探究城市化对绿地空间碳源/汇的空间分布格局的影响,对评估城市生态系统的碳足迹和制定相应的碳收支管理措施具有重要意义.以净生态系统生产力(NEP)做为碳源/汇的反映指标,基于净初级生产力和土壤呼吸估算杭州市主城区绿地碳源/汇的空间分布格局,关注城乡梯度对不同绿地类型碳源/汇水平的作用.基于净初级生产力和土壤呼吸数据综合获得绿地空间NEP,通过土地利用数据和Fragstats软件进行景观格局分析,采用多元线性回归模型和逐步回归模型筛选影响NEP的景观、植被和气象因子,最后利用广义加性模型探讨NEP与各因子之间的关系.此外,分别比较了相同统计过程在不同城乡梯度和不同绿地类型之间的模型差异.结果表明:杭州市绿地空间NEP分布及其影响因子存在显著的城乡梯度与绿地类型差异.2019-2022 年杭州市主城区绿地空间,整体表现为碳源,年均NEP为-0.277 kg C m-2 a-1;其中表现为碳汇的绿地主要分布在杭州市主城区的西部,而碳源绿地主要分布在中部和东部.整体绿地空间的NEP大小与绿地斑块面积、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与灌木物种丰富度和气温呈负相关.NEP随城区、城郊结合部、郊区的城乡梯度逐步增强;城区NEP与乔木盖度呈正相关,与景观多样性和气温呈负相关;城郊结合部NEP与乔木物种丰富度和灌木盖度呈正相关,与绿地斑块密度和气温呈负相关;郊区NEP则与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关.公园、农田、自然植被的NEP依次增大并受到不同因素的调控.公园NEP与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与景观分割指数、灌木物种丰富度和气温呈负相关;农田NEP与聚集度指数和灌木盖度呈正相关,与气温呈负相关;而自然植被NEP则与乔木盖度呈正相关,与景观多样性指数和气温呈负相关.研究进一步揭示了城市化对绿地空间碳源/汇的影响,为城乡碳收支的差异化管理提供了一定的理论和数据支持.

城市热岛效应严重影响城市居民的日常生活和健康,而城市绿地被认为是缓解城市热岛效应、降低夏季城市地表温度的有效途径.本研究选定关中平原城市群的天水、西安、运城3市主城区为研究区,基于2021年7-8月的MODIS、Landsat 8和Sentinel-2数据反演地表温度、提取绿地信息,运用GIS空间分析、景观生态学和统计分析方法,探讨了绿地斑块的面积、形状特征及景观格局指数对降温效果的影响.结果表明:在不同城市化水平和不同尺度下,绿地斑块均有稳定降温效果;且随着城市化水平提高,相同绿地斑块的降温效果增强;相较于零散破碎、形状复杂的小面积绿地,连续集中、形状规则的大面积绿地有更好的降温效果,绿地面积达到10 hm2或面积周长比增加到3后,随着绿地面积增加、形状趋于规则,降温效果增强幅度变小.研究结果可为不同城市化水平区域的绿地规划提供科学依据.

研究城市景观特征对鸟类的影响对于促进城市鸟类的保护和恢复提供了重要依据.为探讨城市鸟类对景观格局如何响应,于2017-2019年对广州20个城市绿地斑块进行鸟类调查,分析9个景观参数对鸟类多样性的影响.结果显示:(1)20个城市绿地斑块以林地为主要基质景观;大学城湾咀头湿地公园和海珠湿地公园一期的景观多样性最高,华南师范大学斑块密度最高.(2)共记录鸟类18目50科139种,雀形目Passeriformes最多,为82种;居留型方面,以留鸟为主(占比54%);列入国家重点保护野生动物名录的鸟类有22种.(3)对于留鸟而言,斑块面积对鸟类丰富度有显著正效应,但对鸟类香农-威纳指数和均匀度指数无显著效应和显著负效应;对全部景观参数进行分层分解分析,发现斑块密度和斑块数量对鸟类多样性的影响更大.这表明,在广州城市绿地斑块中维持低的斑块密度、少的斑块数量和高的景观多样性可以有效提升鸟类多样性.

保护城市生物多样性、在城市中营造生物多样性生境是城市可持续发展的重要挑战.不断加快的城市化进程对生物多样性造成严重影响,城市生物多样性保护在新型城镇化和生态建设中日益紧迫.生境花园作为城市生物多样性保护的一种模式,厘清其在高密度城市中实现生物多样性保护的机制与效果,探索其科学的建设管理模式具有重要意义.本研究采用案例分析法,通过调研长宁区生境花园的生物多样性现状、居民参与建设和使用情况、生境花园管理模式等,梳理分析了上海市长宁区生境花园所处区域的绿地斑块分布现状、生境花园建设前后的生境条件、政策的促进作用与建成效果,探讨了高密度城市中社区更新背景下实现社区尺度生物多样性保护的模式,并提出相应的生物多样性保护策略.研究结果表明,生境花园是一个低维护管理的自然演替生态系统,作为城市绿地的基本单元,不仅填补了城市小尺度生物多样性保护的空白,而且分布具有空间异质性,对城市绿色生态网络的完善和生物多样性保护格局的优化起到重要作用,然而,生境花园依然存在知识技术方面入门难、资金投入量大、潜在障碍等问题.生境花园有效实现生物多样性保护的4种主要建设管理模式包括:(1)过程管理.包括前期选址、确定生物多样性的保护对象、建设和维护管理4个主要阶段;(2)多元合作.政府、社会、企业和居民个体多元主体形成任务导向型的合作方式;(3)具有扩大影响力的推广模式;(4)针对生境花园的潜在问题采取应对措施.建议未来的城市建设和城市更新规划中,将生境营造和生物多样性保护纳入其中,打造城市社区生境花园基本生态单元,按照4种建设管理模式,促进生境花园逐步成为城市社区尺度生物多样性保护的解决途经.

快速城市化和国土空间规划大背景下,评估区域生态系统服务、构建生态安全格局是实现城市精细化发展的有效手段.本研究立足生态系统服务供给效能,以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,从陆域、水域两个层面进行量化计算,构建水-陆耦合生态系统服务综合评价体系,将高供给区域识别为生态源地,并基于MCR模型和电路理论分别提取廊道和节点,构建区域生态安全格局.研究结果表明:1)分别识别陆域和水域生境斑块面积34.31km2、272.50km2,为江南水乡空间存续和城市绿地空间选址提供了理论依据;2)水-陆耦合度评价得到源地41个,总面积206.79km2,占研究区总面积8.57％,呈现"西北多东南少"的格局;3)提取89条生态廊道和91个生态节点,生态廊道总长度586.35km,呈均匀网状分布,节点包括44个夹点及47个障碍点,主要位于吴江区.通过区域生态安全格局的构建与优先级评价,分级提出国土空间生态保护与修复建议,为我国其他快速城市化地区及都市圈周边区域的国土空间合理布局、土地利用的转化与管理提供参考.

运用景观格局指数分析法和GIS技术地图叠加法,结合2007年、2008年、2012年和2016年四期的卫星遥感影像,研究了地震和人为干扰下近10年紫坪埔水库区域的景观格局变化特征和干扰分布特征.研究结果表明:(1)研究区土地利用景观要素发生了明显变化,耕地面积略有增加,林地面积大幅度减少,湿地、人工绿地、工程用地和居住用地增加,土地利用变化最明显的区域主要在集镇区和灾后人工恢复的裸露山区.(2)紫坪铺水库区域的景观斑块数先快速上升,后逐渐下降;斑块平均面积先下降后逐渐上升;最大斑块指数先持续下降后逐渐上升;斑块密度先上升后逐渐下降;破碎度指数、多样性指数和优势度指数先上升后下降,均匀度指数则是先下降后上升,研究区域内景观异质性程度降低;廊道要素里的道路、护坡和绿化的长度持续增加,河流廊道长度没有变化.(3)2007-2016年,极重度和重度干扰区被大量“渗透”和“分解”,出现大面积中度、轻度和极轻度干扰区,说明人为干扰对研究区域的景观格局变化和生态恢复具有积极作用.

城市地表景观的变化导致城市生物栖息地的损坏、破碎和丧失,致使城市生物多样性下降.为探讨城市景观格局变化对植物多样性的影响,本研究以徐州市绕城高速公路内的城区为对象,采用布朗布伦奎特(Braun-Blanquet)盖度等级法对36块城市绿地植物群落进行调查,并对不同绿地植物群落的物种多样性进行了分析.同时,以研究区2005和2015年的Landsat ETM遥感影像作为基础数据源,在Erdas、GIS、Fragstats软件的支持下,以每块调查样地为中心,分别建立9个不同半径的缓冲区,计算各缓冲区内表征斑块形状、破碎度和连通性共3类39个景观指数,在此基础上,运用冗余分析(RDA)筛选出不同幅度下对城市绿地植物多样性有显著影响的景观格局指数.结果表明:植物多样性对景观整体格局和景观要素的响应具有明显的时间和空间尺度效应.2005年,未利用地和农田的破碎度、形状指数在800 m半径的缓冲区内能更好地解释植物多样性,建筑用地的破碎度和连通性指数在800～2000 m范围内对植物多样性有重要影响;2015年,草地和林地景观在800 m缓冲区内可更好地解释植物多样性,而建筑用地和未利用地在1000～2000 m范围内对植物多样性有显著影响;研究区当前植物多样性受2005年类型水平景观指数的影响更显著,说明研究区植物多样性对周边景观格局变化的响应存在一定的时间滞后;景观水平的格局指数与类型水平指数特征较为一致,说明物种与空间尺度的相互作用更多依赖于景观类型.

快速城市化背景下,小型水体(人工、自然、半自然)景观正在大量消失,以环巢湖地区多水塘景观(水塘面积小于10 hm2)为例,基于遥感影像数据,综合运用RS/G1S技术和Fragstats 3.3软件对1989年、2000年和2016年3个年份环巢湖地区多水塘景观格局时空动态进行分析,运用地理探测器深入探讨多水塘景观面积变化驱动要素,对帮助理解多水塘景观演变带来的景观格局——过程关系及多水塘景观保护、利用和恢复等具有重要的现实意义.研究结果表明:(1) 1989-2016年间,农田景观面积比例呈下降趋势,表现的更加破碎,建设用地景观面积比例大幅度增加,森林绿地景观持续破碎化,水体景观面积比例下降,多水塘景观斑块数量、面积、斑块形状指数、最大斑块指数均呈下降趋势;(2)基于3 km×3 km网格单元多水塘景观时空演变特征分析表明,巢湖北岸多水塘景观集中在炯炀镇、黄麓镇,巢湖南岸多集中在白山镇、盛桥镇和槐林镇,这些地区也是多水塘景观格局变化最剧烈的地方;(3)基于地理探测器,揭示环巢湖地区多水塘景观用地变化的主要影响因子.因子探测结果表明,自然环境条件中的坡度因子q值最大,为0.545,其次为建设用地变化量、农田变化量、人口密度变化量和林地变化量等,交互探测结果表明,多水塘景观面积变化各因子交互作用后,对多水塘景观面积变化的影响显著增强,由此表现出多水塘景观变化影响要素的多样性和复杂性.

以南昌市主城区的公园绿地现状图为基本信息源,借助GIS技术,建立公园绿地空 间数据库;利用FRAGSTATS景观格局软件计算相应的景观指数.在对现有的南昌市公园绿地景观格局进行定量分析的基础上,提出优化策略与方案,并对优化后的景观格局进行评价.结果表明:现有公园绿地的斑块空间分布不均衡,且面积差异较大,尤其在人口密集区,公园绿 地斑块数量偏少,有效避灾面积明显偏低;通过大幅度增加斑块数、斑块面积,提高斑块间的连通性,并适当提高景观破碎化指数,可以优化南昌市公园绿地系统的“点-线-面”格局,使空间分布更趋合理,有效增强其生物多样性保护与防灾避险功能;优化后的公园绿地的斑块多样性指数、均匀度指数均有大幅度提高,聚集度指数也明显升高,且相应降低了优势度指数,景观多样性更为丰富.

工业园区的低影响开发(LID)是我国海绵城市建设的重要内容.本研究根据景观生态学原理,通过分析景观格局对水文过程的影响,探讨工业园区雨洪管控的生态空间结构优化方法.首先,根据滨海地区水文和地质条件对工业园区进行景观格局优化,梳理水系廊道,整合绿地斑块;然后,根据下垫面特征进行雨洪管控区域划分,确定不同管控分区的径流控制指标,并选择不同景观节点的LID技术措施,实现工业园区生态基础设施合理的空间配置.结果表明:通过景观格局优化,工业园区内构建的生态网络加强了景观的连通性,多种LID技术的组合使园区径流控制率由45％提升至70％,其中,透水铺装、下沉式绿地、雨水花园、湿塘、植草沟面积占总面积的比例分别为1.3％、1.9％、0.2％、0.2％、0.1％.本研究能够为滨海工业园区的低影响开发建设提供新的思路和方法.