快速城市化背景下上海綠色空間景觀格局梯度及其多樣性時空動態特征分析

李瑩瑩，黃成林，張玉

快速城市化背景下上海綠色空間景觀格局梯度及其多樣性時空動態特征分析

李瑩瑩，黃成林，張玉

安徽農業大學林學與園林學院，安徽 合肥 230036

以上海典型快速城市化地區為例，基于遙感影像數據，綜合運用RS/GIS技術和Fragstats 3.3移動窗口法對1997年、2000年、2005年、2008年和2015年5個年份上海綠色空間的景觀格局梯度及其多樣性時空動態進行分析。隨城市發展的綠色空間梯度變化和景觀多樣性的空間顯式化研究可以幫助理解景觀格局-過程關系，同時為城市景觀格局優化和管理提供支持。結果表明，（1）1997—2015年間，研究區總體上以建設用地的增加和綠色空間的總量減少為典型特征，農田景觀面積比例PLAND減少了32.85%，森林綠地PLAND增加了9.44%，水體PLAND增加了1.58%，建設用地PLAND增加了28.59%。（2）研究區綠色空間的景觀格局隨著城市空間多方向的擴張變化明顯，同心矩形帶梯度模式分析和多向梯度模式分析結果顯示，近20年來，在矩形環4以內中心城區森林綠地PLAND、斑塊數量NP、斑塊密度PD、景觀形狀指數LSI的增加，表明中心城區森林綠地景觀破碎化越來越嚴重，人工痕跡較重。在矩形環5以外區域森林綠地PLAND、LPI的增加及NP的下降表明郊區森林綠地景觀表現出一定的集聚性；在矩形環5以外區域農田PLAND、最大斑塊指數LPI的下降和PD、LSI的升高表明建設用地的擴張使原本均一化的農田景觀越來越破碎，形狀也越來越復雜。（3）景觀多樣性時空動態變化分析表明，1997年僅中心城區景觀多樣性SHDI較低，而2015年SHDI在整個研究區均呈下降趨勢。

綠色空間；景觀格局；梯度分析；景觀多樣性；上海

引用格式：李瑩瑩， 黃成林， 張玉. 快速城市化背景下上海綠色空間景觀格局梯度及其多樣性時空動態特征分析［J］. 生態環境學報， 2016， 25（7）： 1115-1124.

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城市綠色空間是城市生態系統的重要組成部分，作為一個整體的系統，其結構和功能研究是解決城市空間發展與生態環境耦合問題的關鍵，也是有效緩解城鎮化地區環境退化問題的關鍵（陶宇等，2013；Niemel?，2014；楊振山等，2015；李鋒等，2004）。綠色空間包括城市園林（人工型綠地）、農林地（半自然型綠地）、原野地（自然型綠地）等綠地以及河流、濕地等水體空間（常青等，2007；Wang，2001；Turner，1992），具有生態平衡功能且與人類生活密切相關。近年來，在快速城市化背景下，綠色空間的整體性、結構性、多樣性在很大程度上受到強烈的外界干擾，呈現出動態變化的特點，其演變及與城市擴張的關系，成為城市規劃、城市生態、城市環境等學科的研究熱點（邵大偉等，2016；Rafiee et al.，2009；王發曾等，2012）。景觀格局分析能從看似無序的景觀單元鑲嵌中，發現潛在的對現實有意義的規律性（李哈濱等，1988），綠色空間景觀格局在很大程度上決定著其功能的發揮（Roy et al.，1999）。國內外結合遙感（RS）、地理信息系統（GIS）等技術手段對綠色空間格局的研究早已開始，數量也在逐年增多。然而，在國內快速城市化背景下，對城市綠色空間進行系統、動態的時空格局演變研究還相對較少。因此，開展對城市綠色空間景觀格局時空動態的系統化、定量化研究，將景觀的運動過程和變化聯系起來，有利于更好地理解綠色空間景觀空間格局，揭示其演變特征，為城市綠色空間規劃提供詳實的基礎數據支撐，優化現階段對城市綠色空間的規劃、建設和管理，改善目前缺少系統科學分析（Kong et al.，2010）的現狀，同時對綠色空間規劃理論的更新及城市空間格局的優化調控都有一定借鑒作用。

上海是中國快速城市化地區，而上海中心城區和市域城市化地區是變化最劇烈的區域（李曉文等，2003）。近年來，已有不少學者對上海快速城市化過程及由此帶來的城鎮用地擴展、景觀格局演變等問題進行過研究（李曉文等，2004；李俊祥等，2004；張浩等，2003；張利權等，2004；Zhang et al.，2011；Zhang et al.，2013），作為典型的高密度人類集聚區，快速城市化過程中生態綠地資源不足與城市居民的生態需求存在著明顯的落差。然而目前對于上海快速城市化背景下的綠色空間格局演變研究仍有待加強，這對于揭示現階段我國高度城市化區域面臨的資源約束以及生態基礎設施建設面臨的瓶頸制約與尋求破解之道具有重要的現實意義。因此，本研究以上海典型快速城市化地區為例，基于景觀生態學的視角，在格局-過程理論與方法指導下，借助梯度分析、空間統計及RS/GIS技術，應用景觀格局分析方法來揭示高度城市化區域人類活動影響下的景觀格局梯度帶演變，重點闡述快速城市化過程中城鄉用地轉變對綠色空間格局的影響，旨在探索此類地區可持續的綠色空間規劃和建設途徑。

1　研究區概況

上海市地處東經120°51～122°12′與北緯30°40′～31°53′之間，北界長江，東瀕東海，南臨杭州灣，西接江蘇和浙江兩省，地理位置優越。上海境內除西南部有少數丘陵山脈外，多為坦蕩低平的平原，海拔高程為2.2～4.8 m。全市屬北亞熱帶季風性氣候，溫和濕潤，年平均溫度為15.2～15.9 ℃，年平均降水量為1048～1138 mm。區域自然植被屬于中亞熱帶常綠闊葉林帶，在人類活動的影響下，上海地區的自然植被遭受到嚴重破壞，目前僅存于金山三島保護區內，城市綠地多為人為培育管護的人工林。上海市土地面積約為6340.5 km2，共轄17個區、1個縣，常住人口2425.68萬（上海市統計局等，2015）。以上海1994年城市化水平達到70.1%為界，上海已進入城市化高速發展階段（方創琳等，2008）。

2　研究方法

2.1數據采集及預處理

采用固定樣窗法，以上海市區人民廣場為中心，在上海市域范圍內城市化發展最為強烈的區域內設置矩形樣窗（圖1）。樣窗大小為60 km×60 km，總面積為3600 km2，占上海市總面積的60%左右，包括上海市行政區域內大部分的陸域區域（不包括崇明島、長興島、橫沙島、金山區和靠近海岸的部分區域）。本研究選取1997年4月11日、2000年4月27日、2005年8月15日、2008年3月24日、2015年3月12日5個年份的Landsat TM/ETM+和Landsat 8遙感數據。5幅影像在研究區范圍內影像云量少，質量較好，可為各個不同時期綠色空間解譯提供良好的數據基礎。綠色空間信息提取過程采用一系列的輔助數據，包括上海市土地利用分類圖（Shapefile格式，1996年，2000年，2003年和2007年）、上海市行政區地圖資料（Shapefile格式，1∶25萬）、上海城區綠化地圖（地圖掃描，2003年、2008年和2011年）以及野外調查數據（2008—2010年植被樣地調查數據）等相關研究成果及統計資料數據。

以上海1∶250000的行政區地圖為基準進行圖像配準。以地形圖為參考數據源，對1997年度的TM圖像進行幾何校正，校正重采樣選用雙線性內插法（Bilinear interpolation）進行地圖對圖像的配準，幾何精校正誤差控制在1個像元內。將校正影像地圖投影到上海城建地方坐標系。以校正好的1997年TM圖像為基準圖，對2000年、2005年、2008年和2015年的影像進行圖像對圖像的精確配準處理，幾何精校正誤差在0.5個像元內。

圖1　研究區地理位置和范圍Fig. 1　Location of the study area and its boundary

2.2影像解譯、精度驗證與分類體系

以《土地利用現狀分類》（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2007）、《城市綠地分類標準》（中華人民共和國建設部，2002）及市域綠地系統為依據，將研究區域用地類型分為綠色空間和非綠色空間兩大類，綠色空間包括森林綠地（包括所有具有一定森林覆蓋率的區域，主要類型有公園綠地、防護綠地、有林地等）、灌草地（包括灌木林、草地等，一般沒有樹木或樹木很少）、農田（包括耕地、水田、菜地等）和水體（包括天然及人工的湖泊、河渠、水庫坑塘及灘涂等水域）四大類，將建設用地（各類已建成用地，包括城鄉居民點、工礦、交通設施用地及其它建設用地）和其他用地（包括裸土、裸巖、石礫地、鹽堿地、沼澤地、沙地及其它在建或未利用土地）作為背景類型來分析。采用監督分類法中常用的最大似然法對影像進行分類，每一幅影像選取250個以上的訓練樣本，采用現場調研取點和隨機取樣點結合的方法，樣點在研究區內均衡分布并且確保覆蓋包括每一個類別。監督分類后，在ENVI 5.1的支持下，建立誤差混淆矩陣，計算得到5個年份的總體精度在78.6%～88.5%之間，Kappa系數在0.73～0.79之間，均達到最低可接受判別精度的要求（Jessen et al.，1994）。

2.3景觀格局指數分析

景觀指數高度濃縮景觀格局信息，用來檢測和描述景觀空間格局的變化，而景觀構成變化反映了區域人類活動對景觀的干擾方式和程度（鄔建國，2006；Buyantuyev et al.，2009）。通過參考相關研究后比較分析（張琳琳等，2010；陳永林等，2015），共選取景觀面積比例（PLAND）、斑塊數量（NP）、斑塊密度（PD）、最大斑塊指數（LPI）、景觀形狀指數（LSI）及Shannon's多樣性指數（SHDI）等6個景觀格局指標（表1），基于遙感影像解譯分類圖，在Arcgis 9.3和Fragstats 3.3（McGarigal et al.，2002）軟件支持下分析計算。

表1　景觀格局指數及其生態意義（McGarigal et al.， 2002）Table 1　The landscape indices and its ecological significance

2.4梯度分析尺度及方向特征選擇

按照城鄉一體、協調發展的方針政策，上海市總體規劃（1999—2020年）將上海市總體布局規劃為以中心城為主體，形成“多軸、多層、多核”的市域空間布局結構，可以將其看做同心圓式的城市發展模式。因此，本文的梯度分析從兩個方面展開。第一，從中心向四周推繹，設立同心矩形梯度帶。具體設計方案為以上海市中心人民廣場為中心，以取樣框為邊界，考慮到上海主要交通環線的間距大約為3 km，將每個圈層跨度定為3 km，將研究區劃分為9個矩形環狀區域，進行同心矩形的景觀格局梯度分析（圖2a）。第二，從一個角向對角推繹，設立貫穿研究區的不同方向的梯度帶。具體設計方案，選取研究區主體部分（除去外圍水體和長興島部分），從8個方向選取采樣區，類似的研究方法在濟南、昆明、天津等地均有一定應用，取得了較好的效果（Kong et al.，2006；Zhou et al.，2011；賈琦等，2012）。考慮到主要交通道路的間距為3 km左右，同時為了與矩形圈層梯度分析相呼應，并確保采樣區能覆蓋整個研究區主體部分，因此每個采樣單元設置為邊長3 km的正方形，總共設置采樣區63個（圖2b）。

2.5基于移動窗法的景觀多樣性空間格局分析

移動窗口法為深入分析城市土地利用變化情況以及由此引起的城市景觀格局演變提供了可能，并且可以從空間上展現城市景觀格局動態演變的空間過程（張玲玲等，2014；鞏杰等，2015）。移動窗口方法首先要設定合適的取樣窗口，然后通過對在一定大小的取樣窗口內選中的特征進行統計，輸出對應所選景觀指數的新柵格圖。Fragstats 3.3軟件自帶的移動窗口（Moving w indow）分析法提供了矩形和圓形兩種取樣窗模式，通過設定0.3 km ×0.3 km、0.5 km×0.5 km、1 km×1 km、2 km ×2 km、3 km×3 km、4 km×4 km、5 km×5 km、6 km×6 km等多個移動窗口的空間取樣分析得知，過小的窗口雖然能提供較精細的信息卻導致信息冗余和計算耗時，而較大的窗口雖可大幅縮短計算耗時卻有可能因平滑處理而丟失空間信息。綜合考慮空間信息保留以及計算耗時，認為選取3 km×3 km大小的移動窗口是較合適的。因而，本研究設定移動窗口為邊長3 km的矩形取樣窗。從研究區的左上角開始每次移動1個柵格，計算窗口內的景觀指數值，中心的柵格被賦值為景觀多樣性指數，新的柵格圖是基于移動窗分析所得到的指數賦值生成的。

圖2　9個同心矩形梯度帶和8個方向梯度分析示意圖Fig. 2　The layout of nine concentric belts radiated from the city center and the sampling cells of eight directions

3　結果與分析

圖3　總體景觀格局特征Fig. 3　Synoptic landscape pattern change quantified by landscape metrics

3.1綠色空間景觀格局整體分析

城市化過程中多種景觀類型共同作用導致景觀水平的時空格局發生變化，本文研究重點集中在快速城市化背景下上海市綠色空間格局的空間響應，鑒于研究區域灌草地比例較低（僅占3.01%～1.58%），因此重點分析森林綠地景觀、農田景觀、水體景觀和建設用地景觀四大主要用地的景觀格局指標變化。

根據圖3數據顯示，研究區土地利用情況發生了較大變化，農田PLAND有著大幅下降，而建筑用地PLAND的顯著增長體現出上海市自1997—2015年整體呈快速城市化發展趨勢。森林綠地PLAND在2008—2015年增幅明顯，這主要是由于上海市在城市建設發展的過程中，環境保護的意識逐漸加強，一系列增綠措施及保護政策，使得綠地總量呈增長趨勢，而森林綠地斑塊密度PD值的不斷上升，說明了長期以來在先有城市建設，后有城市綠地的發展思路指導下，城市綠地規劃只是作為城市規劃的附屬存在，缺少統籌的規劃。盡管近年來城市綠地建設得到了重視，但囿于上海高強度的用地競爭環境，森林綠地景觀只能在快速城市建設的縫隙中存在，難以營建大規模的森林，而且變得更加破碎。水體的景觀面積比例基本保持在穩定的狀態，這也與上海市重視對城市水體的規劃和修復有關，但作為一個生態欠帳比較嚴重的高度城市化區域，其水體景觀仍表現為嚴重的破碎。通過最大斑塊指數LPI的比較分析，建設用地景觀LPI占絕對優勢，除農田景觀外，森林綠地景觀和建筑景觀LPI都表現為增長趨勢。這可能是因為在上海快速城市化進程中，大量連片經濟技術開發區和商業綜合開發區不斷建成使得建設用地景觀LPI不斷增長；而與此同時，上海市政府為補償在城市擴展過程中城市周邊及附近的自然植被與水體被吞噬并轉化為城市用地的損失，在距離城區更遠的郊區興建了一系列大面積的城市綠地和公園，由此提升了森林綠地LPI；在進一步的分析中，各類型景觀斑塊形狀指數LSI在1997—2008年間均表現為增長趨勢，說明城市用地呈現離散化趨勢，而在2008—2015年間LSI的下降，表明在上海市控制人口數量和用地規模政策等影響下，城市綠色空間和建設用地均呈集聚形態發展。

3.2綠色空間同心矩形帶梯度模式分析

分別對9個矩形梯度帶不同時空尺度景觀格局的變化情況進行分析，由圖4分析可知：建設用地PLAND值在矩形環3以外環帶呈逐年上升趨勢，這表明城市建設用地在1997—2015年間仍呈擴張趨勢，而在矩形環3以內的內環及附近區域卻呈下降趨勢（圖4c），對應著森林綠地景觀在矩形環4以內區域自2000年之后呈現很大的增幅（圖4a），這主要與上海市自1998年起實施的中心城區增綠措施及外環林帶建設有關。1997年，農田景觀在矩形環5以外區域仍占據主要優勢，但是在接下來很短的幾年時間內，農田景觀在矩形環5以外區域迅速縮減（圖4b）。水體景觀面積比例在各環帶變動不大。

通過對反映景觀破碎化與優勢度的斑塊密度PD、最大斑塊指數LPI和斑塊形狀指數LSI分析可知，1997—2008年建設用地景觀在矩形環1、2、3表現出較小的PD值和較大的LPI值（圖4c），這對應著建筑景觀在中心城區有較大的PLAND值，說明了建筑用地在中心城區的絕對主導地位。而2008—2015年，建設用地景觀在矩形環4以內區域PD值的增加和矩形環5以外區域PD值的減小說明中心城區建設用地更加地破碎化，而隨著城市化進程的推進，郊區的建設用地更加集中，面積也更大。農田景觀LPI值逐年下降（圖4b），說明了農田景觀在研究區內迅速減少，只在少數區域仍保留有一定的面積，建設用地的擴張使原本均一化的農田景觀越來越破碎，形狀也越來越復雜（圖4b）。森林綠地LSI在矩形環3以內的升高表現出城市化較高的中心城區綠地形式的人工化、復雜化。水體景觀PD和LSI的升高，表明其受到的人為影響越來越顯著，尤其是外環區域。

3.3綠色空間多向梯度模式分析

在研究區多向梯度模式分析中，主要使用景觀面積比例PLAND、斑塊數量NP和斑塊密度PD對1997—2015年8個方向景觀格局變化情況進行分析。由圖5可知，1997年農田景觀在郊區占主導地位，建設用地景觀在中心城區占主導地位；而2015年，建設用地景觀由內向外朝所有方向蔓延，其在整個研究區內占主導地位，農田景觀僅在郊區有一定量的分布，下降趨勢明顯（圖5b、5c），說明城市化進程下，農田景觀是受到沖擊最嚴重的景觀類型；森林景觀在中心區域所占比例仍然較低，但各方向森林綠地景觀均有增加。水體景觀在各方向的面積比例變動不大。

中心城區森林綠地景觀面積比例PLAND增加的同時，其斑塊數量NP和斑塊密度PD值呈現增大趨勢，說明在中心城區的森林綠地分布更加破碎，受到更強烈的人工影響而表現得更加復雜（圖6a、圖7a）。森林綠地景觀在郊區多個方向的斑塊數量NP有下降趨勢，斑塊密度PD有增大趨勢，這可能是由于浦東、松江、嘉定等地區在1997年農田景觀占據主導地位，森林綠地景觀鑲嵌在農田景觀中，而隨著農田景觀主導地位的喪失，森林綠地景觀表現出相對完整性（圖5～7）。水體景觀斑塊數量NP在各個方向均有下降的表現，表明整個城市的水體都受到不同程度的影響。

3.4景觀多樣性時空動態變化分析

運用Fragstats 3.3的移動窗分析法對研究區SHDI進行分析，可以得出，1997年研究區僅中心城區景觀多樣性SHDI較低，而2015年，景觀多樣性SHDI在整個研究區均呈現下降趨勢（圖8）。利用ArcGIS 9.3里Raster Calculator功能，進一步分析研究區1997—2015年景觀多樣性變化情況，結果如圖9。圖9a顯示了1997—2015年景觀多樣性的變化情況，其中灰色區域代表景觀多樣性減小區域，黑色區域代表景觀多樣性增大區域。

圖4　同心矩形圈層梯度帶景觀格局指數變化分析（1997—2015）Fig. 4　Concentric landscape pattern change characterized by landscape metrics of PLAND， PD， LPI and LSI from 1997 to 2015

為了進一步分析景觀多樣性變化的原因，選取典型區域，對應景觀多樣性變化圖分析了綠色空間景觀內部及與其他景觀的轉變關系（圖9b、9c、9d）。區域A和B處在外環區域的不同方向，其景觀多樣性的下降是由于城市建設用地的擴張及農田的減少，使該區域的城市化水平越來越高；區域C景觀多樣性表現為增加趨勢，主要原因是該區域所處的浦東新區，有著復雜的用地變化，包括農田的減少，建筑用地的增加，以及森林綠地的增長。通過選取典型區域分析景觀多樣性變化情況，可以幫助理解景觀多樣性變化與城市化過程的關系，為城市綠色空間規劃和管理帶來一定啟示（Yeh et al.，2009）。

圖5　8個方向景觀空間斑塊所占景觀面積比例梯度演變分析（1997和2015）Fig. 5　Percentage of landscape （PLAND） for （a） forest landscape； （b） crop landscape； （c） water landscape； （d） built-up landscape along eight directions transects in 1997 and 2015

圖6　8個方向景觀空間斑塊數量梯度演變分析（1997和2015）Fig. 6　Number of patches （NP） along eight directions transects in 1997 and 2015

圖7　8個方向景觀空間斑塊密度梯度演變分析（1997和2015）Fig. 7　Patch density （PD） for （a） forest landscape； （b） crop landscape； （c） water landscape； （d） built-up landscape along eight directions transects in 1997 and 2015

圖8　1997年和2015年景觀多樣性指數移動窗分析柵格圖Fig. 8　The SHDI distribution in grid format in 1997 and 2015

圖9　快速城市化背景下景觀多樣性變化及與綠色空間格局變化的關系Fig. 9　The changes in landscape diversity and their relationships w ith green space change in response to the rapid urbanization

4　結論與討論

4.1結論

基于梯度分析、空間統計及RS/GIS技術，對城市綠色空間景觀格局特征及演變規律進行了定量分析，同時從多層次上揭示了城鎮綠色空間在梯度變化、時空演變軌跡上對城市化進程的響應關系，結果如下：

（1）對綠色空間景觀格局指數分析反映出城市建設用地不斷向郊區侵蝕的過程，在1997—2015年間，研究區內城市化進程不斷推進，所帶來的結果是綠色空間景觀面積比例PLAND的下降和建設用地景觀面積比例PLAND的升高。其中，農田是新增建設用地的主要來源，因而農田景觀面積比例PLAND下降較為明顯，而其斑塊數量NP和斑塊密度PD均呈急劇上升趨勢。森林綠地和水體的景觀面積比例PLAND保持在大致穩定狀態。綠色空間景觀的景觀形狀指數LSI呈增長的趨勢。

（2）同心矩形帶梯度模式與多向梯度模式分析為城市綠色空間景觀格局連續定量分析提供了可能，基本實現景觀格局指數多層次的空間可視化，使研究區綠色空間各個方向景觀格局演變一目了然。1997—2015年間，研究區森林綠地景觀面積比例PLAND呈增長趨勢，尤其在內環區域，表現更加復雜；農田景觀面積比例PLAND在外環區域下降明顯，破碎化嚴重；水體景觀面積比例PLAND基本保持在穩定狀態，部分區域有增加趨勢。

（3）基于移動窗法的景觀多樣性時空動態分析結果表明，在1997—2015年間，景觀多樣性在研究區內多方向大面積表現為降低趨勢。選取典型地區對景觀多樣性演變的過程分析，揭示了快速城市化進程中土地利用的變化是導致景觀多樣性演變的重要原因。

4.2討論

本文在景觀生態學格局-過程理論與方法指導下展開研究，重點在于應用景觀格局分析方法來揭示高度城市化區域人類活動影響下的景觀格局梯度帶演變規律，這種景觀格局演變過程與生物多樣性、小氣候變化、水文動態等生態環境效應有密切的聯系（傅伯杰等，2006）。然而，現階段本文尚難以定量揭示景觀格局尺度上的生態學過程與這些生態環境影響之間的關系，這也是本文存在的主要不足之處。

本文所揭示的綠色空間景觀格局時空演變的規律，驗證了上海市近年來推行的諸多切實推進和加強綠化政策所帶來的正面效益，同時也反映了在快速城市化背景下農業景觀退化嚴重，某些區域的景觀多樣性下降明顯等問題，因此如何基于綠色空間的景觀格局特征及其帶來的生態環境效應，提出合理的城市綠色空間規劃的方案及相應標準，從而進行積極有序的城市建設開發及生態修復工作，以更好地改善城市環境，將是進一步探討的問題。

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Investigating Spatiotemporal Patterns of Landscape Gradient and Diversity of Urban Green Spaces of Shanghai in Response to Rapid Urbanization

LI Yingying， HUANG Chenglin， ZHANG Yu
School of Forestry & Landscape Architecture， Anhui Agriculture University， Hefei 230036， China

Rapid urbanization had caused a series of ecological problems associated with the change of green space in Shanghai. A consensus has been reached that green spaces are invaluable in the dynamics of coupled natural and human systems. Through the integration of remote sensing （RS） and geographic information system （GIS） techniques，five Landsat TM/ETM+imagery acquired from 1997 to 2015 were used to measure the spatiotemporal patterns of landscape gradient and diversity of urban green spaces in the fast-growing Shanghai， China. Such analysis enables a deeper understanding of the mechanism of landscape dynamics， providing the support for the urban landscape pattern optimization and management. Results showed that， （1） Rapid expansion of built-up land in Shanghai led to the shrinking of green spaces. The crop land PLAND decreased by 32.85%， forest PLAND increased 9.44%， water PLAND increased 1.58% and built-up PLAND increased 28.59%. （2） Landscape pattern dynamics in Shanghai was dramatic with the multi-directional expansion from 1997 to 2015. Based on concentric and directional landscape gradient analyses，the increase of PLAND， NP， PD and LSI showed that forest land increased but became more fragmented. In the outer belts， the increase of PLAND，LPI and the decrease of NP showed that forest became more clustered. The decrease of PLAND，LPI and the increase of PD， LSI showed that the agricultural land was largely encroached and fragmented due to urban sprawl. （3） According to temporal and spatial change of landscape diversity， the SHDI only have a low level in central Shanghai in 1997 while decreased across Shanghai in 2015.

urban green space； landscape pattern； gradient analysis； landscape diversity； Shanghai

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.07.004

P901； X171.1

A

1674-5906（2016）07-1115-10

國家自然科學基金項目（41301650）

李瑩瑩（1983年生），女，講師，博士，主要從事城市生態與環境規劃、景觀生態規劃與設計工作。E-mail： lyyforward@126.com *通信作者：黃成林，教授，主要從事城市園林綠化規劃與設計。E-mail： hcl8888@ahau.edu.cn

2016-04-15