深圳特區(qū)城市植被的時(shí)空特征.pdf

1、城市化是人口不斷向城市聚集、城市數(shù)量和規(guī)模不斷膨脹的一種現(xiàn)象,城市化的進(jìn)程就是由鄉(xiāng)村景觀轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘芯坝^或其它建成區(qū)景觀的過(guò)程,代表著一種重要的景觀變化類型。城市的不斷增長(zhǎng)被視為人類在二十一世紀(jì)最大的挑戰(zhàn)之一。持續(xù)增長(zhǎng)的人口和不斷加劇的城市化進(jìn)程導(dǎo)致了從局地到全球各個(gè)尺度上的一系列最為復(fù)雜的景觀變化過(guò)程,而這些過(guò)程又深刻得影響了相關(guān)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。更為引人注目的是,城市化過(guò)程以及與其相關(guān)的景觀格局的變化導(dǎo)致了一系列的生態(tài)環(huán)境

2、的后果。因此,如何定量化地理解城市景觀的格局及變化過(guò)程已經(jīng)變得十分的迫切,而且也更需要探討城市景觀的格局、變化過(guò)程與相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境后果之間的關(guān)系。
　　 1979年,在中國(guó)南部沿海、與香港地區(qū)接壤的一片極具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的區(qū)域建立了一座模式化的城市——深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)。在不到三十年的時(shí)間里,該地區(qū)已經(jīng)建成為了一座擁有千萬(wàn)人口的現(xiàn)代化大都市,并經(jīng)歷了從以自然和農(nóng)業(yè)區(qū)域?yàn)橹鞯泥l(xiāng)村景觀轉(zhuǎn)變?yōu)橐袁F(xiàn)代工業(yè)為主導(dǎo)的城市景觀的典型城市化過(guò)程。
　

3、　 本論文的研究緊緊圍繞著城市化背景下的城市植被的時(shí)空特征及其與城市化這一生態(tài)學(xué)過(guò)程之間的潛在聯(lián)系,通過(guò)借助于時(shí)間序列上的中等分辨率遙感圖像和同期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),以及空間上具有高分辨率的遙感圖像和地面植被調(diào)查的數(shù)據(jù),在景觀生態(tài)學(xué)和城市生態(tài)學(xué)的理論指導(dǎo)下,在3S(全球定位系統(tǒng)GPS、遙感RS和地理信息系統(tǒng)GIS)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析方法的支持下,從時(shí)間和空間兩個(gè)不同尺度對(duì)其進(jìn)行了綜合性的分析,共包含了四個(gè)方面的內(nèi)容:
　　 1)采用了

4、1973年到2005年的九期Landsat遙感圖像,通過(guò)景觀分類、景觀轉(zhuǎn)移檢測(cè)和景觀轉(zhuǎn)移強(qiáng)度分析等一系列的技術(shù)方法,研究了在整個(gè)城市化過(guò)程中該區(qū)域的城市建成區(qū)景觀和林地景觀的動(dòng)態(tài)變化特征。景觀分類的結(jié)果表明,兩者的變化都呈現(xiàn)出具有一定閾值范圍的非線性的特征,而且,它們之間的相關(guān)關(guān)系也呈現(xiàn)出非線性變化的特征——城市化開(kāi)始之前的不相關(guān)、1979年開(kāi)始之后的負(fù)相關(guān)和1986年以后出現(xiàn)的正相關(guān)關(guān)系。然而,通過(guò)對(duì)兩者的景觀轉(zhuǎn)移量的分析發(fā)現(xiàn),林地的

5、轉(zhuǎn)移量對(duì)城市建成區(qū)的轉(zhuǎn)移量具有非間接的依賴性。最后,通過(guò)對(duì)兩者的景觀轉(zhuǎn)移強(qiáng)度的量化分析表明,不同城市核心區(qū)的建成區(qū)景觀的轉(zhuǎn)移強(qiáng)度表現(xiàn)為非同步的一致性,正是由于這一非同步的城市化進(jìn)程以及城市生態(tài)區(qū)之間的空間異質(zhì)性最終導(dǎo)致了林地景觀轉(zhuǎn)移強(qiáng)度的不同變化過(guò)程。
　　 2)應(yīng)用遙感解譯得到的1973年到2005年的九期城市景觀分類圖以及同期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)據(jù),分析了該地區(qū)林地景觀破碎化程度的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,并進(jìn)一步探討了城市的結(jié)構(gòu)演變和社

6、會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)這一過(guò)程的潛在驅(qū)動(dòng)作用。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),城市化所導(dǎo)致的城市結(jié)構(gòu)的演變會(huì)造成區(qū)域內(nèi)的林地面積和結(jié)構(gòu)的變化,而且不同城市化時(shí)期的建成區(qū)結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)的差異也會(huì)造成不同時(shí)期的林地變化趨勢(shì)的不同；最終的多變量回歸分析的結(jié)果證明,代表林地景觀破碎度的三個(gè)不同方面的指標(biāo),即林地斑塊的面積、形狀和分布狀況,都會(huì)受到城市結(jié)構(gòu)演變和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用,其中,城市結(jié)構(gòu)的演變是最主要的驅(qū)動(dòng)因素；區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及其結(jié)構(gòu)的改變、城市居民收入的增加和

7、城市植被的建設(shè)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素都會(huì)對(duì)不同的破碎度指標(biāo)具有驅(qū)動(dòng)作用；所有的分析結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人口這一重要因素的直接驅(qū)動(dòng)效力,但是根據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果仍然有理由相信人口可能會(huì)是林地破碎度的間接驅(qū)動(dòng)因素。
　　 3)采用在空間上具有較高分辨率的彩色航空照片和SPOT5多光譜圖像,提取了深圳特區(qū)城市植被的空間分布信息,并計(jì)算了整個(gè)區(qū)域和各行政分區(qū)單元內(nèi)的綠地類型、植被類型以及綠地系統(tǒng)三個(gè)層次上的景觀斑塊格局特征,然后在此分析基礎(chǔ)之上對(duì)該地區(qū)的

8、城市綠地系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了景觀生態(tài)規(guī)劃。被稱為“城市綠肺”的郊野綠地?fù)碛姓冀^對(duì)優(yōu)勢(shì)的喬木類植被,是綠地系統(tǒng)中生態(tài)功能性最強(qiáng)的綠地類型,也是本區(qū)域綠地系統(tǒng)的最重要的組成成分。從綠地建設(shè)的現(xiàn)狀來(lái)看,郊野綠地所占的比例最大,并且是由破碎化程度最低的大型斑塊所組成,在空間的布局上也較為理想,離散地分布在城市的不同區(qū)域。然而,受地形背景及城市化發(fā)展水平的影響,各行政區(qū)域內(nèi)綠地系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)特征,無(wú)論是在綠地類型、還是在植被類型水平上,都有較大的不同

9、。例如,南山區(qū)的郊野綠地、南山區(qū)和福田區(qū)的喬木類植被的分布狀況都比較差,這將會(huì)影響到這些地區(qū)綠地系統(tǒng)的生態(tài)功能的發(fā)揮。在研究區(qū)域內(nèi)的其它綠地類型是城市綠地系統(tǒng)的重要補(bǔ)充成分,它們的存在一方面提高了城市景觀的多樣性,提供了生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等方面的多種多樣的功能效益,但是另一方面也應(yīng)該看到這些綠地類型的景觀連續(xù)性和可持續(xù)性還有待完善,在今后的城市綠地建設(shè)中還應(yīng)該堅(jiān)持因地制宜的原則。
　　 4)基于地面調(diào)查的各城市綠地類型的樣方數(shù)據(jù),

10、分析了各綠地類型中的植物物種的豐富度及其組成特征,并利用由高空間分辨率的彩色航空照片和SPOT5多光譜圖像獲取的各采樣點(diǎn)的景觀特征探討了影響城市植物物種豐富度及其組成的景觀異質(zhì)性因素。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),城市綠地系統(tǒng)中的人工植被類型,包括休閑綠地、防護(hù)綠地、居住區(qū)綠地和單位附屬綠地內(nèi)的植被斑塊,與近自然的植被類型(即郊野綠地內(nèi)的植被)之間在物種組成上表現(xiàn)出明顯的差異性:人工植被類型中的外來(lái)種所占的比例顯著得高于其在近自然的植被類型中所占的比例