上海市城乡梯度景观格局分析

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摘要9利用!在+结合景观格局指数和梯度分析方法3研究了上海市景观结构及其在城市$$$年的土地利用数据3,-的支持下3化梯度上的空间特征D结果表明3上海市的景观结构中3农田为优势景观3占整个景观比例的7而反映城市化的工业C$u左右3居住和基础设施景观则占!表明上海的城市化程度已经很高<郊区居住用地比例过大6城乡交错带居住区与工!u3;!v7#u83业区的高度混合显示上海市的景观结构需要优化3以提高土地利用率D样带上类型水平的景观格局指数分析表明各种景观类型明显反映了城市化的梯度和前沿<而景观水平的格局分析则表明城市化导致景观的破碎化程度增大3表现出独特的空间特征3

景观异质性增高<景观格局指数曲线在城市化梯度上呈双峰型3是上海中心城区和浦东新区城市化区域的具体表现D研究结果表明景观格局指数和梯度分析相结合3是检测城市化和城市形态的有力工具D关键词9梯度分析<景观格局<景观格局指数<城市化<上海

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基金项目9上海市科委重点资助项目6上海市生态学重点学科资助项目<上海市=十五>生态学重点学科建设资助项目<上海市=$!:#;!$7"8<!;;工程>生态学重点学科建设资助项目

收稿日期9修订日期9!$$"?$7?$@<!$$"?$@?$A

作者简介9李俊祥6男3安徽巢湖人3博士3讲师3主要从事景观生态C城市生态和环境遥感等研究D(;#7#B83?9JK222EFG1HI1G4L4MNO4KOMN62$!:#;!$7"8<-PQRSTUVWQSWVXY9Z4[\]0^]FE_]0E-‘FN^‘FG-MG4NM4a’4M‘N010^[&0EEGbb44.0‘FN^‘FG\]G0]Gb[%MFK4EGMcGLMG51GN4FNK?!;;\>?’‘4-bFb4dLb4Nb‘_Ge4[4F]=]0H4MbLO550]b4Kf4[FMFK4EGMKGLMG51GN45]0^]FE0_(&.g9!$$"?$7?$@<9!$$"?$@?$AhXiXWjXTTUVXkiiXlVXTTUVX

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万方数据224MNO4KOMN

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生态学报

OP卷

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文章编号FJKKK3KLMMNOKKPQJK3JLRM3KS中图分类号FPLUSP文献标识码FTJ6VLW

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据联合国人口署预测U其中XOKMK年全世界人口将达到SJ亿UKY的人口将居住在城市地区Z\随着世界人口数量的不断

增加U城市化将在全球范围U尤其是发展中国家加速进程\城市化是土地转化最直接的表现形式U并深刻地改变一个地区的自然

O[从而对生态系统的结构]功能和动态产生影响Z进而对城市地区的自然资源管理]城市规划]生物多样性保护以及居民景观UU

的生活质量产生影响\理解城市化带来的景观空间变化及其与生态过程之间的关系U以及生态学后果是城市生态学研究的主要

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开展城市景观生态学的研究至关重要\内容之一Z\因此U

目前国内对城市化的研究多集中在两个方面F一是城市土地利用‘土地覆盖变化及其驱动力分析]城市发展形态等方

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二是从景观生态学的角度U分析城市化过程中的景观格局变化及其空间特征Z面ZH\

上海市作为中国的特大型城市U正在经历着快速城市化过程\城市化造成的人口膨胀]土地资源紧缺]环境污染加剧等一系如何优化土地利用格局U以满足居住]工业和城市绿化的用地需求U城市化导致的城列问题已经危及到上海城市的可持续发展\

是上海市迫切需要解决的关键问题之一\景观格局指数是定量化市空间无序扩张对城市生态系统功能的影响及其生态学后果U

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分析景观空间动态的主要工具Z在景观生态学中广泛应用Z近年来在城市生态和城市景观研究中发挥着重要作用ZUU\

本文利用遥感解译的土地利用资料U在G通过贯穿市中心的景观样带的梯度分析U旨在阐明上海城市景观格qI的支持下U局的空间特征以及城市化对景观格局的影响U了解上海城市化过程中的城市景观空间格局和景观组分的定量变化U以期为上海管理和决策提供参考U同时也为进一步研究城市形态的动态变化]城市化的生态过程和生态后城市总体规划和土地利用规划]果]以及进行定量模拟等研究打下基础\a研究方法与数据处理axa数据获取及处理

本研究所用上海景观类型是在上海市土地利用类型的基础上重新分类而成\土地类型参照建设部JLLJ年颁布的国家标准城市用地与规划建设用地标准z中的城市用地分yNJMR3LKQG{|城市土地利用类型数据是利用J类体系\LLL年JO月^OKKK年M月拍摄的全上海市J在地理信息}_KKKK彩红外航空遥感相片U系统支持下进行目视解译和数字化U得到OK种土地利用类型U并经过野外实地调查和数据校正U最终建立属性数据与空间数据对应的土地利用类型矢量数据库\为反映城市化状况及便于计算景观格局指数U居住]OK种土地利用类型重新整合为农业]工业]基础设施]道路交通]绿地]水体及其它S大类N见表J在Q\支持下U将土地QW"*~&-;软件的空间分析模块N12$(&$+$%$+01(利用矢量数据转换为象元大小为_用8!_8的栅格数据U软件计算景观格局指数\NxMQu"$:1($(1"$1(-"4-"1&)%M"研究方法ax

为研究城市景观格局与生态过程之间的关系U需要进行空间格局的定量分析\本文采用梯度分析和景观格局分析方法\梯

OJ[度分析方法最早应用于植被生态学Z现被广泛用于调查城市UPUOO[OM^OXUO[化对植物分布的影响Z和生态系统特征方面的研究Z选\

表a土地利用类型再分类

bcde?afcgDhE?C?iecEEjkjicljBgEim?n?

再分类的景观类型

原土地利用类型

o-*+$11&/&-,+$%,1*$2-(02-p"&:&%$++$%,!1-(02-工业景观q工业用地q%,!1("0%,!1("0

仓储用地r$"-7)!1-道路交通景观6"$//&*道路广场用地

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铁路用地o$&+;$0航空用地W&"2)"(

港口用地t$"#)!"

基础设施景观<!#+&*

/$*&+&(0居住景观o-1&,-%(&$+绿地景观G"--%+$%,

公共建筑用地<!#+&*/$*&+&(0其他设施用地

城镇居住用地V"#$%$%,();%"-1&,-%(&$+

农村居住用地o!"$+"-1&,-%(&$+林地u)"-1(公园N包括动]植物园Q<$"9&%*+!,&%:v))$%,$"#)"-(!8

农业景观$:"&*!+(!"-草地:"$11+$%,

农田N包括苗圃Qu$"8+$%,&%*+!,&%:1--,+&%:%!"1-"0园地p"*7$",

水体景观r$(-"

河流o&4-"湖泊与池塘w$9-s2)%,水产养殖T.!&*!+(!"-其他p(7-"1

在建用地w$%,&%*)%1("!*(&)%未利用土地V%-82+)0-,

取一条贯穿上海中心城区U宽_长X_98]98的东西向样带彩版#Q以研究上海城市景观格局在城乡梯度上的变化\景观NU

ZOR[在计算景观格软件N栅格版本Q格局指数计算利用Uu"$:1($(1万方数据

局指数时U为减少数据的离散性U采用移动窗口方法U移动步长

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李俊祥

等q上海市城乡梯度景观格局分析

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为!这样将样带划分为!可以计算斑块个体0斑块类型和景观1个层次上的一系列景"#’个#$%&$%(#$%的样方)*+,-./,/.

!34156

观格局指数)景观格局指数非常之多&但是大部分指数所指示的格局特征往往是不全面的&具有其局限性且存在冗余2)因

此&根据本研究的需要&共选取了下列3个景观格局指数7表!8)

表9景观格局指数

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景观指数

K,LM.N,OP%P/+QN.类型比例VP+NPL/,-PSWK,LM.N,OP

斑块密度V,/NYUPL.Q/T边缘密度ZM-PUPL.Q/T[Y,LLSL多样性指数[Y,LLSLUQ\P+.Q/T]LMP^平均斑块面积‘P,LV,/NY[QaP

最大斑块指数K,+-P./O,/NYQLMP^

景观形状指数K,LM.N,OP.Y,OPQLMP^

景观聚集度指数K,LM.N,OPNSL/,-QSLQLMP^

缩写RN+SLT%VKRXUVUZU[_U]‘V[KV]K[]bcX

描述UP.N+QO/QSL

景观中某类斑块的面积占整个景观面积的百分率

斑块密度即单位面积的斑块数目&反映了景观破碎程度&斑块密度越大&则斑块越小&破碎化

程度越高)

斑块的边界密度即单位面积的斑块边界数量&反映景观中异质性斑块之间物质0能量0和物种

可直接表征景观整体的复杂程度)交换的潜力及相互影响的强度&反映景观类型多样大小的指标

等于斑块类型面积除以该斑块的总数)它既可用来对比不同景观的聚集或破碎程度&也可以

指示景观各类型之间的差异)

斑块类型中最大斑块面积占总景观面积的百分数)是斑块水平上优势度的量度)

景观形状指数对景观大小起调节作用的总边界或边界密度的标准量度&同时也是斑块聚合或离散程度的量度&越大斑块则越离散)K[]

聚集度指数反映景观中不同斑块类型的聚集程度)聚集度小&则斑块面积小&离散程度高&反之亦然)

9结果与分析

9"d上海城市景观的总体特征

农田景观的比例最大&占整个景观类型的’可看作是景观基从!555年上海市景观结构中各景观类型的比例来看&5"e#f&质类型&而居住景观0工业景观0绿地景观0基础设施景观和其他景观类型所占的比例分别为eg"!’f0’"5hf0!"1#f0e"igf

!和e图e为e而其他类型景观0工业景观0基础设施景观0居住景观和绿地"3!f78)平均斑块面积最大的是农田景观&1"!#,Y%&!!!!!景观的平均斑块面积则逐渐减低&依次分别为#图e斑块密度最大的是居"#!#"5i1"hee"g1"i!8jY%0Y%0Y%0Y%和5Y%7M!!!!住景观7其次是农田7和绿地景观7接下来是工业景观7和基础设施h"hh个k&g"#g个k1"!#个k&e"!个k$%8$%8$%8$%8!!

建筑用地等其他类型景观的斑块密度最小&为5图e最大斑块指数中&农田最大&而其他类型075"g#个k&"11个k8j$%8$%7l

绿地0工业0基础设施和居住区则依次减小7图e斑块类型面积比例0最大斑块指数和平均斑块面积的最大值为农田8)总体上&N说明上海市的景观类型中&农田仍然为优势景观类型)而居住景观是上海市景观中占地比例第二大的景观类型&其斑块密景观&

度最大&而平均斑块面积和最大斑块指数很小&表明居住景观斑块的分布破碎而分散)工业景观和基础设施景观是城市化造成结合下文类型和景观水平的梯度分析&更能反映城市化对景观格局的影响)的土地类型快速转变的具体体现&

河流和道路作为景观廊道&所占的比例达e是上海市最有特色的景观类型)上海市有大小各级河道!河道1"#hf&1i3i条&

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总长度约!河道密度达1上海市中心城区道路总长度约!道路网密度1郊区道路总e’g’"!h"ge#ig"h$%&$%k$%j$%&$%k$%&!

公路网密度为5加强了对其他景观类型的切割&增加了景观的破碎度&受影响最长度ge5g"’#$%&$%k$%)高密度的景观廊道&

大的是农田景观&其斑块密度较高&原因就是农田景观受到河道和道路景观廊道的分割)9"9类型水平的梯度分析

在样带梯度上&各景观类型的比例清楚地显示出中心城区的范围大概在1样方e之间7图!!"##14ei88)农田$%4g$%7,景观呈现出从郊区向中心城区逐渐递减的趋势&农田景观的比例在接近城郊结合部时陡然下降&到中心城区为零&经过中心城在样带中的梯度变化呈m型&在中心城区两边呈对称分布)居住区和基础设施的比例则呈现出从郊区向中区后又逐渐上升&no心城区逐渐递增的趋势&在中心城区达到最高&但是两者的峰值位置并不协调一致&以人民广场7样方e为中心点&基础设施’8的峰值出现在中心城区到浦东陆家嘴商务中心区7样方e范围内&而这个范围内居民区相对要少)工业景观从郊区向中#4ei8心城区在样带上大致呈m型&呈双峰分布&峰值位置出现在城郊过渡带&与居住景观高度混合)从图!中可以看出&反映城市‘o,化的景观类型7工业0居住0基础设施8和农业景观在景观样带上比例的变化&明显反映了城市化的梯度变化&以及城市化区域的范围)各类景观类型的比例&在郊区是农田p居住区p工业p基础设施&在中心城区则为居住区p基础设施p工业p农田)

从各类景观的斑块密度来看图!居住景观斑块密度最高&在样带西部&斑块密度大小的排列依次是居住p农业p工业78&l万方数据

!中心城区居住景观和基础设施的斑块密度很高&达到e最大斑块指数小7图!景观的边界密度高p基础设施&#4!5个k8&$%&N

卷

万方数据

上海市城乡梯度景观格局分析

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生态学报

#4卷

姜传明,深圳市龙华地区快速城市化过程中的景观结构研究(林地的结构和异质性特征分析,生态学报"#-)).曾辉"$$$"/0’+!(+12*+2+,宋永昌,上海西南城市干道两侧地带景观动态研究,应用生态学报"-)#.高峻"#$$)"3/’4!(5$6*5$7,

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国内统一刊号为n国际标准刊号变更为[国际标准B4大)每5开")p6$51q51#p7$1#"o)r"@@o)nstuo码nvwvBx"月)每期)铜版纸印刷Z国内发行"定价每期人民币7全年)国内邮发代号#邮局订购Z国外订$日出版"#2页"$元"$2$元"p6$$"购请与‘b]<=c>bb:deb;\_;fg联系Z

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万方数据

万方数据

上海市城乡梯度景观格局分析

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

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