基于多尺度景观服务的城市景观优化研究——以深圳市为例

Landscape optimization is one of the key topics concerned in the interaction of landscape pattern and function of landscape ecology, and a part of theoretical and practical application of landscape planning. Taking the typical rapidly urbanization area - Shenzhen as the study case, we plan to develop a spatial explicit model to optimize the landscape pattern in urban area, and analyze the spatial and temporal characteristics of landscape changes and its effects on landscape service since 1978, based on the principles of landscape ecology and integrated field surveys, observations, remote sensing and GIS and geospatial simulation techniques. Focusing on integrating multi-scales landscape services into landscape planning, we plan to simulate urban expansion scenarios by CLUE-S model, tradeoff and co-benefit the needs of landscape service by InVEST model, building service-oriented landscape demand mode, and optimize the distribution of the urban landscape in the next 20 years. In order to provide scientific basis for sustainable urban development, we also consider the win-win strategy in tradeoff and co-benefit of the future landscape in urban area, develop the theories and approaches of urban landscape planning based on landscape services, and explore the way of urban landscape spatial optimization decision-making integrated landscape services assessment. Therefore, the results of this project will be helpful to the development of urban landscape ecology, to enrich our understanding in practical urban landscape planning. In general, it is great of scientific and practical importance.

城市景观优化是对景观生态学“格局-功能”互馈关键问题的理论解析与景观规划实践，是当前城市景观生态研究的重要方向。本项目以典型快速城市化地区—深圳市为案例区，基于景观生态学原理与方法，综合野外调查、实地观测、遥感与GIS分析、地理空间模拟等技术手段，获取过去30年典型快速化城市地区的城市景观信息，分析其时空动态变化特征，解析景观服务提供的影响机理，构建面向居住者的景观服务需求模式，并模拟预测未来20年城市景观分布的最优情景模式。探索综合多尺度和多功能的景观信息，构建基于景观服务功能提供与需求评价的城市景观优化策略，有效提高城市景观服务功能效益。项目成果对于丰富景观生态理论方法和指导城市规划具有重要的科学与实践意义。

景观优化是进行景观格局与功能综合权衡与协同的过程，提升景观可持续性的重要途径，是景观生态学格局与功能互馈研究的重点领域，也是城市景观生态学研究的热点方向。如何有效管理城市生态系统，满足居住者对生态系统服务的需求，改善人居环境，是当前我国快速城市化过程中面临的迫切议题。选择城市区域，从景观服务视角研究景观优化，完善景观格局与功能互馈作用的相关研究，对丰富新兴的城市景观生态学理论具有重要意义。本研究基于遥感影像、野外采样、网络热点数据抓取等多源数据，从多尺度的城市景观格局演变、生态系统服务评价、景观生态风险评价、基于生态系统服务的景观优化等重点方向开展研究。主要研究成果包括：（1）建立了三维城市景观格局变化特征分析的方法，以深圳市福田区为案例区开展研究，初步明晰了城市三维景观格局变化主要是建筑景观垂直向立体扩展模式，也发现建成景观限制了绿地景观的外部连通性，绿地景观连通性较低，大型绿地斑块间缺乏廊道连通，呈现孤岛化。（2）分析了城市景观格局变化对重要生态系统服务类型的影响机制。明晰了城市景观格局变化对水质退化的影响，研究了三维城市景观格局变化对城市森林碳储量的影响。（3）构建了基于景观格局-生态系统服务级联的景观生态风险评价模型。选取植被碳固定、土壤保持、水源涵养和栖息地提供等景观服务改进景观脆弱度的评价方法。（4）建立了基于生态系统服务的景观优化模式。构建公园文化服务供需评价框架，识别了供需显著矛盾社区，用于指导城市公园体系布局优化；设计毗邻城市地区的候鸟保护廊道，让候鸟与城市居民接触，共享毗邻城市地区的生态栖息地，构建了面向鸟类栖息地保护的城市地区三维生态安全格局。未来将进一步开展基于生态系统服务情景的城市景观优化等关键问题，以期为城市发展与生态空间优化提供有效的科学指引。