城市景观格局动态及其规划的生态学探讨

第20卷第8期地球科学进展Vo.l20No.82005年8月ADVANCESINEARTHSCIENCEAug.,2005文章编号:1001-8166(2005)08-0840-09*城市景观格局动态及其规划的生态学探讨1,22宋治清,王仰麟(1.中国科学院生态环境研究中心,北京100085;2.北京大学环境学院,北京100871)摘要:城市作为人类的主要栖居地,其景观格局和生态效应直接影响到世界人口的生存质量。从景观生态学的视角出发,以国内外近年来关于城市景观格局动态及其生态效应的理论和实证研究为材料,整理并总结了城市景观格局的特征、研究方法和演变机制。在文献综述和具体案例分析的基础上,尝试性地提出城市景观格局动态的/类库兹涅茨曲线0现象,即在从城市化初期到城市发展相对成熟的一个周期内,景观破碎化程度呈现/快速增加)增速减缓)平稳下降0的过程,并探讨了这一规律的适用性和特征。在此基础上,进一步讨论了城市景观及其格局变化对生态环境的影响,指出在城市景观规划中充分结合生态学原理,是实现城市可持续发展的必经之路。关键词:城市景观;格局与动态;驱动机制;生态效应中图分类号:Q149文献标识码:A20世纪是以城市化为标志的,目前超过半数的综合性视角,也为人们了解景观的生态效应,并通过世界人口聚居于城市,城市已经成为人类的主要栖空间规划、管理等手段有意识的改善城市生态环境[1]居地。人口在城市聚集、城市景观扩张及由此造提供了重要的理论基础和规划工具。景观生态学认成的植被覆盖面积减少,成为近几十年全球范围内为,城市空间结构形态影响城市问题的产生及其解景观变化的基本特征。当今快速城市化的趋势仍在决途径,结合城市的社会经济分析,研究城市景观格继续,在发展中国家尤为突出,未来的景观会越来越局与功能、过程的相互关系,有助于城市建设与生态深刻地受人类活动的影响和控制。城市化和密集的环境保护的相互协调,实现城市发展的社会、经济与人类社会经济活动对景观格局的改造已经招致了城生态环境综合规划。人们已经广泛认识到,在城市市热岛效应、大气污染和种群失衡等诸多生态环境景观水平上研究格局和过程的关系,对合理进行土[2]问题。随着可持续发展观念的逐渐深入人心,生态地利用规划和管理具有至关重要的作用。本文环境保护及人与自然的和谐发展,正受到越来越多的目的是从景观生态学的视角,探索城市景观格局的重视,对城市研究和管理的生态关注也日益加强。的动态及其驱动机制,并进一步讨论城市景观及其然而,在目前的研究和管理实践中,对城市景观动态格局的生态环境效应,为城市景观生态规划和管理及其驱动机制的了解尚不深入,而景观格局规划和提供科学依据。生态学原理的结合与可持续发展的要求更是相去1景观格局的含义与度量甚远。景观生态学是地理学与生态学交叉的产物,它1.1景观格局的内涵与意义以认识景观的格局与过程及揭示其相互关系为主要景观通常指一组相互作用的生态系统在空间上[3]目的,既吸收了地理学中的空间分析方法,又继承了的镶嵌组合。不同生态系统反映在空间上即不生态学中的整体性思想,为城市规划提供一种新的同类型的土地利用单元,它们以各种形状和大小镶*收稿日期:2004-11-02;修回日期:2005-04-25.*基金项目:国家自然科学基金项目/GIS支持下的城市地域景观空间结构演变驱动力研究0(编号:40471002)资助.作者简介:宋治清(1976-),女,陕西汉中人,博士,主要从事城市景观生态与土地利用研究.E-mai:lsuchking@163.com\n第8期宋治清等:城市景观格局动态及其规划的生态学探讨841[15]嵌组合,构成斑块、廊道、基质等景观要素。景观格素的影响,从而为合理地进行景观规划、管理和局即景观的空间结构,指大小和形状各异的景观要维护城市生态系统提供依据。根据考察对象的不同素在空间上的排列形式,是景观异质性的具体性质,可以将景观格局的研究对象分为两大类:组分[4][14,16]体现。与组合,分别对应于景观的要素水平和整体水景观生态学基于一个假设:在景观格局与生态平两个不同层面。组分的格局研究主要表述景观中[5]过程/功能之间存在紧密联系。在对景观进行生给定土地覆被类型的空间特征,如斑块的面积、周长态学研究时,结构、功能和变化是景观的三大基本特和斑块数等几何特征和空间分布;组合结构的研究征。格局可以影响景观中资源和物理环境的分布形则度量一定景观上不同类型斑块的面积比例、多样[6][7][17,18]式和组合、物种的分布和丰度等多种过程或功性、镶嵌度、破碎化程度等空间和非空间特征。[8]能;反之生态过程也会引起景观结构的变化。景景观格局指数是景观格局不同侧面特征的概括观空间格局的形成和变化受到自然环境和人类活动提炼和定量反映,通常在斑块、斑块类型和景观3个的共同作用,它不仅体现自然、生物和社会的各种生层次上加以分析。随着对景观格局研究的深入,格态过程在不同空间尺度上相互作用的结果,还决定局指数的数量和复杂程度也在不断增加,目前在景各种自然环境因子在景观空间的分布和组合,从而观格局研究中用到的指数大约有60个,常用的包括制约生态过程。分析景观格局的目的是了解产生和斑块形状指数、斑块密度、平均斑块面积、斑块距离、[9]控制景观空间结构的因子和机制,比较不同的景多样性指数和破碎度指数等。在众多景观格局指数[10]观格局及其生态效应,最终为景观的合理利用与之间,往往产生大量冗余,而且有些指标的生态学意[19]规划提供依据。对规划师来说,理解、规划和管理景义并不明确,甚至互相矛盾,在选择景观指数或观变化最有效的方法是了解结构和功能之间相互作指数体系描述景观格局时,必须考虑3个方面问题:用的驱动力,识别景观的主要结构组分及其主要的(1)指数体系之间是否满足统计上相互独立的景观过程,建立格局和过程之间的关系,使得预期空要求,即指数体系中的各个指数能否相互独立的描间规划方案的生态后果成为可能。述景观格局的不同方面。生境破碎化是与景观变化相联系的普遍过程,(2)景观指数或指数体系对生态过程或数据中它使景观要素被分割成众多小斑块,对结构和功能错误的敏感程度。[20]都产生影响。生境破碎化对世界范围内的生物多样(3)景观指数随空间分辨率是如何变化的。[11]性是最严重的威胁之一。破碎化伴随着三大特2城市景观格局动态及其驱动机制征:原始生境消失(损失)、生境斑块缩小(收缩)以[12]及生境斑块孤立化(孤岛化)程度加强。根据城市是典型的人工景观,它具有由人类活动和[13]Fahrig的研究,生境损失效应的影响远比另外2自然环境相互作用形成的复杂的网络结构。城市生个效应的影响更为强烈。孤岛化由于周围非生境基态系统是人类在适应和改造自然环境基础上建造起质对继续维持的生境产生压力,减少了种群间基因来直接受人类活动控制的特殊生态系统,在空间上交换的机会,造成生物多样性在基因水平上的潜在是社会实体、经济实体和自然实体的统一。这一复丧失,而对具有复合种群结构的物种来说,孤岛化有杂系统的各种生物和非生物要素在空间上构成的分[14]可能导致其灭绝。人类活动如农业生产和城市布组合形式,形成了城市景观的格局。在区域尺度化能明显的引起生境破碎化,道路的修建会直接导的研究中,城市往往只被看作一个斑块,缺乏对城市致生境的破碎化,而由于道路使人们可以去往郊野内部景观格局的深入研究,但这也说明城市景观的游憩或开发、居住,又间接的导致了更大范围的生境组分、分布及镶嵌具有一定的规律性。事实上,城市破碎化。景观破碎化被认为是景观结构及其生态功问题中绝大部分是局域性的,如大气和水污染、噪声能趋于不稳定的标志,严重影响生物多样性和生态问题、交通问题、城市小气候等,处理这些地方性问题系统功能的发挥,是景观格局研究的重要内容之一。最有效、甚至是唯一的办法是采取地方性的解决方[21]1.2景观格局的度量案,遵从生态学原理对城市区域进行景观格局及利用景观生态学的数量方法,研究城市化过程其生态过程研究,为解决城市问题提供了新的思路。中城市及其外围区域景观结构的动态变化过程,能2.1城市景观格局的特征很好地反映城市化过程中人类活动及政策对景观要从景观结构的空间构成看,城市景观也包括基\n842地球科学进展第20卷质、斑块、廊道三大要素。城市是典型的人工景观,与城市发展历史和所处发展阶段密切相关。建筑物群体和硬铺装地面构成了景观的主体,街区2.2城市景观格局动态及其驱动机制和街道是城市景观的基质;城市廊道即城市中的线尽管景观格局的形成和变化是自然因素和人类性景观,通常包括交通干线、河流和植被带,廊道在活动共同作用的产物,但在城市区域尤其是平原地很大程度上决定城市景观结构与人口空间分布模区的城市,人类活动在对景观的塑造中占绝对优势,式;城市中的斑块与基质、廊道之间没有严格的界自然环境如地形、气候因素等退居成为景观空间分限,可以按地域、功能、行政单位等进行划分,如居民布格局成因的背景性因素,在景观格局变化过程中[22]区、商业区、工业区等,因此可以将基质和斑块统处于相对次要的地位;而城市化过程中的人类活动称为城市景观的面状要素,往往也用斑块代称。但对景观的强烈改造作用成为导致景观结构,尤其是在城市生态研究中,斑块多指城市区域植被覆盖斑近几十年来景观结构特征发生显著变化的根本性影[26~29]块和水体,因为植被斑块和水体是城市自然生态系响因素。[21]统的主体。国内外众多学者的研究表明,人类活动作用的城市景观格局及其变化反映了人类活动和自然强度与景观格局,尤其是景观破碎化程度之间具有[8]环境等多种因素的共同作用,同时又对城市生态环一些规律性的联系。Forman等曾提出在景观干境、资源利用效率、居民社会生活及经济发展产生积预梯度上(即自然的、管理的、耕作的、城郊、城市)极或消极的影响,因此对城市景观格局的变化及其景观格局的一般预测假设,认为景观破碎度与人类驱动机制的研究是城市景观生态学研究的重点,也活动强度呈正相关关系,即在一定区域上随着人类是城市景观生态规划的基础。景观格局指数为研究活动强度的加大,景观破碎化程度相应增加。这一景观格局及其变化提供了量化方法和指标。在城市假设在对一些城市地域进行的实证研究中得到初步[15,27,29]景观生态研究中,常用的景观格局指数包括斑块形证实。但在城市区域由于人类活动对景观的状指数、斑块密度指数、蔓延度指数、景观多样性指塑造作用最直接且占绝对优势,因此其景观格局的数、优势度指数、均匀度指数、破碎度指数等,这些指动态也在人类对自然景观改造过程中显示出特有的数分别从斑块、斑块类型和景观整体等3个层次表轨迹,这一点在反映景观异质性的景观破碎度和多征了景观要素空间镶嵌的格局特征。异质性是景观样性指数的变化中表现的尤为明显。对城市区域,格局的根本属性,多样性指数和破碎度指数从整体尤其是发展比较成熟的大城市区域景观格局变化的上刻画景观异质性特征,指数的取值受研究区尺度研究结果显示,景观格局破碎化与人类活动强度的[23,24]差异的影响不大,便于进行不同时空间的比正相关关系只是城市化过程中的阶段性特征。较,加之这2种指数所反映的景观格局特征与人类如果以建设用地比例来定义城市化水平,则可活动影响的关系极为密切,因而成为城市景观格局以发现景观城市化水平与景观格局动态之间存在这分析中最常见的重要指标。样的联系:当一个地区城市化水平很低时,耕地和林城市区域包括城市建成区、郊区的农村地区以地往往是景观的基质,景观破碎化程度不高,并主要及二者之间的城乡过渡地带,从人类活动影响的角受地形因素的影响;城市化通常由农用地为基质的度看,城市景观的特征及其演变是在时间和空间两景观开始,城市建设用地首先沿交通廊道蚕食地形个维度上同时进行的,而且这两者之间还可以相互条件较好的耕地,造成耕地面积大量减少和景观破转化。如城乡交错带在空间上处于城市建成区与临碎化程度迅速上升,在这一阶段由于城市建设能力近的农村地区之间,受到来自建成区和农村地区的有限,城镇用地往往呈点状散布于自然条件适宜的两种不同动力的共同作用,景观格局的过渡性特征地点,连接各点的交通网络进一步加深了景观整体十分明显,由于城乡交错带常被视为只是城市发展的破碎化程度;随着城市化水平进一步提高,并逐渐进程中的一个环节,因此在时间上比较短暂,空间上发展到相对成熟的阶段,耕地在区域景观中退居斑[25]则十分不稳定和不确定,这种景观格局和驱动力块地位甚至退化、消失,园地和林地呈孤岛式的聚集的时空不稳定,常常成为城市生态问题产生的症结。分布,建设用地在景观构成中的优势地位逐渐突出,一般来说,城市区域内某个部分的景观特征与其所在规模效益的驱动下,城镇用地倾向于聚集和蔓延在位置有关,如建成区与其周边的乡村地区景观格性扩张,即所谓城市的/摊大饼0式增长,因此景观局具有明显差异;城市区域整体的景观格局特征则整体的破碎度趋于稳定并出现缓慢下降。上述过程\n第8期宋治清等:城市景观格局动态及其规划的生态学探讨843[26,28][30][31][32]在深圳、上海、厦门、福州等多个大城市发展经历了从显著增加到趋于平稳以至出现降低[27,30]市中都有比较典型的表现,同时对全国景观格局的的过程。深圳市自1979年设市、尤其是1980研究也表明:随着人类活动的逐渐增强,景观的多样年设经济特区以来,迅速完成了从以农业为主的边性指数和破碎度指数也逐渐增加;而当人类已经彻陲村镇向现代化都市的转变,以跳跃式的发展方式,底改变自然景观,多样性指数和破碎度指数则逐渐在20多年间涵盖了从非城市到城市发展相对成熟[33]减小。事实上,相似的规律并不仅仅反映在城市的全过程,为城市发展与景观格局关系的研究提供区域,几乎在所有受人类控制的景观类型中,当人类了一个历时虽短,但发展阶段分明且完整的典型范对土地利用的集约程度达到一定水平之后,景观的例。在这一过程中,深圳市景观破碎度的变化模式破碎化水平都呈降低趋势,这一规律在那些受地形与上海市相似,但变幅更大,过程也较简单而明[34][35][28][27][30][28]地貌影响较小的如农田和果园等景观类型中确。表1引用徐建华、高峻和袁艺等对的反映尤为显著。城市景观多样性随人类活动强度上述两城市景观格局动态的研究结果,具体展现了的变化过程与破碎度具有相似性,但其在各阶段的景观破碎度随城市化程度的变化过程。由于不同研[26,28,30~32]分异程度则不如破碎度变化明显。究采用的原始数据和计算方法不同,为了便于比较,本文采用百分比标准化的方法对上述研究结果进行3城市景观格局动态规律探讨处理,以便反映景观破碎化在城市发展过程中的变3.1典型案例分析化趋势。城市景观格局随城市化发展的动态规律,需要研究结果表明,在一个城市发展周期中,景观破置于城市发展的完整周期中研究,从城市发生、发展碎度变化呈现/快速增加)增速减缓)平稳下降0直至相对成熟的全过程去考察,因此需要研究对象的过程。这在深圳市表现的尤为典型,特区作为全具有较长时间序列的数据,或者是在较短时间内迅市的发展重心和城市建设的先行者,其城市化发展速完成从非城市地区向城市转变的地区。上海市和程度和景观破碎度的变化都早于全市平均水平,实深圳市无疑是分别具有上述两种特征的典型地区,际上也预示了全市的发展前景。上海市在近半个世研究表明,城市景观格局的上述演变过程在这两个纪以来的城市发展过程中景观破碎度发生了阶段性城市中也得到了充分的体现。的变化,把景观破碎度指数与城市化指数结合起来,对上海市自20世纪中叶以来城市化过程与景则更加凸现了景观破碎化程度与城市化水平在一定观格局动态的分析显示,城市景观破碎化程度随城阶段的反向变化关系。表1城市景观破碎度变化趋势Table1Thedynamicofurbanlandscapefragmentation上海市20世纪中叶以来年份19471958196419791984198819931996景观破碎度[27]破碎度10.94111.03271.06211.07171.07371.17231.1736年份198419891994上海市景观破碎度及破碎度10.83930.0804城市化指数[30]城市化指数*13.293611.0259年份1980198819942000深圳市景观破碎全市景观破碎度11.27781.11111.0833度[28]特区景观破碎度11.14290.88570.8286*:城市化指数是城市景观的面积与大田和菜地景观面积的比值[30]3.2景观破碎度与人类活动强度的关系(1)库兹涅茨曲线所反映的收入差距或环境污根据上述对城市景观格局演变过程的分析,可染水平,对社会和环境来说都是越小越好的指标,而以推测,景观格局的破碎化程度与人类活动强度的较低的景观格局破碎化水平,尤其是受人类活动控关系呈现类似库兹涅茨曲线的倒U形(图1),但二制产生的低破碎化,对景观安全、生态平衡和环境改者之间存在明显的区别:善等方面的影响究竟如何,还有待进一步研究。\n844地球科学进展第20卷(2)收入分配不均和环境污染水平都可能通过的不对称曲线。一定的社会或技术手段加以控制,其终极状态有可(3)二者最根本的区别在于,分配和环境库兹能达到极低的水平;但异质性是景观的根本属性,景涅茨曲线都是非空间问题,不具有尺度性,而尺度性观格局受到自然环境和人类活动的双重作用,当人是景观格局研究不可回避的重要因素,对任何景观类对景观的控制程度达到一定水平后,景观破碎度问题的研究都要在明确其尺度(包括幅度和粒度)的变化将趋于平稳。表现在曲线形状上,就是分配的基础上进行,这就使得景观格局破碎化程度问题和环境库兹涅茨曲线都可能形成对称曲线,而景观本身就限定在一定研究尺度的框架中。破碎化的/类库兹涅茨曲线0则是端点在横轴上方了解景观格局破碎化程度与人类活动强度关系图1景观破碎度库兹涅茨曲线示意Fig.1ThesketchoflandscapepatternKuznetscurveA:收入/环境库兹涅茨曲线;B:景观破碎度库兹涅茨曲线(在平原地区,景观初始破碎度较低,当城市发展进入成熟期后,景观破碎度变化趋于稳定,但绝对值往往高于城市化之前的水平);C:景观破碎度库兹涅茨曲线(在地形破碎地区,景观初始破碎度较高,城市化的结果甚至有可能使景观破碎度低于城市化之前的水平)的规律,及其与库兹涅茨曲线的关系,为景观格局演道路占用了大量土地资源,破坏了该地区的自然植变的预测提供了基础,也指明了下一步需要解决的被及物种的生存环境,机动车尾气和噪声是城市大重点问题,即研究景观破碎化及其反向变化的生态气污染和声污染的重要因素,因此城市交通系统是环境效益,以便有针对性进行控制和管理。另外,这城市环境的主要污染源。但城市区域内绿色廊道的项工作还应纳入景观生态研究的尺度推演框架内,存在有利于吸收、排放、降低和缓解城市污染,将绿进行多尺度分析,以实现景观格局的最优生态环境色廊道体系纳入城市发展规划,形成绿色廊道与人效应。工廊道相间分布的星状分散集团式景观格局,可以有效地阻止建成区摊大饼式发展所造成的生态恶4城市景观的生态规划原理[37]化。现在,绿色廊道已不仅仅是一种文化现象,人类活动一方面可以直接作用于城市生态系而是对人类基本需求的响应,除风景和游憩功能外,统,但另一方面,更广泛而深远的影响却是通过城市还成为一些野生动物的栖息地,并有助于城市洪水景观格局和土地利用方式改变区域物质能量流,进控制和水质改善,更重要的是,利用廊道的连通性将而影响区域生态过程。这种通过空间格局对生态系城市外围的自然生态系统引入城区,减少由于城市[38]统特征和过程造成的影响可以称之为城市景观的生化造成的自然景观的损失。基于廊道在城市景态效应。通常认为,合理利用生态学原理,对城市景观中具有的上述2种不同功能,将道路交通与绿色观格局进行适当规划,可以获得较好的生态效应。廊道结合起来,充分发挥其社会经济和生态功能,是4.1景观要素配置城市景观建设中对廊道这一要素新的要求。在城市景观中,廊道既是各种流的通道,又是分城市景观的基本特征是城市建设用地在景观中割景观造成景观破碎的原因和前提,它至少从局部占优势。研究发现,城镇用地比例高的居民区和乡[36]尺度上决定着城市景观变化的方向。一般认为,镇所在地,大气污染、水污染及固废污染程度都明显\n第8期宋治清等:城市景观格局动态及其规划的生态学探讨845高于城镇比例低的乡镇和居民区;沿主要交通干线要意义,但对其的研究尚不充分。贝里于20世纪两侧城镇用地比例高于其它地区,环境污染的程度70年代研究大气污染与城市形态之间的关系发现,也相应高于这些地区。据此认为城镇用地和裸地的在同心圆、带状、方格状、环射状和星状等城市形态[43]迅速增加,大大降低了地表生态环境的质量;林地、中,星状城市景观对消除大气污染的效果最好,湿地、灌草地等代表自然状态的土地利用/覆盖类型这一结论被广泛应用于城市景观生态规划、管理与[22,44]的大幅度减少,导致城市地表生态环境容量下城市廊道效应的研究中。总体而言,为了防止[39]降。因此,控制和合理布局城市建设用地的面积因城市无序蔓延而导致的生态环境恶化,在城市景比例和空间分布,通过优化城市区域景观格局实现观规划中应当遵循一些普遍性的原则,包括城市用城市可持续发展,成为城市研究、管理和规划的重要地与生态环境保护用地按一定比例相间分布,维持任务。城市景观的异质性,在建成区中保留城市绿地、水面4.2景观格局优化等开敞空间作为城市环境/调节器0,并通过绿色廊景观生态学中一个最基本的观念是格局对生态道连通更大范围的生态环境用地等。在实践中需要过程和特征会产生强烈影响。城市景观结构和空间针对具体城市环境和发展条件,明确在一段时期内形态影响城市生态环境问题的产生和及解决途的城市建设发展空间,划定生态环境保护空间的范[40]径。围,结合景观格局在城市发展不同阶段的特征,有意尽管人们现在已经对城市景观要素诸如斑块和识地引导景观格局朝有利于维持其活力、稳定性和廊道(尤其是绿色廊道)的生态意义有了相当的认弹性的方向发展。识,但对其组合形式导致的生态结果尚需进一步研5结语究。如众所周知,大城市会产生城市热岛效应,即城市空气温度明显高于周围郊区,而空气湿度却较小。如果说城市是自然)经济)社会复合生态系但不同景观格局对城市热岛效应的影响差异巨大。统,那么城市景观无疑是3个子系统相互作用结果对东京城郊街道格局的考察研究结果表明:向稻田的直接体现。城市景观格局在受到大地貌和气候等开敞,而且其排列形式使风可以直接吹入的街道,稻自然因素影响的同时,还深受人类社会经济活动的田上空凉爽的空气可以伸入到临近的居住区内,居控制,这决定了景观格局动态的复杂性和驱动机制住区内150m范围可起到降温效应;相反,不向稻田的多样性。本文通过对大量文献和研究案例的整理开敞以及与风向垂直的街道则没有这种降温效和总结,提出城市景观格局演变的/类库兹涅茨曲[41]应。线0的规律,即景观格局破碎化与人类活动强度的基础设施是城市发展的骨架,往往肩负着城市正相关关系只是城市化过程中一定时期内的阶段性社会经济活动和区域物质能量流的双重要务。但景特征:随着人类活动的逐渐增强,景观的多样性指数观生态学对城市化过程和城市的基础设施提出置和破碎度指数逐渐增加;而当人类已经彻底改变自疑,认为基础设施网络对城市和城市景观的发展有然景观,多样性指数和破碎度指数则逐渐减小。这强烈影响,这种影响通常对经济发展是有利的,而对一判断揭示了在人类活动集中的城市区域,景观格城市的生态功能不利。从空间上来说,这个问题的局的主要特征随城市发展程度变化的轨迹,也提示解决之道就是把基础设施线路布局在生态系统动态有关的城市研究和管理者关注城市景观格局与其生[42]功能较弱的地区,以保护城市生态环境。以城市态效应之间的联系,从而通过景观调控实现生态环道路为骨架的大规模网状或格状土地利用空间结构境的优化。现象造成了城市景观的网格化,而这往往是城市用需要强调地是,本文对城市景观格局动态的探地的斑块化及破碎化的根本原因。尽管格网化在小讨是从普遍分析得出的一般性结论,城市景观格局尺度上提高了异质性,但由于城市林地、水体、正负基本框架往往取决于地形、地貌或特殊气候条件等地形和历史文脉的完整性和规模受到限制,城市自自然因素,人类活动对其影响主要体现在景观格局然和文化特色及场所性丧失,从较大尺度来看,其结随城市发展的变化中,自然条件不同的城市,其景观果实际上是景观趋同,以及城市作为居住地的质量格局必然会显示其地域特征,如黄河谷地的兰州市[40]下降。和山城重庆市的景观格局在形成基础和变化过程等城市景观的整体格局和形态对生态环境具有重方面都存在显著的区别。深入研究城市景观变化的\n846地球科学进展第20卷过程,分析景观格局变化的驱动机制,才能了解城市[田光进,张增祥,张国平,等.基于遥感与GIS的海口市景观格局动态演化[J].生态学报,2002,22(7):1028-景观动态的规律,在此基础上运用生态学原理加以1034.]科学调控,实现城市景观健康持续的发展。[16]Haines-YoungR,ChoppingM.Quantifyinglandscapestructure:AreviewofLandscapeIndicesandtheirapplicationtoforested致谢:本文修改过程中得到中国科学院应用生landscapes[J].ProgressinPhysicalGeography,1996,20(4):态研究所肖笃宁研究员的建议和指导,谨致谢忱。418-445.[17]McGarigalK,MarksBJ.FRAGSTATS:SpatialPatternAnalysis参考文献(References):ProgramforQuantifyingLandscapePattern[M].Corvallis,Ore-gon:ForestScienceDepartment,OregonStateUniversity,1994.[1]PlattR.Theecologicalcity:Introductionandoverview[A].In:[18]BaskentEZ,JordanGA.Characterisingspatialstructureoffor-PlattRH,RowntreeRA,MuickPC,eds.TheEcologicalCityestlandscapes[J].CanadianJournalofForestResearch,1995,[C].Amherst,MA:UniversityofMassachusettsPress,1994.1-25:1830-1849.20.[19]ChenWenbo,XiaoDuning,LiXiuzhen.Classification,applica-[2]HobbersR.Futurelandscapesandfutureoflandscapeecologytion,andcreationoflandscapeindices[J].ChineseJournalof[J].LandscapeandUrbanPlanning,1997,(37):1-9.AppliedEcology,2002,13(1):121-125.[陈文波,肖笃宁,[3]FormanRTT.LandscapeMosaics:TheEcologyofLandscapeand李秀珍.景观指数分类、应用及构建研究[J].应用生态学Regions[M].London:CambridgeUniversityPress,1995.报,2002,13(1):121-125.][4]WangYanglin.Theprogressofstudiesonagro-landscape[J].[20]O.NeillRV,RiittersKH,WickhamJD,etal.Landscapepa-tPatternandProgressAdvancesinEnvironmentalSciece,1998,6ternmetricsandregionalassessment[J].EcosystemHealth,(2):29-34.[王仰麟.农业景观格局与过程研究进展[J].环1999,5(4):225-233.境科学进展,1998,6(2):29-34.][21]BolundP,HunhammarS.Ecosystemservicesinurbanareas[5]GustafsonEJ.Quantifyinglandscapespatialpattern:Whatisthe[J].EcologicalEconomics,1999,29:293-301.stateoftheart?[J].Ecosystems,1998,(1):143-156.[22]XiaoDuning,GaoJun,ShiTiemao.Applicationoflandscapee-[6]ON'eillRV,MilneBT,TurnerMG,etal.Resourceutilizationcologyinurbanplanningandmanagement[J].AdvancesinEarthscalesandlandscapepattern[J].LandscapeEcology,1988,Science,2001,16(6):813-820.[肖笃宁,高峻,石铁矛.景(2):63-69.[7]KienastF.AnalysisofhistoricallandscapepatternswithaGeo-观生态学在城市规划和管理中的应用[J].地球科学进展,graphicalInformationSystem)Amethodologicaloutline[J].2001,16(6):813-820.][23]ShenWeijun,WuJianguo,RenHa,ietal.EffectsofchangingLandscapeEcology,1993,8(2):103-118.[8]FormanRTT,GodronM.LandscapeEcology[M].NewYork:spatialextentonlandscapepatternanalyses[J].ActaEcologicaWiley,1986.Sinica,2003,23(11):2219-2231.[申卫军,邬建国,任[9]Greig-SmithP.QuantitativePlantEcology[M].Berkeley,Cal-i海,等.空间幅度变化对景观格局分析的影响[J].生态学fornia:UniversityofCaliforniaPress,1983.359.报,2003,23(11):2219-2231.][10]Risser.Landscapeecology:Stateoftheart[A].In:TurnerMG[24]LiXiuzhen,BuRencang,ChangYu,etal.Theresponseofed.LandscapeHeterogeneityandDisturbance[C].NewYork:landscapemetricspatternscenarios[J].ActaEcologicaSinica,Springer-Verlag,1987.3-14.2004,24(1):123-134.[李秀珍,布仁仓,常禹,等.景观格[11]SorrellJP.Usinggeographicinformationsystemstoevaluatefor-局指标对不同景观格局的反应[J].生态学报,2004,24estfragmentationandidentifywildlifecorridoropportunitiesinthe(1):123-134.]CataraquiWatershed[J/OL].FacultyofEnvironmentalStudies,[25]GaoJun,SongYongchang.Onlandscapedynamicsoftheurban-YorkUniversity,Ontario,Canada,1997.ruralecotonebasedonremotesensingandGIS:Acasestudyof[12]AndrenH.EffectsofhabitatfragmentationonbirdsandmammalssouthwestShanghai[J].ActaEcologicaSinica,2003,23(4):inlandscapeswithdifferentproportionsofsuitablehabitat:Are-805-813.[高峻,宋永昌.基于遥感和GIS的城乡交错带景view[J].Oikos,1994,71:355-366.观演变研究)))以上海西南地区为例[J].生态学报,2003,[13]FahrigL.Relativeeffectsofhabitatlossandfragmentationon23(4):805-813.]populationextinction[J].WildlifeManage,1997,61(3):603-[26]ZengHu,iJiangZiying,KongNingning,etal.Auto-correlation610.analysisoflandscapepatternforafasturbanizationarea:Acase[14]LeitaoAB,AhernJ.ApplyinglandscapeecologicalconceptsandstudyofLonghuaarea,Shenzhencity[J].ActaScientiarumNat-metricsinsustainablelandscapeplanning[J].LandscapeandUr-uraliumUniversutatisPekinensis,2000,36(6):824-831.[曾banPlanning,2002,59:65-93.辉,江子瀛,孔宁宁,等.快速城市化景观格局的空间自相关[15]TianGuangjin,ZhangZengxiang,ZhangGuoping,etal.Land-特征分析)))以深圳市龙华地区为例[J].北京大学学报自scapedynamicchangepatternofHaikoucitybyTMimageryand然科学版,2000,36(6):824-831.]GIS[J].ActaEcologicaSinica,2002,22(7):1028-1034.[27]XuJianhua,MeiAnxin,WuJianping,etal.Quantitativeanaly-\n第8期宋治清等:城市景观格局动态及其规划的生态学探讨847sisandfractalmodelingonthelandscapemosaicanditsevolu-[35]FjellstadWJ,DramstadWE.Patternsofchangeintwocontras-tionaryprocessofShanghaiintheperiodfrom1947-1996[J].tingNorwegianagriculturallandscapes[J].LandscapeandUrbanEcologicScience,2002,21(2):131-137.[徐建华,梅安新,吴Planning,1999,45:177-191.建平,等.20世纪下半叶上海城市景观镶嵌结构演变的数量[36]WangJinga',iHeChunyang,DongYanchun,etal.Analysisof特征与分形结构模型研究[J].生态科学,2002,21(2):landuse/coverdrivingforcesintheurbanfringeofBeijingcity131-137.][J].AdvancesinEarthScience,2002,17(2):201-208.[王静[28]YuanY,iShiPeijun,LiuY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