高校校園景觀格局分析
——以天津理工大學為例

李可喻 李榮花

(天津理工大學環境科學與安全工程學院 天津 300384)

景觀格局是斑塊、廊道、基質等各景觀要素在空間上的分布格局，其形成是各要素的生態過程相互作用的結果[1-4]，因此，景觀格局能反映生態功能。大學校園是在規劃的基礎上建設的自然與人文景觀相結合復合景觀，在人為建設、干擾下進行生態過程的演替，一方面適應高校作為教學科研、生活、體育活動等社會功能，另一方面提供良好的生態環境。因此，高校景觀格局的分析、評價和不斷改進對高校功能的發揮具有重要作用。天津理工大學現在的校區建設始于2004年，經過近20年的發展，校園的規模、布局和綠化已經基本穩定，學校占地面積159.42 萬m2、建筑面積76.96 萬m2；全日制在校生2.9 萬余人。綠化用地占總面積15.5%[5]。對天津理工大學校園景觀格局進行分析，為校園景觀現狀和今后的規劃建設，充分發揮高校校園功能提供依據和建議。

1 數據來源及研究方法

該研究采用BIGMAP下載的ArcGIS地圖的高分辨率遙感影像，利用ArcGIS將天津理工大學劃分為不同區域，將景觀區的柵格圖導入景觀格局分析軟件Fragstats 對景觀指數：斑塊數、最大斑塊指數（LPI）、斑塊密度（PD）、邊緣度密度（ED）、香農-威納指數（SHDI）、香農均勻度指數（SHEI）和聚合度（AI）進行計算，對天津理工大學景觀格局現狀進行分析。

2 天津理工大學功能區域劃分

根據服務功能的不同，將校園劃分為教學區、生活區、水體休閑區和閑置用地區這4個功能區，在功能區內根據土地利用類型的不同，將景觀劃分為建筑、植被、水體和道路。

3 結果分析

天津理工大學總面積為151.45 hm2，其中生活區47.93 hm2，教學區48.49 hm2，水體休閑區41.24 hm2，閑置用地區13.78 hm2。校園內4個功能區中面積最大的是教學區，為師生提供了廣闊的學習交流的環境，所占面積比為32.02%，面積最小的功能區是閑置用地區，面積比為9.10%。其中水體休閑區的所占面積也較大，為師生提供了休憩、觀賞的大塊景觀場所。

3.1 各功能區優勢斑塊分析

最大斑塊指數可以用來確定景觀中的優勢斑塊類型，并且間接反映人類活動干擾的方向和大小[6]。由表1可知，建筑斑塊在生活區中優勢最大，最大斑塊指數為6.6027%；綠地斑塊在閑置用地區中優勢最大，最大斑塊指數為75.7869%；水體斑塊在水體休閑區中優勢最大，最大斑塊指數為60.6735%；道路斑塊在教學區中優勢最大，最大斑塊指數為27.2289%。生活區和教學區中的道路連通性較好，可以延伸至任意建筑及綠地斑塊；水體休閑區中的水體即明理湖和一部分陳臺子排水河占主要地位；閑置用地區在未來可能為新建筑提供場地，因此主要優勢斑塊為綠地。

表1 天津理工大學各功能區優勢斑塊

3.2 各功能區異質性與破碎度分析

斑塊密度（PD）反映斑塊被分割的破碎程度，也可以反映景觀整體的異質性的破碎度[6]，破碎度越大，景觀安全性就越小[7]。其中景觀異質性是景觀生態學的核心，是指景觀或其屬性的變異程度，是指生態學過程和格局在空間分布上的不均勻性和復雜性[8]。邊緣度密度（ED）用來表示景觀被邊界分割的程度，并可以直接反映景觀破碎化程度。如表2 所示，從各個功能區內部斑塊劃分來看，生活區中，斑塊密度最大的是綠地，為161.007 1，最小的是水體；邊緣度密度最大的是綠地，為515.493 3，最小的是水體。教學區中，斑塊密度最大的是綠地，為182.098 5，最小的是道路；邊緣度密度最大的是綠地，為556.763 8，最小的是建筑。水體休閑區中，斑塊密度最大的是綠地，為9.610 2，最小的是建筑、水體和道路；邊緣度密度最大的是綠地，為173.117 1，最小的是建筑。閑置用地區中，斑塊密度最大的是綠地和道路，為14.439 1，最小的是建筑；邊緣度密度最大的是綠地，為28.984 0，最小的是建筑。在不同功能區中，綠地斑塊的斑塊密度和邊緣度密度都是最大。根據天津理工大學平面圖分析，綠地斑塊在空間分布上不均勻，西多東少，西部的綠地多為閑置用地，因此破碎度低，具有較強的抵抗外界干擾的性能；東部由于是生活區與教學區的聚集地，因此破碎度程度較高，能量和物質交換不暢，抵抗外界干擾的性能較低。

表2 天津理工大學各功能區斑塊與整體異質性與破碎度

3.3 各功能區景觀多樣性與均勻度分析

香農-威納指數（SHDI）反映景觀多樣性大小，在一個景觀系統中土地利用越豐富，破碎化程度越高，組合的特征越復雜多樣，包含的信息量就越大[9]。香農均勻度指數（SHEI）表示給定景觀豐度下的最大可能多樣性，其值越大，景觀中的斑塊類型越均勻[6]。

在四類功能區中，生活區的香農-威納指數最大，為1.143 8，說明生活區中土地利用最豐富，破碎化程度最高；閑置用地區的香農-威納指數最小，為0.096 7，說明閑置用地區中土地利用最不豐富，破碎化程度不高，這可能是由于閑置用地還未被開發，功能種類不多，因此多樣性較小。教學區的香農均勻度指數最大，為0.775 2，說明教學區中的斑塊類型分布較為均勻；閑置用地區的香農均勻度指數最小，因為閑置用地區中的綠地斑塊占絕對優勢。由表3中可見天津理工大學的多樣性較小，對于土地利用較不豐富，整體破碎化程度較低，但整體均勻度較高，不同斑塊類型基本成均勻分布，功能分布較為均衡。

表3 天津理工大學景觀多樣性與均勻度

對于斑塊—廊道—基質模型，其中，大斑塊相對小斑塊具有更高的多樣性和更穩定的生態結構，小斑塊相對大斑塊具有更大的物種傳播的作用和提高景觀連接度的作用[10]。天津理工大學中，大斑塊主要集中于西部，小斑塊主要集中于東部，因此，西部的環境更加穩定，存在更多的生態鏈和更大的生態網絡，東部的連通性更好，是人流聚集地及校園交通樞紐。校園內道路四通八達且寬闊，可以延伸至建筑、綠地和水體的任一區域，連通性好，但有些道路由于路面老化、重型汽車碾壓和樹根生長等問題，出現了崎嶇不平的現象，存在潛在危險并且影響美觀。在中部即教學樓附近分布的廊道較筆直，易于物品的運輸、物種的擴散及能量物質的流動，在東北部以及中部綠化區分布的廊道存在一些彎廊道，這些廊道促進了物種的豐富，但會使物品運輸及物質能量的傳遞效率降低。由于高校中的基質大多已經和斑塊與廊道融為一體，幾乎不再產生獨立作用，因此在進行高校的景觀格局分析時，就不再考慮基質[11]。

3.4 各功能區聚合度分析

聚合度反映景觀類型斑塊間的連通性，聚合度越小，景觀越離散；聚合度越大，景觀越聚合[12]。由表4可以看出生活區、教學區、水體休閑區和閑置用地區包括天津理工大學整體景觀的聚合度AI 的值都相對較大，說明各功能區和校園整體的聚合度都較高，連通性好，校園出行與活動比較方便，減少了因繞路或走彎路而造成的不必要的能量損失。

表4 天津理工大學功能區聚合度

4 結論與建議

4.1 結論

天津理工大學各功能區中面積最大的為教學區，有效保障了高校以教育教學、科研為主的功能。生活區與教學區的優勢斑塊均為道路，連通性能好，保障了人流為主的流動性；水體休閑區的優勢斑塊為水域，閑置用地區的優勢斑塊為綠地，豐富了校園景觀，提供了較為豐富的生物多樣性，具有一定的生態效益。生活區和教學區內各類斑塊的異質性與破碎度較高，水體休閑區與閑置用地區內各類斑塊的異質性與破碎度較低；從各個功能區整體看，水體休閑區的斑塊密度最大，破碎度大，安全性小，斑塊分布數量多，相互之間影響力大；教學區的邊緣度密度最大，破碎化程度大，開放性強，與周圍斑塊的物質能量流流通好。各功能區景觀多樣性情況上，各功能區中生活區的多樣性最高，閑置用地區的多樣性最低；教學區的均勻度最高，閑置用地區的均勻度最低。各功能區聚合度情況上，各功能區聚合度較高。

4.2 建議

存在的問題有可供觀賞的綠化景觀較少，已有的綠化景觀例如花壇、校友石等數量較少且形式風格較于單一，觀賞性不高；校園水體的分布不夠均勻，大部分處于北區，導致南北兩區幾乎沒有水資源交換，并且南區師生進行觀賞時不夠便利。

（1）在綠化斑塊設計上，教學區內在教學樓外增加喬木層和灌木層進行隔音；草本植被的鋪設可保證通道高度的通達性。教學區的喬木、灌木與草地形成了良好的立體式結構，不僅增加觀賞性，同時在夏季時進行遮蔭擋沙，松柏還可以在冬季作為點綴，不顯單調[13]。生活區的安靜舒適是校內師生及工作人員休息和日常生活的保障，因此也要進行立體式結構植被栽種，在此基礎上增加有花植物，以及花壇、花叢、石子小徑和石頭雕塑的建立，避免景觀的單調。在植被種類的選取時，應因地制宜地進行選擇，并且要選高度合適、容易栽培的植物，還要保證高低錯落有致，增加層次感；為了使四季都可供觀賞，還要選擇生長季節不同的植被。在植被的養護和修剪方面，對人行道的地磚和馬路邊縫中生出的雜草進行人工修剪；按期對枝干進行修剪，一方面是為了去除樹木的病枝及壞枝，防治疾病及病蟲害并延長樹木壽命，另一方面是進行園藝設計，如將灌木修剪成球狀，若條件允許還可以將其修剪為更復雜的藝術造型，提高觀賞性；要適當施用農藥及肥料，保證植被的健康生長及有效治療病蟲害，減少植被的死亡；對老樹、病樹適當地補充營養劑，促進其長葉生根，來延長樹木的壽命，減少砍伐死樹及重新栽種的頻率，但對死樹的處理要及時，防止疾病傳染給其他樹木。

（2）在交通上，進行自行車的統一停放和安排將有助于改善校園的整體生態環境，加強對共享單車的維修和換新，延長共享單車使用壽命，實現成本降低、節能減排[14]。將私家車的停車位合理布局，實現進出方便與整齊美觀相統一。對于出現坑洼、崎嶇不平的道路，應盡可能早地進行修復，減少未來會出現的隱患。

（3）在水體上，大學校園中的水體具有調節空氣濕度和溫度的作用，還可以供師生休憩和觀賞，同時也具有一定的消防作用[15]。除了坐落于北區的明理湖外，還可在南區進行水文相關的建設，如鯉魚池、噴泉等，增加校園景觀的觀賞性，豐富校園生態類群，實現水體循環、發展可持續。將湖泊與生態浮島進行組合布置，提供物種棲息地，調節校園微氣候[16]。

（4）在垃圾處理再循環上，學校應鼓勵使用可回收和可再生的資源，鼓勵使用二手教材，進行垃圾分類與垃圾再回收，實現節能減排與低碳環保，同時減少學校運營成本和財政壓力[17]。

（5）在廊道設計上，設置文化廊道，在公告牌中展示校內好人好事、校園歷史與科研成績等，并且公告牌的內容要勤于更新，增加校園文化的傳播與提高師生們的興趣和熱情[11]。