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1、华昇等：基于GIS的市域景观格局定量分析与优化1559基于GIS的市域景观格局定量分析与优化华昇，谢更新，石林，杨馥，周建飞，李忠武，曾光明*湖南大学环境科学与工程系，湖南长沙410086摘要：以长沙市为例，结合长沙市2000年4月份LandsatTM影像和1∶250000地理信息矢量数据库，借助Arc/view和Arc/Info软件，对其景观进行分类，并形成景观分类图，一级分类6个类型，在此基础之上进行二级分类，共分为15种景观类型。并用景观格局分析软件FRAGSTATS软件计算了各类景观参数，并从斑块、类型和景观3个水平上，计算了相应
2、的参数和景观指数，定量的揭示了整个景观格局与类型特征。研究结果表明，分布面积占研究区总面积达46.8707%的有林地景观其连接性、完整性比其他景观类型好，是研究区的基质，但斑块和景观的空间形状较为复杂，表现出强烈的干扰特征。水田的斑块数量最多，受人为活动影响强烈。天然草地，改良草地，滩涂表现出萎缩特征。从各类用地的空间组合来看，除了城镇相对集中的城区等几个地方外，农村居民点多为耕地和林地景观所隔开，各城镇和农村居民点由道路或水系连接。定量分析城市景观的空间格局，将有助于深入研究景观格局的形成机制和理解城市景观的格局与过程。在此基础上初步探
3、讨了基于景观格局优化的城市生态系统的内部空间布局。研究结果对长沙市景观生态规划有指导意义。关键词：地理信息系统；景观格局分析；景观指数；FRAGSTATS；景观格局优化中图分类号：X821文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）04-1554-06华昇等：基于GIS的市域景观格局定量分析与优化1559景观生态学中的格局是指空间格局，包括景观组成的单元类型、数目以及空间分布与配置[1]。景观格局分析主要是定量研究斑块在景观中的分布规律[2]。空间格局分析的目的是从无序的景观上发现潜在的有意义的秩序与规律[3]。景观格局对其中元
4、素流产生影响，不同景观格局或景观格局动态演变导致区域景观功能发生变化，同时会影响到物种的丰富度、分布、和种群的生存能力与抗干扰能力[4,5]，以及各种生态过程，即景观结构或景观格局决定景观功能。因此如何优化景观中斑块的组成、空间配置以及基底特征，从而最有利于生物多样性保护、生态系统管理和景观的可持续发展，是一个新的、颇有前景的方向[6]。城市地域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展为前提和保障[7]。城市生态系统的状态是由系统的结构和功能所决定的，系统的功能取决于系统的结构。要改善城市生态系统的状态，就必须从调整城市生态系统的结构入手。
5、城市土地既是城市空间格局的地域要素，又是人类活动及其影响的载体，它的利用方式和格局成为调控城市生态系统结构的关键环节，同时决定了城市生态系统的状态和功能[8]。张惠元等人的研究表明，目前城市生态问题的主要由不合理的土地利用方式和利用强度造成，主要表现在自然生境大量损失；水土流失的加剧；景观破碎度的增加；景观结构单一；景观通达性降低[8]。关于景观格局定性、定量分析的研究开展了不少。但基于RS和GIS对城市景观格局进行全面的、定量的分析之上的景观格局优化研究较少,本文尝试借助GIS和Fragstats软件,在对长沙市景观格局定量分析基础之上
6、，综合生态适宜性、敏感性、生态服务功能、经济发展水平和景观格局整体优化的方法，探讨长沙市市域生态调控的空间途径，以期达到城市景观格局优化的目的，构建长沙市合理的稳定的自然生态系统，引导区域及城市用地和空间资源的合理配置，保障区域城乡生态的良性循环，为城市的可持续发展提供保证。1研究区域概况长沙市位于湖南省东部偏北、湘江下游,居湘东山地、湘中丘陵与洞庭湖平原结合部（111°53'～114°15'E,27°51'～28°40'N）,是湖南省省会,全市现辖芙蓉、天心、岳麓、开福、雨花5个区和长沙、望城、宁乡3个县及浏阳市,总面积为11819.5
7、km2。长沙市地质构造形迹复杂,地层褶皱,断裂发育；属低山丘陵区,东北、西北两端山地环绕，地势高峻,向中部倾斜而趋于平缓；南部丘岗起伏,北部平坦开阔,地势由南向北倾斜；海拔高程在23.5～1607.9m之间。山地面积约占全市总面积的29.5%,丘陵占17.2%,岗地占23.3%,平原占25.3%。从地型地貌特征来看,华昇等：基于GIS的市域景观格局定量分析与优化1559属于红壤丘陵区。长沙市属亚热带季风湿润气候,多年平均降雨量为1483.6mm,降水主要集中在4～7月份。区域内植物属亚热带常绿阔叶林植物群落,植物种类繁多,群落交错,分布混
8、杂。2景观格局定量分析方法2.1景观分类景观格局的定量分析必需建立在景观分类的基础之上。景观分类存在不同的分类体系：按人类影响的强度分类、以土地利用方式为主的景观分类、据自然度不同的景观分类、
