全 文 ：第26卷第5期
2007年10月
生态科学
EcologicalS ience
26(5)：44745l
oct．2007
基于GIS的广州市萝岗区景观格局梯度分析
吴燕梅，胡伟平‘
华南师范大学地理科学学院，广州510631
【摘要】 基于GIS的梯度分析与景观格局定量分析相结合的方法，研究了广州市萝岗区景观在城市化梯度上的空间特
征。结果表明：①萝岗区的景观结构中，林地为优势景观，占整个景观比例53％左右，而占2．57％的推平未利用地则表
明萝岗区的景观结构并不稳定；②类型水平上的景观格局指数分析表明各种景观类型沿着梯度区表现出独特的空间特征，
明显反映了城市化的梯度和前沿；③景观水平的格局分析表明城市化导致景观的破碎化程度增大，异质性增高，并且景观
形状越来越复杂，景观向多样化和均匀化发展。
关键词：景观格局；梯度分析；萝岗区
中图分类号：X321 文献标识码：A 文章编号：1008．8873(2007)05-447—05
GISbasedgradienta alysisoflandscapepatterninLuoGangSectionof
GuangzhouCity
WUYah-mei．HUWei-ping
Schoolofgeographicalsciences，SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510631，China
Abstract：Landscapegradientcharacteristicswasanalyzedquantitativelybas donGISapproachforLuoGangsectionof
Guangzhou．Thefollowingco clusionWasdrawn：First．forestlandscapeisstilldominatedbycovedng53％oftotalrea,while
Plannedurbanreaconsisted2．57％ofthearea．whichrepresentedaunstablelandscapep ttern；Second，Theurbanizationcenter
andfrontiercouldbeidentifiedpr ciselywithclass-levelandscapeindices．Differentlandscapety esxhibiteddistinctivespatial
signaturesalongtheGradient’Spart；Tllird，landscapefragmentationandheterogeneityi ducedbytheurbanizationcouldbe
quantifiedbylandscape—levelindices，Furthermoretheshapesflandscapebecomesoreandmorecomplicated，landscape
tendedtobecomemorediverse．
Keywords：landscapepattem；Gradientanalysis；LuoGangSectio
收稿日期：2007．08．10收稿，2007．10．20接受
基金项目：国家杰出基金项目(40225004)=广东省自然科学基金博士启动项目(4300033)；广东省自然科学基金重点项目(06105518)
作者简介：吴燕梅(1982一)，女，汉族，在读研究生。研究方向：地图与地理信息系统．E-mail：yanmeiwu05@126．COm
牛通讯作者：胡伟平，男，副教授，博士．E-mail：huweiping@sina．tom
万方数据
1前言(Introduction)
随着世界人口数量的不断增加，城市化将在全
球范围，尤其是发展中国家加速进程【l】。中国的快速
城市化进程，在城市快速发展的同时也逐渐显现出
一系列的生态环境和土地利用问题。不合理的城市
景观空间结构往往是这些问题的症结所在。因此，
城市的可持续发展，必须以城市景观生态的合理优
化为前提。这就需要对城市化过程中景观格局和土
地利用变化及其影响因素进行深入探讨。景观格局
通常是指景观的空间结构特征，包括景观组成单元
的类型、数目以及空间分布与配置，景观格局指数
是定量化分析景观空间格局的主要工具，在景观生
态学中广泛应用，近年来在城市生态和城市景观研
究中发挥着重要作用【6】。
广州市萝岗区也正经历着快速城市化的过程，定
量分析城市化带来的景观格局及其变化规律对于资
源管理、土地利用规划、生物多样性保护显得尤其重
要【zJ。为此，本文结合梯度分析与景观格局分析方法，
借助GIS技术，分析不同梯度上景观格局和景观组
分的定量变化及其规律，旨在阐明萝岗区景观格局的
特征以及城市化对景观格局的影响，为萝岗区总体规
划和土地利用规划、管理和决策提供参考。
2研究区概况(Studyarea’Sgeneralsituation)
萝岗区2005年起正式成为广州8个行政区之一，
是在原广州开发区的基础上，并入了九佛镇和镇龙
镇。其位于东经11303l709”～113032’30”，北纬
23。03’52”~23。04’54”之间，广州市东郊大约30km，
总面积389姘，是穗港澳黄金三角洲的中心地带，
与白云区、天河区、黄埔区、增城市和从化市交界，
区内交通干线密集，路网体系四通八达。区内地貌属
珠江三角洲冲积丘陵平原区，三面环山，一般海拔
50--,300m，地势北高南低，北部多山地丘陵，南部平
原与丘陵相间，其中平原面积占45％，山地(含丘陵、
台地)55％，最高峰为油麻山，海拔433．6m。萝岗区
拥有中小型水库20多座，大小河流流程80km。气
候上属热带季风气候，年平均气温21．9℃，气候温
和：年平均降水量1．703×103mL，雨量充沛，常年
无雪，无霜期长。
3研究方法(Researchmethod)
3．1数据来源
2003年萝岗区SPOT图象(分辨率10mxl0m)，
萝岗区土地利用规划图¨(2006年)，萝岗区行政规
划图1’(2006年)，萝岗区地图【3】，广州土地利用现
状图【4】。
3．2景观遥感分类和梯度划分
本文根据研究目的、研究区特点以及遥感图象的
分辨率性能，以我国土地利用现状分类系统为基础，
把萝岗区景观类型划分为林地、基塘水库、乡镇居民
点、草地、推平未利用地、城市建设用地、耕地、河
流、园地和其他用地共10类。
研究区梯度的划分，主要考虑以下几个影响因
子：地貌因素，大尺度的地形差异是决定景观空间分
布格局的基本框架；距离城市的远近，它决定受城市
辐射影响的强弱，从而影响景观格局；斑块完整性，
即不因为生态分区而将完整的斑块分割为多个多边
形，保证景观指标计算的准确性；行政分区，它往往
会形成不同的景观功能区，也可作为景观分区的依据
之一；主干道路，道路一方面分割景观斑块的完整性，
另一方面提高了交通的通达性，增强人类对自然景观
的干扰【5】。划分结果如图l所示。
3．3景观指数选取
本次研究根据需要，选取了下列几个景观格局指
数：OShannon多样性指数(sHDI)；(9Shannon均匀
度指数(s髓I)；③斑块密度(PD)；④边缘密度(ED)；
⑤形状指数(LSI)；⑥类型比例(PLAND)[51。
3．4工作流程
具体流程如下：①在ERDAS8．6中，进行图象重
采样，将各参考图件与经过教正的萝岗区SPOT图象
配准，以备参考；②运用ERDAS8．6对SPOT图象进
行非监督分类，把分类结果在ArcGIS9．0中打开作为
参考图；③运用ERI)AS8．6软件对SPOT图象进行去
霾、降噪、空间增强处理，提高图象判读的准确率；
④提取景观斑块信息，在ArcGIS9．0中建立景观数据
库，生成矢量景观分类图；⑤划分梯度区，并将矢量
1)图件来源于：http：llwww．1uogang．gov．vii2007年4月20日
万方数据
5期 吴燕梅，等：基于GIS的广州市萝岗区景观局梯度分析 449
图1萝岗区梯度划分示意图
Fig．1ThesketchmapofgradientzonesinLuoGang图2萝岗区景观格局图
section Fig．2landscapepatternofLuoGangsection
景观数据转换成删格数据；⑥运用FRAGSTAS3．3
(raster)，．计算各梯度区的景观格局指数并进行
分析。
4结果与分析(Resultsandanalysis)
4．1萝岗区景观格局总体特征
对萝岗区景观格局的统计结果如表1、图2所示o．
从图表中可见，各景观类型中，以林地面积最大、分
布最广，是萝岗区的景观基质，园地和耕地面积相仿，
分别排第二、三位，草地、河流和其他用地所占面积
比例相对较小。基塘水库所占面积比例不大，但斑块
数最多，斑块密度最大，表明本区的基塘水库星罗棋
布，斑块细小而破碎。斑块数和斑块密度排在第二位
的是乡镇居民点，表明萝岗区的乡镇居民点分布密
集，规模比较小。总体而言，林地是萝岗区的优势景
观类型，耕地、园地等面积也较大，而乡镇居民点和
城市建设用地等人工景观所占比例居中，但占2．57％
面积比例的推平未利用地，表明萝岗区的景观格局存
在较大变数，人工景观将会增加，林地等自然景观的
优势地位并不稳定。
4．2类型水平的梯度分析
各景观类型占面积的比例充分显示出各梯度区
的城市佬程度：第l梯度区中，城市建设用地以82％
的面积比例成为单一优势景观，反映出该区高度的城
市化水平；第2梯度区中，林地(36％)、园地(26％)
和城市建设用地(1l％)共同构成该区主要景观类型，
显示出该区作为城乡过渡带景观类型复杂多样的特
点；第3梯度区，景观类型以林地(63％)和耕地(15％)
为主，显示该区受城市辐射少、以乡镇景观为主的特
点。可见，各梯度区的景观类型所占的面积比例与城
市化程度有很好的对应关系：沿城市辐射方向，各梯
度区按城市化程度可以相应命名为城市——城乡过
渡带——乡镇，与各区响应的主要景观类型是人工景
观——自然、半自然、人工景观——自然、半自然景
观。同时，林地、基塘水库、耕地等自然、半自然景
观类型的斑块面积比例沿梯度区上升，相反，城市建
设用地的斑块面积比例沿梯度区急剧下降，这也反映
出城市辐射影响沿梯度区逐渐减弱的趋势。
各景观斑块密度随梯度的变化如下：推平未利用
地的斑块密度指数呈现先升后降的特点，这是因为推
平未利用地是作为由自然景观向人工景观转化的过
渡性质景观存在的，第l梯度区中城市建设己完成，
推平未利用地已转化为城市建设用地，故斑块密度
低。而第2梯度区正处于城市化扩展阶段，大量自然
景观被推平待建，所以推平未利用的斑块密度在此区
万方数据
表1萝岗区景观格局数据
Tab．1ThedataoflandscapepatternofLuoGangsection
l 2 3 4 5 6 7 8 9 10
景观类型Landscapety
图3类型水平上的PLAND指数
Fig．3Percentoflandscapeind xbasedonsort
达到最高值。进入第3梯度区后，城市影响力不足，
资金投入缩减，开发速度减缓，自然景观得以保存，
推平未利用地斑块密度减小。乡镇居民点的斑块密度
沿梯度区的走势与推平未利用地一致，反映出乡镇居
民点的分布与城市化程度有关，城市化太强或过弱，
都不利于居民点的分布，而处于城市化进程中的地
区，城市规划尚未完善，城市改造未完成，反而为错
杂的居民点提供了分布空间。城市建设用地的斑块密
度沿着梯度区迅速下降，表现出明显的受城市辐射影
响的分布特征。
不同的景观类型，形状指数沿梯度的变化也不一
致。整个研究区以基塘水库的形状指数最大，因为基
塘水库多依地势而建，除坝体比较平直外，其他岸段
多随地势而变化，所以形状也表现为复杂多变的图
形。除推平未利用地外，各斑块的形状指数沿梯度区
图4类型水平上的PD指数
Fig．4Patchdensityndexbasedonsort
呈上升趋势，反映出景观类型斑块形状指数与人为干
扰活动的强弱有一定的相关性，越是人为干扰弱的地
区，景观类型斑块的形状越复杂。
4．3景观水平的梯度分析
在景观水平尺度上，各景观指数沿城市辐射方向
呈梯度变化，如表2所示。
景观多样性和均匀度变化一致，都是先升后降。
第l梯度区的多样性指数明显低，一是由于此区总体
景观面积最小，二是由于此区处于城市化辐射方向最
前沿，城市建设用地取代了部分异质景观，景观类型
减少，以至各景观类型所占面积差异大。第2梯度区
处于从平原城市景观向山地自然景观过渡的地带，景
观类型丰富，而且该区域的景观均匀性指数也高，故
景观多样性反映出较高的水平。而第3梯度区多样性
舌：∞加∞卯∞∞∞加0
万方数据
5期 吴燕梅，等：基于GIS的广州市萝岗区景观局梯度分析451
表2萝岗区景观水平上的指标数据
Tab．2TheindexonlandscapescalofLuoGangsection
图5类型水平上的LSI指数
Fig．5landscapeshapeindexbasedonsort
指数和均匀度指数下降，是此区总体景观面积相对较
大所致。
景观破碎化程度增加。第1梯度区的斑块密度和
边缘密度明显低于其他两区，是因为此区的景观在人
类强烈干扰作用下，许多异质性的小斑块被人类有目
的地合并成面积较大的相对同质的斑块，这是人类过
度干扰，令破碎化程度超过一定尺度水平反而降低景
观异质程度的现象。而第1梯度区的边缘密度低，有
两个原因：一是此区的景观斑块密度低，二是此区受
人工管理过度，斑块形状趋于规则简单。第2、3梯
度区的斑块密度和边缘密度较大，是由于这两区内存
在大量细碎而形状复杂的乡镇居民点和基塘水库，斑
块密度大，而不同类型的斑块的相交边界也就较长，
景观边缘密度自然较大。
景观形状变得更加复杂。形状指数沿着城市辐射
方向呈明显上升趋势，反映出越是远离人类干扰的地
段，景观形状指数越大。在人类活动频繁的第l梯度
区，区内景观多由形状规则的人工景观组成，形状指
数最小，而第3梯度区由于受人类干扰少，分布了大
量自然、半自然景观，斑块边界不规则，形状复杂，
这对于促进斑块内部与外界的相互作用，尤其是能
量、物质和生物等方面的交换有重要作用。
5结语(Conclusion)
区域城市化是城市扩展的影响过程，其实质是区
域自然生态系统和农业生态系统不断向城市生态系
统转化的过程，这一过程在快速城市化条件下导致城
市景观结构发生剧烈变化。科学合理地认识城市化过
程及其趋势才能有效地降低和解决城市化所带来的
负面影响。用景观生态学的方法结合梯度分析方法，
有助于理解景观格局与城市生态过程之间的关系，量
化城市化的空间格局及其梯度分布特征，是进一步研
究城市生态和城市生态系统影响的基础。但城市景观
格局变化对城市生态系统的影响，需要时间序列的景
观格局变化数据结合对应的社会经济因素和人类活
动影响因素，进行综合分析【11，而本次研究只有一个
时期的SPOT影像，未能进一步分析研究区景观格局
演变对区域生态系统的影响。
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基于GIS的广州市萝岗区景观格局梯度分析
作者： 吴燕梅， 胡伟平， WU Yan-mei， HU Wei-ping
作者单位： 华南师范大学地理科学学院,广州,510631
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2007,26(5)
被引用次数： 2次

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2.曲林静.杨木壮 基于缓冲带的广州南部土地利用景观格局梯度分析[期刊论文]-安徽农业科学 2009(35)


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