城市绿地空间格局及其环境效应--以宜昌市中心城区为例

摘要

城市绿地在改善城市环境及维护城市生态系统平衡中起着极为重要的作用,而当绿地覆盖率小于40%时,绿地整体生态效益的发挥主要取决于绿地的内部结构和空间布局,但迄今为止缺乏绿地景观分布格局与环境效应关系的研究报道.本研究应用景观生态学原理,分析了湖北省宜昌市中心城区斑优格局、斑匀格局、廊道格局和对照格局等四种景观结构及其绿地分布格局,选取了气温、相对湿度、环境噪声和大气SO2、NOx、TSP含量等环境监测指标,观测了不同绿地景观格局下的环境效应,并对比分析了绿地分布格局指标与综合环境效应间的关系,以便提出城市绿地系统布局合理性指标,为城市绿地系统的景观结构优化提供依据.研究结果表明,斑优格局、斑匀格局、廊道格局和对照格局等四种不同景观在斑块总面积、建筑斑块面积和无绿化道路面积等景观总体格局上较均衡,但由于其绿化覆盖率及绿地景观分布格局差异较大,致使其环境效益也表现出明显的差异.其中,对照格局景观的绿地斑块总面积最小,绿地破碎化指数最高,绿化覆盖率仅为1.00%,以建筑铺装斑块和无绿化道路廊道为主要景观构成.因此,对照格局景观的环境气温较高、空气相对湿度低、环境噪声较大、大气TSP含量高,景观环境恶劣.斑优格局景观主要表现为绿化覆盖率高(达43.59%),并以大面积绿地斑块占优势,绿地斑块平均面积达29118m2,且绿地优势度指数最大、破碎度指数最小;绿化道路廊道总面积及平均面积均较高,斑块绿地与廊道绿地共存,其环境效应主要表现在降温增湿和滞尘减噪上.其中,与对照格局景观相比空气相对湿度显著提高5.93%、大气平均噪声显著减弱28.12%,TSP含量平均降低86.42%,而SO2和NOx的差异不明显.斑匀格局景观绿化覆盖率较低(11.34%),绿地优势度指数和绿地破碎度指数较低,但绿化廊道总面积和平均面积均比绿地斑块大,斑块绿地与廊道绿地共存,中小面积绿地斑块和绿化廊道呈均匀分布.与对照格局景观相比,斑匀格局景观空气相对温度提高4.64%,TSP含量降低46.62%,大气温度和环境噪声也显著降低.因而斑匀格局景观也具有降温增湿和滞尘减噪作用,但其滞尘效果仅为斑优格局景观的53.95%,减噪效果仅为斑优格局景观的12.45%.廊道格局景观中绿化覆盖率仅为6.13%,绿地斑块面积及绿地斑块平均面积小,绿地优势度指数和破碎度指数均较高;绿化道路廊道总面积和平均面积均较大,分别达到87660m2和17532m2,且绿化道路廊道总面积分别占廊道景观总面积和景观总面积的97.60%和98.43%,因而绿化廊道在绿地景观中占绝对优势.尽管廊道格局景观与对照格局景观相比空气相对湿度显著提高了6.29%,但由于承载着繁忙的交通任务,该景观区域环境噪声也同样比对照格局景观显著增加了21.47%,且TSP平均含量比对照格局景观高5.08%,大气NOx平均含量也比对照格局景观高9.06%.因此,廊道格局景观中大气NOx、粉尘和噪声污染严重,是城市中心商业区大气NOx、粉尘和噪声的主要污染源.总之,在景观总体格局上较均衡的城市中心商业区中,绿化覆盖率的高低对城市环境改善起着主导作用,而以大面积绿地斑块占优势、绿地斑块分布均匀、且绿地斑块与绿化廊道共存的绿地景观格局也对城市环境改善起着重要作用;且绿地斑块平均面积越大、破碎度指数越低、绿化廊道比例高,则其对环境改善的作用越大.因此,从城市绿地规划与建设的可操作性上看,采用绿地斑块平均面积、破碎度指数和绿化廊道面积比例作为衡量城市绿地系统布局合理性指标则更为简便、适用.