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城市绿地的空间格局分别由绿地景观格局和物种分布格局两方面体现,绿地的景观格局强调绿地作为景观单元的结构以及空间分布,物种分布格局强调绿地斑块内部植被的种群结构和物种配置。本研究以深圳经济特区为对象,从这两方面研究城市绿地空间格局及其生态效应。在绿地景观格局方面,通过对2000年和2004年遥感图像的处理和分类,利用Moving Window移动窗计算方法获得绿地最大斑块指数LPI、形状指数LSI和粘连度指数PCI以及景观聚集度指数AI和多样性指数SHDI分布图,将格局分布图与地面温度分布图进行叠加分析,研究绿地景观格局的热环境效应。在植物分布格局方面,通过大尺度的绿地样方调查,获得城市六种绿地类型(郊野林、休闲绿地、道路绿地、居住区绿地、单位附属绿地和生产绿地)的植物组成比例,以占据各绿地类型70%以上的63种优势植物作为基底数据,结合园林植物生态效应指标的野外测定数据,通过航片提取各类型绿地面积,对深圳绿地植被的固碳释氧、蒸腾吸热和滞尘总量进行了推算。主要研究结果如下:
1.深圳特区绿地格局特征:特区绿地的破碎程度低于城建用地、水域和裸地,绿地的形状复杂程度低于城建用地,但高于另两种类型,绿地不同区域的破碎程度和形状复杂程度差异较大;绿地的斑块粘连度高于城建用地、裸地和水域,且区域差异较小。
2.深圳特区各类型绿地格局特征:特区郊野绿地破碎程度和形状复杂度最低,斑块间的连接最紧密,生产绿地和休闲绿地次之,城市核心区的道路绿地、居住区绿地和单位附属绿地破碎程度高、形状复杂、斑块连接度低,与前三种绿地类型差距较大。特区绿地植被盖度高的区域具有斑块破碎度低、连接紧密以及形状简单的特点。
3.深圳特区绿地格局的热环境效应:五种绿地格局指数与地面温度均有显著的相关关系,但偏相关分析结果显示剔除了植被盖度的影响后只有LSI和AI分别对温度有显著的正相关和负相关关系。五种绿地格局指数表现出小尺度下(100m半径窗口)对地面温度的回归拟合程度较高,大尺度下(2000m半径窗口)对地面温度的回归拟合程度较低的尺度效应;LPI、AI和SHDI对地面温度的影响速率在中等尺度(1000m半径窗口)下最低。五种绿地格局指数对地面温度的回归曲线均表现出冬季拟合程度高于夏季拟合程度的特点;LPI、LSI、AI和SHDI在夏季对地面温度的影响比在冬季更快。PCI和地面温度的关系采用三次幂函数拟合,在低温区域,地面温度随PCI增大而快速减小,而在高温区域,PCI的增大对地面温度的降低作用减弱。
4.特区植被生态效益的推算:特区绿地年吸收CO2量为4.78·105t,年释放O2量为3.47·105t,年蒸腾总量为4.68·107t,年吸热总量为1.14·1011MJ,年滞尘总量达47997.58t。深圳郊野绿地和生产绿地的年生态效益总量最大,其次为休闲绿地和道路绿地,居住区绿地和单位附属绿地的生态效益较小。单位面积的生态效益方面,道路绿地较大,郊野绿地、休闲绿地和生产绿地次之,居住区绿地和单位附属绿地最小。基于主要园林植物的单位土地面积年生态效益以及各绿地类型的物种配置特征,提出了城市绿化建设与选种的建议。