快速城市化影響下超大型城市景觀生態(tài)格局演變特征分析
發(fā)布時(shí)間:2021-04-05 01:04
針對(duì)超大型城市建設(shè)對(duì)景觀生態(tài)格局及其變化定量研究的應(yīng)用需求,基于多時(shí)相遙感變化監(jiān)測(cè)和格網(wǎng)劃分方法,結(jié)合景觀指數(shù)對(duì)北京景觀空間格局及動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行定量分析,同時(shí)探究城市化對(duì)城市景觀影響的閾值效應(yīng)。結(jié)果表明:1)2000—2015年,由于北京城市化水平逐漸提高,導(dǎo)致建筑用地增加了56%,斑塊破碎程度較低;而城市耕地及綠地景觀有所減少、斑塊分布不均,破碎程度上升;2)空間格局方面,由于建筑用地的覆蓋及彼此間的高度連接,使城區(qū)景觀破碎程度明顯低于城郊,景觀多樣性水平呈下降趨勢(shì);3)回歸分析表明城市化對(duì)城市景觀破碎度有顯著影響,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.84,具體表現(xiàn)為倒U關(guān)系,即景觀破碎度隨城市化水平的提高呈先上升后下降的關(guān)系,城市化水平在51%~53%時(shí)達(dá)到峰值。
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019,24(04)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
圖2北京2000—2015年斑塊類型LPI變化圖Fig.2LPIchangeinBeijingpatchclasslevelfrom2000to2015表北京市景觀水平的景觀指數(shù)
出建筑用地連成一片的景觀。因此,建筑用地斑塊密度的變化幅度較小,同時(shí)全市的蔓延度及聚合度指數(shù)呈上升趨勢(shì)。另外,草地斑塊密度是各類型景觀中最大的,幾乎沒有變化,且斑塊平均面積減少,表明雖然草地斑塊數(shù)量上升,但在空間較分散,呈星狀分布。2.3景觀空間格局演變分析基于格網(wǎng)分析得到北京市景觀斑塊密度(PD)及多樣性指數(shù)(SHDI)的空間分布,變化情況由其對(duì)應(yīng)的景觀指數(shù)差值表示,以ArcGIS10.2為工具做出專題圖。圖3表明,2000、2010以及2015年整體上城區(qū)景觀破碎程度明顯低于城郊。具體而言,北京市的核心功能區(qū)東城和西城區(qū)屬于建筑用地高度集中的地區(qū),且人口長(zhǎng)期處于超負(fù)荷狀態(tài),城市化水平較高,在其外圍的城市拓展區(qū),例如海淀、朝陽(yáng)區(qū)由于離核心區(qū)最近,因此最早承擔(dān)了疏散人口的功能,建筑用地成為主要景觀,因其不斷擴(kuò)張導(dǎo)致斑塊增多、成片分布和連通性強(qiáng);而城郊諸如房山、門頭溝和昌平區(qū)等,原本主要以林地和草地及耕地為主,因人類活動(dòng)的頻繁干擾,導(dǎo)致其變化較為明顯,最終呈交錯(cuò)分布的景觀。變化圖更直觀表明城區(qū)PD值減小,城郊PD值上升,進(jìn)一步說明城市化導(dǎo)致城區(qū)的建筑用地覆蓋并高度連接;城郊更多由離散的小斑塊構(gòu)成。由于城市擴(kuò)張,城郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村活動(dòng)的影響,耕地轉(zhuǎn)換為建筑用地,更外圍的林草地轉(zhuǎn)換為耕地,打破原有大面積相連的地表覆蓋,使景觀更加破碎化。在2000—2010年變化圖中,城區(qū)中心部分PD值反而是增加的,且
%~53%時(shí)達(dá)到峰值。究其原因,在城市發(fā)展前期,城市化水平不高,人類活動(dòng)的干預(yù)使斑塊類型增加,原本單一、大面積的斑塊被不斷分散,導(dǎo)致前期景觀破碎度呈上升趨勢(shì)。當(dāng)城市發(fā)展到中期時(shí),城市化水平也到了一定程度,因斑塊之間不斷轉(zhuǎn)換,彼此滲透且分割更為嚴(yán)重,導(dǎo)致斑塊面積增大,形狀更加復(fù)雜多樣,這個(gè)階段景觀破碎度達(dá)到頂峰。城市發(fā)展后期,城市化水平較高,斑塊之間出現(xiàn)相互連接成一片的狀態(tài),由此又降低了城市的景觀破碎度。圖5城市化水平與景觀破碎度的關(guān)系圖Fig.5Relationshipbetweenurbanizationlevelandlandscapefragmentation由于目前城市化發(fā)展的表現(xiàn)主要集中于北京市六環(huán)以內(nèi),因此對(duì)于六環(huán)外的響應(yīng),相關(guān)性明顯降低。但隨著城市逐步向外蠶食推進(jìn),全市域的景觀破碎度在不同城市化水平下的演變特征會(huì)愈加顯著,從而可以為城市規(guī)劃決策提供合理的理論依據(jù)。3結(jié)論與討論基于2000—2015年的多時(shí)相Landsat遙感影像,采用格網(wǎng)劃分與景觀指數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)以北京市為例的超大型城市的景觀格局演變特征進(jìn)行分析,并通過相關(guān)回歸分析得出城市化水平對(duì)城市景觀格局影響的閾值效應(yīng)。主要研究結(jié)論如下:1)2000—2015年北京城市化經(jīng)歷由快到慢的發(fā)展歷程,建筑用地不斷增長(zhǎng),2010年后的增速較之前更快,15年間增長(zhǎng)56%,與此相對(duì)應(yīng)的是城市耕地及綠地景觀的減少、斑塊分布不均,破碎程度呈上升趨勢(shì),從而引發(fā)了諸如調(diào)節(jié)水資源能力下降、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北京邊緣地區(qū)景觀格局變化及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響評(píng)價(jià)——以牛欄山-馬坡鎮(zhèn)為例[J]. 王麗群,張志強(qiáng),李格,馬豐偉,陳立欣. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]城市熱島效應(yīng)與景觀格局的關(guān)聯(lián):從城市規(guī)模、景觀組分到空間構(gòu)型[J]. 劉焱序,彭建,王仰麟. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(23)
[3]廣西濱海區(qū)域景觀格局分析及土地利用變化預(yù)測(cè)[J]. 劉世梁,安南南,尹藝潔,成方妍,董世魁. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(18)
[4]1986-2013年南京市土地利用/覆被景觀格局時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力因素分析[J]. 佟光臣,林杰,陳杭,顧哲衍,唐鵬,張金池. 水土保持研究. 2017(02)
[5]北京市石景山區(qū)建設(shè)用地景觀格局變化分析[J]. 岳攀,岳德鵬,于強(qiáng),李寧. 城市地理. 2017(02)
[6]北京市近二十年景觀破碎化格局的時(shí)空變化[J]. 付剛,肖能文,喬夢(mèng)萍,齊月,閆冰,劉高慧,高曉奇,李俊生. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]武漢都市區(qū)綠地破碎化格局對(duì)城市擴(kuò)張的時(shí)空響應(yīng)[J]. 焦利民,肖豐濤,許剛,盧延年. 資源科學(xué). 2015(08)
[8]北京城市景觀格局時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力[J]. 陽(yáng)文銳. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(13)
[9]大城市邊緣區(qū)景觀破碎化空間異質(zhì)性——以北京市順義區(qū)為例[J]. 李燦,張鳳榮,朱泰峰,曲衍波. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(17)
[10]城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 陳利頂,孫然好,劉海蓮. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(04)
本文編號(hào):3118834
【文章來源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019,24(04)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
圖2北京2000—2015年斑塊類型LPI變化圖Fig.2LPIchangeinBeijingpatchclasslevelfrom2000to2015表北京市景觀水平的景觀指數(shù)
出建筑用地連成一片的景觀。因此,建筑用地斑塊密度的變化幅度較小,同時(shí)全市的蔓延度及聚合度指數(shù)呈上升趨勢(shì)。另外,草地斑塊密度是各類型景觀中最大的,幾乎沒有變化,且斑塊平均面積減少,表明雖然草地斑塊數(shù)量上升,但在空間較分散,呈星狀分布。2.3景觀空間格局演變分析基于格網(wǎng)分析得到北京市景觀斑塊密度(PD)及多樣性指數(shù)(SHDI)的空間分布,變化情況由其對(duì)應(yīng)的景觀指數(shù)差值表示,以ArcGIS10.2為工具做出專題圖。圖3表明,2000、2010以及2015年整體上城區(qū)景觀破碎程度明顯低于城郊。具體而言,北京市的核心功能區(qū)東城和西城區(qū)屬于建筑用地高度集中的地區(qū),且人口長(zhǎng)期處于超負(fù)荷狀態(tài),城市化水平較高,在其外圍的城市拓展區(qū),例如海淀、朝陽(yáng)區(qū)由于離核心區(qū)最近,因此最早承擔(dān)了疏散人口的功能,建筑用地成為主要景觀,因其不斷擴(kuò)張導(dǎo)致斑塊增多、成片分布和連通性強(qiáng);而城郊諸如房山、門頭溝和昌平區(qū)等,原本主要以林地和草地及耕地為主,因人類活動(dòng)的頻繁干擾,導(dǎo)致其變化較為明顯,最終呈交錯(cuò)分布的景觀。變化圖更直觀表明城區(qū)PD值減小,城郊PD值上升,進(jìn)一步說明城市化導(dǎo)致城區(qū)的建筑用地覆蓋并高度連接;城郊更多由離散的小斑塊構(gòu)成。由于城市擴(kuò)張,城郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村活動(dòng)的影響,耕地轉(zhuǎn)換為建筑用地,更外圍的林草地轉(zhuǎn)換為耕地,打破原有大面積相連的地表覆蓋,使景觀更加破碎化。在2000—2010年變化圖中,城區(qū)中心部分PD值反而是增加的,且
%~53%時(shí)達(dá)到峰值。究其原因,在城市發(fā)展前期,城市化水平不高,人類活動(dòng)的干預(yù)使斑塊類型增加,原本單一、大面積的斑塊被不斷分散,導(dǎo)致前期景觀破碎度呈上升趨勢(shì)。當(dāng)城市發(fā)展到中期時(shí),城市化水平也到了一定程度,因斑塊之間不斷轉(zhuǎn)換,彼此滲透且分割更為嚴(yán)重,導(dǎo)致斑塊面積增大,形狀更加復(fù)雜多樣,這個(gè)階段景觀破碎度達(dá)到頂峰。城市發(fā)展后期,城市化水平較高,斑塊之間出現(xiàn)相互連接成一片的狀態(tài),由此又降低了城市的景觀破碎度。圖5城市化水平與景觀破碎度的關(guān)系圖Fig.5Relationshipbetweenurbanizationlevelandlandscapefragmentation由于目前城市化發(fā)展的表現(xiàn)主要集中于北京市六環(huán)以內(nèi),因此對(duì)于六環(huán)外的響應(yīng),相關(guān)性明顯降低。但隨著城市逐步向外蠶食推進(jìn),全市域的景觀破碎度在不同城市化水平下的演變特征會(huì)愈加顯著,從而可以為城市規(guī)劃決策提供合理的理論依據(jù)。3結(jié)論與討論基于2000—2015年的多時(shí)相Landsat遙感影像,采用格網(wǎng)劃分與景觀指數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)以北京市為例的超大型城市的景觀格局演變特征進(jìn)行分析,并通過相關(guān)回歸分析得出城市化水平對(duì)城市景觀格局影響的閾值效應(yīng)。主要研究結(jié)論如下:1)2000—2015年北京城市化經(jīng)歷由快到慢的發(fā)展歷程,建筑用地不斷增長(zhǎng),2010年后的增速較之前更快,15年間增長(zhǎng)56%,與此相對(duì)應(yīng)的是城市耕地及綠地景觀的減少、斑塊分布不均,破碎程度呈上升趨勢(shì),從而引發(fā)了諸如調(diào)節(jié)水資源能力下降、
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]北京邊緣地區(qū)景觀格局變化及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響評(píng)價(jià)——以牛欄山-馬坡鎮(zhèn)為例[J]. 王麗群,張志強(qiáng),李格,馬豐偉,陳立欣. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]城市熱島效應(yīng)與景觀格局的關(guān)聯(lián):從城市規(guī)模、景觀組分到空間構(gòu)型[J]. 劉焱序,彭建,王仰麟. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(23)
[3]廣西濱海區(qū)域景觀格局分析及土地利用變化預(yù)測(cè)[J]. 劉世梁,安南南,尹藝潔,成方妍,董世魁. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(18)
[4]1986-2013年南京市土地利用/覆被景觀格局時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力因素分析[J]. 佟光臣,林杰,陳杭,顧哲衍,唐鵬,張金池. 水土保持研究. 2017(02)
[5]北京市石景山區(qū)建設(shè)用地景觀格局變化分析[J]. 岳攀,岳德鵬,于強(qiáng),李寧. 城市地理. 2017(02)
[6]北京市近二十年景觀破碎化格局的時(shí)空變化[J]. 付剛,肖能文,喬夢(mèng)萍,齊月,閆冰,劉高慧,高曉奇,李俊生. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]武漢都市區(qū)綠地破碎化格局對(duì)城市擴(kuò)張的時(shí)空響應(yīng)[J]. 焦利民,肖豐濤,許剛,盧延年. 資源科學(xué). 2015(08)
[8]北京城市景觀格局時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)力[J]. 陽(yáng)文銳. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(13)
[9]大城市邊緣區(qū)景觀破碎化空間異質(zhì)性——以北京市順義區(qū)為例[J]. 李燦,張鳳榮,朱泰峰,曲衍波. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(17)
[10]城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 陳利頂,孫然好,劉海蓮. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(04)
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