地理学报 ›› 2017, Vol. 72 ›› Issue (3): 444-456.doi: 10.11821/dlxb201703007
收稿日期:
2016-09-12
修回日期:
2016-12-13
出版日期:
2017-03-15
发布日期:
2017-05-03
作者简介:
作者简介:吴健生(1965-), 男, 湖南新化人, 教授, 博士生导师, 主要研究方向为景观生态与土地利用。E-mail:
基金资助:
Jiansheng WU1,2(), Puhua ZHANG1
Received:
2016-09-12
Revised:
2016-12-13
Online:
2017-03-15
Published:
2017-05-03
Supported by:
摘要:
近年来,城市内涝问题频发,引发了强烈关注。现有有关城市内涝问题的研究多关注土地利用与城市内涝的关系,而对于城市景观格局对城市内涝影响的研究则不多。本文以内涝问题严重的深圳市为研究区,利用深圳市2014年5月11日暴雨期间内涝点数据(共278个),选取类型水平上的最大斑块面积比例(Largest Patch Index, LPI)、斑块聚集度(Patch Cohesion Index, PCI)、景观破碎度(Landscape Division Index, DIVISION)、景观水平的蔓延度(Contagion Index, CONTAG)、香农多样性指数(Shannon's Diversity Index, SHDI)共5个景观指数,并结合土地利用类型、不透水率、植被覆盖度、降雨量、地形地势及雨水管网密度等内涝影响因子,运用相关分析和多元逐步回归分析,探究深圳市景观格局对内涝的影响。结果表明:① 土地利用类型中,住宅用地等建设用地对内涝灾害影响最大,其面积比例的增加会加剧区域内涝程度;② 城市各类型景观格局特征中,建设用地斑块的优势度、聚集度越高,景观破碎化程度越低,区域的内涝程度越高,绿地的景观格局对城市内涝的影响与建设用地相反;③ 城市整体景观特征中,景观整体越复杂越不易引发内涝灾害;④ 不透水率等人为因素比降雨量等自然因素对城市内涝的影响程度大。本研究的结果可以使人关注到地表景观格局对内涝的重要作用,为内涝治理和景观格局的规划管理提供参考和借鉴。
吴健生, 张朴华. 城市景观格局对城市内涝的影响研究——以深圳市为例[J]. 地理学报, 2017, 72(3): 444-456.
Jiansheng WU, Puhua ZHANG. The effect of urban landscape pattern on urban waterlogging[J]. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(3): 444-456.
表2
研究中选取的景观格局指数简介"
尺度水平 | 指数名称 | 单位 | 范围 | 表征含义 |
---|---|---|---|---|
类型 水平 | 最大斑块面积比例(LPI) | % | 0<LPI≤100 | 表征景观类型的优势度。 |
斑块聚集度指数(COHESION) | 无 | 0<COHESION<100 | 反映同一景观类型的斑块聚集程度,其值越高,斑块内聚度越高。 | |
景观破碎度指数(DIVISION) | 无 | 0≤DIVISION<1 | 反映同一景观类型的斑块分散程度,其值等于0时,该景观类型是由单一的斑块组成的;趋近于1时,该景观类型是由多个小斑块组成的。 | |
景观 水平 | 蔓延度(CONTAG) | % | 0<CONTAG≤100 | 描述不同景观类型的团聚程度或延展趋势。一般来说,高蔓延度值说明景观中的某种优势景观类型形成了良好的连接性;反之则表明景观是具有多种要素的密集格局,景观的破碎化程度较高。 |
香农多样性指(SHDI) | 无 | 0≤SHDI | 表征景观整体的复杂程度,其值越大,景观整体的复杂程度越高。 |
表3
自变量的分类和描述"
变量类别 | 变量子类别 | 变量名称 | 变量描述 | |
---|---|---|---|---|
土地利用类型 | 4大类 | 绿地,建设用地,水体,裸地 | 每种土地利用类型在所在小流域的面积比例 | |
16小类 | 耕地,园地,林地,草地,商服用地,工矿仓储用地,住宅用地,公共用地,公园绿地,特殊用地,交通运输用地,河流水域,其他水域,水利设施用地,设施农用地,荒地 | 每种土地利用类型在所在小流域的面积比例 | ||
景观格局指数 | 4大类 | 绿地,建设用地,水体,裸地 | 土地利用类型_景观格局指数 (LPI,COHESION,DIVISION) 4大类_景观格局指数(CONTAG,SHDI) | 各小流域类型水平及景观水平上的景观格局指数 |
16小类 | 耕地,园地,林地,草地,商服用地,工矿仓储用地,住宅用地,公共用地,公园绿地,特殊用地,交通运输用地,河流水域,其他水域,水利设施用地,设施农用地,荒地 | 土地利用类型_景观格局指数 (LPI,COHESION,DIVISION) 16小类_景观格局指数 (CONTAG,SHDI) | 各小流域类型水平及景观水平上的景观格局指数 | |
其他 变量 | 平均植被覆盖度,平均不透水率,平均日降雨量,平均高程,平均起伏度,平均粗糙度,雨水管网线密度,雨水口点密度 | 以小流域为单位进行统计 |
表4
与内涝点密度相关的变量(α=0.01)"
变量类别 | 变量子类别 | 变量名称(r) | |
---|---|---|---|
土地利用类型 | 4大类 | 绿地(-0.516),建设用地(0.555),水体(-0.347) | |
16小类 | 园地(-0.346),林地(-0.435),住宅用地(0.599) | ||
景观格局指数 | 4大类 | 绿地 | 绿地_LPI(-0.443),绿地_COHESION(-0.434),绿地_DIVISION(0.383) |
建设用地 | 建设用地_LPI(0.554),建设用地_COHESION(0.375),建设用地_DIVISION(-0.587) | ||
水体 | 水体_COHESION(-0.543) | ||
景观水平 | 4大类_CONTAG(0.438),4大类_SHDI(-0.490) | ||
16小类 | 园地 | 园地_COHESION(-0.503) | |
林地 | 林地_LPI(-0.356),林地_COHESION(-0.591) | ||
草地 | 草地_COHESION(-0.359) | ||
工矿用地 | 工矿用地_LPI(0.380) | ||
住宅用地 | 住宅用地_LPI(0.390),住宅用地_DIVISION(-0.397) | ||
公园绿地 | 公园绿地_COHESION(-0.377) | ||
特殊用地 | 特殊用地_LPI(0.378),特殊用地_DIVISION(-0.446) | ||
其他变量 | 平均植被覆盖度(-0.495),平均不透水率(0.501),平均日降雨量(0.542), 平均起伏度(-0.407),平均粗糙度(-0.419),雨水管网线密度(0.422),雨水口点密度(0.356) |
表5
多元逐步回归模型参数表"
回归模型 | 变量 | 模型参数 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
B | Beta | t | Sig. | |||
a | 常数项 | 0.916 | - | 5.292 | 0.000 | R2=0.712 修正R2=0.695 F=42.810 (Sig.=0.000) |
平均日降雨量 | 0.002 | 0.486 | 6.334 | 0.000 | ||
水体_COHESION | -0.008 | -0.375 | -4.860 | 0.000 | ||
平均不透水率 | 1.157 | 0.487 | 6.474 | 0.000 | ||
b | 常数项 | 11.249 | - | 4.843 | 0.000 | R2=0.585 修正R2=0.559 F=22.563 (Sig.=0.000) |
平均日降雨量 | 0.002 | 0.570 | 6.075 | 0.000 | ||
平均粗糙度 | -11.209 | -0.457 | -4.858 | 0.000 | ||
园地面积比例 | -0.009 | -0.331 | -3.539 | 0.001 |
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