摘 要 城鎮(zhèn)綠地系統(tǒng)是城鎮(zhèn)建設(shè)中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施,研究城鎮(zhèn)綠地景觀格局的動態(tài)演變,可以為城鎮(zhèn)生態(tài)文明建設(shè)及總體規(guī)劃提供科學(xué)的依據(jù)。利用2017、2019、2021、2023年的Landsat 8遙感影像,提取河北省邯鄲市臨洺關(guān)鎮(zhèn)的綠地信息,景觀視域下選取綠地斑塊類型水平和景觀水平中的多個指標,定量計算臨洺關(guān)鎮(zhèn)綠地景觀格局。結(jié)果表明:臨洺關(guān)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)綠地面積自2017年以來不斷增加,但破碎化程度較高。不同類型綠地斑塊之間缺乏有效的連通性,分布不均,未能構(gòu)建成一個系統(tǒng)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致了城鎮(zhèn)綠地在抗逆性和抗干擾能力上的不足,使其生態(tài)穩(wěn)定性整體較差。在邯鄲市城鎮(zhèn)綠地政策驅(qū)使下,修建公園、修復(fù)景區(qū)使得其他綠地、公園綠地增長幅度較大,有效推進了城鎮(zhèn)生態(tài)文明建設(shè)。
關(guān)鍵詞 城鎮(zhèn)綠地;景觀格局;Fragstats;景觀指數(shù);河北省邯鄲市臨洺關(guān)鎮(zhèn)
中圖分類號:TU985 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.23.041
2019年5月,國務(wù)院在關(guān)于國土空間規(guī)劃的會議上做出了明確的指導(dǎo)意見。意見指出:城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃是國土空間總體規(guī)劃的重要組成部分[1]。人類與自然界和諧共生的理念是總領(lǐng)生態(tài)文明建設(shè)的理論基礎(chǔ),注重城鎮(zhèn)生態(tài)安全與協(xié)調(diào)發(fā)展是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容[2]。城鎮(zhèn)綠地是城鎮(zhèn)環(huán)境中基本的自然要素,可以維持城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定,促進居民健康生活。城鎮(zhèn)綠地在城鎮(zhèn)化發(fā)展進程中占有舉足輕重的地位,城鎮(zhèn)綠地質(zhì)量與格局分布是檢測一個城鎮(zhèn)發(fā)展程度和文明程度的重要標準,是城鎮(zhèn)景觀的生態(tài)基礎(chǔ)。在土地資源緊張的大環(huán)境下,近年來隨著城鎮(zhèn)居民對生活環(huán)境要求的不斷提高,如何合理地規(guī)劃布局城鎮(zhèn)綠地成為亟待解決的重要問題[3]??茖W(xué)合理規(guī)劃城鎮(zhèn)綠地分布,可以有效緩解一系列生態(tài)問題,提升城鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量和幸福度。
本文選取河北省邯鄲市臨洺關(guān)鎮(zhèn)為研究區(qū),選擇2017—2023年Landsat遙感影像,運用Fragstats對臨洺關(guān)鎮(zhèn)的綠地景觀格局變化進行分析研究[4-5],并根據(jù)研究結(jié)果對該地的綠地景觀格局提出優(yōu)化建議。本研究工作有助于優(yōu)化自然資源的管理,確保資源的可持續(xù)利用,幫助決策者在不同空間尺度上制定合理的綠地利用政策,為城鎮(zhèn)綠地總體規(guī)劃等提供參考。
1" 數(shù)據(jù)來源與方法
1.1" 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源
臨洺關(guān)鎮(zhèn)位于東經(jīng)114.48°,北緯36.78°,地處永年區(qū)西部,東部與劉營鎮(zhèn)、西蘇鎮(zhèn)相鄰,南部與界河店鄉(xiāng)相鄰,西與永合會鎮(zhèn)相鄰,北與邢臺沙河市橋西街道相鄰,西北與西陽城鄉(xiāng)相鄰,面積為82.08 km2。本研究選取臨洺關(guān)鎮(zhèn)的2017、2019、2021、2023年的遙感影像,數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺。在ENVI中打開Landsat 8數(shù)據(jù)中的多光譜圖像,將臨洺關(guān)鎮(zhèn)行政邊界添加到ENVI中對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。
1.2" 遙感解譯與綠地分類
通過輻射定標、NDVI提取、波段融合等操作對綠地信息進行提取,利用ArcGIS軟件對臨洺關(guān)鎮(zhèn)的遙感圖像進行解譯,用以補充城區(qū)內(nèi)部的城市綠地(見圖1)。對研究區(qū)域內(nèi)的綠地景觀進行了分類,并生成了臨洺關(guān)鎮(zhèn)的綠地類型圖(見圖2)。依據(jù)城市綠地分類標準,將綠地劃分為5種主要類型,即附屬綠地、防護綠地、生產(chǎn)綠地、公園綠地、其他類型的綠地[6-7]。
1.3" 轉(zhuǎn)移矩陣
2017—2023年綠地類型轉(zhuǎn)移矩陣如表1所示。2017—2023年,防護綠地有21.58 hm2由附屬綠地轉(zhuǎn)入,10.99 hm2由生產(chǎn)綠地轉(zhuǎn)入,還有270.77 hm2由防護綠地本身轉(zhuǎn)入,共計303.34 hm2。附屬綠地有20.67 hm2由防護綠地轉(zhuǎn)入,有385.81 hm2由附屬綠地本身轉(zhuǎn)入,有22.56 hm2由生產(chǎn)綠地轉(zhuǎn)入,共計436.65 hm2。公園綠地有14.01 hm2由防護綠地轉(zhuǎn)入,9.78 hm2由附屬綠地轉(zhuǎn)入,0.8 hm2由生產(chǎn)綠地轉(zhuǎn)入,還有88.43 hm2由公園綠地本身轉(zhuǎn)入,共計113.02 hm2。其他綠地有16.01 hm2由其他綠地本身轉(zhuǎn)入,20.07 hm2由生產(chǎn)綠地轉(zhuǎn)入,共計36.08 hm2。
1.4" 綠地景觀格局指數(shù)
景觀指數(shù)是景觀生態(tài)學(xué)中用于量化景觀格局特征的一類指標,用來分析和理解景觀的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)變化。當(dāng)前景觀格局研究中常用的研究方法為指數(shù)分析法。指數(shù)分析法是一種通過構(gòu)建和計算各種指數(shù)來評價和比較不同對象或現(xiàn)象的方法。選擇指數(shù)指標時,要選擇比較直觀、具有普遍性、有特征代表意義的指標。
本文從斑塊類型水平和景觀水平上選取指標進行研究[8-9]。1)類型水平。選取斑塊面積(CA)、斑塊數(shù)量(NP)、斑塊面積百分比(PLAND)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、斑塊形狀指數(shù)(LSI)、聚合度(AI)等指標,分析研究區(qū)各景觀類型變化特征。2)景觀水平。選取香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、散布與并列指數(shù)(IJI)、平均分維數(shù)(FRAC_MN)、蔓延度(CONTAG)等指標,分析研究區(qū)景觀整體變化特征。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 斑塊類型水平分析
2.1.1" 景觀面積指數(shù)分析
從整體來看,2017—2023年的整體綠地面積呈上升趨勢(見表2)。1)生產(chǎn)綠地PLAND一直較大,且仍在不斷上升。2017—2023年,生產(chǎn)綠地CA由1 255.88 hm2上升到1 788.84 hm2。2)公園綠地面積從2017—2023年逐年增加,2017、2019、2021、2023年的CA依次為100、108.04、119.2、129.35 hm2。這是該地近年來積極建設(shè)城市“公園綠地”和“口袋公園”的結(jié)果。2021年完成隱竹園、聽松園、暗香園、靜頤園等6個口袋公園建設(shè),2023年完成龍城園、天駿園、惠民園、玲瓏園等“口袋公園”建設(shè),新增綠地43萬m2,實現(xiàn)了“政府要綠、群眾受益、企業(yè)盈利”的目標。3)2017—2021年防護綠地面積逐漸增大,這是近年來該地保護修復(fù)河流廊道的結(jié)果。2021—2023年防護綠地的CA雖仍在增大,但PLAND卻在降低,說明在注重河流廊道修復(fù)的同時,仍然關(guān)注城市整體的生態(tài)狀況。4)2017、2019、2021、2023年的其他綠地CA依次為16.86、24.9、30.79、36.28 hm2,PLAND逐年增加,說明正在逐步重視其他綠地的修復(fù)和建設(shè)工作。
2.1.2" 景觀破碎化分析
景觀破碎度描述了景觀的復(fù)雜性和異質(zhì)性,以及由人類活動或自然過程導(dǎo)致的空間結(jié)構(gòu)變化[10-11],本文主要使用NP、PD和LPI來表征。2017—2023年公園綠地的NP呈上升趨勢,且PD也在逐漸增大,表明這期間公園綠地的景觀破碎化程度較大,受人類活動影響嚴重。在2017—2023整個研究時間段內(nèi),生產(chǎn)綠地的NP和PD都呈下降趨勢,LPI雖然在下降,但保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài),處于一個較小值。這說明生產(chǎn)綠地的最大斑塊在景觀中的比重較小,景觀的破碎化程度較高。景觀破碎化分析如表3所示。
2.1.3" 景觀聚集度分析
本研究中景觀的聚散性特征通過LSI和AI來進行評估。LSI提供了一個對斑塊類型聚集程度的簡潔描述。1)在2017—2023年,公園綠地的LSI呈下降趨勢,表明公園綠地的AI呈上升趨勢,斑塊間的分離度在逐步下降。2)附屬綠地的LSI呈上升趨勢,這表明附屬綠地的AI呈下降趨勢,斑塊間的分離度在逐步上升,受人類活動影響強烈。3)2017—2023年,其他綠地的AI呈下降趨勢,表明在整個研究區(qū)時間內(nèi)其他綠地的AI呈下降趨勢。2017—2023年臨洺關(guān)鎮(zhèn)的景觀聚集度分析如表4所示。
2.2" 斑塊景觀水平分析
景觀多樣性通過SHDI、SHEI和FRAC_MN來衡量。2017—2023年,SHDI整體上顯示出緩慢減少但趨于穩(wěn)定的模式,這反映出臨洺關(guān)鎮(zhèn)的綠地多樣性得到了改善并逐步達到穩(wěn)定狀態(tài)。SHEI整體上也顯示緩慢減少但趨于穩(wěn)定的模式。景觀破碎化主要通過IJI進行分析。IJI的值先減少后增加,但都保持在適中的范圍,這說明臨洺關(guān)城鎮(zhèn)綠地斑塊較活躍,但都保持在一個適中的水平,景觀破碎化較嚴重,缺乏連通性較強的斑塊來把其他斑塊連接起來。景觀異質(zhì)性主要通過CONTAG來體現(xiàn)。通過分析表中的數(shù)據(jù)可以看出,CONTAG在2017—2023年上顯示出緩慢上升的模式??傮w而言,自2017年以來,臨洺關(guān)城鎮(zhèn)綠地總量有所增加,破碎化程度較高,不同類型的綠地斑塊之間的連通性較差,缺乏足夠的抗逆性和抗干擾能力,這導(dǎo)致了城鎮(zhèn)綠地生態(tài)穩(wěn)定性的不足。景觀水平上景觀格局指數(shù)如表5所示。
3" 結(jié)論與建議
3.1" 結(jié)論
運用ENVI軟件對臨洺關(guān)鎮(zhèn)的遙感圖像進行預(yù)處理、綠地提取、遙感解譯、綠地分類,利用ArcGIS軟件進行掩膜提取,消除影像區(qū)域多余的部分,并進行地圖可視化操作。使用Fragstats軟件從斑塊類型水平、景觀水平2個方面進行臨洺關(guān)鎮(zhèn)綠地景觀格局演變分析,結(jié)果如下。
1)臨洺關(guān)鎮(zhèn)以生產(chǎn)綠地占據(jù)主導(dǎo)地位,其余類型斑塊占比較小,且整體景觀破碎程度較大。斑塊之間的連通性較差,且防護綠地的破碎化程度較高,不能充分發(fā)揮它的生態(tài)功能。綜合景觀層面的分析顯示,自2017年起,臨洺關(guān)鎮(zhèn)的城市綠地總量已實現(xiàn)增長,城鎮(zhèn)綠地生態(tài)穩(wěn)定性不斷加強。城市綠地分布不均,綠地主要都集中在建筑用地之外,城市內(nèi)部的綠地面積遠遠不夠,整體布局不協(xié)調(diào)。臨洺關(guān)鎮(zhèn)北部以工業(yè)園區(qū)為主,城市內(nèi)部綠地面積較小。
2)城市公園綠地的空間布局存在不合理之處,主要集聚在區(qū)域的中部和南部,導(dǎo)致北部地區(qū)缺乏足夠的城市公園綠地來滿足居民的休閑和娛樂需求。臨洺關(guān)鎮(zhèn)整體景觀聚集度降低,受人為活動因素影響強烈。生產(chǎn)綠地一直占有較大比例,且面積一直在增大,但斑塊百分比增長卻較為緩慢,這說明在注重發(fā)展的同時仍注重城市的總體生態(tài)狀況。聰明山風(fēng)景旅游區(qū)的規(guī)劃修復(fù),使其他綠地的面積逐步增大,另外河流廊道的修復(fù),對洺河區(qū)域內(nèi)的濕地進行了保護與恢復(fù),擴大濕地面積,增強其生態(tài)功能,使得洺河附近的防護綠地也逐步增多。
3.2" 建議
臨洺關(guān)鎮(zhèn)綠地景觀格局的優(yōu)化是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及到生態(tài)、社會、經(jīng)濟等多方面的因素。針對以上問題,建議采取改善城市綠地空間分布結(jié)構(gòu)、增強各類綠地間的連通性、增加城市綠地的整體性、提高綠地建設(shè)的質(zhì)量等措施,從而有效地優(yōu)化臨洺關(guān)鎮(zhèn)的綠地景觀格局,促進城市的可持續(xù)發(fā)展。
1)改善城市綠地空間分布結(jié)構(gòu)。提高公園綠地面積,把城市公園的建設(shè)從局部轉(zhuǎn)移到整體,不再只注重中南部區(qū)域的公園綠地建設(shè),使所有居民都可以享受滿足游憩的城市公園綠地。
2)增強各綠地類型間的連通性。臨洺關(guān)鎮(zhèn)內(nèi)有天然的河流廊道,有利于生物質(zhì)連通交流,因此要加強生態(tài)廊道的修復(fù)和保護,利用洺河和滏陽河等河流廊道將城區(qū)公園綠地、防護綠地等多種的綠地類型有效連接起來,構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò),提高整體的景觀連通度。
3)提升城市綠地的整體性。增加綠地斑塊面積,對研究區(qū)內(nèi)原有的斑塊進行優(yōu)化,并且結(jié)合綠地規(guī)劃政策增加新的綠地斑塊,增大城市綠地的面積,提高城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4)提高綠地建設(shè)的質(zhì)量。注重綠地的生態(tài)功能和文化功能的結(jié)合,選擇適宜的本地植物種類,提高生物多樣性,設(shè)計多功能綠地,滿足不同年齡和興趣人群的需求。
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(責(zé)任編輯:敬廷桃)