图1 所示)。鹰潭市地形整体东南高、西北低,属于武夷山向鄱阳湖平原过渡的中间地带,鹰潭中心城区属于中低丘陵地带,自然绿化基础较好,水资源丰富。研究区域位置为鹰潭市中心城区,共有5 个区分别是老城区、信江新区、高新物流区、月湖新城区和鹰西区,其中鹰潭市面积约151km2(如图2 所示)。
图1 研究区范围图片
图2 卫星图
2 研究方法
2.1 廊道的结构类型
廊道的分类方法有许多种,不同的研究方向对廊道的分类也各有不同,从鹰潭市中心城区本身的廊道特点上,可系统的分为3 大类:灰色廊道、蓝色廊道和绿色廊道,各等级道路和铁路属于灰色廊道,河流河道部分和湖泊部分称之为蓝色廊道[4]。另外,由公路和铁路构成的廊道称之为灰色廊道,绿色廊道从城市绿色廊道功能的设置上可以分为绿色道路廊道、绿色铁路廊道、绿色河流廊道[5]。
2.2 数据的获取
首先运用GoogleEarth 地图和鹰潭市中心城区的绿化现状图获取原始资料,再通过实地调研,获得更为精确的数据资料,再借助无人机航拍实景照片,利用GIS对鹰潭市中心城区各类型廊道进行提取,反复综合校正,最后利用CAD 软件编辑绘制鹰潭市中心城区的CAD 矢量图,最终绘制出各种廊道拓扑图。采用计算和统计相结合的方法,得到鹰潭市各类廊道的结构特征数据和网络格局数据。道路廊道宽度、斑块和小河流等比较复杂狭长廊道数据,则通过现场测量和遥感影像比对校正来获取。
2.3 绿色廊道的景观格局分析
城市廊道发挥生态功能方面,在很大程度上会受其本身结构特征的影响。通过研究绿色廊道的网络格局,并结合相关城市景观生态理论,采用前人专家研究比较成熟的景观格局评价指标体系,同时统计计算各类廊道数据,对各类廊道的长度、宽度、面积、密度和绿色廊道的建设率等方面数据进行比较,通过公式对线点率、环通度和γ 指数等指标,对鹰潭市中心城区景观格局进行描述。
笔者主要通过测量和计算鹰潭市各廊道的长度、面积、密度等维度,进一步分析鹰潭市中心城区的景观结构特征,然后通过计算线点率、环通度和γ 指数的计算公式来统计,比较各类型廊道的数据结果,进而对绿色廊道网络布局合理性进行评价分析。
3 结果与分析
3.1 鹰潭市廊道的提取及分类
结合鹰潭市中心城区廊道的实际建设特点,通过实地调研和测量了一系列数据,收集整理了各类廊道的资料,获得了最原始资料。然后根据绘制的鹰潭市中心城区廊道分布CAD 矢量图来进行分类,获取各类廊道分布的详细信息,最终绘制出鹰潭市中心城区廊道的拓扑图(如图3 所示)。
图3 鹰潭市中心城区廊道系统拓扑图
3.2 鹰潭市绿色廊道景观构成
通过廊道的各种指标的计算公式统计计算,得出鹰潭市中心城区绿色廊道的长度、面积、密度及建设率的数据结果,廊道的宽度数据是由实地测量得出的数据,分别对各种绿色廊道进行阐述(如表1 所示)。
3.2.1 长度分析。在鹰潭市中心城区廊道系统中,灰色廊道为237.16km,绿色廊道为216.57km,蓝色廊道为21.99km,分别占廊道总长度的49.85%、45.53%和4.62%,由百分比可以看出,蓝色廊道最短,灰色廊道最长。对于蓝色廊道,信江穿鹰潭市中心城区而过,河流系统分布简单,由信江和白露港组成的河流,除鹰潭西湖湿地公园和东湖外,没有特别大的水域;对于灰色廊道,鹰潭市中心城区各种等级的道路繁多,路网比较发达,所以灰色廊道总长度最长;对于绿色廊道,灰色廊道和绿色廊道的总长度比较接近。但绿色廊道中还包含绿色道路廊道、绿色河流廊道和绿色铁路廊道,长度分别是182.52km、21.45km 及12.6km,占绿色廊道总长的84.28%、9.9%及5.82%,绿色道路廊道长度占绿色廊道总长的绝大部分。由此可以得出,鹰潭市中心城区绿色道路廊道的绿化建设还有很大的提升空间,发展交通路网的同时,绿化建设也同步发展。
3.2.2 宽度分析。廊道面积的大小取决于廊道的宽度,根据实地测量得出的各类型廊道的宽度数据,经分析得出,新建城区绿色道路廊道的宽度比老城区宽,绿色河流廊道的宽度多在50~80m,宽度最大的地方达到307m,老城区地段相对宽度较小多在10~30m,少数地段临近河流几乎没有绿色覆盖。
3.2.3 面积分析。鹰潭市中心城区廊道的面积分布如下:绿色廊道为4.05km2,蓝色廊道为4.12km2,灰色廊道为3.56km2,3 种类型的面积差异不大;绿色道路廊道面积是绿色廊道的主体,为2.64km2,占绿色廊道总长的65.18%;绿色铁路廊道的面积最小为0.49km2,占绿色廊道的12.10%。从拓扑图中可以看出,以信江河水道为分界,两岸的绿色廊道覆盖率较高,宽度最宽;绿色道路廊道以老城区宽度最窄,因绿道宽度较小,故老城区绿道总面积不大。
3.2.4 密度分析。在鹰潭市中心城区各种类型的廊道中,灰色廊道的密度为1.57km/km2,绿色廊道的密度为1.43km/km2,2 种廊道的差别不大,可见绿色廊道的建设还有很大的提升空间。在绿色廊道中绿色道路廊道的密度最大,为1.21km/km2,绿色铁路廊道的密度最小,为0.08km/km2,说明绿色铁路廊道的建设不足。绿色河流廊道的密度为0.15km/km2,仍然还有很大的发展余地。
分析表明,鹰潭市绿色廊道密度存在的差异很大:绿色道路廊道的密度很大,占绿色廊道总量的84.62%;绿色河流廊道的密度为0.14km/km2,绿色铁路廊道的密度为0.08km/km2,这2 种廊道占绿色廊道总量的比重很小;蓝色廊道占整个鹰潭市总体廊道密度的4.76%,可见蓝色廊道极其缺乏有力的建设。
3.2.5 建设率分析。建设率是评判绿色廊道建设是否完善的标准,它的取值范围为0~1[6],具体从各类型的廊道长度与其附近的各类廊道长度之比来反映,这一数值越大,说明廊道建设越完善。经计算,绿色河流廊道的建设率最高为0.61,绿色铁路廊道的建设率最低为0.20,绿色公路廊道的建设率为0.38,灰色廊道的建设率为0.52,从绿色廊道和灰色廊道的结果可以看出,绿色道路廊道的建设率并未跟上灰色廊道系统的发展速度。并且经实地调查也可以得出,鹰潭市中心城区绿色廊道的建设率还有很大的提升空间,特别是铁路绿道和老城区绿色廊道建设还有待加强,绿色河流廊道也是只有老城区地段,几乎没有绿地覆盖。
表1 鹰潭市中心城区廊道景观构成表
3.3 鹰潭市绿色廊道网络格局
主要是分别计算和统计了各类型廊道的线点率、环通度、γ 指数等指标参数,代入网络格局指数的计算公式中[7~9],通过计算各类型绿色植被廊道的具体数据,分别对鹰潭市中心城区各类绿色廊道进行分析。
表2 鹰潭市中心城区绿色植被廊道网络格局
由鹰潭市中心城区廊道的拓扑图中可以看出,在鹰潭市中心城区绿色廊道网络系统中,是由3 种绿道组成绿色廊道系统。因此,分别对3 种绿道进行计算分析。由表2 可知,鹰潭市绿色道路廊道总的线点率为1.512,道路绿色廊道的线点率为1.563,河流绿色廊道和绿色铁路廊道的线点率分别为0.923 和0.889。由线点率结果可以得知,鹰潭市中心城区绿色河流廊道和绿色铁路廊道结构比绿色道路廊道简单很多,绿色道路廊道经计算和实地调查,特别复杂的地段少,鹰潭市中心城的绿色廊道并没有形成复杂的网络,所以,总体看鹰潭市绿色廊道网络结构并不复杂。
绿色廊道网络总的环通度很低0.278,其中绿色道路廊道最大,为0.564,绿色河流廊道为0.038,绿色铁路廊道为0.056,表明鹰潭市绿色廊道网络中回路存在的程度较低,而在城市绿色廊道网 络格局中回路的存在,可以直接影响城市景观整体的生态效益。绿色廊道是动物植物等一切生物都依赖的生存基本要素,鹰潭市中心城区绿道网络的环通度低下,因而对绿道内物质流动和动植物迁移的影响尤为显著,从而对整个城市生态环境都极为不利。
绿色廊道网络总的γ 指数为0.480,其中道路绿色廊道的值最高为0.521,表明道路绿色廊道的回路较多;绿色河流廊道为0.308,绿色铁路廊道为0.296。这2种类型的绿色廊道的数值差别不大,同时也说明了河流廊道与铁路廊道的网络连通度差异小。
总体来看,鹰潭市中心城区绿色网络结构较为简单。结果表明,鹰潭市中心城区大部分节点之间不能通过绿色廊道连接,在老城区存在许多短路,而在绿色廊道中存在较好的回路数和连通性,这对动植物的迁移、觅食和繁殖等保持生物多样性十分有利,并对增强整体生态效益起到了促进作用。结合实地调查的情况有部分区域绿色廊道比较完整。
4 小结与讨论
(1)综合利用GIS 和CAD 的图形分析和处理能力,结合实地测量的具体数据,可以更精确地对鹰潭市中心城区廊道系统进行提取和分析。
(2)根据城市廊道本身的特点,对不同的研究对象,需要使用不同的分类方法,将鹰潭市中心城区廊道分为绿色、灰色和蓝色廊道。由于绿色廊道的构成相对复杂,因而把绿色廊道又细分为道路、铁路和河流廊道来进行分类研究,以便于对各类型的廊道进行更加科学详细的研究。
(3)在鹰潭市的绿色廊道中,老城区的绿色廊道宽度最小,大多数廊道宽度不足4m,廊道的宽度也直接决定了其面积也较其他地区小。鹰潭市中心城区绿色廊道在建设上还存在很大问题,从线点率来看,虽然鹰潭市网络结构不是很复杂,但是环通度低、连通性较差,直接影响了动植物迁移和能量的流通,使城市生态效益质量下降。
根据鹰潭市绿色廊道景观格局现状的研究分析,对今后鹰潭市绿色廊道的建设提出以下建议:
(1)加强鹰潭市绿色廊道的建设,构建完善的城市景观廊道网络格局,老城区改建过程中不断完善不足之处,在新建规划区发展建设廊道体系的过程中,同时加大绿色廊道的建设。如提高绿化率,提高绿化质量,从而提高绿色廊道建设。(2)在空间允许的条件下扩大绿色廊道建设宽度,尤其是道路绿色廊道建设,力求在一些空白区域内完善绿道的建设,提升整体绿色廊道的网络连通性。绿色廊道有改善生态环境的作用,应使其内部形成动植物可以生存的环境,同时还可以强化绿色廊道改善城市小气候方面的作用,进一步提高城市生态环境质量。(3)从城市生态功能上讲,建设城市绿带系统具有重要意义,信江穿过鹰潭中心城区这点非常有利于加强绿带廊道建设。结合城市改造,加强河流绿色廊道建设,逐步完善绿带廊道建设。