福州市老城區綠地景觀格局分析與優化策略研究

許琳昕

(福建農林大學 金山學院，福建 福州 350002)

1 引言

作為城市生態系統中的“生產者”，城市綠地能夠為城市提供各種生態效益，對改善城市人居環境、創造生態宜居型城市起著重要作用。傳統城市綠地系統評價大多以靜態的“藍圖式評估”[1]為主，通常將人均綠地面積、人均公共綠地面積、綠地率、綠化覆蓋率四項指標設為評價標準[2]。然而，單個綠地所能發揮的功能畢竟有限，復合尺度下合理組織的景觀格局才能將城市綠地系統的生態效益最大化[3]。景觀格局由該區域范圍內的景觀組成(composition)和景觀配置(configuration)所決定[4]，增強斑塊數量、規模、類型、質量和空間分布的多樣性，對于優化存量綠地空間、提升人居環境質量具有重要意義。目前，福州市老城區面臨著棲息地破碎、城市內澇頻發及城市熱島效應嚴重等多個生態問題，而針對福州市綠地景觀格局分析也多局限于公園綠地單一類型，或僅以分析結果的數值進行討論，缺乏空間分布分析。

2 研究方法

2.1 研究場地

福州市(E119°18′N26°05′)是位于閩江河口的一個盆地城市，屬于亞熱帶季風氣候，平均氣溫為20.3 ℃，年降雨量為1820.8 mm。福州市老城區(包含鼓樓區、臺江區和晉安區部分)面積為195.45 km2，北、西、東三面環山，山地占老城區總面積的32.41%，丘陵面積占40.27%。城區內有107條內河，以南北、東西向為主，為該區域帶來充沛的水資源。

2.2 數據來源及處理

本文選取2019年Sentinel-2衛星影像(分辨率為10 m)為基礎數據源，運用ArcGIS10.6中“最大似然法分類”工具對福州市老城區城市綠地斑塊進行解譯及矢量化處理，并結合《福州市城市總體規劃(2011-2020年)中心城區用地規劃圖》以及實地調研，建立城市綠地系統空間信息數據庫。以景觀生態學作為理論依據，將城市綠地視為不同類型的斑塊，基于FRAGSTATS 4.2軟件平臺，選取適宜的景觀指數對福州市城市綠地空間格局進行量化評估，并通過ArcGIS10.6將分析結果進行可視化，探尋福州市老城區城市綠地系統的優化策略，為后續規劃設計提供參考依據。

3 結果與分析

3.1 福州市老城區城市綠地斑塊特征分析

通過福州市老城區綠地斑塊用地類型圖(圖1)可以看出以下總體特征：福州市老城區綠地空間格局分布不均，位于城區邊緣的綠地斑塊面積大，而城市中心區域內綠地斑塊面積小，且被高密度建設用地所分割，破碎程度高。可以看出在福州市老城區綠地系統中，林地類型面積最大，占綠地總面積44.22%，是優勢斑塊類型；居住及村鎮建設用地綠地面積次之，占綠地總面積32.8%，多分布在老城區中部高密度建設區域內，部分村鎮建設用地分布在北部及東北部城市邊緣地帶；公園綠地分布不均且布局零散，主要集中在城西一帶，面積僅占綠地總面積的8.2%，一定程度上反映出福州市老城區公園綠地規模較為欠缺(圖2、圖3、表1)。

數量上91.87%的城市綠地為Ⅰ類和Ⅱ類的小型綠地，而這兩類綠地的類型面積之和占綠地總面積的5.77%，相比之下，僅為總量0.93%的Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ類綠地斑塊的類型面積之和占綠地總面積的90.64%(圖4)，這一現象反映出福州市老城區綠地斑塊在數量與面積上分布差異巨大、兩極分化嚴重，呈現“大型斑塊聚集，小型斑塊破碎”的趨勢。通過與用地類型、斑塊面積分布進行比較，可以發現以下3點。

圖1 福州市老城區綠地所處用地類型

圖2 福州市老城區不同用地類型綠地斑塊的面積占比

表1 福州市老城區綠地斑塊面積分類

圖3 福州市老城區不同面積類型的綠地斑塊分布

(1)Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ類綠地分布在福州市老城區東部、西部和北部區域，用地類型主要是林地、公園和耕地，具有較高生物多樣性，能為野生動物提供棲息地，并且能夠保持水土資源，在城市邊緣起到生態屏障的作用，耕地和果園地則提供相應的生產功能，確保城市的糧食安全；

圖4 福州市老城區各類型斑塊數量與面積占比

(2)Ⅲ、Ⅳ類中型斑塊主要分布在北部，與山區林地相鄰，以及南部濱水區域，多為居住區和商業區附屬綠地、濱水綠地以及城市森林，起到提供日常的戶外游憩空間、吸收污染物、防塵降噪等作用，有益于居民的身心健康。分析結果表明，Ⅲ、Ⅳ類綠地斑塊在數量和面積上都非常缺乏，因此在福州市老城區綠地系統優化中應考慮增加這類綠地斑塊，滿足居民在城市中親近自然的需求。

(3)Ⅰ、Ⅱ類小型斑塊則主要分布在老城區中部建成區域內，多為居住小區、學校內部的樓間綠地，面積雖小，但數量非常可觀，是需要優化提升地重點對象，可以通過“社區營造”等方式加以充分利用。

綜合(1)～(3)點可知，大型斑塊作為區域內的優勢斑塊，具有較高的生態服務效益，在城市綠地系統中起主導作用。中、小型斑塊則多為城市公園、濱河綠地、街頭綠地和宅旁綠地，這些類型的綠地與市民日常生活息息相關，應適當在老城區綠地系統優化中增加相應比例，提升綠地系統構成的合理性。

整體上，植被密度隨著綠地斑塊面積的增大而升高(圖5)，七類綠地中都包含植被密度低或極低的區域，其中Ⅰ、Ⅱ類占比最大，分別為96.63%與92.56%，說明福州市老城區建成區域內絕大部分小型綠地斑塊的生境質量有待大幅提高；植被密度高與極高的斑塊主要分布在Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ類大型綠地中，這些斑塊植被豐富，生境質量高，是需要主要保護的綠地類型。

3.2 福州市老城區城市綠地景觀格局分析

根據相關研究[5，6]，本研究選取表2所示景觀指數作為福州市老城區綠地系統景觀格局評價指標。

圖5 福州市老城區不同面積分類的綠地斑塊植物密度分布情況

表2 福州市老城市綠地景觀格局分析

3.2.1 面積

位于北部和東部地區的林地、郊野公園和耕地在LPI、AREA_MN和AREA_AM這三項面積景觀指標中均具有較高數值，這表明這些類型的綠地斑塊在區域中占據優勢地位。中部和南部建成區域內綠地斑塊的LPI、AREA_MN和AREA_AM數值偏低，這表明這些區域內綠地的斑塊面積和類型面積都較小。通過AREA_MN與AREA_AM的數值可以發現(圖6)。

圖6 福州市老城區景觀面積指數空間分布

3.2.2 復雜度

SHAPE_AM和FRAC_AM顯示了單個UGS斑塊的形狀復雜度水平，而指標LSI代表了所有UGS斑塊中形狀復雜度的等級水平[7]。位于西、東和東南部區域的小型綠地斑塊具有較高SHAPE_AM和FRAC_AM數值，但LSI數值較低，說明這些區域內綠地斑塊單體形態復雜度較高，但斑塊之間的結構組織關系較為簡單。相比之下，位于北部和西北部的大型綠地斑塊的SHAPE_AM和FRAC_AM數值低，但LSI數值較高，反映出該區域內綠地斑塊單體形態較簡單，但整體上綠地斑塊格局形態復雜。根據景觀生態學理論，形態復雜程度越高，綠地斑塊所具有的邊緣效應越高，邊緣地帶也具有更頻繁的物質能量交換與更豐富的生物多樣性，也更易受到外界干擾。因此，與綠地斑塊類型比較發現，林地的邊緣效應高，物質能量交換程度高(圖7)。

圖7 福州市老城區形態復雜度指數空間分布

3.2.3 聚集與破碎度

在中部建成區域內的城市綠地PD數值要比在北部和東部山區的綠地斑塊高出好幾個等次，這表明建成區內的小型城市綠地破碎程度嚴重。AI和COHESION的數值分布可以看出，在老城區北部、西北部與東部，斑塊高度聚集為一個完整的大面積“綠色區域”，其整體的生態功能與該區域中主導斑塊(山區林地)一致，整體上，老城區內綠地系統呈現向山區林地聚集的趨勢(圖8)。

3.2.4 連接度

ENN_AM和ENN_MN的數值分布表明福州市老城區綠地斑塊之間的歐幾里得平均距離較近，相鄰度較高，少數南部濱水區域斑塊之間距離較遠，相鄰度較低。CONNECT數值反映出在北部和東部城市邊緣地區，綠地斑塊存在良好的連通性，這是因為，分布在山區林地與建成區域之間的耕地與濱河綠地是溝通大型綠地斑塊的踏腳石，因此具有很高的連接度。但相較之下，山區林地的CONNECT值最低，說明這些林地斑塊隔離程度高，與其他綠地斑塊之間是“斷連”的狀態(圖9)。

圖8 福州市老城區聚集與破碎度指數空間分布

圖9 福州市老城區連接度指數空間分布

4 結論與建議

本文基于景觀生態學理論與地理信息技術，對福州市老城區城市綠地系統進行定量分析評價，結果表明：福州市老城區綠地用地類型以林地、公園綠地、居住與村鎮建設用地為主，面積與數量分布嚴重不均，空間格局整體上破碎度高，中、小型斑塊生境質量普遍較低，且缺乏與大型斑塊的聯系，各類型斑塊之間的有機結合也有待加強。然而在高密度建設的情況下，福州市老城區內可被轉化為綠地的存量空間極其有限，調整城市綠地網絡存在較大難度。

根據分析結果提出福州市老城區城市綠地系統優化的相關建議如下。

(1)通過靈活多樣的“社區營造”對數量可觀的小型綠地斑塊進行生境優化，并將鄰近若干斑塊進行有機整合，提升其質量與規模，從而為居民提供更高的生態服務效益[8]。

(2)適當在老城區中部增設為居民提供日常活動場所的社區公園、街頭綠地等中型綠地，豐富綠地的類型與功能，完善各類型綠地的數量配比與空間組織。

(3)嚴格保護山地森林、水體和濕地等具有優良生態效益的斑塊，并充分利用大型綠地斑塊的生態優勢度與邊緣效應，通過綠環、綠廊、綠楔等形式，加強與建成區域內中小型斑塊的生態流溝通。

(4)基于福州市城市交通與內河系統加強中心城區的生態廊道建設，從而將破碎的綠地斑塊串聯，形成水綠交融的生態網絡。

(5)在復合尺度上，以動態演進的視角統籌規劃城市綠地網絡，確保綠地斑塊之間、綠地與周邊環境之間能夠協同運作，最大程度上發揮生態效益。

綜上所述，福州市老城區綠地系統的優化要與城市存量空間的發展更新相協調，要因地制宜地建設綠地系統，完善提升城市生態服務功能[9]。福州市老城區可依托北部、西北和東部山地森林、郊野公園和南部閩江、烏龍江水系，以城市綠環、綠廊與綠楔等形式，優化現狀綠地空間格局，提升城市綠地系統生態服務效益，從而遏制水土流失、城市內澇和熱島效應等現象。同時，依托城市交通基礎設施與內河系統，提高小型綠地斑塊的生境質量，加強與周邊綠地及優勢綠地斑塊的連接度，形成藍綠耦合的韌性網絡。