校園景觀生態(tài)組分調(diào)查

校園景觀生態(tài)組分調(diào)查人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃20130220137211譚江華前言景觀指數(shù)在景觀生態(tài)學(xué)中的廣泛應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代中期，正式《景觀生態(tài)學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊之時(shí)。由鄔建國(guó)支持的“景觀生態(tài)學(xué)和模型實(shí)驗(yàn)室”從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始針對(duì)景觀指數(shù)與分析尺度、方向性和景觀格局特征的關(guān)系進(jìn)行了一系列的研究。2002年鄔建國(guó)首次歸納出景觀水平指數(shù)尺度效應(yīng)的一般性規(guī)律，2004年，鄔建國(guó)進(jìn)一步總結(jié)了板塊類型水平指數(shù)隨尺度變化的一般性規(guī)律。此外，景觀指數(shù)對(duì)不同景觀格局特征也已經(jīng)有大量研究。Buyantuyev和鄔建國(guó)對(duì)同一地區(qū)不同景觀分類圖如何影響景觀指數(shù)也進(jìn)行了研究。景觀是一系列生態(tài)系統(tǒng)或不同土地利用方式的鑲嵌體，在鑲嵌體內(nèi)部存在著一系列的生態(tài)過(guò)程。Forman和Gordon在觀察和比較各種不同景觀的基礎(chǔ)上，認(rèn)為斑塊(patch)、廊道(corridor)、和基底(matrix)是組成景觀的3種基本結(jié)構(gòu)單元。斑塊是指與周圍環(huán)境在外貌或性質(zhì)上不同，并具有一定內(nèi)部均質(zhì)性的空間單元；廊道是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線狀或帶狀結(jié)構(gòu)；基底是景觀中分布最廣、連續(xù)性最大的背景結(jié)構(gòu)。斑塊-廊道-基底模式提供了一種具體而形象地描述景觀結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)的“空間語(yǔ)言”，這一模式有利于我們考慮景觀結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系，便于比較它們?cè)跁r(shí)間上的變化。研究景觀的結(jié)構(gòu)是研究景觀功能和動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。景觀指數(shù)是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反應(yīng)其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)。景觀格局特征可以在3個(gè)層次上分析：eq\o\ac(○,1)單個(gè)斑塊(individualpatch)。eq\o\ac(○,2)由若干單個(gè)斑塊組成的斑塊類型(patchtype或class)。eq\o\ac(○,3)包括若干斑塊類型的整個(gè)景觀鑲嵌體(landscapemosaic)。因此，景觀格局指數(shù)亦可相應(yīng)地分為斑塊水平指數(shù)(patch-levelindex)、斑塊類型水平指數(shù)(class-levelindex)以及景觀水平指數(shù)(landscape-levelindex)。斑塊水平指數(shù)是計(jì)算其他景觀指數(shù)的基礎(chǔ)；在斑塊類型水平上，因?yàn)橥活愋统３０S多斑塊，所以可相應(yīng)地計(jì)算一些統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)；斑塊密度、邊界密度等與斑塊密度和空間相對(duì)位置有關(guān)的指數(shù)對(duì)描述和理解景觀中不同類型斑塊的格局特征很重要；在景觀水平上，還可以計(jì)算各種多樣性指數(shù)和聚集度指數(shù)。常用的景觀指數(shù)主要有斑塊形狀指數(shù)(patch-shapeindexS)，景觀豐富度指數(shù)(landscaperichnessindexR)，Shannon-weaver多樣性指數(shù)H，Simpson多樣性指數(shù)H＇，景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(landscapedominanceindexD)，景觀均勻度指數(shù)(landscapeevennessindexE)，景觀形狀指數(shù)(landscapeshapeindexLSI)，景觀聚集度指數(shù)（ContagionindexC），正方像元指數(shù)（SquarepixelindexSQP）等。也還有一些不常用的，如分維指數(shù)、斑塊面積變異系數(shù)、斑塊面積標(biāo)準(zhǔn)差、最大斑塊指數(shù)、平均斑塊面積、核心區(qū)總面積指數(shù)等。景觀指數(shù)可以用來(lái)定量地描述和監(jiān)測(cè)景觀結(jié)構(gòu)特征隨時(shí)間的變化，還可以用來(lái)描述和辨識(shí)景觀中生態(tài)學(xué)特征的空間梯度。由于景觀指數(shù)會(huì)隨空間幅度和粒度的變化而變化，因而使用景觀指數(shù)時(shí)必須要明確指出分析尺度。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒌攸c(diǎn)、對(duì)象、器材及方法1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)內(nèi)不同景觀組分的調(diào)查及景觀指數(shù)計(jì)算，掌握和了解景觀數(shù)量特征的常規(guī)計(jì)算和分析方法1.2實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及對(duì)象四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)綠地、校舍、道路、游泳池等1.3實(shí)驗(yàn)器材卷尺和皮尺、記錄本、相機(jī)(帶拍照功能手機(jī))1.4實(shí)驗(yàn)方法調(diào)查法、資料查詢法2.調(diào)查數(shù)據(jù)校園內(nèi)的喬木主要記錄了其名稱、基徑、胸徑、株高和冠幅等數(shù)據(jù)，灌木主要記錄了其名稱、造型、高度、種類等數(shù)據(jù)，斑塊主要記錄了斑塊長(zhǎng)度、寬度、高度、斑塊形狀、斑塊類型和斑塊中喬木株數(shù)等數(shù)據(jù)，廊道主要記錄了長(zhǎng)度、寬度、節(jié)點(diǎn)和拐點(diǎn)廊道中物種(喬木)的距離、株數(shù)，物種的名稱、胸徑、冠副、株高，灌木的造型，(斑塊、廊道)各種綠化的花卉種類數(shù)目等數(shù)據(jù)。3.指數(shù)計(jì)算經(jīng)過(guò)測(cè)量記錄，最后整理全校的數(shù)據(jù)，共計(jì)1231個(gè)斑塊參與景觀指數(shù)的計(jì)算，根據(jù)能能不同將其分為建筑、草坪、灌木、喬木、花壇、停車場(chǎng)、廊道、未知斑塊8類斑塊。由于1231個(gè)斑塊數(shù)據(jù)太多，限于篇幅，以下指數(shù)計(jì)算主要在斑塊類型水平和景觀類型水平兩個(gè)層次上進(jìn)行闡述；另，斑塊形狀指數(shù)均以正方形為參照幾何形狀。3.1斑塊類型水平指數(shù)3.1.1數(shù)量及類型比例(PercentageofQuantityandPercentageofLandscape)類型比例PLAND是景觀中某類斑塊面積占整個(gè)景觀面積的百分率：PLAND=式中PLAND為類型比例，Ai為某種斑塊面積，A為整個(gè)景觀總面積(即成都校區(qū)總面積)表1成都校區(qū)斑塊類型比例Table1ThePercentageofLandscapeofChengduCampus(Byfunction)停車場(chǎng)0.32965950707.163.04廊道0.0031236025.8813835.48表3說(shuō)明，停車場(chǎng)的斑塊密度和邊界密度都最大，而其平均斑塊面積最小，這也與停車場(chǎng)斑塊的面積小有一定聯(lián)系；建筑斑塊的平均斑塊面積最大，這主要和成都校區(qū)的建筑多，且都是大型斑塊有關(guān)。3.2景觀水平指數(shù)多樣性指數(shù)H是基于信息論基礎(chǔ)之上，用來(lái)度量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜程度的一些指數(shù)。常用的包括以下兩種，多樣性指數(shù)越大，表示景觀結(jié)構(gòu)組成越復(fù)雜：Shannon多樣性指數(shù)：SHDI=-Simpson多樣性指數(shù)：H取值范圍：SHDI≥0，無(wú)上限。當(dāng)景觀中只有一種斑塊類型的時(shí)候，SHDI=0，當(dāng)斑塊類型增加或個(gè)類型斑塊所占面積比例趨于相似時(shí)，SHDI的值也相應(yīng)增加。景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)D是多樣性指數(shù)的最大值與實(shí)際計(jì)算值之差：D=通常，較大的D值對(duì)應(yīng)于一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)斑塊類型占主導(dǎo)地位的景觀。景觀均勻度指數(shù)E反應(yīng)景觀中各斑塊在面積上分布的不均勻程度，通常以多樣性指數(shù)和其最大值的比值來(lái)表示。當(dāng)E趨于1時(shí)，景觀斑塊分布的均勻程度亦趨于最大：E=景觀形狀指數(shù)LSI與斑塊形狀指數(shù)相似，只是將計(jì)算尺度從單個(gè)斑塊上升到了整個(gè)景觀。當(dāng)景觀中斑塊形狀不規(guī)則或偏離正方形時(shí)，LSI增大：LSI=表4都校區(qū)景觀水平指數(shù)Table4Landscape-LevelIndexofChengduCampus景觀類型多樣性指數(shù)H景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)D景觀均勻度指數(shù)E景觀形狀指數(shù)LSI建筑2.6441.0370.7180.057廊道2.7440.9380.7450.019不知斑塊3.68110.049花壇3.4010.2800.9240.009停車場(chǎng)0.9382.7430.255灌2.5461.1350.6920.010草坪2.3461.3360.6370.0104.結(jié)果分析通過(guò)上面從斑塊類型水平和景觀水平對(duì)成都校區(qū)內(nèi)景觀指數(shù)的計(jì)算，可以看出，成都校區(qū)內(nèi)的景觀結(jié)構(gòu)組成和空間配置相對(duì)來(lái)說(shuō)還算合理。但是也有很多不足，比如說(shuō)建筑和停車場(chǎng)的景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)明顯大于其他斑塊類型，說(shuō)明這兩種景觀類型在成都校區(qū)占主導(dǎo)地位，但是對(duì)于一所大學(xué)來(lái)說(shuō)，景觀設(shè)計(jì)中建筑與植物的搭配非常重要，建筑太多會(huì)減少校區(qū)的魅力。每個(gè)斑塊的多樣性指數(shù)有不等于0，說(shuō)明在這些大的斑塊內(nèi)部還有其他小的斑塊，停車場(chǎng)的多樣性指數(shù)最低，說(shuō)明停車場(chǎng)的景觀結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。而建筑的精