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)雜的景觀變化過程,而這些過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)過程之間的潛在聯(lián)系,通過借助于時(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——城市化開始之前的不相關(guān)、1979年開始之后的負(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