基于景观格局的高等院校新老校区土地利用对比——以福建师范大学为例

文/福建师范大学地理科学学院 杨辰丛海

0 引言

景观格局是自然或人为作用形成的由一系列排列、尺度上不同的景观要素，在一定空间内由物理、生物、社会各因子相互作用的结果[1]。校园是人才培养与科学研究的重要场所，其功能区景观格局配置是否合理，与学生生活的舒适度、教学科研的效率息息相关。对比高校新老校区景观格局，可明晰校园景观规划的发展方向，为改造校园景观格局提供数据支持[2]。

针对校园景观布局与配置，学界已有较丰富的研究成果。学者们运用景观指数分析方法，对沈阳农业大学、复旦大学、华中师范大学和安徽大学等学校进行定量化分析[3-6]。BARDEKJIAN A等从校园旅行角度出发，探讨学生对校园水池、林地及花园等景观的直观感受。纵观已有文献，多集中于分析单一校园景观或不同高校景观对比，极少研究高等院校新老校区景观格局的差异性对比。

研究以福建师范大学仓山校区（不包括华南女子学院旧址部分）与旗山校区为研究对象，利用景观生态学中空间异质性及景观破碎度分析原理，结合相关景观格局指数计算，定量化对比描述其新老校区景观格局特征，以期阐释新老校区景观格局的异质性特征，为今后校园景观格局优化提出合理化建议。

1 研究区域概况与研究方法

1.1 概况

福建师范大学仓山校区位于福建省福州市仓山区，地处福州市区中心地带，占地面积约0.48km2。旗山校区位于闽侯市上街镇，总占地面积约1.86km2。两校区直线距离约9.06km。仓山校区为老校区，从师大创学开始承担主要教学职能，新校区完工后本科生培养职能转移，如今仍是部分学院研究生培养的主要场所。旗山校区为新校区，始建于2004年，主要职能为培养本科生。

1.2 数据来源

主要数据来源包括从谷歌地球下载仓山校区及旗山校区高分辨率卫星遥感影像（分辨率0.27m），在福建师范大学官方网站获取福建师范大学旗山校区总平面图及师范大学用地规划图（长安山地区）。

1.3 技术路线与研究方法

将下载的谷歌卫星影像导入ENVI后进行裁剪与校正，利用ENVI的感兴趣区（ROI）功能，通过目视手动解译，调阅相关工程文件，并结合实地考察调研，以划定不同ROI区生成不同的用地地块。完成后导出矢量文件，将其导入GIS，并进行栅格化处理。将栅格化后的TIF格式文件导入Fragstats，选取指数进行定量化计算。

依照由国土资源部组织修订的GB/T 21010-2017《土地利用现状分类》，并结合研究区用地特点，按照该区土地利用总体情况，将其土地利用类型分为建筑铺装用地、道路设施、绿化用地、水体景观、裸地与在建建筑用地，具体分类说明如表1所示。

表1 高校景观格局分类体系

在Fragstats软件中选取类型（class）及景观（landscape）两级景观指数。

类型指数上使用斑块类型总面积（CA）、斑块所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块所占景观面积比例（LPI）以反映某一地类总体优势度特征，使用斑块密度（PD）、斑块分裂指数（DIVISON）以衡量某类斑块破碎度与分离度特征。

斑块优势度描述总体景观格局受某一主导景观类型控制程度的大小[8]，通过分析某类型斑块在景观中所占面积的大小，体现某类斑块在总体景观中是否处于主导地位；景观面积表示某景观类型面积的总和，可从绝对数量上对比两种地物优势度差异；斑块破碎度与分离度反映景观在一定空间内分离程度的大小，表征景观因被分割而破碎的程度，能较好地反映景观空间结构的复杂性[9]。DIVISION指数描述斑块的聚集程度，值越高则斑块聚集程度越高，分离度越低，破碎化程度越低；PD指数与斑块分裂度呈正相关关系，值越高则斑块越破碎[10]。

景观指数上，选取香农多样性指数（SHDI）、香农均匀度指数（SHEI）、聚集度指数（AI）、斑块多度密度（PRD）、景观丰度（PD）以反映其整体景观特征。具体生态含义如表2所示。

表2 景观（landscape）级别下所选指数与说明

2 结果与成因分析

2.1 斑块类型（class）级指数对比

2.1.1 斑块面积及优势度特征比较

经数据处理，获得仓山和旗山具体景观格局分布图，将栅格文件导入Fragstats进行计算，所得结果如表3所示。

表3 斑块类型（class）级指数下两校区相关斑块特征比较

对比仓山校区和旗山校区，斑块总面积（CA）上，旗山校区在绿化用地、建筑铺装用地、道路设施、裸地与在建建筑用地和水体景观上均具有显著优势，分别高于仓山校区54.974，44.225，18.662，7.711，5.066hm2，总斑块面积为仓山校区的4.27倍，基本吻合两校区占地面积的差距。绿化用地上两者数值差异最大，旗山总绿化面积约为仓山的4.14倍。仓山校区出现较特殊的“裸地与在建建筑用地”用地类型缺失现象，即仓山校区土地利用率接近100%。

斑块占景观面积比例（PLAND）上，仓山校区绿化用地、道路设施与建筑铺装用地三类地物总斑块面积占全部景观面积比分别为43.768%、41.073%及15.117%，旗山校区为42.476%，35.543%及14.480%，旗山校区均略低于仓山校区，即旗山校区这三类地物在景观格局中整体优势度略低于仓山，在建筑铺装用地方面优势度差距最为明显，仓山校区建筑铺装用地所占百分比高于旗山校区5.52%。旗山校区扣除以上三类地物所占用地面积百分比后剩余的百分比则转移至水体景观及裸地与在建建筑用地两大地类，仓山除极少量校园中喷泉的水体景观外，这两大地类几乎缺失。

对比LPI指数，绿化用地地类最大斑块占总景观面积百分比仓山为19.114%，旗山为5.335%，仓山显著高于旗山。建筑铺装用地仓山为6.35%，旗山为2.56%；道路设施仓山为15.117%，旗山为14.480%；水体景观仓山为0.041%，旗山为1.454%。除缺失的裸地与在建建筑用地外，绿化用地及建筑铺装用地两大主要优势地物LPI指数仓山略高于旗山，其对应地物中的最大斑块优势度均略高于旗山，而在分布较稀少的水体景观中则是旗山高于仓山。

2.1.2 斑块破碎度与分离度特征比较

对比两校区数据，除仓山校区仅有1处音乐喷泉水体景观外，旗山校区斑块破碎度均小于仓山，其中在绿化用地及建筑铺装用地上最为明显。分析斑块密度（PD）指数，仓山校区绿化用地为227.868，建筑铺装用地为157.754；旗山校区绿化用地为181.152，建筑铺装用地75.626，仓山校区均显著高于旗山校区，即仓山校区这两类地物分布更加破碎。DIVISION指数方面，仓山绿化用地为0.960；建筑铺装用地为0.991；旗山校区绿化用地为0.994，建筑铺装用地0.997；均为旗山高于仓山，反映旗山对应用地类型的斑块聚集度均强于仓山；另外在剩余的道路、裸地、水体三种地类中，除仓山水体景观仅有1处，裸地与在建建筑用地缺失等特殊情况外，总体上旗山的景观破碎度较仓山均较小。

2.2 新老校区景观级指数对比

分析所得数据，仓山香农多样性指数（SHDI）为1.582，旗山为1.807，旗山明显高于仓山，旗山景观多样性较仓山更优，即旗山的用地类型及景观特征更加多样化。对比两校区聚集度指数（AI），仓山为96.424，旗山为98.966，旗山略高于仓山，旗山斑块聚集度更高，分散性较差，与DIVISION指数分析结果吻合。对比香农均匀性指数（SHEI），两校区总体差异不大，旗山略高，为0.784，仓山为0.720，表示其用地格局与结构更加均匀。斑块多度密度（PRD）方面，仓山为22.535，旗山为5.862，景观丰度（PD）方面，仓山为438.189，旗山为293.125，均为仓山高于旗山，PD指数与PRD指数结果显示在一定单位面积内仓山所出现的地物更加多样，即在相同空间内仓山出现的地物类型更多。

2.3 新老校区景观格局差异成因分析

2.3.1 有限用地空间下的适时之举

两大校区景观特征不同根本上是源于其所处位置及区位条件的不同。仓山校区位于福州市中心地带的仓山区，为高人口密度区，用地成本较高，可利用土地少等多个因素限制了其校园面积的扩大。为适应用地面积有限的客观条件，尽可能在有限的用地空间发挥高校的基本职能，扩大建筑铺装物的用地面积以容纳尽可能多的人口及教学设施；仓山校区缺失裸地与在建建筑用地的原因是其经历近百年发展，用地规划及景观格局已基本定型，很难再次出现较大幅度改变、进而产生大面积在建建筑且当新需求产生时，原有的未建设裸地很快被利用，较难出现土地闲置的现象。

旗山校区位于福州市郊区的闽侯县上街镇，为福州市新开发城区，开发历史较短，规划用地面积相对富裕，人口密度较小，土地利用成本相对较低，景观格局处于不稳定与变化的过程中，有较富余的可开发用地以布置其他景观。

因此仓山校区总体面积偏小，各景观斑块绝对面积均小于旗山校区，且建筑铺装用地所占总用地面积百分比更高，缺失“裸地与在建建筑用地”这类地类；旗山校区整体用地面积更大且利用类型更加均匀化。

2.3.2 开发历史背景不同下的差异

仓山校区的历史可追溯至民国时期，旗山校区始建于21世纪初。现有研究表明，建筑斑块与绿地斑块往往是占有绝大部分校园面积的优势斑块，新校区用地面积富裕，后备用地丰富，斑块破碎度低且整体格局更均匀，优势地类优势度低；老校区用地相对紧张，斑块破碎度高且聚集度较新校区更高。但笔者认为，新校区除上述特征外，还具有功能分区相对清晰，建筑铺装用地占比相对较小，变动的可能性与幅度相对较大的特点。通过对老校区聚集度（AI）计算得出老校区景观聚集度较新校区可能更低，与现有研究结论相悖，其原因是仓山校区在长期发展历程中更有可能因出现新的用地需要而发生用地变化，从而打乱原有较规则的用地分布，为适应教学发展而出现的新建筑有可能建造于原有的绿化用地上，造成景观切割与聚集度下降。旗山校区在建造初期有明确专业的规划纲要以指导建造，各功能区划分明确，同一类型景观易在相同区域聚集而不被切割，从而形成较规则整齐的景观格局。

3 结语

仓山校区景观格局呈现相对拥挤、各种地物较混杂、功能分区不明确且破碎度高的特征，绿化与建筑铺装用地的优势地物斑块主导性较强，不同功能区在一定区域相对混杂。旗山校区景观格局具有面积大、规则化、整体化、功能分区明确与相对均匀的特点，优势地物斑块的主导性相对较弱，各功能区分区相对明确，界线清楚。仓山校区景观的拥挤与混杂，其本质是有限的土地资源与不断发展的高校教育需求的矛盾在景观格局中的外现。针对其拥挤与局促，在今后用地优化上，应注重各区域功能的区划，明确各功能分区的职能。