郑州市边缘区绿色空间格局梯度变化分析 ——以西北象限样带为例

论文摘要

本文在利用郑州市2006年秋季航片的一部分、郑州市地形图和土地利用现状图的基础上,以郑州市西北象限样带为例(沿京广铁路分布两侧,南到金水河附近,北起郑州市域边界黄河,长25km,宽6km)。用地形图和土地利用现状图对航片进行校正,结合GPS野外调查数据,对航片进行景观判读分类。绿色空间景观分为林地、疏林地、荒草地、苗圃、菜地、耕地、城市绿地、园地、待建地、水域湿地坑塘等10种类型;研究样带人为等距离(5km )划分5个梯度。选用景观多样性、景观密度、分离度等6个参数,借助photo、cad、excel等软件进行数据统计和结果分析,重点探讨郑州市绿色空间格局梯度变化特征,同时选用城市化干扰指数,建立绿色空间格局与城市化干扰的相关数据分析模型,并根据生态服务价值理论、景观规划理论,提出了绿色空间格局优化措施,为郑州市域的生态建设提供科学依据。主要研究结果如下:绿色空间景观构成分析结果显示:绿色空间沿梯度方向空间分布呈现升高的趋势,各梯度区绿色空间占有比例分别为15.4%、48%、78.47%、77.34%、94.82%;并对其在各个梯度区的构成成分进行比较分析得出,城市中心的绿色空间构成以城市绿地为主,边缘区的绿色空间构成以菜地、农田为主。其中城市化进程中的经济结构、市民对游憩休闲度假的需求以及城镇居民用地开发等直接决定着土地利用方式,最终直接影响着城市边缘区绿色空间构成成分和城市边缘空间扩展速度。绿色空间格局梯度变化分析结果显示:景观多样性、均匀度指数沿梯度方向的变化均呈上升的趋势,城市边缘区的景观斑块密度,边缘密度、平均形状指数、平均分维数均随着离市中心距离的增大而增大,分离度沿梯度呈下降趋势即景观的聚集度也呈增大趋势。这些格局变化特征说明绿色空间景观格局随着离市中心的距离的增大,景观多样性增大,景观异质性降低、破碎度减小,斑块形状复杂,边缘效应突出,景观分离度变小,生态的稳定性增强,其生态服务价值增大。反之相反。这是在城市化过程影响下的郑州市边缘区绿色空间格局梯度变化规律。通过不同梯度区间的绿色空间的景观生态服务价值评估及其构成分析比较得出:各梯度的生态服务价值对总研究区域的贡献率分别为6.13%、14.62%、17.33%、21.03%、40.898%,沿梯度方向呈现上升区域,且在城市边缘区平原地形中的绿色空间生态服务价值沿梯度方向呈现稳步增长状态,山地地形(梯度区5)的生态服务价值最高。说明城市的生态服务价值主要来源于城市边缘绿色空间;并结合绿色空间格局的特征得出,绿色空间景观破碎度小、边缘密度大、形状复杂、分维数大、景观多样性大的区域,景观生态服务价值也大。反之则小。说明绿色空间格局制约着生态服务价值的发挥,二者为负相关。绿色空间格局指数及生态服务价值与城市化干扰指数的相关性分析:说明绿色空间格局(景观多样性、斑块密度、形状指数、分维数等及生态功能服务价值)与城市化干扰具有高度相关性,相关系数分别为0.942、0.956、0.999、0.987、0.983等,并在此基础上建立量化相关分析模型,显示了城市化程度与绿色空间格局的相关变化规律:城市化干扰越大,景观多样性越小,异质性越大、斑块形状简单、分离度越大、生态服务价值越小,生态稳定性最低。进一步验证了人类中度干扰假说。同时说明控制城市空间扩展,减少城市化干扰是维护绿色空间景观多样性、生物多样性及生态稳定性的重要途径。基于生态服务价值理论、景观生态规划理论,以提高景观多样性和生物多样性为目标,提出对研究区域及研究区域为代表的郑州边缘区的绿色空间安全格局优化措施:维护邙山山体、黄河、枯河、索须河、贾鲁河等河流及其湿地等自然形态并保护自然其残留斑块;保护农田基质,重点保护梯度1、梯度2、梯度3的农田,把大自然直接引入城市,使建筑空间和绿色空间相互渗透;维护景观生态过程与格局的连续性,重要控制京广铁路、江山路、连霍高速等道路生态廊道以及黄河至贾鲁河的河流生态廊道建设;保护古荥城墙、毛泽东专列等文物古迹,创造绿色空间;充分利用古荥镇附近砖厂、矿厂等废弃地,恢复植被,提高绿色空间生态服务价值;引进高科技绿色生态农业技术、整合并提升邙山旅游景区的品味等突出绿色空间的价值创造;模拟以自然植物群落为主的空间设计,提高绿色空间的自然化及生态环境效益等。其中重点是减少城市化过程中人类的干扰或在人类干扰适于生态稳定,生态服务价值提高的前提下进行城市化建设。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 相关概念释题
• 1.1.1 城市边缘区的概念
• 1.1.2 绿色空间概念
• 1.1.3 绿色空间生态服务功能的概念和内涵
• 1.1.4 城市化概念
• 1.2 城市边缘区研究进展
• 1.2.1 城市边缘区概述
• 1.2.2 城市边缘区国内外研究进展
• 1.2.2.1 国外对城市边缘区的研究综述
• 1.2.2.2 国内的相关研究动态
• 1.3 景观生态学主要内容及其相关研究
• 1.3.1 景观生态学研究主要内容及发展趋势
• 1.3.2 城市绿色空间的研究进展
• 1.3.3 有关干扰的研究进展
• 1.4 存在问题和展望
• 1.4.1 存在问题
• 1.4.2 展望
• 2 引言
• 2.1 研究背景
• 2.2 课题研究的目的和意义
• 3 研究内容和研究方法
• 3.1 研究区域范围及其概况
• 3.1.1 地理位置
• 3.1.2 研究区域范围
• 3.1.3 研究区域概况
• 3.1.4 环境梯度划分
• 3.2 研究内容
• 3.2.1 城市边缘区绿色空间景观梯度变化研究
• 3.2.1.1 绿色空间景观分类
• 3.2.1.2 景观格局特征指数的选择
• 3.2.1.3 不同梯度区生态服务价值评估
• 3.2.2 绿色空间格局与城市化干扰相关性研究
• 3.2.3 城市边缘区绿色空间格局的优化研究
• 3.2.3.1 边缘区绿色空间格局优化理论
• 3.2.3.2 绿色空间优化的方法
• 3.3 研究方法
• 3.3.1 实地调研法
• 3.3.2 定性分析法
• 3.3.3 定量分析法
• 3.3.4 针对性研究
• 4. 结果分析
• 4.1 绿色空间景观结构构成分析
• 4.2 绿色空间景观多样性梯度变化分析
• 4.3 斑块密度及边缘密度分析
• 4.3.1 绿色空间景观斑块密度和景观边缘密度分析
• 4.3.2 景观要素斑块密度和边缘密度分析
• 4.4 形状指数分析
• 4.4.1 不同梯度区的绿色空间构成景观平均形状指数分析
• 4.4.2 不同梯度区绿色空间构成的景观要素形状指数分析
• 4.5 分维数分析
• 4.5.1 不同梯度区绿色空间的景观平均分维
• 4.5.2 不同梯度区绿色空间构成景观要素分维
• 4.6 不同梯度区分离度指数分析
• 4.6.1 距离指数
• 4.6.2 分离度
• 4.7 不同梯度区绿色空间生态服务价值评析
• 4.7.1 不同梯度区的绿色空间生态服务价值
• 4.7.2 不同梯度区绿色空间景观要素的的生态服务价值
• 4.8 绿色空间格局不同梯度对称比较分析
• 4.9 相关性分析
• 4.9.1 绿色空间格局指数特征与城市化因子的相关性分析
• 4.9.2 不同梯度区的生态服务价值与城市化干扰相关分析
• 4.10 城市边缘区绿色空间的优化措施
• 4.10.1 维护邙山、黄河、枯河、索须河等山体、河流、湿地的自然形态的完整性，并保护自然残留斑块
• 4.10 2 保护城市近缘区农田基质，把大自然直接引入城市，使建筑空间和绿色空间相互渗透
• 4.10.3 维护景观生态过程与格局的连续性，重要控制道路、河流的绿色廊道建设
• 4.10.4 保护边缘区文物古迹，创造文态绿色空间
• 4.10.5 充分利用砖厂等废弃地，恢复植被，提高绿色空间生态服务价值
• 4.10.6 引进生态农业技术项目、整合提升邙山旅游景区的品味等突出绿色空间的价值创造
• 4.10.7 模拟以自然植物群落为主的空间设计，提高绿色空间的自然生态环境效益
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 绿色空间的构成分析
• 5.1.2 绿色空间景观的多样性分析
• 5.1.3 绿色空间的景观的破碎度分析
• 5.1.4 绿色空间斑块形状分析
• 5.1.5 不同梯度区的绿色空间生态服务价值分析
• 5.1.6 京广铁路两边的绿色空间景观格局不同梯度区域的对称比较分析
• 5.1.7 绿色空间格局及生态服务功能与城市化干扰的相关性分析
• 5.1.8 绿色空间优化的措施
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 英文摘要
• 附图
• 读研期间参与项目及发表文章