穆 博，李華威，姚恩民，何瑞珍，田國(guó)行

(1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州 450002; 2. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450002)

鄭州市域不同地形位上城鄉(xiāng)景觀格局動(dòng)態(tài)變化

穆 博1,2，李華威1，姚恩民1，何瑞珍1，田國(guó)行1

(1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州 450002; 2. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450002)

以鄭州市域?yàn)檠芯糠秶?，通過(guò)ArcGIS 10.2和ENVI 5.0等遙感軟件，對(duì)1992、2000、2004、2009和2013年的Landsat TM遙感影像和DEM高程影像進(jìn)行解譯，獲取鄭州市域城鄉(xiāng)景觀空間分布和地形高程數(shù)字化信息，并通過(guò)GIS空間分析和Fragstats 4.2軟件，分析過(guò)去20年間鄭州市域城鄉(xiāng)景觀格局在不同地形區(qū)位上的時(shí)空演變特征。結(jié)果表明，平原黃泛沙區(qū)(海拔6.0～135.2 m)和丘陵黃土溝壑區(qū)(海拔135.2～315.4 m)分別占研究區(qū)域總面積的50%和24%，是城市、農(nóng)田和水體空間的主要分布區(qū)域，也是人類活動(dòng)的主要集聚區(qū)；淺山區(qū)(海拔315.4～495.6 m)和深山區(qū)(海拔495.6～1 459 m)分別占研究區(qū)域總面積的19%和7%，是綠地空間的主要分布區(qū)，也是風(fēng)景名勝區(qū)集聚區(qū)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要區(qū)域。

景觀格局；地形位；動(dòng)態(tài)變化；鄭州

城鄉(xiāng)景觀格局是在一定地域范圍內(nèi)對(duì)景觀空間結(jié)構(gòu)和景觀組分的空間分布特征的表征。隨著城市空間規(guī)模的不斷擴(kuò)張，研究學(xué)者對(duì)城鄉(xiāng)景觀格局變化的研究已經(jīng)從微觀和中觀層面擴(kuò)展到宏觀區(qū)域?qū)用妗６以谶b感科學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)的支持下，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市化過(guò)程中景觀格局的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和過(guò)程進(jìn)行了大量的研究[1-2]，主要包括景觀格局的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化[3-4]及其對(duì)生態(tài)環(huán)境和氣候的影響[5-8]；景觀格局時(shí)空演變的驅(qū)動(dòng)要素和動(dòng)力機(jī)制等[9-10]。但這些研究主要集中在人類活動(dòng)和城市擴(kuò)張對(duì)景觀格局的影響過(guò)程等方面[3, 11]，而對(duì)景觀格局發(fā)展具有決定性和限制性作用的物理環(huán)境要素(地形、氣候、水文、土壤等)研究相對(duì)較少[12]。地形作為城鄉(xiāng)景觀格局的重要空間載體，對(duì)地表物質(zhì)的遷移與能量的轉(zhuǎn)換有著重要影響[13]，不僅為景觀格局的形成提供基礎(chǔ)條件，其空間特征也影響著景觀格局的演變過(guò)程[14]，特別是在人為活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的景觀中，地形條件對(duì)宏觀尺度景觀空間格局的形成尤為重要[15]。鄭州既是河南省的省會(huì)，又是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心城市，其快速城市化進(jìn)程開始于1992年。過(guò)去20多年間，在一系列規(guī)劃政策的推動(dòng)下，城鄉(xiāng)景觀格局發(fā)生了巨

大的變化。鄭州市域整體地形地貌為西高東低，由西南向東北傾斜，呈階梯狀下降，從山區(qū)、丘陵過(guò)渡到平原，分界明顯。本研究從不同地形位梯度的視角出發(fā)，借助遙感影像和景觀生態(tài)學(xué)理論，對(duì)鄭州市域的基礎(chǔ)物理背景和城鄉(xiāng)景觀格局的演變特征進(jìn)行定量化研究，為未來(lái)城鄉(xiāng)景觀空間規(guī)劃和山水田林城融合發(fā)展一體化城市建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

鄭州地處中原，位于中國(guó)的中北部(112°42′E～114°14′E, 34°16′N～34°58′N)，伏牛山脈東北翼向黃淮平原過(guò)渡地帶，橫跨中國(guó)第二級(jí)和第三級(jí)地貌臺(tái)階，既是河南省的省會(huì)，中國(guó)八大古都之一，又是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)(CPER)的核心城市，西依嵩山，北擁黃河，地理位置優(yōu)勢(shì)顯著，南北京廣、京哈通道和東西新歐亞大陸橋中段在此交匯，并在《全國(guó)流通節(jié)點(diǎn)城市布局規(guī)劃(2015—2020年)》中被定位為國(guó)家級(jí)流通節(jié)點(diǎn)城市，是中國(guó)的綜合交通樞紐(圖1)。自改革開放以后，鄭州和其他城市一樣，進(jìn)入快速城市化階段，據(jù)鄭州市統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，1978—2013，鄭州市城鎮(zhèn)化率由32.4%增加至67.1%，增加了2倍多，城鄉(xiāng)景觀格局也發(fā)生了巨大的變化。本研究區(qū)域總面積7 446.2 km2，按照傳統(tǒng)的行政區(qū)劃，由鄭州市、新鄭市、滎陽(yáng)市、鞏義市、登封市、新密市和中牟縣組成，其中鄭州市主城區(qū)總面積1 010.3 km2，包括二七區(qū)、金水區(qū)、管城區(qū)、中原區(qū)和惠濟(jì)區(qū)，隸屬于鄭州市的上街區(qū)位于滎陽(yáng)市西側(cè)，故不在鄭州市主城區(qū)內(nèi)(圖2)。

圖1 鄭州在全國(guó)的地理位置Fig. 1 The geographical location of Zhengzhou in China

圖2 鄭州行政區(qū)劃圖Fig. 2 Administrative district map of Zhengzhou

1.2研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理 研究所用多光譜Landsat 5/Landsat 8遙感影像(精度:30 m；path124, row 36, level 1T product)和DEM高程影像(精度：30 m)從美國(guó)USGS網(wǎng)站(http://www.usgs.gov/)和中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心(http://www.gscloud.cn)免費(fèi)獲得。為了避免季節(jié)差異，所有遙感影像均選自夏季(2000-05-31，2004-06-11，2009-06-25，2013-06-04)，僅1992年(1992-10-16)除外。在影像解譯過(guò)程中，所有影像均采用世界1984_UTM_49N坐標(biāo)系。影像的預(yù)處理包括利用ArcGIS 10.2對(duì)獲取的影像進(jìn)行幾何校正(誤差小于0.5個(gè)像元)、大氣校正、輻射校正和裁切。影像的解譯采用最大似然監(jiān)督分類和目視解譯相結(jié)合的方法進(jìn)行分類，并在ENVI 5.0中對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行分類后處理(包括Majority/Minority Analysis、Clump Classes和Combine Classes幾個(gè)步驟)。最后，選取300個(gè)點(diǎn)通過(guò)混淆矩陣對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行分類精度驗(yàn)證，整體精度均達(dá)到97%以上。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，地形圖(1:250 000)、行政區(qū)劃圖、城市總體規(guī)劃圖和Google地圖均用于遙感影像的輔助解譯。

1.2.2 城鄉(xiāng)景觀空間分類 根據(jù)區(qū)域景觀特征和本研究?jī)?nèi)容需求，城鄉(xiāng)景觀空間共分為城市空間(包括建設(shè)用地、施工場(chǎng)地)、綠地空間(包括城市綠地、鄉(xiāng)村林地和草地)、農(nóng)田空間(包括耕地、果園和菜園)、水空間(包括河流、湖泊水庫(kù)和坑塘)和其他空間(荒地、灘涂地和裸露地)5大類(表1)。

表1 城鄉(xiāng)景觀空間分類Table 1 The classification of urban-rural landscape space

續(xù)表 ContinuingTable

1.2.3 地形高程的計(jì)算和分級(jí) 基于ArcGIS10.2對(duì)DEM高程影像進(jìn)行拼接和分類處理，依據(jù)鄭州市域總體地形地貌特征，全市共劃分為平原黃泛沙區(qū)、丘陵黃土溝壑區(qū)、淺山區(qū)和深山區(qū)4個(gè)地形區(qū)域(圖3)，其高程等級(jí)、面積和所占比例如表2所示。

圖3 鄭州市域地形高程分類圖Fig.3 The topographic features classification map of Zhengzhou

地形分區(qū)Topographicgradient高程/mHeight面積/km2Area占比/%Percentage平原黃泛沙區(qū)Yellowsandplainregion6.0～135.23764.450丘陵黃土溝壑區(qū)Loesshilly-gullyregion135.2～315.41806.624淺山區(qū)Lowmountainregion315.4～495.61426.119深山區(qū)Highmountainregion495.6～1459521.17

1.2.4 景觀分布指數(shù)的計(jì)算 景觀分布指數(shù)能夠定量化分析各類景觀在不同地形區(qū)位上的分布特征，并不受地形位面積和景觀面積的影響[16]。景觀分布指數(shù)越大，說(shuō)明該景觀類型的分布權(quán)重越高[14]。

其計(jì)算公式為：P= (Sti/Si) / (St/S)(1)，

式中：Sti為某一地形位上景觀i的面積;Si為研究區(qū)域景觀i的總面積;St為該地形位總面積;S為研究區(qū)域總面積)。

1.2.5 景觀格局指數(shù)的計(jì)算 在Fragstats 4.2中，本研究共選取9個(gè)景觀格局指數(shù)(表3)，分別從景觀和斑塊類型水平上，來(lái)計(jì)算和定量化分析不同地形區(qū)位下城鄉(xiāng)景觀格局的演變過(guò)程，包括斑塊密度(PD)、邊界密度(ED)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、面積加權(quán)分形維數(shù)(FRAC_AM)、面積加權(quán)形狀指數(shù)(SHAPE_AM)、聚合度指數(shù)(AI)、分離度指數(shù)(SPLIT)和內(nèi)聚度指數(shù)(COHESION)。

表3 景觀格局指數(shù)的簡(jiǎn)述與計(jì)算公式Table 3 The brief description of landscape metrics and their computational formula

2 結(jié)果與分析

2.1不同地形區(qū)位上城鄉(xiāng)景觀空間總量的動(dòng)態(tài)變化

由圖4可以看出，1992—2013年，在每一地形位上城市空間均快速增加，農(nóng)田空間先增加后急劇減少，綠地空間則先急劇減少后快速增加；且隨著地形位的升高(平原區(qū)到深山區(qū))，城市空間和農(nóng)田空間總量逐漸減少，綠地空間總量變化不大。農(nóng)田空間為平原丘陵區(qū)的優(yōu)勢(shì)景觀，但隨時(shí)間變化卻呈明顯下降趨勢(shì)，其中,平原區(qū)農(nóng)田空間年均減少量最多，達(dá)50.64 km2·a-1，而建設(shè)用地年均增量最多，達(dá)42.83 km2·a-1，說(shuō)明該地形位上城市空間的增長(zhǎng)主要以犧牲農(nóng)田空間為主。淺山區(qū)是優(yōu)勢(shì)景觀從農(nóng)田向綠地過(guò)渡的區(qū)域。綠地空間為深山區(qū)的優(yōu)勢(shì)景觀，且2000年之后，在丘陵區(qū)和淺山區(qū)的增量最大，說(shuō)明新增綠地空間主要集中在丘陵區(qū)和淺山區(qū)，這與2000年以來(lái)當(dāng)?shù)卣卩嵵菔兄苓呉约拔髂舷笙薮竺娣e植樹造林密切相關(guān)，其中1999年的退耕還林政策，2003年的鄭州市森林生態(tài)城建設(shè)和2013年的鄭州都市區(qū)森林公園體系規(guī)劃起到非常重要的作用。

2.2城鄉(xiāng)景觀空間分布特征

由表4可知，城市空間，農(nóng)田空間和水體景觀的分布指數(shù)隨地形位的升高逐漸降低，而綠地空間則逐漸增加，且2000年之后在深山區(qū)的分布指數(shù)快速下降，并有向淺山區(qū)和丘陵區(qū)擴(kuò)張的趨勢(shì)。農(nóng)田空間面臨著來(lái)自城市空間和綠地空間發(fā)展的雙重壓力。城市空間與農(nóng)田空間立地條件的相似性也是導(dǎo)致其容易遭受城市空間侵蝕的重要原因。綠地空間則因其立地條件的廣泛性，呈現(xiàn)出在城市周邊伴隨城市空間耦合性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。其他用地(灘涂地、荒地和其他未利用土地)則主要分布在平原區(qū)黃河流域，但在2009年的淺山區(qū)和2013年的深山區(qū)也分布有較多的其他用地，這可能與山體開發(fā)導(dǎo)致的裸露地增加有關(guān)。

圖4 不同地形梯度上各類景觀面積的變化趨勢(shì)Fig. 4 Trends of landscape area in different topographic gradient space

年份Year地形 Topograph 建設(shè)用地Built-upland施工場(chǎng)地Constructionsite綠地Greenspace農(nóng)田Agriculturalspace水體Water其他用地Other1992平原區(qū)Yellowsandplainregion1.421.460.471.151.731.71丘陵區(qū)Loesshilly-gullyregion0.850.750.911.080.390.05淺山區(qū)Lowmountainregion0.440.421.750.780.180.44深山區(qū)Highmountainregion0.030.113.130.270.040.622000平原區(qū)Yellowsandplainregion1.161.010.401.051.801.77丘陵區(qū)Loesshilly-gullyregion1.111.110.431.110.330.07淺山區(qū)Lowmountainregion0.731.101.540.970.090.44深山區(qū)Highmountainregion0.180.305.810.310.010.172004平原區(qū)Yellowsandplainregion1.181.290.521.051.731.88丘陵區(qū)Loesshilly-gullyregion1.171.030.711.080.380.10淺山區(qū)Lowmountainregion0.640.531.500.990.190.10深山區(qū)Highmountainregion0.100.114.090.380.020.152009平原區(qū)Yellowsandplainregion1.201.370.561.031.831.40丘陵區(qū)Loesshilly-gullyregion1.140.880.761.080.270.39淺山區(qū)Lowmountainregion0.620.511.361.060.070.93深山區(qū)Highmountainregion0.100.084.060.360.010.382013平原區(qū)Yellowsandplainregion1.241.440.471.171.751.34丘陵區(qū)Loesshilly-gullyregion1.050.781.090.970.370.20淺山區(qū)Lowmountainregion0.630.471.600.850.161.16深山區(qū)Highmountainregion0.120.072.890.240.020.80

2.3不同地形區(qū)位上城鄉(xiāng)景觀格局的動(dòng)態(tài)變化

2.3.1 景觀水平上景觀格局動(dòng)態(tài)變化 如圖5所示，景觀水平上，鄭州市域城鄉(xiāng)景觀的斑塊密度(PD)和邊界密度(ED)隨地形位的升高而逐漸降低，隨時(shí)間的推移逐漸增加，說(shuō)明1992—2013年，城鄉(xiāng)景觀破碎度不斷加劇，且在平原區(qū)景觀破碎程度最高(PD,ED)；最大斑塊指數(shù)(LPI)隨地形位的降低而逐漸減小(LPI)，反映了平原區(qū)人類干擾程度較大，斑塊破碎度較大；景觀形狀指數(shù)的變化趨勢(shì)與斑塊密度和邊界密度相似，且在平原區(qū)景觀形狀指數(shù)最大，說(shuō)明平原區(qū)的景觀形狀復(fù)雜程度最高(LSI)；面積加權(quán)的平均形狀指數(shù)(SHAPE_AM)隨時(shí)間和地形梯度的變化趨勢(shì)則反映了從1992—2013年平原區(qū)景觀斑塊形狀由復(fù)雜到單一再趨向復(fù)雜的變化過(guò)程，丘陵區(qū)和淺山區(qū)變化趨勢(shì)較為平緩，深山區(qū)景觀斑塊形狀最為簡(jiǎn)單，且在時(shí)間梯度上幾乎沒有變化(SHAPE_AM)；面積加權(quán)的平均斑塊分形維數(shù)(FRAC_AM)在丘陵區(qū)最高，其次為淺山區(qū)和平原區(qū)，深山區(qū)最低且隨時(shí)間變化幅度最小，說(shuō)明丘陵區(qū)的景觀邊界形狀復(fù)雜程度最高(FRAC_AM)；內(nèi)聚度指數(shù)(COHESION)和聚集度指數(shù)(AI)在深山區(qū)最大，且2000年之后，在平原區(qū)，丘陵區(qū)和淺山區(qū)其值大幅度下降，說(shuō)明在地形位較高的深山區(qū)景觀的聚集度較高，而在地形位較低容易受到人類干擾的區(qū)域，景觀的聚集度較低，且受人類干擾強(qiáng)度較大(COHESION和AI)；分離度指數(shù)的變化趨勢(shì)也反映了在平原區(qū)、丘陵區(qū)和淺山區(qū)隨時(shí)間的變化景觀的離散分布和蔓延態(tài)勢(shì)明顯增強(qiáng)，尤其是平原區(qū)，受快速城市化的影響，如新城建設(shè)，公路和鐵路的擴(kuò)建和延伸等，景觀離散度和分離度最高(SPLIT)；

圖5 不同地形位上景觀水平上景觀格局指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化Fig. 5 The dynamic changes of landscape pattern at landscape level and different topographic spaces

2.3.2 斑塊類型水平上景觀格局動(dòng)態(tài)變化 以建設(shè)用地、綠地和農(nóng)田這3大景觀類型為研究對(duì)象，選取斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)，面積加權(quán)的斑塊形狀指數(shù)(SHAPE_AM)和聚集度指數(shù)(AI)來(lái)分析不同地形區(qū)位上3大景觀之間的博弈過(guò)程和變化規(guī)律。

如圖6所示，每個(gè)地形位上，隨時(shí)間的推移，3大景觀的破碎度均在增加，同時(shí)建設(shè)用地和綠地景觀隨地形位的升高其破碎度逐漸降低，農(nóng)田則在淺山區(qū)斑塊密度最大，景觀破碎度最大(圖6，PD)；建設(shè)用地的景觀優(yōu)勢(shì)度隨時(shí)間快速增加，隨地形位的升高而下降，其在平原區(qū)的最大斑塊指數(shù)從1992年的0.9增加到2013年的6.2，擴(kuò)大了將近7倍；綠地景觀的優(yōu)勢(shì)度隨時(shí)間變化迂回上升，隨地形位升高而增強(qiáng)，并在深山區(qū)的景觀優(yōu)勢(shì)度最大；農(nóng)田景觀的優(yōu)勢(shì)度則隨時(shí)間和地形均呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，且在平原區(qū)于2009年后與建設(shè)用地的優(yōu)勢(shì)度基本持衡(圖6，LPI)。

圖6 不同地形位上3大景觀格局的動(dòng)態(tài)變化Fig.6 Dynamic changes of urban, green and agricultural landscape at different topographic spaces

從平原區(qū)到深山區(qū)，建設(shè)用地景觀和農(nóng)業(yè)景觀的平均斑塊形狀指數(shù)(SHAPE_AM)均呈降低的變化趨勢(shì)，表明了建設(shè)用地和農(nóng)業(yè)景觀斑塊形狀隨地形位的升高由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的變化過(guò)程；綠地景觀的斑塊形狀則是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。且隨著時(shí)間的變化，每個(gè)地形區(qū)位上的建設(shè)用地和綠地景觀均呈現(xiàn)復(fù)雜化的趨勢(shì)，僅有農(nóng)業(yè)景觀斑塊形狀呈現(xiàn)簡(jiǎn)單化的趨勢(shì)。

建設(shè)用地景觀在每一地形位上的聚集度隨時(shí)間的變化均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，綠地景觀在2000年之后亦有相同的變化趨勢(shì)；而農(nóng)業(yè)景觀則和建設(shè)用地景觀、綠地景觀呈相反的變化趨勢(shì)。從平原區(qū)到深山區(qū)，建設(shè)用地景觀和農(nóng)業(yè)景觀的聚集度在逐漸降低，綠地景觀則剛好呈相反的趨勢(shì)。因此，建設(shè)用地和農(nóng)田景觀在平原區(qū)的聚集度最高，綠地景觀則在深山區(qū)的聚集度最高。

3 結(jié)論與討論

城鄉(xiāng)景觀格局的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和量化對(duì)未來(lái)進(jìn)行更科學(xué)合理的城鄉(xiāng)景觀空間規(guī)劃具有非常重要的意義。本研究以鄭州市域?yàn)檠芯糠秶\(yùn)用遙感科學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)技術(shù)和理論，對(duì)城鄉(xiāng)景觀格局的動(dòng)態(tài)變化，及其與地形位特征的關(guān)系進(jìn)行了定量化的分析。研究結(jié)果顯示,城市空間、農(nóng)田空間和水體空間主要分布在平原黃泛沙區(qū)和丘陵黃土溝壑區(qū)；綠地空間主要分布在淺山區(qū)和深山區(qū)，同時(shí)，這兩個(gè)區(qū)域也是風(fēng)景名勝集聚區(qū)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要區(qū)域。1992—2013年，每一地形位上的城市空間總量、景觀破碎度、優(yōu)勢(shì)度、斑塊形狀復(fù)雜程度和聚集度均快速增加，且在平原區(qū)增加幅度最大；農(nóng)田空間總量則隨時(shí)間和地形位均呈減少的變化趨勢(shì)，且其景觀破碎度也在不斷加劇，景觀優(yōu)勢(shì)度，聚集度和斑塊形狀復(fù)雜程度均快速下降，且在平原區(qū)由于其與城市空間分布區(qū)域的相似性，受快速城市擴(kuò)張的影響，農(nóng)田空間總量和格局指數(shù)下降幅度最大；綠地空間則在2000年之后由于一系列綠化政策的實(shí)施和保護(hù)，在城市邊緣的淺山區(qū)和丘陵區(qū)增加最多，在深山區(qū)由于人為干擾程度最低，景觀格局最穩(wěn)定，聚集度最高。

根據(jù)以上城鄉(xiāng)景觀格局動(dòng)態(tài)變化及分布特征的量化研究，基于目前快速城市化帶來(lái)的一系列生態(tài)環(huán)境[17-18]和糧食安全問(wèn)題[19]，在未來(lái)城鄉(xiāng)景觀空間的發(fā)展和規(guī)劃過(guò)程中，城市空間的發(fā)展與建設(shè)不應(yīng)該受建設(shè)成本的禁錮而一味地向平原地區(qū)發(fā)展，而應(yīng)該更多的考慮其建成后的景觀效果和管理成本，因地制宜，依形就勢(shì)向淺山丘陵地區(qū)發(fā)展。因?yàn)椤俺鞘姓加酶?，耕地開墾荒地”的惡性循環(huán)只會(huì)浪費(fèi)更多的金錢和土地資源，造成平原地區(qū)優(yōu)質(zhì)農(nóng)田的大量流失，從而導(dǎo)致土地資源未能高效利用、城市空間缺乏特色等現(xiàn)象。而且隨著人口、資源與環(huán)境之間矛盾的日益激化，許多學(xué)者已經(jīng)對(duì)城與山的關(guān)系[20]、山地城市的選址、規(guī)劃與建設(shè)，以及山地城市景觀營(yíng)造等方面進(jìn)行研究[21]，山地城市擁有豐富多樣的空間形態(tài)和景觀界面，山地城市的建造和規(guī)避生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的理論和技術(shù)也已經(jīng)不再是難以攻克的難題。黃光宇[22]還提出了6條山地城市生態(tài)化發(fā)展與規(guī)劃的基本原則和發(fā)展理念，總結(jié)了多種山地城市空間結(jié)構(gòu)模型，肯定了山地生態(tài)城市建設(shè)的前景。因此，未來(lái)城市空間的發(fā)展方向應(yīng)該由人口密集的平原地區(qū)向環(huán)境優(yōu)越而建設(shè)條件復(fù)雜的山地丘陵過(guò)渡，積極保護(hù)合理利用生態(tài)用地，釋放更多的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)用地，從而實(shí)現(xiàn)資源高效利用、生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的局面。

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(責(zé)任編輯：李 瑩)

Dynamicchangesofurban-rurallandscapespatialpatternindifferenttopographicfeaturesinZhengzhouCity

MU Bo1,2, LI Huawei1, YAO Enmin1, HE Ruizhen1, TIAN Guohang1

(1. College of Foresty, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2. College of Resources and Environmental Sciences, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

In this study, we focused on the dynamic changes of urban-rural landscape pattern of Zhengzhou in different topographic gradients. Five multi-spectral Landsat TM images (1992,2000,2004,2009,2013) and three DEM images were used to get the information of landscape pattern and topographic characteristics using the remote sensing software of ArcGIS 10.2 and ENVI 5.0. Fragstats 4.2 was also used to calculate the landscape metrics. The results indicated that urban space, agricultural space and water space were mainly located in the plains regions and hilly regions,and green space was mainly concentrated in the low and high mountain regions. In the high mountain regions, there were less human disturbance and stabilized landscape patterns, while it was opposite in the other three regions. Especially in the plain regions, there were the highest urbanization levels, dramatic landscape changes and fragmented landscape pattern. And due to the similar site condition of built-up land and agricultural land, a mass of good agricultural lands were occupied by the urban space in the plain region. Large and high connected green spaces were mainly concentrate in the high mountain region, while small and fragmented green spaces were distributed in the plain region. Therefore, in the future urban-rural landscape planning and development process, we should focus on the protection of high quality agricultural land in the plain region, the connection of green space, and the suitable location of urban space (e.g. hilly and mountain region), and avoid the phenomenon of “urban space occupying agricultural land, agricultural land reclaiming barren land”, to realize the urban transition, efficiency and intensive of resources, ecological and cooperation development.

landscape pattern; topographic features; dynamic changes; Zhengzhou

2016-03-14

國(guó)家自然科學(xué)基金(31470029)；河南省科技廳產(chǎn)學(xué)研基金項(xiàng)目(14107000101)；河南省交通廳重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015J02)；河南省國(guó)際人才合作項(xiàng)目(2015GH19);河南省交通廳科研項(xiàng)目(2013J49)

穆 博(1986 -)，女，河南南陽(yáng)人，博士，主要從事風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面的研究。

田國(guó)行(1964 -)，男，河南封丘人，教授，博士研究生導(dǎo)師。

1000-2340(2016)06-0789-10

TU 986

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