合肥市景观空间格局分析及其应用研究

1、 摘要本文以合肥市主要建成区(包河区、庐阳区、瑶海区和蜀山区为研究对象,采用景观生态学的数量化方法分析合肥市景观空间格局。首先根据景观生态分类的依据和原则,以及研究区域的特点和研究目的,将合肥城市景观划分为:建筑体景观、水域景观、道路景观、绿地景观、农业及其它景观等五种景观类型。然后以2004年合肥市各区土地利用现状图为主要信息源,运用GIS软件ArcView3.2的图像、数据处理功能,提取合肥城区五种景观类型的空间数据和属性数据。在此基础上选取多个不同的景观格局指标,利用景观格局指数软件FRAGSTATS3,3计算景观空间格局的异质性指数。选取斑块面积、斑块平均面积、斑块数、斑块周长等指标对

2、合肥市景观总体特征进行分析,分析结果为:景观的总斑块数为1906块,建筑体景观的数量最多,有1083块、占总数的56.8%,而且面积最大,占总面积的46.6%。选取形状指数、分维数、内缘比、孔隙度对合肥城区景观类型特征进行分析,斑块形状指数以绿地景观的最大,为1.763,建筑景观最小,为1.254;水体景观的分维数最大,为1.354,建筑体景观最小,为1.196;绿地景观的斑块孔隙度最大,为7.434,农业及其它景观最小,为3.050;内缘比最大的为水体景观18.832,道路景观的内缘比最小,为2.364;选取多样性、优势度、均匀度、分离度、破碎度、蔓延度对合肥城区景观异质性和绿地景观结构进行

3、分析,景观类型的多样性指数分别为:建筑景观(5.514、绿地景观(5.164、农业及其它景观(3.597、道路景观(3.486、水域景观(2.103;景观类型的优势度大小依次为:建筑体景观(2.503、道路景观(1.452、水域景观(1.159、绿地景观(1.118、农业及其它景观(0.695;景观类型的均匀度大小分别为:道路景观(O.861、建筑体景观(O.731、绿地景观(O.724、水域景观(O.611、农业景观(O.如9;景观类型的景观分离度大小分别为:绿地景观(40.403、水域景观(19.981、建筑体景观(11.242、农业及其它景观(5.976、道路景观(1.801;景观类型的

4、景观破碎度大小分别为:农业景观16.034、道路景观11.025、水域景观4.013、建筑体景观3.468、绿地景观1.991;各类景观的蔓延度分别为:建筑体景观3.482、农业及其它景观4.597、水体景观5.122、道路景观5.275、绿地景观5.743。选取连通性指数和网络环度对合肥城区廊道网络进行分析,连通性指数为0.473491,环度为0.209614。结果表明:合肥市的主要建成区的景观生态空间格局主要以建筑体景观为主导,其景观多样性指数最大,而且斑块分维数也比较大;从景观的分离度和孔隙度看,这两个指标均以绿地景观为最大;建筑体景观的均匀度和优势度最大:绿地景观的均匀度最大,对整个景

5、观有很强的影响;建筑景观的优势度最大,对景观百度优化织里童装 AbstractLandscape panem of Hefei is analyzed using quantitative analysis of landscapeecology.According to the principles of landscape classification and characteristics ofregion,landscape of Hefei is divided into five types,including construction landscape,Water landsc

6、ape,road landscape,vegetation landscape,and agricultural landscape.Majorsource of information iS2004Hefei district map in land use.111e spatial data and attributedate of HefeiS different landseapes are picked up using image and data processingfunctions of ArcView3.2.Selecting different landscape ind

7、ices,heterogeneity index ofspatial pattern iS caleulating by landscape index calculation software Fragstats3.3.Overall landscape feature ofHefei iS analyzed by patch area,the average area ofpatch, number of patches and patch perimeter.The total number of landscape iS1906.n蛇stnleture landscape has th

8、e largest number,1083.56.8%of the total and the largest area,accounting for46.6%of the total area.Features of landscape types are analyzed throughfractal dimension,patch shape index.patch density,inner edge index.nle green landscapehasthebiggest shapeindex1.763.butarchitecturallandscapehaslheminimum

9、1.254.Tbelargest fractal dimension is water landscape1.354.nle smallest iS architectural landscape1.196.nle green landscape has the largest patch density7.434.ne agricultural landscapehas the smallest patch density3.050.砀e largest inner edge is water landscape18.832andthe smallest iS road landscape2

10、.364.Landscape heterogeneity of Herei city and structureof vegetation landscape are analyzed through landscape indices including diversity,dominance,fragmentation,and evenness index.Landscape types of diversity index wearchitectural landscape5.514.green landscape5.164,agricultural1andseape3.597,road

11、landscape3.486and water landscape2.103.Landscape types of dominance WgTe as follows:structure landscape2.503。road landscape1.452,water landscape1.159,green landscape1.118and agiculture l砒ldscape0.695.Landscape types of unifomaity of size:mad landscape O.861,structure lamlscape0.731,green landscape0.

12、724,water lmldscape0.611,a删tma landscapeO.539.Landscape types ofla玳Iscape fragmentation size a地:a鲥cldtural landscape16.034,roadlandscape11.025。w龆ja=actscape4.013,structure landscape3.468and green landscape1.991.111e spread of“types of lal畦舶p铭,respectively,smleture landscape3.482,a鲥删mlral4.597,water

13、landscape5.122,mad lalld!瑚pe5275,green landscaw5.743.By using conneetednessindex and the network,corridor network of is analyzed.The connectivity index Wasand central index Was0.209614.The construction landscape iS in the main body0.473491of Hefei landscape.Its diversity index iS the largest and its

14、 patch fraetal dimension ist噼est.n他green landscape has relatively large.111e&Ca/IlleSS index of greea landscape is theinfluence on the enlire landscape.The consm】ction landscape has the largest strongdominance and the most dominant role on the landscape.n坨agricultural landscape iSdistributed aro

15、und the urban landscape.and the discussion of landscapeThrough the index analysis of landscape spatial patternspatial pattern characteristics,to analysis the existing problems of the landscape spatialpaUem of Hefei.According to the landscape ecological spatial paaern optimizationprinciple that the p

16、olicies and mcasttres of urban landscape ecological optimization wasI百度优化织里童装 景唰榭动钢咿曲秸有很多,常用的有蓟旧相关分析(spatial auto-correlation analysis、波谱分析(spe娥ral analysis、半变异矩分析(semi,varingram analysis、趋势面分析、聚块样方方差分析及分形分析等,它们为格局分析提供了更简捷方便的数学工具嘟“。最初的景观格局分析方法来源于种群生态学中种群分布格局的研究,即根据种群密度的变化规律是否符合某种随机变量的分布型来确定分布格局。它仅仅从

17、概率的角度说明种群空间分布状态,对种群的各种空间特征,如空间结构和利用空间的能力等的研究是不完善的。随着数学与计算机技术的发展,能够较好地解决这些问题。地统计学是以区域化变量理论为基础的空间统计,可以定量地定义生态格局研究的抽样和预测的“代表性”,尤其是空间局部估计和克立格法制图,可以在格局分析中精确地描述所研究的变量在空间上的分布、形状、大小、地理位置或相对位置。波谱分析研究系列数据的周期性,是揭示空间格局周期性规律的有效方法。聚块样方方差分析通过对不同大小的样方进行方差分析,以确定斑块大小和空间格局的等级结构。趋势面分析通过拟合空日J数据而建立空间格局统计模型。景观生态学利用分形分析将分维

18、数作为一种指标来描述景观形状的复杂性程度,分维变量的自相似性使我们可以选择最佳观察的尺度束研究某个生态过程,并推断该过程在其它尺度上的变化规律。对景观格局的定量描述是分析景观结构、功能和过程的基础。通过格局分析就可以把景观的空间特征与时间过程联系起来,从而能够比较清楚地分析景观的内在规律性。国内景观格局的研究始于20世纪80年代末肖笃宁等人,当时对景观指数和图形的操作主要采用传统的计算方法和手工操作。近年来,随着3S技术及其相应计算技术的兴起,可以处理卫星遥感数字图像数据、数字地面模型数据和从卫片、航片或地图等经扫描得到的景观生态数据以及实地采样数据等更加复杂的数据。现常用的景观格局指数有平均

19、斑块面积(mean patch size、斑块数量(number ofpatch、平均斑块密度(mean patch density、连接度(connectivity、斑块离散度(inter-patch distance、缀块性(patchiness、邻接指数(contiguity index、斑块周长(perimeter、边缘对比度(convexity inttex、总边缘长度(total edge、形状指数(shape index、分维数(fractaldimension、修改分维数(modified fractal dimension、Shannon指数(Shannon index、Si

20、mpson指数(Simpson index、优势度(dominance、景观均匀度(evfflaness。近年来,有人将上述的这些指标归纳为景观多样性的数量化特征。景观多样性是指景观在结构、功能和时间动态上的多样化和变异性,它揭示了景观的复杂性,是对景观水平上生物组成多样化程度的表征。景观多样性常被区分为景观类型多样性(Landscape type diversity、斑块多样性(Patch diversity和格局多样性(Pattern diversity三种。类型多样性是景观中类型的丰富度和复杂性,常考虑景观中不同的景观类型的数目及其所占面积的比例,其测定指标包括类型的多样性指数、优势度、

21、均匀度和丰富度等,事实上,上面介绍的景观多样性指数是景观类型多样性指数。斑块多样性是百度优化织里童装 工具的作用,GIS实际上成为景观生态学的研究方法,特别是其数量化方法不可缺少的组成部分。景观生态学的许多数学方法和GIS的内在联系就是很好的例证。Forman将景观基本元素抽象为斑块、廊道、结点和网络(Forman,1986,这和矢量数据模型的基木要素多边形、弧、结点和网络有明显的对应关系,他很可能受到GIs思想的影响。而模拟景观格局和过程的计算机模型多采用栅格数据格式,这又与GIS的栅格数据模型不谋而合。可以预见,多尺度的GIS可以提供用于研究随尺度变化的景观格局和过程的手段。在景观生态研究

22、中,地理信息系统不仅被用来采集、处理、存贮、管理和输出景观数据,还用来进行景观空间格局的分析与描述、景观时空变化动态分析与模拟、景观最优化设计与管理,以及结合遥感技术进行景观信息的自动采集、分析,进行景观图及各类专题图的绘制等,用分析景观生态的格局和动态变化二地理信息系统应用于景观空间格局分析与景观时空变化模拟时,应注意以下几点:(1时空尺度的正确选择;(2重视小区域研究;(3从点源数据到区域面的外推及精度分析;(4简化数学方法的应用嘲1。随着地理信息系统技术不断完善,GIS在景观生态学研究中的应用程度日益加深,尤其是在时空分析与模拟、数据集成、数据误差分析及质量控制、智能化等方面技术的同趋成

23、熟,将在景观生态学研究发挥越来越重要的作用。1.3.2全球定位系统全球定位系统(Global Positioning System简称GPS是美国军方研制的第二代卫星导航系统,它由高度为20200km,分布在轨道血倾角为5556个轨道上,约12d,时绕地球一周共24颗卫星组成。定位原理是GPS接收机通过接收空中几颗卫星发射的信号,采用三角测量的原理确定出地球空间任意位置的精确空间坐标。GPS的这种精确定位的性能为航空照片和卫星遥感图像的定位和地面校正提供了一种可靠的方法,我们在处理和实际应用遥感数据时,由于光谱特性等的差异,有很多地物无法准确地识别,这就要求我们要进行实地验证,从事野外工作,就

24、需要人们记录自己所处的精确位置和查明具体的地物信息,这些数据能够帮助我们准确判别和分析图像,GPS可以很好地完成这项工作m。9百度优化织里童装 3合肥市景观空间格局分析l一孟”、,一一。,一i了。厂瑶!H拦“妒i i,一1。?了、一.f 瑶H拦。:、。m 隧!海r 肥t_ij_舻污:。IJ!.、3;东_r 。“,乜j、1一西之一、,0<河乙、.。01,夕4.区,/。县一、/l.强县L、,/一图1台肥市行政辖区区位示意圈Fig.I LocationofHefei'sAdministrativeArea 织里童装 (2ARC/INFO,PCRC,NFO的Coverage。其点、线、面

25、、组合面、结点、注记等要素及其属性均可直接使用,但不能用ArcView编辑。加载Coverage时,所显示的图标符号是立体状的,需进一步打开选择,和ShapeFile不同。(3表状属性数据。ArcView默认的表装数据是DBF文件和INFO数据库的1.able(表。也可通过要素属性表(DBF文件,INFO表和典型的关系型数据库连接(如Access,Oracle,SQL Server等。(4ARC/INFO的栅格数据Grid可用扩展模块SpatialAnalyst进行分析。ARC/矾FO的不规则三角网(TIN。(5ESRI的GeoDatabase数据可用ArcView3.X通过计算杌两络查询、显

26、示。(6AutoCAI:Y的图形数据(DWG、DXF文件、hnerg嘶li/Microsta廿on的图形数据(DGN文件均可直接显示。(7常用的扫描、图像数据,可作为背景图、示意图显示。(8AutoCAD的图形交换DXF文件,MapLafo的数据交换文件(MIF/MID可以转换成Shape文件使用。2.FRAGSrS3.3FRAGSTATS3.3是由美国俄勒冈州立大学森林科学系开发的一个景观指标计算软件,它有两种版本,矢量版本运行在ARC/INF0环境中,接受ARc/FO格式的矢量图层;栅格版本可以接受ARC/INFO、IDIuSI、ERIAS等多种格式的格网数据。两个版本的区别在于:栅格版本

27、可以计算最近距离、邻近指数和蔓延度,丽矢量版本不能;另一个区别是对边缘的处理,由于格网化的地图中,拼块边缘总是大于实际的边缘,因此栅格版本在计算边缘参数时,会产生误差,这种误差依赖于网格的分辨率。FRAGSrS软件功能强大,可以计算出59个景观指标,主要指标(见表1。这些指标被分为三组级别,分别代表了三种不同的应用尺度:(1拼块级别(patch-level指标,反映景观中单个拼块的结构特征,也是计算其它景观级别指标的基础;(2拼块类型级别(class.1evel指标,反映景观中不同拼块类型各自的结构特征;(3景观级别(1andscape.1evel指标,反映景观的整体结构特征。由于许多指标之间

28、具有高度的相关性,只是侧重面有不同,因而使用者在全面了解每个指标所指征的生态意义及其所反映的景观结构侧重面的前提下,可以依据各自研究的目标和数据的来源与精度来选择合适的指标与尺度。百度优化织里童装 3.3.3图件处理与指数计算将所收集的纸质地图扫描、校正,存储文件为TIF格式,采用GIS的坐标变换功能将其转换为真实的大地经纬网坐标。然后在ARCVIEW3.2下按不同的图层分专题对地图数字化即矢量化,各专题图以SHP格式存储。通过的Table、Add Field功能在属性表中添加相关字段(面积、周长、类型等,在Calculate中输入相关指令(Shape.returnarea/length,提取

29、各空间数据的面积和周长。在ARCVIEW3.2中载入SDatial Analyst模块,将各专题图转换成Grid格式(eellsize选择为40mx40m,然后将G-rid格式的专题图载入景观格局指数软件FRAGSTATS3.3中,设置相关参数,计算所选各景观指标。其工作流程如图2。确定研究廿标地图资料收集实地GPS调盘纠正景观类型划分地幽的数字化景观空间格局指标确定l I最观类型数据库的建立景捌空问格局分析提Ii景舰优化对燕景观类型特征分析围2本试验工作流程Fig.2The workflow ofthis test3.3.4景观空问格局指标对景观生态系统空间特征的量度及其指标体系的建立,是空

30、间结构研究的深化方向。近几年,越来越多的学者开始了这方面的工作。建立一套指标体系,景观生态系统的空间结构特征至少应包括个体单元空间形态、群体单元的空间组合状况、单元间的空间关联指数、结构的空间变化规律几个方面。针对各个空间特征,可以设计不同的量度指标“。根据研究目的,本文选择以下景观指标:(1斑块面积(patcharea:从图形上直接量算。(2斑块平均面积(average patch area:整个景观平均面积=斑块总面积/斑块总数;单一景观类型的斑块平均面积=类型的斑块总面积/类型的斑块总数量。(3斑块形状指数(patch shape index:某一斑块周长与等面积的圆周长之比值。织里童装

31、 百度优化 (12蔓延度:又称为斑块体邻接度,其数学表达式如下:C=2nl092n+Pijl092P;ji-l j-I其中%是同j斑块体相邻接的i斑块体所占的线长比例。(13分离度(isolation指数:景观分离度是指某一景观类型中不同元素个体分布的分离程度。Cherg.M.pcarce在研究森林景观格局时,给出了一种森林斑块分离度的计算公式,llp K=1/2形彳.K代表森林景观的分离度;n表示森林斑块的总个数;A为景观的总面积。这个公式仅给出了分离度和斑块个数之间的关系,而没有考虑景观中斑块面积的影响。很明显,当景观中斑块个数为定值时,其面积占景观总面积的比例越大,其分离度越小。反之,分

32、离度大。因此,在计算景观分离度时,必须考虑面积对它的影响,本文采用下式计算景观的分离度,其计算公式为:E=Di/si Sj=Ai/A Di=I/2.、/n/A式中,Fi为景观类型i的分离度,n表示景观类型i中的元素个数,Ai为第i类景观的面积,A为研究区景观总面积。(14破碎度(fragmentation指数:指景观被分割的破碎程度。计算公式为:C=Ai ni式中:AI是i种景观要素的总面积;ni是i种景观要素的总斑块数。(15连通性指数:连通性是网络的重要特征。R指数的计算公式为:R=L/L。=L/3(v一2式中:L为连接廊道数;Lm。为最大可能连接廊道数;V为节点数。(16网络环度:网络环

33、度采用a指数测量。环度a指数是网络的实际环路数与网络中存在的最大可能环路数之比。最大可能的环路是最大可能的连接数即3(V一2减去无环路网络的连接数(V1,即3(V一2一(V一1=2V一5。因此,a指数为:a=(LV+1/(2V一5。式中:L为连接廊道数;V为节点数。a值的变化范围是O1.0,当a=O时,表示网络无环路;当a=1.O时,表示网络具有最大可能的环路数。17百度优化织里童装3.4合肥市景观总体特征分析衰2台肥市景观类型的数量特征Table1The Quantitative Characteristics ofthe Landscape Types in Hefei City由表2可知

34、,合肥市建城区总面积为391.197km2,景观的总斑块数为1906块,景观间最大斑块数和最小斑块数之差为1019,平均最大斑块周长和平均最小斑块周长之差为35.294km。从斑块的数量来看,合肥市建成区建筑体景观(见图3的数量最多,有1083块、占总数的56.8%,其次依次是:绿地景观、农业及其它景观、道路景观和水体景观,分别占总斑块数的:19.4%、15.6%、4.8%、3.4%。就斑块面积而言,建筑体景观的面积最大,为182.294km2,占总面积的46.6%,其次是水体景观,占总面积的26.1%;第三是绿地景观,占总面积的12.7%;第四是道路景观,占总面积的7.7%;第五是农业及其它

35、景观,占总面积的6.965%。可见合肥市建成区景观的斑块数、斑块面积和斑块周长的分布不均衡。 豳3台肥城区建筑体景观分布Fig.3The construction landscape in Heftis urban afca183.5合肥市景观类型特征分析表3合肥城区各景观类型评价指标Table3The landscape evaluation ofHcfci city3.5.1斑块形状指数分析从各景观类型的斑块形状指数来看(见表3:合肥市建成区各景观斑块形状指数以绿地景观的最大,为1.763,其它的分别依次为:农业及其它景观(1.602>道路景观(1.541水体景观(1.514>

36、建筑景观(1.254。这说明整体景观中,各种景观类型的斑块指数之间的差别不是很大,差异不是很明显,以绿地景观的斑块的形状最不规则、最为复杂,而以建筑景观的斑块形状最简单、最为规则。3.5.2斑块分维数分析.。人类干扰所形成的斑块一般几何形状比较规则,因而易于出现相似的斑块形状。分维数愈趋近于1,则表明斑块的自我相似性就越强,斑块形状就越有规律;斑块的几何形状越趋于简单,表明受人类的干扰的程度就越大。分维数直接反映同类斑块边界构图的复杂性。比值为l时,说明该斑块为圆形,比值大说明斑块周长大、面积小,形状复杂。合肥市建成区各景观类型分维数的值依次为(见表3:水体景观(1.354、农业及其它景观(1

37、.281、绿地景观(1.243、道路景观(1.219、建筑景观(1.196。因而,可以看出在整个景观中,建筑景观受人类的干扰较大,斑块形状的规律性较强,而水体景观受人类的干扰最小,斑块形状的规律性也最差。从斑块分维数的分析来看,其结果与斑块形状指数的分析结果基本一致。3.5.3斑块孔隙度分析斑块孔隙度即景观的类型斑块密度,即景观类型斑块数与景观类型面积的比值。某一类型在景观上的斑块密度(孔隙度,揭示出景观基质被类型斑块分割的程度,对生物保护、物质和能量分布具有重要影响。孔隙度高,表明某一类型的景观中分布广、影响大。合肥市建成区各景观类型的孔隙度(见表3按从大到小的顺序依次排列为:绿地7.434

38、、水域6.276、建筑5.963、道路3.980、农业及其它3.050。从结果来看,各景观类型之间的斑块孔隙度差异明显,这说明各景观类型对景观的影响存在明显的差异。其中,以绿地景观的斑块孔隙度最大,则说明绿地景观分布最广,对景观的影响最大,而农业及其它景观的斑块孔隙度最小,分布比较集中,对景观的影响也较小。19百度优化织里童装 3.6.2景观优势度分析优势度表示景观多样性对最大多样性的偏离程度,或描述景观由少数几个主要的景观类型控制的程度。优势度指数越大,则表明偏离程度越大,即组成景观各景观类型所占比例差异大,或者说某一种或少数景观类型占优势;优势度小则表明偏离程度小,即组成景观的各种景观类型

39、所占比例大致相当;优势度为0,表示组成景观各种景观类型所占比例相等;景观完全均质,即由一种景观类型组成。从表4可知,合肥市建成区各景观类型的优势度大小依次为:建筑体景观(2.503、道路景观(1.452、水域景观(1.159、绿地景观(1.118、农业及其它景观(O.695。其中,建筑体景观优势度最大,对景观的支配作用最大,反映了建筑体景观对城市景观及城市景观生态系统起着决定作用,农业及其它景观的景观优势度仅为0.695,因而,对景观的作用较小。景观整体的优势度为0.364,说明各景观类型对整体景观作用的差异不大,各类型所占的比例相当。3.6.3景观均匀度分析由表4可知,合肥市建成区各景观类型

40、的均匀度大小分别为:道路景观(O.861、建筑体景观(0.731、绿地景观(O.724、水域景观(O.611、农业景观(O.539。道路景观的均匀度最大,说明道路景观的各斑块在景观内的分布是最均匀的,而农业及其它景观的均匀度最小,说明其分布是最不均匀的。景观整体的均匀度为0.698,说明整体景观内的各景观类型是比较均匀的分布在景观中。3.6.4景观分离度分析分离度越大,表明景观在地域分布上越分散。合肥市建成区各景观类型的景观分离度大小分别为(见表4:绿地景观(40.403、水域景观(19.981、建筑体景观(11.242、农业及其它景观(5.976、道路景观(1.801。从结果看,各类景观的景

41、观分离度差异很大。其中,绿地景观的分离度最大,表明绿地景观在景观中的分布最广且最分散,而城市道路景观的分离度最小,仅是绿地景观的4.5%,表明道路景观在整个景观中的分布比较集中。3.6.5景观破碎度分析景观破碎程度与自然资源保护密切相关,许多生物种要求有一定面积的生境才能生存下去。它在一定程度上反映了人为对景观的干扰程度,反映人类活动对景观格局的影响。关于景观破碎度计算方法有多种,但多较繁琐,本文采用平均斑块面积作为衡量景观破碎程度的指标,通过不同时期景观斑块平均面积及斑块数的比较,可以看出景观破碎化程度的变化情况”1。合肥市各景观类型的景观破碎度大小分别为:农业景观16.034、道路景观11

42、.025、水域景观4.013、建筑景观3.468、绿地景观1.991,结果显示,绿地景观的破碎度最小,农业及其它景观的破碎度最大,究其原因是由于农业及其它景观中的未利用土地的开发彼此存在一时间差,导致未利用土地零散的分百度优化织里童装 合肥建成区主干路长282.69kin,面积15,55kmZ:次干路长204.81km,面积8.19kmz:支路长423.60km,面积约6.35km2。道路线密度为4.07kin/km2,远低于国家规范的下限值(超过200万人口城市的道路网合理密度为5.47.1kin/km2。研究区内有主干道、次干道共92条,总长度达385km,占地面积达到23.74km2,共

43、有连接麻道数902条,节点数637个。因此。根据连通性指数和环度指数的计算公式,可以计算出合肥成区的廊道网络连通性指数R=0.473491道路廊道网络环度指数a=(902637+1/(2*6375=0.209614。R指数的变化范围是O一1,为R=0表示没有节点,R=1表示每个节点都彼此相连。景观的历史和文化通常是决定网络空间结构的重要因素,网络总是随着经济、社会以及环境的变化而变化,在众多的网络空间结构的影响因素中,多数网络结构主要取决于人类活动的影响。网络的连通性越好、环度指数越高,就越有利于物质、能量、价值、信息等的流动和物种的迁移。廊道网络连通性指数R只有0.473491,廊道网络环度

44、指数a仅仅为0.209614,表明该区的道路网络连通性差、路环少,不利于物质、能量、价值、信息等的流动和物种的迁移,使城市生态系统的生态平衡功能降低。3.8合肥市绿地景观空间结构分析图5台肥市水体景观和缳地景观分布Water Landscape and Vegetation Land.scape ofHefci CityFig.j百度优化织里童装 4城市景观空间格局优化4.1景观生态优化的基本原则城市景观生态空间格局的优化,实质上就是对景观格局中不合理的景观要素分布和用地比例以及景观要素的面积大小、形状等的配置进行调整,使景观要素内部及各景观要素之间的比例关系协调、用地配置得当、生念环境优美,

45、实现景观的质量价值、生态价值、美学价值、视觉容量同时达到最大的耳的。”。景观生态空间格局优化所采取的手段通常是通过景观生态规划,因而,景观生态优化的原则也就是景观生态规划的基本原则。4.1.1整体优化原则景观是由一系列生态系统组成的具有一定结构与功能的整体。”。景观规划与设计应把景观作为一介整体单位来考虑,以达到最佳状态。在城市规划与设计中应组织和谐一致的土地使用,取消功能混杂、相互干扰的布局。土地开发要考虑水源、大气、生物、噪声和侵蚀等环境问题,在城市内部建立区域开放空间系统,使旷地、绿地均匀分佰。4.1.2异质性原则城市景观空间异质性的维护与发展是城市景观规划的重要原则。对城市景观的生态平

46、衡、城市的持续发展有重要意义。城南景观是一个毫度人工化的景观,建筑物斑块及廊道占优势,而绿地斑块及廊道少,因而产生了严重失衡的现象。这样的结构影响了城市景观的生态负荷,带来了空气污染,水质下降等环境问题。因而在城市景观结构中应增加绿地廊道及绿地斑块,根据城市现状确定绿地斑块的最佳位置、最佳面积,尽量使其均匀分布于城市景观中。同时在绿地景观设计中,应放弃过于强调视觉差的景观设计,提倡因地制宜、根据生态学原理兼顾美学特性,实行乔、灌、藤、草相互配制,充分利用空间资源、提高绿地自然度,形成自稳协调的城市绿地生态系统.以和子抵抗不良因素的干扰,从而体现城市景观串入与动物、植物的控制共生。4.1.3多样

47、性原则多样性导致稳定性,多样性原则有两方面含义。首先是景观元素的多样性,即廊道、斑块形式多样,大小斑块楣结合;宽窄廊道楣结合:集中与分散楣结合;其次是物种多样性曲1。近年来,城市生态园林的兴起,将城市园林从传统的游憩、观赏功能发展到维持城市生态平衡、保护生物多样性和再现自然的高层阶段。园林类型多样化及大园林规划都为城市生物多样性的丰富与发展莫定基础。在城市景观规划中应尽可能设计多种园林类型。包括生产型植物群落、观赏型植物群落、抗逆性植物群落、傈健型植物群落、知识型植物群落、文化环境植物群落六大生态园林和珍稀濒危园、生百度优化织里童装 美丽的“翡翠项链”。形成市区的“绿肺”和绿色风景线。建成了和

48、平广场、市政府广场、琥珀潭黑池坝景区、南淝河景观带、黄山路、包河大道等一批重点园林景观工程。实施了租地绿化、大树进城、鲜花上街、拆房建绿、拆墙透绿和大环境绿化建设。加强了城市生态环境建设、创造了良好的人居环境、促进城市可持续发展。城市内部则形成了广场交通景观、历史文化景观、风光园林景观等特色景观格局。逐渐形成了城区西傍大蜀山森林公园、董铺水库、合肥植物园,南濒巢湖,北有大房郢水库,瑶海公园、花冲公园、生态公园、南滟湖,天鹅湖、翡翠湖,南淝河镶嵌其中的整体格局。但城市建成区的景观生态空间格局以及组成景观的各景观类型内部格局上,还存在一些问题和不足之处。城市景观生态优化的目的在于确立各类用地的合理

49、匀称的布局。近年生态城市、绿色城市、可持续城市的概念相继出现为城市景观生态的优化提供了依据。城市景观生态优化的重点应是恢复和保护城市人文景观、自然景观的整体性,增加城市景观的多样性、舒适性及美学价值。城市景观分析与评价是做好景观生态规划和城市景观生态空间格局优化工作的基础性工作,是从景观生态学角度分析城市景观的要素、结构、功能以及物流、能流情况。景观结构的中心问题是它的异质性状况,城市中的公园、绿地,铁路、公路、街道、建筑物等景观要素结合构成异质性的城市景观。城市景观异质性首先表现为二维平面空间的异质性,即公园。绿地、冰面、建筑物、街道等性质各异、功能不同啪1。同时又表现为垂直空间异质性,即建

50、筑物在垂直方向上参差不齐和空气构成上的异质性。测度城市景观异质性主要根据以下几个指标加以评价:景观总面积、总斑块数、平均斑块面积、景观多样性、景观优势度、景观均匀度指数、景观破碎度、景观分离度等。一般而言,在景观总面积一定的情况下,总斑块数越多则平均斑块面积就越小,而景观破碎度就越大,景观多样性指数和景观优势度指数越大,就反映人类活动对景观干扰就越严重。城市景观的空间格局是分析城市景观结构的重要内容。空间格局是生态系统或系统属性空间变异程度的具体表现,他包括空间异质性、空间相关性和空间规律性能内容。它制约着各种生态过程,与干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有着密切的关系。通过对合肥市建

51、成区景观单元特征分析和景观生态空间格局分析,发现目前合肥市城市景观生态空间格局不尽合理。因为景观总面积为定值,各个景观类型的面积与总面积之比的顺序与各个景观类型面积大小的顺序相同。因而,一个景观类型占整个景观的面积比例,在相对意义上给出了每个景观类型对整个景观的贡献率。而景观类型的斑块平均周长,从统计意义上揭示出一个景观类型的斑块搠有边界的长度。从景观的总体特征来分析,无论是斑块数还是斑块面积,都以建筑景观为最大,因此,可以说明合肥市的主要建成区的景观生态空间格局主要以建筑体景观为主导,从景观的空日J格局数量特征来看,景观多样性指数是最大的,而且斑块分维数也比较大;从景百度优化织里童装 一开发

52、、统一建设、统一管理,降低开发建设成本,形成良好的人居环境。政府要出台相应的政策,采取行政的、经济的、法律的和技术的手段大力推行成片开发,提高开发的品质。2.合理布局工业用地。合肥目前工业还不发达,市区内各区,由于对城市发展估计不足,一些新城区逐步接近工业用地,甚至被其包围,严重影响城区的环境。要提早规划好工业区,以防止经济升温时各区工业哄而上,相互之间不协调而产生污染,对城市造成巨大影响。特别是包括高新区经济技术开发区、合肥经济技术开发区,处于城市的中心她带,需根据深化改革,扩大对外开发的要求和合肥发展的实际,重新认识其如何发挥“窗口”和“龙头”作用,明确其定位和功能,以便与整个市区相互协调

53、发展。一一3.改造公共活动空间。舒适、美观、适用是城市公共空间建设的方向,对于旧城区一可进行车流量的调查,对于狭窄、入车混行且车流量较小的街道,可改道或限制车辆通行,改造成为街区公共活动场地。新居住小区可通过合理布局,增大居民到主要交通设旌的可达性,从而减少车辆进入居住区内部。合肥市的城市广场数量有限,而真正用于市民户外活动的市民广场更少,环境差,也缺乏必要的设旌,应加以改善。步行街、绿道的建设是改善城市公共空I.日J的途径。目前的城市道路按交通功能分级,有功能单一的趋向。历史上中外城市的道路都有多功能的特点,如交通、市场、公众庆典、儿童嬉戏、社会交往等。步行道是城市道路功能多样化的一种类型。

54、在城市商业中心、历史中心限制车辆行驶,可为居民散步、购物、观赏历史遗迹、休憩等户外活动创造良好的环境。城市绿道范围较大,用绿荫道将城市公园、水体、广场、人文景点、历史遗迹、商业街有机联系起来,形成城市居民和游客活动的绿色活动空间。4.加强城市的环境与景观建设环境与景观建设的目的是为入们提供个优良的生活与文化坏境。要求在大力保护城市生态环境的同时,还要大力保护有价值的城市文化。建国后这主要是因为把建设重点放在新城开发区而没认识到旧城改造也是环境和景观建设的一个重要内容。现在市区内的几个旧城区愈来愈破旧,旧区居民的居住环7境极差,己经成为合肥市的“死角”的“疮疤”。从城市建设的需要和以民为本的角度考虑“旧城改造”这个问题已不能再回避了。事实上旧城区的区位往往比较好,