快速城市化影响下超大型城市景观生态格局演变特征分析
发布时间：2021-04-05 01:04
针对超大型城市建设对景观生态格局及其变化定量研究的应用需求,基于多时相遥感变化监测和格网划分方法,结合景观指数对北京景观空间格局及动态变化进行定量分析,同时探究城市化对城市景观影响的阈值效应。结果表明:1)2000—2015年,由于北京城市化水平逐渐提高,导致建筑用地增加了56%,斑块破碎程度较低;而城市耕地及绿地景观有所减少、斑块分布不均,破碎程度上升;2)空间格局方面,由于建筑用地的覆盖及彼此间的高度连接,使城区景观破碎程度明显低于城郊,景观多样性水平呈下降趋势;3)回归分析表明城市化对城市景观破碎度有显著影响,相关系数达0.84,具体表现为倒U关系,即景观破碎度随城市化水平的提高呈先上升后下降的关系,城市化水平在51%～53%时达到峰值。
【文章来源】：中国农业大学学报. 2019,24(04)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
图２北京２０００—２０１５年斑块类型ＬＰＩ变化图Ｆｉｇ．２ＬＰＩｃｈａｎｇｅｉｎＢｅｉｊｉｎｇｐａｔｃｈｃｌａｓｓｌｅｖｅｌｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１５表北京市景观水平的景观指数
出建筑用地连成一片的景观。因此，建筑用地斑块密度的变化幅度较小，同时全市的蔓延度及聚合度指数呈上升趋势。另外，草地斑块密度是各类型景观中最大的，几乎没有变化，且斑块平均面积减少，表明虽然草地斑块数量上升，但在空间较分散，呈星状分布。２．３景观空间格局演变分析基于格网分析得到北京市景观斑块密度（ＰＤ）及多样性指数（ＳＨＤＩ）的空间分布，变化情况由其对应的景观指数差值表示，以ＡｒｃＧＩＳ１０．２为工具做出专题图。图３表明，２０００、２０１０以及２０１５年整体上城区景观破碎程度明显低于城郊。具体而言，北京市的核心功能区东城和西城区属于建筑用地高度集中的地区，且人口长期处于超负荷状态，城市化水平较高，在其外围的城市拓展区，例如海淀、朝阳区由于离核心区最近，因此最早承担了疏散人口的功能，建筑用地成为主要景观，因其不断扩张导致斑块增多、成片分布和连通性强；而城郊诸如房山、门头沟和昌平区等，原本主要以林地和草地及耕地为主，因人类活动的频繁干扰，导致其变化较为明显，最终呈交错分布的景观。变化图更直观表明城区ＰＤ值减小，城郊ＰＤ值上升，进一步说明城市化导致城区的建筑用地覆盖并高度连接；城郊更多由离散的小斑块构成。由于城市扩张，城郊乡镇农村活动的影响，耕地转换为建筑用地，更外围的林草地转换为耕地，打破原有大面积相连的地表覆盖，使景观更加破碎化。在２０００—２０１０年变化图中，城区中心部分ＰＤ值反而是增加的，且
％～５３％时达到峰值。究其原因，在城市发展前期，城市化水平不高，人类活动的干预使斑块类型增加，原本单一、大面积的斑块被不断分散，导致前期景观破碎度呈上升趋势。当城市发展到中期时，城市化水平也到了一定程度，因斑块之间不断转换，彼此渗透且分割更为严重，导致斑块面积增大，形状更加复杂多样，这个阶段景观破碎度达到顶峰。城市发展后期，城市化水平较高，斑块之间出现相互连接成一片的状态，由此又降低了城市的景观破碎度。图５城市化水平与景观破碎度的关系图Ｆｉｇ．５Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｌｅｖｅｌａｎｄｌａｎｄｓｃａｐｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ由于目前城市化发展的表现主要集中于北京市六环以内，因此对于六环外的响应，相关性明显降低。但随着城市逐步向外蚕食推进，全市域的景观破碎度在不同城市化水平下的演变特征会愈加显著，从而可以为城市规划决策提供合理的理论依据。３结论与讨论基于２０００—２０１５年的多时相Ｌａｎｄｓａｔ遥感影像，采用格网划分与景观指数相结合的方法对以北京市为例的超大型城市的景观格局演变特征进行分析，并通过相关回归分析得出城市化水平对城市景观格局影响的阈值效应。主要研究结论如下：１）２０００—２０１５年北京城市化经历由快到慢的发展历程，建筑用地不断增长，２０１０年后的增速较之前更快，１５年间增长５６％，与此相对应的是城市耕地及绿地景观的减少、斑块分布不均，破碎程度呈上升趋势，从而引发了诸如调节水资源能力下降、
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京边缘地区景观格局变化及对生态系统服务的影响评价——以牛栏山-马坡镇为例[J]. 王丽群,张志强,李格,马丰伟,陈立欣. 生态学报. 2018(03)
[2]城市热岛效应与景观格局的关联:从城市规模、景观组分到空间构型[J]. 刘焱序,彭建,王仰麟. 生态学报. 2017(23)
[3]广西滨海区域景观格局分析及土地利用变化预测[J]. 刘世梁,安南南,尹艺洁,成方妍,董世魁. 生态学报. 2017(18)
[4]1986-2013年南京市土地利用/覆被景观格局时空变化及驱动力因素分析[J]. 佟光臣,林杰,陈杭,顾哲衍,唐鹏,张金池. 水土保持研究. 2017(02)
[5]北京市石景山区建设用地景观格局变化分析[J]. 岳攀,岳德鹏,于强,李宁. 城市地理. 2017(02)
[6]北京市近二十年景观破碎化格局的时空变化[J]. 付刚,肖能文,乔梦萍,齐月,闫冰,刘高慧,高晓奇,李俊生. 生态学报. 2017(08)
[7]武汉都市区绿地破碎化格局对城市扩张的时空响应[J]. 焦利民,肖丰涛,许刚,卢延年. 资源科学. 2015(08)
[8]北京城市景观格局时空变化及驱动力[J]. 阳文锐. 生态学报. 2015(13)
[9]大城市边缘区景观破碎化空间异质性——以北京市顺义区为例[J]. 李灿,张凤荣,朱泰峰,曲衍波. 生态学报. 2013(17)
[10]城市景观格局演变的生态环境效应研究进展[J]. 陈利顶,孙然好,刘海莲. 生态学报. 2013(04)
本文编号：3118834
【文章来源】：中国农业大学学报. 2019,24(04)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
图２北京２０００—２０１５年斑块类型ＬＰＩ变化图Ｆｉｇ．２ＬＰＩｃｈａｎｇｅｉｎＢｅｉｊｉｎｇｐａｔｃｈｃｌａｓｓｌｅｖｅｌｆｒｏｍ２０００ｔｏ２０１５表北京市景观水平的景观指数
出建筑用地连成一片的景观。因此，建筑用地斑块密度的变化幅度较小，同时全市的蔓延度及聚合度指数呈上升趋势。另外，草地斑块密度是各类型景观中最大的，几乎没有变化，且斑块平均面积减少，表明虽然草地斑块数量上升，但在空间较分散，呈星状分布。２．３景观空间格局演变分析基于格网分析得到北京市景观斑块密度（ＰＤ）及多样性指数（ＳＨＤＩ）的空间分布，变化情况由其对应的景观指数差值表示，以ＡｒｃＧＩＳ１０．２为工具做出专题图。图３表明，２０００、２０１０以及２０１５年整体上城区景观破碎程度明显低于城郊。具体而言，北京市的核心功能区东城和西城区属于建筑用地高度集中的地区，且人口长期处于超负荷状态，城市化水平较高，在其外围的城市拓展区，例如海淀、朝阳区由于离核心区最近，因此最早承担了疏散人口的功能，建筑用地成为主要景观，因其不断扩张导致斑块增多、成片分布和连通性强；而城郊诸如房山、门头沟和昌平区等，原本主要以林地和草地及耕地为主，因人类活动的频繁干扰，导致其变化较为明显，最终呈交错分布的景观。变化图更直观表明城区ＰＤ值减小，城郊ＰＤ值上升，进一步说明城市化导致城区的建筑用地覆盖并高度连接；城郊更多由离散的小斑块构成。由于城市扩张，城郊乡镇农村活动的影响，耕地转换为建筑用地，更外围的林草地转换为耕地，打破原有大面积相连的地表覆盖，使景观更加破碎化。在２０００—２０１０年变化图中，城区中心部分ＰＤ值反而是增加的，且
％～５３％时达到峰值。究其原因，在城市发展前期，城市化水平不高，人类活动的干预使斑块类型增加，原本单一、大面积的斑块被不断分散，导致前期景观破碎度呈上升趋势。当城市发展到中期时，城市化水平也到了一定程度，因斑块之间不断转换，彼此渗透且分割更为严重，导致斑块面积增大，形状更加复杂多样，这个阶段景观破碎度达到顶峰。城市发展后期，城市化水平较高，斑块之间出现相互连接成一片的状态，由此又降低了城市的景观破碎度。图５城市化水平与景观破碎度的关系图Ｆｉｇ．５Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎｌｅｖｅｌａｎｄｌａｎｄｓｃａｐｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ由于目前城市化发展的表现主要集中于北京市六环以内，因此对于六环外的响应，相关性明显降低。但随着城市逐步向外蚕食推进，全市域的景观破碎度在不同城市化水平下的演变特征会愈加显著，从而可以为城市规划决策提供合理的理论依据。３结论与讨论基于２０００—２０１５年的多时相Ｌａｎｄｓａｔ遥感影像，采用格网划分与景观指数相结合的方法对以北京市为例的超大型城市的景观格局演变特征进行分析，并通过相关回归分析得出城市化水平对城市景观格局影响的阈值效应。主要研究结论如下：１）２０００—２０１５年北京城市化经历由快到慢的发展历程，建筑用地不断增长，２０１０年后的增速较之前更快，１５年间增长５６％，与此相对应的是城市耕地及绿地景观的减少、斑块分布不均，破碎程度呈上升趋势，从而引发了诸如调节水资源能力下降、
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京边缘地区景观格局变化及对生态系统服务的影响评价——以牛栏山-马坡镇为例[J]. 王丽群,张志强,李格,马丰伟,陈立欣. 生态学报. 2018(03)
[2]城市热岛效应与景观格局的关联:从城市规模、景观组分到空间构型[J]. 刘焱序,彭建,王仰麟. 生态学报. 2017(23)
[3]广西滨海区域景观格局分析及土地利用变化预测[J]. 刘世梁,安南南,尹艺洁,成方妍,董世魁. 生态学报. 2017(18)
[4]1986-2013年南京市土地利用/覆被景观格局时空变化及驱动力因素分析[J]. 佟光臣,林杰,陈杭,顾哲衍,唐鹏,张金池. 水土保持研究. 2017(02)
[5]北京市石景山区建设用地景观格局变化分析[J]. 岳攀,岳德鹏,于强,李宁. 城市地理. 2017(02)
[6]北京市近二十年景观破碎化格局的时空变化[J]. 付刚,肖能文,乔梦萍,齐月,闫冰,刘高慧,高晓奇,李俊生. 生态学报. 2017(08)
[7]武汉都市区绿地破碎化格局对城市扩张的时空响应[J]. 焦利民,肖丰涛,许刚,卢延年. 资源科学. 2015(08)
[8]北京城市景观格局时空变化及驱动力[J]. 阳文锐. 生态学报. 2015(13)
[9]大城市边缘区景观破碎化空间异质性——以北京市顺义区为例[J]. 李灿,张凤荣,朱泰峰,曲衍波. 生态学报. 2013(17)
[10]城市景观格局演变的生态环境效应研究进展[J]. 陈利顶,孙然好,刘海莲. 生态学报. 2013(04)
本文编号：3118834
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