王爽,朱张艳,葛宝明
(1.盐城师范学院湿地学院/江苏省盐土生物资源研究重点实验室,江苏 盐城 224007;2.南京工业大学生物与制药工程学院,江苏 南京 211816)
随着经济社会的发展,城市承担了越来越丰富的社会职能,20世纪80年代,政府对城市绿地的治理提出了新要求,以更好应对快速城市化的现象[1-2]。近年来,中国城市土地利用类型不断改变,城市绿地作为生态系统的重要组成部分,亟待系统更新[3-4]。公园绿地景观格局直接影响生态系统的发展及稳定[5-6],不仅会导致物种的消除和迁徙,而且会造成绿地景观破碎化,斑块类型多样化[7]。景观格局的改变,不仅影响到城市生态系统的健康水平,还会影响居民的生活和工作环境质量[8]。
目前,对于城市公园绿地景观格局理论体系还未形成统一的认识,对公园绿地在城市绿地系统景观体系尚需进一步理解。当前对于景观格局研究主要集中在不同土地利用类型下的景观格局的改变[9],而对于中心城区不同区划间的联系与区别鲜有研究;对于城市绿地景观格局的研究大都集中在大都市,韩周林[10]、杨鑫[11]、高峻[12]等以GIS、RS为技术手段,从不同尺度对成都、北京、伦敦、巴黎、纽约、上海等城市空间发展和绿地格局建设进行研究,分析绿地景观格局的现状和不足;付晓[13]、桂国敏[14]等按照斑块大小对北京、昆明等地公园绿地分类,从景观单元特征和景观异质性等方面进行分析,并提出公园绿地优化建议。
作为国际湿地城市的盐城,面临城市化的快速发展,应更加重视对城市公园绿地景观格局的研究[15]。本文以盐城市中心城区公园绿地为研究对象,通过对公园绿地斑块进行分类,利用景观格局指数对斑块类型和景观水平进行评价和分析,既有助于理解景观异质性,又为城市统筹发展构建绿色网络提供参考。
盐城市地处我国东部沿海地区,江苏中部,119°27′~120°53′E、32°35′~34°28′N,东临黄海,西接淮扬,南与南通市接壤,北隔灌河与连云港相望,土地总面积16 931 km2。域内河网密布,沟渠纵横,有“东方湿地之都”的称号。盐城市绿地面积4 303.35 hm2,公园绿地面积1 078.82 hm2,人均公园绿地面积9.82 m2,绿地率达到36.19%,绿化覆盖率为40.48%,先后荣获“省级园林城市”“国家园林城市”“国际湿地城市”称号。
本文以《盐城市城市总体规划(2013—2030年)》规划的西南至盐淮高速公路,西北至盐靖高速公路及新洋港,东至南洋镇界与沈海高速公路为范围,含盐都、亭湖2个区,并辖经济技术开发区、城南新区2个新区。该区总面积为433 km2,其中亭湖区143.31 km2、盐都区116.51 km2、城南新区68.98km2、经济开发区104.2 km2(如图1)。
图1 研究区划范围
本文研究数据主要来源于以分辨率为1.2 m的2015年Google Earth卫星影像图(图2)、《盐城市城市总体规划(2013—2030)》《盐城市城市绿地系统规划(2017—2030)》《盐城市统计年鉴2016》、盐城市人民政府网的园林绿化统计资料及实地调研,对公园绿地斑块进行提取。
图2 盐城市中心城区航空影像
以盐城市中心城区Google Earth卫星影像图为主要信息源,提取《盐城市城市绿地系统规划(2017—2030)》中相关数据,并计算景观指数[16]。
1.3.1 公园绿地分类体系
斑块是景观生态学的基本概念之一,公园绿地大小斑块在城市中发挥着不同的作用。大型的斑块可以作为城市的“绿肺”,小型的斑块可以作为物种迁徙和再定居的“踏脚石”,提高城市景观的异质性[13]。
研究参照桂国敏[14]根据面积大小将城市公园绿地分为五种类型。由于盐城市小于0.5 hm2的街旁绿地多且细碎,不易统计,本研究只统计了城市面积大于0.5 hm2的公园绿地。按面积划分为小型公园绿地斑块(0.5~1.0 hm2)、中小型公园绿地斑块(1.1~5.0 hm2)、中型公园绿地斑块(5.1~10.0 hm2)、大中型公园绿地斑块(10.1~20.0 hm2)、大型公园绿地斑块(大于20 hm2)。通过《盐城市城市绿地系统规划(2017—2030)》相关数据汇总,结合Arcgis10.5对研究区公园绿地校验,测算出研究区公园绿地斑块总面积为1 038.89 hm2,其中亭湖区404.45 hm2、盐都区225.36 hm2、城南新区303.53 hm2、经济开发区105.55 hm2,详见表1。
表1 公园绿地斑块面积分布
1.3.2 绿地景观格局指数分析
公园绿地景观格局,可以通过景观破碎度、景观多样性等进行分析描述。针对盐城市公园绿地景观的特点,选择数量适中、涵盖维度较广的景观格局指数[19]:在斑块类型水平(CLASS)上选取面积指标(CA、PLAND)、密度大小及差异(NP和AREA_MN);在景观尺度水平(LAND)上选择了景观破碎度指标(PD)、景观多样性指标(SHDI、SHEI、PRD),并采用单因素方差分析(one-way ANOVA)不同行政区域公园绿地斑块类型和面积,具体计算公式和含义见表2。
表2 绿地景观格局指数
斑块类型水平(CLASS)下的景观格局分析从研究斑块面积、斑块数量、景观面积比来反映不同行政区划公园绿地的差异。盐城市中心城区公园绿地景观统计值详见表3。
由表3可知,研究区范围内公园绿地总面积为1 038.89 hm2,其中大型公园绿地斑块面积为523.97 hm2,占公园绿地斑块总面积的50.44%,大中型、中型、中小型、小型公园绿地斑块面积分别为191.24 hm2、137.33 hm2、147.26 hm2、39.09 hm2,占公园绿地斑块总面积的18.41%、13.22%、14.17%、3.76%。从公园绿地斑块类型看,研究区内绿地斑块面积表现为:大型公园绿地斑块>中大型公园绿地斑块>中小型公园绿地斑块>中型公园绿地斑块>小型公园绿地斑块。这表明研究区范围内主要以大型公园绿地斑块为主。
从行政区划分看,亭湖区公园绿地面积404.45 hm2,约占研究区内亭湖区(143.31 km2)的2.82%;盐都区、经济开发区公园绿地面积分别为225.36 hm2、105.55 hm2,约占研究区内盐都区(116.51 km2)、经济开发区(104.2 km2)的1.93%、1.01%;城南新区公园绿地面积303.53 hm2,约占研究区内城南新区(68.89km2)的4.4%。研究区公园绿地面积大小依次为:亭湖区>城南新区>盐都区>经济开发区;公园绿地在区划范围内的比重:城南新区>亭湖区>盐都区>经济开发区。由于经济开发区相比其他行政区工业用地较多,城镇面积占比更大,公园绿地面积也就最低。
斑块数量(NP)和平均斑块面积(AREA_MN)反映景观的空间格局,对于景观中各种干扰的蔓延程度有着重要的影响[18-19]。
由表3可知,研究区范围内公园绿地斑块的数量:中小型公园绿地斑块(66个)>小型公园绿地斑块(52个)>中型公园绿地斑块(20个)>中大型公园绿地斑块(14个)>大型公园绿地斑块(13个)。斑块数量:亭湖区(81个)>城南新区(40个)>盐都区(31个)>经济开发区(13个)。公园绿地斑块面积大小:大中型公园绿地斑块(F=4.395,p<0.05)、小型公园绿地斑块(F=2.884,p<0.05)存在显著差异,大型公园绿地斑块(F=1.042,p>0.05)、中型公园绿地斑块(F=0.992,p>0.05)、中小型公园绿地斑块(F=1.302,p>0.05)不存在显著差异。亭湖区大型公园绿地斑块平均面积(54.33 hm2)比其他3个区的平均面积大,这与亭湖区含有大洋湾生态公园(76.96 hm2)、宝瓶公园(53.77 hm2)有关;盐都区大型公园绿地斑块平均面积(43.20 hm2)较大,这与盐都区综合公园(世纪公园17.58 hm2、润都公园17.65 hm2)在此斑块类型区间有关;各个区域的大、中型公园绿地斑块平均面积无明显差异。
表3 公园绿地景观统计值
2.2.1 景观破碎度分析
可以用斑块密度(PD)来衡量公园绿地景观的破碎度,有效反映景观被分割的破碎程度,表现景观空间结构的复杂性[20-21]。
如表4所示,从斑块类型上来看,小型公园绿地斑块破碎化程度最高,景观破碎化严重;大型公园绿地斑块的斑块密度指数≤4.11个/km2,破碎程度最低。从行政区划范围来看,研究区内经济开发区斑块密度指数最高,为250.67个/km2,破碎化程度最高;城南新区破碎化程度最低,这与城南新区大型斑块面积占比高有关。
表4 公园绿地破碎度分析(/个·km-2)
2.2.2 景观多样性分析
多样性指数主要是取决于斑块类型的总数和各斑块类型在面积上分布的均匀程度。Shannon多样性指数主要分析不同景观的多样性和异质性,斑块类型越丰富[22-24],SHDI值就越高。Shannon均匀性指数与优势度指标之间是可以相互转化的,SHEI越小,优势度越高;SHEI趋近于1时,说明景观中没有明显的优势类型斑块,且斑块均匀分布。
如表5所示,通过对PRD、SHDI、SHEI指数的分析可以看出:亭湖区PRD(20.03)较高,盐都区(13.76)、城南新区(13.18)相当,经济开发区(12.32)最低,说明亭湖区单位面积内的景观斑块数量较多,经济开发区最少。从SHDI上可以看出,亭湖区>盐都区>经济开发区>城南新区,说明亭湖区的公园绿地分布较好,城南新区较差。从SHEI上可以看出:中心城区公园绿地景观SHEI指数均小于1,亭湖区最高,为0.89;盐都区、经济开发区、城南新区基本相当,依次为0.73、0.72、0.71。这说明亭湖区各个斑块类型相差较小,优势度不明显。
表5 公园绿地多样性分析
快速城市化对城市生态系统带来的影响受到广泛关注[25],城市土地利用方式的改变给城市公园绿地异质性的增加提供了机会[26];中心城区土地利用具有高度集中的特点,大型公园绿地斑块较少,小型公园绿地斑块较多,整体景观较破碎[27-28]。
在斑块水平上,盐城市中心城区公园绿地斑块类型分布不均且面积差异较大。在景观尺度上,公园绿地总体破碎化严重。其中大型公园绿地斑块所占比例较大,影响斑块间的相互联系,与云南昆明、北京等地主城区的相关研究结果相同[13-14];小型公园绿地破碎度最高,且斑块比例最低。
各个行政区绿地平均面积、密度、面积比例均存在一定差异。大中型和小型公园绿地斑块面积在不同区划范围存在显著差异,而大型、中型、中小型公园绿地斑块类型差异较小;公园绿地总体破碎化严重,景观多样性较低,景观丰富度上差异较大。这与研究区范围内整体景观风貌引导有关:亭湖区主要塑造大城市商业中心景观风貌;城南新区主要展现新城风貌与现代景观结合,提高公园绿地使用率;盐都区绿地景观建设以生态为主,突显高新产业新区景观风貌;经济开发区建设以绿地景观与高科技产业园区相协调的景观风貌。
通过分析盐城市中心城区公园绿地景观格局,对其提出以下几点实施优化建议:
(1)丰富景观多样性,减弱斑块间的破碎度。将城市的“绿肺”与物种迁徙和再定居的“踏脚石”有机联系起来,提高绿地景观异质性,使公园绿地斑块更丰富多样。
(2)优化公园绿地空间结构。充分利用滨水绿廊,如大马沟滨水绿廊、小马沟滨水绿廊等打造城市公园滨水景观绿轴;在公园绿地建设中,适当增加中小型公园绿地斑块,真正做到中心城区“300 m见绿,500 m见园”。
(3)在城市绿地系统规划时,考虑旧园改造。依据不同土地性质均衡绿地布局,尽量做到沿街单位、小区有绿透绿、无绿增绿、缺绿补绿,打造公园绿地十分钟服务圈,适当扩建或增建游园,发挥规模效应。
(4)以水元素、滨水绿地为特点的公园绿地呈现更优化建设。充分发挥盐城湿地城市的核心优势,构建以水为基础、水绿相融的公园绿地框架,打造东方生态养生之都、西太平洋湿地之都。