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人类活动导致的土地利用和土地覆盖变化深刻地改变着自然景观,并对整个地球系统产生了巨大的影响。城市化作为其中的重要方面,从多个方面影响生态系统的组成、结构和功能,以至区域性景观过程,并形成特定的城市景观格局。在自然、社会、经济等各方面驱动因素的作用下,城市景观动态表现出复杂的非线性特征。研究城市化景观格局的时空动态是理解城市化过程及其驱动机制的重要方式。
长江三角洲是中国经济发展速度最快,人口密度最高的地区。南京是长三角的三个核心城市之一,改革开放以来经历了快速的城市化进程。本文利用多时相、多源遥感影像,利用空间分析方法,从景观格局的特征尺度方面对快速城市化背景下南京市景观格局的时空动态进行了研究。主要结论为:
使用样带法检测景观格局的特征尺度时,要考虑样带的取样宽度问题。取样过宽会导致较小特征尺度的漏检,取样过窄可能会使检测结果缺乏稳定性,一般的,对于景观异质性较大的景观,应采取适宜的样带宽度,而景观异质性较小的粗粒景观,则宜采取较窄的样带宽度。
应用一维小波分析研究南京城区景观的特征尺度,基于Landsat/TM影像的样带最适宽度为4个像元,基于SPOT影像的样带最适宽度为10个像元。
1988~2006年期间,南京市中心城区的景观结构特征相对稳定。中心城区都存在4个相同的特征尺度域,分别对应于功能小区、小型街区、中型街区和大型街区。大型街区的特征尺度几乎没有变化,表明在这个尺度上城市景观结构具有相当的稳定性;而较小的3个尺度域发生了相对较大的变化,但其变化具有较强的同步性。中心城区景观结构的趋同程度呈增加趋势。
利用SPOT影像检测出来的特征尺度域与TM影像的检测结果具有可比性,特征尺度域的数量比TM影像多,能够更为精细地揭示景观结构特征。城市化梯度上的城市结构具有相当大的差异性。CBD区域的景观结构具有较高的分化程度;主城内部非中心区域具有较多的中大型尺度域,表现为相对粗粒的景观结构;主城边缘的开发区中小型特征尺度域数量较多,而缺少大型的特征尺度域。
远郊景观为由村落和农田组成的粗粒景观,景观异质性较小。样带法检测特征尺度时,宜以一个像元宽度的样带,以避免细节信息的漏检。1988-2006年间,由于距离城市较远,南京远郊的景观结构无明显变化;但是由于交通网络的发展,道路将区域性的农田斑块切割,使得农业景观的特征尺度有趋于复杂的倾向。
近郊景观的特征尺度及其变化比较复杂。由于城市化的快速发展,近郊受到的以人为影响为主的干扰最大。使得在1988年属于郊区的部分区域到了1998年和2006年逐渐成为城市的一部分,即由农业景观转化为城郊景观和城市景观。景观结构趋于复杂,是异质性最大的区域。研究表明:在原近郊逐渐被城市化的过程中,其景观异质性相对增大,景观逐渐破碎化程度增加,特征尺度变得复杂,但是其基本构成单元的粒径与由大型交通网络切割而成的粒径却基本稳定。