高職院校校園景觀空間格局及景觀多樣性分析研究

薛竣桓　何兆明　張巧梅

[摘 要]景觀空間格局及景觀多樣性分析是大專院校校園建設的重要參考之一。本文將分維分析、統計分析和地理信息系統相結合，以土地利用現狀圖為基礎，選取斑塊大小、分維數、斑塊伸長指數、多樣性、優勢度、聚集度、相對豐富度、修改的分維數和破碎度等指標，研究了蘇州農業職業技術學院古城區校園景觀空間格局及景觀多樣性。結果顯示，公共服務用地、教學用地、生活用地和水體的平均斑塊分維數較低，道路、綠化用地、空置地、附屬用地和其他用地的平均斑塊分位數較高，斑塊形狀較為復雜。通過對東校區和西校區景觀格局的比較研究，得出東校區景觀多樣性低、優勢度、聚集度高、相對豐富度、修改的分維數和破碎度低；西校區景觀多樣性高，優勢度、聚集度低，相對豐富度、修改的分維數和破碎度高的結論。建議在東校區生態敏感的邊界帶栽植綠化，建立生態廊道，提高多樣性，增強景觀的連續性。

[關鍵詞]校園景觀；空間格局；景觀多樣性；分維分析

[中圖分類號]TU986 [文獻標識碼]A

發展職業教育，對于發揮我國人力和人才資源巨大優勢、提升實體經濟綜合競爭力具有重要意義。高職院校是職業教育體系的重要組成，其校園應為在校師生提供一個學習、休閑、鍛煉、娛樂的優美環境。近年來，利用景觀生態異質性原理和方法對校園進行生態質量評價，提出優化方案為校園建設提供指導在高校校區建設中有一些嘗試。本文選取蘇州農業職業技術學院的古城區校園為研究對象，對其景觀空間格局及景觀多樣性進行分析，為今后的校園景觀改造提供意見和建議，以打造優美的校園環境。

1 研究區域

研究區域蘇州農業職業技術學院（以下簡稱蘇農院）的古城區校園位于蘇州市姑蘇區（見圖1），屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫15.7℃，降水量約1063mm，集中在4～9月。溫暖潮濕多雨，四季分明，冬夏季長，春秋兩季較短。日積溫為4991.9℃，無霜期約233天。

2 研究方法

本項研究以蘇農院古城區校園平面圖作為基本分析圖件，結合實地調查測量。根據研究目的，將土地利用現狀分為教學用地、生活用地、附屬用地、公共服務用地、道路用地、綠地、水體、空置地、其他用地9個類型。人工繪制土地利用圖（見圖2），各類用地面積占總面積的比例見表1。研究區域景觀共365個斑塊，下列景觀格局特征被分析和計算。

2.1 斑塊面積（A）和斑塊周長（P） 斑塊的大小直接影響生物量、養分貯量及物種組成。

2.2 分維數（Fractal dimension） 用來測定斑塊形狀的復雜程度。表達式是：

式中表示最大多樣性指數，值小時，表示景觀是由多個比例大致相等的類型組成，D0值大時，表示景觀只受一個或少數幾個類型所支配。這個指數在完全同質性的景觀中（m=1）是無用的，此時0=0。

2.6 相對豐富度 表示景觀中景觀類型的豐富程度，由下式表示：

式中D為分維數，為修改的分維數，P為斑塊的周長，A為斑塊的面積，m是景觀中景觀類型的總數，n為與該斑塊相鄰的景觀類型的數目。值越高，表示景觀多樣性越大。這一指數結合了斑塊的形狀、面積、豐富度和均勻度，更適合于較小尺度景觀的多樣性測定。

2.9 景觀破碎度 用于斑塊多樣性的測定，表達式為：

式中為景觀多樣性指數，數值從0到1分布，0表示最簡單的景觀，1表示最復雜（多樣性）的景觀。I是以某一柵格為中心的周圍鄰域中景觀類型的數目，m是制圖區域內景觀類型的總數。

3 結果與討論

統計出每一土地利用類型的斑塊數，平均斑塊面積，根據（1）式計算出每一斑塊的分維數和每一土地利用類型斑塊的平均分維數。根據（2）式計算出每一斑塊的伸長指數和每一土地利用類型斑塊的平均伸長指數。計算和分析結果見表2。

從表2中得出，在各類土地利用類型中，綠化用地的平均面積最小，其次是道路。由于校區位于市中心，面積小，僅占用不規則地塊，大片綠化少。因而，綠化用地的平均斑塊面積最小。道路主要為行車道路，人行道路面積有限。在校區建設過程中，隨著教學用地、生活用地和公共服務用地的增加，以及空置地的開墾，道路的斑塊數增加（研究區域內道路斑塊數目為74個，占斑塊總數的20.27%），但道路斑塊的平均面積有所降低。所以，道路的平均斑塊面積較小。公共服務用地的平均斑塊面積最大，其次為其他用地、教學用地和生活用地。這些景觀類型都是人工化的景觀，公共服務用地主要是運動場地，沿校園西邊緣集中連片。其他用地、教學用地和生活用地都是在校區建設過程中修筑的，其他用地主要為施工地、荒地，而教學用地和生活用地則集中于校園中部，逐年擴展。所以，這些景觀類型平均斑塊面積較大。

分維分析的結果是，道路、綠化用地、空置地、附屬用地和其他用地的平均斑塊分位數較高，在1.29以上，表明斑塊形狀較為復雜。這些景觀類型分布在校園各個位置，斑塊形狀取決于教學用地，生活用地使用后留下地塊的形態。例如，道路和綠化用地在全校區分布，或集中、或分散，空置地是在建筑周邊，附屬用地多沿校區邊緣分布，他們的斑塊形態取決于主要用地類型使用后剩余土地的狀況，在校區中，多呈復雜形狀。其他用地的分布也取決于還未使用土地的形狀。所以，他們的D值較高。公共服務用地、教學用地、生活用地和水體的平均斑塊分維數較小，小于1.26，表明斑塊形狀較為簡單。這些景觀類型大都分布在校區中心，在教職工、學生活動的制約和影響下，它們的斑塊形狀較為簡單。水體雖分布分散，但由于研究區域內水體的面積有限，加之營造水體時人為控制取規則形狀。因此，水體的斑塊形狀簡單。平均斑塊伸長指數的計算結果顯示，附屬用地、道路、綠化用地、其他用地的斑塊伸長指數值大，公共服務用地、教學用地、生活用地、水體的斑塊伸長指數值小。前者多分布分散，形狀狹長；后者多分布在校園中心區，成片分布，形狀方圓。它們與平均斑塊分位數大小的原因有一定的類似性。

在研究區域內，選取了面積近似相等的東西兩校區（見圖3），進行多樣性、優勢度、相對豐富度、聚集度、修改的分維數和景觀破碎度的比較研究，結果見表3。

研究結果表明，東校區景觀多樣性低、優勢度、聚集度高，相對豐富度、修改的分維數和破碎度低；西校區景觀多樣性高，優勢度、聚集度低，相對豐富度、修改的分維數和破碎度高。東校區只分布有綠化用地、教學用地和生活用地等景觀類型，而西校區分布有綠化用地、教學用地、生活用地、公共服務用地和其他用地，景觀類型多，相對豐富度高、多樣性指數大，破碎度大、優勢度低，受多種類型的景觀支配。通過研究，根據景觀生態學中連接性和網絡結構等原理，以及景觀結構對校園人流和教職工、學生使用的影響，建議在東校園，要逐漸增加景觀類型，提高景觀多樣性。特別是在東校園中心區，以及校園與外界的邊緣周圍，也是人流、物流和能流由弱到強的轉換帶上，栽植綠化。既能有效地控制外界干擾，又能形成長形的生態廊道，與現有綠化用地構成網絡，有利于生物物種和動物遷徙以及校園內物種的恢復和保護。

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