１引言

道路生態(tài)學是景觀生態(tài)學研究的重要范疇［１，２］，國外道路生態(tài)學研究始于２０世紀６０年代［３～５］，此后隨著ＧＩＳ技術和遙感手段的大量應用，區(qū)域及景觀層面的道路生態(tài)學研究在上個世紀８０年代之后得到了蓬勃的發(fā)展［６～１０］，研究內容涉及道路系統建設和運營對動植物棲息環(huán)境的影響［１１～１３］、景觀格局及土地利用效應［１４］、污染控制及災害防治［１５，１６］和區(qū)域交通體系建設與管理［１７，１８］等多個重要理論和應用領域。比較而言我國的道路景觀生態(tài)學研究起步較晚，典型意義的研究報道大多出現在最近１０年中［１９，２０］。由于道路系統通常構成地區(qū)社會經濟發(fā)展的骨架，并且表現出明顯的網絡結構特征，因而運用網絡分析手段研究道路網絡結構特征及其成因，進而在區(qū)域層面深入剖析其社會經濟及景觀生態(tài)學效應，成為道路生態(tài)學研究的熱點領域。網絡的拓撲結構主要包括規(guī)則網絡、隨機網絡和復雜網絡三種［２１］，研究表明現實中的大多數網絡均非規(guī)則網絡，特別是道路網絡更多地表現為一種復雜的網絡結構特征。

總結國內外現有道路網絡生態(tài)學研究成果報道發(fā)現，大多數研究工作比較關注自然及半自然景觀研究，城市化地區(qū)相關研究比較薄弱。本文擬以深圳市為例，在合理確定不同地域研究單元的基礎上，利用２００７年的土地變更調查數據，結合ＧＩＳ技術、網絡分析方法和景觀格局分析方法，研究道路網絡的結構特征、影響因素及其景觀生態(tài)效應，成果可以為道路生態(tài)學理論和實踐總結提供案例研究積累。

２研究區(qū)概況及研究方法

２．１研究區(qū)概況

深圳市地處我國珠江三角洲東南部地區(qū)，為典型的南亞熱帶季風氣候區(qū)。全市陸域總面積１９５０ｋｍ２，地貌特征包括低山、丘陵、臺地、河谷階地和濱海平原等多種類型組合，其中低山占９．２％，丘陵３９．８％，臺地２２．６％，階地和平原２６．２％。深圳市是我國最早實施對外開放的地區(qū)之一，經過三十余年的快速城市化和工業(yè)化過程，從以往的一個邊陲小縣，迅速成長為總人口超過１２００萬，社會經濟總量居全國第四的特大型城市。在深圳市的快速城市化進程中，“要想富，先修路”和“路大財大，路通財通”等理念一致貫穿各類城市建設用地開發(fā)與拓展的始終。到２００７年底，全市道路總里程達到１９３８ｋｍ，其中高速公路２６９．４ｋｍ，其他等級道路１６６８．６ｋｍ，居全國領先水平。從中不難發(fā)現，對道路系統建設的重視，無疑是深圳市社會經濟和城市建設維持三十余年高速增長的重要前提和保障條件。

２．２研究方法

２．２．１研究單元的確定

深圳市以往總體發(fā)展格局包括深圳特區(qū)（含羅湖、福田、南山和鹽田四個區(qū)）以及特區(qū)以外的寶安和龍崗兩個區(qū)（各含１０個鎮(zhèn)級行政單元），全市對外開放以后的城市化和工業(yè)化過程一直以上述２４個行政單元為全區(qū)發(fā)展的基本構架（圖１）。２００５年前后深圳市為適應全境城市化的發(fā)展要求，特別是為協調城市發(fā)展與各類資源供給之間的矛盾，將全市管理架構調整為市—區(qū)—街道辦三級架構。事實上２００５年全區(qū)行政架構調整之前，深圳市大規(guī)模建設用地擴張，特別是交通體系建設工作已經基本完成，以往２４個行政單元為主的區(qū)域管理架構基本奠定了現有的城市景觀和交通體系骨架。這些行政管理單元的面積大致在１００ｋｍ２左右，城市化過程的基本特點是先形成一個地域發(fā)展中心，并形成相對完善的交通網絡；隨后再逐步向外圍擴張，伴生出一系列與之相匹配的交通體系發(fā)展特征（圖２）。考慮到后續(xù)研究工作將通過統計分析手段解析深圳市道路網絡特征、城市化水平空間分異對道路網絡發(fā)育的影響以及道路網絡特征的景觀生態(tài)學效應，本文將使用２００５年之前深圳市的２４個區(qū)（鎮(zhèn)）行政單元作為本文統計分析的基本研究單元。

２．２．２道路網絡結構特征描述及相關性分析

考慮到鐵路交通通常為大尺度跨區(qū)域性影響因素，地鐵網絡則主要表現為節(jié)點性影響，本項研究的道路網絡研究僅針對深圳市公路交通網絡進行。道路網絡結構特征分析通常包括網絡數量特征和格局特征分析兩個部分，其中數量結構特征分析常用指標包括交通用地密度（％）、單位面積的道路里程（ｋｍ／ｋｍ２）、節(jié)點數量和廊道數量等；格局特征分析最常用的是各類網絡格局特征指數。本項研究中，考慮到利用ＧＩＳ系統從高精度土地變更調查數據上直接提取各類道路總長度可能與實際情況有較大出入，因而選擇道路交通用地密度、節(jié)點數量、廊道數量三種數量結構指標和網絡閉合度（α指數，是用來描述網絡中回路出現的程度）、線點率（β指數，指網絡中每個節(jié)點的平均連線數）、網絡連接度（γ指數，是用來描述網絡中所有節(jié)點被連接的程度）三種格局指數進行道路網絡結構特征描述［２２，２３］。其中，交通用地指標、節(jié)點數量和廊道數量將依據全市及各研究單元土地利用變更調查數據，通過ＧＩＳ統計或目視判斷計數直接得出。道路網絡格局指數的數值大小，可以表征不同的網絡發(fā)育狀況。α值的變化范圍在０～１之間，當α＝０時，表示網絡無回路；當α＝１時，表示網絡具有最大可能的回路數［２３］。β值為大于０的值，當β＜１時，表示網絡將形成樹狀格局；β＝１時，表示會形成單一回路；β＞１時，表示有更復雜的連接度水平［２４］。γ指數的變化范圍為０～１，γ＝０時，表示沒有節(jié)點相連；γ＝１時表示每個節(jié)點都彼此相連［２３］。道路網絡格局特征和數量結構特征往往受自然環(huán)境條件和社會經濟發(fā)展約束會產生較大的差異性，并且這兩種結構特征之間可能會因為不同地域單元外部約束條件差異表現出不同的相互關系特征。本研究將以深圳市２４個空間研究單元為樣本，再將上述描述指標進行標準化的基礎上進行相關性分析，通過不同描述指標之間的相關性特征，剖析工作區(qū)道路網絡數量結構特征變化對網絡格局特征的影響，解析深圳市道路網絡發(fā)育的基本特征和成因。