基于GIS的郑东新区绿色空间指数演变研究

田云露

摘 要：景观格局一般指景观的空间格局，是大小、形状、属性不一的景观空间单元（斑块）在空间上的分布与组合规律。本文选取最大斑块指数（LPI）和景观形状指数（LSI）两个指标，分析郑东新区2007—2019年城市化进程中的景观格局演变。

关键词：景观格局;景观指标;最大斑块指数;景观形状指数

中图分类号：TU986文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）01-0098-03

Abstract： Landscape pattern generally refers to the spatial pattern of landscape， which is the spatial distribution and combination of landscape spatial units （patches） with different sizes， shapes and attributes. In this paper， the maximum patch index and landscape shape index were selected to analyze the landscape pattern evolution of Zhengdong New District in the process of urbanization from 2007 to 2019.

Keywords： landscape pattern;landscape index;largest patch index;landscape shape index

1 研究方法

根据郑东新区遥感影像解译分类图可以精准提取城市景观格局指数[1-2]，一般选用研究区的斑块数（Number of Patches，NP）、景观面积比例（Percentage of Landscape，PLAND）、斑块密度（Patch Density，PD）、最大斑块指数（Largest Patch Index，LPI）、景观形状指数（Landscape Shape Index，LSI）、连通性指数（COHESION）和香农多样性指数（Shannon's Diversity Index，SHDI）指数7个景观格局指标（见表1），具体选取指标时要考虑研究地区的特点[3-6]。在大量研究的基础上，本文选定非相关性最大的两个指数，即最大斑块指数（LPI）、景观形状指数（LSI），并在两者先验约束条件下进行合理分析比对[7-10]，从而获取郑东新区2007—2019年城市化进程中的景观格局演变。

2 数据分析

本研究区域为郑州市郑东新区，参考《郑州市郑东新区城市绿地系统规划》，规划控制面积370 km2。由于郑东新区行政区域边界不断外扩，为了使数据分析更加具有对比性，统一采用2019年最新郑东新区行政边界对遥感数据进行解译分析。在郑东新区遥感影像解译分类图的基础上，本文合理选取指数特征在ArcGIS 10.3和FragStats 4.2平台的支持下进行分析和计算。最大斑块指数（LPI）统计数量和变化趋势分别如表2和图1所示。

由表2和图1可得出如下结论。

第一，耕地的最大斑块指数从2007年的15.92%降低为2019年的2%，为绿色空间小类中最大斑块指数降低幅度最大的。可见，郑东新区耕地的主导地位逐渐减弱，耕地优势的下降已成为人类活动干扰郑东新区绿地的重要方向。

第二，林地的最大斑块指数呈现出先减小后增大的趋势，从2007年的0.52%降低到2015年的0.08%，到2019年，增长到1.16%。这表明林地在郑东新区的优势随城市化建设的稳定逐步稳定。

第三，草地的最大斑块指数变化幅度较小，但总体呈减小的趋势，从2017年的0.40%降到2019年的0.23%。

第四，水体的最大斑块指数变化幅度也较小，但总体呈增加的趋势，从2007年的0.72%增长至2011年的0.86%，到2015年又降低到0.69%，至2019年，又增长至0.81%。

综上所述，研究期限内，耕地的最大斑块指数大幅度下降，林地、水体的最大斑块指数出现小幅度增长，草地最大斑块指数出现小幅度下降，三者相对平稳。总体来看，绿色空间整体的最大斑块指数呈现坡度式下降的趋势。

景观形状指数（LSI）统计数量和变化趋势分别如表3和图2所示。

由表3和图2可得出以下几点结论。

第一，从2007年到2015年，耕地的景观形状指数不断增加，从76.05增加到95.90，表明此时期由于城市化建设，人工活动加剧了耕地的破坏，使得其景观形状变得复杂，而在2015年后，耕地的景观形状指数降低，到2019年降低到80.51。

第二，林地的景观形状指数呈现出先下降后增加的趋势，由2007年的108.87降低到2011年的102.32后缓慢增加至2019年的117.16。可见，郑东新区林地的形状逐渐呈现出不规则片状发展。

第三，草地的景观形状指数在2007年到2015年出现了小幅度增长，由48.08增加到140.35，在此期间，草地的景觀形状指数变得更加复杂。2019年，草地的景观形状指数下降到80.05。表明在此期间，草地的形状趋于规则，但总体数量仍比原始的高。

第四，水体的景观形状指数在研究期限内出现明显降低的趋势，由2007年的66.05降低到2019年的43.27。可见，人为的干预使得水域的形状越来越简单。

3 结语

本文选择两种典型的景观格局指标研究郑东新区2007—2019年的景观变化，分析过去13年的景观格局演变过程及时空变化特征，进而分析景观格局演变与土地利用变化的关系。

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