城市绿地是城市生态系统的重要构成和城市生态环境建设的核心，其空间结构与分布格局不仅对于城市生态系统的整体功能与环境生态承载力具有重要影响，而且对于维持城市生态系统健康平衡、提升城市环境品质以及促进居民身心健康等发挥着不可替代的作用^[1-3]。绿地景观生态格局分析和网络构建是城市绿地系统规划的重要依据和有效途径。国土空间规划是国家战略重要目标^[4]，城市绿地系统规划是国土空间规划的重要专项规划之一，是构建国土空间规划体系的关键环节。定量化研究绿地景观生态格局和网络构建能够为城市绿地系统和国土空间的科学规划提供理论依据与方法支撑。

景观生态格局分析是对景观要素的数目类型、空间配置结构与分布特征进行研究^[5-7]，对于生态系统保护和管理、景观生态安全格局构建具有重要意义^[8]。定量化研究城市绿地景观生态格局是分析城市绿地景观结构与功能的重要基础，是分析城市各种生态过程及进行城市景观生态规划的重要依据和必要前提，也是充分发挥城市绿地系统整体生态效益、优化城市空间结构的重要手段和途径^[9]。城市绿地生态网络是城市绿地遵循自然规律连接而成的城市绿地整体空间结构体系，对于维护和提升城市生态结构稳定有极其重要的作用^[10]。无线电高空测候(RS)和地理信息系统(GIS)技术是城市绿地景观生态格局定量分析的重要方法和技术支撑手段^{[6, 11]}。国外关于城市绿地景观生态格局的研究开始较早，国内的相关研究起步较晚。近年来，随着RS和GIS技术的逐渐成熟，城市绿地景观生态格局研究不断深入，涉及城市绿地景观生态格局特征^[11]、景观生态格局优化^[12]、景观生态格局动态演变及其驱动机制^[13]等方面。目前，有关城市绿地景观生态格局方面的研究往往集中在内陆城市^{[5, 9, 11, 13]}、干旱区城市^[14]、山地城市^[15]等，对于沿海城市的研究相对较少。

本研究以山东沿海城市青岛市为例，以RS和GIS技术为支撑，通过景观生态格局分析，从斑块类型水平和景观水平两方面对青岛城市绿地进行总体景观生态格局分析和梯度分析，并提出绿地生态网络构建等优化提升策略，以期充分了解青岛城市绿地各景观组分及整体景观生态格局特征，为青岛城市绿地规划与建设、城市景观生态安全格局构建提供科学的理论与实践参考。

1 研究区域与研究方法 1.1 研究区域概况

青岛地理坐标为119°30′E—121°00′E，35°35′N—37°09′N，行政区域面积为11 282 km²；位于滨海丘陵地区，地势东高西低，南北两侧凸起，中部下凹，地形丰富，山水林田海岛湾兼备；总体为“三山(崂山山系、大泽山山系、胶南群山)、三水(北胶莱河、大沽河、沿海诸河)、三湾(鳌山湾群、胶州湾群、灵山湾群)、一带(海岸带)”的布局；为北温带季风大陆性气候兼海洋性特点，四季分明；植物种类丰富，林木绿化率达40%；人文环境为“三湾、一轴(大沽河文化景观轴)、三带(胶济铁路、齐长城、胶莱运河文化景观带)”的格局^[3]。

1.2 城市绿地分类

依据《城市绿地分类标准》(CJJ/T 85—2017)，并结合研究区城市绿地建设现状，将绿地类型划分为区域绿地、防护绿地、附属绿地及公园绿地四类^{[9, 11, 16]}。

1.3 数据来源与处理

将Landsat8所拍摄的青岛市2017年SPOT遥感影像作为数据源，利用ENVI软件对遥感影像进行处理，融合为15 m分辨率影像后，进行大气校正、辐射定标；通过非监督分类对遥感影像图进行区域绿地、防护绿地、附属绿地及公园绿地四类绿地的信息提取；采用目视解译对影像中各类型绿地进行分类编辑；在ArcGIS中将矢量图转化为5 m×5 m的栅格图，导入Fragstats软件中进行景观指数运算^{[3, 5, 17]}，最终完成绿地信息的量化，建立青岛城市绿地信息数据库(见图 1)。

1.4 梯度缓冲带的设立

以市政府为圆心、以5 km为间隔在青岛城市绿地分类信息图上做环形缓冲带，从圆心向周围分别划分为第1样带、第2样带、第3样带、……、第26样带，共形成26个样带(见图 2)。对建立的环形缓冲带进行分析，能够体现出青岛城市绿地景观生态格局的圈层梯度变化特征^{[3, 18]}。

1.5 景观指数的选取

景观指数能高度浓缩景观生态格局特征信息，是定量化反映景观结构组成与空间配置特征的指标^{[9, 13, 19]}。景观指数的选取依据以下原则：第一，依据景观尺度对景观指数进行选择；第二，选择单一景观指数时对景观指数的相关性进行考虑，出现生态学意义相近的景观指数时依据研究区城市绿地具体的景观特征和城市绿地分类等内容进行综合考虑；第三，选取生态学意义与研究目标最为接近的、最具代表性的景观指数，从景观、景观类型和单一斑块三个层次上对景观指数体系进行科学合理的构建。依据上述原则选取12个景观指数进行计算分析，其相关信息见表 1。

2 结果与分析 2.1 青岛市绿地总体景观生态格局分析 2.1.1 斑块类型水平的总体景观生态格局分析

由图 3可知，区域绿地的CA值(1 105.6 hm²)、LPI值(11.582 7%)和PLAND值(56.898 5%)均最大，LSI值为116.173 4，表明在研究区四类城市绿地景观中，区域绿地占据优势地位，主要为大型斑块，空间分布不均匀；防护绿地的PD值(17.311 4个/100 hm²)和LSI值(148.775 6)最大，表明其分布较分散且形状复杂，受人类干扰程度大，LPI值为9.679 2%，表明其绿地斑块主要为大中型；附属绿地的MPS值最小，LPI值、PLAND值和PD值分别是5.890 9%、8.254 8%和6.183 9个/100 hm²，表明其绿地斑块主要为中小型，形状较为规则且景观破碎度高；公园绿地的CA值(28.6 hm²)、LPI值(0.047 0%)、PLAND值(1.471 9%) 和NP值(773个)均最小，表明其主要为小型斑块且斑块数量少，PD值和LSI值分别是0.397 8个/100 hm²和24.037，表明其绿地斑块在城区分布较集中且形状较为规则。

2.1.2 景观水平上的总体景观生态格局分析

由图 4可知，研究区四类城市绿地TA值为2 010.98 hm²，覆盖率为17.82%；NP值为70 034个；MPS值和PD值分别为0.028 7 hm²和74.870 4个/100 hm²，表明景观破碎度高；LPI值为11.582 7%，表明研究区城市绿地主要为大型斑块；LSI值为224.879 1，表明绿地斑块形状较复杂，受人类活动干扰剧烈；PRD值、SHDI值和SHEI值分别为34.825 8个/100 hm²、1.268 4和0.788 1，表明研究区内城市绿地种类较齐全，但景观破碎度高，不同类型的城市绿地占地面积差距较大；AI值为75.1346%，表明同类型的绿地斑块连接度高。

2.2 青岛市绿地斑块类型水平上景观生态格局梯度分析 2.2.1 斑块类型面积

由图 5分析可知，区域绿地与防护绿地的CA值梯度变化较显著。区域绿地CA值在6—10样带内数值较高，主要与该区域内存在崂山风景名胜区、少海湿地公园、大珠山风景名胜区、尹家大山等面积较大的风景名胜区、城市公园和山体有关；于21样带达到小高峰，主要源于该区域内有大泽山；防护绿地CA值于8—10样带达到最大，主要源于该范围内有铁山水库、大沽河等多个水域，且多条交通道路集中分布；附属绿地CA值于景观中心的样带内达到高峰，是因该区域位于城市中心，有占地面积较大的居住区、道路交通和商业等城市建设用地，以及有多个高校和动植物园，绿化建设水平良好；公园绿地CA值在6—8样带达到高峰，与该范围内存在澜湾艺术公园、唐岛湾滨海公园等占地面积较大的公园有关。

2.2.2 斑块密度

由图 6分析可知，四种城市绿地的PD值相对均衡，其中，公园绿地PD值最低。区域绿地PD值于12—14样带达到峰值，源于此区域中城市化程度较高，人为活动干扰强度大，绿地斑块分布较分散，第20—24样带存在高峰区，与该范围内有风景名胜区，开发水平低，绿地景观结构复杂有关；防护绿地PD值波动较显著，16—20样带内数值较大，于第16样带达到高峰，源于该区域主要处于城市化水平较低的平度市和莱西市，交通路网稀疏，绿地斑块分布较分散，于第22—28样带内直线上升且数值较大，与该区域内的大泽山风景名胜区开发水平低，交通路网稀疏有关，绿地景观空间结构复杂且分布较分散；附属绿地PD值于第2样带达到最大，源于此区域城市化水平高，绿地斑块分布较零散，表现出一定的景观破碎化，此外，其他缓冲带内数值均较低，表明其他区域内的绿地斑块破碎度低且连续性强；公园绿地PD值整体波动较小且数值较低，表明该范围内的绿地斑块分布集中度高、破碎度低。

2.2.3 斑块类型占景观面积的百分比

由图 7分析可知，区域绿地和防护绿地的PLAND值变化显著，附属绿地和公园绿地PLAND值与PD值整体变化呈正相关。区域绿地PLAND值从景观中心样带到第8样带大致直线上升，于5—8样带出现峰值，与该范围内存在面积较大的少海风景区、崂山风景名胜区等区域绿地有关，于20—24样带内达到最大，是因此区域内存在茶山、大泽山风景名胜区等绿地；防护绿地PLAND值于16—20样带出现峰值，与此区域内存在双庙水库、小沽河等较多占地面积较大的水域有关；附属绿地PLAND值整体下降，在景观中心带达到峰值，与该区域内有学校、商务中心、居住区和医院等城市建设用地聚集分布，其附属绿地的绿化质量良好有关；公园绿地PLAND值整体变化不明显且数值较低，于第2样带内达到高峰，是因该区域内有金沙滩啤酒城、浮山公园等广场和公园分布。

2.2.4 景观形状指数

由图 8分析可知，防护绿地LSI值较大，高于另外三类城市绿地景观，各类型城市绿地的LSI值整体均较大，表明研究区内城市绿地的景观形状不规则。区域绿地LSI值于8—10样带达到最大，与该区域处于大泽山和崂山风景名胜区，受城市化和人类活动影响程度大有关，因此绿地斑块形状复杂；防护绿地LSI值整体较高，且沿缓冲带发生波动，源于其受研究区高水平城市化影响显著，绿地景观形状较复杂，于8—10样带内达到最大，主要与区域内的水域附近有不连续带状绿地分布有关；附属绿地LSI值变化整体为下降趋势，于第5样带达到最大，源于此范围内多居住用地和商务中心等，城市化水平高，受人类干扰程度较大；公园绿地LSI值于第7样带达到最高峰，是因此区域位于城阳区，龙青高速等多条高速路密集分布，受人为干扰程度较大。

2.3 青岛市绿地景观水平的景观生态格局梯度分析 2.3.1 最大斑块面积指数

由图 9分析可知，研究区城市绿地LPI值沿缓冲带产生明显的梯度变化。LPI值于第1—4样带显著上升，源于该范围内城市化水平高，主要为占地面积较小的附属绿地和公园绿地，缺少面积较大的城市绿地；于第5—6样带内达到最高峰，是因该范围内有占地面积较大的大泽山、崂山风景名胜区等区域绿地；于第11样带内产生小高峰，与区域内的铁橛山风景区有关；于第21、23样带均产生小高峰，与区域内的大泽山风景名胜区有关。

2.3.2 斑块密度

由图 10分析可知，研究区城市绿地PD值于第2样带产生峰值，表明该范围内的城市绿地斑块面积小且分布较零散，景观破碎度较高；分别于第13样带和第17样带内产生峰值，源于范围内的城市绿地建设质量和水平较低，绿地斑块所占面积较少；第4—12样带内PD值较小，源于该范围内的城市绿地类型简单，绿地斑块所占面积较大；第18—28样带内PD值较大且总体上升，表明该范围内的城市绿地破碎度较高，主要源于此区域位于受城市化影响程度较小的城乡地区，绿地占地面积较大。

2.3.3 景观形状指数

由图 11分析可知，研究区城市绿地的LSI值与PD值整体变化趋势相反。LSI值于第8样带达最高峰，表明该范围内城市绿地的形状与分布严重受到人为活动的干扰；第1—7样带整体上升，表明该范围内城市绿地形状趋向复杂，源自人类对该处的山体森林进行砍伐等活动；第9—15样带和第22—28样带整体下降，源于此范围城市化程度低，人为干扰活动较少，城市绿地形状简单规则。

2.3.4 景观丰富度密度指数

由图 12分析可知，研究区城市绿地PRD值波动幅度较大。PRD值分别于第1—2样带、第16样带和第25样带达到高峰，表明范围内的城市绿地景观类型丰富且景观空间异质性程度高；第2—10样带内数值整体降低，表明该范围内的城市绿地景观类型趋于单一化，主要为某一类城市绿地，绿地景观的空间异质性和丰富度降低。

2.3.5 Shannon多样性指数

由图 13分析可知，研究区城市绿地的SHDI值梯度变化整体下降，表明研究范围内，不同类型的城市绿地斑块所占面积的差距不断增加，在城市中分布的不均匀程度增大。SHDI值于第3样带内达到最高峰，表明该范围内的城市绿地景观类型较为丰富；分别于第8样带和第15样带内产生峰值，表明范围内的城市绿地种类多样且斑块破碎度高；第21样带内达到最低，表明该范围的绿地景观类型较为单一，主要是区域绿地。

2.3.6 Shannon均匀度指数

由图 14分析可知，研究区城市绿地SHEI值整体沿缓冲带产生一定的波动，但变化幅度小。SHEI值分别于第2—4样带和第25样带内达到高峰，表明范围内的城市绿地景观多样性水平高，类型斑块优势不突出，绿地均匀度较高；分别于第10样带、第14样带和第21样带内出现低值，表明范围内的城市绿地景观多样性水平低，类型斑块优势较突出，主要为区域绿地。

2.3.7 聚集度指数

由图 15分析可知，研究区城市绿地AI值沿缓冲带的梯度变化较平缓，表明研究范围内城市绿地的建设水平质量良好，景观破碎度低。AI值于第5样带达最高峰，表明该范围内的城市绿地主要为连接度较强的大面积斑块；第24样带达到最低，表明该范围内的城市绿地景观破碎度高，绿地斑块所占面积较小且分布零散。

2.4 青岛城市绿地景观生态格局存在的问题

斑块类型水平上，研究区内区域绿地、防护绿地自身生态效益较好，但空间分布不均衡。区域绿地MPS较低，LPI较高，说明区域绿地多聚集在城市西南部、东南部和北部地区，中部地区缺乏面积较大的区域绿地，难以有效服务城区居民；防护绿地NP、PD及LSI较高，CA及MPS较低，说明防护绿地景观破碎度较高，受人类干扰活动影响大，主要分布于面积较大的河流与道路两侧；附属绿地NP较高，MPS及LPI较低，说明附属绿地分布较散乱，以小面积斑块为主，景观破碎度高，缺乏大面积的附属绿地建设，但因其承载着休闲游憩、日常防护、文化形象等多方面功能，符合公众日常游憩需求，在平度市与莱西市分布较少；公园绿地CA及NP较高，LPI较低，说明公园绿地数量较少，布局结构不合理，主要分布在东部沿海区域，黄岛区与县级市等较少，难以有效满足周边居民的多元需要。

景观水平上，综合AI、LPI、LSI、PD、SHDI、SHEI及PRD可以说明研究区城市绿地景观类型较齐全，多为大型绿地斑块，同种绿地斑块连接度高，但空间分布不均衡，空间异质性高，绿地景观形状复杂且景观破碎度高；中部地区绿地景观丰富度较低且破碎度高，中北部与南部地区绿地景观种类多样，空间异质性高，景观破碎度高。

2.5 青岛城市绿地景观生态格局优化与网络构建方案

景观生态格局优化是构建区域生态安全格局、实现国土空间生态安全的重要手段^[8]。以前述城市绿地景观生态格局分析为依据，优化构建如下青岛市绿地景观生态网络，以指导沿海城市绿地规划与布局^[20]。

(1) 构建完整稳定、科学合理的沿海城市绿地生态网络系统，能从宏观角度将孤立的绿地斑块纳入城市生态发展规划中，有效降低青岛城市绿地景观破碎度，提高绿地斑块连接度水平，形成一个自然、完整、连续且平衡稳定的绿地生态系统，促进绿地景观生态格局优化^[21-22]。以景观生态格局理论、生态网络理论和城市形态学理论为指导，依据青岛城市总体布局和人文环境格局，构建了“一轴、三核、廊汇成网、节点密布”的城市绿地生态网络系统(见图 16)，从而加强不同城市绿地类型的景观连通度，使城市绿地系统的生态效益、社会效益和经济效益最大化。

“一轴”指以大沽河生态绿轴为轴线，其不仅在地理位置上贯穿青岛市南北区域，且具有重要的自然和人文价值，是青岛市最为重要的轴线；“三核”指以城市内占地面积最大、占优势地位且能够发挥显著生态系统服务功能的三个大型绿地斑块——崂山山群、天柱山-大泽山山群、小珠山-大珠山-铁橛山山群为生态绿核，在改善城市小气候、提供生物栖息地和维护生物多样性等方面具有重要的保障意义；“廊汇成网”指将青岛市内的重要河流、道路等廊道汇集成网状系统，通过绿色廊道的连接作用将孤立、破碎的绿地斑块有机联系在一起，是构成生态网络的“毛细血管”；“节点密布”指将城市各绿地斑块(主要指较独立的绿地斑块、城市公园、自然保护区和风景名胜区等)作为景观节点均衡分布于市域范围内，起沟通和补充作用，充分发挥其生态服务功能和社会功能。在城市绿地生态网络体系下，点、线、面相互交织渗透，共同提升青岛城市绿地的整体生态效益。

(2) 依托水系、山体、防护林带等构建沿海城市的绿道网络。围绕大泽山、铁橛山、大沽河等重要自然、人文资源，建设滨海休闲型、滨河生态型、山海风情型、山林游憩型、田园观光型、城郊休闲型景观绿道，同时串联城市内部主要景观节点，打造次等级绿道，提高绿地完整性和连续性，发挥其整体效益。

(3) 加强沿海城市防护绿地建设。加强海岸带防护林建设；利用铁路、高速路等设施防护绿地，与郊野公园共建城区生态屏障。

(4) 着力建设沿海城市公园绿地和附属绿地。构建“城市公园、郊野公园、社区及口袋公园”体系，形成功能齐全、布局均衡的多层级公园绿地体系，提高滨海公园的可达性和利用率；适当增加并提升附属绿地的数量与质量，提高其在城市绿地景观类型中的比例。

(5) 加强沿海城市水系生态廊道建设。青岛市存在多条河流，且建设情况相对较差。通过河流廊道串联周边绿地斑块，提高城市绿地斑块景观连通性和稳定性，做到蓝绿结合、以水带绿。

3 结语

研究基于RS和GIS技术，通过总体景观生态格局分析和梯度分析，分别从斑块类型水平和景观水平对青岛城市绿地景观生态格局进行了定量研究，分析了青岛城市绿地景观生态格局存在问题，并提出了“一轴、三核、廊汇成网、节点密布”的城市绿地生态网络系统优化与网络构建方案。结果表明：斑块类型水平上区域绿地和防护绿地分布不均匀，但生态效益较好。其中，区域绿地以大型斑块为主且占优势地位，主要聚集在城市北部、西南和东南区域；防护绿地以大中型斑块为主，分布分散，受人类干扰活动影响大；附属绿地以中小型斑块为主，形状较规则，景观破碎度高，缺乏大面积的附属绿地建设，但符合公众游憩需求；公园绿地以小型斑块为主且数量少，聚集在东南区域，在城区分布较集中，形状较规则。景观水平上，研究区城市绿地景观类型较为齐全，以大型斑块为主且同种斑块连接度高，但整体破碎度高，不同类型城市绿地占地面积差距较大；中部地区绿地景观破碎度高，分布零散，受人类干扰影响大，南部与中北部地区绿地种类多样，景观破碎度高，景观形状较复杂。