运用景观生态学的原理与方法及3S技术,研究马鞍山市区63.8km2城市森林景观特点及与其他景观的关系;并沿城市南北纵轴设立样带,采用移动窗口法对6个样区景观要素的景观特征进行计算,分析城市森林斑块在城市中心与城郊间的分布规律。结果表明该城市的景观要素有各类硬质铺装表面、城市森林、农业用地、水面与一般绿地五大类,分别占67.25%、16.47%、11.9%、3.99%、0.39%;景观多样性指数1.07128;主要景观要素的优势度排列顺序为硬质表面0.573,城市森林0.472,农田0.122,水面0.114,一般绿地0.029,城市森林已具有较高的环境控制能力。城市森林类型有风景林、庭院林、游憩林、道路林、苗圃及防护林;分别占城市森林面积的40.8%、23.9%、21.5%、7%、3.6%、3.2%;风景林面积最大,斑块数量最少;庭院林斑块数量最多,道路的绿化质量较高。城市森林斑块数达到2464,最大面积185.1hm2,平均面积0.43hm2,大面积的风景林地主要集中在城市西侧;城市森林的景观密度及最小距离指数都反映其具有一定程度聚集分布的特征;而农田在城南与城北近郊具有较高的聚集性;城市森林在城市南北轴向的分布具有明显的变化,其面积比、斑块密度等城区高于近郊;城市北侧的城市森林要优于城市南侧。
Based on theory and methodology of landscape ecology, the landscape configuration of the Maanshan was analyzed by using the technique of RS, GPS and GIS, the study area covered whole downtown with 63.8 km2; meanwhile, a sample transect (covered 63% of the study area) was made along the long axle of the city from its south edge to the north, and total 6 sample plots were analyzed using overlapping moving windows, The results showed that there were 5 major landscape elements, I.e. building and hard pavement surface, urban forest, agricultural field, waters and general greens space, and occupied area 67.25%, 16.47%, 11.9%, 3.99%, 0.39% respectively in order. The landscape diversity 1.071 28, the dominants for landscape elements were put in order as the following: building and pavement surface 0.573,urban forest 0.472,agricutural field 0.122,water 0.114,general green space 0.029. According to land use categories and its function, the urban forest could be classified as the following 6 types, landscape forest, yard woods, recreation woods, road side forest, nersery, ecological and shelter forest; they occupied 40.8%,23.9%,21.5%, 7%,3.6%,3.2% of whole urban forest land separately; Among of them the landscape forest area was the largest but with less patch numbers, and yard woods has most patch numbers and distributed separately more in city area and made more effects on city environment improvement. The numbers of urban forest patch reached to 2 464, the area of the largest one reached up to 185.1 hm2 and the average area 0.43 hm2, the larger patches distributed major in the western side of the city; Both of the urban forest density of landscape and its nearest neighbor index showed that urban forest patch had higher aggregative situation; the investigation from the transect showed that urban forest distribution varied from center of downtown to suburb, its area occupation and patch density was all higher in downtown compared to that in suburb, this result was opposite to that from most cities in North America countries. The some suggestions on urban forest development in future were advised in the paper as well.
全 文 :第 wv卷 第 v期
u s s z年 v 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1wv o²1v
¤µqou s s z
马鞍山城市森林景观镶嵌与其城郊分布梯度格局研究 3
王 原t 吴泽民u 张 磊u 赵 霞u 管露露u
kt q复旦大学环境科学与工程系 上海 ussswv ~ u q安徽农业大学林学与园林学院 合肥 uvssvyl
摘 要 } 运用景观生态学的原理与方法及 v≥技术 o研究马鞍山市区 yv1{ ®°u 城市森林景观特点及与其他景观的
关系 ~并沿城市南北纵轴设立样带 o采用移动窗口法对 y个样区景观要素的景观特征进行计算 o分析城市森林斑块
在城市中心与城郊间的分布规律 ∀结果表明 }该城市的景观要素有各类硬质铺装表面 !城市森林 !农业用地 !水面
与一般绿地五大类 o分别占 yz1ux h !ty1wz h !tt1| h !v1|| h !s1v| h ~景观多样性指数 t1szt u{ ~主要景观要素的
优势度排列顺序为硬质表面 s1xzv o城市森林 s1wzu o农田 s1tuu o水面 s1ttw o一般绿地 s1su| o城市森林已具有较高的
环境控制能力 ∀城市森林类型有风景林 !庭院林 !游憩林 !道路林 !苗圃及防护林 ~分别占城市森林面积的 ws1{ h !
uv1| h !ut1x h !z h !v1y h !v1u h ~风景林面积最大 o斑块数量最少 ~庭院林斑块数量最多 o道路的绿化质量较高 ∀
城市森林斑块数达到 u wyw o最大面积 t{x1t «°u o平均面积 s1wv «°u o大面积的风景林地主要集中在城市西侧 ~城市
森林的景观密度及最小距离指数都反映其具有一定程度聚集分布的特征 ~而农田在城南与城北近郊具有较高的聚
集性 ~城市森林在城市南北轴向的分布具有明显的变化 o其面积比 !斑块密度等城区高于近郊 ~城市北侧的城市森
林要优于城市南侧 ∀
关键词 } 景观要素 ~异质性 ~景观格局 ~城市森林类型 ~分布梯度 ~马鞍山市
中图分类号 }≥zvt1u 文献标识码 } 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsv p ssxt p s{
收稿日期 }ussx p tu p tu ∀
基金项目 }/十五0攻关项目/中国森林生态网络体系−点.的研究与示范0部分内容kussw
xtyl ∀
3 吴泽民为通讯作者 ∀
Υρβαν Φορεστ Μοσαιχ ανδ Ιτσ Γραδιεντ Αναλψσισ}Α Χασε Στυδψ
φροµ Μαανσηαν oΑνηυιoΧηινα
• ¤±ª ≠∏¤±t • ∏ °¨¬±u «¤±ª¨¬u «¤² ÷¬¤u ∏¤± ∏¯∏u
kt q Τηε ∆επαρτµεντ οφ Ενϖιρονµεντ Σχιενχε ανδ Ενγινεερινγ o Φυδαν Υνιϖερσιτψ Σηανγηαι usswvv ~
u q Τηε Ινστιτυτε οφ Φορεστρψ ανδ Λανδσχαπε Γαρδενινγ o Ανηυι Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ηεφει uvssvyl
Αβστραχτ}
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Κεψ ωορδσ} ¤¯±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨¨ ±·~«¨·¨µ²ª¨ ±¨ ¬·¼~ ¤¯±§¶¦¤³¨ ³¤·¨µ±~∏µ¥¤±©²µ¨¶··¼³¨¶~§¬¶·µ¬¥∏·¬²± ªµ¤§¬¨±·~ ¤¤±¶«¤±
城市是世界上最主要的地理景观之一 o对城市景观格局的了解是城市土地利用规划 !城市自然资源管
理 !城市生物多样性保护 !城市环境建设与管理的基础 ∀目前城市景观格局研究主要集中在影响城市景观形
成的因素 !城市土地利用格局的动态特点 !城乡景观格局的梯度变化等诸多方面 ~同时许多研究关注城乡间
的景观变化及梯度分析 o如美国凤凰城城乡间 tyx ®°范围内的土地格局变化k¤·«¨ º ετ αλqousst ~ussul o南
京市城乡交错带景观格局研究k陈彩虹 oussvl o基于 ≥的上海市景观格局梯度分析k张利权等 ousswl ∀一
些研究认为合理鉴别梯度分异特征 o进而探讨其内在影响因素 o是把握城市景观整体格局特征和规律性的一
个重要方面k曾辉 oussvl ~另外 o在城市整体景观格局研究以外还开展城市景观类型的研究 o其中对城市绿
地的研究成为主要方面 o如采用样带进行上海城市绿地景观格局的分析研究 o探讨利用 × 数据 ≥°×数据
对城市绿地景观进行分类的理论和方法 o以宜昌市中心城区为例研究城市绿地空间格局及其环境效应等k高
峻 ousss ~车生泉 oussvl ∀
城市化不仅刺激城市建设 o同时也推动了城市环境的建设 o我国近年来许多城市积极发展城市森林就是
一个具体表现 ∀城市森林是人类密集居住区内及周围所有木本植物以及相伴的植被 o是从城市街区延续到
郊区的各类林分的总和k²¥¨µ·ot|{{l ∀城市森林是城市景观中的一个重要元素 o其种类 !结构 !分布同样受
到城市地理 !形态 !经济水平以及经营管理的影响 o同时在改善城市环境 !提高城市居住质量发挥着不可替代
的作用 ∀目前对城市森林的研究多数在生态系统的水平 o着重结构 !功能与效益等方面 o如美国芝加哥及萨
克拉曼多城市森林的气候效应研究k¦°«¨µ¶²±ot||w ~t||{l o合肥城市森林结构k吴泽民等 oussul o沈阳城市
森林生态系统研究k何兴元等 oussvl等 ~同时开始研究城市森林的景观格局 o如合肥市区城市森林景观格局
分析k吴泽民等 oussvl o济南城市森林异质性分析k孔繁花等 oussul o沈阳市土地利用及树木分布的格局k胡
志斌等 oussvl等 ∀但对城市森林在城市与郊区间分布差异性的研究还未见有报道 ∀
本文以马鞍山市为研究对象 o应用 v≥技术 o通过对卫片 × 图像的分析判读 o在分析该市城市森林景观
格局的基础上 o选择城市发展轴向来比较城市中心到城郊的变化规律 o探讨城市森林与城市发展的关系 ∀马
鞍山市是新兴的重工业城市 o近年来城市化进程加快 o城市规模发展与土地利用的矛盾 !经济发展与环境建
设之间的矛盾较大 o这在沿江工业城市中极具代表性 o如何应用有限的土地建立功能显著城市森林体系 o以
达到改善城市环境 !为居民提供更多自然元素的目的值得探讨 o将为同类城市的城市森林建设提供参考 ∀
本文探讨的城市森林定义为树冠覆盖率在 vs h以上的片状林地斑块 o这些树木显然要比单株分散的树
木更能发挥生态功能 o它们的数量 !结构与分布格局直接决定城市的环境质量 o因此分析片状城市森林的分
布是实现科学发展与建设城市森林的需要 ∀有研究表明 o我国一些城市的森林斑块分布均匀度不高 !斑块面
积小型化 !不同面积斑块的组成随意性很大 o大大影响了城市森林的功能k吴泽民等 oussvl o而这一现象在许
多城市建设与改造的实践中并没有得到真正的重视 o因此开展不同城市的城市森林格局研究 o有助于推动城
市森林建设的健康发展 ∀
t 马鞍山市概况
马鞍山市位于安徽省东部 ott{βuwχvsδ ) tt{βwtχuvδ ∞ovtβvyχv{δ ) vtβwyχxwδ ∀该市西临长江 o东接丘陵 o
低丘与长江之间是狭长的阶地与河漫滩 o平均海拔在 ts °左右 ~建成区范围内间断分布着一些山丘 o形成
了/九峰环一湖 o翠螺出大江0的秀丽自然景观 o最高峰马鞍山海拔 txw1z °∀
马鞍山市气候属北亚热带季风型湿润气候 o四季分明 o梅雨集中 ~年平均气温 tx1{ ε o无霜期为 uvw §~
年均降水量 t suv °°∀植被属中亚热带常绿阔叶与落叶阔叶混交林地带 o但原生自然植被已不复存在 o目前
常见木本植物种类有 }黑松k Πινυσ τηυνβεργιιl !马尾松k Πqµασσονιαναl !火炬松k Πqταεδαl !麻栎k Θυερχυσ
αχυτισσιµαl !刺槐k Ροβινια πσευδοαχαχιαl !黄檀k ∆αλβεργια ηυπεαναl o君迁子k ∆ιοσπψροσ λοτυσl !竹类k Πηψλλοσταχηψσ
¶³³ql !杜鹃 k Ρηοδοδενδρον ¶³³ql !蔷薇 k Ροσα µυλτιφλοραl !野山楂 k Χραταεγυσ χυνεαταl !金银花 k Λονιχερα
ϕαπονιχαll !菝葜kΣµιλαξ χηιναl 等 ~草本植物白芒k Μισχαντηυσ σινενσισl !蒿类k Αρτεµισια ¶³³ql !狗尾草k Σεταρια
ϖιριδισl !狼尾草k Πεννισετυµ αλοπεχυροιδεσl等 ∀
马鞍山市于 t|xy年设市 o是我国十大钢铁工业基地之一 o安徽省重要的工业和港口城市 oussx年底市区
面积 yz1x{ ®°u o城市人口 yu万 ∀主城区规划采取/一城四团式0的空间结构 o工业和居住两大主要功能用地
分别位于宁芜铁路两侧 !呈平行向南发展的格局 ∀绿化覆盖率 wu1xz h o人均公共绿地面积 tu °u ∀t||y年
ux 林 业 科 学 wv卷
被评选为国家园林城市 ∀研究区面积为 yv1{{ ®°u o占市区总面积的 |w1x h ∀
u 研究方法
211 数据来源
选用 ussv年 ±∏¬¦®
¬µ§卫片 o马鞍山市地形图 o运用 ∂¬¨º≥软件对影像数据进行配准 o辨别不同颜色所
表示的地类 o应用手持式 °≥进行不同地类的验证 ∀本次研究的原始正判率为 x{1v h k直接从计算机辨别
结果l ~经 °≥定位判别调整后的正判率为 {{1v h o同时参考马鞍山已有的各类绿地统计资料进行分析 ∀
212 景观构成分类
本文研究景观类型的划分以我国土地利用现状分类系统为依据 o根据研究区的特点 o采用城市森林的结
构研究模式将马鞍山市的景观类型划分为 }建筑等硬铺装地面 !道路 !城市森林 !一般绿地 !农田 !水面 y大
类 ∀本文将树冠覆盖率 vs h以上的片状绿地定义为城市森林k斑块l o树冠覆盖率 vs h以下的为一般绿地 ~
道路属于硬质铺装地面 o但为廊道景观故单独归类 ~农田主要是指分布在城区边缘的菜田和水田等 o是城市
发展过程中残留的农业用地 ~水面包括湖泊 !水塘 !面积较大的鱼塘以及河道 ∀
213 样带设置
在 tΒxs sss的遥感图像上 o设置样带研究城市森林从中心城区到城郊的变化规律 ∀考虑马鞍山市南北
方向为长轴形 o西侧为长江 o城市主要为纵向发展 o因此只设一条纵贯全市的样带 o由此表明在城市发展轴向
的城市森林景观梯度 ∀样带宽 v ®° !总长度 tv ®° o为减少数据的离散性 o采用移动窗口的方法k¤·«¨ º ετ
αλqousstl o移动步长为 u ®° o共有 y个样区 o从北向南排列 ~样带总面积 v| ®°u o占研究区面积的 yt h ∀
214 景观格局指数计算
运用 µ¦≥软件建立相关数据库 o计算以下各类景观指数 }tl景观分析指数 o包括 ≥«¤±±²±2 • ¤¨±¨ µ多样
性指数 !景观优势度 !景观均匀度指数 ~ul 景观要素的斑块形状 o包括斑块的形状指数 !斑块的近圆指数 !面
积加权平均斑块的分维数 !标准差斑块面积的变动系数 ~vl 景观异质性分析 o包括景观斑块密度 !景观要素
斑块密度 !景观要素优势度 ~wl 景观要素的空间关系 o包括最小距离指数 !景观分离度指数 k郭晋平 ousst ~
李哈滨等 ot||{ ~刘茂松等 oussw ~邬建国 oussw ~ ¯ °²ousss ~ ¬¦«¤µ§ot|{y ~¬¦«¤µ§ ετ αλqot||xl ∀
v 结果与分析
311 景观的总体特征
马鞍山市的地貌特征比较复杂 o丘陵 !河湖 !平原镶嵌形成多样性高 !自组织程度较好的城市景观 o但本
文仅讨论土地利用模式为主的景观特点 ∀判读结果表明 }研究区范围内建筑及铺装地面占整个景观的
yw1{w h o道路占 u1wt h o由此全部的硬质地面达到 yz1ux h o成为景观的背景 ~城市森林斑块面积占整个景
观的 ty1wz h o农田占 tt1|s h o水面占 v1||w h ∀一般绿地最低 o仅占 s1v| h k表 tl ∀
表 1 马鞍山市各景观要素的面积比较
Ταβ .1 Τηε αρεα φορ διφφερεντ λανδσχαπε ελεµεντσιν τηε στυδψ αρεα οφ Μαανσηαν
地类
¤±§·¼³¨¶
建筑等硬铺装地面
∏¬¯§¬±ª¤±§³¤√¨ °¨ ±·¶∏µ©¤¦¨
城市森林
µ¥¤±©²µ¨¶·
一般绿地
¨ ±¨ µ¤¯ ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨
道路
²¤§
农田
ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ©¬¨ §¯
水面
• ¤·¨µ
总 计
ײ·¤¯
面积 µ¨¤Π«°u w twu1w t sxu1u ux1u txv1z zys1s uxw1| y v{{1u
比率 ¤·¬²Πh yw1{w ty1wz s1v| u1wt tt1|s v1|| tss
马鞍山市景观多样性指数为 t1szt u{ ~城市景观的优势度为 s1zus x o均匀度为 s1xzv o说明城市某类景
观的比例较高 o占主要的控制作用 o景观均匀性较差 o这也是城市的一般特点 ∀
312 景观要素分布格局
马鞍山城市景观要素的分布格局见图 t ∀城市森林斑块占城市地域的比例较高 o在市域的西侧有几个
较大面积的森林斑块 o分别是伸入城中的山体 o多为 us世纪 xs ) ys年代营造的林地 o主要为黑松 !马尾松 !
火炬松林 o或以刺槐 !麻栎 !乌桕 !黄檀为主的混交林 o已成为马鞍山的主要风景资源 o这些岛状的城市森林大
斑块对城市森林的形成起着关键的作用 o在净化空气 !调节气候 !维持城市生物多样性等方面发挥着重要作
用 ~水面主要沿穿越城区的 u条河流分布 o大多位于城区的中部与东北方向 o且在中心城区形成较大面积的
vx 第 v期 王 原等 }马鞍山城市森林景观镶嵌与其城郊分布梯度格局研究
水体 o如雨山湖面积有 s1{x ®°u ~另外 o城区保留了较大面积的农田 o且集中在东北 !西南的城郊结合部 ∀由
于城市的发展主要沿长江向东北 !西南方向扩伸 o在城市化进程中这些农田景观将转化为其他用地类型 o并
将是城市森林发展的潜在土地资源 ∀
图 t 马鞍山城市主要景观要素分布图
ƒ¬ªqt ׫¨ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ³¤·¨µ± ²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨¨ ±·¶¬± ¤¤±¶«¤±
上行从左至右 }硬质表面 o城市森林 o水面 ∀下行从左至右 }一般绿地 o农田 ∀
׫¨ ¤¥²√¨ o©µ²° ¯¨©··²µ¬ª«·}³¤√ °¨ ±¨·¶∏µ©¤¦¨ o∏µ¥¤±©²µ¨¶·oº¤·¨µq
׫¨ ¥²·²° o©µ²° ¯¨©··²µ¬ª«·}ª¨ ±¨ µ¤¯ ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨ o¤ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ©¬¨ §¯q
各类景观要素特征计算表
明 o城市森林斑块数目最多 o共有
u wyw 块 o 最 大 面 积 达 到
t{x1t «°u o平均面积为 s1wv «°u ~
水 面 有 uvt 个 o最 大 面 积
yz1zx «°u o平均面积也达到 t1t
«°u ~一般性绿地有 tv{块 o斑块
最大面积与平均面积都最小 o分
别为 s1|t及 s1t{ «°u ~农田斑块
只有 wy 个 o平均面积为 ty1x
«°u ~各类斑块平均面积最大的
是硬质地面 o为 t {|w «°uk表 ul ∀
几种景观要素的形状指数在
t1u ∗ u1x之间 o表明各类斑块形
状具有相当的复杂性 o但其形状
不规则程度相差不大 ∀其中 o硬
质地面的形状指数最大 o分维数
也最大 o而近圆度指数最小 o表明
其形状不规则程度最大 o斑块形
状最为复杂 ~其次为农田斑块 ~
一般绿地斑块形状复杂性最低 o
近圆程度也最大 ~城市森林斑块
与水体的 v项形状指数均十分接
近 o前者分维度指数及近圆度略
高于后者k表 ul ∀这是因为城市
森林斑块一般出现在各类公园 !
机关和学校 o在根据色斑辨别时 o完全依据其结构特征 o边界比较自然 ~而建筑与农田人为边界呈现明显的
不规则几何形状特点 ~一般绿地的边界经刻意修饰 o形状比较规则 ∀
城市森林斑块面积变动系数最大 o表明其面积大小具极大的差异 ~其次为水面 !硬质表面 !农田 ~而一
般绿地 o因其斑块面积均较小 o斑块面积变动系数也最小 ~而建筑及农田斑块面积一般都比较大 o同样显示
面积变动系数较小的特点k表 ul ∀
表 2 马鞍山市森林景观要素特征值
Ταβ .2 Χηαραχτεριστιχ ϖαλυεσ οφλανδσχαπε ελεµεντσιν Μαανσηαν
类别
×¼³¨¶
城市森林斑块
µ¥¤±©²µ¨¶·
水面
• ¤·¨µ
一般性绿地
¨ ±¨ µ¤¯ ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨
建筑等硬质表面
∏¬¯§¬±ª¤±§³¤√ °¨ ±¨·¶∏µ©¤¦¨
农田
ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ©¬¨ §¯
斑块数 °¤·¦«±∏°¥¨µ¶ u wyw uvt tv{ uyt wy
斑块平均面积 °¤·¦«¤√ µ¨¤ª¨ ¤µ¨¤Π«°u s1wv t1t s1t{ tx1{z ty1x
斑块最大面积 ׫¨ °¤¬¬°∏° ¤µ¨¤²©³¤·¦«Π«°u t{x1t yz1zx s1|t t {|w1w tv{1|v
斑块最小面积 ׫¨ °¬±¬°∏° ¤µ¨¤²©³¤·¦«Π«°u s1sux y s1sux y s1sux y s1swy x s1sux y
斑块面积标准差 ≥·¤±§¤µ§§¨√¬¤·¬²± ²©³¤·¦«¶¦¤¯ Π¨«°u x1uvx | w1{v| t s1tys y uy1wx| uy1vy
斑块面积变动系数 ∂¤µ¬¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·²©³¤·¦«¶¦¤¯¨ t utz wv{ |t u{w tx|
斑块形状指数 °¤·¦«¶«¤³¨ ¬±§¨¬ t1{z| y t1{{y t t1uyy x u1xut y u1tzt u
斑块近圆指数 °¤·¦«¶«¤³¨ ¬±§¨¬©²µ¶¬°¬¯¤µ·²¦¬µ¦¯¨ s1vsu v s1vvv u s1xys x s1utw u s1uuz {
斑块分维数 °¤·¦«©µ¤¦·¤¯ §¬°¨ ±¶¬²± t1tss t t1s|| v t1sxu u t1tuv { t1ttt t
wx 林 业 科 学 wv卷
313 马鞍山城市森林类型
我国城市绿地分类系统是由建设部颁布的 o主要按绿地系统的功能 !利用形式 !研究尺度和自然度来分 ∀
而城市森林类型的研究还属起步阶段 o目前对城市森林的类型划分各持不同观点k王木林等 ot||z ~宋永昌 o
usswl o但至今未形成统一的体系 o有必要进一步开展研究与讨论 ∀本文根据用地类型及功能 o将马鞍山城市
森林划分为 y种类型 }庭院林 o主要包括机关单位 !校园 !住宅小区等地类的林分 ~道路林 o为道路两侧带状
的林分 o不包括单列的行道树 ~风景林 o主要指面积较大的城市森林公园 !风景区林地 ~游憩林 o一般为城市
公园 !街区林地 ~生态防护林 o马鞍山以沿江防护林为主 ~苗圃 ∀在 y种城市森林中 o风景林面积最大 o占
ws1{ h o但斑块数最少 o仅 x块 ~各类庭院拥有城市森林斑块数最多达 t |vy块 o占全部的 z{1xz h o面积也仅
次于前者 o占 uv1| h ~面积列为第三的为游憩林 o占 ut1x h o以后依次为道路林 !苗圃及生态防护林 ∀各类城
市森林斑块密度 o显然是庭院林最高 ovs块#®°pu o以后依次为道路林 x1yu块#®°pu !游憩林 t1xx块#®°pu !
生态防护林 s1|y块#®°pu !风景林 s1s{块#®°pu !苗圃 s1sy块#®°puk表 vl ∀这一结果显示 o庭院林具有斑块
面积小 !分散性强的特点 o因此对城市居民日常生活的作用大 ~而风景林 !游憩林的单体面积大 o相对集中 o
城市居民可及的程度不及庭院林 ~苗圃及生态防护林的总面积比例小 o而且一般分布在城市外围 o对城市内
部的功能影响不及其他类型 ~道路林实际为廊道型结构 o其密度仅次于庭院林 o表明道路绿化质量较高 ∀
表 3 不同类型城市森林比较
Ταβ .3 Τηε χοµ παρισον οφ διφφερεντ υρβαν φορεστ χατεγοριεσ
类别
×¼³¨¶
面积
µ¨¤Π«°u
占城市森林面积的比例
°¨ µ¦¨±·¤ª¨ ²©·²·¤¯ ∏µ¥¤±
©²µ¨¶·¤µ¨¤Πh
斑块总数
°¤·¦«±∏°¥¨µ
占城市森林斑块的比例
°¨ µ¦¨±·¤ª¨ ²©·²·¤¯ ±∏°¥¨µ¶
²©∏µ¥¤±©²µ¨¶·³¤·¦«Πh
最大斑块面积
µ¨¤²©·«¨ °¤¬¬°∏°
³¤·¦«Π«°u
风景林 ¤±§¶¦¤³¨ ©²µ¨¶· wu|1vz ws1{ x s1us t{x1s{
庭院林 ≠¤µ§©²µ¨¶· uxt1wy uv1| t |vy z{1xz {1yz
游憩林 ¦¨µ¨¤·¬²±©²µ¨¶· uuy1tx ut1x || w1su zs1yu
道路林 ²¤§¶¬§¨ ©²µ¨¶· zv1zu z1s vx| tw1xz x1{w
苗圃 ∏µ¶¨µ¼ vz1z| v1y w s1ty u|1xv
生态防护林 ∞¦²¯²ª¬¦¤¯ ¶«¨ ·¯¨µ©²µ¨¶· vv1zv v1u yt u1w{ ts1{y
合计 ײ·¤¯ t sxu1u u wyw
314 主要景观要素的异质性分析
v1w1t 斑块密度及相关性 斑块密度包括景观斑块密度和景观要素密度 o前者反映景观总体水平上某类
要素的分离程度 o密度愈小则分离性愈强 ~后者 o则在一定程度上反映相同景观要素的尺度 o密度愈大 o斑块
的平均尺度愈小 o破碎度就愈高 ∀马鞍山城市森林的景观密度仅次于硬质表面的土地类型 o为 s1v{y o以后
依次为水面 !一般绿地 o农田最低ks1svyl ~但景观要素密度一般绿地最高 o表明其破碎性最大 o其次为城市
森林 !水面 o农田最低 o表明其有较高的聚集性 ∀另外 o城市森林斑块与水体的最小距离指数相近 o均高于一
般绿地及农田 o表明其在市域的分布较其他类型的随机程度略高 ~农田的最小距离指数最小反映其聚集度
最高 o因为农田主要分布在城市的南北两端 o因此在局部范围有较高的聚集性k表 wl ∀由此结果表明 o城市
森林由于拥有几个大型的斑快具有一定程度的聚集性 o但其斑块的数目较多因此其分散的程度又优于水体
及农田景观 ∀
表 4 景观要素异质性特征值
Ταβ .4 Χηαραχτεριστιχ ϖαλυε οφλανδσχαπε ελεµεντ ηετερογενειτψ
景观斑块类别
×¼³¨¶
城市森林
µ¥¤±©²µ¨¶·
农田
ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ©¬¨ §¯
水面
• ¤·¨µ
一般绿地
¨ ±¨ µ¤¯ ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨
景观斑块密度 ⁄¨ ±¶¬·¼ ²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ³¤·¦«Πk±∏°¥¨µ#«°pul s1v{y s1ssz s1svy s1sut y
景观要素密度 ⁄¨ ±¶¬·¼ ²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨ ±¨·Πk±∏°¥¨µ#«°ul u1vwu s1sys s1|s| x1wzy
景观边缘密度 ⁄¨ ±¶¬·¼ ²© §¨ª¨ ¤·¯¤±§¶¦¤³¨Πk°#«°pul {w1y t{1v ty1w w1u
景观要素边缘密度 ⁄¨ ±¶¬·¼ ²©¨¯ °¨¨ ±·¨ §ª¨ ¤·¯¤±§¶¦¤³¨Πk°#«°pul xtw txv1x ws|1{ t sxu
最小距离指数 ¨¤µ¨¶·±¨ ¬ª«¥²µ¬±§¨¬ s1vtv s1tsw s1vus s1uzt
景观要素的优势度 ⁄²°¬±¤±·²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨ ±¨· s1wz| s1tuu s1ttw s1su|
v1w1u 景观要素优势度 景观要素优势度反映一种或几种景观要素控制景观的程度 o某种景观优势度愈
高 o则控制景观的程度也愈高 ∀建筑及铺装表面是马鞍山城市景观的基质 o其优势度达到 s1xzv ~其次为城
市森林景观 o为 s1wz| ~农田略高于水面 o分别为 s1tuu !s1ttw ~一般绿地最低 o仅为 s1su|k表 wl ∀由此可见 o
xx 第 v期 王 原等 }马鞍山城市森林景观镶嵌与其城郊分布梯度格局研究
城市森林与建筑等硬质表面的景观优势度接近 o表明其已具有较好的环境控制能力 ∀
315 沿城市南北方向城市森林景观的分布梯度
v1x1t 梯度分析 从城市南北方向所取的样带划分为 y个样区 o每个样区长 v ®° o从城北边缘向南排序 o每
个样区所对应的距离见表 x ∀
表 5 样带中各样区所对应的距城北边缘的距离
Ταβ .5 Τηε διστανχε φροµ νορτη εδγε οφ τηε χιτψ αρεα
φορ εαχη σαµ πλε οφ τηελινε τρανσεχτ
样区号
׫¨ ±∏°¥¨µ²©¶¤°³¯¨¬± ¬¯±¨ ·µ¤±¶¨¦· t u v w x y
从城北边缘向南的距离
׫¨ §¬¶·¤±¦¨ ©µ²° ±²µ·« §¨ª¨ ²©¦¬·¼Π®° s ∗ v u ∗ x w ∗ z y ∗ | { ∗ tt ts ∗ tv
在整个样带中出现的 x种城市景
观要素类型 o按所占得面积比例排序
为 }硬质地面最高 o达 yw1x h o以后依
次为农田 ty1w h o城市森林 tt1u h o
水面 oz1y h ~一般绿地 s1v h ∀除了
硬质地面以外 o以斑块数多少排序为 }
城市森林 o共 t wzu块 o农田景观 uzx块 o水体景观 uvv块 o一般绿地景观 yv块k表 yl ∀此结果与上述整个城
市范围的景观要素比例略有区别 o主要表现为城市森林面积比例下降 o而农田略有增加 o因为大片的风景林
地偏居于城区的西侧 o而农田主要分布于城市的南北城郊 o样带恰好包括了农田的主要部分 o但未能包括风
景林地 o因此在样带中农田所占的面积大于城市森林面积 ∀
各类景观要素斑块在样带中均表现有梯度变化k图 u l ∀硬质景观的比例 o离城北边缘 w ∗ z ®°范围最
高达 {v h o城市森林斑块面积 ts1z h o农田 v1z h o水面 u h o一般绿地不足 t h ~这里集中生产 !仓储 !居住
区 o建筑物密集 o绿化水平相对较低 ~由此向城市的南北方向 o硬质地面的比例都逐渐递减 o但 u个方向的递
减程度不同 o向北的方向陡然递减 o在连续的 u个样区k距城北边缘 x ®°范围l均下降到 ws h以下 o曲线出现
陡坡 ~向南方向递减缓慢 !在相邻的样区递减约 ts h后 o距城北边缘 y ∗ tv ®°范围内基本维持在 zu h ∗
z| h的水平 o相继连续的 v个样区差异很小 !在 x h ∗ y h之间 ∀如按照建筑密度与面积比例分析 o中心城区
应在第 v !w样区范围 o即距城北边缘的 w ∗ | ®°∀历史上马鞍山城市发展主要沿城市纵轴向南北方向延伸 o
向南连接开发区 o因此在中心城区的南向硬质景观连续占较高的比例 o而北面近郊仍保留较高比例的农田面
积 o这表明开发区的发展对整个景观的组成影响较大 ∀
表 6 样带中的城市各景观要素特征
Ταβ .6 Φεατυρε ϖαλυε οφλανδσχαπε ελεµεντ ιν τηελινε τρανσεχτ
类别
×¼³¨¶
城市森林
µ¥¤±©²µ¨¶·
一般绿地
¨ ±¨ µ¤¯ ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨
水面
• ¤·¨µ
农田
ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ ©¬¨ §¯
硬质表面
°¤√ °¨ ±¨·¶∏µ©¤¦¨
面积 µ¨¤Π«°u wvy1xv ts1wu u|{1vv yws1xz u xtw1tw
面积比率 ¤·¬²Πh tt1u s1v z1y ty1w yw1x
斑块数目 °¤·¦«±∏°¥¨µ¶ t wzu yv uvv uzx )
景观中斑块密度 ⁄¨ ±¶¬·¼ ²©³¤·¦« tt1u s1su x1|s s1sz )
斑块要素密度 °¤·¦«§¨±¶¬·¼©²µ¯ ¤±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨¨ ±· v1vz y1s s1z| s1wv )
图 u 城市景观要素面积比沿城市南北轴向变化规律
ƒ¬ªqu ׫¨ √¤µ¬¤·¬²± µ¨ª∏¯¤·¬²± ²©·«¨
³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨ ±¨·¶¤¯²±ª·µ¤±¶¨¦·
城市森林在样带中的变化趋势比较平缓 o呈边缘低
于城中心的态势 o除了南北城郊 u个样区外面积均超过
ts h o即使在建筑面积最高的样区 v也达到 ts1z h o城
南最低 o仅 v1y h o城北其次 y h o表明历史上马鞍山比
较重视城区的绿化建设 o但近年来在开发区建设中却没
有规划足够的城市森林k图 ul ~农田景观只有在中心城
区的第 w 样区未出现 o其他地段都出现 / 城市中的乡
村0 o这一现象在许多新兴的城市中常见 o因为大规模建
设的经济开发区一般都在城郊结合区 o这类暂时保留的
农田是今后城市森林与绿地建设的潜在用地 o在改变城
郊城市森林布局方面起重要的作用 ~水体景观总体上
城北较城南较少 o中心城区水面占 | h o对改善城市气
候有很大作用 ~一般绿地景观总体上比例小 o变化不
大 o马鞍山绿地系统中以草坪为主的景观很少 ∀
yx 林 业 科 学 wv卷
在样带中城市景观多样性的梯度变化表明 }城北近郊出现高值 t1y|{ o因为这里拥有相对多的农田与城
市森林景观斑块 ~在市中心由于建筑面积激增 !农田与城市森林面积减少 o景观多样性陡降 o仅为 s1{| ~随
后向南略有增加 o到城南近郊虽然城市森林的面积处于最低值 o但农田景观面积有较大增加 o使多样性指数
达到第 v高值k图 vl ∀由此说明 o农田 !城市森林景观对马鞍山城市景观多样性指数的影响较大 ~景观优势
度指数表明中心城区最高 !城南高于城北 o尽管中心城区拥有 ts h以上的城市森林 o但由于建筑面积大且密
集仍然显示以少数的景观为主的特点 ∀
图 v 城市景观多样性 !优势度 !
均匀度在轴向的梯度变化
ƒ¬ªqv ׫¨ √¤µ¬¤·¬²± ²©·«¨ ¤¯±§¶¦¤³¨ §¬√¨ µ¶¬·¼o
§²°¬±¤±·¤±§ √¨¨ ±±¨ ¶¶²© ¤¯±§¶¦¤³¨ ¨¯ °¨¨ ±·¶¤¯²±ª·µ¤±¶¨¦·
v1x1u 城市森林景观破碎化梯度分析 本文采用景观斑
块密度与分离指数 o来分析马鞍山城市森林景观的破碎化
程度在城郊间的变化 ∀城市森林景观斑块密度表现为中心
城区高于城郊 o而南面的城郊最低 ~城市森林斑块分离度
变化较复杂 o除了在距城北边缘 u ∗ x ®°k样区 ul出现最低
值 ty外 o其他几个样区都有较高值 o但在中心区向南略下
降 o再在城南边缘进入经济开发区后达到最高值 yu ∀这是
因为在样区 u聚集了几个面积很大的城市森林斑块 o而第 w
∗ x样区因雨山湖公园 !雨山公园以及某些聚集较多树木的
居住用地 !单位附属用地的存在 o城市森林斑块破碎化程度
也有所降低 ~到城南开发区城市森林多为夹于建筑之间离
散分布的小型斑块 o使得分离指数增加k图 wl ∀
w 结论
马鞍山市建成区主要景观要素有 x类 o建筑及硬铺装
图 w 城市森林要素斑块密度 !
分离度的梯度变化
ƒ¬ªqw ׫¨ √¤µ¬¤·¬²± ²©·«¨ ∏µ¥¤±©²µ¨¶·³¤·¦«
§¨±¶¬·¼ ¤±§¶¨³¤µ¤·¨ ¦²¨©©¬¦¬¨±·¤¯²±ª·µ¤±¶¨¦·
地面占总面积的 y{1{w h o是景观的基质 ~城市森林占到
ty1wz h ~城区保留了较大面积的农业用地 o大多在城郊结
合部 o具有较高的聚集性 o是今后土地利用类型转化的主要
部分 o也是城市森林建设的潜在土地资源 ∀
总体来说 o马鞍山城市森林景观的优势度达到s1wz| u o
与建筑等硬质地面接近ks1xz|l o说明城市森林已具有较高
的环境控制能力 o这与城市森林斑块所占比例较高 !数量大
有关 ~但城市森林的景观密度及最小距离指数又都表现其
具有相对聚集的特征 o主要是因为少数城市森林的大型斑
块呈岛状分布 o且相对集中 o因而增加了城市森林的聚集
度 o由此表明大型的斑块对城市森林的景观格局起着重要
的作用 ∀
马鞍山的城市森林类型中风景林面积最大 o这类森林
对城市景观格局 !城市环境 !居民的游憩活动都产生较大的影响 o但其斑块数量少且主要偏隅于城市西侧 o今
后应在东北部规划建设较大面积的片状林地 ~庭院林由于斑块数量最多 !分散在整个城区 o对环境的影响
大 ∀
马鞍城市向南北方向发展 o城市森林在城市轴向的分布规律显示其面积比 !斑块密度等城区高于近郊 ~
另外 o城市北侧的城市森林要优于城市南侧 ∀
今后的城市森林建设应结合城市改造在中心城区适当增加城市森林斑块 o在城市发展过程中应对目前
在城区内保留的农业用地的转化作出合理的规划 o尽量增加城市森林面积 o特别在城南近郊的开发区 ∀
参 考 文 献
车生泉 qussv1 城市绿地景观结构分析与生态规划 ) ) ) 以上海为例 q南京 }东南大学出版社
陈彩虹 qussv1南京市城乡交错带景观格局研究 q应用生态学报 otwk{l }tvyv p tvy{
zx 第 v期 王 原等 }马鞍山城市森林景观镶嵌与其城郊分布梯度格局研究
高 峻 qusss1上海城市绿地景观格局的分析研究 q中国园林 oktl }xv p xy
郭晋平 qusst1 森林景观生态研究 q北京 }北京大学出版社
何兴元 o陈 玮 o徐文铎 o等 qussv1 沈阳城区绿地生态系统景观结构与异质性分析 q应用生态学报 otwktul }us{x p us{|
胡志斌 o何兴元 qussv1 沈阳市城市森林结构与效益分析 q应用生态学报 otwktul }uts{ p uttu
孔繁花 o陈 玮 o赵善伦 o等 qussu1 济南绿地景观异质性变化分析 Μ何兴元 o宁祝华 q城市森林生态研究进展 q北京 }中国林业出版社 ottt p tty
刘茂松 o张明娟 qussw1 景观生态学 ) ) ) 原理与方法 q北京 }化学工业出版社
李哈滨 o王政权 o王庆成 qt||{1 空间异质性定量研究理论与方法 q应用生态学报 o|kyl }yxt p yxz
宋永昌 qussw1 城市森林研究中的几个问题 q中国城市林业 ouktl }w p z
王木林 o缪荣兴 qt||z1 城市森林的成分及其类型 q林业科学研究 otskxl }xvt p xvy
邬建国 qusss1 景观生态学 ) ) ) 格局 !过程 !尺度与等级 q北京 }高等教育出版社
吴泽民 o黄成林 o白林波 o等 qussu1 合肥城市森林结构分析 q林业科学 ov{kwl }z p tv
吴泽民 o吴文友 o高 健 o等 qussv1 合肥城市区城市森林景观格局分析 q应用生态学报 otwktul }uttz p utuu
曾 辉 qussv1 城市景观生态研究的现状与发展趋势 q地理科学 ouvkwl }w{w p w{|
张利权 o吴健平 o甄 o等 qussw1 基于 ≥的上海市景观格局梯度分析 q植物生态学报 ou{ktl }z{ p {x
¯ °² ƒ qusss1 ¤±§¶¦¤³¨ ¦¨²¯²ª¼¬± ¤¦·¬²±q⁄²µ§µ¨¦«·o ¨·«¨µ¯¤±§¶} ¯∏º µ¨
¤·«¨ º o¬¤±ª∏² • qusst1 ±¤¯¼¶¬¶¤±§¶¬°∏¯¤·¬²± ²© ¤¯±§) ) ) ∏¶¨ ¦«¤±ª¨ ¬±·«¨ ¦¨±·µ¤¯ µ¬½²±¤2°«²¨ ±¬¬µ¨ª¬²±q≥ ¤±§¶¦¤³¨ ∞¦²¯²ª¼ oty }ytt p yuy
¤·«¨ º o¬¤±ª∏² • qussu1 ªµ¤§¬¨±·¤±¤¯¼¶¬¶²©∏µ¥¤± ¤¯±§¶¦¤³¨ ³¤·¨µ±}¤¦¤¶¨ ¶·∏§¼ ©µ²° ·«¨ °«²¨ ±¬¬ ° ·¨µ²³²¯¬·¤± µ¨ª¬²±q µ¬½²±¤o ≥ ¤±§¶¦¤³¨
∞¦²¯²ª¼ otz }vuz p vv|
¦°«¨µ¶²± ∞ qt||w1 ≤«¬¦¤ª². ¶∏µ¥¤±©²µ¨¶·¨ ¦²¶¼¶·¨° }µ¨¶∏¯·¶²©·«¨ ≤«¬¦¤ª² µ¥¤± ƒ²µ¨¶·≤¯ ¬°¤·¨ °µ²¨¦·q ¨ ±¨ µ¤¯ ·¨¦«±¬¦¤¯ µ¨³²µ·∞
¦°«¨µ¶²± ∞ qt||{1 ≥·µ∏¦·∏µ¨ ¤±§¶∏¶·¤¬±¤¥¬¯¬·¼ ²©¶¤¦µ¤°¨ ±·²π¶∏µ¥¤±©²µ¨¶·µ¼q²∏µ±¤¯ ²© µ¥²µ¬¦∏¯·∏µ¨ ouwkul }tzw p t{|
¬¦«¤µ§× × ƒ qt||x1 ¤±§ °²¶¤¬¦¶}·«¨ ¦¨²¯²ª¼ ²© ¤¯±§¶¦¤³¨¶¤±§µ¨ª¬²±¶q≤¤°¥µ¬§ª¨ ±¬√¨ µ¶¬·¼ °µ¨¶¶
¬¦«¤µ§× × ƒ o²µ§²± qt|{y1 ¤±§¶¦¤³¨ ¦¨²¯²ª¼ q ¨ º ≠²µ®}²«± • ¬¯¨ ¼ oxv p xw
²¥¨µ·• qt|{{1 µ¥¤±©²µ¨¶·µ¼}³¯¤±±¬±ª¤±§ °¤±¤ª¬±ª∏µ¥¤± ªµ¨ ±¨¶³¤¦¨¶q∞ ≤ }°µ¨±·¬¦¨ ¤¯¯oxt p x|
k责任编辑 郭广荣l
{x 林 业 科 学 wv卷