高职院校校园景观空间格局及景观多样性分析研究
《农村经济与科技》杂志 2018年2期
薛竣桓 何兆明 张巧梅
[摘 要]景观空间格局及景观多样性分析是大专院校校园建设的重要参考之一。本文将分维分析、统计分析和地理信息系统相结合，以土地利用现状图为基础，选取斑块大小、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、聚集度、相对丰富度、修改的分维数和破碎度等指标，研究了苏州农业职业技术学院古城区校园景观空间格局及景观多样性。结果显示，公共服务用地、教学用地、生活用地和水体的平均斑块分维数较低，道路、绿化用地、空置地、附属用地和其他用地的平均斑块分位数较高，斑块形状较为复杂。通过对东校区和西校区景观格局的比较研究，得出东校区景观多样性低、优势度、聚集度高、相对丰富度、修改的分维数和破碎度低；西校区景观多样性高，优势度、聚集度低，相对丰富度、修改的分维数和破碎度高的结论。建议在东校区生态敏感的边界带栽植绿化，建立生态廊道，提高多样性，增强景观的连续性。
[关键词]校园景观；空间格局；景观多样性；分维分析
[中图分类号]TU986 [文献标识码]A
发展职业教育，对于发挥我国人力和人才资源巨大优势、提升实体经济综合竞争力具有重要意义。高职院校是职业教育体系的重要组成，其校园应为在校师生提供一个学习、休闲、锻炼、娱乐的优美环境。近年来，利用景观生态异质性原理和方法对校园进行生态质量评价，提出优化方案为校园建设提供指导在高校校区建设中有一些尝试。本文选取苏州农业职业技术学院的古城区校园为研究对象，对其景观空间格局及景观多样性进行分析，为今后的校园景观改造提供意见和建议，以打造优美的校园环境。
1 研究区域
研究区域苏州农业职业技术学院（以下简称苏农院）的古城区校园位于苏州市姑苏区（见图1），属于亚热带季风气候，年平均气温15.7℃，降水量约1063mm，集中在4～9月。温暖潮湿多雨，四季分明，冬夏季长，春秋两季较短。日积温为4991.9℃，无霜期约233天。
2 研究方法
本项研究以苏农院古城区校园平面图作为基本分析图件，结合实地调查测量。根据研究目的，将土地利用现状分为教学用地、生活用地、附属用地、公共服务用地、道路用地、绿地、水体、空置地、其他用地9个类型。人工绘制土地利用图（见图2），各类用地面积占总面积的比例見表1。研究区域景观共365个斑块，下列景观格局特征被分析和计算。
2.1 斑块面积（A）和斑块周长（P） 斑块的大小直接影响生物量、养分贮量及物种组成。
2.2 分维数（Fractal dimension） 用来测定斑块形状的复杂程度。表达式是：
式中表示最大多样性指数，值小时，表示景观是由多个比例大致相等的类型组成，D0值大时，表示景观只受一个或少数几个类型所支配。这个指数在完全同质性的景观中（m=1）是无用的，此时0=0。
2.6 相对丰富度 表示景观中景观类型的丰富程度，由下式表示：
式中D为分维数，为修改的分维数，P为斑块的周长，A为斑块的面积，m是景观中景观类型的总数，n为与该斑块相邻的景观类型的数目。值越高，表示景观多样性越大。这一指数结合了斑块的形状、面积、丰富度和均匀度，更适合于较小尺度景观的多样性测定。
2.9 景观破碎度 用于斑块多样性的测定，表达式为：
式中为景观多样性指数，数值从0到1分布，0表示最简单的景观，1表示最复杂（多样性）的景观。I是以某一栅格为中心的周围邻域中景观类型的数目，m是制图区域内景观类型的总数。
3 结果与讨论
统计出每一土地利用类型的斑块数，平均斑块面积，根据（1）式计算出每一斑块的分维数和每一土地利用类型斑块的平均分维数。根据（2）式计算出每一斑块的伸长指数和每一土地利用类型斑块的平均伸长指数。计算和分析结果见表2。
从表2中得出，在各类土地利用类型中，绿化用地的平均面积最小，其次是道路。由于校区位于市中心，面积小，仅占用不规则地块，大片绿化少。因而，绿化用地的平均斑块面积最小。道路主要为行车道路，人行道路面积有限。在校区建设过程中，随着教学用地、生活用地和公共服务用地的增加，以及空置地的开垦，道路的斑块数增加（研究区域内道路斑块数目为74个，占斑块总数的20.27%），但道路斑块的平均面积有所降低。所以，道路的平均斑块面积较小。公共服务用地的平均斑块面积最大，其次为其他用地、教学用地和生活用地。这些景观类型都是人工化的景观，公共服务用地主要是运动场地，沿校园西边缘集中连片。其他用地、教学用地和生活用地都是在校区建设过程中修筑的，其他用地主要为施工地、荒地，而教学用地和生活用地则集中于校园中部，逐年扩展。所以，这些景观类型平均斑块面积较大。
分维分析的结果是，道路、绿化用地、空置地、附属用地和其他用地的平均斑块分位数较高，在1.29以上，表明斑块形状较为复杂。这些景观类型分布在校园各个位置，斑块形状取决于教学用地，生活用地使用后留下地块的形态。例如，道路和绿化用地在全校区分布，或集中、或分散，空置地是在建筑周边，附属用地多沿校区边缘分布，他们的斑块形态取决于主要用地类型使用后剩余土地的状况，在校区中，多呈复杂形状。其他用地的分布也取决于还未使用土地的形状。所以，他们的D值较高。公共服务用地、教学用地、生活用地和水体的平均斑块分维数较小，小于1.26，表明斑块形状较为简单。这些景观类型大都分布在校区中心，在教职工、学生活动的制约和影响下，它们的斑块形状较为简单。水体虽分布分散，但由于研究区域内水体的面积有限，加之营造水体时人为控制取规则形状。因此，水体的斑块形状简单。平均斑块伸长指数的计算结果显示，附属用地、道路、绿化用地、其他用地的斑块伸长指数值大，公共服务用地、教学用地、生活用地、水体的斑块伸长指数值小。前者多分布分散，形状狭长；后者多分布在校园中心区，成片分布，形状方圆。它们与平均斑块分位数大小的原因有一定的类似性。
在研究区域内，选取了面积近似相等的东西两校区（见图3），进行多样性、优势度、相对丰富度、聚集度、修改的分维数和景观破碎度的比较研究，结果见表3。
研究结果表明，东校区景观多样性低、优势度、聚集度高，相对丰富度、修改的分维数和破碎度低；西校区景观多样性高，优势度、聚集度低，相对丰富度、修改的分维数和破碎度高。东校区只分布有绿化用地、教学用地和生活用地等景观类型，而西校区分布有绿化用地、教学用地、生活用地、公共服务用地和其他用地，景观类型多，相对丰富度高、多样性指数大，破碎度大、优势度低，受多种类型的景观支配。通过研究，根据景观生态学中连接性和网络结构等原理，以及景观结构对校园人流和教职工、学生使用的影响，建议在东校园，要逐渐增加景观类型，提高景观多样性。特别是在东校园中心区，以及校园与外界的边缘周围，也是人流、物流和能流由弱到强的转换带上，栽植绿化。既能有效地控制外界干扰，又能形成长形的生态廊道，与现有绿化用地构成网络，有利于生物物种和动物迁徙以及校园内物种的恢复和保护。
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