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Assessment of the current status & planning of the green space system of Chongming Island using landscape metrics and network analysis methods

基于景观格局和网络分析法的崇明绿地系统现状和规划的评价


以崇明2005年卫星影像图、土地利用现状图为基础资料,结合崇明绿地系统规划,在地理信息系统支持下,选择崇明本岛面积大于10hm2的绿地作为节点,依照网络分析法,构建了不同的生态网络方案,通过α指数、β指数、γ指数以及成本比等网络结构指数进行不同网络方案的比较,从中选出最优的规划方案。然后在景观分析软件Fragstats支持下,运用景观格局分析方法,选用多种景观分析指数,在斑块类型层次上和景观层次上对崇明绿地系统现状、绿地系统规划以及优化后的生态网络规划方案从景观生态学角度进行了定量分析与评价,并针对现有的绿地系统规划提出了进一步完善的建议。研究结果表明崇明绿地系统规划有效地改善了绿地景观破碎化的问题,绿地斑块形状的复杂性程度增大,景观连接度得到提高,景观多样性和均匀性指数均得到较大幅度提升。而在现有绿地系统规划基础上做出的优化生态网络方案可进一步改善崇明本岛现有绿地系统的数量和质量。同时表明,生态网络分析结合景观格局分析是评价和改善绿地系统规划有效的途径。

Based on a land use map created from a satellite image from 2005,a map of agreenbelt system from 2005 and a map of a planned greenbelt system, a number of ecological networks of Chongming Island were designed using network analysis methods. Using network indices such as α,β,γ indices, cast ratio and corridor metrics, an optimal ecological network was selected among those ecological networks. The optimal ecological network was then overlaid on the existing plans for a greenbelt system on a GIS platform. Then we used landscape spatial pattern analysis and a series of landscape pattern metrics on Fragstats to assess the present situation, the planned greenbelt system and the optimal ecological network for Chongming Island. Our results showed that the greenbelt system plan for Chongming Island was an improvement which indicated by decrease in patch density and increase in edge density, mean patch fractal dimension on the patch level, landscape diversity, landscape evenness, and landscape connectivity. Compared to the existing greenbelt system plan, the optimal ecological network brought a further improvement to the greenbelt system both on quality and quantity of Chongming Island.


全 文 : 万方数据
万方数据
圈3生态圈络构t方案圈
Fi93.The∞oIogicalne铆orl‘s
3.2网络分析
3.2.1网络构建
网络可分为分枝网络和环形网络两种形式,规定
各连线之间不交叉,而且除顶点外,不能再有其它共
同剧m】。本研究利用GIS的查询系统,将崇明绿地系
统规划图中面积大于lOhm2的绿地共54块抽象成节
点,参照常见的分枝网络与环状网络类型,构建崇明
岛的绿地生态网络。长兴岛和横沙岛由于长江的隔离,
无法形成实际意义上的廊道,因此其绿地未参与生态
网络的构建,而仅考虑崇明本岛的绿地廊道网络。
3.2.2网络结构的测度
(1)廊道结构:廊道的结构特征主要包括:宽度、
组成成分、内部环境、形状、连续性等,其中,廊道
的宽度和连接度是控制廊道功能的主要因素,因此,
本研究选择廊道的数量、长度和密度进行廊道的结构
性分析。
(2)网络结构:对于生态网络结构的分析,其复
杂性可用网络连接度、线点率、网络闭合度以及成本
比进行描述。网络闭合度用来描述网络中回路出现的
程度,即网络中实际回路数与网络中存在的最大可能
回路数之比,可使用d指数来测度r
Q=(L·V+1)“2V-5)
a指数的变化范围介于【.1,l】区间,Q=O意味着网
络中不存在回路;a=l,说明网络中已达到最大限
度的回路数目【I¨。
B指数也叫线点率,是指网络中每个节点的平均
连线数:
B=L,V
B指数是关于地理网络的复杂性程度的简单度
量,其数值的范围在[O,3】区间上。B=o,表示无网
络存在;网络的复杂性增加,则B值增大【l21。
网络连接度是用来描述网络中所有节点被连接
的程度。即一个网络中连接廊道数与最大可能连接廊
道数之比,可使用y指数来测度:
y=L/3(v-2)
Y指数是测度网络连通性的一种度量指标,其数
值变化范围为【0,l】。Y=0,表示网络内无连线,
只有孤立点存在:Y=l,则表示网络内每一个接点都
存在与其它所有接点相连的连线19】。
其中,L为廊道数,V为节点数。Q、B、-指
数是用来测度网络的抽象属性,成本比考虑廊道的长
度,主要反映了网络的有效性:
成本比=1.(廊道数量/廊道长度)
3.3景观格局分析
在ARCⅥEWSpatialAnalyst中将崇明绿地现状
图、规划图的矢量数据转换为栅格数据(栅格大小
万方数据
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价这两种斑块类型的格局特征。而在评价崇明岛绿地
系统规划图和优化方案生态网络5对崇明岛绿地系
统现状的改善情况时,我们则选用了欧氏最近邻体距
离、连接度、多样性和均匀性等景观水平指数。因此,
在进行景观格局分析时必须根据所研究的生态学问
题和研究层次,进行适当的斑块分类和选择恰当的景
观指数。
应用网络分析法可将原本较为复杂的绿地系统抽
象成为点和线,构建生态网络,系统地分析了绿地斑
块与生态廊道之间的拓扑关系,可以直接获得连通度、
闭合度等指标,评价出较为合理的方案,此外,通过
网络的构建,还可以进一步分析出节点的重要性,绿
地可达性等对于绿地系统建设非常重要的指数,为绿
地系统建设提供更为符合生态学和经济学的依据。
通过本次研究,表明应用景观格局分析和网络分
析相结台的方法.不仅可以定量评价城市绿地系统现
状以及规划的合理性,而且可以优化城市生态网络的
规划方案,使其更符合城市生态网络建设的整合性、
和谐性、流通性、安全性、多样性和持续性原则。
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万方数据
基于景观格局和网络分析法的崇明绿地系统现状和规划的评

作者: 戚仁海, 熊斯顿, QI Ren-hai, XIONG Si-dun
作者单位: 华东师范大学资源与环境学院,上海,200062
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2007,26(3)
被引用次数: 4次

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