省域多尺度景观特征分类体系的建立——以广西多民族自治区为例

鲍梓婷

周剑云

黄 铎

连晓珊

袁 媛*

中国近30年的高速城市化大规模发展改变了区域地理景观面貌，自然生态系统的整体性与地方利益、分散的地方治理的矛盾是我国乃至全球治理面临的一个共同问题。2018年中国《国务院机构改革方案》中组建了自然资源部，究其根本原因，是意识到过去行政机构“条块化”职权分割的严重问题，各机构之间的空间范围是交错的，目标经常是互斥的。但这些政策、策略所形成的驱动力却是紧密相连的，并最终导致同一片土地/景观的变化。人们亟须从一个更宏观的视角出发，运用更为整体和综合的规划工具来指导和管理全面的城镇化与景观变化。

1 “通过景观规划”——景观作为管理人与自然关系的媒介

1.1 景观变化综合了人类发展与自然演化

景观作为社会和文化塑造与创建的实体，既是人类发展(同时包括物质、心理和精神)的工具，也是发展的结果[1]。景观变化综合了人类发展与自然演化的双项内容，这意味着对景观变化的管理不仅是约束和规范开发建设行为，同时包括保护自然生态环境，即维持或修复自然进程。

1.2 “景观”作为管理“人与自然关系”的工具

Selman[2]曾区分了景观规划的2种方式，即“为景观规划”(planning for the landscape)和“通过景观规划”(planning through the landscape)。“为景观规划”即将一些特定景观和景观要素纳入规划范围，而“通过景观规划”则是将景观作为空间规划和其他政策领域多样化应用的综合框架，将“景观”作为管理自然变化和人类发展的技术工具。景观提供了一个“中介”，用以探索和管理“人类与自然变化”。如今我国大部分相关研究仍是将景观视为规划管理的物质对象，或将之视为一种生态学的理念与思想，而非作为规划管理的方法与工具。

1.2.1 景观状态的约定性与规定性——作为目标与准则

景观作为《欧洲风景公约》(Europe Landscape Convention)[3]的对象标志着某个“景观状态”可以成为缔约者的共同目标，进而将这个“景观状态”转化为行动目标与行动准则[4]，或称之为规划管制工具。

1.2.2 景观的实体性与可视性——客观的显示与记录变化

景观所指为可被感知的、具体的物质实体。这意味着景观的状态及其变化可以被完全客观、真实地感知和记录，如“影像”的方式，从而超越个体观察视角的差异而成为约定性的、共同承认的客观记录。“景观/影像”既可以成为景观变化规划管理中跨领域、跨专业的科学描述工具[5-6]，也可作为各利益主体之间协调的媒介。

图1 Warnock提出的景观特征分类维度与层级[14]

2 从管理“景观变化”到管理“景观特征变化”

2.1 “景观特征：界定“景观变化”的幅度

景观变化可以反映人与自然之间复杂的相互作用方式与程度，那么针对景观变化的测量就可以量度人与自然相互作用的关系与综合效应。景观变化的测量与被监测的时间、空间尺度，以及监测影像的技术和精度有关。但对于人类而言，相对于单纯的测量，更重要的是理解景观变化的影响及其意义[7]。

管理景观变化的依据应该是景观变化对人类的影响是什么？以及景观变化是否符合预期的目标，从而判断是否需调整现行的政策和管理手段。景观变化的影响有2层含义：首先是一处景观变化对另一处景观的影响；其次是景观变化对景观背景的影响。所谓景观背景就是影响景观形成的自然、社会、经济、文化、美学观念等复杂而综合的因素。能够影响其他景观变化或景观背景的景观变化是一个巨大的变量，与景观的生态敏感性有关，与景观类型有关，与景观对人的重要性与价值有关。

景观管理的实质是管理景观影响，即“构成景观影响的变化量”被定义为景观管理的对象，可以将这种变化定义为“景观特征”的变化。“景观特征”(character)被定义为持续发生在特定类型景观中、明确并受到承认的要素形式[8]。它被假设呈现了相关生态、经济或文化进程的结构与特征[7]。

从景观变化到“景观特征”变化，在一定程度上与“从量变到质变”的概念类似。只要其结构或本质不变，所提供的功能与价值不变，在一定范围内的景观要素变化是可以接受的。对于变化的管理而言，识别与定义景观特征并建立其现状基线则是判断景观容纳变化的程度，进而建立景观规划管理体系的核心与重要基础。

2.2 景观特征的识别与分类：建立景观规划管理体系的基线

2.2.1 “景观特征”分类的综合整体性

基于景观类型学的英国景观特征评估(Landscape Character Assessment，LCA)方法本质上便是一套系统的“景观特征”评估与分类方法[9]，通过综合自然、社会、美学等多重维度，将连续的地域表面划分为相对同质的景观特征单元(有相对一致的结构与特征，并面临着相似的问题、风险与挑战)。相较单维的土地利用功能分类图，景观特征分类体系构成了更为综合整体的空间单元。

2.2.2 景观特征单元作为管理变化的空间框架

ELC实施导则中概括了基于“景观单元”的一般景观规划管理阶段。概括而言，针对某个特定区域的景观特征评估的结果形成了该区域景观特征图及其景观区域的说明，即确定了该区域的景观特征及其价值。以景观特征图为规划底图，叠加发展愿景而形成景观目标，进而确定需要改变的景观区域及相应的景观行动。景观特征评估提供了管理对象的基准信息与空间框架，从而辅助景观变化的管理[10-12]。

2.2.3 景观特征分类体系的尺度与结构

景观特征分类的层级与尺度应思考与多样行政管理等级的关系，并与之相协调，包括国家、区域或地方尺度等。各层级的分类过程、分类维度及技术方法的选择均有所不同，不同尺度之间共同构成了类似俄罗斯套娃一样，具有同构特征、整体性多层级嵌套体系。

2.3 以省域为尺度建立多尺度的景观特征分类框架

省和自治区是我国地方行政的最高层级，承担落实国家规划政策，保护自然资源、生态环境和文化遗产，协调城乡发展等多项职能。如今省域的行政分级与部门分离的治理模式难以应对现实挑战和可持续发展的要求，这就需要探索适应省级政府职能要求的跨区域、跨部门的空间治理工具。区域景观特征图的建立能够比较全面地回应空间规划体系建构所关切的内容和要求。

3 多尺度嵌套的景观特征分类体系——以广西壮族自治区为例

3.1 广西景观特征分类的技术框架

广西壮族自治区景观特征评估的研究目标是建立区域景观特征的基线，研究范围为广西全域，面积为23.67万km2。核心目标为确立一套多尺度、结构清晰的景观特征分类系统，全面清晰地了解广西的景观特征类型、区域及其数量，以作为未来发展变化的监测与评估基准。

3.1.1 景观特征分类的尺度与层级

景观特征类型的划分实质上是对广西壮族自治区空间实体的切分，分类要素的选择是最终空间边界划分的决定性因素。对景观要素的分解参照了Wascher概括的4个维度[13]。景观特征分类要素的选择与尺度层级关系参照了Warnock提出的方法，通过引入土地描述单元(LDU)的概念优化了各个空间尺度景观特征分类之间的统一性，形成一致的空间框架[14](图1)。广西省域的尺度可与欧洲各国的国家尺度类比，从而建立“省域-市域-市区”3个尺度的结构框架(图2、3)，实现了对整体景观系统和结构化的理解及GIS中参数化转换。

3.1.2 研究基础与研究框架

概括而言，所收集数据主要可分为2类：1)景观分类数据——影响景观特征的关键要素，在分类过程中定义与划分景观特征类型；2)景观描述数据——不用于区分特征类型，但储存在GIS数据库作为图片与文本描述。由于可获得的数据十分有限，且其质量、深度、比例、制定时间、准确性均有较大的差异，因而在分类过程中较多使用了开源数据，并通过GIS平台的处理以保证分类过程的科学性、统一性与可重复性。

参照欧洲景观特征评估协议[13]和英格兰最新版本的LCA编制导则[16]，并结合广西的现状资料和评估目标，基于可获得数据选择的初始评估要素包括：1)自然要素：气候、地质、土壤；2)文化社会要素：土地覆盖、建筑形态、民族分区；3)感知和美学：如喀斯特地貌；4)政策：城镇增长边界、生态红线、自然保护区等。

图2 广西省域多尺度景观特征分类的技术路线[15]

图3 广西景观特征分类的尺度与层级[15]

3.2 省域尺度：广西景观特征大纲图

3.2.1 景观特征分类要素的选取与比较

省域尺度介于国土和区域尺度之间，结合广西多民族的文化特征，选定了该尺度的初步分类要素，包括气候、地质、土壤、地貌、土地覆盖及民族分区。在确定上述分类要素之后，基于30m分辨率的DEM和多光谱遥感影像对数据进行校核修正与叠加分区。通过对比3种分类要素的组合(图4)，基于影像图进行初步校核认为草图2和3斑块过于破碎，在省域尺度难以反映这些维度，这一判断将通过场地调研进行验证。

3.2.2 景观特征评估草图的验证与修订

通过数据处理与桌面工作获得的景观特征评估草图初步确定了88个景观类型和283个景观特征区域。广西省域尺度巨大，主要选取广西桂北地区进行了检验性调查。调研主要采用无人机低空拍摄与场地视点照片相结合，并根据统一的调研表格记录现场关键的要素与特征。调查发现，在省域尺度气候分区、民族分区的景观特征不明显，边界区域无明显的景观变化梯度。因此选定“草图1”进行调整优化，并确定景观特征分类要素主要是：1)地貌，作为地形整体变化的最直接表述因子；2)土地覆盖，分辨率较高、边界清晰，并且各类组合在景观上具有明显区分度。

基于“使一地不同于另外一地”的原则进一步在GIS平台对分类体系进行比较和修正，同时对景观区域的专业命名进行简化与调整，以面向非专业人士。首先，调研发现“海拔”和“成因”对于感知与划分景观特征而言差异不大，可进行合并；其次，检查每一块景观区域，当某一类型占比小于20%时，名称中不出现该类型。

3.2.3 建立区域景观特征评估大纲图

显然，省域尺度基于30m分辨率建构的景观特征评估草图尺度较大，与景观管理的要求存在一定的距离，但对区域景观的整体性和认识区域景观特征提供了基础和框架。因此，将该图称之为“景观特征大纲图”，或如Warnock称之为“生物地理单元”。最终的景观特征大纲图(图5)共划分为48个类别、221个区域，绝大多数的斑块面积在2 500km2以下。其中，高山林地景观、低山林地景观、丘陵农田林地景观、高山灌丛景观、丘陵林地景观这5类景观特征类型面积之和占了广西壮族自治区总面积的55%。

3.3 市域尺度：南宁景观特征基准图——景观特征单元

南宁市域总面积为2.21万km2，市域尺度需使用更高分辨率的影像结合土地覆盖与文化模式划分景观特征单元，以确定城乡景观区域及其城乡景观特征，这与市县的城乡发展与管治需求更为契合，并可以此为基础思考LCA与区域管理的关系。

3.3.1 景观特征分类要素的选择

该尺度需要在省域分类体系上叠加社会-经济-技术，或称为文化的维度，反映“人类对景观形式的影响”，如土地利用、农业模式等。由于可获得数据有限，分类主要利用土地利用数据，包括建设用地与农田分布等，基于GIS平台进行数据解译来理解城乡景观区域的特征。

3.3.2 依据建筑密度确定城镇景观区域

市域尺度最重要的景观类型是城镇景观。基于建筑密度，通过选取合适的等值线来提取城市建成区的边界和范围是可行的。

研究利用南宁市域建筑用地矢量面状shp数据作为原始数据，通过反复试验，最终选择300m×300m的格网，通过焦点统计工具进行建筑密度分析，并以5%为等值线间距生成不同的等建筑密度线图层。通过与现状卫星影像图的比较，选取25%的等建筑密度线作为城镇景观类型的边界——即以建筑密度≥25%、斑块面积≥3km2、相距不超过1km的斑块视为同一斑块的原则来划定城镇景观区域。对城镇集中建成区之外蔓延扩散的工厂区、郊野别墅和乡村混杂的较高密度建设区划定为城镇蔓延景观区。经过反复比较，以每个城镇景观斑块向外扩散至10%建筑密度等值线的区域划定为城镇蔓延景观区，最后依据影像图建设现状及道路调整景观类型区的边界。

3.3.3 依据农田密度确定乡村景观区域

乡村景观包括村落、环绕村落的农田及其产权边界内的自然环境。南宁市域乡村景观区域的划定分为两大步骤：一是提取市域土地覆盖tif数据中的农田数据作为原始数据，使用网格分析法和插值分析法来划定乡村景观区域边界，通过反复比较选定1 000m×1 000m的格网进行密度分析，以5%为等值线间距，生成不同的等农田密度线，最终以30%的农田密度线划定乡村景观(斑块面积≥20km2)；二是由于广西以山地地形为主，乡村区域与山地自然区域有一定重叠，从而依据乡村区域农田密度的等级进一步将乡村景观区域划分为低密度乡村区和中密度乡村区。

图4 广西省域尺度景观特征初步分类[15]

图5 广西省域景观特征大纲图[15]

图6 南宁市域景观特征单元图[15]

图7 南宁市区景观特征类型图[15]

3.3.4 叠加形成最终的景观特征分类图

合并乡村和城镇两大景观类型分类结果，并依据影像图建设现状及道路进行边界调整，形成低密度乡村区、中密度乡村区、城镇蔓延景观区、城镇景观区4种城乡景观类型，与省域尺度的南宁景观特征大纲图进行叠加，调整优化形成最终南宁市域景观特征分类图(图6)。

3.4 市区尺度：南宁市区景观特征类型图

在市区尺度，以南宁市区为例，即南宁景观特征单元图中的类型1——城镇台地景观，总面积为401km2，进行更详细的定义与划分。将基于城市土地利用现状分类数据、路网数据、建筑轮廓数据等，进一步叠加功能用途、建筑高度与布局形态维度：1)用地功能：居住、商业/办公、工业仓储、开敞空间等；2)建筑高度：低层、多层、中层、高层；3)布局形态：点式、行列式、规整自由式、散乱自由式。

分类过程主要包括：1)根据道路网形成景观特征分类的基本单元；2)基于土地利用类型、建筑高度分类、布局形态类型，进行数据叠加归类，对基本路网单元进行细分或合并；3)根据遥感影像数据进行类型边界的调整与优化，得到最终的景观特征类型图(图7)。其中，兴建中景观类型比例最高，标志着南宁仍处于快速城市发展的阶段。从分类结果看，整个南宁市区的景观特征类型分布破碎分散，无显著的主导结构特征或景观类型，这与整个南宁市区的主观感知印象也是较为一致的。

图8 广西景观特征评估描述文件示例[15]

表1 景观特征类型图的分析与应用[15]

4 景观特征分类体系的成果与应用

4.1 景观特征描述文件的制作

景观特征描述文件是景观特征评估工作的重要成果之一。描述文件的文字部分包括：1)特征概述；2)描述表格，包括了自然特征、社会建设特征及历史文化特征等。图纸部分包括：1)区位标识；2)整体/典型景观特征航拍图，直观呈现了各景观特征区域的主要特征与风貌；3)符号化的鸟瞰示意图与平面示意图，凝练展示了主要景观要素、形态结构与组成比例等。

数据库与现场照片是重要的特征描述依据与基础记录，也是展示各景观元素组合形式与传递场景感知的有效资料。照片与影像数据的获取综合了3种主要途径：1)网络照片的采集与筛选；2)相关项目现场调研照片的整理与筛选，通过编译坐标读取程序，读取照片EXIF信息，通过GIS中的坐标转点，实现调研照片的空间定位；3)确定调研计划与影像采集技术规范，并根据统一的调研表格记录现场关键的要素与特征。

4.2 景观特征评估的成果形式

4.2.1 分类图与描述文件

各个尺度分类的纸媒成果形式包括“景观特征图”及相应各个景观区域的描述文件(图8)。如在省域尺度，包括“广西景观特征大纲图”和211个景观区域的“景观特征描述”。景观区域的描述研究建立了图示化的景观特征描述语言体系与统一的描述框架。图集未来可作为政府内部文件，提供信息辅助决策、规划评估等，或出版做宣传，或公共参与等使用。

4.2.2 景观特征图数据库

省域尺度景观特征大纲图的命名规则由三部分构成: 第一部分2个大写字母代表地形地貌；第二部分3个小写字母是土地利用/覆被分类；第三部分代表次区域区位，分为桂东、桂西、桂南等五大区域。如桂北地区高山灌林农田景观No.163，其名称代码为HMbfc(NR)。市域尺度景观特征单元图的命名是在省域尺度命名规则的基础上深化而成，增加城镇/乡村景观的属性为第一部分，命名结构为“城乡景观(LR/MR/US/U)＋地形地貌＋土地覆盖＋区位区域”。

关键的分类要素数据与其他重要的景观特征描述数据共同储存在GIS(地理信息系统)平台中，建立了规范化的景观特征信息数据库。

4.3 景观特征评估的应用

4.3.1 确定现状景观特征基线

景观分区的本质是基于客观对象自身所呈现的现状特征进行划分，针对具体空间范畴的景观特征评估是区域自身特征的呈现与描述，景观特征基准图服务于某个部门的管理仅仅是景观特征应用的一个层面，作为一个系统、科学、客观的分类体系，其应用具有跨部门的综合性优势。

4.3.2 分析景观特征格局与结构

基于景观特征单元斑块的边界，可以计算景观级别(landscape-level)的相关指数，如在省域尺度，平均邻近度指标(MPI)为611.71，表明景观连接性较好，有利于生态进程与生物迁徙；景观丰富度(PR)为48，空间异质性一般。基于GIS平台的景观特征大纲图可以清晰识别广西省域景观格局，同时也可迅速地进行其他单一或复合特征的相关分析，或选择特定地域进行分析，以快速把握其总体特征与分布规律(表1)。

4.3.3 基于景观特征单元构建区域空间政策

“三区”，即城镇、农业、生态3类主导功能分区的划定是市县国土空间规划的基础工作和重要内容之一。景观特征评估不仅是综合认识区域特征的工具，更重要的是可以转化为区域空间发展的管制工具。如在市域尺度，基于景观特征单元图将区域空间政策管理转化为区域景观变化的监测及其干预行动。以南宁市为例，如果将城镇景观和城镇蔓延景观归为“城镇空间”，乡村景观类型归为以农业生产为主导的“乡村空间”，自然景观类型归为具有生态防护功能，对于维护区域生态环境健康具有重要作用的“生态空间”，便可以便捷、科学、准确地获得“三区”区域(表1)。

4.3.4 景观特征变化的监测与管理

景观特征图是基于开源数据与影像数据制作的，影像将动态的景观分时间记录下来，从而克服了因景观自身变化而导致主观感知的认识差异或主观记忆的差异，这种内在一致性就确保了监测与管理的客观与公正。遥感影像地图几乎可以实时获得，开源数据如30m分辨率的土地覆盖数据为3年一更新(大尺度土地覆盖的识别依据也是中高分辨率的遥感影像图)。2个周期的景观特征图相比较就可以获知景观区域边界位置的变化、景观区域内要素变化或要素空间结构的变化。并且景观特征图是多尺度的，如可以将“生态保护区域”进一步细分为多个不同的景观区域，通过不同时间间隔的景观特征图比较可以更加细致地比较景观特征的变化。

5 结语

本研究试图基于可获得数据，在省域尺度探索构建多尺度景观特征分类体系的可能性，以及基于呈现出的具体成果来探索并验证景观特征评估方法在区域空间管治、景观特征变化监测等领域的应用与价值。

总体而言，景观特征图在省域尺度可以超越人类能直观判断的规模与尺度建立总体景观印象。市域尺度在“三区”空间的尝试应用也表明：基于影像特征的定义可以将政策区域转化为景观区域，将政策目标转化为景观区域的描述，而这种转化为基于影像的监测管理提供了科学的技术手段。市区尺度则可以快速把握城市的形态特征与分布，并为公众参与治理和监督提供便于理解的方式与途径。此外，以景观特征图为基线可开展持续监测，基于景观变化的结果评估各项政策的实施效果，可以对规划管理目标与策略进行及时调整，以实现对景观变化的可持续管理。