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城市绿地作为城市生态系统中的重要组成部分,对城市环境起着明显的改善作用,同时受自然和人类活动等多种因素的影响。广州作为南方经济发达地区,无论是自然环境还是社会、经济环境都具有代表性。故以广州地区为对象,研究其绿地系统的时空格局及其生态服务功能的动态过程,对于揭示城市绿地建设的发展趋势和存在问题,实现城市环境的可持续发展具有重要的现实意义。
本文采用定量遥感方法和地理信息系统空间分析技术,运用绿地分类知识对广州城市绿地的植被覆盖进行分类,并在此基础上运用景观生态学理论对不同时间的绿地生态系统进行比较分析,得出各时段城市绿地植被覆盖变化。从空间格局和时间序列两方面对绿地生态系统进行分析,并对其生态服务功能价值的变化作出初步估算。本论文主要结论有以下几方面。
(1)对遥感影像进行植被指数的提取、组合、转换等多种分析结果显示,研究区的植被覆盖在1990年的整体水平最高,至1995年整体水平明显下降。2000年情况有所改善,但比起1990年林木所占优势减少,灌草类增多。在对NDVI图像的各种假彩色合成中发现,东北部山区植被保持较好;中心城区植被覆盖最差,而且随时间推移有扩张趋势;城郊接合部是植被覆盖变化波动较大地区。由IHS变换得出在研究期间区内植被覆盖的变化类型以波动变化为主,变化强度则多为缓慢变化。植被的总体长势较好,波动变化类型以先减少后增加为主。
(2)景观类型分为农田、园地、有林地、灌丛、草地、建设用地、水域和未利用土地8大类型,对研究区绿地景观格局的数量、结构、转移情况、动态度和区域差异等方面的分析,得出各类景观格局的总体变化情况如下:①在绿地景观类型中,农田面积显著减少,主要流入建设用地,1995-2000年间被耗减的面积大于1990-1995年间。②果园、灌木林和草地呈波动变化。其中,果园和草地为先增后减型,总体变化强度不大。灌木林在经历大幅减少后恢复较好,主要是控制了建设用地对其的占用。③有林地占有面积最多,但变化相对平缓,主要分布在广州北部山区,十年间数量略有减少。④非绿地景观类型中,建设用地面积大幅增加,呈现出从中心区向外拓展的格局;水域和未利用地的变化则属于稳定而略有耗减的类型。⑤总体上研究区景观格局属于较平衡发展,综合景观类型变化趋势指数P<,T>≤0.20,前五年变化速度较后五年快。区域变化差异以城郊地区最为明显。
(3)研究区总体生态系统服务功能价值随时间和经济发展呈增长趋势,但生态环境质量却有所下降。其中水体和林地的生态服务功能价值较高,而农F只所占比例下降最为严重。从空间分布上看,具有中心城区低、城郊高的特征,且从单位面积价值的区域差异上看,南部(水体为主)>北部(森林)>中部(建成区)。
(4)对上述结果叠加地形分析后发现,研究区绿地格局的垂直分异显著:低洼地区以水体、农田为主,植被覆盖较差,但生态服务功能价值最高。平原地区面积最广,景观类型多样。台地、丘陵以上地区以森林景观为主,植被覆盖较优、生态服务功能价值高,具有良好的生态环境质量。探讨了研究区内植被覆盖、景观格局和生态服务功能价值之间的相关关系,并运用系统聚类法将研究区分为城市核心区、城郊混合区、中西部地区、北部山区和南部滨海湿地区五类绿地格局动态变化地区。