基于景观指数的南京主城区绿色空间演变特征研究-邵大伟.pdf

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1、基于景观指数的南京主城区绿色空间演变特征研究Landscape Pattem Evolvement of Green Space：A Case Study of the Central Area of Nanjing邵大伟SHAO Dawei吴殿鸣WU DianmingUrban Green Space System技学院科研基金项目(编号XKQ201510)共同资助城区绿色空间格不断扩展，斑块催化了绿色空间、江苏省高校自4ZD55)和苏州科Abstract：Using GIS and remote sensing technology,the dynamic features of gree

2、n space spatial patterns in the central area ofNanjingduring four periods of 1 979，1 989，200 1 and 2009 are analyzed based on remote sensing，economic and demographic data from theperspective of landscape ecological indexGreen space was in the decreasing，broken and decentralized tendencyThe public gr

3、eenspace and attached green space were expanding along with the increasing of the patch area，patch shape degree and accessibility levelParts of ecological green space turned into public green space，which got good protectionThe productive plantation area reducessharply and soon，and will disappear in

4、the near futureThe speedup urbanization brings about restructuring of green space in ChinaManmade factors of planning influence green space deeplyGreen space patterns transform仔om self-constructing to beingconstructedobviouslyKey words：landscape architecture；green space；landscape index；evolution；inf

5、luencing factor；the central area ofNanjing从田园城市到山水城市、生态城市，相关学者针对城市绿色空间的研究一直是城市研究的重要领域。近年来，绿色空间在城市蔓延过程中的演变及其对城市扩展的影响成为城市地理、城市规划、城市生态等学科的研究热点【3。随着高分辨率遥感(Remote Sensing)、地理信息系统fG S1等技术手段的成熟，此类技术在国外城市绿色空间的直观性、定量化研究中得到广泛的应用4。国内结合RS、GIS等技术手段对于绿色空间格局的研究早已出现，数量也在逐年增多，但多以时间断面研究为主6。8，对于绿色空间中公园绿地、滨河绿地等类型的演变特征及

6、其生态效益的关注也是主要的研究趋势9-10。然而，在国内城市f央速扩张的背景下，对城市绿色空间进行系统化、动态化的长时序关注还相对较少。开展对城市绿色空间格局动态化、系统化、定量化的研究，有利于揭示其演变特征，为城市绿色空间规划提供更翔实的基础支撑，对绿色空间规划理论的提出及城市格局的优化调控都是一种有益借鉴。本文借助RS；fIGIS研究手段，选取中国快速城市化地区一一南京为案例地，对其1 9792009年间绿色空间格局的演变进行长时段的时序解析，探析演变规律，并对这一过程的影响因素进行分析，以期丰富绿色空间基础研究，为绿色空间规划、城市规划提供可能的参照依据和一定的理论基础，促进城市的健康可

7、持续发展。103万方数据城市绿地系统1研究区域及方法11研究区域概况南京是长江三角洲重要的中心城市。20世-B80年代以后城市增长速度加快，同时，园林绿地等基础设施在全国省会城市、直辖市中处于领先水平。进一步将具体研究范围限定在改革开放以来，城市扩展、蔓延程度最突出的主城区，即南京长江岸线、绕城高速所围合的范围，共约243km2111(N1)。12研究方法目前中国城市用地和城市绿地的分类标准较为成熟，相关统计数据资料相对丰富。故本研究按照1991年我国制定的城市用地分类标准及CJJT 85-2002城市绿地分类标准，将绿色空间分为公共绿地、附属绿地、生态防护绿地和生产绿地4类(表1)12。为了

8、深入分析南京主城区绿色空间的空间格局特征，采用生态学的景观指数方法进行定量揭示。该指数能够高度浓缩景观格局信息，定量反映其结构组成和空间配置某些方面特征孤。在ArcGIS 92系统软件支持下，将南京主城区绿色空间利用矢量数据转化成栅格f1 0m X 1 Om)数据。应用景观格局分析软件Patch Analysis for ArcGIS，对南京主城区绿地景观空间格局特征参数进行分析。根据研究需要，选择以下景观指标来反映绿色空间的分布格局。一是反映绿色空间数量规模的指标，包括区域斑块个数(NVMP)、平均斑块面积(MPS)、斑块面积标准差(PSSD)；二是反映绿色空间斑块形状特征的指标：平均斑块形

9、状指数(MSl)、面积加权平均斑块形状指数(AWMSI)；三是反映绿色空间斑块空间分布的指标：平均邻近指数(MPI)、平均邻近距离(MNND)E。1 51。13数据来源及处理本文研究的绿色空间不仅针对绿地整体，还要深入解析内部类型，为此既要借助遥感影像提取绿地整体信息，还要利用土地利用现状图中居住、道路、公共设施等用地类型，进行绿色空间内部类型的划分。城市规划的修编时间限制了土地利用现状数据的获取节点，同时参照其城市化进程主要阶段，选取1 979、1989、2001、2009年进行分时段研究。利用30m分辨率的TM、ETM遥感影像，并以1：50 000地形图对遥感数据添加地理参考。遥感图像使用

10、Eerdas Imagine 91软件处理，在解译过程中采用监督分类方法提取地物信息，对一些用地现状栅格图件矢量化(图2)。初步将图像分成4类，即城市建设用地、农地、绿地和水域。经检验总体分类精度达8538，Kappa系数为0836，满足研究精度需要。由于30m分辨率遥感影像解译的数据只能准确分辨出图1研究区域的选取(红线范围)图2数据处理流程图建设用地、农地、绿地和水域，而深入划分绿色空间的类型，需要借助土地利用现状图对绿地、农地等类型进行进一步细分。为此，根据1978、1990、2001、2009年南京市市区用地现状图(1：10 000)，最终细分为公共绿地、附属绿地、生产绿地及生态防护绿

11、地，得到1979、1989、2001、2009年4期数据(图3)。面积过小、分散破碎绿色空间的游憩功能和生态效应相对有限，且本研究影像分辨率为30m，为此绿色空间斑块提取下限为2 500m2，以保证数据的精确性。2结果与分析21整体景观指数动态特征从整体上来看(表2)，绿色空间整体规模呈现出逐年递减的趋势，斑块破碎化、小型化特征显著，但近年来平均斑块面积、斑块面积标准差又略有起伏。斑块数量减少幅度最大的是20012009年，减少261个，年均减少数量也最大。绿色空间形状指数越高，其形状则越复杂、越自然，4个时间段之间，绿色空间形状指数先降低后增加，表现出南京主城区绿色空间的规则化程度提高，后又

12、2万方数据表1 城市绿色空间分类体系系统 类型 地类公共绿地 综台性、社区、专类、带状公园及街旁绿地G1、Eg公共设施用地C。居住用地R14、R24、R34、R44。道路附属绿地 S1，工业用地M仓储用地w，市政设施用地U和特殊用绿色空问 地D中的较大规模(可由研究精度或需要具体而定)的绿地生态防护绿地 林地E4(属G5部分)、防护绿地G22耕地E2、园地E3、牧草地E5、林地E4(经济林部分)、苗生产绿地圃G21表2 1 9792009年绿色空间景观指数规模 形状 分布年份 斑块数 平均斑块 斑块面积 平均斑块 面积加权平均 平均最邻 平均最邻量，个 面积，m2 标准差 形状指数 斑块分维数

13、 近指数 近距离，m1979 2204 530 6916 157 107 76551 82001989 2214 515 4827 156 107 66258 7590。2001 2275 451 4841 156 108 28282 82902009 2014 474 49，51 157 108 11432 9260图例公共绿地圈附属绿地 生态防护绿地图3 19792)09年南京主城区绿色空间景观类型图2009在Urban Green Space System不断自然化的整体趋势，逐渐升高的面积加权平均斑块分维数也印证了绿色空间的复杂度、破碎度的增加。而且，斑块与斑块之间的联系逐渐降低，平均

14、邻近指数、平均最邻近距离逐渐增加，平均斑块之间距离已接近1 00m。22绿色空间不同类型景观指数动态特征从绿色空间内部结构来看(表3)，绿色空间各类型景观指数表现差异显著。公共绿地斑块数量提高、斑块面积标准差在降低，斑块相似度在不断增加；斑块邻近指数和距离均在降低，空间分散设置的趋势增强。自然风景区、城墙内外沿护城河的绿地、游园增多，平均斑块分维数整体也是在变大，形状更加复杂、自然。对比城建资料亦可发现，期间南京市新建了大量大中型公共绿地，如北部新建幕燕风景区、二桥公园，东部的情侣园、花卉园，西南方向有绿博园、宝船遗址公园，西北方向的阅江楼景区等。附属绿地除斑块数量、平均斑块面积逐渐增大外，平

15、均形状指数、平均斑块分维数和分布指数平均邻近指数、平均最邻近距离相对稳定，未发生明显变化。南京市20世_B80年代后逐渐启动了南京经济技术开发区、迈皋桥工业园、化工园、；-j西新区等一系列新区的开发建设，而19892001年南京东扩文教区使得中山门内外激增大量附属绿地，近年来房地产开发则带动居住区绿地快速增加。生产绿地和生态防护绿地斑块数量直线下降，2种类型共同表现出规则化、分散化、消退化的态势，生产绿地尤为突出。主城区的东北部是传统生产绿地的分布区域，1 990年之后的近30年内几乎被建设用地吞噬，现仅有少量残留。生态防护绿地虽然分散趋势明显，但平均斑块面积仍表现出增长的趋势，反映了以自然山

16、体为主的大型生态防护绿地得到了较好维护。生态防护绿地主要分布在主城区东北部和南部。新区开发、园区建设、高校外迁等因素对生态防护绿地冲击较大。3绿色空间格局演变的影响因素城市景观格局演变过程具有比任何其他景观类型都更加复杂的驱动机制，自然和人为因素均可以对城市景观整体结构、空间构型以及斑块特征产生显著影响，但是人为活动无疑占据着优势地位1 61。就南京绿色空间分布来看，自然环境是格局形成的框架基础，生态防护绿地多为紫金山、笆斗山、聚宝山的自然山林地，生产绿地多分布于河边、圩区，古城依山傍水而立。人为影响因素则主要体现在城市扩张、经济发展、产业结构调整、政策法规、生活方式等方面。万方数据城市绿地系

17、统表3 1 9792009年绿色空间各景观类型景观指标类型 1年份卜_广厂_一生态防护绿地斑块数量价1989 1042001 207【_J_一2009 268rl-J-一1989 8362001 9352009 12131979 515平均斑块面积m2 l斑块面积标准差2599 128 82【13 180 900880 920989367 11 06F而197919892001 麓11 455 144703 83795177 652 031 99113 75111 86124 6535 5538972064平均斑块形状指数 l面积加权平均斑块分维数l平均邻近指数 l平均最邻近距离m149 1

18、07 3 322 28 130 091 45 1 07 1 29430 101 02车七6_1 818191 6164944263l!望l! l!：竺 l!：望 U：竺31城市扩张)823 89236326 2523134 452409347113355951 23，98 3416415相关性分析，都表现出了十分显著的相关关系，说明经济南京市作为我国东fll3自9大型都市区，城市建设从20世 发展是绿色空间格局演变的重要影响因素。纪80年代起取得了长足的发展。1 978年南京仅局限在城墙范围以内，随着人口与用地的矛盾激化，南京城市空间 随着社会经济发展，居民生活水平不断提高、休闲向城墙外发展，

19、随后城墙、老城郊、主城一层层被突破， 时间不断增加，带动了绿色空间的建设和发展，也对绿消耗了大面积的农业、自然景观，促使了公共、附属绿地 色空间提出了更高的质量要求。居民受教育程度不断提景观的扩展、填充。3。2政策调控高、接受信息的媒介不断丰富，对生存环境质量的重视程度不断提升，对于集休闲、游憩、生态等诸多功能于国家及地方政策的调整会对城市建设发展起到显著的 一体的公园绿地的需求不断增加，对居住、工作区域内调控作用，南京绿色空间格局形成及各阶段演变特征也均 部的附属绿地要求也不断提高。而且，随着人均私家车能映射出政策的调控效能，如南京文教区的向东扩张、北 拥有数量增加，地铁、公交等出行条件的不

20、断完善，对部工业区的建设、河西新区的开发建设、“退二进三、退 较远距离的自然生态空间需求也逐渐增加。二优二”的决策部署，以及关于森林保护、绿化管理的相关立法等，促进了附属绿地、公园绿地的扩张，强化了生态防护绿地的保护，也带来了生产绿地A9iPJ退。以公共绿地和农业用地面积代表增加和减少的属性分别与GDP、固定资产投资、财政支出3个经济指标进行1064结论与讨论41主要结论通过对案例地绿色空间格局变化特征及原因的剖析，结合中国的城市化进程中，城市普遍存在的高速扩张、环境质量退化等一系列问题，不难发现以下问题。加一；j一一弱一引一甜一一伯一幅一跎一一引一s!刀一8一一8一一距一一加一眠一观一观一M

21、一眠等簪簪簪簪簪蔫蒜万方数据1)快速城市化催化了绿色空间的重构。城市化进程促使城市扩张不断加剧，也直接造成了绿色空间的斑块数量与面积整体呈现减少的趋势。绿色空间的内部类型转换加剧，不同类型绿色空间规模大幅增减、结构剧烈变化，附属绿地、公共绿地急剧扩张，对应的是生态防护绿地减少，尤其是生产绿地的r陕速萎缩，消失殆尽。2)绿色空间由“自构”向“被构”转型的态势明显。早期城市绿色空间主要以水系、生态防护绿地以及农业等自然、生态景观为主，公园、广场等人工化绿色空间极为有限，且主要分布于古城墙范围内，为此绿色空间形状、分布更为自然。但自改革开放至今，人为规划力在绿色空间中得到更多的体现，不仅体现在公园数

22、量剧增及其布局设置方面，甚至生态防护绿地也多为人为改造或全新建置，形状、分布的人工化程度升高。20世纪90年代末期以后，随着生态化要求的提高，遵从自然、还原自然理念的深入，滨河绿地建设、古城墙绿带建设等一系列改进举措的提出，促使绿色空间的形状指数向自然化、生态化演进，而代表服务宜人性的分布指数则更加均衡、便捷，这在公园绿地类型中显得尤为突出。3)绿色空间的生态化保护、人性化规划还需加强。城市生态环境的脆弱性要求加强绿色空间、蓝色空间的保护。结合南京绿色空间格局演变主要影响因素来看，可通过抑制城市过快扩张、优化升级产业结构、转变经济增长方式、提高城市土地节约集约利用、健全法规政策体系、引导低碳生

23、态的市民生活习惯等一系列手段，借助当下国外较为推崇的“城市增长边界”(UGB)、绿廊绿道、精明增长等管理政策，进一步对绿色空间施以有效保护。42讨论国内外关于城市扩展和城市边缘区的演变研究非常多，这些研究多关注城市的扩展形态、模式，除对整体趋势关注较多外，内部结构的变化也是研究的重点1卜侣。相比而言，国内对绿色空间格局、内部结构长期演变的关注较少。本文重点着眼于城市建筑空间之外的城市空间，借助RS、GIS手段，有针对性地进行深入、细致的解析，探明了案例地自改革开放以来，尤其是在快速城市化进程中，城市绿色空间及内部结构变化的动态及特征，为国内外其他城市绿色空间演变阶段、趋势的判断提供了方法借鉴和

24、案例参照，并可根据演化的特征归纳、影响因素分析，开展对绿色空间保护、规划、优化，以期维护城市的健康可持续发展。Urban Green Space System参考文献：1 1 Koomen E，Dekkers J，Dijk TOpenspace preservation in theNetherlands：Planning，practice and prospectsJ】Land tZse PoScy，20(18，25(3)：361377【2j Bonlansa K，Steenberghellb T，Dewaelheyn sa V，et a1Underrated transformations

25、 in the open space：the case of a11urbanized and multifunctional areaIJLan&cape Urban Plan，2009，94(341：1962(J5【3】王发曾，王胜男，李猛洛阳市区绿色开放空间系统的动态演变与功能优化U】地理研究，2012，31(7)：12【1912234】Herlod M，Goldstein N C，Clarke K CThe spatiotemporalform of urban growth：measurement，analysis and modelingLllRemote sensing ofEn

26、vironment，21)02，86(3)：2863025】Nordman E E A public hedonic analysis of environmentalattributes in an open space preservation preservation programD20066】鄢涛，李芬，彭锐基于景观生态安全格局的城镇绿色廊道网络建立研究】城市发展研究，2012，19(8)：222771赵兵，李露露，曹林基于GIS的城市公园绿地服务范围分析及布局优化研究：以花桥国际商务城为例中国园林，201 5(6)：959981陈永生，徐小牛基于RS和GIS的合肥市城市绿地景观空间

27、结构的分析评价UI东北林业大学学报，2012，40(3)：62669】武静武汉滨湖景观与用地演化定量分析中国园林，2f1130 1)：12412710】潘剑彬，李树华北京城市公园绿地负氧离子效益空间格局特征研究U】中国园林，201 5(7)：1()(1_104111邵大伟，吴殿呜，刘志强等绿地对城市居住空间引导效能的定量分析：以南京主城区为例U中国园林，2n14(7)：8286【1 2】邵大伟城市开放空间格局的演变、机制及优化研究【M1南京：南京师范大学，20111 3】邬建国景观生态学：格局、过程、尺度与等级【Ml北京：高等教育出版社，201ln：3438【1 4】傅伯杰，陈利顶，马克明，等

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