全 文 ：
　 　 　 　 　 生 态 学 报
　 　 　 　 　 　 　 （ＳＨＥＮＧＴＡＩ ＸＵＥＢＡＯ）
　 　 第 ３４卷 第 ９期　 　 ２０１４年 ５月　 （半月刊）
目　 　 次
前沿理论与学科综述
基于土壤食物网的生态系统复杂性⁃稳定性关系研究进展 陈云峰，唐　 政，李　 慧，等 （２１７３）………………
滇西北高原入湖河口退化湿地生态修复效益分析 符文超，田　 昆，肖德荣，等 （２１８７）…………………………
典型峰丛洼地耕地、聚落及其与喀斯特石漠化的相互关系———案例研究
李阳兵，罗光杰，白晓永，等 （２１９５）
………………………………………
……………………………………………………………………………
青藏高原东缘高寒草原有毒植物分布与高原鼠兔、高原鼢鼠的相关性 金　 樑，孙　 莉，崔慧君，等 （２２０８）…
周边不同生境条件对茶园蜘蛛群落及叶蝉种群时空结构的影响 黎健龙，唐劲驰，黎秀娣，等 （２２１６）…………
个体与基础生态
三峡库区马尾松林土壤⁃凋落物层酶活性对凋落物分解的影响 葛晓改，肖文发，曾立雄，等 （２２２８）…………
芦苇、香蒲和藨草 ３种挺水植物的养分吸收动力学 张熙灵，王立新，刘华民，等 （２２３８）………………………
沙化程度和林龄对湿地松叶片及林下土壤 Ｃ、Ｎ、Ｐ 化学计量特征影响 胡启武，聂兰琴，郑艳明，等 （２２４６）…
内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛化对水分再分配和利用的影响 彭海英，李小雁，童绍玉 （２２５６）……………
遮阴对米槠和杉木原位排放甲烷的影响 陈细香，杨燕华，江　 军，等 （２２６６）……………………………………
桔小实蝇和番石榴实蝇对 ６种寄主果实的产卵选择适应性 刘　 慧，侯柏华，张　 灿，等 （２２７４）………………
鼠尾草属东亚分支的传粉模式 黄艳波，魏宇昆，葛斌杰，等 （２２８２）………………………………………………
种群、群落和生态系统
养分资源脉冲供给对几种微藻种间竞争的影响 李　 伟 （２２９０）…………………………………………………
不同植被恢复类型的土壤肥力质量评价 李静鹏，徐明锋，苏志尧，等 （２２９７）……………………………………
黄土丘陵区植物功能性状的尺度变化与依赖 丁　 曼，温仲明，郑　 颖 （２３０８）…………………………………
湘潭锰矿栾树叶片和土壤 Ｎ、Ｐ 化学计量特征 徐露燕，田大伦，王光军，等 （２３１６）……………………………
黄土高原春小麦农田蒸散及其影响因素 阳伏林，张　 强，王文玉，等 （２３２３）……………………………………
尾矿区不同植被恢复模式下高效固氮菌的筛选及 Ｂｉｏｌｏｇ鉴定 李　 雯，阎爱华，黄秋娴，等 （２３２９）……………
四川理县杂谷脑干旱河谷岷江柏造林恢复效果评价 李东胜，罗　 达，史作民，等 （２３３８）………………………
景观、区域和全球生态
闽南⁃台湾浅滩渔场二长棘鲷群体景观多样性 蔡建堤，苏国强，马　 超，等 （２３４７）……………………………
面向土系调查制图的小尺度区域景观分类———以宁镇丘陵区中一小区域为例
卢浩东，潘剑君，付传城，等 （２３５６）
…………………………………
……………………………………………………………………………
气候变化对华北冬小麦生育期和灌溉需水量的影响 胡摇 玮袁严昌荣袁李迎春袁等 渊圆猿远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
基于 蕴酝阅陨分解的厦门市碳排放强度影响因素分析 刘摇 源袁李向阳袁林剑艺袁等 渊圆猿苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
可持续生计目标下的生态旅游发展模式要要要以河北白洋淀湿地自然保护区王家寨社区为例
王摇 瑾袁张玉钧袁石摇 玲 渊圆猿愿愿冤
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荔枝树干液流速率与气象因子的关系 凡摇 超袁邱燕萍袁李志强袁等 渊圆源园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
肿腿蜂类寄生蜂室内控害效能评价要要要以松脊吉丁肿腿蜂为例 展茂魁袁杨忠岐袁王小艺袁等 渊圆源员员冤噎噎噎噎
城乡与社会生态
内蒙古草原人类福祉与生态系统服务及其动态变化要要要以锡林郭勒草原为例
代光烁袁娜日苏袁董孝斌袁等 渊圆源圆圆冤
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基于农业面源污染分区的三峡库区生态农业园建设研究 刘摇 涓袁谢摇 谦袁倪九派袁等 渊圆源猿员冤噎噎噎噎噎噎噎
野交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析 吕志强袁代富强袁周启刚 渊圆源源圆冤噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
美国地理学家协会 圆园员源年会述评 孙然好袁肖荣波 渊圆源缘园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆愿园鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿园鄢圆园员源鄄园缘
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 峰丛洼地石漠化要要要峰丛主要分布在云贵高原的边缘部分及桂西尧桂西北地区袁相对高度一般为 圆园园要猿园园皂袁高的
可达 远园园皂以上遥 在峰丛之间袁岩溶洼地尧漏斗尧落水洞很发育袁常形成峰丛洼地或峰丛漏斗的组合形态遥 峰丛洼地
中的土地相当贫瘠袁由于当地人们依靠这些土地种植庄稼为生袁石漠化的发展趋势已经越来越明显遥 尤其在土地承
载力低尧人口压力大的区域石漠化相当严重袁研究峰丛洼地耕地资源分布尧土地利用强度和石漠化发育状况之间的
机理袁有助于从本质上认识石漠化的发生袁对石漠化治理实施科学指导遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 9 期
2014年 5月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.9
May,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金项目(41101155,41101503,41301351);教育部人文社科项目(12XJCZH005);重庆市高等学校青年骨干教师资助计
划(2011)
收稿日期:2013鄄05鄄21; 摇 摇 修订日期:2013鄄10鄄29
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: lvzhiqiang@ ctbu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201305211130
吕志强,代富强,周启刚.“交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析.生态学报,2014,34(9):2442鄄2449.
L俟 Z Q,Dai F Q,Zhou Q G.Spatial pattern gradient analysis of a transect in a hilly urban area in China from the perspective of transportation corridor sprawl.
Acta Ecologica Sinica,2014,34(9):2442鄄2449.
“交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型
样带空间格局梯度分析
吕志强*,代富强,周启刚
(重庆工商大学旅游与国土资源学院,重庆摇 400067)
摘要:空间可达性的强弱在一定程度上决定着土地利用变化的方向和强度,因此交通的廊道作用对城市化进程发挥着重要作
用。 以重庆市轨道交通三号线沿线双侧各 3000 m缓冲样带为研究区,采用面向对象分类方法将四期 Landsat TM / ETM 遥感影
像进行土地利用制图,选择核密度估算、指数分析和梯度分析的空间分析方法,研究交通廊道的变化及其对区域空间格局变化
的影响。 研究表明,研究期内,样带空间的组分和格局发生了较为明显的变化。 道路的空间变化和区域空间格局的变化表现出
较为明显的梯度性:道路密度、土地利用的变化强度随距离交通主干道距离的远近依次减弱,道路密度等级范围内的土地利用
变化强度随等级的降低出现由弱到强再转弱的特征。
关键词:交通蔓延; 核密度估算; 景观指数; 山地城市样带; 梯度分析
Spatial pattern gradient analysis of a transect in a hilly urban area in China from
the perspective of transportation corridor sprawl
L譈 Zhiqiang*,DAI Fuqiang,ZHOU Qigang
Department of Land Resource Management, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China
Abstract: The improvement of accessibility determines the intensity of land use change. In the past 20 years in China, the
development of transportation has accelerated the process of urbanization and land use change. A 6鄄km distance between two
sides of the Chongqing Rail Transit Line 3 was selected as the study area. The research focused mainly on the following key
points: (1) how the spatial pattern changed during the study period; (2) how the spatial characteristics of the traffic
network changed in the hilly area during the period of rapid development; and (3) how the gradient characteristics of land
use changed at different road鄄density鄄levels.
Chongqing Rail Transit Line 3 was selected as the control line of the study transect. Line 3, the longest single monorail
in the world by track length, runs north鄄south and links districts separated by the two main rivers in Chongqing, the
Yangtze (Ch佗ngji佟ng) and the Jialing (Ji佟l侏ngji佟ng) . Six buffer zones of 500 m (totaling 3 km) were generated along each
side of the line.
The object鄄based classification of remote sensing data was applied to map land use. Kernel density estimation (KDE),
landscape indices, and gradient analysis were adopted to determine the corridor effect on regional land use. Gradient
analysis based on landscape metrics analysis is widely used to study landscape pattern changes in response to rapid
urbanization. To discover the relationship of traffic networks and changes in urban patterns of the study area, several
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landscape metrics were computed along the transect that crosses Chongqing.
The results indicate that built鄄up areas and arable land were the most changed land use types. The urban area expanded
from 6550.20 hm2 to 21077.37 hm2 . Conversely, the arable land decreased from 27884. 07 hm2 to 15929. 10 hm2 . The
changes of road location and land use showed an obvious gradient character, whereby road density and intensity of land use
decreased as the distance to Transit Line 3 increased. The transfer of land use changed from weak to strong then to weak.
The traffic corridor effect was obvious in Chongqing, a typical hilly city in China. The Chongqing traffic transect in this
study clearly illustrates the relationship between regional traffic conditions and urban development. The comparison of buffer
zones, road density levels, and land use is an effective way to identify the network character and ecological problems caused
by rapid urbanization. This study also effectively quantified the impact of traffic expansion on shaping urban character.
Key Words: transportation sprawl; kernel density estimation; landscape index; transect in the hilly urban area;
gradient analysis
摇 摇 廊道可分为人工廊道(Artificial Corridor,如道
路)和自然廊道(Natural Corridor,如河流),廊道区包
括廊道本身及其辐射区域,可统称廊道效应场,廊道
效应产生的实质在于围绕廊道一定范围内存在影响
梯度场[1]。 城市交通系统实际的供给能力影响和制
约着城市社会经济的发展和土地利用结构,随着地
下交通(轨道交通为主)、地面交通的立体规划和建
设实施,大大改变了交通沿线地区的可达性,使城市
的结构和功能发生重构。 交通发展视角下区域空间
格局的分析研究,对研究交通与城市功能之间的互
动影响机制具有重要意义。
Kang通过对世界上 30 个大城市的用地布局和
交通需求的比较研究,得出了城市用地布局形态与
交通发展模式之间相互制约、相互影响、协调发展的
内在联系[2],陈彦光[3]借助中国城市化水平与铁路
里程的时间序列和空间系列数据对理论推导结果进
行了实证分析,证明区域城市体系的建设与交通网
络的发展应该同步进行;杨明通过建立两步式土地
利用与交通需求相关关系模型的方法,研究城市土
地利用与交通需求之间的相互作用关系[4]。 梯度分
析(Gradient Analysis)曾主要用于研究城市化对植物
分布和生态系统的影响[5],近十几年来在景观生态
学中用于景观格局和动态分析中已得到广泛应
用[6鄄7],在城市生态学研究中的应用也较为普遍[8鄄9]。
重庆作为典型的山地城市,是我国西部发展较
快的城市之一,城市空间格局的特征十分典型。 本
研究通过遥感技术实时获取的各土地利用类型,应
用 GIS空间分析的功能,结合梯度分析的方法,定量
分析研究区交通发展与土地利用之间的变化规律及
其空间格局。 本研究的主要落脚点:1)区域的空间
格局特征如何变化,2)交通路网在研究区内变化的
空间特征是什么,3)土地利用变化在交通等级范围
内的梯度特征如何。
1摇 研究区确定及数据选择
图 1摇 研究位置图
Fig.1摇 Location of the study area
1.1摇 研究区及样带的设定
本文选择重庆轨道交通三号沿线为中心(图 1),双
3442摇 9期 摇 摇 摇 吕志强摇 等:“交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析 摇
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侧各以 500 m为一缓冲单位,6个缓冲单位的样带范
围为研究区。 选择该样带基于以下几个因素考虑:
重庆轨道交通三号线南起鱼洞,北至江北机场及江
北环城北路,全长约 60 km,是全球最长的单轨线路。
该线路由南向北将主城区的巴南区、南岸区、渝中
区、江北区、渝北区,北部新区衔接起来,并将重庆市
的行政、经济、文化中心与城市副中心、公共活动区
和居住区紧密连接在一起,无论是规划线路确定以
前、抑或是建设施工阶段,还是建成通车以后,其隐
性的、显性的廊道效应相对完整、独立。 研究区横跨
主城的 5个子区,受子城区单因子干扰较小,可以从
一定程度上剥离经济、政策等客观因素的影响,单从
交通廊道的发展方面进行研究。 轨道交通沿线两侧
6 km的样带是规划初期所预测到的所经沿线的快速
城市化区域,因此研究这一样带的交通发展和土地
利用尤其是城市扩展,具有较典型的意义。
1.2摇 基础数据的选择
本研究的数据主要有遥感图像数据和交通道路
网数据。 遥感数据为美国陆地资源卫星 LANDSAT
轨道号为 P128R39 的四期 TM / ETM 数据:1993 年 5
月 24 日、2001 年 5 月 22 日、2007 年 9 月 20 日和
2010年 5月 23日,遥感数据中除 2001 年为 ETM 影
像外,其它年份的遥感数据均为 TM 影像。 四期遥
感数据成像质量较好,能满足土地利用遥感解译的
需求。 2010年道路交通网和轨道交通线路图来自于
重庆市规划局,以 2010年的交通图和历年重庆市旅
游与交通图为基础,采用屏幕矢量化的方式,分别得
到与遥感数据对应年份的交通图,本文选取对样带
区域土地利用格局的变化作用较为明显的一、二级
公路为交通主干道来进行空间分析。
2摇 研究方法
2.1摇 面向对象的土地利用分类
本研究采用面向对象的分类方法,对研究区的
土地利用进行分类。 该方法集合临近像元为对象,
用来识别感兴趣的光谱要素,分类不仅依靠对象对
应地物的光谱特征,更多的是利用其几何信息和结
构信息[10]。 参照经地面精纠正的重 庆 市 域
LANDSAT卫星影像图,对 4 个时相的研究区遥感影
像进行配准。 分别生成对应影像的 NDVI[11],
NDBI[12],MNDWI[13],并将这些衍生数据图作为辅助
数据参与图像分割。 经反复实验,分别确立每一景
遥感影像的最佳分割算法和参与分割的特征属性,
根据确定的对象特征建立解译标志,进行遥感图像
的分类。
参照重庆市 2000 年土地利用图及野外实地调
查成果,对解译结果进行校正,形成土地利用类型
图。 根据区域影像的总体特征,样带内的土地利用
类型分为耕地、林地、水体、建设用地(旧有)、建设用
地(施工中)五类。
2.2摇 景观格局指数选择
景观格局指数在区域格局分布的定量化研究中
应用广泛,但相关性较强[14]。 因此,在本研究中选
用了能反应形状指数的面积权重分维数(AWMPFD)
和反映斑块大小差异的斑块大小变异系数(PSCOV)
两个指标来量化城市的景观格局,描述交通发展导
致的区域土地利用格局和建设用地蔓延的时空特
征[15]。 指数的概念、计算方法、计量单位及生态学
意义参见有关文献[16]。
2.3摇 交通廊道密度估算
核密度估算(KDE),由 Rosenblatt 提出[17]。 该
方法首先定义一个固定的核函数带宽为搜索半径,
以滑动的圆来统计出落在圆域内的事件数量。 通过
核函数计算出每个事件对圆域内各栅格的密度贡献
值[18鄄19]。 本文计算的是交通线状数据的核密度,其
前提是假设每条线上方均覆盖着一个平滑曲面,其
值在线所在位置处最大,随着与线的距离的增大逐
渐减小。 主要计算公式如下[17]:
fn(x) =
1
nh移
n
i = 1
k
x - xié
ë
êê
ù
û
úúh
(1)
式中,h函数称为核函数,h为带宽,x-xi 表示估计点
到样本 xi 处的距离。 其中,带宽 h值过大,空间上点
密度的变化较为光滑,但会掩盖密度的结构;h 过
小,估计点密度变化突兀不平。 因此,根据大量的研
究[19],结合到本研究缓冲带的宽度,本文确定的核
函数带宽为 3000 m。
2.4摇 空间梯度划分
本文有两种梯度的划分,一种是按照距离轨道
三号线距离的远近作 500 m为一距离单位的 6 个缓
冲带圈层。 另外一种梯度带的划分是按照交通密度
值的大小区间范围划分成的 10个道路密度区间。
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3摇 研究结果与讨论
3.1摇 样带土地利用变化
摇 摇 表 1 为 4 个研究年份的土地利用结构变化表
(表 1)。 从表 1 可以看出,区域的建设用地在研究
期内经历了一个快速扩展的过程,而建设用地增加
的最大贡献地类为耕地,各圈层中的耕地是面积减
少最多的地类。
区域建设用地总量从 1993年的 6550.2 hm2增加
到 2010年的 21077.37 hm2,大量建设用地(施工中)
的存在,说明区域社会经济发展背景下,大量的土地
处于开发建设之中,从比例数说明土地的建设开发
程度较高。
研究期内,建设用地的增加导致其他土地利用
类型随之出现较大规模的变化,其中耕地减少最多,
水体面积的变化量最小。 近 20 年间,耕地总量减少
了 11954.97 hm2,年均减少 703.23 hm2。 说明研究区
的城市化进程中,经济快速发展、大量工矿业的兴起
和城镇建设范围不断扩大等致使区域耕地面积快速
减少。
表 1摇 研究期土地利用变化
Table 1摇 Land use and its change in the study years
地类 Land use type 1993年 2001年 2007年 2010年
耕地 Arable land / hm2 27884.07 24714.36 20158.20 15929.10
林地 Forest / hm2 2515.05 2719.08 2105.10 1450.26
水体 Water body / hm2 3349.35 2139.21 2146.05 1841.94
建设用地(旧有)Built鄄up area(after construction) / hm2 4437.90 6896.16 6397.65 14994.00
建设用地(施工中)Built鄄up area(under construction) / hm2 2112.30 3829.86 9491.67 6083.37
摇 摇 从图像的光谱特征结合遥感解译的结果来看,
2007年是建设用地(施工中)增量最多的一年,施工
面积为 9491.67 hm2,建设用地(施工中)地除了部分
新增以外,也包括原旧有建设用地改造部分,同时,
2007年的旧有的建设用地比 2001 年少 498.51 hm2。
从重庆的发展阶段来讲,建设用地不存在大范围转
移为非建设用地的可能,这一现象说明旧城区进行
改造升级施工过程中,不透水层的反射率增强,光谱
信息有别于其他的旧有建设用地,也从一定程度上
反应了旧城改造升级在 2007年较为普遍。
3.2摇 样带交通廊道蔓延
城市交通节点和空间发展是相互影响相互制
约。 从一定程度上来讲,交通节点的多少对城市交
通的发展以及城市的空间布局来讲意义十分重
要[20]。 对重庆来讲,跨江大桥和城市立交是城市交
通发展重要的节点,这些节点对解决交通发展点的
瓶颈较为重要。 研究期内随着类似节点数目的增
多,区域的交通状况明显变化,促使样带沿线的城市
化进程进一步加剧,印证了研究区经历的是交通和
城市化互为协调的发展模式。
样带的道路核密度的空间分布如图 2 所示。 研
究期内的平均交通核密度从 1993 年的 0.36 km / km2
增加到 2010 年的 0.77 km / km2,交通便利性几乎增
加了 1倍。 从空间分布上来讲,核密度较高的区域
基本上对应轨道三号线沿线区域,其中核密度最高
的区域位于渝中半岛区域,其他区域受自然山体、河
流阻隔等限制因素路网发展较为缓慢,交通密度变
化不是十分明显。 渝中半岛是重庆市政府驻地,是
重庆的政治、经济、文化中心,各研究期内此区域的
交通发展状况一直较好,交通便利度最高。 研究期
内多条横跨长江和嘉陵江的大桥的建立,使得这一
区域的交通密度迅速增大。
3.3摇 交通廊道与区域空间格局的梯度性分析
依据 6个缓冲区距离轨道三号线距离的远近,
分别为第一到第六圈层,文中所涉及到的圈层的界
定方式都是如此。 通过 4个研究年份的数据分析说
明,近 20年路网密度,总体上呈现单调递增的态势。
研究期内具有加速度发展的特点。 但各发展阶段的
增长速度并不均匀,1993—2007 年的道路密度变化
较小,2007年以后的道路密度变化最大。
3.3.1摇 交通蔓延的梯度性分析
从圈层的梯度性(图 3)分布来看,在研究期内,
第一圈层的交通密度在各圈层中最高,2010 年的道
路密度为 1.09 km / km2。 第六圈层的交通密度在历
年的发展中增速最为缓慢, 2010 年的道路密度仅为
0.49 km / km2,单一年份的交通密度分布规律符合以
5442摇 9期 摇 摇 摇 吕志强摇 等:“交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析 摇
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轨道三号线为中心线向两侧依各圈层逐渐降低的 趋势。
图 2摇 1993—2010年道路密度变化
Fig.2摇 Road density change among 1993—2010
摇 摇 同一年份各圈层间的核密度标准差(图 3)的差
异在 1993年较小,仅为 0.01 km / km2,中间的年份差
异较大。 虽然 2010 各标准差都明显增大,均大于
0郾 39 km / km2,但各标准差之间的差异较 2007 年变
小,这一现象可理解为圈层交通的发展经历了一个
相对均衡到不均衡再到均衡的发展过程,随着路网
密度的不断提高,区域内部之间的差异不断缩小,区
域路网发育越来越成熟。
总体来讲,研究期内圈层内部路网密度差异呈
现逐步增大的态势。 路网密度的内部差异表明,随
着区域路网向多核模式发展,这种不平衡的态势继
续增加,内部空间差异不断增大,道路网络系统愈发
不均衡,但圈层之间差异的区分减弱,各圈层间道路
建设发展情形越来越相似。
3.3.2摇 景观格局的梯度性分析
从圈层土地利用结构的变化来看(图 4),按圈
层顺序,其内部建设用地的总体增加量(旧有和施工
中两部分的加和)依次减少,第一圈层的建设用地增
量最多,从 1993 年的 1268. 74 hm2增加至 2010 年
4939.40 hm2,增加近 2 倍,而第六圈层 2010 的建设
用地仅比 1993年增加 1644.23 hm2。
图 3摇 各圈层历年道路核密度及其标准差
Fig.3 摇 Road density and its standard deviation in different
buffer zones
6442 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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图 4摇 各圈层土地利用变化 1993—2010
Fig. 4 摇 Land use change in different buffer zones among
1993—2010
摇 摇 城市化导致的景观格局会影响该地区的生态学
过程。 AWMPFD和 PSCOV 可从形状及斑块差异角
度对区域的景观格局进行定量化描述。
1993年区域各圈层的 AWMPFD 值变化不大
(图 5),数值基本维持在 1.35左右,说明其景观结构
变化不大,景观格局较为均质,形状的规则化程度比
较一致。 说明在 1993 年(重庆直辖和西部开发以
前)区域各圈层的土地利用格局空间分布较为相似,
并且圈层之间变化不大,各地类的斑块形状较为规
则,聚集性分布特性较为明显,因此景观镶嵌体的空
间分布格局的特性表现为均质性。 2001、2007 和
2010年 3 个年份的景观指数变化较为明显:在第三
圈层之前,指数从第一、第二第和三圈层依次都有不
同程度的降低,说明由于前 3 个圈层的开发程度较
早,随着 3 个圈层建设用地的开发程度的进一步提
高,景观格局内的景观斑块出现了聚合的趋势,零星
的斑块聚合成较大斑块,同时形状变得较为规整,景
观的复杂性减弱。 在四、五、六圈层上,指数又不断
抬升,AWMPFD值差异最大的 2007年和 2010年,对
应年份的最大值分别出现在第五圈层和第四圈层。
从土地利用变化表 1,可以看出 2007年建设用地(施
工中)数量最大,为 9491.67 hm2,2010年的建设用地
数量最多,建设用地的开工建设在一定程度上使得
原本景观格局较为均质的格局,出现不同程度的干
扰,使得景观斑块的分维数增大。
PSCOV指数在第一圈层的指数最大(图 5),说
图 5摇 历年圈层景观指数图
Fig.5摇 Landscape index of buffer zones in different study years
明在这个圈层内斑块面积变动大。 从面积统计来
看,这一圈层的建设用地比例较大,说明随着建设用
地的扩展,建设用地斑块出现边界聚合趋势,成为巨
型斑块,与其他地类的斑块面积比较,变异程度较
大。 从单一年份的变化曲线来看,圈层的景观指数
变异度呈依次下降趋势,从不同年份的变化曲线来
看,随着时间的推移,斑块面积的变异系数也呈下降
趋势。 一方面说明圈层的土地利用类型面积差异不
大,没有出现巨型斑块,土地利用的类型没有呈现聚
合分布的状况,另一方面也说明大片建设用地集中
连片开发的局面。
3.3.3摇 道路蔓延与区域空间变化的梯度性分析
为更好的探讨区域内部路网密度的梯度性,把
2010年的道路密度图按照密度值从小到大的等值区
间划分成 10 个道路密度等级密度区间,依次为玉,
域,芋,…,愈。 各道路密度等级区在样带所占的比
7442摇 9期 摇 摇 摇 吕志强摇 等:“交通廊道蔓延冶视角下山地城市典型样带空间格局梯度分析 摇
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例数如表 2 所示。 其中,前 5 个等级区的面积数量
占整个样带面积的 84%,而后几个等级区间的面积
比例均较少,总面积比例的加和不足 1 / 5。 将 10 个
道路密度区间和 1993—2010 年的土地利用变化叠
加,统计出密度等级内的土地利用变化情况。
表 2摇 道路密度等级的面积比例
Table 2摇 Area proportion of different road density levels
道路密度等级
Road density level 玉级 域级 芋级 郁级 吁级 遇级 喻级 峪级 御级 愈级
面积比例 / %
Area proportion 11.96 20.73 20.51 17.76 13.12 5.99 4.41 2.71 1.29 1.52
图 6摇 道路密度等级内 1993—2010年土地利用变化
Fig.6摇 Land use change in different road density levels among
1993—2010
摇 摇 如图 6 所示,道路密度等级区间内的土地利用
变化强度具有明显的梯度性,按照密度等级的划分
次序,建设用地增量总体符合正态分布的特征。 玉
级道路密度等级区的土地利用变化不明显,域、芋、
吁、遇级道路密度等级区内的土地利用变化最为剧
烈,而后的几个密度等级区内的土地利用变化强度
则不断减弱,尤其愈级道路密度等级区内的土地利
用结构几乎没有变化。
结合图 2,从道路密度区间的空间分布来看,道
路密度愈级区即道路密度网最为发达的区域主要集
中在渝中半岛,主要原因是这一社会经济较先发展
的区域也是重庆市的政治、经济、文化发展中心。 虽
然这部分区域的道路密度增大较多,但是土地利用
变化已经稳定,建设用地的比例已经相对较高,土地
的利用结构调整的难度较大,所以建设用地的扩展
数量相对较少。
道路密度低等级和高等级区的土地利用变化较
小,域、芋、郁、吁级道路密度等级区内部的土地利用
结构变化都较快,研究期内,这部分区域是较为典型
的经历城市化过程的区域,因此,交通发展导致土地
利用结构和空间的变化是一种必然。 其中郁级道路
密度等级内的建设用地增量最多增加了 3183. 51
hm2,同时耕地的减少量最多,减少了 2894.88 hm2。
4摇 结论
道路廊道是推进城市化过程的重要因素之一,
道路改变了区域的可达性,加速了城市面积的扩大,
深入研究道路发展与区域镶嵌体的结构和格局将有
助于对城市化进程中人地关系的深刻理解。 重庆是
典型的西部山地城市,所选择的样带能够充分反映
交通与城市化之间的关系,通过梯度分析的方法,距
离圈层梯度、道路密度梯度与土地利用之间的分析
研究对识别区域路网特征、城市扩张过程中存在的
生态问题具有重要价值。 同时,本研究对开展其他
山地城市交通发展与城市形态相互影响的定量化研
究也具有一定的借鉴意义。
本研究借助 GIS 空间分析中的核密度估算
(KDE) 和梯度分析的方法,探讨了山地城市典型发
展区路网特征及其与区域土地利用结构之间的时空
格局变化。 研究结果表明:
(1)交通廊道对城市景观结构和区域土地利用
结构的变化来讲作用十分显著。 作为陆地生态系统
重要的人文景观,道路廊道给区域的经济流、资源流
和人口流带来深刻影响的同时,对区域景观格局的
影响也十分明显,且造成景观的格局特征和土地的
利用变化呈现较为规律的梯度性。
(2)梯度分析的方法和交通核密度估算的综合
分析可有效衡量道路廊道对区域土地利用的场效
应。 道路密度等级区间内的土地利用变化强度具有
明显的梯度性,道路密度最低等级和最高等级区的
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土地利用变化较小,而中间道路密度等级区内部的
土地利用结构变化都较快,即经历典型城市化过程
的区域,其交通的发展变化必然带来土地利用结构
和空间格局的变化。
(3)道路网发展与城市空间扩展的高度关联,交
通是影响城市形态变化的重要因素之一。 交通方式
大规模发展带来区域城市空间形态的显著变化。 引
起整个城市空间可达性的变化。 路网密度核心具有
不断自我增强的发展趋势,且与区域的经济行政中
心在空间上具有较强的一致性,行政等级越高的区
域其路网核心密度与规模也相对较高。
(4)交通廊道是城市发展的骨架,其发展状况影
响着城市土地利用的配置,进而影响城市结构和城市
功能。 对山地城市来讲,城市发展对交通廊道的依赖
性更强,因此,在进行城市土地利用转换过程中,更应
该充分考虑城市交通的要求,各城市发展相关的规划
要紧密结合到交通廊道的现状和未来规划。
致谢:庞容同学对文章修改给予帮助,特此致谢。
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云哉 宰藻灶糟澡葬燥袁栽陨粤晕 运怎灶袁 载陨粤韵 阅藻则燥灶早袁 藻贼 葬造 渊圆员愿苑冤
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
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叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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本期责任副主编摇 于贵瑞摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
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