城市扩张过程中建设用地景观格局演变特征及其驱动力
发布时间：2021-11-09 23:01
剖析城市扩张过程中建设用地景观格局演变特征及其驱动力,不仅有助于城市生态环境问题的解决,而且为城市用地结构优化、城市景观规划等工作提供科学依据。以快速城市化的中型城市—扬州市为例,利用多期（1995、2000、2005、2010年和2015年）Landsat卫星影像、乡镇水平的扬州统计年鉴等数据,运用景观格局分析、增强回归树（Boosted regression trees）等方法,研究建设用地的扩张模式、形态及景观格局,定量探究地理、社会和经济因子对景观格局的影响机制,从而明晰景观格局演变特征及其驱动力。结果表明,1995—2015年,建设用地面积持续增加,填充式（Infilling）、边缘式（Edge-expansion）和跳跃式（Leapfrog）3种扩张模式在各时段均有出现,但其优势度随着城市发展而改变。建设用地的形态在城市扩张的过程中经历着"集聚"和"扩散"的交替变化过程,景观格局则出现了同质化倾向,景观破碎化下降、聚合度增加。地理因子（海拔和到县市中心的距离）对景观格局的综合影响虽然高于社会经济,但它的影响力却随着城市发展呈现出下降趋势,社会经济的作用则逐渐增强。海拔和人口...
【文章来源】：生态学报. 2020,40(10)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
1995—2015年扬州各乡镇建设用地景观格局指数的变化
建设用地面积从1995年的725.4 km2持续增加到2015年的1076.5 km2。3种扩张模式(跳跃式、边缘式和填充式)在4个研究时段(1995—2000、2000—2005、2005—2010年和2010—2015年)均有出现(图2),但是它们的优势度呈现较大差异(图3)。从斑块数量的比例来看,边缘式扩张一直处于主导地位,其优势度远大于其他扩张模式。除2005—2010年外,填充式的优势度均高于跳跃式(图3)。3种扩张模式在不同县市间的优势度基本相同,与全市的情况相一致。然而,从斑块面积的比例来看,边缘式扩张在初期(1995—2000年)和后期(2010—2015年)处于主导地位,填充式在中期(2000—2010年)处于主导地位,跳跃式则始终最低(图3)。3种扩张模式在不同县市间的优势度呈现较大差异,与全市的情况并不吻合,尤其是2000—2005年。从1995年到2015年,全市建设用地的面积加权扩张指数(AWMEI)呈现先增加、后减小、再增加的变化,意味着城市化过程中建设用地景观出现了“集聚→扩散→集聚”的现象(图4)。与全市的变化趋势相同,邗江区、广陵区、仪征市和高邮县的建设用地景观也出现了“集聚→扩散→集聚”的变化特征。然而,江都区和宝应县的变化存在较大不同,即江都区呈现“扩散→集聚”的变化,宝应县则为“扩散→集聚→扩散”的变化。
表2 景观格局指数与地理、社会和经济因子的分析结果*Table 2 Results of landscape pattern indices with geographic, social and economic factors 景观格局指数Landscape indices 1995年 2000年 2005年 2010年 2015年 R2 RMSE R2 RMSE R2 RMSE R2 RMSE R2 RMSE PD 0.44 0.36 0.46 0.36 0.43 0.37 0.64 0.26 0.59 0.28 ED 0.51 5.29 0.57 4.94 0.52 5.22 0.49 4.98 0.47 5.07 LSI 0.40 0.49 0.42 0.49 0.34 0.52 0.50 0.43 0.42 0.46 AI 0.35 1.47 0.39 1.41 0.34 1.68 0.67 1.28 0.61 1.39 * R2:决定系数,coefficient of determination;RMSE:均方根误差,root mean squared error;PD:斑块密度,patch density;ED:边缘密度,edge density;LSI:景观形状指数,landscape shape index;AI:聚合度,aggregation index随着城市的发展,地理因子(海拔和到县市中心的距离)对景观格局的综合影响呈现下降趋势(图7)。地理因子中,海拔的影响(11.4%—27.7%)通常高于到县市中心距离(14.2%—18.2%)。随着城市的发展,海拔对景观格局的影响整体呈现削弱之势,而且到县市中心距离的影响也具有明显的时间特征。海拔对景观破碎化(PD、ED和LSI)的影响(19.2%—27.7%)高于对聚合度(AI)的影响(11.4%—16.6%)。海拔的增加对PD、ED和LSI表现为促进作用,对AI则表现为抑制作用(图8)。在1995—2005年,随着到县市中心距离的增加,其对PD、ED和LSI的作用表现为先抑制后促进,对AI却没有明显的影响;在2010—2015年,到县市中心距离对PD、ED和LSI的影响转变为促进作用或无明显作用,而对AI开始表现为抑制(图8)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扬州城市建设用地扩张的时空演变特征及其驱动机制[J]. 车通,罗云建,李成. 生态学杂志. 2019(06)
[2]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)
[3]桉树生物量估算差异的源解析[J]. 闫晶,罗云建,郑德福,王水城. 林业科学. 2014(02)
[4]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)
[5]快速城市化进程中城市扩张对景观格局分异特征的影响[J]. 韦薇,张银龙,赵兵,王浩. 生态环境学报. 2011(01)
硕士论文
[1]上海城市增长模式与景观格局动态[D]. 吴金玲.华东师范大学 2015
本文编号：3486066
【文章来源】：生态学报. 2020,40(10)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
1995—2015年扬州各乡镇建设用地景观格局指数的变化
建设用地面积从1995年的725.4 km2持续增加到2015年的1076.5 km2。3种扩张模式(跳跃式、边缘式和填充式)在4个研究时段(1995—2000、2000—2005、2005—2010年和2010—2015年)均有出现(图2),但是它们的优势度呈现较大差异(图3)。从斑块数量的比例来看,边缘式扩张一直处于主导地位,其优势度远大于其他扩张模式。除2005—2010年外,填充式的优势度均高于跳跃式(图3)。3种扩张模式在不同县市间的优势度基本相同,与全市的情况相一致。然而,从斑块面积的比例来看,边缘式扩张在初期(1995—2000年)和后期(2010—2015年)处于主导地位,填充式在中期(2000—2010年)处于主导地位,跳跃式则始终最低(图3)。3种扩张模式在不同县市间的优势度呈现较大差异,与全市的情况并不吻合,尤其是2000—2005年。从1995年到2015年,全市建设用地的面积加权扩张指数(AWMEI)呈现先增加、后减小、再增加的变化,意味着城市化过程中建设用地景观出现了“集聚→扩散→集聚”的现象(图4)。与全市的变化趋势相同,邗江区、广陵区、仪征市和高邮县的建设用地景观也出现了“集聚→扩散→集聚”的变化特征。然而,江都区和宝应县的变化存在较大不同,即江都区呈现“扩散→集聚”的变化,宝应县则为“扩散→集聚→扩散”的变化。
表2 景观格局指数与地理、社会和经济因子的分析结果*Table 2 Results of landscape pattern indices with geographic, social and economic factors 景观格局指数Landscape indices 1995年 2000年 2005年 2010年 2015年 R2 RMSE R2 RMSE R2 RMSE R2 RMSE R2 RMSE PD 0.44 0.36 0.46 0.36 0.43 0.37 0.64 0.26 0.59 0.28 ED 0.51 5.29 0.57 4.94 0.52 5.22 0.49 4.98 0.47 5.07 LSI 0.40 0.49 0.42 0.49 0.34 0.52 0.50 0.43 0.42 0.46 AI 0.35 1.47 0.39 1.41 0.34 1.68 0.67 1.28 0.61 1.39 * R2:决定系数,coefficient of determination;RMSE:均方根误差,root mean squared error;PD:斑块密度,patch density;ED:边缘密度,edge density;LSI:景观形状指数,landscape shape index;AI:聚合度,aggregation index随着城市的发展,地理因子(海拔和到县市中心的距离)对景观格局的综合影响呈现下降趋势(图7)。地理因子中,海拔的影响(11.4%—27.7%)通常高于到县市中心距离(14.2%—18.2%)。随着城市的发展,海拔对景观格局的影响整体呈现削弱之势,而且到县市中心距离的影响也具有明显的时间特征。海拔对景观破碎化(PD、ED和LSI)的影响(19.2%—27.7%)高于对聚合度(AI)的影响(11.4%—16.6%)。海拔的增加对PD、ED和LSI表现为促进作用,对AI则表现为抑制作用(图8)。在1995—2005年,随着到县市中心距离的增加,其对PD、ED和LSI的作用表现为先抑制后促进,对AI却没有明显的影响;在2010—2015年,到县市中心距离对PD、ED和LSI的影响转变为促进作用或无明显作用,而对AI开始表现为抑制(图8)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扬州城市建设用地扩张的时空演变特征及其驱动机制[J]. 车通,罗云建,李成. 生态学杂志. 2019(06)
[2]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)
[3]桉树生物量估算差异的源解析[J]. 闫晶,罗云建,郑德福,王水城. 林业科学. 2014(02)
[4]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)
[5]快速城市化进程中城市扩张对景观格局分异特征的影响[J]. 韦薇,张银龙,赵兵,王浩. 生态环境学报. 2011(01)
硕士论文
[1]上海城市增长模式与景观格局动态[D]. 吴金玲.华东师范大学 2015
本文编号：3486066
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