武漢市九峰城市森林保護(hù)區(qū)森林景觀破碎化研究.pdf

1、景觀格局破碎化的研究是目前景觀生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。景觀破碎化深刻影響景觀格局、功能和過(guò)程，與自然資源保護(hù)密切相關(guān)，對(duì)于景觀中生物多樣性保護(hù)和森林生境質(zhì)量的影響具有重要意義。本文以武漢市九峰城市森林保護(hù)區(qū)森林景觀為研究對(duì)象，對(duì)森林景觀的破碎化狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并深入探討了地形對(duì)森林景觀破碎化的影響。 研究以保護(hù)區(qū)Quickbird衛(wèi)星影象數(shù)據(jù)和1：10000地形圖為基礎(chǔ)資料，結(jié)合實(shí)地景觀資源調(diào)查、小班勾繪和屬性調(diào)查資料，對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)

2、行解譯和修正，借助arcview3.2a GIS軟件建立武漢市九峰城市森林保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)，作為分析研究平臺(tái)；對(duì)研究區(qū)森林景觀進(jìn)行三級(jí)分類，生成保護(hù)區(qū)森林景觀林系分布圖；結(jié)合景觀格局指數(shù)，建立景觀破碎化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)森林景觀破碎化程度進(jìn)行量化；在ARCGIS8.0和Fragstats3.3軟件的支持下，計(jì)算景觀斑塊密度指數(shù)、邊界密度指數(shù)、形狀指數(shù)、分維數(shù)、斑塊數(shù)量破碎化指數(shù)、斑塊形狀破碎化指數(shù)、聚合度、結(jié)合度、相似鄰接比指數(shù)等，從景

3、觀斑塊數(shù)量形態(tài)破碎化特征和景觀空間格局破碎化特征兩方面對(duì)保護(hù)區(qū)森林景觀破碎化現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)；應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)破碎化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取主成分因子，應(yīng)用ARCGIS8.0軟件強(qiáng)大的空間分析功能以及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，進(jìn)一步分析坡度、坡向、坡位、海拔四個(gè)地形因子對(duì)森林景觀破碎化的影響。結(jié)果表明： （1）景觀破碎化不僅僅是景觀要素斑塊水平的破碎化，更有景觀整體空間結(jié)構(gòu)的破碎化。本文對(duì)森林景觀的破碎化評(píng)價(jià)從景觀數(shù)量形態(tài)破碎化特征和景觀空間構(gòu)型

4、破碎化特征兩大方面進(jìn)行測(cè)度，取得了較好的結(jié)果。景觀數(shù)量形態(tài)破碎化特征評(píng)價(jià)主要反映了景觀斑塊規(guī)模、數(shù)量、形狀等的破碎化程度；景觀空間構(gòu)型破碎化特征評(píng)價(jià)主要反映了景觀要素間的空間組合關(guān)系和斑塊類型的異質(zhì)性變化。 （2）從景觀斑塊數(shù)量形態(tài)破碎化特征評(píng)價(jià)來(lái)看，保護(hù)區(qū)森林景觀分布很不均衡，類型單一，針葉林比重遠(yuǎn)大于闊葉林、竹林和灌木林；森林景觀斑塊數(shù)量和形狀破碎化程度不高，斑塊分化程度和異質(zhì)性程度不高，但斑塊形狀較不規(guī)則。另外，馬尾松林是

5、森林景觀的主體景觀，其斑塊密度和邊界密度不高，說(shuō)明其景觀被分割程度不嚴(yán)重，破碎化趨勢(shì)不明顯；茶樹林是人工栽培，其斑塊形狀最規(guī)則；其他彩葉林、檵木灌木林、池杉林和柏木林的邊界密度和形狀破碎化指數(shù)較高，有較明顯的破碎化趨勢(shì)。 （3）從景觀空間構(gòu)型破碎化特征評(píng)價(jià)來(lái)看，各森林景觀的聚集度指數(shù)、相似鄰接比指數(shù)、結(jié)合度指數(shù)都較高，說(shuō)明整體森林景觀空間構(gòu)型上較連續(xù)，連通性較高，景觀保存完好，破碎化趨勢(shì)不明顯。馬尾松林的各指數(shù)都是最高，說(shuō)明馬尾

6、松林景 觀比較穩(wěn)定，破碎化趨勢(shì)不明顯。其他彩葉林的各指數(shù)都最低，反映了其他彩葉林受干擾狀況嚴(yán)重，景觀被割裂程度高，斑塊連通性低，破碎化程度最高。檵木灌木林，水竹林結(jié)合度也較低，聚集度也不高，說(shuō)明其景觀有較明顯的破碎化趨勢(shì)。 （4）通過(guò)主成分分析，可知就九峰城市森林保護(hù)區(qū)森林景觀而言，其破碎化評(píng)價(jià)主要關(guān)系三大影響指標(biāo)：景觀空間構(gòu)型指數(shù)，斑塊形態(tài)特征指數(shù)和斑塊數(shù)量特征指數(shù)。其中最重要的是景觀空間構(gòu)型指數(shù)，可見，在景觀破碎化評(píng)價(jià)

7、中，斑塊特征固然重要，但景觀的空間構(gòu)型特征對(duì)破碎化影響更為密切。 （5）由地形因子與整體森林景觀破碎化的相關(guān)性分析可知，九峰城市森林保護(hù)區(qū)森林景觀的破碎化狀況與其地形因子之間存在相關(guān)規(guī)律，景觀破碎化受地形影響程度較大，但四個(gè)地形因子的影響程度有所不同。 海拔對(duì)九峰森林景觀破碎化的影響力最強(qiáng)，為首要控制性因子，它與景觀空間構(gòu)型指數(shù)、斑塊形態(tài)特征指數(shù)、斑塊數(shù)量特征指數(shù)都具有明顯的線性相關(guān)規(guī)律，回歸分析顯示森林景觀隨著海拔的升

8、高，破碎化程度提高。 坡度和坡向均對(duì)其中2個(gè)主因子（景觀空間構(gòu)型指數(shù)，斑塊數(shù)量特征指數(shù)）有相關(guān)規(guī)律，坡向與景觀空間構(gòu)型指數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系呈拋物線狀曲線分布，當(dāng)坡向在陰坡和半陰坡時(shí)，景觀空間構(gòu)型指數(shù)較高，景觀破碎化程度明顯；當(dāng)坡向轉(zhuǎn)為向陽(yáng)時(shí)，空間構(gòu)型值降低，景觀破碎化程度隨之降低；坡向和斑塊數(shù)量特征指數(shù)之間呈現(xiàn)線性正相關(guān)，隨著坡向由背陰轉(zhuǎn)為向陽(yáng)，景觀破碎化程度降低。坡度和景觀空間構(gòu)型指數(shù)，景觀斑塊的數(shù)量特征都有顯著的線性相關(guān)性，隨

9、坡度較大時(shí)，景觀破碎化程度加大。 而坡位的影響力最弱，只與一個(gè)主因子（斑塊形態(tài)特征指數(shù)）有一定的線性相關(guān)規(guī)律，呈線性正相關(guān)，即在坡位較高的地方，斑塊形態(tài)指數(shù)增加，景觀破碎化程度增加：反之，在坡位較低的地方，斑塊形態(tài)指數(shù)較低，景觀破碎化程度低。 （6）通過(guò)對(duì)馬尾松林的景觀破碎化指標(biāo)與地形因子的相關(guān)性分析，結(jié)果表明馬尾松林的景觀格局破碎化程度主要是由海拔和坡向引起的，隨海拔的升高，馬尾松林景觀破碎化程度提高；隨坡向越向陽(yáng)，馬

10、尾松林景觀破碎化程度降低，但馬尾松林景觀格局破碎化受坡度和坡位的影響不明顯，這與馬尾松林的生態(tài)習(xí)性有關(guān)。 （7）槲櫟灌木林的破碎化程度較高，主要是受地形坡位和坡度的影響，坡位與景觀空間構(gòu)型呈明顯線性正相關(guān)；坡度與景觀斑塊形態(tài)指數(shù)呈拋物線型曲線相關(guān)。在坡度為12°左右景觀形態(tài)指數(shù)最低，破碎化程度最小，在坡度低于12°，景觀形態(tài)指數(shù)隨坡度變大而降低，破碎化程度減小；坡度大于12°隨坡度的增加，景觀形態(tài)指數(shù)增加，景觀破碎化程度也變大。

11、槲櫟灌木林的破碎化受海拔和坡向的影響較小。 （8）對(duì)柏木林和檵木灌木林的破碎化主因子與地形因子作統(tǒng)計(jì)分析，但相關(guān)性都不明顯，說(shuō)明，柏木林和檵木灌木林的破碎化可能受其他原因的影響。 （9）楓香林的景觀破碎化主要受坡向和海拔的影響，坡向越向陽(yáng)，楓香林的數(shù)量特征指數(shù)越高，景觀破碎化程度越低；隨海拔的升高，破碎化程度升高；楓香林一般都集中分布在的坡度為1°～20°之間，但坡度對(duì)楓香林的景觀破碎化影響不明顯。這與楓香林為強(qiáng)陽(yáng)性樹種