福州市公园绿地景观格局分析

林 增 刘金福 王智苑 朱薇薇

(1.福建农林大学园林学院 福建福州 350002；2.福建农林大学海峡自然保护区研究中心 福建福州 350002；3.生态与资源统计福建省高校重点实验 福建福州 350002；4.福建省经济信息中心 福建福州 350003)

福州市公园绿地景观格局分析

林 增1，2，3刘金福2，3王智苑4朱薇薇1

(1.福建农林大学园林学院 福建福州 350002；2.福建农林大学海峡自然保护区研究中心 福建福州 350002；3.生态与资源统计福建省高校重点实验 福建福州 350002；4.福建省经济信息中心 福建福州 350003)

以福州市5个公园的CAD图纸为基本图件，在GIS软件的支持下提取斑块面积和周长等信息，选取斑块面积、斑块密度指数、景观多样性指数、景观优势度指数和景观分维数等景观生态学指标，通过对各指数的计算和对比，分析福州市5个公园的整体绿地景观及空间分布格局。结果显示：福州市5个公园绿地斑块面积以中型、中大型为主，类型偏少，破碎化程度较高，多样性指数较低，公园绿地斑块的形状相对规则，边界较为简单。

福州市;公园绿地;景观格局;分析

0 引言

景观是大小不等、形状各异、属性不一的景观单元的镶嵌体，每一个景观单元具有一定的结构、功能和相对的独立性，景观单元在空间上的分布与组合规律即为景观格局[1]。景观格局分析是指用来研究景观结构组成特征和空间配置关系的分析方法，包括景观格局指数方法和空间统计学方法，其中景观格局指数是能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的定量指标。通过对景观格局的定量描述，可为更清晰地分析景观结构、功能以及各种生态过程提供重要的依据[2]。公园绿地是公园的重要组成部分，对公园生态功能的发挥起决定性的作用。通过对福州市5个城市公园绿地的景观格局指数分析，了解掌握其景观组成概况，分析比较不同公园绿地斑块组成的景观生态学特征，为今后公园绿地生态规划建设、景观格局优化提供参考，进一步改善福州城市公园的生态环境。

1 研究区域概况

福州市位于福建省东部闽江下游，东临东海，与台湾省隔海相望，北、西、南三面分别与宁德市、南平市、三明市、泉州市、莆田市接壤，介于北纬25°15′～26°39′，东经118°08′～120°37′间。全市土地总面积11 968km2，其中市区面积1043km2，至2016年底建成区面积约260km2。福州属海洋性亚热带季风气候，全年冬短夏长，温暖湿润，霜冻少，年平均日照数为1700h～1980h，年平均降水量为900mm～2100mm，年平均气温为16℃～20℃，年相对湿度约77%，年平均台风直接登陆市境2次。

2 研究范围与方法

2.1 研究范围

研究范围为福州市区内的5个城市公园，分别是西湖公园、南江滨公园、北江滨公园、温泉公园以及森林公园中心园区(以下称森林公园)，为福州市主要城市公园，承担主要绿地功能的全市性综合公园。

2.2 景观分析基础数据获取

(1)福州城市5个公园绿地景观斑块平面图。

(2)图件数字化。利用5个城市公园的CAD图，在ArcGis中转成coverage文件，并在ArcInfor中建立拓扑关系，对照绿地系统规划平面图，实地考查绿地边界范围，提取各绿地斑块面积和周长信息，利用Excel软件对数据进行计算。

2.3 城市公园绿地分类

依据福州城市公园景观绿地的特点以及斑块面积的大小，可将城市公园景观绿地划分为4种类型：小型斑块(小于500m2)、中型斑块(500m2～3000m2)、中大型斑块(3000m2～10 000m2)、大型斑块(10 000m2～100 000m2) 。

2.4 景观格局分析指标

根据景观格局分析理论和方法，结合福州市公园绿地景观的特点和公园绿地景观生态规划建设的需要，选取斑块面积指数、景观破碎化指数、景观多样性指数、景观优势度指数和景观分维数等景观指标，测算出福州市区内5个公园绿地景观格局指数值[3-6]。

2.4.1斑块面积A(area)

斑块的面积(A)即为景观要素的大小，是景观要素的规模和动态的最直接反映，也是计算景观格局指标的基础。其公式为：

A=∑ai

(1)

其中，A为景观要素的总面积，ai为该景观要素的第i个斑块面积。

2.4.2斑块密度指数C(density index)

景观斑块密度指数即斑块个数与面积的比值，比值越大，破碎化程度越高。计算公式为：

Ci=ni/Ai

(2)

式中，Ci为景观i的破碎度，ni为景观i的斑块数，Ai为景观i的总面积。C值愈大，表明一定面积上异质景观要素斑块数量愈多，斑块规模小，破碎化程度愈大，空间异质性程度愈大。

2.4.3景观多样性指数H(diversity)

多样性指数的大小取决于两个方面的信息：斑块类型的总数和各斑块类型在面积上分布的均匀程度。按Shannon-Weaver公式计算：

(3)

其中，Pi表示第i类景观类型的面积比例，m为景观类型的数目，H为景观多样性指数。多样性指数值越大，表示景观多样性程度越高。

2.4.4景观优势度D(dominance)

景观优势度指数表示景观格局构成中的一种或少数几种景观元素类型支配整个景观的程度。它与景观多样性指数成反比。对于景观类型数目相同的不同景观，多样性指数越大，其优势度越小。优势度指数的计算方法，可以通过计算最大可能多样性指数的离差来表示，其公式为：

(4)

Hmax=log2m

(5)

其中，D为优势度指数，m是景观类型的总数，Pi是第i类景观类型的面积比例，Hmax表示为各类绿地景观所占比例相等时，景观最大的多样性指数。D值大时表明偏离程度越大，即各景观类型所占比例差异大，或者表明某一种或少数景观类型占优势，各景观类型所占比例差异增大，景观的多样性下降。D值小时表明偏离程度小，即组成景观的各景观类型所占比例大致相当。若D值为零，则表示组成景观各种绿地类型所占比例相等，景观完全均质，即由一种景观类型组成。

2.4.5斑块分维数FD(fractal dimension)

分维数表示具有不规则形状对象的复杂性，用来测定形状的复杂程度。斑块分维数越高，表明斑块边界越复杂,具有复杂边界的斑块与周围的联系更为密切,具有更多的边缘种。其计算公式为：

FD=2log2(P/4)/log2(A)

(6)

其中，P是斑块的周长，A是斑块的面积，FD是分维数，一般地说，FD理论范围为1.0～2.0，1.0代表形状最简单的正方形嵌块，2.0代表等面积下周边最复杂的嵌块体。

3 结果与分析

3.1 公园绿地景观构成

公园绿地景观构成，包括绿地斑块类型的数目，绿地斑块的数量，绿地斑块的面积及其比例。通过图件数字化的方法，获得福州5个城市公园绿地景观构成的总体概况。从表1可知，森林公园表现为中型景观斑块占绝对优势，其面积比例占51.9%，小型、中大型、大型的绿地斑块为辅。南江滨公园表现为以中型、中大型绿地斑块为主，所占比例为96.7%，其余为小型绿地斑块。北江滨公园小型绿地斑块所占比例较小，仅占2.1%，该公园主要以中型、中大型和大型的绿地斑块为主，且3种类型斑块比例较为均衡。温泉公园则以大型斑块为主，小型、中型、中大型斑块为辅。西湖公园只有小型和中型两种类型的斑块，其斑块类型最少，但各类斑块所占比例较均匀。可见，森林公园、南江滨公园、北江滨公园和温泉公园以中型或中型以上的绿地斑块为主，西湖公园的绿地斑块则表现为中、小斑块类型。

表1 福州市5个公园绿地景观构成概况

3.2 斑块密度比较

城市公园是人工化的绿地景观，公园绿地的破碎化程度受人为影响较大。分析城市公园绿地景观的斑块密度，不仅反映城市公园绿地斑块的破碎化程度，且可为城市公园的规划设计提供一定的理论依据。

景观破碎度进一步揭示了福州城市公园绿地斑块的空间分布情况。从表2可知，西湖公园斑块密度明显大于其他几个公园，主要原因是西湖公园历史悠久，游客众多，其间不断进行规划建设，导致原来较大的斑块不断被分割，数量日益增多，斑块面积越来越小，景观破碎化程度增加。森林公园的斑块密度相对较大，仅次于西湖公园。南江滨公园、温泉公园和北江滨公园景观破碎化程度差距较小。

表2 福州市5个城市公园的斑块密度比较

可见，福州市5个公园绿地斑块密度≥3.811个·hm-2，西湖公园景观破碎化程度最大，森林公园较大，表现出城市公园人工化的性质。

3.3 景观多样性指数和景观优势度比较

从表3可知， 5个公园中森林公园的多样性指数最高，这是由于森林公园各中景观斑块类型相对平均。西湖公园多样性指数最低，仅为0.994，主要原因在于西湖公园绿地斑块类型较少，导致多样性降低。其他3个公园的多样性指数处于1.1～1.7之间。总体而言，公园绿地的景观多样性较低。

表3 福州市5个城市公园的景观格局指数比较

南江滨公园的优势度指数最大，这是因为南江滨公园组成绿地的斑块类型较少，且各类斑块所占的比例差异较大。森林公园、北江滨公园和温泉公园优势度指数差别不大，是具有相同的绿地斑块类型的不同景观。三者相比较，森林公园的多样性指数高于北江滨公园和温泉公园，其优势度较小，这与优势度指数和景观多样性成反比的规律相符合。西湖公园的景观多样性指数最小，其优势度指数也最小，这是由于西湖公园只有两种绿地斑块类型，而且两种绿地斑块类型所占的比例较为均衡。

5个公园的数据表明，在福州城市公园绿地的景观格局中，一种或少数几种绿地斑块类型支配或控制整个绿地景观的程度总体较低。

3.4 景观分维数分析

景观分维数是反映景观格局整体特征的重要指标，能在一定程度上反映出人类活动对景观格局的影响。景观分维数越高，斑块边界越复杂，景观类型的复杂度也越高。

首先，从各个绿地斑块类型的景观分维数比较来看，小型绿地斑块的分维数最高，而大型绿地斑块的分维数普遍较低，如表4所示。主要原因在于福州5个城市公园的绿地组成中，小型斑块数量较多，面积又较小，这就导致了小型斑块的总周长相对于其总面积而言较大，景观分维数也较大，而大型斑块较少，面积又占绝对优势，因此其景观分维数较小。这在一定程度上反映了福州城市公园绿地的破碎化程度较高。

表4 福州市5个城市公园景观绿地斑块分维数比较

其次，从各个公园景观分维数比较，西湖公园的景观分维数较高，这是因为西湖公园是自然式的城市公园，讲求“虽由人作，宛自天开”的审美旨趣，因此，其人工设计的景观较为复杂，斑块形状较不规则。温泉公园最低，主要原因在于温泉公园体现的是欧式风格的城市公园，其景观分布较为集中，形状较为规则。

由表4可知，5个城市公园绿地的景观分维数都普遍低于1.5，从总体上反映出福州城市公园绿地的景观分维数偏低，这是由于公园绿地一般为人工建设，规划设计模式化，斑块较规则，形状较为简单，符合城市公园这种特殊的生态环境人为干扰强烈的实际情况，但这对于创造多样性的景观空间和提高城市生物多样性十分不利。

4 结论与建议

4.1 结论

从对福州市5个较具规模的城市公园景观格局指数的分析表明:

(1)福州城市公园的绿地斑块类型组成较不均衡，绿地景观构成是以中型或中大型的景观斑块为主，小型斑块为辅，大型景观斑块较为缺乏。

(2)福州5个城市公园绿地景观破碎度表现为新建公园破碎度低于老旧公园，建园时间越久远，其绿地斑块破碎化程度越高，反映出城市公园绿地景观破碎度受人类活动干扰影响的特点。

(3)福州城市公园绿地的景观多样性整体较低，公园内的各种绿地类型所占比例差异较大。其中森林公园多样性指数最高，西湖公园的最低。景观优势度除西湖公园外相差不大，表明景观类型比较均衡，一种或少数几种景观斑块类型支配或控制整个景观的程度总体很低，西湖公园由于绿地斑块类型少，数量多，面积小，优势度指数明显偏低。

(4)福州5个城市公园的景观分维数表明：福州城市公园的绿地斑块形状较为规则，斑块边界较为简单。

4.2 建议

(1)福州5个公园绿地破碎化程度较高，大型斑块比例低，影响绿地整体生态效益的充分发挥。在今后城市公园建设和规划中，应注重大型景观斑块的建设，提高大型斑块在城市公园景观中的比例。

(2)为提高城市绿地斑块的景观多样性，应丰富景观大中小斑块的类型，构建中小型斑块镶嵌于大型斑块之中，呈现集中与分散相结合的良好景观格局模式。

(3)公园景观破碎化程度较大，在建设公园绿地的过程中应有意识地建立带状、线状的绿地景观斑块，以降低城市公园的景观破碎化程度，增强景观之间的连通性。

(4)在城市公园绿地规划设计中，还应考虑增加绿地斑块边界形状的复杂程度，营造自然化的绿地边缘景观，提高城市公园绿地景观单元的分维数，更好地发挥城市公园的生态功能。

[1] 车生泉，宋永昌．上海城市公园绿地景观格局分析[J]．上海交通大学学报，2002，12 (4)：322-327．

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[5] 李哈滨，伍业钢．景观生态学的数量研究方法[M]．北京：中国科学技术出版社，1992．

[6] 肖笃宁．景观空间结构的指标体系和研究方法[M]．北京：中国林业出版社，1991．

AnalysisofLandscapePatternofParkGreenLandInFuzhou

LINZeng1，2，3LIUJinfu2，3WANGZhiyuan4ZHUWeiwei1

(1.College of Landscape Architecture，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002；2.Cross-Strait Nature Reserve Research Center，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002；3.Key Laboratory of Fujian Universities for Ecology and Resource Statistics，Fuzhou 350002；4.Fujian Economic Information Center,Fuzhou 350003)

The research was taken five CAD drawings of Fuzhou city parks as basic maps.With the support of GIS,the paper was extracted basic information of patch area and perimeter extraction,selected five landscape ecology indicators such as patch area,patch density index,landscape diversity,landscape dominance index and landscape fractal dimension.The research analyzed various elements of integral green space landscape and spatial distribution pattern in five parks by indexes calculation and comparison.The result showed that:The five parks in Fuzhou were mainly medium size and medium-massive size with simple design styles,and a high degree of fragmentation.In addition,the fractal dimension indexes were on the low side.The shape of plaque was relatively regular.To some extent,the landscape plaque borders were simple.

Fuzhou; Park Green Land; Landscape Pattern; Analysis

林增(1971- )，男，副教授。

刘金福(1966- )，男，教授，博士生导师。

E-mail:413594129@qq.com

2017-09-06

TU985.12+1

A

1004-6135(2017)12-0050-04