基于GIS的合肥市城市綠色廊道景觀格局研究*

徐娟娟 吳澤民

安徽農業(yè)大學 合肥 230036

廊道是指景觀中與相鄰兩側環(huán)境不同的線狀或帶狀結構［1］。主要具有生態(tài)作用的廊道稱為生態(tài)廊道，包括各類植被廊道、水系廊道，其概念直接來源于景觀生態(tài)學。各類天然或人工性質的植被型廊道稱為綠色廊道，是指在城市生態(tài)環(huán)境中以植物綠化為主的景觀要素［2］，在城市中主要包括道路綠化帶、分車帶、濱水河岸植被帶以及各類環(huán)城林帶。城市綠色廊道是城市生態(tài)體系的重要組成部分，在分隔城市空間、維持景觀格局穩(wěn)定、促進物質能量的遷移和更新等方面發(fā)揮著重要的作用［3］。廊道的研究主要包括2 方面:1)宏觀的結構與格局，主要包括廊道的類型、連接度、連通性、節(jié)點及網(wǎng)格等;2)內部結構，主要包括廊道寬度、邊緣結構等。在國外，通常應用遙感技術在景觀尺度上研究生態(tài)廊道［4-8］。在國內，主要是對綠色廊道布局和結構的定性研究，少數(shù)研究涉及城市綠色廊道的景觀格局，但在功能與動態(tài)方面的研究較少，而對綠道的研究也處于起步階段［9-10］。

本文選擇合肥作為研究對象，應用遙感技術、從景觀尺度上對合肥市域的生態(tài)廊道進行定量分析，著重于對城市綠色廊道的景觀格局和網(wǎng)絡結構的研究，以期為城市生態(tài)網(wǎng)絡規(guī)劃與建設提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

合肥位于安徽省中部，市域面積11 429.68 km2，是我國唯一單獨擁有一個大湖的城市。其中市區(qū)面積約925 km2，中心城區(qū)面積約486 km2。合肥屬亞熱帶濕潤季風氣候。年平均氣溫15.7℃。年均降水988.4 mm。合肥市位于北亞熱帶落葉與常綠闊葉混交林地帶，城市綠化基礎較好。截至2011年底，合肥城市綠地率達到40.3%，已形成環(huán)城公園、繞城高速林帶及動力線路等植被帶。市域水系發(fā)達。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)的獲取

應用合肥市2011年的遙感影像以及Google 地圖，多次截取相應區(qū)位的影像，然后將其拼接好，直到最終形成合肥市域的完整的圖像格式文件。

利用安徽省的地形圖，通過找到合肥市的典型控制點，并結合現(xiàn)場調查，校正和配準拼接好的影像，再在ArcGis 中給配準后的影像附投影;應用裁剪工具，選取合肥市的Shape 格式文件對附過投影后的影像圖進行剪切;再利用editor 工具編輯繪制合肥市域廊道系統(tǒng)分布圖。勾繪過程中，對判讀不清的地方應用Google Earth 和合肥交通圖進行補充驗證并進行現(xiàn)場校對。最后，在生成的屬性要素表中統(tǒng)計各類型廊道的長度、面積、連接數(shù)、節(jié)點數(shù)等。

1.2.2 廊道結構及網(wǎng)絡格局指標

廊道本身的結構特征影響其生態(tài)功能的發(fā)揮。本文通過統(tǒng)計計算主要廊道的長度、面積等分析其景觀結構特征，再通過計算廊道的線點率、環(huán)通度和連通性來比較不同類型廊道的網(wǎng)絡特點，進而評價綠色廊道布局的合理性。

2 結果與分析

2.1 城市廊道特征

經(jīng)判讀及計算，合肥市域有廊道3 541 條，廊道密度較高(3.68 km/km2)，總面積984.45 km2，總長度42 026.69 km。合肥市有1 564 條綠色廊道，長度17 914.02 km，面積509.1 km2(占市域廊道總面積的51.71 %)，密度1.57 km/km2;藍色廊道289 條，長度4 589.26 km，面積99.92 km2(占廊道總面積的10.15%)，密度0.4 km/km2;灰色廊道1 688 條，長度19 523.41 km，面積375.43 km2(占廊道總面積的38.14 %)，密度1.71 km/km2(表1)。

表1 合肥市域各類型廊道現(xiàn)狀

2.2 城市綠色廊道景觀構成

1)河流綠色廊道。合肥市域有河流綠色廊道243 條，面積為72.53 km2，長度為2 186.53 km，分別占綠色廊道總面積的14.25%，總長度的12.21%;但其密度不高，僅為0.19 km/km2。河流植被廊道總長度遠小于道路植被廊道，寬度一般在5 ～107 m，平均寬度55 m。

2)道路綠色廊道。合肥市域共有道路綠色廊道1 317 條、長度15 040.28 km，面積416.79 km2，寬度一般為11 ～258 m，平均寬度122 m，密度為1.32 km/km2。市區(qū)主路綠色廊道長度較長，但各縣主路綠色廊道面積卻大于市區(qū)，其原因是各縣主路綠色廊道一般有較大的寬度。各縣主路綠色廊道965 條，長度7 136.52 km，面積為261.84 km2(占道路綠色廊道面積的62.82%);市區(qū)主路綠色廊道352 條，長度為7 903.76 km，面積為154.95 km2(占道路綠色廊道面積的37.18%)。

3)環(huán)帶廊道。合肥市域有4 條環(huán)城綠帶，分別為環(huán)城公園、一環(huán)路、二環(huán)路和繞城高速。這4 條環(huán)帶的寬度為72 ～256 m，總面積19.78 km2(占綠色廊道總面積的3.88%)，總長度為687.21 km(占道路綠色廊道總長度的4.6%)。

2.3 廊道建設率

建設率［11］是評判綠色廊道建設是否完善的標準，通過各類型綠色廊道與其所臨近的灰色、藍色廊道的長度比值來反映綠色廊道建設的完全性。取值范圍為0 ～1。該值越大，表明廊道的建設越完善。

合肥市河流綠色廊道的建設率較低，為0.45，說明其中有一半以上的河岸線都沒有綠色廊道。在道路綠色廊道中，市區(qū)主干道綠色廊道建設率相對較高，但其值也只有0.65，可見合肥市道路或河流綠色廊道的綠化建設尚有提升的空間。

2.4 合肥城市綠色植被廊道的網(wǎng)絡格局

2.4.1 綠色植被廊道的網(wǎng)絡格局

通過測定各類型綠色植被廊道的節(jié)點數(shù)、連接數(shù)、互不連接數(shù)等，再代入網(wǎng)絡格局［12-15］指數(shù)的計算公式中來計算，最后分析綠色植被廊道的網(wǎng)絡特征(表2)。

表2 合肥市域綠色植被廊道網(wǎng)絡格局

研究區(qū)綠色廊道網(wǎng)絡總的線點率為1.142，其中河流綠色廊道的線點率為1.198，高于道路綠色廊道的1.132，表明河流節(jié)點的平均連接數(shù)高于道路。城市綠色廊道是生態(tài)廊道的重要組成部分。每個節(jié)點的連接數(shù)越高，生態(tài)網(wǎng)絡結構越復雜。

環(huán)通度和連通性也是衡量網(wǎng)絡復雜性的指標。在合肥市域范圍內，綠色廊道網(wǎng)絡總的環(huán)通度為0.231，表明環(huán)路存在的程度較低;而在道路綠色植被廊道中，市區(qū)主路綠色廊道的環(huán)通度比各縣的值要高，為0.251，表明市區(qū)主路綠色廊道的回路較多。

合肥市域范圍內綠色廊道網(wǎng)絡總的連通度同樣也較低，為0.542，說明廊道連接數(shù)較少。但河流綠色廊道的連接數(shù)較多，廊道的連通度為0.651，高于道路綠色廊道的0.524。市區(qū)的4 條環(huán)城綠帶總的連通度最低為0.333。

本研究表明，合肥市域范圍內總體上綠色網(wǎng)絡結構較為簡單，影響了節(jié)點間的物質流通，物種遷移效率不高。因此應注意提高節(jié)點連接數(shù)、增加連通性及環(huán)通度，以改善廊道網(wǎng)絡的整體結構，進一步提高綠色廊道的生態(tài)效應。

2.4.2 城市綠色廊道的節(jié)點分析

節(jié)點是一種特殊形式的斑塊，是廊道連接處的龐大部分、寬度較大。合肥市的綠色廊道多分布于灰色廊道、藍色廊道的兩側。各類型綠色廊道的節(jié)點(表3)共有1 220 個，節(jié)點總面積310.33 km2。節(jié)點面積相對較小。其中道路節(jié)點有1 035 個，節(jié)點面積為0.7 ～500.3 hm2;河流節(jié)點有181 個，節(jié)點面積為0.2 ～231.5 hm2。除了主要干道大型立交橋構成的節(jié)點有較大面積外，一般情況下節(jié)點面積較小，從而降低了維持生物多樣性的功能。

2.4.3 廊道的附著綠色斑塊——綠心

合肥市廊道的綠心主要在繞城高速附近集中分布，而在其他各縣的呈散點式分布。合肥市共有292個綠色廊道附著斑塊，總面積為45.39 km2。其中有224 個道路綠心，總面積為35.12 km2。該類綠心面積為0.008 ～3.069 km2，平均面積0.157 km2。河流綠色廊道綠心68 個，總面積為10.27 km2。該類型綠心面積一般較道路綠心小，面積為0.005 ～0.962 km2，平均面積0.121 km2。從中可以看出，道路綠色廊道綠心是廊道綠心的主體，占綠心總面積的77.37%。

表3 合肥市域綠色廊道節(jié)點現(xiàn)狀

3 小結與討論

1)合肥市域廊道系統(tǒng)中，以長度相比，灰色廊道長度最長;以密度相比，灰色廊道的密度最大;而以面積相比，綠色廊道面積最大，主要是道路綠色廊道的面積相對較大。

2)合肥市綠色廊道中，市區(qū)主路綠色廊道長度最長，但其面積卻小于各縣主路綠色廊道。研究區(qū)綠色廊道總的建設率相對較低，尤其是綠色河流沿線的綠化率最低，可見綠色廊道在城市規(guī)劃建設中還有很大的改善空間。

3)合肥市域綠色廊道在網(wǎng)絡結構方面表現(xiàn)為:線點率低，說明節(jié)點的平均連接數(shù)少;環(huán)通度低，表明網(wǎng)絡中存在的環(huán)路較少;而連通度也較低，表明廊道網(wǎng)絡的連接數(shù)較少，斷裂較多。這些問題嚴重影響了廊道網(wǎng)絡的生態(tài)功能。在合肥市域綠色廊道網(wǎng)絡結構中，綠色附著斑塊的作用也很大，包括大面積的各類公園、苗圃、林地等。

鑒于合肥市綠色廊道景觀格局現(xiàn)狀，提出以下幾點建議:1)加大合肥市域城市綠色廊道建設力度，提高其建設率;2)盡量加寬現(xiàn)有綠色廊道，提高其內部生境的作用，逐步形成城市綠帶體系;3)建立完善的綠色網(wǎng)絡系統(tǒng)，使其從簡單型向復雜型發(fā)展，以保證網(wǎng)絡的連通性和城市內部與外部物質能量交流的通暢性;4)促進不同類型綠色廊道之間以及市區(qū)綠色廊道與各縣綠色廊道之間的聯(lián)系，增強物質能量在整個廊道體系中的流通，以利于城市生態(tài)系統(tǒng)的新陳代謝，更好地發(fā)揮生態(tài)功能。

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