邯郸市中心城区城市绿地景观格局分析

张 灿，刘海新，孔俊杰，刘韦志

（河北工程大学矿业与测绘工程学院，河北 邯郸 056038）

城市绿地作为城市中最基本的自然要素，不仅能够改善生态环境质量，维持生态平衡，促进居民健康生活，而且在城市发展建设中起到重要作用[1]；作为城市景观的生态基础，其分布格局和景观质量是衡量一个城市文明程度的重要指标[2]。科学合理的城市绿地分布规划，可以有效缓解城市热岛效应[3]，减少噪音污染[4]，促进有害气体的吸收[5]，改善城市空气质量[6]，提升城市居民生活幸福感[7]。

对于城市绿地景观格局的研究，传统的人均绿地面积和绿地率等绿地指标已经不能全面地评价城市绿地的结构和分布是否合理。景观格局指数作为研究景观生态的重要方法，可以反映景观的结构组成和空间配置。因此，利用景观格局指数对城市绿地的景观格局进行定量化的分析，可以更加全面的反映城市绿地的数量、分布、形态和连通性等特征[8]。在城市绿地景观格局的研究中，多采用TM/ETM+等卫星影像作为数据源[9,10]，但是由于城市绿地斑块过小、植物种类丰富等因素导致城市绿地具有高度异质性的特征，中等分辨率数据难以满足城市绿地信息提取的精度要求。在此基础上，为了探讨邯郸市中心城区城市绿地的现状和问题，本研究以GF-2 高分辨率卫星影像为数据源，利用RS 和GIS 技术，对邯郸市中心城区的城市绿地进行了信息提取和分类，结合景观生态学原理和方法，参考现有城市绿地特点，对邯郸市中心城区城市绿地景观格局进行定量分析，为邯郸市城市绿地系统合理构建提供理论依据和可行性建议，为争创国家生态园林城市提供科学参考。

1 研究区概况

邯郸市是河北省南部地区的中心城市，也是国家历史文化名城，它位于河北省南端、太行东麓，西依太行山脉，东接华北平原，与晋、鲁、豫三省接壤，是晋冀鲁豫四省要冲和中原经济区腹心。本文以邯郸市中心城区作为研究区（图1），其范围包括邯郸市环路以内区域，总面积9082.01hm2，包括丛台区、邯山区及复兴区部分街道。

图1 研究区位置及遥感影像Figure1 Study area location and remote sensing imagery

图2 邯郸市中心城区城市绿地分类图Figure2 Urban green space classification map of downtown Handan

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

选取2021 年9 月3日获取的GF-2 PMS 全色和多光谱影像为基本数据源，GF-2 卫星是我国自主研制的第一颗空间分辨率优于1 米的民用光学遥感卫星。GF-2 PMS 数据来自中国资源卫星应用中心（http://www.cresda.com.cn），同时收集邯郸市土地利用规划图（2006-2020 年）、邯郸市城市总体规划（2011-2020 年）、邯郸市统计年鉴等数据。

2.2 研究方法

2.2.1 面向对象分类

面向对象分类法是指以多个像元组成的多尺度对象为最小的单元，综合利用地物的光谱特征、形状特征、拓扑特征和纹理特征等分布特征进行地物信息提取[11][12][13][14]。该方法突破了传统遥感影像分类方法的局限性，分类结果有效避免“椒盐”现象的产生，具有较好的整体性[15]。本研究采用基于规则的面向对象信息提取方法，为更好的区分植被与非植被，采用归一化植被指数作为提取规则，以获得较高的城市绿地提取精度。

2.2.2 景观格局指数

景观格局作为景观生态学的研究范畴之一，同时也是景观异质性的具体表现。景观指数是一种简单的定量分析方法，能够高度浓缩景观格局信息，充分表达景观的构成要素及空间结构等特征[16][17]。结合邯郸市的自然地理环境及区位条件，本研究共选取7 个景观格局指数（表1），分析研究区的城市绿地景观格局。

表1 景观格局指数公式及生态学意义Table1 Landscape pattern index formula and ecological significance

3 结果与分析

3.1 研究区城市绿地景观类型

根据国家建设部颁布的《城市绿地分类标准》（CJJ/T 85-2017）[19]，结合研究区实际情况，将城市绿地分为公园绿地、防护绿地、广场用地和附属绿地4 种景观类型。在GIS 技术的支持下，采用人机交互的方式对提取的城市绿地斑块进行再分类，并完成不同景观属性的赋值，最后得到邯郸市中心城区绿地景观类型分类图（图1），绿地斑块总数为19672 个，总面积2805.25 hm2。

3.2 研究区城市绿地景观格局分析

3.2.1 绿地景观构成分析

城市绿地景观构成是指各类绿地的组成情况，包括城市绿地的类型、面积、数量、比例等，也是一个城市绿地生态系统是否完善最直观的表现。通过表2 的统计结果可知，研究区各类绿地面积总计为2805.25 hm2,占总面积的30.89%，各类绿地景观面积从大到小依次为：附属绿地＞公园绿地＞防护绿地＞广场用地。在整体上，附属绿地面积占比最高，达到42.52%，超过绿地总面积的1/3，占绝对优势，表明研究区内的工厂、政府机关单位及各小区的绿化效果较好；公园绿地面积占比达到33.12%，接近绿地总面积的1/3，表明丛台公园、滏阳公园、龙湖公园、赵苑公园等综合性公园所占绿地面积较大，沿滏阳河与沁河两岸的各类游园零散分布在研究区内，对改善当地城市环境、提高居民生活幸福指数具有重要作用；防护绿地面积占比23.43%，均匀分布在道路两旁；广场用地面积占比最小，仅有0.94%。

表2 邯郸市中心城区绿地景观构成Table2 The green landscape of the downtown area of Handan is composed

研究区平均斑块面积： 公园绿地＞广场用地＞防护绿地＞附属绿地，分别为2.89 hm2、0.75 hm2、0.17 hm2、0.08 hm2。附属绿地平均斑块面积最小，但附属绿地总面积最大，表明其破碎化水平较高；公园绿地平均斑块面积最大，表明公园绿地多为大斑块为主，景观整体性较好，景观破碎度低。从行政区域上看，城市绿地斑块面积从大到小为： 复兴区＞丛台区＞邯山区，绿地面积最大的是复兴区，为1305.36 hm2；最小的是邯山区，为623.23 hm2。城市绿地斑块数量为：丛台区＞复兴区＞邯山区，丛台区绿地斑块数量最多，为8045 个；邯山区最少，为5017 个。平均斑块面积为：复兴区＞邯山区＞丛台区，复兴区平均斑块面积最大，为0.20 hm2；丛台区最小，为0.11 hm2。

3.2.2 城市绿地景观异质性分析

（1） 破碎化分析

对城市绿地景观破碎化的研究不仅有利于城市生态环境的保护，也为城市绿地系统的规划建设提供了一定的参考[20]。斑块密度能够直观的表达景观破碎化程度，斑块密度越大，破碎化程度越高[21]。由表3 可知，研究区各类绿地的斑块破碎化程度由高到低依次为附属绿地＞防护绿地＞广场用地＞公园绿地。其中，附属绿地破碎化程度最高，为12.9796，主要是由于在整个绿地景观中附属绿地的斑块小、空间分布广，容易受到人类活动的干扰，被大量建筑和道路分割，导致斑块数量多，破碎化程度显著；防护绿地主要分布在城市道路两侧，是为减少路面扬尘、降低城市噪音而规划建设，因而破碎化程度较高，为5.7813；广场用地破碎化程度较低，为1.2528，主要原因是广场用地零星分布在各个行政区，斑块数量少、面积小所致；公园绿地破碎化程度最低，为0.3325，这是因为公园绿地面向城市居民而设置，具有休闲游憩、美化城市环境和避震救灾等功能，兼顾各个区域城市居民的生活需要，多由中大型和大型斑块组成，斑块面积大、数量少、空间分布较分散导致。从行政区域来看，丛台区城市绿地破碎化程度最高，说明该区域城市化程度高，绿地景观受人为干扰较大。复兴区城市绿地破碎化程度最低，表明斑块分布较为集中。

表3 邯郸市中心城区城市绿地景观破碎度Table3 The fragmentation of the urban green landscape in the downtown area of Handan

（2）平均斑块分维数分析

平均斑块分维数是反映不同空间尺度斑块边界复杂程度的重要指标，在一定程度上可以反映人类活动对景观格局的影响。当MPFD 趋近于1 时，表明斑块边界不复杂，斑块形状具有自相似性，表明受人类活动的干扰程度较大。由表4可知，研究区各类型绿地的MPDF 在1.1710～1.2821 之间，城市绿地平均斑块分维数偏低，表明研究区内绿地景观受人类活动干扰严重，使得各绿地景观斑块形状较为单一。从不同斑块类型来看，广场用地的平均斑块分维数最高，附属绿地的平均斑块分维数最低。附属绿地MPFD 最低的主要原因是此类绿地多由人工养护，致使绿地斑块形状相似性增加。公园绿地和广场用地具有多样的结构设计和复杂的绿地斑块边界，所以具有较高的MPFD，有利于提高和保护城市生物多样性。

表4 邯郸市中心城区城市绿地景观平均斑块分维数Table4 Mean Patch Fractal Dimension of urban green space landscape in downtown Handan

（3）景观多样性分析

景观多样性反映了景观要素在结构、功能和时空变化等方面的复杂性，可用香农多样性指数（SHDI）和香农均匀度指数（SHEI）来表示。其中SHDI 反映绿地景观类型的多样性，SHEI 反映绿地景观在空间结构分布的均匀性。结合图3 可知，研究区绿地景观多样性指数为复兴区＞丛台区＞邯山区，分别为0.79、0.76、0.53。可以看出复兴区城市绿地丰富，各类型分布较好，而邯山区城市绿地较少，是因为邯山区绿化建设还不够完善，各类型城市绿地分布不均匀。从均匀度指数来看，依次为复兴区＞丛台区＞邯山区，与多样性指数的变化呈正相关。可以看出，复兴区各类型城市绿地面积差异较小，均匀度指数较高；相反，邯山区差异较大，均匀度指数较低。

4 结论和建议

4.1 结论

本文以景观生态学原理为基础，通过构建城市绿地数据库，计算分析了邯郸市中心城区绿地空间分布特征及相关景观格局指数，并对城市绿地景观格局现状进行了定量分析。结果表明，研究区绿地主要呈现以附属绿地为主，公园绿地为辅的景观格局。此外，各绿地景观类型存在分布不均的问题，绿地景观连通性较低、绿地生态体系不完善。研究区内公园绿地面积较小，且多集中在复兴区，丛台区公园绿地面积不足，除综合性公园外，各类游园多集中于滏阳河与沁河两侧，致使游园的服务范围减小，使得公园绿地的空闲率增加，影响了公园绿地的经济效益和社会效益。附属绿地破碎化程度较高，绿地斑块较小，平均分维数较低，受人为因素干扰较大，影响了绿地景观生态功能的发挥。

4.2 建议

（1）进一步优化城市绿地景观分布结构。在邯山区、丛台区和复兴区适当增加广场用地。此外，在今后应当强化对现有绿地斑块的保护，重点提升邯山区的绿地空间系统建设。由于邯山区多为老旧小区和城中村，其附属绿地面积较小，可适当加强对邯山区附属绿地的规划，通过科学植绿、拆违建绿、见缝插绿等措施，提高邯山区附属绿地绿量，增加绿地连通性，优化绿地景观结构，改善旧区环境质量。根据不同的建设区域，依托赵文化核心，以城市绿地作为文化载体打造独具特色的绿地景观延续历史文化底蕴的发展。不断完善公园绿地体系的建设，布局综合性公园的建设，加快口袋公园的规划，提高居民出门见绿的愿景，成为城市绿地中的主导。

（2）提高城市绿地景观的多样性和均匀度，促进绿地功能多样化发展，特别是邯山区和丛台区，尽量提高各绿地斑块的连通性，降低其破碎化程度，结合滏阳河、沁河、道路进行城市绿道建设，串联城区内重要游憩和公共服务节点，提升城市绿地斑块分布的均匀性，构建“滏河绕城、满城园景”的景观格局，发展具有邯郸市特色的绿地景观。