大连主城区绿地景观格局与生态服务功能动态

【摘要】作为城市生态系统研究的热点领域,城市绿地景观格局及其生态服务价值的定量研究能够为城市可持续发展提供解决途径,对改善城市生态人居环境具有重要的应用价值。本文尝试将植被净初级生产力引入城市绿地生态系统服务的价值估算中,定量分析城市绿地景观格局和生态系统服务价值的动态变化,获得不同类型绿地生态系统服务的单位面积价值及其时空变化规律,为城市生态系统可持续发展研究提供思路。本文以多期SPOT5和ZY-102C遥感影像为数据源,结合大连主城区历史文脉、气象地形、统计年鉴和野外调查等基础数据,对研究区2003年-2012年间四个时期的绿地生态系统进行类型划分和景观格局空间数据提取；将温度、降雨量和太阳总辐射值进行数据空间化,并以光能利用率模型估算绿地生态系统净初级生产力,作为生态服务价值估算的生态环境参数；结合土壤以及DEM空间数字高程数据,选择研究区绿地主要提供的八类生态系统服务,采用相应方法估算不同绿地类型生态系统单位面积上的服务价值和总服务价值。研究主要内容和结论如下：(1)近十年间大连市主城区绿地景观类型结构保持稳定,其他绿地和公园绿地是大连主城区主要的绿地景观类型。研究区绿地主要分布在西南和东南多丘陵的地区,中山区和沙河口区绿地斑块占区内面积较大,甘井子区绿地分布极不平均。绿地类型水平上景观指数的变化表明其景观面积增加且破碎化程度加重；自然绿地各景观指数的下降幅度较大,表明人类活动对其影响较大。绿地景观水平上景观指数的变化表明绿地景观斑块类型趋于破碎化和间断分布,体现出人类对自然绿地的干扰加强。因此近十年间研究区绿地景观格局的变化使城市绿地的自然特征减弱,人文特征增强。对比主城区与开发区其他绿地动态变化可知,2003年-2012年主城区因难以抵消城市建设发展对其他绿地的蚕食,导致自然绿地面积减少了25.74%,开发区其他绿地面积比2003年有所增加,近十年共增加了8.44%,表明人类决策对城市绿地发展的重要作用。以城市中心为圆心作3km等距缓冲区梯度带,结合景观指数分析表明,研究区绿地梯度变化规律与研究区内丘陵分布有关,城市逐渐向北扩张引起景观指数随梯度的波动性变化。研究区绿地沿梯度变化规律受地形影响,人类活动对研究区绿地的干扰从平坦地区向丘陵山地递减。(2)2003年-2012年间四个时期中,大连主城区绿地NPP平均值在2007年升高,其NPP平均值升高了15.72%,此后逐期递减,后三期共降低了12.5%。NPP总值变化规律与NPP平均值相同,在2007年到达最高,与2003年相比,增幅高到13.67%,此后逐期递减,后三期的降幅为13.41%。研究区绿地总面积的不断减少是造成NPP平均值和NPP总值具有相同变化规律的主要因素。NPP最大值主要分布在研究区西南部与东南部,分布规律体现出城市中心低于城市边缘的总体趋势。从2003年-2012年研究区绿地NPP较低的区域逐渐由城市中心向外围扩展；丘陵地区较高,平坦地区较低,西南部与东南部明显高于中北部城市区域。综合相关气象因子空间分布数据,NPP空间格局受温度与降雨量分布动态的影响较大,降雨量大的地区NPP较大,温度高的地区NPP较小,降雨量对NPP的影响大于温度。(3)2003年-2012年研究区绿地生态系统服务类型价值大小排序依次为：土壤保持服务价值>气体调节服务价值>有机物质生产服务价值>水源涵养服务价值>营养积累服务价值>生物多样性保护服务价值>文化服务价值>废物处理服务价值。各类型绿地生态系统在四个时期的土壤侵蚀变化比较明显。2010年因降雨集中致使土壤侵蚀量较大。地表的曲面形态复杂和月降雨量较高的地区,较易发生土壤侵蚀。研究区绿地生态系统总服务价值最大值分布于西南部和东南部丘陵地带,以其他绿地生态系统为主；总服务价值最小值分布在中北部城市平坦区域,以人工绿地生态系统为主；空间分布规律为从城市中心开始向外围逐渐升高,尤其沿东南和西南方向升高幅度逐渐加大,以其他绿地和公园绿地为主的西南与东南部地区明显高于中北部城市建设用地较多地区。研究区不同类型绿地的不同类别单位面积服务价值排序不同,整体排序为其他绿地>公园绿地>附属绿地>道路与水系绿地；四类绿地生态服务价值总量排序与单位面积价值一致,其它绿地和公园绿地生态系统总服务价值分别到达整体绿地总服务价值的66.46-79.52%和18.97%-25.09%,服务价值总量受面积影响较大。道路与水系绿地生态服务总价值呈逐期升高的趋势,公园绿地、附属绿地和其他绿地均在2010年前逐渐增加,在2012年减少,与人工绿地面积增多和自然绿地面积减少关系密切。
【作者】李想；
【导师】王凤友；
【作者基本信息】东北林业大学，生态学，2014，博士
【关键词】城市绿地；生态系统服务价值；净初级生产力；景观格局；

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