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生態(tài)園林城市建設(shè)驅(qū)動(dòng)下的城市綠地景觀格局變化研究

2020-12-01 04:15:36楊瑞卿楊學(xué)民徐德蘭
關(guān)鍵詞:城市綠地徐州市廊道

楊瑞卿, 楊學(xué)民, 徐德蘭

(1. 徐州工程學(xué)院 環(huán)境工程學(xué)院, 江蘇 徐州 221008; 2. 徐州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局, 江蘇 徐州 221008;3. 桂林理工大學(xué) 旅游與風(fēng)景園林學(xué)院, 廣西 桂林 541004; 4. 桂林理工大學(xué) 植物與生態(tài)工程學(xué)院, 廣西 桂林 541004)

生態(tài)園林城市是應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)原理保護(hù)、規(guī)劃、建設(shè)和管理城市的理想城市發(fā)展模式[1]。建設(shè)生態(tài)園林城市是推進(jìn)城市生態(tài)文明建設(shè)的重要手段,也是體現(xiàn)城市競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志[2]。景觀格局是指景觀單元的類型、數(shù)量以及空間分布與配置,是復(fù)雜的物理、生物和社會(huì)因素長(zhǎng)期相互作用的結(jié)果[3]。研究生態(tài)園林城市建設(shè)驅(qū)動(dòng)作用下的城市綠地空間布局和結(jié)構(gòu),探討景觀結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)過(guò)程的關(guān)系,對(duì)于最大限度地發(fā)揮城市綠地的綜合功能,協(xié)調(diào)城市發(fā)展與環(huán)境建設(shè)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)城市科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

城市綠地景觀體系是由綠地斑塊、廊道、城市景觀基質(zhì)構(gòu)成的一個(gè)完整的空間體系,其結(jié)構(gòu)和格局對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)整體功能、質(zhì)量和生態(tài)承載力有重要影響,因而成為實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)研究的課題。當(dāng)前,國(guó)外城市綠地景觀結(jié)構(gòu)和格局的研究主要集中在綠道及生態(tài)網(wǎng)絡(luò)方面,探討綠地景觀格局對(duì)城市發(fā)展形態(tài)的引導(dǎo)或阻隔作用:Hall 等[4]研究了倫敦城市景觀中 “綠帶”的生態(tài)和社會(huì)作用,指出環(huán)城生態(tài)綠帶使中心城區(qū)更為緊湊的同時(shí),能將外溢的發(fā)展引導(dǎo)至周邊新城之中;Gobster 等[5]認(rèn)為綠地不只在郊區(qū)顯得重要,在人口密集的市中心也同樣重要,應(yīng)修建供人們娛樂(lè)、休憩的河流廊道綠地。相比而言,國(guó)內(nèi)學(xué)者如魏緒英等[6]、何友軍等[7]、顧勝男等[8]則側(cè)重于對(duì)城市綠地的景觀空間格局現(xiàn)狀特征的分析,部分研究涉及與土地利用、植被覆蓋、熱島效應(yīng)的關(guān)系等[9-10]。對(duì)城市綠地景觀格局驅(qū)動(dòng)力的研究則主要集中在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等因素的分析,如付暉等[11]、謝念斯等[12]、王越等[13]的研究??偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外研究成果可見(jiàn),對(duì)城市綠地景觀格局與功能的動(dòng)態(tài)變化及其與城市建設(shè)模式關(guān)系的研究較少,因此,本文運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)原理和“3S”技術(shù),對(duì)比2004年、2014年徐州市城市綠地景觀格局的空間差異及動(dòng)態(tài)演變,對(duì)徐州市在國(guó)家生態(tài)園林城市建設(shè)驅(qū)動(dòng)下的綠地景觀格局變化進(jìn)行研究,以期為科學(xué)規(guī)劃和建設(shè)城市綠地,提升城市生態(tài)系統(tǒng)整體功能提供重要參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

徐州市位于江蘇省西北部,東經(jīng)116°22′~118°40′,北緯33°43′~34°58′,總面積11 258 km2[14]。徐州市中心城區(qū)包括泉山區(qū)、鼓樓區(qū)、云龍區(qū)和銅山區(qū),面積573.19 km2。徐州市氣候類型為暖溫帶季風(fēng)氣候,市區(qū)年平均溫度14.2 ℃,年平均降水量845 mm[15]。徐州市地處黃淮沖積平原,中心城區(qū)內(nèi)70余個(gè)海拔100~250 m的山丘環(huán)抱全城,故黃河等9條河流似玉帶穿城,云龍湖等7個(gè)湖泊若明珠落地,構(gòu)建了極富特色的山水城市骨架和優(yōu)美的城市形態(tài)。徐州市地帶性植被為暖溫帶落葉闊葉林,森林植物群落共有木本植物53科98屬187種,草本植物74科293屬562種[16],植物種類豐富,為徐州市園林綠地景觀的營(yíng)建奠定了良好基礎(chǔ)。

1.2 研究范圍及信息源

為便于分析和比較,本文研究范圍為徐州市中心城區(qū)的云龍區(qū)、鼓樓區(qū)(包括徐州經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū))和泉山區(qū)3個(gè)區(qū)的城市建成區(qū)(圖1)。由于銅山區(qū)2004年未列入中心城區(qū),故本文研究未采集其相關(guān)數(shù)據(jù)。信息源為2004年、2014年的Quick Bird衛(wèi)星影像,該影像數(shù)據(jù)質(zhì)量良好,有利于城市綠化信息的提取。

圖1 2014年徐州市中心城區(qū)建成區(qū)范圍Fig. 1 Map of built-up area of central city of Xuzhou in 2014

1.3 研究方法

在景觀分類原則指導(dǎo)下,將徐州市城市綠地分為6類:公園綠地,生產(chǎn)綠地,防護(hù)綠地,道路綠地,單位、居住區(qū)綠地,其他綠地[17]。根據(jù)各類綠地在遙感影像上的表現(xiàn)特征,確定解譯標(biāo)志并對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯;借助GIS建立既有圖形又有相應(yīng)數(shù)據(jù)的綠地現(xiàn)狀解譯圖及相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù);在此基礎(chǔ)上,根據(jù)研究需要選擇相應(yīng)的景觀指數(shù),利用景觀數(shù)據(jù)分析軟件 Fragstates 對(duì)綠地景觀格局進(jìn)行分析。

依據(jù)景觀指數(shù)的生態(tài)學(xué)意義和研究目的,本文研究從斑塊尺度和景觀尺度選取具有代表性的指數(shù),具體為斑塊平均面積、斑塊密度、香農(nóng)多樣性指數(shù)、香農(nóng)均勻度指數(shù)、最小距離指數(shù)和廊道密度[18-21]。各指數(shù)的計(jì)算公式及生態(tài)學(xué)意義見(jiàn)表1。

表1 景觀指數(shù)計(jì)算公式及生態(tài)學(xué)意義

2 結(jié)果分析與討論

2.1 綠地面積及其構(gòu)成分析

2004—2014年,徐州市中心城區(qū)的綠地面積由3 606.07 hm2增加到7 793.41 hm2,綠地率由37.49%增加到41.13%。在數(shù)量增長(zhǎng)的同時(shí),綠地結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯變化:最明顯的是防護(hù)綠地,占綠地總面積的比例由5.21%增加到21.19%;其次是單位、居住區(qū)綠地,由30.46%增加到37.22%;公園綠地和道路綠地穩(wěn)中有增;其他綠地和生產(chǎn)綠地則在減小,尤其是其他綠地,由27.60%減小到3.80%(表2)。

徐州市中心城區(qū)綠地結(jié)構(gòu)的這種變化反映了2004—2014年城市綠地景觀的建設(shè)特征:1)生態(tài)園林城市建設(shè)重視綠地生態(tài)功能,促進(jìn)了防護(hù)綠地建設(shè);2)環(huán)境意識(shí)的提高推動(dòng)了單位、居住區(qū)綠地的快速發(fā)展;3)功能完善的公園綠地系統(tǒng)建設(shè),使公園綠地比例上升;4)原有的部分其他綠地轉(zhuǎn)變?yōu)榉雷o(hù)綠地和公園綠地,導(dǎo)致其他綠地比例明顯降低;5)生產(chǎn)綠地逐步向城郊遷移,導(dǎo)致生產(chǎn)綠地面積減小。

表2 2004—2014年徐州市中心城區(qū)綠地面積及構(gòu)成

2.2 斑塊特征分析

2004—2014年,徐州市中心城區(qū)綠地的斑塊平均面積從0.17 hm2增加到0.40 hm2,增加了1.35倍。6種綠地類型中,增加最明顯的是防護(hù)綠地,增加了30.21倍;其他依次是單位、居住區(qū)綠地增加了5.25倍,其他綠地增加了4.58倍,公路綠地增加了3.72倍,道路綠地僅增加了1.33倍,生產(chǎn)綠地則沒(méi)有明顯變化(表3)。防護(hù)綠地斑塊平均面積的顯著增加,表明2004—2014年防護(hù)綠地建設(shè)質(zhì)量提高,原先零散分布的綠地小斑塊逐漸連接起來(lái),形成中型和大型綠地斑塊,同時(shí)原有的大斑塊其他綠地隨著中心城區(qū)范圍的擴(kuò)大轉(zhuǎn)變?yōu)榉雷o(hù)綠地也有助于斑塊平均面積的增加,由此顯著提升了防護(hù)綠地的生態(tài)功能。

就各區(qū)而言,斑塊平均面積增加最明顯的是云龍區(qū),由0.08 hm2增加到0.34 hm2;泉山區(qū)增幅雖小于云龍區(qū),但由于其原有基礎(chǔ)較好,2014年的斑塊平均面積則位居3個(gè)區(qū)之首(表3)。

表3 徐州市中心城區(qū)綠地景觀斑塊特征

2.3 景觀多樣性分析

2004—2014年,徐州市中心城區(qū)綠地的香農(nóng)多樣性指數(shù)從1.541 8降低到1.514 7(圖2),說(shuō)明各類綠地面積分布的差距略有增加,但3個(gè)區(qū)差異明顯:云龍區(qū)的香農(nóng)多樣性指數(shù)從1.313 1上升到1.498 8,說(shuō)明云龍區(qū)的各類綠地面積逐步向均衡發(fā)展;泉山區(qū)的香農(nóng)多樣性指數(shù)從1.448 8下降到1.132 5,說(shuō)明泉山區(qū)各類綠地面積的差距在加大。究其原因,泉山區(qū)在2004—2014年間公園綠地和單位、居住區(qū)綠地的建設(shè)力度進(jìn)一步加大,二者占到全區(qū)綠地總面積的84.42%,而其他類型的綠地建設(shè)力度則相對(duì)較??;鼓樓區(qū)的香農(nóng)多樣性指數(shù)則從1.452 1下降到1.358 8,說(shuō)明各類綠地面積分布的差距有所增加,但明顯小于泉山區(qū)。

圖2 徐州市中心城區(qū)香農(nóng)多樣性指數(shù)變化Fig. 2 Diversity of Shannon’s diversity index in central city of xuzhou

景觀類型的均勻度也反映了同樣的變化。2014年香農(nóng)均勻度指數(shù)由大到小依次為云龍區(qū)(0.836 4)、鼓樓區(qū)(0.758 4)、泉山區(qū)(0.632 1),說(shuō)明這10年來(lái),云龍區(qū)的各類綠地建設(shè)得到同步發(fā)展,綠地類型面積分布不平衡性明顯改善(圖3)。

圖3 徐州市中心城區(qū)香農(nóng)均勻度指數(shù)變化Fig. 3 Diversity of Shannon’s evenness index in central city of xuzhou

2.4 景觀破碎度分析

景觀的破碎化深受人類活動(dòng)影響,與景觀格局、功能及過(guò)程等密切相關(guān),同時(shí)直接影響生物多樣性保護(hù)[22-24]。景觀的破碎化程度通過(guò)斑塊密度來(lái)分析。進(jìn)一步分析表3數(shù)據(jù)可以看出:2004—2014年徐州市中心城區(qū)綠地的斑塊密度從5.97個(gè)/hm2減小到2.45個(gè)/hm2,說(shuō)明這10年中景觀破碎度下降,生態(tài)效益及生物多樣性保護(hù)功能隨之提高。各類綠地中,其他綠地和防護(hù)綠地破碎度較低,單位、居住區(qū)綠地的破碎度雖僅次于道路綠地,但縱向?qū)Ρ葎t變化巨大,從22.19個(gè)/hm2下降到3.92個(gè)/hm2,說(shuō)明這10年中單位、居住區(qū)綠地質(zhì)量明顯改善。道路綠地斑塊破碎度雖有所下降,但降幅不大,在今后的建設(shè)中應(yīng)提高道路綠地建設(shè)質(zhì)量。

2.5 景觀空間格局分析

景觀空間格局一般指大小和形狀不一的景觀斑塊在空間上的配置,其研究著重于不同類型斑塊的空間分布、同一類型斑塊間的連接度和連通性、相鄰斑塊間的聚集與分散程度。徐州市中心城區(qū)的綠地景觀空間格局通過(guò)最小距離指數(shù)和廊道密度進(jìn)行分析。

由表4可以看出:徐州市中心城區(qū)公園綠地的最小距離指數(shù)在10年中明顯提高,說(shuō)明公園綠地的分布由團(tuán)聚狀分布向隨機(jī)狀分布轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)變有利于居民的使用;單位、居住區(qū)綠地和道路綠地變化不大,說(shuō)明這2類綠地同10年前一樣呈隨機(jī)分布;生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地的最小距離指數(shù)則在降低,說(shuō)明這2類綠地分布的團(tuán)聚性增強(qiáng)。

對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)而言,廊道的首要功能是其生態(tài)功能,作為斑塊間聯(lián)系的主要通道,通過(guò)為動(dòng)植物的遷移提供廊道可促進(jìn)城市生物多樣性保護(hù)[25-27]。徐州市的綠色廊道主要由道路綠地廊道和濱河綠地廊道組成,2004—2014年徐州市中心城區(qū)的綠地廊道密度從1.12 km/km2增加到2.32 km/km2,增長(zhǎng)了1倍多,顯著提高了綠地的連接性,有效提升了綠地的生態(tài)功能(圖4)。

表4 徐州市中心城區(qū)綠地景觀最小距離指數(shù)

圖4 徐州市中心城區(qū)綠地廊道密度變化Fig. 4 Diversity of corridor density in central city of Xuzhou

2.6 徐州市中心城區(qū)綠地景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)因素分析

2.6.1 生態(tài)優(yōu)先理念指導(dǎo)城市綠地景觀建設(shè)

在國(guó)家生態(tài)園林城市建設(shè)中,徐州市堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先理念,嚴(yán)格按照《國(guó)家生態(tài)園林城市標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》)中“城市生態(tài)空間保護(hù)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)”的相關(guān)要求,編制了城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃、重要生態(tài)功能區(qū)保護(hù)規(guī)劃、生物多樣性保護(hù)規(guī)劃等各類專項(xiàng)規(guī)劃[28],為城市綠地景觀建設(shè)的科學(xué)性和規(guī)范性提供了重要指導(dǎo)作用。在綠地建設(shè)中,加強(qiáng)防護(hù)綠地建設(shè),對(duì)原有綠地進(jìn)行有效整合,增加大的生態(tài)斑塊,有效提高了綠地的生態(tài)功能。

2.6.2 生態(tài)修復(fù)重構(gòu)城市綠地景觀格局

徐州山水資源豐富,多年來(lái)依托豐富的山水資源進(jìn)行城市綠地景觀建設(shè)取得一定成績(jī),但到2004年底,中心城區(qū)不僅有較大面積的石質(zhì)荒山、采煤塌陷區(qū)、廢棄采石場(chǎng),而且占山建設(shè)等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也比較突出[29]。為此,徐州市根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》中“山體生態(tài)修復(fù)、廢棄地生態(tài)修復(fù)、城市水體修復(fù)”的要求,持續(xù)實(shí)施了“荒山綠化”“采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)”“廢棄采石場(chǎng)治理”等生態(tài)修復(fù)工程,有機(jī)整合城市的山水景觀資源,重構(gòu)了城市綠地景觀格局。

2.6.3 “沿河、沿路”空間拓展建設(shè)生態(tài)廊道系統(tǒng)

徐州市將生態(tài)廊道建設(shè)放在生態(tài)園林城市建設(shè)的重要地位。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》中“城市綠道、道路綠化”要求,積極拓展“沿河、沿路”空間:在流經(jīng)市區(qū)的故黃河等9條河流兩側(cè)劃定城市藍(lán)線,營(yíng)造濱河景觀帶;沿三環(huán)路等城市出入通道建設(shè)帶狀公園和防護(hù)林帶;在寬度12 m以上的城市道路兩側(cè)全面建設(shè)綠帶,構(gòu)建道路綠廊,增加廊道密度。不僅有效加強(qiáng)了綠地斑塊之間的聯(lián)系,而且促進(jìn)了城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2.6.4 以民為本均衡公園綠地布局

結(jié)合棚戶區(qū)和城中村改造,對(duì)城市空間進(jìn)行梳理[30]。按照《標(biāo)準(zhǔn)》中“市民出行500 m就有一塊5 000 m2以上的公園綠地”的要求,均勻布局和建設(shè)公園綠地,形成了功能完善、布局均勻的公園綠地系統(tǒng),提高了公園綠地的可達(dá)性。

2.6.5 制度保障單位、居住區(qū)綠地建設(shè)

針對(duì)單位、居住區(qū)綠地斑塊小和破碎度高等問(wèn)題,制定了單位、居住區(qū)綠化標(biāo)準(zhǔn)和審批制度,從規(guī)劃設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收到管理各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān),有效保證了單位、居住區(qū)綠地的數(shù)量增長(zhǎng)和質(zhì)量提升。

3 結(jié)論

國(guó)家生態(tài)園林城市建設(shè)是城市綠地景觀格局和功能優(yōu)化的重要驅(qū)動(dòng)因素。2004—2014年,徐州市以《國(guó)家生態(tài)園林城市標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo),堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先發(fā)展理念,通過(guò)生態(tài)修復(fù)、拓展“沿河、沿路”空間建設(shè)綠色廊道、均衡公園綠地布局等途徑,使城市綠地景觀格局不斷優(yōu)化——綠地斑塊平均面積增加、斑塊破碎度下降和廊道密度提高,有效提高了城市綠地的生態(tài)功能,促進(jìn)了城市生物多樣性保護(hù);公園綠地分布向均勻化發(fā)展,方便了居民使用。在未來(lái)的城市綠地景觀建設(shè)中,應(yīng)根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》要求,繼續(xù)加強(qiáng)薄弱地區(qū)的公園綠地建設(shè),進(jìn)一步提高公園綠地分布的均勻度;提升道路綠地建設(shè)水平和生態(tài)廊道質(zhì)量,進(jìn)一步加強(qiáng)綠地之間的聯(lián)系;持續(xù)加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)工作,進(jìn)一步優(yōu)化城市綠地景觀結(jié)構(gòu)和格局。

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