海口市城市绿地景观格局动态变化研究

付 晖，许先升，付 广

(海南大学园艺园林学院，海南 海口 570228)

海口市城市绿地景观格局动态变化研究

付 晖，许先升，付 广

(海南大学园艺园林学院，海南 海口 570228)

选取1990年、2000年、2006年的海口市Landsat卫星影像，提取3个时期海口市城市绿地信息，并选取斑块数量、斑块面积、斑块密度、多样性、均匀性、破碎度等景观格局指数，分析海口市绿地景观动态。结果表明：在20 a的城市化进程中，海口市景观格局发生了很大变化，绿地景观面积减少，分布趋于离散等，其驱动因素为人口变动、城市基础设施建设和政府政策支持。

城市绿地；景观格局变化；海口市

城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分，具有组织城市空间，构建城市形态，改善城市环境，维护城市生态系统平衡，增强城市抵御自然灾害的功能等[1]。在快速城市化过程中，城市内部人口迅速膨胀，工业快速发展，土地利用发生了极大变化，由于缺少直接的经济投入和产出，城市绿地在激烈的土地竞争中逐渐被其他用地取代，数量大幅下降[2]。在景观生态学理论指导下，分析城市绿地景观格局及其动态变化，可有效地揭示城市景观的结构及空间变异特征，了解人类对城市绿地的影响及绿地的响应。

近年来，学术界对景观格局动态变化研究较热[3-4]，但鲜有对海口市绿地景观动态分析的报道。1988年海南建省办经济特区，海口市作为省会，城市发展突飞猛进；2002年海口、琼山市合并为新海口市，建成区面积进一步扩大。为此，本文运用多时相遥感影像获取海口市绿地景观的动态信息，以寻找城市绿地的空间演变规律，为城市绿地规划和建设提供参考。

1 研究区概况

海口市位于海南省北部，是海南通往大陆的主要交通门户。海口市东接文昌市，西邻澄迈县，北与雷州半岛的徐闻县海安镇隔海相望。南渡江自南向北穿越市域，在新埠岛东侧出海，海口市陆域面积2304.8 km2，海岸线长度131 km。本研究以2006—2020年海口市城市总体规划中主城区范围为研究区，包括海口市建成区和部分郊区。

图1 1990年海口市景观分类图

图2 2000年海口市景观分类图

图3 2006年海口市景观分类图

2 研究方法

2.1 数据来源

1990年、2000年、2006年3期Landsat TM卫星影像数据；2001年海口市现状图；2001—2010年、2006—2020年海口市城市总体规划等相关图纸；海口市统计年鉴。

2.2 数据处理

利用ENVI 4.8软件，以主城区范围矢量图为参照分别对1990年、2000年、2006年TM影像进行裁切，选择4、3、2波段组合突出植被信息[5]，并进行光谱增强和辐射增强处理以提高解译精度。针对研究区地表特征及本研究内容将海口市景观分为：绿地、耕地、水体、城市用地4种类型。其中绿地包括公园绿地、附属绿地、风景林地、防护绿地等各类型城市绿地；耕地包括水田、菜园、旱地等；水体包括河流、湖泊、水库及其他有水覆盖的区域；城市用地包括建筑用地、道路、铺装等硬质地表覆盖土地、农村居民点等。选择监督分类法结合目视解译，经过多次试验、调整，得到1990年、2000年、2006年海口市景观分类图(图1、图2、图3)。

2.3 景观格局指数计算

根据研究区实际情况及景观指数的生态意义，本研究选取斑块数(NP)、斑块类型面积(CA)、斑块密度(PD)、平均斑块面积(AREA-MN)、平均斑块形状指数(LSI)、最大斑块指数(LPI)、分维数(PAFRAC)、分离度指数(SPLIT)、聚集度指数(AI)、景观破碎度(C)、多样性指数(SIDI)、均匀度指数(SIEI)12个指数[6-8]，运用Fragstats 3.3软件进行计算。

3 结果与分析

3.1 海口市城市绿地基本特征分析

3.1.1 绿地斑块面积变化 从表1可看出，1990—2006年间，海口市景观类型发生了很大变化，1990年以绿地和耕地为主，占景观总面积的53%。1992年外来人口涌入海口掀起房地产热，导致城镇建设用地面积大幅增加，并呈持续增长状态，增加的城镇用地主要由围海造陆、郊区耕地及绿地转化而来，使得耕地和绿地面积急剧减少，城镇用地成为主导景观类型，海口市景观由自然景观主导转变为人工景观为主。近20 a来，海口市绿地面积整体呈减少态势，2000—2006年间绿地率由36.12%减少到35.06%，减速变缓，减少的绿地主要集中在郊区自然林地，建成区内绿地斑块呈增加趋势，这与政府部门加强园林绿地规划力度有关。

3.1.2 绿地斑块数量变化 海口市景观斑块数量由1990年的944个增加到2006年的1727个，说明整体景观格局破碎化程度增大。斑块数量增长幅度最大的是绿地和耕地，这是因为在城市化发展进程中，建设用地不断侵占城区周边的耕地、绿地景观，导致耕地面积减少，斑块数量增加，破碎化程度加大。城市用地斑块数量也持续增长，城市建设初期，城市开发集中于北部滨海区域；随着经济发展和城市化的推进，城市向四周扩张，渗透到南部和西部郊区，导致斑块分布分散，破碎度增加。近20 a间海口市绿地斑块数量呈现缓慢增长的趋势：一方面是由于政府加大园林绿化建设，1990年底，全市只有3个公园，绿地以自然林地为主，1997年政府组织创建国家园林城市，在有限的土地空间中，建了多个公园、街头绿地；另一方面是城市开发导致的人为干扰，使小型绿地斑块数量增加，绿地总体面积减少的同时斑块数量显著增加。

表1 1990—2006年海口市景观格局变化

3.2 海口市城市绿地景观格局分析

3.2.1 斑块类型层次 由表2可知，海口市绿地斑块类型水平的景观格局指数在1990—2006年间，PD、LSI、PAFRAC、SPLIT值持续增长，而AREA-MN、LPI、AI值逐年降低。

PAFRAC和LSI反映斑块的复杂程度，1990年海口处于城市发展初期，建筑、道路等基础设施将自然植被基质分割，使很多绿地斑块的边缘形状趋于不规则；2002年海口、琼山2市合并后，海口市进入快速发展阶段，城市绿地规划也大力开展，有效控制了绿地的减少，但由于商业楼、居住区、工厂等建筑的扩建，绿地镶嵌其中，形状越来越复杂。

PD反映景观破碎度，值越大，说明景观越破碎。PD值升高，说明城市绿地斑块数量逐年增加，绿地景观破碎度增强。LPI衡量最大斑块在景观中的比例，其值减少则代表绿地景观中面积较大的斑块减少，主要是因为城市扩张渗透到郊区原本连接成片的自然林地，新建道路和工业厂区将大型绿地斑块分割为多个小型斑块。AREA-MN值由69.42减少到17.30，进一步说明绿地景观的破碎化。

SPLIT代表斑块间的分离度，当景观只有1个斑块时，SPLIT=1，随着景观进一步分化为较小的斑块，在一定程度上体现人类活动强度对景观结构的影响。SPLIT值逐年增加，表明在城市扩张和人类活动的影响下，绿地斑块的距离变远，由团聚分布变得离散。AI指示绿地的聚集度和连接程度，其值变化幅度不大，整体也呈降低的趋势，表明斑块间聚集度降低，趋于分散。

表2 1990—2006年海口市绿地斑块类型水平景观指数变化

3.2.2 景观类型层次 表3结果表明，研究区的景观多样性指数逐年降低，主要因为城市化过程中，原本占优势的耕地景观大幅减少，而城市用地因占用大量耕地、水体景观，面积急剧增加，破坏了原有相对平衡的状态。均匀度指数的降低进一步说明随着城市建设的推进，城市景观由自然景观主导转变为人为景观占优势，城市建设用地成为城市景观的基质，绿地、耕地、水体镶嵌其中，且分布不均匀。绿地破碎度指数的变化则说明，绿地斑块类型由单一、均质、连续的整体趋向于破碎化，在人为干扰下，绿地斑块数量增多，但斑块面积变小。

表3 1990—2006年海口市绿地景观水平景观指数变化

图4 海口市人口的年变化

4 城市绿地动态变化的原因

4.1 人口变动

1988年海南建省，海口市成为海南省省会。资源环境的独特性、惟一性和不可复制性，吸引大量外来人口落户海口。海口市常住人口数或户籍人口数呈持续增长态势(图4)，非农业人口由1990年的37.33万增长到2006年的89.77万，增长值超过1988年海口市户籍人口总数。人口规模不断增长，加快了城市建成区的扩张，林地、草地、耕地等用地类型逐渐转变为城镇建设用地，使城市景观格局发生变化。景观基质由自然植被转变为人为景观。

由海口市景观类型分布图(图1～图3)可以看出，1990年建设用地集中于现在的海口老城区，居住区多分散且面积较小；1992年前后海口市房地产市场膨胀，建筑取代绿地成为城市景观的主角。到2006年，在滨海地区和国贸新城区集中了大面积的城市住宅小区，且老城区的新建住宅小区也逐渐取代破碎的斑块形成连续的面积较大的居住区。新建小区往往较注重绿地建设，大大增加了绿地景观总量。但随着建筑和人口密度的增大，人为干扰对绿地景观的影响也愈发强烈，导致小型绿地斑块数量增加，绿地景观破碎化。

4.2 城镇基础设施建设

城市建设用地以大量蚕食耕地等景观得以迅速增加，沿交通干线带状分布是城市土地利用变化的主要特征[9]。四通八达的交通网络将城市分割成多个大小不等的斑块，与大面积连续分布的农田和风景林形成鲜明的对比。

图5 海口城市道路和建筑面积的年变化

自海南1988年建省办经济特区以来，海口城市规模高速发展，城郊大量农田被建筑物所代替，城区建筑和铺装道路面积快速上升[10]，2002年海口市和琼山市合并为海口市后，城市基础设施建设更是进入飞速增长的阶段(图5)。1990年海口市南大立交桥建成通车，之后又陆续有世纪大桥、龙昆南路、滨江西路、绕城公路等城市大型基础设施建设，形成了今天新的海口市道路网络，但同时也对绿地景观格局产生一定的影响。

城市沿着道路逐渐扩张，导致城市绿地景观愈加破碎化。虽然形成了较多的带状绿地，但更多的是将一些大型自然斑块切割为小型绿地斑块，从而造成绿地斑块数量增加，破碎化程度加重，使城市绿地景观结构发生了重大变化。

4.3 政府政策

据统计，至1990年底海口市只有3个公园，公共绿地面积约34 hm2，绿化覆盖率23.7%，人均绿地面积仅4.35 m2[11]。1995年海口市绿地系统规划实行，1997年开始创建国家园林城市，这些政策有效地控制绿地被侵占的状况，2000—2006年间绿地仅减少333 hm2，1999—2006年公园数量增加到18个，建成区绿化覆盖率达33%。由图1～图3可以看出，建成区内绿地斑块数量增加，因此，国家和政府政策的支持，也是海口市绿地景观格局变化的重要驱动力之一。

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Study on Dynamic Changes of Green Space Landscape Pattern in Haikou

Fu Hui，XU Xian-sheng，FU Guang

(CollegeofHorticultureandLandscapeArchitectureofHainanUniversity，Haikou570228，Hainan，China)

The spatial character and Structural changes could be studied better from the study of urban green space landscape pattern dynamics change based on RS and GIS.This paper applied the Landsat scenes of 1996，2000，2006 to extract green space images of three periods.The dynamic changes of urban green space was analyzed based on the index of patch number and area，diversity，evenness and fragmentation.The result indicated that in nearly 20 years of urban construction，landscape pattern of Haikou changed a lot，that area of urban space is year after year decreasing，quantity rises，and distribution of green patch tends to disperse.Contributors responsible for the changes are population changes，urban infrastructure and national policy factors.

urban green space；dynamic of landscape pattern；Haikou

2014-09-24；

2014-10-28

海南省自然科学基金(314063)：2013海南省高校研究生创新科研课题(2151)

付晖(1985—)，女，山东泰安人，海南大学园艺园林学院讲师，在读博士研究生，从事景观生态规划研究。E-mail：iflying@126.com。

许先升，男，广东潮阳人，海南大学园艺园林学院教授，博士，从事景观规划设计理论与实践研究。E-mail：xxs98@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.03.032

S731.2

A

1002-7351(2015)03-0142-05