□□ 林 榕,葉應(yīng)迪,賴雯凱,陳順和 (福建農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院,福建 福州 350100)

引言

地域景觀特征是土壤、地形、土地利用、植被、場地格局及其他景觀元素連續(xù)出現(xiàn)于一定位置上又互相組合而產(chǎn)生的特殊的可識別的地域綜合特性[1-4]。近幾十年來,隨著中國城市化進程的不斷加快,越來越多的鄉(xiāng)土景觀出現(xiàn)了同質(zhì)化現(xiàn)象,出現(xiàn)了“千村一面”、“千鎮(zhèn)一面”和“千城一面”等現(xiàn)象,不同地域特有的鄉(xiāng)愁意識和文化底蘊也隨之消失[5-6]。如浙江省級文保單位俞秀松故居歷史風(fēng)貌遭破壞、山東王家祠堂墻體被商家隨意粉刷、湖北紅安七里坪革命舊址被拆除等現(xiàn)象層出不窮。因此,確定某一地域特有的景觀特征并對其進行評價是當代中國城市化語境中保護和開發(fā)地域景觀特征的先決條件。

“景觀特征評價”是一種景觀變化管理的評價工具[7]。其可以辨識景觀發(fā)展變化規(guī)律,并預(yù)測開發(fā)所承受的壓力及發(fā)展趨勢,可為宏觀尺度上的后續(xù)規(guī)劃與建設(shè)起到指導(dǎo)作用,可以有效解決地域景觀同質(zhì)化等問題。國內(nèi)對于景觀特征評價的起步較晚,關(guān)于其實踐研究多集中在鄉(xiāng)村區(qū)域[8-9],鄉(xiāng)村尺度的景觀評價主要是從鄉(xiāng)村生態(tài)學(xué)[10]和景觀美學(xué)[11-12]等單方面進行評價,或者從鄉(xiāng)村景觀質(zhì)量[13-14]和景觀功能[15]等角度進行綜合評價[16-17],而城市尺度研究相對較少,主要是從生態(tài)敏感性[18]和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[19]等方面進行評價。針對快速城鎮(zhèn)化的地區(qū),其景觀特征的研究應(yīng)基于GIS的景觀生態(tài)學(xué)途徑對景觀格局演變進行定量研究。因此,結(jié)合場地情況,深度挖掘景觀特征,并對其景觀格局進行評價,是城鄉(xiāng)規(guī)劃與風(fēng)景園林學(xué)研究的熱點,對保護、恢復(fù)和管理具有地域特色的城市風(fēng)貌意義重大。

福州市晉安區(qū)素有“國石故鄉(xiāng)”之稱,其地遼闊,礦產(chǎn)資源富集,土地肥沃,茫茫青山叢林,形成福州市的綠色屏障,是福州市經(jīng)濟發(fā)展的腹地。因此,研究選取福建省福州市晉安區(qū)作為案例,基于其景觀特征識別結(jié)果構(gòu)建景觀特征評價體系,旨在對地域景觀保護和開發(fā)起到一定借鑒作用。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

晉安區(qū)位于福州主城區(qū)的東北部,其平地和山區(qū)各占一半,北部是福州盆地北端的山區(qū)邊緣,南部是福州盆地的北部。該區(qū)總面積約為552 km2,人口約為79萬。晉安縣的支流有白馬河、晉安河、磨溪和白眉溪等,它們流入閩江,還有日溪和桂湖溪等河流,它們越過邊界流入連江縣境,最終匯入鰲江。晉安區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)越,自然資源豐富,森林覆蓋率>66.7%。區(qū)內(nèi)有新店古城遺址、鼓嶺國家級旅游度假區(qū)和福州國家森林公園等旅游景點,還有壽山石雕、西園軟木畫和象園木雕等19個代表性的非歷史文物。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

研究采用的數(shù)據(jù)包括2020年12月分辨率30 m Landsat8晉安區(qū)遙感影像、2020年30 m分辨率晉安區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、30 m分辨率DEM高程數(shù)據(jù)、30 m分辨率地形地貌數(shù)據(jù)、30 m分辨率坡度數(shù)據(jù)、30 m分辨率地形起伏度數(shù)據(jù)和2005年1∶100萬精確度土壤類型數(shù)據(jù)。其中,晉安區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)取至中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心,DEM高程數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)、晉安區(qū)遙感影像、坡度數(shù)據(jù)和地形起伏度數(shù)據(jù)取至地理空間數(shù)據(jù)云,土壤類型數(shù)據(jù)取至中科院南京土壤所土壤圖空間數(shù)據(jù)庫。

1.3 景觀特征類型識別

1.3.1初步分類

景觀特征類型是地形地貌、植被、土地利用和土壤特征相似性的景觀組合[20]。地形地貌是地域景觀最基本的外部特征,土地利用反映了景觀被人類干擾的方式和程度[21],而土壤類型影響了景觀多樣化發(fā)展的可能性。因此,研究將地形地貌、土壤類型和土地利用等作為景觀特征形成的基本要素。其中地形地貌是通過高程、坡度以及地形起伏度來綜合刻畫,各種景觀元素的劃分見表1。

表1 景觀特征元素分類

因為高程、坡度和地形起伏之間存在著很大的關(guān)聯(lián),所以首先在ArcGIS10.8軟件中,將高程、坡度和地形起伏三個因素進行了重疊,從而得到了一張地形地貌圖,從而降低了這3個因素對土地利用和土壤類型重疊比例的影響。之后,運用地圖代數(shù)法將地形地貌類型圖、土地利用圖和土壤類型圖等3個圖層,再使用ArcGIS10.8軟件平臺對其進行重疊操作,最終得到了一個初步的景觀特征類型圖。分類流程如圖1所示。

圖1 景觀特征分類流程圖

1.3.2景觀特征類型識別及驗證

首先,基于GIS平臺構(gòu)建所選景觀特征空間數(shù)據(jù)庫,通過多次空間精度試驗,最終選取100 m為基本柵格尺寸;其次,通過編碼各單元內(nèi)景觀特征初步構(gòu)建景觀特征要素空間數(shù)據(jù)庫,將已建立的景觀特征元素空間數(shù)據(jù)庫的結(jié)果整理后代入SPSS26平臺所包含的二階聚類算法調(diào)整聚類類別,組成聚類分布表最終篩選出選取的聚類類別6,將得到的結(jié)果導(dǎo)入GIS得到景觀特征類型圖;最后,基于初步景觀特征類型圖進行實地調(diào)研、檢驗與校正,獲得最終的景觀特征類型如圖2所示。

圖2 景觀特征類型圖

1.3.3景觀特征類型的命名

對于景觀特征類型,通常使用一個由2～3個詞組成的名字來命名。在該研究中,景觀特征類型的命名主要包括三個部分:第一個大寫字母表示土地利用,第二個到第四個字母表示地形地貌,最后一個大寫字母和2個數(shù)字表示土壤類型。

1.4 景觀特征評價

景觀生態(tài)學(xué)視角下的城市發(fā)展是一個景觀單元、結(jié)構(gòu)與模式不斷變化和調(diào)整的過程。不同城市和城市發(fā)展的不同階段,城市景觀格局表現(xiàn)出不同的特點,這是多種影響因素綜合的產(chǎn)物。生態(tài)景觀設(shè)計在城市規(guī)劃建設(shè)中探索能夠保持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)與城市景觀動態(tài)發(fā)展的空間平衡[22]。

因此,研究在景觀特征評價的應(yīng)用上突破創(chuàng)新,以城市景觀為研究對象,以景觀特征類型分類圖為依據(jù),采用二階聚類法增強研究區(qū)分類結(jié)果的可靠性,應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)中數(shù)量研究方法定量描述并分析區(qū)域內(nèi)景觀斑塊組合結(jié)構(gòu)與特征、景觀格局變化,針對不同評價結(jié)果提出相應(yīng)的觀點。

2 晉安區(qū)景觀特征評價

2.1 景觀特征分類結(jié)果

通過不同的景觀要素重疊,經(jīng)過聚類后共得到了91種第三級的景觀特征類型,47種第二級的景觀特征類型,6種第一級的景觀特征類型,見表2。一級景觀特征類型識別出的是晉安區(qū)的主導(dǎo)景觀類型,包括城鄉(xiāng)景觀、平原林地景觀、田園景觀、休閑景觀、園地景觀和山地林地景觀等6種類型。每個一級景觀特征類型都是由幾個細節(jié)更加豐富的二級景觀特征類型組合而成的綜合模式,同樣一類二級景觀特征可同時構(gòu)成幾個一級景觀特征類型中的要素。如平原緩坡微起伏農(nóng)田景觀(APuc)既是園地景觀,又是城鄉(xiāng)景觀構(gòu)成類型之一。區(qū)別于土地利用,研究所確定的景觀特征類型既從景觀構(gòu)成要素方面綜合考慮土地利用、地形和土壤類型等因素,又兼顧各景觀單元間空間格局關(guān)系。因此,同一景觀要素可以包括不同的用地,如山地林地景觀,因為其具有相似的地貌形態(tài)和相鄰的空間,因而其既包括林地,也包括其他綠地。

表2 晉安區(qū)景觀特征分類

晉安區(qū)景觀特征類型空間分布情況如圖3所示。由圖可知,山地林地景觀主要集中在晉安區(qū)南北地區(qū),林木資源豐富,是整個地區(qū)自然性最強的景觀區(qū)域之一;這類景觀地形起伏大,多為山地而坡陡,山體逶迤起伏而又高顯眼見,而濃密的樹木則覆蓋在山體各處構(gòu)成連續(xù)自然斑塊,視覺上美景效果好。休閑景觀主要分布于晉安區(qū)的北部和中部,主要由各大公園和自然風(fēng)景區(qū)等構(gòu)成;這類景觀覆蓋率高、地形相對平坦且道路網(wǎng)絡(luò)發(fā)達,是進入性較好的復(fù)合綠色空間。城鄉(xiāng)景觀主要分布在晉安區(qū)南部、中部和北部,由城市景觀和鄉(xiāng)村景觀組成,這類景觀分布較集中,人流活動較多,它具有由各種硬質(zhì)材料組成的土地表面,不均勻的建筑和高度發(fā)展的道路網(wǎng)絡(luò)。平原林地景觀主要分布于晉安區(qū)的南部和中部;該類景觀地勢平緩,分散的自然林地小斑塊和空曠的城鄉(xiāng)建設(shè)用地斑塊互相穿透,是為縱橫交錯和錯綜復(fù)雜的平原林地景觀。田園景觀主要分布于晉安區(qū)的北部、中部和南部;該類景觀地勢較高,主要由水田和旱地構(gòu)成。園地景觀主要由林地和園地構(gòu)成,集中分布于晉安區(qū)的南部、中部和北部;該類景觀地勢較為平緩,地形起伏度較小,土壤類型主要為暗棕壤和白漿土。

圖3 景觀特征類型空間分布情況

2.2 景觀特征評價

從景觀特征的評價結(jié)果見表3,表3表明,晉安區(qū)景觀多樣性良好,優(yōu)勢景觀優(yōu)勢度比較明顯。

表3 晉安區(qū)景觀特征評價表

晉安區(qū)6種景觀類型共有2 647個斑塊,研究區(qū)斑塊數(shù)以平原林地景觀為最多(1 052個),說明其景觀構(gòu)成最復(fù)雜,與其交界處錯綜復(fù)雜的特征相呼應(yīng);休閑景觀次之(487個),數(shù)量最少為城鄉(xiāng)景觀(136個);山地林地景觀(326個)與田園景觀(363個)的斑塊數(shù)相近。此外,城鄉(xiāng)景觀斑塊數(shù)較少表明該區(qū)景觀構(gòu)成以建筑為主,景觀構(gòu)成較為簡單,土地覆蓋良好。

平原林地景觀斑塊最密集且破碎度較大,其景觀安全性較小;城鄉(xiāng)景觀和園地景觀的斑塊密度和破碎度都比較小,這是由于晉安區(qū)景觀開發(fā)較為集中所導(dǎo)致;山地林地景觀的最大斑塊指數(shù)較大,表明該區(qū)景觀的分布較為集中且景觀優(yōu)勢度較大,該區(qū)存在較多的山地公園,如國家森林公園、金雞山公園和牛崗山公園等;城鄉(xiāng)景觀、休閑景觀、園地景觀與休閑景觀亦構(gòu)成相對集中分布區(qū),為晉安區(qū)重要景觀類型之一,可以成為晉安區(qū)旅游開發(fā)首選景觀類型。

景觀特征區(qū)的景觀分離度均相對較高,說明各特征區(qū)被割裂的程度較高,晉安區(qū)與福州其他區(qū)域相比整體分離度較高,這與實地調(diào)查的該區(qū)域地廣人稀和景觀分布分散的特點相吻合。研究區(qū)內(nèi),各景觀特征區(qū)的景觀形狀指數(shù)呈現(xiàn)高低變化的趨勢,其中平原林地景觀形狀指數(shù)最高,研究結(jié)果顯示,該區(qū)地形地貌具有較為規(guī)則的邊緣特點,人為介入的跡象明顯,這一階段晉安區(qū)開發(fā)都集中于該區(qū);其次為田園景觀和休閑景觀,這兩類景觀類型人工干預(yù)痕跡相對較小;景觀形狀指數(shù)最低為城鄉(xiāng)景觀,說明該區(qū)景觀這一時期人工干預(yù)痕跡最小,與其早期完整的開發(fā)原因密不可分。

3 結(jié)語

晉安區(qū)共有一級景觀特征6個,二級景觀特征47個,三級景觀特征91個。從景觀指數(shù)來看,晉安區(qū)擁有良好的多樣性,地區(qū)分離度較高,優(yōu)勢景觀優(yōu)勢度較為明顯。晉安區(qū)是以平原林地景觀和休閑景觀為重要斑塊,以山地林地景觀為主的景觀優(yōu)勢,具有一定的景觀異質(zhì)性和豐富度。城鄉(xiāng)景觀、休閑景觀、園地景觀以及休閑景觀形成了一個比較集中的分布區(qū)域,是該地區(qū)重要的景觀類型,可以作為該地區(qū)旅游發(fā)展的首選景觀類型。

目前我國大多數(shù)關(guān)于景觀特征識別的對象多集中在點狀要素上且適用的尺度不大[23-24],它的劃分精度與準確性會受到主觀因素的影響。研究中選取高程、坡度、地形起伏度、土壤類型及土地利用等自然屬性為主要參數(shù)進行嵌套分析,確定景觀特征分類,并且將二次聚類方法與景觀特征類型及面積相結(jié)合,有效地提高景觀特征分類刻畫精度,降低主觀因素影響。但是,景觀特征評價也有不足之處,如研究所使用的以規(guī)則為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理方式在某種程度上帶有人為判斷主觀性,但也存在要素網(wǎng)格化和景觀要素類型邊緣動態(tài)性等問題,無法精確地圈定兩相鄰景觀要素類型間的界線。而在景觀元素的劃分中最大限度地減少人為影響,建立準確清晰的邊界,是今后需要解決的問題。