快速城市化地區(qū)景觀格局的梯度變化及其城鄉(xiāng)融合區(qū)特征快速城市化地區(qū)景觀格局梯度動(dòng)態(tài)及其城鄉(xiāng)融合區(qū)特征以廣州市番禺區(qū)為例

快速城市化地區(qū)景觀格局的梯度變化及其城鄉(xiāng)融合區(qū)特征快速城市化地區(qū)景觀格局梯度動(dòng)態(tài)及其城鄉(xiāng)融合區(qū)特征以廣州市番禺區(qū)為例

城市化進(jìn)程是當(dāng)前研究的重點(diǎn)之一。城市化現(xiàn)象對(duì)區(qū)域景觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重大影響，嚴(yán)重影響了城市生態(tài)環(huán)境、生物多樣性和人類(lèi)生活。地理學(xué)者對(duì)城市形態(tài)的研究歷史悠久。例如，伯佳斯1923年提出的同心圓理論、霍伊特1939年提出的扇形理論、哈拉和烏爾曼1945年提出的多中心理論等。城市生態(tài)學(xué)的重要目標(biāo)是研究城市化空間模式與生態(tài)過(guò)程之間的關(guān)系。許多科學(xué)家在土地利用的時(shí)空變化特征、土地利用變化機(jī)制和土地利用力等方面對(duì)城市化進(jìn)程進(jìn)行了深入的探討和研究?？焖俪鞘谢貐^(qū)普遍出現(xiàn)與傳統(tǒng)城鄉(xiāng)發(fā)展格局不同的空間發(fā)展模式——城鄉(xiāng)融合區(qū)(desakota).城市空間的擴(kuò)散效應(yīng)及城市與周邊區(qū)域間的交流,加快了城市向外圍空間的拓展,促進(jìn)了城鄉(xiāng)間的快速融合.快速城市化進(jìn)程中景觀格局的城鄉(xiāng)融合區(qū)特征研究越來(lái)越受到關(guān)注,也是對(duì)將城市化過(guò)程同鄉(xiāng)村割裂開(kāi)來(lái)的傳統(tǒng)理念的挑戰(zhàn).生態(tài)交錯(cuò)帶(ecotone)一直是人們研究和關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題,生態(tài)交錯(cuò)帶,如荒漠-綠洲、高山樹(shù)線、水陸生態(tài)交錯(cuò)帶等具有敏感的時(shí)空動(dòng)態(tài)性及結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性和脆弱性,其景觀格局動(dòng)態(tài)特征研究越來(lái)越受到重視.城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶具有城市與鄉(xiāng)村在時(shí)空上相互作用所形成的典型生態(tài)邊緣效應(yīng),快速城市化地區(qū)景觀格局則具有明顯的城鄉(xiāng)融合區(qū)特征,在城市化過(guò)程中比單純城市或鄉(xiāng)村景觀的變化更劇烈,因而在規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中要充分考慮對(duì)其脆弱的生態(tài)環(huán)境加以保護(hù).景觀格局指數(shù)和梯度分析相結(jié)合是檢測(cè)城市化和城市形態(tài)的有力工具,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者將景觀生態(tài)學(xué)與梯度分析方法結(jié)合起來(lái),研究樣帶景觀的梯度變化規(guī)律.本研究以珠江三角洲快速城市化地區(qū)廣州市番禺區(qū)為研究樣區(qū),采用景觀格局與梯度分析結(jié)合的方法,研究快速城市化地區(qū)景觀格局的梯度變化及其城鄉(xiāng)融合區(qū)特征,以期探討城鄉(xiāng)融合區(qū)景觀格局時(shí)空演化的一般特征,為區(qū)域土地利用政策和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供參考.1研究領(lǐng)域和方法1.1研究區(qū)域概況廣州市番禺區(qū)(22°45′—23°05′N(xiāo),113°14′—113°34′E)位于廣東省中南部、珠江三角洲中部河網(wǎng)地帶,總面積786.15km2.境內(nèi)地勢(shì)平坦,由北、西北向東南傾斜,北部主要是海拔50m以下的臺(tái)地,南部是沖積平原.屬亞熱帶典型季風(fēng)海洋氣候,年均積溫在7900℃～8100℃.年均降雨量1650mm,降雨集中在4—9月,占全年的80%以上.地帶性植被為常綠闊葉林,現(xiàn)存人工植被主要為針闊混交林、相思林、桉樹(shù)林等.2000年撤銷(xiāo)番禺市設(shè)立廣州市番禺區(qū),近年來(lái)番禺區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持較快增長(zhǎng),是廣州“南拓”重點(diǎn)區(qū)域,城市化進(jìn)程不斷加快(表1).2005年廣州市區(qū)劃調(diào)整在番禺區(qū)南部設(shè)立南沙區(qū),本研究以區(qū)劃調(diào)整后番禺區(qū)行政區(qū)域?yàn)檠芯糠秶?1.2分類(lèi)結(jié)果同物異譜和異物同譜選取衛(wèi)星軌道號(hào)為122/044的1990年10月、2000年9月、2005年11月、2008年3月共4期LandsatTM影像作為研究數(shù)據(jù),影像質(zhì)量較好,研究區(qū)域范圍內(nèi)無(wú)云.采用FLAASH大氣校正模型對(duì)影像進(jìn)行大氣校正.以1∶5萬(wàn)地形圖為基準(zhǔn),采用二次多項(xiàng)式及最鄰域插值法對(duì)影像進(jìn)行幾何精校正,控制誤差在0.5個(gè)像元以內(nèi).TM影像的分類(lèi)采用光譜角制圖法和決策樹(shù)分類(lèi)方法相結(jié)合.光譜角制圖法(spectralanglemapper,SAM)是在N維空間中比較光譜向量與參考光譜向量間的夾角,評(píng)價(jià)兩者的相似程度,并將相似的光譜向量合并成特定的類(lèi)別.在分類(lèi)過(guò)程中,采集了30多種參照光譜,對(duì)每類(lèi)地物設(shè)置相應(yīng)的光譜角閥值進(jìn)行初步分類(lèi)和分類(lèi)合并,然后結(jié)合NDVI、坡度、坡向和高程數(shù)據(jù)采用決策樹(shù)分類(lèi)方法對(duì)SAM分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行再分類(lèi).將研究區(qū)土地覆被分為城鎮(zhèn)景觀(包括城鎮(zhèn)建設(shè)用地和鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地)、水體景觀(包括河流和庫(kù)塘、濕地等)、農(nóng)業(yè)景觀(包括農(nóng)田和旱地)、高密度植被(長(zhǎng)勢(shì)良好、高郁閉度的林地)、低密度植被(灌木、疏林地、草地、城市綠地等)等5種類(lèi)型.將分類(lèi)結(jié)果轉(zhuǎn)為矢量格式,在ArcInfo中對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行處理,剔除1個(gè)像元以下的細(xì)小斑塊,并結(jié)合遙感影像和土地利用數(shù)據(jù)對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行糾正,獲得粒度為30m的研究區(qū)4個(gè)時(shí)期的景觀類(lèi)型圖.分類(lèi)精度問(wèn)題對(duì)景觀格局分析結(jié)果有重要影響,選用合適的分類(lèi)方法和影像尺度可以提高景觀格局分析的有效性.本研究采用光譜角制圖法和決策樹(shù)相結(jié)合的分類(lèi)方法有效地解決了分類(lèi)過(guò)程中的同物異譜和異物同譜問(wèn)題,提高了分類(lèi)精度.結(jié)合原始TM影像和SPOT影像對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,總體分類(lèi)精度達(dá)到90%以上(表2).1.3學(xué)習(xí)方法1.3.1城市梯度水景觀格局景觀格局分析近年來(lái)被廣泛用于城市形態(tài)的研究,運(yùn)用景觀格局指數(shù)對(duì)城市景觀進(jìn)行定量化研究,可以為城市景觀結(jié)構(gòu)、城市生態(tài)過(guò)程研究及對(duì)城市的認(rèn)識(shí)提供依據(jù).許多研究以沿城市化中心、河流、高速公路等設(shè)置緩沖帶以探討城鄉(xiāng)景觀格局演化與城市化產(chǎn)生的生態(tài)后果.本研究采用對(duì)城市中心設(shè)置輻射緩沖帶的方法,探討城市化梯度帶上的景觀格局時(shí)空演化特征.景觀格局指數(shù)分析具有明顯幅度效應(yīng),景觀格局緩沖帶寬度的設(shè)置對(duì)景觀格局分析結(jié)果有一定影響.許多研究設(shè)置了3～5km的緩沖帶研究城市化梯度的景觀格局變化,如郭濼等對(duì)廣州市全境設(shè)置了5km的緩沖帶進(jìn)行分析,表明城市化具有明顯的多中心現(xiàn)象,而番禺區(qū)是廣州城市化梯度劇烈變化的中心之一.綜合考慮研究區(qū)地理位置和區(qū)域范圍以及土地利用變化劇烈等特征,為反映中小尺度區(qū)域的城市化景觀梯度上的總體變化規(guī)律,本研究以番禺區(qū)中心為中心建立2km間距的緩沖區(qū)梯度帶,共建立距離中心2～14km的7個(gè)緩沖區(qū)梯度帶(圖1).并將緩沖帶與4期景觀類(lèi)型圖疊加,獲得各緩沖區(qū)梯度帶內(nèi)景觀類(lèi)型圖(圖2).1.3.2城市空間景觀格局動(dòng)態(tài)變化的城市梯度景觀格局特征采用Fragstats3.3計(jì)算各緩沖區(qū)內(nèi)斑塊類(lèi)型和景觀水平上的景觀格局指數(shù).景觀格局指數(shù)的選用應(yīng)該反映景觀格局與生態(tài)過(guò)程的關(guān)系,并具有明確的生態(tài)學(xué)意義.為反映城市化過(guò)程中景觀格局在緩沖區(qū)梯度帶上的變化規(guī)律,選取具有簡(jiǎn)單、明確生態(tài)意義,對(duì)城市化梯度較敏感且變化規(guī)律明顯的常用景觀格局指數(shù).本研究選取下列景觀格局指數(shù):景觀類(lèi)型面積比、斑塊密度、最大斑塊指數(shù)、景觀形狀指數(shù)、蔓延度指數(shù)、連接度指數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)、香農(nóng)均勻度指數(shù)等7個(gè)指標(biāo)分別從景觀類(lèi)型水平和景觀水平上比較不同緩沖區(qū)梯度帶上的景觀格局動(dòng)態(tài)特征.2結(jié)果與分析2.1景觀指數(shù)和斑塊形狀研究區(qū)景觀格局各景觀類(lèi)型中以農(nóng)業(yè)景觀所占比例最高,其次是城鎮(zhèn)景觀和水體景觀,植被景觀所占比例最小(圖3).隨著城市的擴(kuò)張,城鎮(zhèn)景觀逐年增加,從1990年占研究區(qū)面積的11.1%增加到2008年的31.4%,增加了1.83倍.農(nóng)業(yè)景觀隨著城市化進(jìn)程的加速呈逐年遞減,從占研究區(qū)面積的53.1%下降到29.6%.據(jù)統(tǒng)計(jì)番禺區(qū)城市化水平由1990年24.4%上升到54.3%,人口的大量增加和城市建設(shè)導(dǎo)致大量農(nóng)田被占用,城市建設(shè)用地的不斷擴(kuò)張改變了城市土地利用和景觀格局.高密度植被逐年減少,低密度植被則有所增加.在城市化進(jìn)程初期,大量原生植被由于城市開(kāi)發(fā)而遭到破壞,由于城市綠化的加強(qiáng),低密度植被逐漸增多.研究區(qū)水體景觀逐年增多,特別是2000年以后增幅較大,這是由于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使導(dǎo)致了魚(yú)塘等水域面積的增加.研究區(qū)各時(shí)期景觀水平上的景觀指數(shù)如表3.從1990年到2005年,斑塊密度呈逐年上升趨勢(shì),2005年以后降低;最大斑塊指數(shù)逐年增大,斑塊形狀指數(shù)升高,蔓延度指數(shù)逐漸降低;香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)從1990年到2008年逐年增加.斑塊密度在2005年最高,2005年前后研究區(qū)城市開(kāi)發(fā)開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)行,這一時(shí)期的斑塊形狀指數(shù)最高,斑塊形狀較復(fù)雜,破碎化程度較高.2000年以后最大斑塊指數(shù)開(kāi)始上升,表明大型城市斑塊開(kāi)始形成,研究區(qū)大型建設(shè)用地斑塊開(kāi)始增多;多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)的升高表明隨著城市化的加快斑塊類(lèi)型越來(lái)越豐富,斑塊形狀指數(shù)升高則表明斑塊趨于復(fù)雜;蔓延度指數(shù)的逐年降低表明斑塊的團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì)增加,大型建設(shè)用地斑塊大量增加.2.2景觀類(lèi)型水平指數(shù)的梯度變化研究區(qū)主體景觀為農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)景觀,這兩種景觀也是城市化過(guò)程中反應(yīng)較為顯著的景觀類(lèi)型,所以本文重點(diǎn)討論這兩類(lèi)景觀類(lèi)型的梯度動(dòng)態(tài)變化.2.2.1斑塊密度和最大斑塊指數(shù)分析城鎮(zhèn)景觀格局指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶上的變化趨勢(shì)如圖4a.城鎮(zhèn)景觀面積比隨距城市中心距離的增加而不斷降低.從時(shí)間序列上來(lái)看,隨著城市化進(jìn)程各梯度帶上城鎮(zhèn)景觀面積比均呈增加趨勢(shì).在距城市中心4～8km的3個(gè)緩沖帶上城鎮(zhèn)景觀面積比變化幅度高于其他緩沖帶,研究期內(nèi)分別增加45.1%、28.1%和29.1%.1990—2000年間變化幅度較大的是前3個(gè)緩沖帶,年均增加幅度為1.6%、2.1%和1.5%;而2000—2005年間變化幅度較大的是4～10km的緩沖帶,年均增加幅度為2.7%、2.1%、2.1%和2.3%;2005—2008年間年均增加幅度有所降低,各緩沖帶增加幅度較接近.隨著城市化進(jìn)程的加快,城鎮(zhèn)景觀斑塊密度從1990—2005年不斷上升,斑塊密度在城市化緩沖區(qū)梯度帶表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì).2008年斑塊密度比前一時(shí)期有所降低,在城市化緩沖區(qū)梯度帶則表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢(shì).城鎮(zhèn)景觀斑塊密度的峰值逐年向外推移,1990年在距離城市中心4～6km處出現(xiàn)峰值,2000年和2005年在距離城市中心8～10km處出現(xiàn)峰值,2008年在距離城市中心10～14km處出現(xiàn)峰值.最大斑塊指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶上表現(xiàn)為降低的趨勢(shì),前兩個(gè)時(shí)期在距離城市中心2～4km處急劇下降,4km以后趨于平緩;后兩個(gè)時(shí)期在距離城市中心2～8km處急劇下降,在距離城市中心8km以后趨于平緩.斑塊形狀指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì),前兩個(gè)時(shí)期在距離城市中心8～10km出現(xiàn)高峰,后兩個(gè)時(shí)期逐漸向外推移.城鎮(zhèn)景觀連接度在城市化緩沖區(qū)梯度帶上表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì),隨著城市化的進(jìn)行,景觀連接度逐年升高,特別是1990—2005年景觀連接度增加幅度最大,2005年以后大的城市斑塊逐漸成型,景觀連接度變化幅度不大.總體來(lái)看,研究區(qū)城鎮(zhèn)景觀格局指數(shù)沿城市化梯度變化特征表現(xiàn)為城鎮(zhèn)景觀面積比逐漸降低,斑塊密度先升高后降低,1990—2000年在距離城市中心4～6km處出現(xiàn)高峰,2000年以后向后推移.最大斑塊指數(shù)沿城市化梯度逐漸降低,斑塊形狀指數(shù)沿城市化梯度逐漸升高,斑塊連接度逐漸降低.沿城市化梯度帶斑塊逐漸趨于破碎化,小的城市斑塊逐漸增多.隨著城市化進(jìn)程的加快,城鎮(zhèn)斑塊逐漸向外蔓延,最大斑塊指數(shù)逐年升高,斑塊連接度逐年增加,大的城市斑塊逐漸增加并向城市外圍擴(kuò)張.2.2.2斑塊形態(tài)指數(shù)、景觀連接度和城市背景農(nóng)業(yè)景觀格局指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶上的變化趨勢(shì)如圖4b.農(nóng)業(yè)景觀面積比隨距城市中心距離的增加而不斷增加.時(shí)間序列上來(lái)看,隨著城市化進(jìn)程各梯度帶上農(nóng)業(yè)景觀面積比呈降低趨勢(shì).在距城市中心4～6km的兩個(gè)緩沖帶上農(nóng)業(yè)景觀面積比變化幅度高于其他緩沖帶,研究期內(nèi)分別減少33.6%、22.1%.1990—2000年間變化幅度較大的是前2個(gè)緩沖帶,年均減少幅度為1.4%和1.9%;而2000—2005年間變化幅度較大的是6～14km的緩沖帶,年均減少幅度為1.8%、1.5%、1.9%、1.8%和2.5%;2005—2008年間年均變化幅度有所升高,各緩沖帶減少幅度都在2.0%左右.1990—2005年農(nóng)業(yè)景觀斑塊密度在城市化緩沖區(qū)梯度帶上均表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì).2005年農(nóng)業(yè)景觀斑塊密度最大,表明這一時(shí)期農(nóng)業(yè)景觀破碎化最嚴(yán)重;2008年斑塊密度在城市化緩沖區(qū)梯度帶則表現(xiàn)為緩慢升高的趨勢(shì).表明隨著城市化進(jìn)程的加快,城市中心附近的農(nóng)業(yè)景觀受到較大干擾,表現(xiàn)出斑塊數(shù)量增加、破碎化程度逐漸升高的趨勢(shì),而隨著城市化的推進(jìn),城市周邊的農(nóng)業(yè)景觀逐漸被城市化景觀所代替.最大斑塊指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶上逐漸升高,不同時(shí)間序列上的最大斑塊指數(shù)逐年降低,2005年以前減少幅度較大,2005年以后變化不明顯.斑塊形狀指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶上的表現(xiàn)為先升高后緩慢降低的趨勢(shì),特別是2005年斑塊形狀指數(shù)在距離城市中心4～8km處達(dá)到最大值,表明受到的干擾最大,斑塊形狀趨于不規(guī)則;而2008年斑塊形狀指數(shù)峰值向外推移,表明城市外圍的農(nóng)業(yè)景觀逐漸受到干擾.景觀連接度在城市化梯度緩沖帶上表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢(shì),在距離城市中心2～8km緩沖帶內(nèi),景觀連接度逐年降低,特別是2005年景觀連接度最低;而8～14km緩沖帶內(nèi)農(nóng)業(yè)景觀連接度變化不明顯,表明離城市中心越遠(yuǎn),農(nóng)業(yè)景觀連接度越高,受到的干擾越小,斑塊越完整.總體來(lái)看,農(nóng)業(yè)用地景觀指數(shù)沿城市化梯度變化特征表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)景觀面積比逐漸升高,斑塊密度先升后降,最大斑塊指數(shù)沿城市化梯度逐漸升高,斑塊形狀指數(shù)沿城市化梯度先升高后降低,斑塊連接度逐漸升高.隨著城市化進(jìn)程的加快,城市周邊的農(nóng)業(yè)斑塊受到強(qiáng)烈干擾,趨于破碎化,并逐漸被城市化景觀所代替.2.3城市景觀多樣性的城市斑塊、均勻度和景觀多樣性的變化不同時(shí)期景觀水平的景觀格局指數(shù)在城市化緩沖區(qū)梯度帶上的變化趨勢(shì)如圖5.斑塊密度在緩沖區(qū)梯度帶上總體表現(xiàn)為先升高隨后降低的趨勢(shì),在距離城市中心4～6km處斑塊密度出現(xiàn)高峰.不同時(shí)間序列上來(lái)看,從1990年到2005年,斑塊密度不斷增加,2005年斑塊密度達(dá)到最大值,在緩沖區(qū)梯度帶上均表現(xiàn)為先升高隨后降低的趨勢(shì),高峰均出現(xiàn)在距離城市中心4km處,表明隨著城市化進(jìn)程的加快,景觀破碎化程度逐年升高.2008年斑塊密度在緩沖區(qū)梯度帶上變化趨勢(shì)與其他年份不同,在8～10km處出現(xiàn)高峰,表明景觀破碎化逐漸向外圍擴(kuò)展.最大斑塊指數(shù)在緩沖區(qū)梯度帶上表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì),在距離城市中心2～6km急劇下降,在8～14km處較平緩.1990年到2008年在距離城市中心8km以內(nèi),最大斑塊指數(shù)逐年升高,表明隨著城市化的進(jìn)行,大的城市斑塊逐漸增多.1990年到2000年最大斑塊指數(shù)在6～8km處最低,而2005—2008年在10～14km處最低,表明隨著城市化的進(jìn)行,城市開(kāi)發(fā)造成的破碎化程度高的地區(qū)逐漸向外擴(kuò)展.景觀形狀指數(shù)在緩沖區(qū)梯度帶上總體表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì).前兩個(gè)時(shí)期斑塊形狀指數(shù)均在距離城市中心8km處出現(xiàn)高峰,而后兩個(gè)時(shí)期斑塊形狀指數(shù)在緩沖區(qū)梯度帶上表現(xiàn)為逐漸升高,在距離城市中心10～14km處出現(xiàn)高峰,表明隨著城市化的進(jìn)行,城市外圍的斑塊逐漸趨向于不規(guī)則.蔓延度指數(shù)在緩沖區(qū)梯度帶上表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢(shì).前兩個(gè)時(shí)期蔓延度在4～6km處出現(xiàn)低谷,后兩個(gè)時(shí)期則在6～8km處出現(xiàn)低谷.在距離城市中心8km以內(nèi)斑塊蔓延度逐年升高,表明隨著城市化的進(jìn)行,城市中心地區(qū)附近逐漸出現(xiàn)大的城市斑塊,斑塊團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì)增加.而在距離城市中心8～14km處蔓延度逐年降低,表明城市開(kāi)發(fā)向外圍擴(kuò)展,造成城市外圍斑塊破碎化,團(tuán)聚程度降低.香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)在緩沖區(qū)梯度帶上均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì),在距離城市中心4～6km和6～8km處出現(xiàn)高峰,表明此區(qū)域內(nèi)景觀多樣性最高,斑塊類(lèi)型最復(fù)雜,斑塊破碎化程度最高.在距離城市中心6km以內(nèi),景觀多樣性和均勻度逐年下降,城市景觀逐漸代替其他景觀,隨著城市化的進(jìn)行,城市中心地區(qū)附近景觀多樣性逐漸下降.在距離城市中心6～14km的景觀多樣性和均勻度逐年升高,城市外圍景觀類(lèi)型趨于多樣化,景觀多樣性和均勻度逐漸升高.總體來(lái)看,從1990年到2005年城市化進(jìn)程逐年加快,斑塊數(shù)量逐漸增加,城市斑塊逐漸向外圍擴(kuò)展,在距離城市中心6km以內(nèi),城市斑塊逐漸融合,景觀多樣性和斑塊破碎化程度逐年降低,6～8km及外圍景觀多樣性和斑塊破碎化程度逐年升高.從2005年到2008年,斑塊密度有所降低,城市開(kāi)發(fā)重心逐漸向城市外圍擴(kuò)展,在距離城市中心10～14km處景觀多樣性和斑塊破碎化程度增加.2.4城市景觀格局變化的變化景觀指數(shù)在城市化梯度帶上均表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性變化,斑塊密度、蔓延度指數(shù)、景觀形狀指數(shù)和多樣性指數(shù)等都體現(xiàn)了景觀破碎化與城市化梯度帶之間的依賴性.研究區(qū)景觀格局在城市化梯度上具有典型的城鄉(xiāng)融合區(qū)特征,處于城市化快速發(fā)展的階段.在距離城市中心4～6km的梯度帶上斑塊破碎化程度出現(xiàn)峰值,斑塊形狀趨于復(fù)雜,景觀多樣性最高.這一區(qū)域城市景觀所占比例高,新的城市斑塊逐漸出現(xiàn),并融合成大的城市斑塊,逐漸取代農(nóng)業(yè)景觀成為優(yōu)勢(shì)景觀,是城市化擴(kuò)張的重點(diǎn)地區(qū).其他景觀類(lèi)型則受到強(qiáng)烈干擾,景觀多樣性隨之升高,農(nóng)業(yè)景觀在距離城市中心4～8km處受到干擾最嚴(yán)重,而在外圍地區(qū)由于城市化程度較低,斑塊連接度較高,農(nóng)業(yè)景觀仍是優(yōu)勢(shì)景觀.不同時(shí)間序列的景觀格局動(dòng)態(tài)表明各梯度帶城市景觀快速增加,而距離城市中心4～6km的梯度帶城市景觀的增加速率最高,農(nóng)業(yè)景觀則逐年減少并趨于破碎化,城市化進(jìn)程后期距離城市中心10～14km的梯度帶上農(nóng)業(yè)景觀也受到干擾,表明城鄉(xiāng)融合區(qū)有不斷向遠(yuǎn)離城市中心方向擴(kuò)展的趨勢(shì).斑塊類(lèi)型水平和景觀水平的景觀指數(shù)都很好地體現(xiàn)了城市化梯度帶上城鄉(xiāng)融合區(qū)的發(fā)展.3景觀格局變化分析景觀格局指數(shù)與城市化梯度之間具有明顯的相關(guān)性,本研究采用城市化中心輻射緩沖區(qū)的方法反映了城市化梯度帶上的景觀格局時(shí)空演化特征.研究結(jié)果表明,景觀類(lèi)型水平指數(shù)和景觀水平指數(shù)在城市化梯度上表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性,斑塊密度、蔓延度指數(shù)和多樣性指數(shù)都呈現(xiàn)明顯的“∧”形特征,很好地支持了景觀破碎化程度與城市化梯度的關(guān)聯(lián)性.而最大斑塊指數(shù)則在城市化梯度上呈現(xiàn)降低的趨勢(shì),城市化地區(qū)的最大斑塊指數(shù)較高,這與城市斑塊的聚合有很大關(guān)系,同時(shí)也與緩沖區(qū)形狀有一定關(guān)系.景觀指數(shù)峰值出現(xiàn)在距城市中心4～6km的梯度帶上,這一地區(qū)的城市化速率最快,城市景觀逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,其他景觀類(lèi)型受到干擾最嚴(yán)重,景觀破碎化程度高.時(shí)間序列上的景觀格局變化數(shù)據(jù)體現(xiàn)了不同城市化梯度帶上景觀格局動(dòng)態(tài)的差異,城鄉(xiāng)融合區(qū)的景觀格局具有斑塊形狀復(fù)雜、景觀多樣性和破碎化程度高、景觀動(dòng)態(tài)變化劇烈的特點(diǎn).城鄉(xiāng)融合區(qū)城市景觀的增加速率極高,新的城市斑塊不斷出現(xiàn),并融合成大的城市斑塊,逐漸取代農(nóng)業(yè)景觀成為優(yōu)勢(shì)景觀,這與半城市化地區(qū)有所不同.以城市化中心建立輻射緩沖帶的分析方法很好地指示了快速城市化地區(qū)景觀梯度動(dòng)態(tài)和城鄉(xiāng)融合區(qū)特征,也為快速城市化過(guò)程和城鄉(xiāng)融合區(qū)的判定提供了量化依據(jù).研究結(jié)果還體現(xiàn)了城鄉(xiāng)融合區(qū)逐漸向城市外圍擴(kuò)展的現(xiàn)象,研究期內(nèi)在距離城市中心6km以內(nèi),景觀多樣性和斑塊破碎化程度在研究期內(nèi)逐年降低,而6km以外景觀多樣性和斑塊破碎化程度逐年升高,景觀指數(shù)的峰值有逐年向后推移的趨勢(shì).城市中心地區(qū)的破碎化程度下降是由于城市景觀的快速增加并逐漸成為優(yōu)勢(shì)景觀,農(nóng)業(yè)景觀也基本消失,土地利用強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到極限.而距城市中心6km以外的地區(qū)破碎化程度逐年升高,體現(xiàn)了城市化開(kāi)發(fā)所帶來(lái)的干擾日益嚴(yán)重.景觀破碎化程度向外推移的趨勢(shì),表明城鄉(xiāng)融合區(qū)逐漸向城市外圍地區(qū)擴(kuò)展,黃家生等研究也表明,上海市與大馬尼拉市景觀破碎化有向城郊地區(qū)遞增的趨勢(shì).本研究結(jié)果較好闡述了城鄉(xiāng)融合區(qū)景觀格局的發(fā)展過(guò)程,為深入探討快速城市化地區(qū)城市生態(tài)過(guò)程提供了實(shí)證.景觀格局指數(shù)具有明顯的尺度依賴性,不同梯度樣帶設(shè)置方法會(huì)對(duì)景觀指數(shù)結(jié)果有影響,而且設(shè)置不同步長(zhǎng)和不同形狀的緩沖區(qū)對(duì)景觀指數(shù)結(jié)果也有影響.然而無(wú)論采用何種梯度分析方法,城市化梯度帶上景觀總體變化規(guī)律總是一致的,不會(huì)出現(xiàn)顯著差異.以城市化中心建立輻射緩沖區(qū)的方法