【正文】 ern era lakeside evolution of the urban cities pattern． Overall structure of Herei should reflect the landscape background ． A green belt through cities,board scattered,finger development of star structural characteristics． Hefei should protect the natural landscape， emphasizing the natural landscape， appropriate、 to reduce urban densi． Hefei should reasonable proposal Uniform patches and configuration green eorridor． nle basis of urban landseape ecological construction and land use were provided for the optimizafion ofHefei city． Key words： Landscape ecology； GIS； Spatial pattem； Landscape optimization；Hefei 7 第 1 章 前言 研究背景及意義 城市生態(tài)系統(tǒng)是人類在改造和適應(yīng)自然環(huán)境的基礎(chǔ)上建立的特殊的自然 —社會 — 經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)。但是長期以來，我國城市規(guī)劃和建設(shè)一直遵循著一套傳統(tǒng)的還原論模式，只注重城市景觀的經(jīng)濟(jì)和社會價值，而基本上忽略了環(huán)境和生態(tài)功能，導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)問題。 城市景觀格局是由各種大小和形狀的城市要素相互作用形成的空間配結(jié)構(gòu)，是包括人類干擾在內(nèi)的各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果。今天的格局是過去的景觀流形成的，其又是今后景觀格局形成的基礎(chǔ)。因此，深入研究城市景觀格局及其變化規(guī)律，對于 揭示城市景觀功能變化的特征和城市合理規(guī)劃以及現(xiàn)代城市問題的解決具有重要意義。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明 ,耕地是合肥市最主要的土地類型 ,從 1996年到 2020年耕地減少了 95?44km2。合肥市 1996 年、 2020 年的土地利用綜合指數(shù)分別為 3051307?26[5],土地利用綜合指數(shù)處 于較高的水平。因此對于合肥市景觀格局變化的研究應(yīng)加深加大力度，這對于合肥市以后的土地及環(huán)境的更好利用具有重大意義。 而北美學(xué)派更關(guān)注景觀的格局和功能 。 北美學(xué)派的研究 國外最初對土地生態(tài)分類的研究較為廣泛和深入 , 主要以景觀生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)思想 ,考慮土地地理空間聯(lián)系性和土地的綜合性進(jìn)行劃分的土地景觀分類途徑。其把土地視為特殊的生態(tài)系統(tǒng) , 綜合反映土地的發(fā)生發(fā)展和功能過程。比如 , Forman [ 44] 直接把土地利用現(xiàn)狀等同于景觀類型 , 并劃分了城郊 、 水田 、 草地 、 森林、 湖沼和工業(yè)景觀等 6 種景觀類型 , 但這種劃分不能充分反映實(shí)際存在的景觀類型。 Nellis 等 [ 52 ] 借助于多光譜 MSS 數(shù)據(jù)、 TM 數(shù)據(jù)和航片 , 利用構(gòu)造對比的運(yùn)算法則 ( texturalcontrast algorithms) ,對景觀進(jìn)行分類和空間格局分析 ,但是在分類時 , 由于研究尺度的差異 , 在某一個尺度下的異質(zhì)性 ,但在另一個尺度下則為同質(zhì)的 , 因此一定要考慮到景觀分類的空間尺度 。 歐洲學(xué)派的研究 歐洲學(xué)派對景觀生態(tài)分類的研究比北美學(xué)派要全面 、 完善，特 別是荷蘭和德國等國。 Zonneveld 認(rèn)為景觀等級的劃分在底層等級應(yīng)體現(xiàn)出內(nèi)部的高度一致性 ,而到高層至少應(yīng)有一種特性是一致的 ,并把景觀類型劃分為生態(tài)元 ( ecotope) 、 土地相 ( land facet) 、土地系統(tǒng) ( land system) 、 主要景觀 ( main landscape) 4 個等級 , 實(shí)際上反映了土地的生態(tài)類型 。 Westhoff 從動植物區(qū)系來判斷景觀的自然度 , 從而進(jìn)行景觀 的劃分。 國內(nèi)研究進(jìn)展 我國最早的景觀格局文獻(xiàn)大多是關(guān)于國外理論的介紹。 景觀格局在我國廣泛應(yīng)用后，尤其是 2020 年以后，一系列結(jié)合我國實(shí)際的研究成果文獻(xiàn)也紛紛發(fā)表。 自 20 世紀(jì) 80 年代初期景觀生態(tài)學(xué)被引入中國以來，景觀格局得到了廣泛的研究和應(yīng)用，尤其是景觀學(xué)學(xué)科領(lǐng)域。本文檢索維普網(wǎng)收錄的 1989~2020 年 20 年間關(guān)鍵詞或題名含“景觀格局” 的研究文獻(xiàn)，共計 1 199 篇，對近年來我國景觀格局的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分類統(tǒng)計，并在此基礎(chǔ)上，分析我國景觀格局的 10 研究進(jìn)展及熱點(diǎn)，為景觀學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究提供借鑒。為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展需要，在景觀生態(tài)學(xué)理論研究深入的同時，我國景觀空間格局研究進(jìn)入新的實(shí)踐需求和深度應(yīng)用階段，這個時期的文獻(xiàn)量得以迅速增長，并出現(xiàn)了很多具有影響力的成果，文獻(xiàn)的數(shù)量從 2020 年開始至今呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，至 2020～ 2020 年每年 發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量達(dá)到了 200 篇以上 。在集中發(fā)表的刊物中，生態(tài)學(xué)刊物穩(wěn)居榜首。這是由于景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)與其他學(xué)科的交叉科學(xué)所決定的。而關(guān)于水土 保持和干旱區(qū)研究的刊物雖在期刊數(shù)量上少于傳統(tǒng)的農(nóng)、林業(yè)刊物，但文獻(xiàn)的篇數(shù)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出，尤其在集中發(fā)表的刊物中占有很大的比例，說明水土保持和干旱化的研究是景觀格局研究的重要領(lǐng)域。其他還有關(guān)于風(fēng)景園林、建筑、草業(yè)、濕地、煤炭采礦類等刊物。對景觀進(jìn)行空間分析研究中 ,大多數(shù)學(xué)者使用描述景觀格局及其變化的景觀指數(shù)以及地統(tǒng)計學(xué)、聚塊樣方方差分析、趨勢面分析等統(tǒng)計 學(xué)方法研究其多樣性、類型的組成以及空間異質(zhì)性。時間異質(zhì)性的研究主要集中在景觀動態(tài)變化分析、模擬和景觀動態(tài)驅(qū)動因子分析等方面，這有助于對人－地關(guān)系的深刻理解，有利于對生物多樣性、自然資源的有效保護(hù)，因而成為當(dāng)前眾多研究案例的熱點(diǎn)。除對較普遍的平原、山地區(qū)域流域研究外，對如黃土高原丘陵區(qū) ； 11 云南、四川等西南區(qū) 域 ；內(nèi)陸干旱區(qū)如新疆、甘肅 ；長江流域及三峽庫區(qū) ；北方農(nóng)牧交錯帶 ；重慶巖溶區(qū) ；西藏高原高寒區(qū) ；海島等特殊區(qū)域及很多小流域區(qū)域得到了特別關(guān)注。關(guān)于城市景觀的結(jié)構(gòu)、功能及其調(diào)控的研究，是國內(nèi)景觀生態(tài)學(xué)研究中十分活躍的領(lǐng)域。在我國快速城市化的大潮中，城市化的影響越來越被研究人員所重視。隨后以上海 、廣州、廈門 為研究對象的文章紛紛發(fā)表，并且研究范圍逐漸從東南經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)向西北等內(nèi)陸地區(qū)城市擴(kuò)展，而對小城鎮(zhèn)的研究也隨之出現(xiàn)且比例越來越大。城市景觀格局的研究，重點(diǎn)分析城市景觀格局的基本特征及對其生態(tài)系統(tǒng)過程和功能的影響 。 我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)景觀格局研究的文獻(xiàn)很早就出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)活動對景觀格局的影響，農(nóng)業(yè)景觀格局演變及其生態(tài)效應(yīng)等方面都有卓有成效的研究。農(nóng)田景觀 、農(nóng)村居民點(diǎn)、鄉(xiāng)村聚落景觀的研究將成為未來研究的熱點(diǎn)方向。近年來一些文獻(xiàn)對于城鄉(xiāng)交錯帶的功能特征及城鄉(xiāng)交錯帶存在生態(tài)問題進(jìn)行了探討，從廊道建設(shè)、景觀斑塊建設(shè)入手探討了適合解決中國城鄉(xiāng)交錯帶生態(tài)問題的措施。景觀是由斑塊、廊道和基質(zhì)組成的咖’。斑塊的空間分布表示為景 觀格局，所以對景觀格局的研究大多從斑塊著手。了解某一區(qū)域景觀格局的變化可以為該區(qū)域資源的合理管理利用提供科學(xué)依據(jù)。通過對景觀格局成因機(jī)制的分析，確定系統(tǒng)的生產(chǎn)力、穩(wěn)定性和生境質(zhì)量的控制因素，進(jìn)而有效地預(yù)測景觀的動態(tài)，是確立景觀管理和設(shè)計目標(biāo)，制定景觀管理措施的基礎(chǔ)和依據(jù)。最初的景觀格局分析方法來源于種群生態(tài)學(xué)中種群分布格局的研究，即根據(jù)種群密度的變化規(guī)律是否符合某種隨機(jī)變量的分布型來確定分布格局。隨著數(shù)學(xué)與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，能夠較好地解決這些問題。波譜分析研究系列數(shù)據(jù)的周期性，是揭示空間格局周期性規(guī)律的有效方法。趨勢面分析通過擬合空『日 J 數(shù)據(jù)而建立空間 格局統(tǒng)計模型。 13 對景觀格局的定量描述是分析景觀結(jié)構(gòu)、功能和過程的基礎(chǔ)。國內(nèi)景觀格局的研究始于 20 世紀(jì) 80 年代末肖篤寧等人，當(dāng)時對景觀指數(shù)和圖形的操作主要采用傳統(tǒng)的計算方法和手工操作?，F(xiàn)常用的景觀格局指數(shù)有平均斑塊面積 (mean patch size)、斑塊數(shù)量 (number ofpatch)、平均斑塊密度 (mean patch density)、連接度 (connectivity) 、 斑 塊 離 散 度 (interpatch distance) 、 綴 塊 性(patchiness)、鄰接指數(shù) (contiguity index)、斑塊周長 (perimeter)、邊緣對比度 (convexity inttex)、總邊緣長度 (total edge)、形狀指數(shù) (shape index)、分維數(shù) (fractaldimension)、修改分維數(shù) (modified fractal dimension)、Shannon 指數(shù) (Shannon index)、 Simpson 指數(shù) (Simpson index)、優(yōu)勢度(dominance)、景觀均勻度 (evfflaness)。景觀多樣性是指景觀在結(jié)構(gòu)、功能和時間動態(tài)上的多樣化和變異性，它揭示了景觀的復(fù)雜性，是對景 觀水平上生物組成多樣化程度的表征。類型多樣性是景觀中類型的豐富度和復(fù)雜性，?？紤]景觀中不同的景觀類型的數(shù)目及其所占面積的比例，其測定指標(biāo)包括類型的多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、均勻度和豐富度等，事實(shí)上，上面介紹的景觀多樣性指數(shù)是景觀類型多樣性指數(shù)。格局多樣性是景觀類型空間分布的多樣性及各類型之間以及斑塊間的空間與功能關(guān)系，測定指標(biāo)包括修改分維數(shù)、聚集度、連通性等。 14 第 2 章 合肥市景觀格局變化分析 研究區(qū)概況 合肥位于安徽省正中央， 長江 、 淮河 之間、巢湖之濱，襟江擁湖，沿海 腹地 、內(nèi)地前沿、具有承東啟西、 貫通 南北的重要 區(qū)位 優(yōu)勢，曾為 揚(yáng)州 、 合州 、南豫州 、 廬州 、德勝軍、 淮南 西路等治所，歷來是兵家必爭之地，有“江南唇齒，淮右襟喉”、“ 江南 之首， 中原 之喉”之稱，歷為江淮地區(qū)行政軍事首府。總的地勢是中部高，南北低。自肥西小蜀山北三向廟，有江淮分水嶺南側(cè)的一個分支（古稱“龍干”）延伸向東，經(jīng)南三十里崗、大蜀山向市區(qū)延伸，形成合肥市區(qū)中間高、南北兩側(cè)低的局部地貌特征。江淮分水嶺以北為淮河水系，流域面積 2950 平方公里，地勢由南向北傾斜，大部分為海拔高程 30~50 米臺地，沿瓦埠湖、高塘 湖周圍有小塊狹長的沖積平原。年平均氣溫 度，降雨量近 1000 毫米，日照 2100 多個小時。春天：冷暖空氣活動頻繁，常導(dǎo)致天氣時晴時雨，乍暖乍寒，復(fù)雜多變。秋季：季節(jié)最短，氣溫下降快，晴 好天氣多。 合肥市氣候濕潤，水系發(fā)育分別源于江淮分水嶺兩側(cè)，或南流注長江，或北流入淮河。屬淮河流域水系的河流主要有東淝河、高塘河、莊墓河等；湖 15 泊主要有瓦埠湖、高塘湖。這些水流組成水網(wǎng)，為防洪、灌溉、供水、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游提供了有利條件。 合肥土地資源類型多樣， 農(nóng)地面積 418 萬畝，占土地總面積的 %；水面 114 萬畝，占 %；林地 37萬畝，占 %；其他用地 521 萬畝，占 %。市區(qū)西北部董鋪水庫，是合肥最大的水庫，面積 萬畝，庫容量 億立方米。水利庫容 億立方米。 軟硬件配置 軟件配置 操作系統(tǒng)： Windows XP 地理信息系統(tǒng)： ArcView3． 2 硬件配置 計算機(jī)配置為： Pentium(R)4 處理器， 512M 內(nèi)存。 軟件介紹 ArcView GIS 是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司 (Environment System Research Institute Ine．，簡稱 ESRI)開發(fā)的地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System，簡稱 G1S)系列軟件中的一種，該軟件的主要功能有： (1)地圖顯示。不同的專題信息可以一層層地組合在一起，地圖 16 可以任意放大、縮小、平移，還可以用圓餅圖、直方圖表達(dá)多重屬性在空間上的分布，可將屬性以文字方式注記到的圖上。對表狀數(shù)據(jù)的屬性進(jìn)行選擇、查找、排序、 統(tǒng)計匯總等操作，建立表與表的連接，以趨勢線、直方圖、圓餅圖等形式表達(dá)屬性數(shù)據(jù)地查詢結(jié)果。在地圖上選擇地理要素，同時顯示其對應(yīng)的屬性，也可在表中選擇記錄，在圖上顯示對應(yīng)的地理要素。 (4)打印輸出。 ， (5)數(shù)據(jù)輸入與編輯。 (6)空間分析。 AreView 的主要處理數(shù)據(jù)有矢量型空間數(shù)據(jù)、關(guān)系型 (表狀 )屬性數(shù)據(jù)、柵格型 空間數(shù)據(jù)、不規(guī)則三角網(wǎng)數(shù)據(jù)。 Shape 文件是矢量圖形，除了查 詢，還可用 ArcView 編輯，也可和很多數(shù)據(jù)格式相互轉(zhuǎn)換。 (2)ARC／ INFO， PC^RC， NFO的 Coverage。加載 Coverage 時，所顯示的圖標(biāo)符號是立體狀的，需進(jìn)一步打開選擇，和 ShapeFile 不同。 ArcView 默認(rèn)的表裝數(shù)據(jù)是 DBF 文件和 INFO 數(shù)據(jù)庫的1． able(表 )。 (4)ARC／ INFO 的柵格