城市景观生态研究的现状与发展趋势

从城市景观格局、景观动态变化及其驱动机制、土地利用与土地覆盖变化、生态恢复与生态合理性建设和城市景观生物多样性等5个方面总结了城市景观生态研究的发展现状。从分析结果看,城市景观动态变化的驱动机制、结构与功能的生态合理性评估、格局的优化设计模式和城市发展过程中的决策支持与管理等研究领域还存在着明显的不足,难以满足城市景观生态理论和应用发展的需求,应当成为今后研究工作的重点。此外,城市景观生态研究是一个多学科的综合性研究范畴,景观生态学研究人员必须与相关学科的专家密切协作,才能够推动上述理论和应用问题的解决。     

长江三角洲地区城镇时空动态格局及其环境效应

利用多期遥感影像对长江三角洲地区城镇近15年来的时空变化特征进行了分析,揭示了地区城镇化的空间格局与其生态环境的相互关系。结果表明:80年代中后期至2000年之间以农业景观为主的农田、林地显著减少,城镇迅速扩张,呈集中化趋势。前后五年的土地利用动态变化的构成比例不同,后期城市扩展的速度明显减慢。土地利用的动态变化引起了环境的一系列变化,其扩展方式直接影响到局地气候及区域空气质量。     

基于不透水表面指数的城市地表覆被格局特征——以深圳市为例

以遥感数据进行土地利用/覆被分类为基础,利用景观格局指数研究快速城市化地区地表覆被格局变化时,面临两大难题,即① 混合像元影响分类的精度存在不确定性,直接影响格局分析结论的可靠性;② 景观格局指数,难以有效分析城市内部局部地区景观格局演变过程的变化特征。针对上述关键问题,本文以不透水表面组分表征城市的主体景观,运用地统计学及剖面线方法分析深圳市地表覆被格局的空间分异及其演变特征。结果表明：① 1990-2005 年,深圳地表覆被空间格局经历了分散-单中心聚集-多中心分散-多中心聚集的演变过程,在经历了东西-西北东南-东北西南-南北方向的发展过程后,景观整体的自相关程度高,空间梯度差异小。1990 年的不透水表面组分比2005 年低20%~40%,并且早期局地变化波动较大,后期变化波动明显减小。在局地空间演变上,老城区变化小,新城区及工业区变化大,城市不透水表面的局地空间差异性显著缩小。② 城市不透水表面具有显著的梯度特征,在空间上主要呈现连续渐变的特点,因而在格局分析方法上,地统计学与剖面线方法可以同时从整体和局地两个层次对空间格局演变进行有效刻画。     

郑州市2001~2007年城市扩张过程中城市用地景观特征分析

城市用地景观对理解城市扩张过程中土地利用的内部特征及其动态变化具有重要意义。利用2001年Landsat7和2007年Spot4影像,采用人工神经网络方法,提取郑州市土地覆被变化信息;并利用景观指数中的平均斑块面积指数、景观形状指数、平均分维指数和平均连接度指数对土地利用景观沿主要方向进行梯度分析。揭示了城市扩张与土地利用的景观变化是一个过程的两个方面;主要经济发展区已成为城市空间扩张的推动力,在提高平均地块面积和地块连通性方面起到一定积极作用,在距市中心10 km范围内紧凑度提高,整体上松散式和紧凑式扩张并存。     

后城市景观中的乡愁与地方批判：基于“珠江夜游”艺术展的图像分析

景观研究是地理分析的关键单元。以往景观研究往往囿于物质景观的一面,忽视了观念景观的存在。本文以“珠江夜游——后珠三角景观”艺术展为案例,采用德国符号学家弗里克的“拟态理论”和焦点小组访谈法对其展开图像和内容分析,重新审视后城市化时代中观念景观所折射出来的乡愁与地方批判。研究发现,景观是研究人地关系议题的文化图像工具;观念景观是对物质景观的拟态,是基于真实世界之上的景观;“珠江夜游”艺术展通过大量的符号和观念景观的呈现,展现了后城市化时代珠三角地区民众独特的地方感知和地方记忆,也从直观和批判的视角展现了快速变化的社会现实下城市居民和城市之间的人地关系——城市本土居民表现出一种“不离地的乡愁”,并对人地关系失调的环境进行反思。研究对城市观念景观的图像和叙事分析是对传统文化地理学物质景观分析的有效补充,有利于从人的主体视角更深入地理解城市发展及其影响。     

呼和浩特市城市边缘区景观格局动态变化研究

利用GIS技术对1987，2000年两期航空遥感影像进行空间叠加对比分析，从斑块及景观2个尺度对呼和浩特市城市边缘区景观格局变化进行了研究。结果表明：在斑块尺度上，边缘区两期景观结构均以农田景观为基质，研究期内，农田景观、草地景观等缓慢减少，建筑景观明显增多；在景观尺度上，边缘区景观多样性指数趋于增大，优势度指数趋于降低．景观组分趋于复杂化、破碎化和多元化。分析其影响因素可知：经济发展和城市化的加快、政策导向是变化的根本原因，人口的增加、土地利用方式的改变是变化的直接原因。     

基于神经网络模型技术的南京市主城区城市森林遥感调查

城市森林调查是城市森林研究和规划建设的前提和基础工作,而遥感和GIS技术已成为现代城市森林调查的主要方法。遥感信息源和遥感分类技术是决定城市森林遥感调查质量的两个关键因素,研究认为,根据城市森林特点及城市森林研究和规划建设的要求,城市森林遥感调查采用的遥感影像分辨率以8¹0m为宜,神经网络模型分类技术应用于城市森林遥感调查效果较好。本文以南京市主城区为例,以10m分辨率多光谱spot卫星图像与2.5m分辨率全色spot卫星图像的融合图像作为解译信息源,采用dARTMAP神经网络模型进行监督分类,提取了一套具有较高精度的南京市主城区城市森林空间属性数据和图件,并在此基础上分析了南京市城市森林基本特点及规划建设方向。     

基于无人机航拍照片的西安城市形象感知研究

随着消费级无人机技术的快速发展,无人机航拍摄影资料成为城市形象感知研究的重要数据来源。论文基于社交平台“天空之城”获取的西安市无人机航拍照片、简介文本和拍摄地位置等信息,综合运用计算机视觉图片分析、计算机文本情感分析、社会网络分析和GIS空间分析等方法,探究无人机视角下的西安城市形象。研究发现:① 无人机航拍照片主要集中在主城区,周边郊县较为疏散,呈现“内密外疏”的空间格局,其核密度最高值区位于三区交界的城市中心地带,为南北向的“哑铃型”布局;② 视觉形象侧重对现代城市景观的描述,以人文景观类照片为最;③ 情感评价整体趋于积极正向,在主城区热门景点两极分化明显。最后,探索了无人机视角下城市形象建构与提升的综合机制,并对西安城市形象建设和无人机使用政策提出优化建议。     

Land use change of Kitakyushu based on landscape ecology and Markov model

Based on four phases of TM images acquired in 1990, 1995, 2000 and 2005, this paper took Kitakyushu in Japan as a case study to analyze spatial change of land use landscape and corresponding effects on environmental issues guided by landscape ecology theory in virtue of combining technology of Remote Sensing with GIS. Firstly, land use types were divided into 6 classes (farmland, mountain, forestland, water body, urban land and unused land) according to national classification standard of land use, comprehensible ability of TM image and purpose of this study. Secondly, following the theory of landscape ecology analysis, 11 typical landscape indices were abstracted to evaluate the environmental effects and spatial feature changes of land use. Research results indicated that land use has grown more and more diversified and unbalanced, human activities have disturbed the landscape more seriously. Finally, transfer matrix of Markov was applied to forecast change process of land use in the future different periods, and then potential land use changes were also simulated from 2010 to 2050. Results showed that conversion tendency for all types of land use in Kitakyushu into urban construction land were enhanced. The study was anticipated to help local authorities better understand and address a complex land use system, and develop improved land use management strategies that could better balance urban expansion and ecological conservation.     

Urban expansion in Centre County,Pennsylvania: Spatial dynamics and landscape transformations

Sprawling urban development is a major driving force of landscape fragmentation and loss of agricultural land. Despite this understanding, science has yet to realize a coherent suite of methods to analyze all circumstances of sprawl. Consequently, this paper contributes to this realization by combining three methods to address sprawl in a small US metropolitan area – Centre County, Pennsylvania: cross-tabulation to identify systematic non-random land use transitions; logistic regression to determine explanatory variables of urban land use location resulting from these transitions; and the CLUE-S regional modeling framework to project future urban land use patterns in the county. The results demonstrate the versatility of the methodology because of its ability to detect land use change despite the large proportion of the landscape that remained uncharged during the two periods under consideration, and because of its ability to distinguish systematic non-random land use transitions from random ones. The strength of the methodology is further demonstrated by its capability to allocate land use change according to change in land use location as well as to net change in land use quantity. The methodology identified soil and topography as the primary explanatory drivers of urban land use location in Centre County. Although the model is able to simulate urban land use location at the county level, it is less able to simulate these locations at the sub-county level, thereby suggesting that the explanatory variables for urban land location are not fully captured at this scale. Overall, the methodology for sprawl analyses presented in the study is robust and adds to the tools available to decision makers for assessing sprawl dynamics.     

国际视觉景观研究评述

视觉景观研究在旅游景区建设、城乡规划与管理等领域具有广泛的应用前景。本文对近10 年国外相关研究进行回顾, 将其分为视觉景观质量评价、视觉影响评价、视觉景观偏好3 个方面, 阐述三者的基本含义、理论来源, 重点介绍每个领域的研究主题、方法与技术, 同时分析其中存在的优缺点及借鉴意义。在景观质量评价方面, 研究重点仍在景观元素及特征对景观质量的影响, 心理物理学方法居主导地位, 呈现专家方法与之结合的趋势。在视觉影响评价方面, 城乡建筑及能源设施产生的视觉影响为近期学者关注的焦点, GIS和3D可视化技术拓展了质量评价和影响评价的时空尺度, 提高了精确性。在视觉景观偏好方面, 学者从欣赏的主客体即人与景观两个角度进行了研究, 深入挖掘人的自然、文化属性及景观特征对景观偏好的影响, 并证实对景观的偏爱能够促进景观保护与土地合理利用。最后对近期国外研究状况进行总结, 提出了未来研究的方向及对国内研究的有益启示。     

土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局表征——以广东省惠州市为例

土地利用变化对生物多样性和生态过程有着深刻的影响,与城乡景观格局变化密切相关。尝试将土地利用变化驱动力——土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为城乡空间景观格局空间表征提供新的方法。通过选取表征景观格局指标的破碎化指数、分形维数,利用Envi4.8、Arcmap10.0,Fragstasts4.1等软件,以广东省惠州市为例,在分析土地经济生态位与景观类型、景观指数之间的关系基础上,对土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局进行表征。结果表明：不同景观土地面积数量的增减与该类型土地经济生态位升降具有一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的景观土地面积增大,反之则减小;土地经济生态位越小,表征景观格局的景观破碎化指数、分维数指数越大,破碎化指数与分维数指数的增减与土地经济生态位升降表现出一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的破碎化指数、分维数指数则增大,反之则减小;城乡空间景观格局变化的发生主要出现在土地经济生态位高的区域。土地经济生态位的变化是城乡景观格局变化的重要影响因子,能够很好解释城乡空间景观格局特征。     

苏州下垫面格局演变及其局地热环境效应

以苏州为研究区域,选择1986年Landsat TM、2006年Landsat ETM+遥感图像为主要数据源,分别提取下垫面类型和地表温度,研究景观格局指数的粒度效应,并在适宜粒度下分析景观格局的演变特征,进而研究其与热环境变化之间的关系。结果表明,研究区20多年来景观破碎化程度、斑块形状复杂程度与景观多样性变大,而聚集程度变低,热场变异指数增大区域的景观格局指数变化更为明显,这说明下垫面格局演变对热环境变化具有一定的影响作用。     

Linked to Landscape: Assessing Urbanization in Germany through Landscape and Economic Factors

The ongoing encroachment of urban land into natural landscapes has resulted in the degradation of ecosystems throughout Europe. Understanding why the share of urban land has increased is important for managing urban growth and maintaining ecosystem services. We estimate a model of landscape change that integrates geospatial and socioeconomic data in a spatial autoregressive model to explain the variance in urban growth observed in Germany between 2000 and 2006. In doing so, we test several determinants of urbanization identified by theoretical frameworks from landscape ecology and economics, including landscape pattern and transit infrastructure. The results show that despite planning guidelines and policies to promote dense development, urban growth has been extensive. Regions with a high degree of fragmented land and the prevalence of environmental amenities are characterized by particularly strong growth, pointing to challenges in crafting landscape policies that balance economic development with environmental conservation.     

New Tricks with Old Maps: Urban Landscape Change,GIS, and Historic Preservation in the Less Developed World

This article presents a methodology for a more detailed investigation of urban landscape change in rapidly growing cities of the less developed world beyond typical macrolevel approaches. This research is an attempt to bridge the gap between traditional landscape analysis and geographic information science (GIS). The article presents the preliminary results from a pilot project in Zamalek, Egypt, highlighting the benefits and drawbacks of the two techniques. Rarely used to study the less developed world, these techniques are utilized to assess change within a portion of Cairo's urban landscape. Large‐scale historic maps and high‐resolution satellite imagery, combined with field attribute collection, are the major data sources in this applied landscape analysis. A motivating factor in the desire to examine landscape change at such a large scale is the need to create monitoring systems for historic preservation in cities of the less developed world.     

New Tricks with Old Maps: Urban Landscape Change,GIS, and Historic Preservation in the Less Developed World

This article presents a methodology for a more detailed investigation of urban landscape change in rapidly growing cities of the less developed world beyond typical macrolevel approaches. This research is an attempt to bridge the gap between traditional landscape analysis and geographic information science (GIS). The article presents the preliminary results from a pilot project in Zamalek, Egypt, highlighting the benefits and drawbacks of the two techniques. Rarely used to study the less developed world, these techniques are utilized to assess change within a portion of Cairo's urban landscape. Large-scale historic maps and high-resolution satellite imagery, combined with field attribute collection, are the major data sources in this applied landscape analysis. A motivating factor in the desire to examine landscape change at such a large scale is the need to create monitoring systems for historic preservation in cities of the less developed world.     

不同城市化阶段景观演变的热环境效应动态——以深圳西部地区为例

热环境效应是城市化过程中景观格局演变对区域生态环境影响研究的重要内容之一。通过热环境效应动态研究有助于理解景观对区域生态环境效应的影响在不同阶段的规律特性。本文利用深圳市1987年、1995年和2005年3期Landsat TM影像,通过构建热环境效应变化指数描述不同城市化阶段热环境效应的发展特征,并通过景观分布指数表征景观演变对其的影响作用。结果表明热环境效应的空间特征在城市化进程中由聚集型逐渐转变为零散与破碎分布;在快速城市化阶段,景观演变对热环境效应动态的影响主要体现为热中心的扩展,同时自然景观对热环境效应的缓解作用有所减弱;城市化稳定阶段,景观变化的热环境效应由空间的扩张转为强度的提高。     

都市农业景观破碎化过程对生态系统服务价值的影响——以西安市为例

利用西安市土地利用解译图及社会经济数据,在界定都市农业景观的前提下,分析西安市都市农业景观破碎化过程,在此基础上分析都市农业景观破碎化对生态系统服务价值的影响。结果表明：① 1999-2011 年,西安市都市农业景观的斑块密度、分离度指数增加,都市农业景观呈破碎化趋势;② 都市农业景观分离度与都市农业生态系统服务总价值及各项价值均呈较强的负相关关系;破碎化过程中废物处理及土壤形成价值减少量最大,同时食物生产价值减少率最大,减少了12.73%,娱乐文化减少的价值量及减少率最小,为1.93%;③ 耕地、林地、水域呈景观破碎化趋势,而园地聚集度上升,同时耕地、林地、水域的生态系统服务价值下降,园地生态系统服务价值增加。     

南京市热岛效应变化时空特征及其与土地利用变化的关系

利用遥感数据和气象统计数据分析自1985年以来南京市热岛效应变化的时空特征及其与土地利用变化的关系。结果表明:自1985年以来,南京市热岛效应强度和范围在增长。南京市的年均温逐年上升,与郊区六合县的温差呈上升趋势;南京市建成区内4级热岛效应面积增加了107.88km²。热岛效应增长在空间上存在差异,大厂>雨花台>市辖区>栖霞>浦口>江宁。南京市土地利用变化的结果使得热岛效应空间分布更广泛,城镇居民点及工矿用地利用强度变化最大的地方即城市热岛效应增加最多的地方,两者在空间上具有很好的吻合;而和城镇居民点及工矿用地的扩展规模没有很好的空间相关性。     

深圳市不透水表面的遥感监测与时空格局

定量监测城市不透水表面扩展过程,是分析城市景观格局动态,深入剖析城市地区空间镶嵌体内部异质性景观相互转化的重要基础。以深圳市为例,通过定量划分城市不透水表面等级体系,计算不透水表面的转移矩阵与景观格局指数,分析不透水表面的时空动态,结果表明:1990～2005年间,高盖度及极高盖度的不透水表面持续增加,中盖度及低盖度不透水表面先增加后减少,而自然地表及极低盖度的不透水表面则为先减少后恢复,反映了城市化进程对城市地表覆被的结构性影响。景观格局变化显示景观多样性程度较高,且经历了低-高-低-高的变化;斑块在1990年以自然地表为主,1995年以后以中盖度等级为主,高盖度等级显著增加。自然地表和中等盖度的不透水表面变化分别主导着前期和中后期的变化过程。城市建设的迅速扩张,将林地、农田、水体及滩涂等自然地表快速地转变为不同功能的建设用地,主导着不透水表面等级分布的梯度性变化。