城市型风景名胜区绿量格局研究 ——以武汉市东湖风景名胜区为例

论文摘要

伴随着我国经济的快速发展,城市化水平的不断提高,城市所面临的环境问题日益突出,因此,城市的绿化水平成为影响城市可持续发展的重要因素。而传统的二维绿量指标在反映城市绿地与城市生态系统之间的关系上已经逐渐显示出其局限性,应用能够描述绿化三维空间结构的“三维绿量”,能够更精确的计算城市绿化的数量,更科学的表达城市绿地生态服务功能的质量,更确切的反映城市绿地结构的合理性及其生态效益水平,更有效的衡量城市绿化的整体水平。城市型风景名胜区作为城市之中的一种特殊绿地,受人类活动的影响更深,具有人口密度高、用地紧张、生态系统稳定性差等特征,因而针对它的规划设计有别于其他类型的绿地,应当考虑其与外界的整体关系。基于对以上问题的关注与思考,在国家自然科学基金项目“基于叶面积指数反演的城市绿量格局研究”(批准号：30972413)的支持下,本研究尝试在针对风景名胜区及其周边地带不同结构的植被群落类型的三维绿量实地测量的基础上,建立叶面积指数与群落类型的关系。利用遥感影像提取城市型风景名胜区及其周边地带的植被指数信息,对其三维绿量进行估算,进而提取群落信息,分析风景名胜区及其周边城市地带三维绿量及群落分布格局,主要的研究结果如下：(1)不同群落结构的LAI值聚类分析结果为：单层草本群落单独成为一类；单乔、灌草和乔灌归并为简单结构群落；人工乔草和人工乔灌草归并为人工疏林草地群落；自然乔草、自然乔灌草和多层归并为自然生态密林群落。(2)调查样点群落的总体反演比分类反演的拟合度好,最佳拟合方程为,比值植被指数(RVI)与LAI的复合函数模型：Y=1.7353×1.4785x(R2=0.700)。(3)以单层草本群落、简单结构群落、人工疏林草地群落、自然生态密林群落的RVI值的阈值1.6、2.5、2.9作为TM遥感影像图植被群落的分类依据,分类效果较好。(4)结合东湖风景名胜区及其周边地带的绿量分布图及植被群落类型分布图,分析与评价研究区域的三维绿量及植被群落的分布格局。就绿量等级而言：低绿量斑块面积最少、破碎度最高,中绿量斑块面积最大,高绿量斑块分布最集中；就植被群落而言：单层草本群落分布最为零散,简单结构群落分布最为广泛,人工疏林草地群落面积最少、较为分散,自然生态密林群落具有最集中的分布。(5)在研究三维绿量与植被群落格局的基础之上,提出了针对城市型风景名胜区及周边城市地带的绿量优化措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 研究综述
• 1.2.1 相关概念
• 1.2.1.1 三维绿量概念
• 1.2.1.2 城市型风景名胜区概念
• 1.2.2 相关理论
• 1.2.2.1 景观生态学理论
• 1.2.2.2 植物学理论
• 1.2.3 国内外相关研究进展
• 1.2.3.1 三维绿量研究进展
• 1.2.3.2 风景名胜区研究概况
• 1.2.3.3 风景名胜区景观格局的研究
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究对象与内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 研究区域概况
• 1.4.1 研究范围
• 1.4.2 东湖风景名胜区概况
• 1.4.3 气候状况
• 1.4.4 植物群落概况
• 2 研究方法
• 2.1 群落野外调查
• 2.1.1 群落类型的划分
• 2.1.2 分层随机抽样调查
• 2.1.3 样点现状绿量实测
• 2.2 实测数据处理
• 2.2.1 照片预处理
• 2.2.2 HemiView软件计算
• 2.2.3 试验统计方法
• 2.3 叶面积指数的反演研究
• 2.3.1 经验模型的局限性
• 2.3.2 遥感影像的选取
• 2.3.3 植被指数的提取
• 2.3.4 LAI-Ⅵ总体反演模型的建立
• 2.3.5 LAI-Ⅵ分类反演模型的建立
• 2.4 基于ArcGIS的绿量分布及格局研究
• 2.4.1 研究区域绿量分布研究
• 2.4.2 研究区域绿量格局分析
• 2.5 基于ArcGIS的植被群落分布及格局研究
• 2.5.1 基于TM影像图的群落结构分类
• 2.5.1.1 影像数据来源
• 2.5.1.2 影像图预处理
• 2.5.1.3 影像图植被群落分类
• 2.5.2 研究区域植被群落格局分析
• 3. 研究结果与分析
• 3.1 不同群落结构叶面积指数的聚类分析
• 3.1.1 调查样点叶面积指数的计算结果
• 3.1.2 调查样点叶面积指数的正态性检验
• 3.1.3 不同群落类型叶面积指数的均值聚类
• 3.2 叶面积指数的反演模型
• 3.2.1 研究区域植被指数的提取
• 3.2.2 总体反演
• 3.2.2.1 数据筛选
• 3.2.2.2 LAI-Ⅵ回归分析
• 3.2.2.3 精度检验
• 3.2.3 分类反演
• 3.2.3.1 单层草本群落
• 3.2.3.2 简单结构群落
• 3.2.3.3 人工疏林草地群落
• 3.2.3.4 自然生态密林群落
• 3.3 研究区域的绿量总体分布
• 3.3.1 叶面积指数总体分布
• 3.3.2 叶面积指数等级分布
• 3.3.3 叶面积指数三维透视
• 3.4 研究区域绿量格局分析
• 3.4.1 格局分类与指数计算
• 3.4.2 绿量一级分类格局分析
• 3.4.2.1 斑块景观水平分析
• 3.4.2.2 斑块类型水平分析
• 3.4.3 绿量二级分类格局分析
• 3.4.3.1 斑块景观水平分析
• 3.4.3.2 斑块类型水平分析
• 3.4.4 风景名胜区分区绿量分析
• 3.4.4.1 东湖风景名胜区功能分区
• 3.4.4.2 分区绿量评估及优化分析
• 3.5 研究区域植被群落格局分析
• 3.5.1 植被群落结构分类
• 3.5.1.1 不同群落类型间RVI植被指数阈值
• 3.5.1.2 影像分类
• 3.5.2 植被群落格局分析
• 3.5.2.1 斑块景观水平分析
• 3.5.2.2 斑块类型水平分析
• 3.6 城市型风景名胜区及周边地带绿量格局优化措施
• 3.6.1 保护及优化风景名胜区内部绿量格局
• 3.6.1.1 保护现状资源
• 3.6.1.2 完善生态系统
• 3.6.1.3 整合斑块类型
• 3.6.1.4 打造特色景观
• 3.6.2 完善及提升外围城市地带绿量格局
• 3.6.2.1 完善城区绿地系统
• 3.6.2.2 增加城市绿地面积
• 3.6.2.3 提高单位面积绿量
• 3.6.3 构建及加强风景名胜区内外绿量联系
• 3.6.3.1 构建山体绿廊
• 3.6.3.2 弱化景区边界
• 3.6.3.3 柔化城景过渡
• 4. 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 植被群落类型与叶面积指数密切相关
• 4.1.2 植被指数与叶面积指数具有高度相关性
• 4.1.3 景观生态学原理有助于三维绿量与植被群落的深入研究
• 4.1.4 城市型风景名胜区及周边地带绿量优化措施
• 4.2 讨论
• 4.2.1 HemiView冠层分析系统在三维绿量研究中的局限性
• 4.2.2 实测的误差在一定程度上对反演结果造成影响
• 4.2.3 关于TM遥感影像图分类植被群落的方法
• 4.2.4 叶面积指数的总体反演与分类反演比较
• 4.2.5 不同植被指数的适用研究范围
• 4.2.6 应用景观生态学指数的局限性
• 参考文献
• 致谢