校园景观生态组分调查

校园景观生态组分调查校园景观生态组分调查人文地理与城乡规划20130220137211谭江华前言景观指数在景观生态学中的广泛应用始于20世纪80年代中期，正式《景观生态学报》创刊之时。由邬建国支持的“景观生态学和模型实验室”从20世纪90年代初开始针对景观指数与分析尺度、方向性和景观格局特征的关系进行了一系列的研究。2002年邬建国首次归纳出景观水平指数尺度效应的一般性规律，2004年，邬建国进一步总结了板块类型水平指数随尺度变化的一般性规律。此外，景观指数对不同景观格局特征也已经有大量研究。Buyantuyev和邬建国对同一地区不同景观分类图如何影响景观指数也进行了研究。景观是一系列生态系统或不同土地利用方式的镶嵌体，在镶嵌体内部存在着一系列的生态过程。Forman和Gordon在观察和比较各种不同景观的基础上，认为斑块(patch)、廊道(corridor)、和基底(matrix)是组成景观的3种基本结构单元。斑块是指与周围环境在外貌或性质上不同，并具有一定内部均质性的空间单元；廊道是指景观中与相邻两边环境不同的线状或带状结构；基底是景观中分布最广、连续性最大的背景结构。斑块-廊道-基底模式提供了一种具体而形象地描述景观结构、功能和动态的“空间语言”，这一模式有利于我们考虑景观结构与功能之间的相互关系，便于比较它们在时间上的变化。研究景观的结构是研究景观功能和动态的基础。景观指数是指能够高度浓缩景观格局信息，反应其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。景观格局特征可以在3个层次上分析：eq\o\ac(○,1)单个斑块(individualpatch)。eq\o\ac(○,2)由若干单个斑块组成的斑块类型(patchtype或class)。eq\o\ac(○,3)包括若干斑块类型的整个景观镶嵌体(landscapemosaic)。因此，景观格局指数亦可相应地分为斑块水平指数(patch-levelindex)、斑块类型水平指数(class-levelindex)以及景观水平指数(landscape-levelindex)。斑块水平指数是计算其他景观指数的基础；在斑块类型水平上，因为同一类型常常包含许多斑块，所以可相应地计算一些统计学指标；斑块密度、边界密度等与斑块密度和空间相对位置有关的指数对描述和理解景观中不同类型斑块的格局特征很重要；在景观水平上，还可以计算各种多样性指数和聚集度指数。常用的景观指数主要有斑块形状指数(patch-shapeindexS)，景观丰富度指数(landscaperichnessindexR)，Shannon-weaver多样性指数H，Simpson多样性指数H＇，景观优势度指数(landscapedominanceindexD)，景观均匀度指数(landscapeevennessindexE)，景观形状指数(landscapeshapeindexLSI)，景观聚集度指数（ContagionindexC），正方像元指数（SquarepixelindexSQP）等。也还有一些不常用的，如分维指数、斑块面积变异系数、斑块面积标准差、最大斑块指数、平均斑块面积、核心区总面积指数等。景观指数可以用来定量地描述和监测景观结构特征随时间的变化，还可以用来描述和辨识景观中生态学特征的空间梯度。由于景观指数会随空间幅度和粒度的变化而变化，因而使用景观指数时必须要明确指出分析尺度。1.实验目的、地点、对象、器材及方法1.1实验目的通过对四川农业大学成都校区内不同景观组分的调查及景观指数计算，掌握和了解景观数量特征的常规计算和分析方法1.2实验地点及对象四川农业大学成都校区绿地、校舍、道路、游泳池等1.3实验器材卷尺和皮尺、记录本、相机(带拍照功能手机)1.4实验方法调查法、资料查询法2.调查数据校园内的乔木主要记录了其名称、基径、胸径、株高和冠幅等数据，灌木主要记录了其名称、造型、高度、种类等数据，斑块主要记录了斑块长度、宽度、高度、斑块形状、斑块类型和斑块中乔木株数等数据，廊道主要记录了长度、宽度、节点和拐点廊道中物种(乔木)的距离、株数，物种的名称、胸径、冠副、株高，灌木的造型，(斑块、廊道)各种绿化的花卉种类数目等数据。3.指数计算经过测量记录，最后整理全校的数据，共计1231个斑块参与景观指数的计算，根据能能不同将其分为建筑、草坪、灌木、乔木、花坛、停车场、廊道、未知斑块8类斑块。由于1231个斑块数据太多，限于篇幅，以下指数计算主要在斑块类型水平和景观类型水平两个层次上进行阐述；另，斑块形状指数均以正方形为参照几何形状。3.1斑块类型水平指数3.1.1数量及类型比例(PercentageofQuantityandPercentageofLandscape)类型比例PLAND是景观中某类斑块面积占整个景观面积的百分率：PLAND=式中PLAND为类型比例，Ai为某种斑块面积，A为整个景观总面积(即成都校区总面积)表1成都校区斑块类型比例Table1ThePercentageofLandscapeofChengduCampus(Byfunction)斑块类型TapeofPatches斑块数量QuantityofPatches数量比例(%)PercentageofQuantity斑块面积(m2)AreaofPatches类型比例(%)PercentageofLandscape建筑191.5446973.2537.28草坪715.778107.86.43灌木1149.268521.36.76乔木82266.77花坛473.823141.792.49停车场715.77215.650.17廊道302.4411506.459.13未知斑块574.637733.716.14表1表明，成都校区内乔木斑块数量最多，多达822个，占66.77%；建筑斑块所占类型最大，而灌木、草坪的面积相对较少，说明成都校区的绿化不高，还有待加强。3.1.2斑块形状指数及丰富度指数(ClassShapeIndexandRichnessIndex)斑块形状指数是某一斑块周长与相同面积的正方形或圆之间的比值，可以用来表示斑块的复杂程度S=0.25PA(以正方形为参照Rr=mmmax(式中S为斑块类型形状指数，P为斑块周长，A为斑块面积，Rr为相对丰富度，Rd为丰富度密度，m为斑块数量，mmax为斑块数量最大值ED=平均斑块面积：MPS=式中PD为斑块密度，ED为边界密度，MPS为平均斑块面积，N为斑块类型中斑块总数，A为斑块类型面积，E为斑块类型中所有斑块边界总长度。表3成都校区斑块密度、边界密度及平均斑块面积Table3ThePatchDensity,EdgeDensityandMeanPatchSizeofChengduCampus(ByFunction)斑块类型TapeofPatches斑块密度PatchDensity边界密度EdgeDensity(m)平均斑块面积MeanPatchSize(m2)建筑0.000302773.81282472.2763草坪0.0091754146.624114.19灌木0.0131669025.85374.75乔木花坛0.0154526804.78366.85停车场0.32965950707.163.04廊道0.0031236025.8813835.48表3说明，停车场的斑块密度和边界密度都最大，而其平均斑块面积最小，这也与停车场斑块的面积小有一定联系；建筑斑块的平均斑块面积最大，这主要和成都校区的建筑多，且都是大型斑块有关。3.2景观水平指数多样性指数H是基于信息论基础之上，用来度量系统结构组成复杂程度的一些指数。常用的包括以下两种，多样性指数越大，表示景观结构组成越复杂：Shannon多样性指数：SHDISimpson多样性指数：H取值范围：SHDI≥0，无上限。当景观中只有一种斑块类型的时候，SHDI=0，当斑块类型增加或个类型斑块所占面积比例趋于相似时，SHDI的值也相应增加。景观优势度指数D是多样性指数的最大值与实际计算值之差：D通常，较大的D值对应于一个或少数几个斑块类型占主导地位的景观。景观均匀度指数E反应景观中各斑块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比值来表示。当E趋于1时，景观斑块分布的均匀程度亦趋于最大：E景观形状指数LSI与斑块形状指数相似，只是将计算尺度从单个斑块上升到了整个景观。当景观中斑块形状不规则或偏离正方形时，LSI增大：LSI表4都校区景观水平指数Table4Landscape-LevelIndexofChengduCampus景观类型多样性指数H景观优势度指数D景观均匀度指数E景观形状指数LSI建筑2.6441.0370.7180.057廊道2.7440.9380.7450.019不知斑块3.68110.049花坛3.4010.2800.9240.009停车场0.9382.7430.255灌2.5461.1350.6920.010草坪2.3461.3360.6370.0104.结果分析通过上面从斑块类型水平和景观水平对成都校区内景观指数的计算，可以看出，成都校区内的景观结构组成和空间配置相对来说还算合理。但是也有很多不足，比如说建筑和停车场的景观优势度指数明显大于其他斑块类型，说明这两种景观类型在成都校区占主导地位，但是对于一所大学来说，景观设计中建筑与植物的搭配非常重要，建筑太多会减少校区的魅力。每个斑块的多样性指数有不等于0，