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1、-景观城市规划城市绿地网络的发展为生物多样性保护：基于图论的识别和重力模型第三历史: 2009年3月收到30表8中收到修改2009年10月接受2009年11月9日2009年12月9日 关键词:贩路径 场景 空间分析 城市生物多样性 济南城市城市地区蕴藏着丰富的植物有显著的贡献,但对生物多样性和孤立栖息地损失的主要原因是城市的扩张威胁生物多样性和保证对开发的限制。连接性的城市绿地所提供的栖息地和回廊,有助于保护生物多样性。研究人员和规划者们已开始运用景观生态学原理发展绿色空间网络和增加连接到维护和恢复生物多样性。在本文中,潜在的走廊被确定在中国济南, 采用路径分析方法,贩绿色空间网络得到了发展和
2、完善基于图论和重力模型。空间的分析结果显示,提议中的计划降低破碎度和增加连通性。以广场和路边为主要类型的绿色空间绿地有所增加,但他们却只能缓慢地改善网络和物种的多样性。开发潜在通道路径分析了使用后的结果更近似真正的景观值,包括阻抗沿着连接。它揭示了潜在的网络中存在目前绿化规划的问题。绿色空间网络,提出一种基于图论和重力模型简化和系统化的复杂的景观,帮忙找出每一个绿色的空间意义和指导城市规划生物多样性保护区。出版社。2009年B.V.保留所有权利 1 简介 1992年联合国生物多样性公约(UNCED, 1992)，生物多样性已经成为一种基本的保护价值。因为城市地区也可能包含一个丰富的植物在很大程
3、度上有助于生物多样性、城市生物多样性保护现状应受到更多的关注(Miller, 1988; Duhme and Pauleit, 1998)。 都市的绿色空间可以被定义为室外大量的植被存在的地方 (Jim and Chen, 2003)。城市绿地为生物多样性提供重要避难所。然而快速城市化已消除了更多的绿色空间,尤其是传播通道(Harris and Scheck, 1991)。到2050年世界人口居住在城市的比例预计超过65%(Schell and Ulijaszek, 1999),并且剧烈的人口加强增加都伴随着城市发展。在2001年中国城市人口量将达到这个国家的人口总数的比例的37.7%;预计到
4、2050年可达到 75% (Chinese Mayors Association, 2002)。导致的结果, 是剩下的城市绿地日益侵犯和作为城市成为支离破碎的人口密度较高的适应生长(Jongman, 2008a) 。 栖息地的破坏,损失、和孤立严重是目前威胁生物多样性的一个主要原因,1996年灭绝危机(Collinge, 1996; Adriaensen et al., 2003)。例如,超过180个植物物种成了当地已经灭绝过去的100年,德国慕尼黑 (Duhme and Pauleit, 1998)。 这种特制的自然保育从改变地点对保育绿地保护网络包括更大范围的景观, (Opdam, 199
5、1)。绿色空间网络可以提供解决办法,加强土地利用中存在的破碎问题,使自然种群物种和威胁在栖息地生存,(Jongman, 2008a)连通性是相对的分裂。为了减少隔离生境片断，生态学家及保育生物学家推荐维护生境的连通性,通过保护走廊物种之间的运动,允许剩下的栖息地通过开发城市绿地和网络(e.g., Jordn et al.,2003; Parker et al.,2008;Esbah et al.,2009)。 发展这些网络日益被认为是一种合适的方法来改善城市绿色空间的生态价值(Cook and van Lier, 1994;Hepcan et al.,2009)。 栖息地的连通性扮演着相当重要
6、的景观水平，其作用的基因流动人口生存能力通过维持并促进迁移、传播以及开拓殖民地(Hargrove et al.,2004;Saura and Pascual-Hortal,2007)。因此,建立或维持连通性是必要的,便于在补丁生物多样性的保护。16-27 95(2010年)图1 .研究区域的位置。空间形态的landscape-scale和分布规律确定物种栖息地(Swingland and Greenwood,1983;Debinski et al.,2001)。空间格局和功能分析的“斑块-廊道-基质”景观生态学的基本成分。景观生态学家使用连通性(走廊),来描述一个景观的结构和在空间和时间函数连
7、续(e.g., Forman and Godron,1986)。城市可持续发展、城市绿化是一个重点生物多样性的元素,但必须是不可分割的组成部分绿化。因此, 一个全面的绿色空间和发展网络可以维护生境与传播路线,保持landscape-scale连通性在城市生物多样性保护现状已经成为关键因素(Bennett,2003;Parker et al.,2008)。城市绿色空间的发展网络包括了保护现有的绿色空间,创造新的空间形式,连通性和恢复和维护中多种多样的绿色空间。要维持或恢复连接,规划者必须找出最佳生境与潜在的走廊,考虑到更远的距离（栖息地和隔阂阻抗)所构成的景观和土地利用图(Opdam,1991)
8、。然而,目前还没有分析工具综合识别潜在的传播通道在真实世界中的景观,在沿着走廊岛屿生物地理学理论的角度考虑阻抗匹配的运动(Noss,1987; Hargrove et al.,2004)。 规划者一般只考虑距离生境斑块之间,而不是空间异质性阻抗等景观基质(Hargrove et al.,2004)。在本论文的基础之上,提出了使用路径工具识别潜在的走廊提供贩地理信息系统软件。我们也利用了重力模型和图论发展绿色空间网络免受潜在的走廊规划者可以识别相对优质的栖息地和选择最好的机会去保护和恢复连接。我们研究的目标是:(一)以节省批判都市的绿色太空;(2)tomodelpotential走廊;大力发展绿
9、色空间网络基于贩路径分析方法;(3)发展规划场景的绿地网络和相应的识别每一个栖息地的相对重要性的基础上或走廊的重力和图论模型;(4)来评估是否计划将改进的绿色空间网络,以及随后的绿色空间确认机会分配与规划的新优化网络的绿色空间。2。研究区42N(36济南市02E 117)位于中间,在山东省的中国(图1a),在东部沿海地区,北泰山和横跨黄河(图1 - 1b)。济南是山东省省会城市,已有超过2600年。它经历了戏剧性的人口和空间增长在过去的50年里:人口增加3.19万在2005年1952 - 5.90亿(济南统计局、2005年出版)和从24.6k面积增大了重建1949年超过了在2003年190k(
10、济南统计局,2003)。 济南是由六区,三县,一个县级城市(图1c)。济南规划局的2004-2020总体规划提出了东扩城,与城市区域扩大到三环走(图1d)。在本研究区检查的一部分包括整个城市里面的三环走,占地面积538k(图1d)。 2004-2020济南规划局的主人计划提出了新城的建设,主要的东边城市建筑面积,扩大400k总额。如果这个计划是执行的建筑面积,然后盖74.33%会进行的研究区域,创造显著的直接的影响,在某一地区是现在两倍的城市的范围。图2。济南局的绿地景观规划(1996-2010)进行研究区域。高密度发展和快速的城市扩张影响城市植被的组成和多样性。为例子中,原始的自然植被包括垂
11、柳,这是现在的部分或完全消失了。作为结果,景观曾被描述为具有“弹簧和柳树在每一个庭院” (Liu, 1903)是一去不复返了。此外,越来越多利用进口外来物种的舒适性。今天,主要的优势种是法国梧桐,槐树,毛白杨，柏科，连翘，和冬青卫矛。(Jinan Landscape Bureau, 2001)。 都市化快速成长已经日益侵占了绿色空间。从1989年到2004年研究区景观森林下降了1550公顷(超过13%)(Kong and Nakagoshi,2006)。面对这一严峻的形势,地方政府提出几个绿化政策。1996年,一个新的绿色空间提出了一种适合实施规划系统在2010年之前(图2)。在这个城市绿地规
12、划、济南市人民政府提出了“一环,三个公共绿地及九楔子“绿色网络系统,并试图建立一个“国家园林城市”(Jinan Landscape Bureau,2001)。特别值得注意的是,政府希望通过这个计划提高绿地的生态价值和生态可持续性分裂,维持自然植被,增加生态兼容性对城市滨水景观矩阵。这个计划如果实施将会导致相当大的改进,但这个计划仍有很多优势将会减少种种弊端,促进城市的可持续发展。济南经历快速人口增长，栖息地的破坏和威胁的栖息地碎片仍有损失严重,。因此,发展绿色空间网络连接,可以识别和保护绿色空间的生物多样性,并且允许可持续城市的发展。3。方法我们的研究利用2004年现场图像(分辨率10m)生产
13、数字土地利用与绿地的地图。这些照片是纠正使用地形图和地标(1:10,000)和空中1:10,000拍摄的照片(2000年)产生。明确土地利用与创造了绿地地图使用手册解释ArcInfo ESRI软件结合的现场调查和土地变化。除此之外,城市绿地规划的地图(1:50,000)1996-2010年,由济南园林部门备案也是数字化(图2)。发展绿色空间网络需要改进城市绿色空间的空间格局。找出潜在的我们比较了改进,发展的预测培养和天然的绿色空间计划(2010年)(图2)现有的状况(2004)采用六个空间指标(见表1),通常被引用的景观格局指数用来解释其特定的生态意义,以及他们的能力(Schumaker,19
14、96;Tischendorf,2001;Zhang and Wang2006;Pham and Nakagoshi,2007)。我们希望空间景观的度量标准,分别鉴定为由于不同优势、连接、或聚集,将有足够的以描述解释力的组成与配置的景观,并因此来表达其生态意义。FRAGSTATS指数,用栅格格式计算了(版本McGarigal33)(McGarigal et al.,2002a,b)在一项决议之一500万500万像素。这些指标简单的描述提供的思路在表1。发展绿色空间网首先是发现潜在的走廊,其次是优先化产生的网络(本文中,基于引力模型和图形the-ory)。相对高品质绿色空间结构和区域用来识别重要的
15、走廊。整个过程中为图3中显示的方法,并在3.1和3.2%部分进行详细描述。大多数工作都做在栅格格式使用ArcInfo的网格模块。该分析使用500万500万像素使失踪的狭窄风险降到最小潜在走廊。表1 描述基于景观度量(苏达权等,McGarigal酰,b)。景观度量（简称）描述班面积(CA)CA之和等于的地区(m2)的所有补丁相应的补丁类型除以10000(一百公顷)。它是一种计量景观组成。斑块密度(PD)的意思是补片大小(MPS)斑块的数量每100公顷。这是一个简单的度量的支离破碎的补丁类型。一个特定的区域被除以补丁类型斑块的数量的那种类型。它是一个简单的度量的支离破碎的斑块类型。斑块指标(LPI
16、最大)LPI面积(m2)等于最大的补丁,相应的补丁类型除以总中心景观区(m2),乘以100(转换到一个百分比)。它的一个简单方法的优势。欧式的意思是近邻距离(多神经网络)这个距离等于多神经网络(m)的意思是价值超过所有城市绿地斑块去最近的邻近的补丁,基于的细胞与细胞的中心距离最短。这是补丁语境的一个简单方法,已经被广泛地以量化的补丁隔离。补丁凝聚力指数(凝聚力)减去凝聚力的总和等于1补丁周长(以数量的细胞的表面)除以补丁周长的总开平方的斑块面积(以数字细胞)块的相应的补丁类型,除以1减1的平方根的计算细胞总数的景观,乘以100来变换成比例的。它测量了相应的补丁物理连通性的类型。图3。该过程用于识别潜在的走廊上,开发一个城市绿地空间网络。3.1。 基于贩建模潜在的走廊的路径分析这个函数是一种网格式贩路径优化算法在网格模块,它最初是被设计来找到道路和球迷道路的两点之间使用构建一
