高職院校校園景觀空間格局及景觀多樣性分析研究

薛竣桓　何兆明　張巧梅

[摘 要]景觀空間格局及景觀多樣性分析是大專院校校園建設(shè)的重要參考之一。本文將分維分析、統(tǒng)計(jì)分析和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，以土地利用現(xiàn)狀圖為基礎(chǔ)，選取斑塊大小、分維數(shù)、斑塊伸長指數(shù)、多樣性、優(yōu)勢度、聚集度、相對(duì)豐富度、修改的分維數(shù)和破碎度等指標(biāo)，研究了蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院古城區(qū)校園景觀空間格局及景觀多樣性。結(jié)果顯示，公共服務(wù)用地、教學(xué)用地、生活用地和水體的平均斑塊分維數(shù)較低，道路、綠化用地、空置地、附屬用地和其他用地的平均斑塊分位數(shù)較高，斑塊形狀較為復(fù)雜。通過對(duì)東校區(qū)和西校區(qū)景觀格局的比較研究，得出東校區(qū)景觀多樣性低、優(yōu)勢度、聚集度高、相對(duì)豐富度、修改的分維數(shù)和破碎度低；西校區(qū)景觀多樣性高，優(yōu)勢度、聚集度低，相對(duì)豐富度、修改的分維數(shù)和破碎度高的結(jié)論。建議在東校區(qū)生態(tài)敏感的邊界帶栽植綠化，建立生態(tài)廊道，提高多樣性，增強(qiáng)景觀的連續(xù)性。

[關(guān)鍵詞]校園景觀；空間格局；景觀多樣性；分維分析

[中圖分類號(hào)]TU986 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

發(fā)展職業(yè)教育，對(duì)于發(fā)揮我國人力和人才資源巨大優(yōu)勢、提升實(shí)體經(jīng)濟(jì)綜合競爭力具有重要意義。高職院校是職業(yè)教育體系的重要組成，其校園應(yīng)為在校師生提供一個(gè)學(xué)習(xí)、休閑、鍛煉、娛樂的優(yōu)美環(huán)境。近年來，利用景觀生態(tài)異質(zhì)性原理和方法對(duì)校園進(jìn)行生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)，提出優(yōu)化方案為校園建設(shè)提供指導(dǎo)在高校校區(qū)建設(shè)中有一些嘗試。本文選取蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的古城區(qū)校園為研究對(duì)象，對(duì)其景觀空間格局及景觀多樣性進(jìn)行分析，為今后的校園景觀改造提供意見和建議，以打造優(yōu)美的校園環(huán)境。

1 研究區(qū)域

研究區(qū)域蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱蘇農(nóng)院）的古城區(qū)校園位于蘇州市姑蘇區(qū)（見圖1），屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.7℃，降水量約1063mm，集中在4～9月。溫暖潮濕多雨，四季分明，冬夏季長，春秋兩季較短。日積溫為4991.9℃，無霜期約233天。

2 研究方法

本項(xiàng)研究以蘇農(nóng)院古城區(qū)校園平面圖作為基本分析圖件，結(jié)合實(shí)地調(diào)查測量。根據(jù)研究目的，將土地利用現(xiàn)狀分為教學(xué)用地、生活用地、附屬用地、公共服務(wù)用地、道路用地、綠地、水體、空置地、其他用地9個(gè)類型。人工繪制土地利用圖（見圖2），各類用地面積占總面積的比例見表1。研究區(qū)域景觀共365個(gè)斑塊，下列景觀格局特征被分析和計(jì)算。

2.1 斑塊面積（A）和斑塊周長（P） 斑塊的大小直接影響生物量、養(yǎng)分貯量及物種組成。

2.2 分維數(shù)（Fractal dimension） 用來測定斑塊形狀的復(fù)雜程度。表達(dá)式是：

式中表示最大多樣性指數(shù)，值小時(shí)，表示景觀是由多個(gè)比例大致相等的類型組成，D0值大時(shí)，表示景觀只受一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)類型所支配。這個(gè)指數(shù)在完全同質(zhì)性的景觀中（m=1）是無用的，此時(shí)0=0。

2.6 相對(duì)豐富度 表示景觀中景觀類型的豐富程度，由下式表示：

式中D為分維數(shù)，為修改的分維數(shù)，P為斑塊的周長，A為斑塊的面積，m是景觀中景觀類型的總數(shù)，n為與該斑塊相鄰的景觀類型的數(shù)目。值越高，表示景觀多樣性越大。這一指數(shù)結(jié)合了斑塊的形狀、面積、豐富度和均勻度，更適合于較小尺度景觀的多樣性測定。

2.9 景觀破碎度 用于斑塊多樣性的測定，表達(dá)式為：

式中為景觀多樣性指數(shù)，數(shù)值從0到1分布，0表示最簡單的景觀，1表示最復(fù)雜（多樣性）的景觀。I是以某一柵格為中心的周圍鄰域中景觀類型的數(shù)目，m是制圖區(qū)域內(nèi)景觀類型的總數(shù)。

3 結(jié)果與討論

統(tǒng)計(jì)出每一土地利用類型的斑塊數(shù)，平均斑塊面積，根據(jù)（1）式計(jì)算出每一斑塊的分維數(shù)和每一土地利用類型斑塊的平均分維數(shù)。根據(jù)（2）式計(jì)算出每一斑塊的伸長指數(shù)和每一土地利用類型斑塊的平均伸長指數(shù)。計(jì)算和分析結(jié)果見表2。

從表2中得出，在各類土地利用類型中，綠化用地的平均面積最小，其次是道路。由于校區(qū)位于市中心，面積小，僅占用不規(guī)則地塊，大片綠化少。因而，綠化用地的平均斑塊面積最小。道路主要為行車道路，人行道路面積有限。在校區(qū)建設(shè)過程中，隨著教學(xué)用地、生活用地和公共服務(wù)用地的增加，以及空置地的開墾，道路的斑塊數(shù)增加（研究區(qū)域內(nèi)道路斑塊數(shù)目為74個(gè)，占斑塊總數(shù)的20.27%），但道路斑塊的平均面積有所降低。所以，道路的平均斑塊面積較小。公共服務(wù)用地的平均斑塊面積最大，其次為其他用地、教學(xué)用地和生活用地。這些景觀類型都是人工化的景觀，公共服務(wù)用地主要是運(yùn)動(dòng)場地，沿校園西邊緣集中連片。其他用地、教學(xué)用地和生活用地都是在校區(qū)建設(shè)過程中修筑的，其他用地主要為施工地、荒地，而教學(xué)用地和生活用地則集中于校園中部，逐年擴(kuò)展。所以，這些景觀類型平均斑塊面積較大。

分維分析的結(jié)果是，道路、綠化用地、空置地、附屬用地和其他用地的平均斑塊分位數(shù)較高，在1.29以上，表明斑塊形狀較為復(fù)雜。這些景觀類型分布在校園各個(gè)位置，斑塊形狀取決于教學(xué)用地，生活用地使用后留下地塊的形態(tài)。例如，道路和綠化用地在全校區(qū)分布，或集中、或分散，空置地是在建筑周邊，附屬用地多沿校區(qū)邊緣分布，他們的斑塊形態(tài)取決于主要用地類型使用后剩余土地的狀況，在校區(qū)中，多呈復(fù)雜形狀。其他用地的分布也取決于還未使用土地的形狀。所以，他們的D值較高。公共服務(wù)用地、教學(xué)用地、生活用地和水體的平均斑塊分維數(shù)較小，小于1.26，表明斑塊形狀較為簡單。這些景觀類型大都分布在校區(qū)中心，在教職工、學(xué)生活動(dòng)的制約和影響下，它們的斑塊形狀較為簡單。水體雖分布分散，但由于研究區(qū)域內(nèi)水體的面積有限，加之營造水體時(shí)人為控制取規(guī)則形狀。因此，水體的斑塊形狀簡單。平均斑塊伸長指數(shù)的計(jì)算結(jié)果顯示，附屬用地、道路、綠化用地、其他用地的斑塊伸長指數(shù)值大，公共服務(wù)用地、教學(xué)用地、生活用地、水體的斑塊伸長指數(shù)值小。前者多分布分散，形狀狹長；后者多分布在校園中心區(qū)，成片分布，形狀方圓。它們與平均斑塊分位數(shù)大小的原因有一定的類似性。

在研究區(qū)域內(nèi)，選取了面積近似相等的東西兩校區(qū)（見圖3），進(jìn)行多樣性、優(yōu)勢度、相對(duì)豐富度、聚集度、修改的分維數(shù)和景觀破碎度的比較研究，結(jié)果見表3。

研究結(jié)果表明，東校區(qū)景觀多樣性低、優(yōu)勢度、聚集度高，相對(duì)豐富度、修改的分維數(shù)和破碎度低；西校區(qū)景觀多樣性高，優(yōu)勢度、聚集度低，相對(duì)豐富度、修改的分維數(shù)和破碎度高。東校區(qū)只分布有綠化用地、教學(xué)用地和生活用地等景觀類型，而西校區(qū)分布有綠化用地、教學(xué)用地、生活用地、公共服務(wù)用地和其他用地，景觀類型多，相對(duì)豐富度高、多樣性指數(shù)大，破碎度大、優(yōu)勢度低，受多種類型的景觀支配。通過研究，根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)中連接性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等原理，以及景觀結(jié)構(gòu)對(duì)校園人流和教職工、學(xué)生使用的影響，建議在東校園，要逐漸增加景觀類型，提高景觀多樣性。特別是在東校園中心區(qū)，以及校園與外界的邊緣周圍，也是人流、物流和能流由弱到強(qiáng)的轉(zhuǎn)換帶上，栽植綠化。既能有效地控制外界干擾，又能形成長形的生態(tài)廊道，與現(xiàn)有綠化用地構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，有利于生物物種和動(dòng)物遷徙以及校園內(nèi)物種的恢復(fù)和保護(hù)。

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