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摘要：文章以海淀区城乡绿地为研究对象，解译卫星影像提取城乡绿地类型数据，并将附属绿地纳入研究范畴。采用景观格局指数和城市中心辐射缓冲区的梯度分析方法，从城乡绿地分类及不同城市空间绿地景观破碎度2个层面进行城乡绿地景观破碎化分析。从绿地斑块规模、形状及景观异质性3个角度分析绿地类型的破碎度特征，通过设置辐射缓冲带的梯度分析法得出绿地破碎度的梯度变化规律。对比分析中心城区、城市边缘区、郊区绿地的破碎化表现及成因，并针对不同城市化地区提出对应的整合策略，为城乡绿地的合理利用与发展提供一定参考。
关键词：城乡绿地，破碎度，绿地类型，城市空间，整合策略
景观破碎化是指由于自然或人为因素的干扰，原来连续的景观要素逐步变为許多彼此隔离的不连续的斑块镶嵌体的过程，破碎度是对这一过程某一时刻景观破碎特征的度量。本文以城乡绿地为研究对象，将附属绿地纳入研究范畴，利用景观指数分析法与梯度分析法，从绿地类型和不同城市空间2个层面进行绿地破碎度的研究，从而探讨城乡绿地破碎度空间格局与整合策略，为城乡绿地的保护与合理利用提供依据。
1 研究区概况
本文以北京市海淀区为研究对象，研究区总面积约为43081h㎡。北京市海淀区地处华北平原北部边缘地带，西部为海拔大于100m的太行山余脉，占总面积约15.32%;东部南部是海拔50m左有的平原，占总面积约85.19%。区域建设用地范围面积约24 122h㎡，占总面积的55.99%。其中城市建设用地占35.12%，村镇建设用地占37.32%：建设用地范围外面积约为18960h㎡，占总面积的44.01%。
2 数据来源与处理
2.1 数据来源和技术依据
本研究选用的是GF高分二号、分辨率1m×1m的海淀区卫星图像，基础数据源是2015年9月12日获取的遥感影像。
2.2 城乡绿地景观破碎化指数选取
本文在前人有关绿地破碎度的研究基础上，根据研究区域的实际情况，选取表征斑块规模、形状破碎度和景观异质性破碎度指数进行绿地破碎度的研究。
1）平均斑块面积（Average Patch Area），整个景观的斑块平均面积=斑块总面积/斑块总数：单一景观类型的斑块平均面积=类型的斑块总面积/类型的斑块总数。平均斑块面积指数描述景观粒度，在一定意义上揭示景观破碎化程度。
2）斑块面积变异系数（PSCOV）。该变异系数用来衡量景观离散化程度，人类干扰强烈的地区，景观要素斑块间的面积差距也比较大。
3）斑块密度指数（Pacch Density）。整个景观的斑块密度（镶嵌度）=景观斑块总数/景观总面积：类型的斑块密度（孔隙度）=类型斑块总数/景观总面积。比值愈大，景观破碎化程度愈高。
4）形状破碎度指数（FS）。形状破碎度指数是斑块形状破碎程度的直接反应。指数越大，形状类型越多，破碎度越高。
5）景观破碎度指数（FN）。破碎度指数是指景观被分割的破碎程度。在一定程度上反映了人为干扰强度对景观格局的影响。
3 数据分析与讨论
3.1 海淀区城乡绿地破碎化总体特征分析
通过GIS进行遥感图像解译与计算，综合城市绿地分类、村镇绿地分类和土地利用分类，将城乡绿地分为8个大类（表1）.并对较为特殊的附属绿地进一步细分研究其破碎度特征（表2）。
3.1.1 不同绿地类型斑块规模破碎度分析
为准确反映斑块面积情况，根据北京市绿地特征，将面积划分为小型斑块、中型斑块、中大型斑块、大型斑块（表3）。海淀区的大型斑块比例较小，以中小型斑块为主，斑块面积破碎度较大。
从图1.图2可以看出，附属绿地的斑块数量最大，几乎等同于剩余所有斑块数量的总和，但面积比仅占16.2%，城区附属绿地比村镇附属绿地的破碎程度更高;在非城市建设区，林地、耕地的斑块数量均较小，但斑块面积总和占绿地总面积的2/3，破碎度低，分布范围广泛。
3.1.2 不同绿地类型斑块形状破碎度分析
斑块的形状破碎化指数表示斑块的分形状况.FS值越大，相同面积斑块的周长越大，热能和水分越不容易保留，生态功能越差。城市建设用地内各类绿地的FS指数相比林地和耕地较高，公园绿地和附属绿地的形状破碎度指数低于防护绿地和生产绿地，仍具有一定的生态效益。
3.1.3 不同绿地类型景观异质性破碎化分析
本文从景观斑块密度PD、景观斑块数破碎化指数FN两方面分析景观异质性破碎度，它们表征绿地斑块被分割的程度，反映景观空间结构的复杂性。
斑块密度指数的大小顺序是草地>附属绿地>防护绿地>水域>耕地>林地>公园绿地，斑块密度指数越大，景观类型被边界分割程度越高。城市建设用地内的绿地普遍破碎程度高，林地、耕地破碎程度较低，连通性较好。
景观斑块数破碎化指数反映景观空间结构的复杂程度（图3，图4），草地和附属绿地的破碎化程度较高，公园绿地、耕地和林地的破碎化指数较低，说明这3类绿地的空间结构较为统一，被分割的程度较低，具有较高的连通性。
3.2 海淀区城乡不同城市空间绿地景观破碎化分析
在分析不同城市空间绿地基本特征的基础上，采用对城市中心设置辐射缓冲带的梯度分析方法，设置2km宽的缓冲带，建立距离北京市中心2～14km的7个缓冲区梯度带研究破碎度的空间分布特征，探究绿地景观破碎度与城市化梯度的关联。
3.2.1 不同城市空间绿地特征
3类城市空间绿地结构差异较大，其中中心城区以附属绿地为主（图5）.城市边缘区以附属绿地和林地为主（图6），城郊区以林地为主（图7）。
3.2.2 绿地破碎度梯度变化规律 采用梯度分析的方法，应用移动窗口法计算梯度的变化规律，研究不同城市扩展轴的绿地破碎度变化。本文选取从市中心开始从东南向西北方向变化的趋势分析，得到距离城市不同距离的绿地破碎度指数分析如下（图8）。
随着距离城市中心的距离越来越大，平均斑块面积、PD和ED在4 km处产生突变，这是由于4 km处大致位于北京市五环周边，这里分布圆明园、颐和园等多个大型公园绿地，绿地整合度较高，斑块面积显著增加;6 km处平均斑块面积变小，处于城市边缘区范围，绿地破碎程度增加：PD、ED和PSCoV这3个指数除了城市边缘区呈现相反的特征以外，整体仍以逐渐下降的发展趋势为主。总体而言，在距离城市中心4 km处由于公园绿地的集中分布导致破碎程度降低.6～8 km处绿地破碎度增加.10 km以外的绿地破碎度基本趋于稳定。
3.2.3 绿地破碎度空间分布规律
依据前人研究方法，在ArcGIS中通过fishnet建立2kmx2km的网格将海淀区划分为143个方格，通过ArcGIS对每个单元格进行分析，得出景观破碎度指数FN的空间分异特征（图4）。景观破碎度基本呈现从中心城区向外逐渐降低的趋势，但在城市边缘区和城市郊区的部分地区破碎度随着人为扰动的增加有显著提升。
4 城乡绿地破碎度空间分布的成因
社会空间的破碎化导致绿地空间的破碎化，城市边缘区及城郊地区是新型社会空间，是经济、社会非常不均质的地区。根据不同城市空间绿地破碎度和职能特征，将3个空间分为中心区、过渡区和基质区，对应选取海淀区东南部、东北部及冷泉村一带为研究案例，对比研究其城市空间特征和绿地破碎特征（表4）。
5 讨论
1）本研究从不同绿地类型和不同城市空间两方面展开。海淀区的斑块尺度以中小型为主，大型斑块面积仅占15.03%。从绿地类型角度而言，公园绿地的平均斑块面积较大，斑块密度指数和形状破碎化指数均不大，是城市建设用地范围内最具生态价值的绿地类型。附属绿地的平均斑块面积较小，其中70.10%的斑块面积小于1h㎡，但作为城区分布最广泛的绿地类型以及“海绵城市”的源头处理设施，仍承担着重要的生态功能。在非城市建设用地范围内，林地和耕地的各项破碎化指数均较小，连接度高，可以作为重要的生态基质;草地和水域的破碎程度较大，在城市化进程中受到了较大的人为扰动。
从城市空间角度分析，采用城市化同心圆辐射的梯度研究方法，对于北京这种单中心的城市发展模式具有很好的适用性，直观地表达了绿地破碎度的梯度变化规律。在距离城市中心4～6 km的缓冲带产生了绿地破碎度的极值，4 km左右的位置在五环的西北方向，分布重要的公园绿地带，绿地破碎度指数将为0.2，平均斑块面积增大;6 km处是海淀区最为典型的城市边缘区空间，边缘密度和破碎度指数升高：而随着与中心城区距离的逐渐增加，城郊绿地空间破碎度逐步呈现下降趋势。
2）中心城区绿地破碎度较高，边缘区的绿地破碎度发生突变，两者破碎度的产生原因不同。中心城区绿地类型较为单一，附属绿地面积较大且破碎程度较高，是中心城区绿地破碎的主要影响因素。在城市边缘区，由于城乡隔离的二元发展机制，在“城市郊区化”及“乡村城市化”的双重作用下，建设用地非建设用地镶嵌分布，加之对林地、耕地人工干扰的增加，城市空间趋于破碎。
3）绿地破碎化对于城市化的响应，反映出绿地破碎化在城市发展过程中的演变，为针对不同城市化地区采用不同绿地整合策略提供科学依据。中心城区应整合附属绿地破碎空间，在城区尺度连接绿色廊道，并以街区为基本单元，提升附属绿地植被丰富度，提高生态服务功能：城市边缘区在政策上应保证城市资源、社区资源的公平布局，充分考虑城乡边缘区这一社会一经济一生态复合体的特殊性，对现状耕地、林地有计划的保护，并将土地置换和交通发展、绿地建设提升到同样的发展速度，避免不匹配的发展导致用地矛盾和绿地破碎化加深：在城郊地区，充分保护基质区绿地生态功能，规划生态空间组团，保证生态空间的完整性和连通性。此外，应重视村镇绿地的统筹发展，寻找村镇与自然环境发展的共轭关系，对村镇划定缓冲区，避免城郊绿地发展受到更大现代化建设的冲击而导致破碎化程度加深。針对不同城市化地区采取不同的绿地整合策略，可以提升城市绿地的整体生态效益，从而促进生态系统稳定、健康地发展。
关键词：城乡绿地，破碎度，绿地类型，城市空间，整合策略
景观破碎化是指由于自然或人为因素的干扰，原来连续的景观要素逐步变为許多彼此隔离的不连续的斑块镶嵌体的过程，破碎度是对这一过程某一时刻景观破碎特征的度量。本文以城乡绿地为研究对象，将附属绿地纳入研究范畴，利用景观指数分析法与梯度分析法，从绿地类型和不同城市空间2个层面进行绿地破碎度的研究，从而探讨城乡绿地破碎度空间格局与整合策略，为城乡绿地的保护与合理利用提供依据。
1 研究区概况
本文以北京市海淀区为研究对象，研究区总面积约为43081h㎡。北京市海淀区地处华北平原北部边缘地带，西部为海拔大于100m的太行山余脉，占总面积约15.32%;东部南部是海拔50m左有的平原，占总面积约85.19%。区域建设用地范围面积约24 122h㎡，占总面积的55.99%。其中城市建设用地占35.12%，村镇建设用地占37.32%：建设用地范围外面积约为18960h㎡，占总面积的44.01%。
2 数据来源与处理
2.1 数据来源和技术依据
本研究选用的是GF高分二号、分辨率1m×1m的海淀区卫星图像，基础数据源是2015年9月12日获取的遥感影像。
2.2 城乡绿地景观破碎化指数选取
本文在前人有关绿地破碎度的研究基础上，根据研究区域的实际情况，选取表征斑块规模、形状破碎度和景观异质性破碎度指数进行绿地破碎度的研究。
1）平均斑块面积（Average Patch Area），整个景观的斑块平均面积=斑块总面积/斑块总数：单一景观类型的斑块平均面积=类型的斑块总面积/类型的斑块总数。平均斑块面积指数描述景观粒度，在一定意义上揭示景观破碎化程度。
2）斑块面积变异系数（PSCOV）。该变异系数用来衡量景观离散化程度，人类干扰强烈的地区，景观要素斑块间的面积差距也比较大。
3）斑块密度指数（Pacch Density）。整个景观的斑块密度（镶嵌度）=景观斑块总数/景观总面积：类型的斑块密度（孔隙度）=类型斑块总数/景观总面积。比值愈大，景观破碎化程度愈高。
4）形状破碎度指数（FS）。形状破碎度指数是斑块形状破碎程度的直接反应。指数越大，形状类型越多，破碎度越高。
5）景观破碎度指数（FN）。破碎度指数是指景观被分割的破碎程度。在一定程度上反映了人为干扰强度对景观格局的影响。
3 数据分析与讨论
3.1 海淀区城乡绿地破碎化总体特征分析
通过GIS进行遥感图像解译与计算，综合城市绿地分类、村镇绿地分类和土地利用分类，将城乡绿地分为8个大类（表1）.并对较为特殊的附属绿地进一步细分研究其破碎度特征（表2）。
3.1.1 不同绿地类型斑块规模破碎度分析
为准确反映斑块面积情况，根据北京市绿地特征，将面积划分为小型斑块、中型斑块、中大型斑块、大型斑块（表3）。海淀区的大型斑块比例较小，以中小型斑块为主，斑块面积破碎度较大。
从图1.图2可以看出，附属绿地的斑块数量最大，几乎等同于剩余所有斑块数量的总和，但面积比仅占16.2%，城区附属绿地比村镇附属绿地的破碎程度更高;在非城市建设区，林地、耕地的斑块数量均较小，但斑块面积总和占绿地总面积的2/3，破碎度低，分布范围广泛。
3.1.2 不同绿地类型斑块形状破碎度分析
斑块的形状破碎化指数表示斑块的分形状况.FS值越大，相同面积斑块的周长越大，热能和水分越不容易保留，生态功能越差。城市建设用地内各类绿地的FS指数相比林地和耕地较高，公园绿地和附属绿地的形状破碎度指数低于防护绿地和生产绿地，仍具有一定的生态效益。
3.1.3 不同绿地类型景观异质性破碎化分析
本文从景观斑块密度PD、景观斑块数破碎化指数FN两方面分析景观异质性破碎度，它们表征绿地斑块被分割的程度，反映景观空间结构的复杂性。
斑块密度指数的大小顺序是草地>附属绿地>防护绿地>水域>耕地>林地>公园绿地，斑块密度指数越大，景观类型被边界分割程度越高。城市建设用地内的绿地普遍破碎程度高，林地、耕地破碎程度较低，连通性较好。
景观斑块数破碎化指数反映景观空间结构的复杂程度（图3，图4），草地和附属绿地的破碎化程度较高，公园绿地、耕地和林地的破碎化指数较低，说明这3类绿地的空间结构较为统一，被分割的程度较低，具有较高的连通性。
3.2 海淀区城乡不同城市空间绿地景观破碎化分析
在分析不同城市空间绿地基本特征的基础上，采用对城市中心设置辐射缓冲带的梯度分析方法，设置2km宽的缓冲带，建立距离北京市中心2～14km的7个缓冲区梯度带研究破碎度的空间分布特征，探究绿地景观破碎度与城市化梯度的关联。
3.2.1 不同城市空间绿地特征
3类城市空间绿地结构差异较大，其中中心城区以附属绿地为主（图5）.城市边缘区以附属绿地和林地为主（图6），城郊区以林地为主（图7）。
3.2.2 绿地破碎度梯度变化规律 采用梯度分析的方法，应用移动窗口法计算梯度的变化规律，研究不同城市扩展轴的绿地破碎度变化。本文选取从市中心开始从东南向西北方向变化的趋势分析，得到距离城市不同距离的绿地破碎度指数分析如下（图8）。
随着距离城市中心的距离越来越大，平均斑块面积、PD和ED在4 km处产生突变，这是由于4 km处大致位于北京市五环周边，这里分布圆明园、颐和园等多个大型公园绿地，绿地整合度较高，斑块面积显著增加;6 km处平均斑块面积变小，处于城市边缘区范围，绿地破碎程度增加：PD、ED和PSCoV这3个指数除了城市边缘区呈现相反的特征以外，整体仍以逐渐下降的发展趋势为主。总体而言，在距离城市中心4 km处由于公园绿地的集中分布导致破碎程度降低.6～8 km处绿地破碎度增加.10 km以外的绿地破碎度基本趋于稳定。
3.2.3 绿地破碎度空间分布规律
依据前人研究方法，在ArcGIS中通过fishnet建立2kmx2km的网格将海淀区划分为143个方格，通过ArcGIS对每个单元格进行分析，得出景观破碎度指数FN的空间分异特征（图4）。景观破碎度基本呈现从中心城区向外逐渐降低的趋势，但在城市边缘区和城市郊区的部分地区破碎度随着人为扰动的增加有显著提升。
4 城乡绿地破碎度空间分布的成因
社会空间的破碎化导致绿地空间的破碎化，城市边缘区及城郊地区是新型社会空间，是经济、社会非常不均质的地区。根据不同城市空间绿地破碎度和职能特征，将3个空间分为中心区、过渡区和基质区，对应选取海淀区东南部、东北部及冷泉村一带为研究案例，对比研究其城市空间特征和绿地破碎特征（表4）。
5 讨论
1）本研究从不同绿地类型和不同城市空间两方面展开。海淀区的斑块尺度以中小型为主，大型斑块面积仅占15.03%。从绿地类型角度而言，公园绿地的平均斑块面积较大，斑块密度指数和形状破碎化指数均不大，是城市建设用地范围内最具生态价值的绿地类型。附属绿地的平均斑块面积较小，其中70.10%的斑块面积小于1h㎡，但作为城区分布最广泛的绿地类型以及“海绵城市”的源头处理设施，仍承担着重要的生态功能。在非城市建设用地范围内，林地和耕地的各项破碎化指数均较小，连接度高，可以作为重要的生态基质;草地和水域的破碎程度较大，在城市化进程中受到了较大的人为扰动。
从城市空间角度分析，采用城市化同心圆辐射的梯度研究方法，对于北京这种单中心的城市发展模式具有很好的适用性，直观地表达了绿地破碎度的梯度变化规律。在距离城市中心4～6 km的缓冲带产生了绿地破碎度的极值，4 km左右的位置在五环的西北方向，分布重要的公园绿地带，绿地破碎度指数将为0.2，平均斑块面积增大;6 km处是海淀区最为典型的城市边缘区空间，边缘密度和破碎度指数升高：而随着与中心城区距离的逐渐增加，城郊绿地空间破碎度逐步呈现下降趋势。
2）中心城区绿地破碎度较高，边缘区的绿地破碎度发生突变，两者破碎度的产生原因不同。中心城区绿地类型较为单一，附属绿地面积较大且破碎程度较高，是中心城区绿地破碎的主要影响因素。在城市边缘区，由于城乡隔离的二元发展机制，在“城市郊区化”及“乡村城市化”的双重作用下，建设用地非建设用地镶嵌分布，加之对林地、耕地人工干扰的增加，城市空间趋于破碎。
3）绿地破碎化对于城市化的响应，反映出绿地破碎化在城市发展过程中的演变，为针对不同城市化地区采用不同绿地整合策略提供科学依据。中心城区应整合附属绿地破碎空间，在城区尺度连接绿色廊道，并以街区为基本单元，提升附属绿地植被丰富度，提高生态服务功能：城市边缘区在政策上应保证城市资源、社区资源的公平布局，充分考虑城乡边缘区这一社会一经济一生态复合体的特殊性，对现状耕地、林地有计划的保护，并将土地置换和交通发展、绿地建设提升到同样的发展速度，避免不匹配的发展导致用地矛盾和绿地破碎化加深：在城郊地区，充分保护基质区绿地生态功能，规划生态空间组团，保证生态空间的完整性和连通性。此外，应重视村镇绿地的统筹发展，寻找村镇与自然环境发展的共轭关系，对村镇划定缓冲区，避免城郊绿地发展受到更大现代化建设的冲击而导致破碎化程度加深。針对不同城市化地区采取不同的绿地整合策略，可以提升城市绿地的整体生态效益，从而促进生态系统稳定、健康地发展。