高校校园景观生态格局研究

摘要：采用fragstats 3.3，结合mapgis提取绿地斑块获得华东理工大学徐汇校区景观层面的景观指数，运用景观生态学知识对其多样性指数、景观均匀度指数、景观形状指数、斑块破碎化指数进行了运算。分析总结校园整体环境，指出了其景观生态格局存在的问题，包括景观丰富程度较低，景观分布格局不合理，院校特色不够明显。提出了可适当增加绿地斑块的植物种类，加强宿舍区绿化；转变功能分区布局，设置多样性的交往空间；增加人文景观布置，结合工科院校背景布置景观的建议。

关键词：景观生态格局；景观指数：高校校园：华东理工大学

中图分类号：tu986

文献标识码：a 文章编号：16749944（2016）17000704

1 引言

景观格局是各种生态过程在不同尺度上作用的结果，景观格局决定景观功能，景观的空间分布不同，尤其是障碍、通道和高异质性区域的组合在很大程度上决定着物质和能量在景观中的流动，研究景观格局对有效管理景观和改善生态功能具有重要意义。

大学校园作为一个集科研、学习、生活、社交与商业为一体的场所，不仅承担着教书育人的基本任务，也是将知识转化为社会生产力的重要环节。面对多功能需求，并且日益增多的学生数量，如何正确处理好人地关系成为高校校园环境必须面对的挑战。同时，营造出好的校园生态景观，也会对学生的健康发展、心智健全起到推动作用，成为连接校园与社会的一座桥梁。

通过运用景观生态学的原理，结合华东理工大学徐汇校区景观建设实例，通过定性与定量的分析，对校园景观特点进行分析与评价，并在现有景观生态格局问题的基础上，提出合理的优化对策，从而实现其景观格局的改善，向开放化、人性化、生态化、人文化的方向不断发展[1]，以此来满足师生的工作学习生活需求。

2 研究方法

2.1 研究区概况

华东理工大学徐汇校区位于上海市徐汇区，于1953年8月开始建设，总占地57.8 hm2，各类建筑面积近41.3524万m2，其中教室5.6614万m2、实验室11.8519万m2、学生宿舍21幢11.7131万m2，可容纳学生15000人[2]。总体地势平稳，校区中央大草坪至今已存在60多年，校园内绿化面积较小，乔木等种植较多，遮阴效果较好，但其他景观类型较为散乱。

2.2 数据来源及处理

利用华东理工大学徐汇校区平面图，结合实地调研，通过mapgis提取绿地斑块后，在遥感技术和fragstats 3.3软件的支持下，计算得出华东理工大学徐汇校区景观层面的景观指数，用于定量分析华东理工大学徐汇校区景观生态格局现状。

3 校园景观指标的选取和评价

景观指数是景观格局信息的重要载体，能够有效地反映景观某些方面的属性[3]。笔者主要从景观层次和斑块层次两方面进行探讨[4]。斑块层次类型的指数主要是通过斑块分维数和景观形状指数，反映斑块的破碎化程度和景观空间的异质性程度[5]。在生态学中主要是通过斑块的数目、周长或面积等来获得景观指数，以此来分析空间景观格局的特征[6]。

3.1 景观指标的选取

校园用地可分为绿化用地、建筑用地、体育用地、廊道和其它用地五种，绿化用地包括校内乔木、草坪、小花园、景观绿地，水面绿化以及景观建筑小品等；建筑用地是校内的各种建筑的用地，包括教学楼、宿舍楼、行政办公楼以及实验楼；体育用地是各种体育设施用地，包括室内游泳馆以及室外篮球场等；廊道是校园内的各种道路和河流，包括主次干道以及花园中的景观道路；其它用地包括停车场、空地等。数据的获取主要通过gis对影像处理

后获得校园各属性数据，利用getscreen软件从googleearth上截取华东理工大学徐汇校区的遥感影像图（图1），分辨率为0.61 m，在map gis中对遥感影像图解译判读分析，结合实地调查，建立解译标志，对图形进行校正，进而用景观指标计算软件fragstats计算出各景观指数的数据。采用多样性指数、景观均匀度指数、斑块面积分布指数、景观形状指数、斑块破碎化指数、斑块分维数来对校园的景观生态指数进行计算。

3.2 景观指标的评价

利用 getscreen 软件从 google earth 上截取华东理工大学徐汇校区遥感影像图。用 gps 到校区实地调研测量，获取控制点坐标参数。在校区取了5个控制点，均包含最东南西北侧的边界点，使各个控制均匀分布地图上，且达到离散性最大。利用获取的坐标参数对遥感影像进行校正配准，输入每个控制点的坐标，来进行坐标的转换。对已配准的图像进行数字化（图2），得出校区的属性数据，进而用景观指标计算软件 frag stats 计算出各景观指数的数据，将数据转为 pdf格式，利用 excel 打开。利用上述公式计算出多样性指数、均匀度指数、最大斑块指数、景观形状指数、斑块破碎化指数、斑块分维数（表1）。

3.2.1 景观层次的分析

（1）景观多样性。景观类型包括绿化用地、建筑用地、体育用地、廊道和其他用地五种，景观多样性指数越大，越能反映出高校内各类景观要素类型的丰富程度，组合的特征越是复杂多样，其包含的信息量也就越大。华东理工徐汇校区由于建造时间较早且占地较小，景观复杂程度较低，各用地之间的组合模式也较为简单。因此，校区内景观多样性指数偏低。

（2）景观均匀度指数。景观均匀度指数越大，表明校区内各景观类型分布越均匀，师生在校区内工作学习与生活就越方便。华东理工徐汇校区以中央大草坪为中心布置各个功能区域，大部分教学楼和实验楼分布在校区南侧；宿舍楼位于校园最北侧；其他体育设施用地分散在宿舍楼之间，宿舍区东西两侧均有篮球场，面积最大的田径场位于整个校区西部；食堂数量较多，较均匀分布在校园宿舍区及教学区。校区内教学楼与宿舍楼虽排布集中，但两者距离较远，给学生上课带来不便。中央大草坪虽已存在60多年，但仍围有护栏，不可亲近，更多的只起到了美观的作用，缺乏实际景观功能。其他配套建筑分布较为均匀，体现了老校区人性化的景观类型分布，且道路两旁绿树繁茂，具有很好的遮阴效果。 （3）最大斑块指标。最大斑块指标显示的是最大斑块对整个景观的影响程度。华东理工大学徐汇校区内最大斑块为廊道，道路作为连接校区内各个景观元素的通道，是影响整个校区内景观指标的重要因素。华理徐汇校区内道路多横平竖直，尽管校区内有一条自西南角流向东北角的河流，但仍然做到了道路的连贯性，并且在南门以及东门有两条大轴线道路，指示性也较强，很好地为师生们提供了一个方便的道路网络，将高校校园内的各个不同斑块巧妙地融为了一体。

（4）景观形状指数。景观形状指数是以正方形为参照指数，斑块的形状越是复杂，则指数越高。华理徐汇校区由于西侧边界是斜的，导致斑块形状靠近西侧部分比较偏离正方形。但是大部分的斑块仍然是以规则的长方形为基础，包括建筑、景观大草坪等景观要素都是规则的长方形。校区西部及东侧均有分布私密性较好、绿树繁茂、斑块形状不规则的小花园，营造出了曲径通幽的景观体验，给师生提供了一处良好的休憩环境。

（5）斑块破碎化指数。斑块破碎化指数能够反映景观的破碎化程度，破碎化指数取值为0～1，0表示景观完全整合，1表示完全破碎[7]。华东理工校内斑块破碎化指数较低，教学楼与宿舍楼较为集中排布在校园南北侧，景观各功能要素排布较为有条理，较好的体现了校区内的功能分区。但是，功能分区的教条化也导致师生生活上的不方便，因此可适当调整景观斑块的布置方法，使有些功能建筑能穿插在各个斑块之间，如食堂、体育场地等，以此来满足校区内的生活需求。

3.2.2 斑块层次的分析

通过fragstats 3.3处理后获得各个斑块层次的基本数据，利用公式计算出斑块分维数和斑块形状指数（表 2）。

（1）斑块分维数分析。斑块分维数反映一定观测尺度上斑块类型的复杂程度、受干扰的程度等，其理论值范围是1～2[8]。越接近1，表明斑块的自相似性越强，斑块形状越有规律，斑块的几何形状也越简单，表明受干扰的程度就越大。从五种不同景观类型的斑块分维数来看，绿化用地数值最高，因为绿化景观作为校园内美化环境，营造休憩空间的主要景观类型，斑块形状不能过于统一。华理校区内的各个绿化景观节点也有不同的形状，如弧形、多边形、圆形等，来满足不同使用群体的需求，营造私密、半私密、开放的景观空间。其次是廊道，由于道路有直有曲，自相似性较弱，所以数值相对于较大。但是华理徐汇校区中大部分道路都横平竖直，只有小部分园路是不规则弧形设计，因此整体廊道的分维数没有超过绿化景观用地数值。剩余的建筑用地、体育用地和其他用地，由于这些场地都比较规则，接近正方形，所以数值都趋于1。建筑用地中，尽管也有不规则形状，但是宿舍楼相似性较高，因此数值也都趋于1。

（2）斑块形状指数分析。斑块形状指数是通过计算景观中某一斑块形状与相同面积的正方形之间的偏离程度来测量斑块形状的复杂程度[7]。如表2所示，绿化用地形状指数最高，然后是廊道、建筑用地、其他用地和体育用地，与斑块分维数的排列是一致的。绿化用地斑块形状指数最大，表明绿化用地斑块形状偏离程度最高，有不同种形状的设计来柔化校园景观边界。体育用地数值最小，说明校园内体育用地，如篮球场、足球场、游泳池形状最为规则，基本为长方形。

4 问题与建议

4.1 现存主要问题

华东理工大学徐汇校区总体校园环境宜人。道路可达性较高，将整个校园很好地融合在了一起，道路两旁的树木茂盛，起到了很好的遮阴效果。景观各功能要素排布较为有条理，较好的体现了校区内的功能分区。景观生态格局现存的主要问题：

4.1.1 景观丰富程度较低

校区内景观多样性较差，由于建校时间较早，各类景观要素组合模式也较为单一简单，美观度也不高。乔木是绿化用地中主要植物类型，缺乏开花灌木花卉等景观植物，进而导致景观的季节性和季节效果不高。并且水景部分设计较弱，夏天河流附近还会发出恶臭气味，影响校园整体环境和美感。

4.1.2 景观分布格局不合理

校园内南北部分用中央大草坪隔开，导致生活区与教学区分割。校园布局中的斑块、廊道、基质分布不够合理，建筑周围景观的设计较为薄弱，建筑与景观没有很好的融合在一起。主要景观区在中央的大草坪，但是由于日常维护，中央大草坪除了观赏作用外，缺乏实际的功能。体现不了校园景观生态绿色的特点。

4.1.3 校园景观特色不够明显

高校校区由于景观规划的千篇一律，缺少了符合校园特色的人文景观。华理徐汇校区内景观形状指数偏低，大部分景观都以长方形为基础，缺少校园特色。景观小品、建筑小品等设施也没有工科院校特色，缺乏独特性。

4.2 建议

4.2.1 丰富植物景观类型

校区内可适当增加绿地斑块的植物种类，增加开花植物和花卉植物，合理设计花带、花坛，提升校园内季节性效果。如春季种植红色或黄色的三色堇，给人春意盎然的激动喜悦之感；夏季种植蓝色矮牵牛，使人平静，减少高温带来的烦躁感；秋季种植黄色金钟花；冬季种植南天竹，其果实的红色在寒冷的冬天给师生们带来一丝暖意。丰富的花色可增加校园的

视觉效果，同时也可以通过垂直绿化来加强宿舍区绿化，丰富绿化不同手法，形成独特的校园景观。并且注重河流及两旁的绿化景观设计，注意维护，避免夏季河流发臭现象。

4.2.2 设置多样性交往活动空间

校区内由于教学区与生活区相隔较远，中央隔着一大片草坪，学生往返于教学区和宿舍区需要花费较多的时间，给学生的学习和日常生活带来不便。活动场地也布置于宿舍区附近。为便于学生课间能就近活动，可在教学区内的空地上开拓一些小型的活动场地，设置多样性交往活动空间，如羽毛球、乒乓球、单双杠等轻松不激烈的活动场地和交往空间，不会影响学生正常的生活和休息，也可以作为室外活动空间给校园带来生机。也可以结合绿化、硬质铺地穿插布置，这样可大大提高学生对体育场地的利用率，丰富学生活动空间，更好的组织起校园布局中的斑块、廊道和基质。 4.2.3 增加特色景观布置

校园的特色在于学生的活力与校园独特的环境背景，校园内景观格局可充分发挥学生的优势，自我营造校园景观环境。在遵循以人为本、可持续发展等原则的基础上，由学生亲手打造符合校园风貌、适合学生活动交流的小花园或是活动场所。从而形成独具特色的校园环境与氛围，增强校园凝聚力与人地间的情感。

5 结语

高校作为培养社会人才、创新社会发展动力的重要平台，其生态景观格局布置的合理性是非常重要的。一个好的学习生活环境，会对学生的学习科研起到促进作用。如今高校的扩建和老校区的改造，都面临着解决原先生态景观格局不合理的问题，必须在充分调研实际情况之后，做出分析比较，在满足校园内师生需求的前提下，发挥景观生态学理论知识，打造宜人生态绿色的校园环境。