四川光霧山彩葉景觀格局研究

曾 豪，何方永，彭培好

（1.四川成都理工大學(xué)地學(xué)空間信息技術(shù)國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610059；2.四川成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川成都 610106）

四川光霧山彩葉景觀格局研究

曾 豪1，何方永2，彭培好1

（1.四川成都理工大學(xué)地學(xué)空間信息技術(shù)國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610059；2.四川成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川成都 610106）

基于實(shí)際調(diào)查和森林資源二類清查數(shù)據(jù)，將川東北秦巴山地光霧山彩葉景觀劃分為13類，利用ArcGIS技術(shù)和Fragstats3.3（柵格版）分析軟件，對(duì)其彩葉景觀格局進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明：研究區(qū)彩葉景觀整體具有較好的穩(wěn)定性、豐富度和聚集度。面積最大的樺木彩葉景觀，破碎化程度最低，而面積較少的厚樸等顯示出較高的破碎度；其余類型各指數(shù)差異均不明顯，破碎化程度處于中間水平。該結(jié)果為光霧山彩葉景觀資源的旅游開(kāi)發(fā)利用和管理提供了重要參考依據(jù)。

彩葉景觀格局；破碎化定量分析；光霧山

景觀格局分析是景觀生態(tài)學(xué)研究中最基本的內(nèi)容，是進(jìn)一步研究景觀功能及動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。［1，2］長(zhǎng)久以來(lái)，人類活動(dòng)加劇導(dǎo)致的景觀破碎化，已成為景觀格局研究的重要內(nèi)容，主要表現(xiàn)為斑塊數(shù)量增加而斑塊面積縮小，斑塊形狀趨于不規(guī)則，內(nèi)部生境面積縮小，廊道被截?cái)嘁约鞍邏K彼此隔離。［3～5］景觀破壞程度的大小會(huì)影響種群的大小和滅絕速度、擴(kuò)散和遷入、種群遺傳和變異、種群存活力等，改變生態(tài)系統(tǒng)中一系列重要關(guān)系等。［6，7］截止目前，有關(guān)景觀格局的研究主要集中在對(duì)城市、土地利用、流域等方面［8～10］，但是對(duì)于具有重要開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的彩葉景觀資源的格局研究卻鮮有報(bào)道。

1. 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)光霧山位于四川盆地東北部邊緣的米倉(cāng)山南麓，行政隸屬四川省巴中市南江縣。其地理位置居E 106°38′50″～E 107°05′56″，N 32°31′12″～N32°44′29″間。海拔高度均在1 000 m以上，最高為2 323.4 m。該區(qū)居北亞熱帶山地濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，但因地處四川盆地東北邊緣地帶，兼具了向暖溫帶氣候過(guò)渡的特點(diǎn)。年均氣溫約13℃，年均降雨量1 350 mm。因區(qū)域最高海拔不到3000m，植被的垂直分帶較為明顯。海拔1 300 m以下主要為常綠闊葉林帶，但因長(zhǎng)期受人為因素影響，呈現(xiàn)出常綠與落葉闊葉混交的狀態(tài)，落葉樹(shù)種主要為櫟類（Quercus）、水青岡（Fagus）等；常綠樹(shù)種主要有青岡屬（Cyclobalanopsis）和石櫟屬（Lithocarpus）的種類組成；海拔1 300 m～2 000 m為落葉闊葉林帶，主要組成樹(shù)種為米心水青岡（F．engleriana）、臺(tái)灣水青岡（Fagus hayatae）等；海拔2 000 m～2 300 m為針、闊葉混交林帶，主要組成樹(shù)種為巴山冷杉（Abies fargesii）、華山松（Pinus armandi）等；落葉闊葉樹(shù)種主要有樺木（Betula）和槭樹(shù)（Acer）等；海拔2 300 m以上為小莖竹叢或灌叢，常見(jiàn)建群植物種為巴山箬竹（I．bashanensis）和杜鵑（Rhododendron）。除了上述自然植被外，人工植被主要有油松林、日本落葉松林、華山松林等類型。

1.2 研究方法

1.2.1 彩葉景觀類型的調(diào)查

植物區(qū)系地理與主要彩葉景觀群落特征研究在野外調(diào)查基礎(chǔ)上展開(kāi)，調(diào)查于2011年10月研究區(qū)紅葉節(jié)期間進(jìn)行。在踏察四川省南江縣米倉(cāng)山國(guó)家森林公園整個(gè)區(qū)域的基礎(chǔ)上，于彩葉景觀較為典型的大壩林場(chǎng)、玉泉林場(chǎng)、魏家壩林場(chǎng)海拔1 200 m～2 300 m范圍內(nèi)，采用典型取樣法，依據(jù)地形條件選擇具有代表性彩葉景觀與非彩葉景觀樣地14個(gè)，喬木層樣方面積從10 m×10 m～20 m×20m不等，在每個(gè)喬木層樣方對(duì)角取兩個(gè)5 m×5 m的灌木層樣方，在每灌木層樣方中取1個(gè)2 m×2 m的草本層樣方。（1）喬木層：對(duì)樣地內(nèi)高度≥6 m的木本植物進(jìn)行逐木統(tǒng)計(jì)，詳細(xì)記錄物種的名稱、胸徑、樹(shù)高、冠幅等指標(biāo)。水青岡自根頸處萌枝形成的株叢高度大于1.3 m的，就作為獨(dú)立的樹(shù)干，高度小于1.3m的作為萌枝，對(duì)其徑級(jí)最大者進(jìn)行記錄。統(tǒng)計(jì)枯立木的種類和個(gè)體數(shù)。調(diào)查植物前測(cè)量每個(gè)樣地中間的海拔、高度、坡度、坡向等地理指標(biāo)。（2）灌木層：在每個(gè)喬木層樣方的對(duì)角選擇兩個(gè)5 m×5 m的小樣方進(jìn)行灌木層調(diào)查，將高度＜6 m的所有木本植物，包括喬木幼苗和灌木作為灌木層植物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，記錄每個(gè)物種的名稱，株叢數(shù)、高度、冠徑、叢徑、和蓋度。（3）草本層：在每個(gè)灌木層樣方中選擇1個(gè)2 m×2 m的小樣方，記錄每個(gè)物種的名稱、平均高度、多度和蓋度。更新調(diào)查主要調(diào)查樣地內(nèi)喬木層主要樹(shù)種幼苗的種類、樹(shù)高或苗高、胸徑。共取得喬木層樣方14個(gè)、灌木層樣方28個(gè)、草本層樣方28個(gè)。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

在實(shí)際調(diào)查和森林資源二類清查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS制作研究區(qū)彩葉景觀類型圖，并將其轉(zhuǎn)化為30 m×30 m的Grid格式，采用景觀結(jié)構(gòu)定量分析軟件Fragstats3.3（柵格版），在計(jì)算各彩葉景觀類型的面積、周長(zhǎng)和斑塊數(shù)等基本景觀格局指數(shù)的水平上，選取總斑塊邊界密度、平均分維數(shù)、平均最近鄰距離指數(shù)，來(lái)反映景觀的豐富度、破碎度、多樣性及連通性等。

2 結(jié)果與分析

2.1 彩葉景觀類型劃分

景觀類型的劃分是研究景觀格局的基礎(chǔ)，本文依據(jù)實(shí)際調(diào)查和研究區(qū)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，以彩葉樹(shù)種為主導(dǎo)的分類原則，將研究區(qū)景觀類型劃為13類（表1），其中彩葉景觀12類，非彩葉景觀1類（包括常綠景觀、耕地、水域、建設(shè)用地與未利用地）。

表1 彩葉景觀類型分類Tab.1 Colorful leaf forest landscape classification

2.2 研究區(qū)彩葉景觀格局的基本特征

由表2所示，研究區(qū)總面積為57 489.01 hm2，共1 143個(gè)斑塊。在各彩葉景觀類型中，其斑塊面積大小關(guān)系為：J02＞J01＞J03＞J04＞J10＞J08＞J06＞J05＞J09＞J07＞J11＞J12。樺木彩葉景觀面積最大，達(dá)到16 999.03 hm2，占總面積的29.57%；其次是水青岡，面積為12 156.30 hm2，占21.2018%；櫟類面積也相對(duì)較大，為11 697.93 hm2，僅次于水青岡，占20.3648%。同時(shí)以上3種彩葉景觀周長(zhǎng)之和及斑塊總數(shù)也相對(duì)高于其他彩葉景觀，分別占到的總周長(zhǎng)和總斑塊數(shù)的61.40%和48.29%。由此可見(jiàn)，這3種彩葉景觀為研究區(qū)最主要的彩葉景觀，其余例如檫木、楊樹(shù)、榿木等彩葉景觀所占區(qū)域就相對(duì)較少，對(duì)研究區(qū)彩葉景觀的主要格局影響也較小。

表2 光霧山彩葉景觀格局基本特征Tab.2 Basic features of colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

2.3 彩葉景觀的破碎化指數(shù)分析

2.3.1 彩葉景觀面積、斑塊特征

研究區(qū)各彩葉景觀的平均斑塊面積為50.30 hm2，各類型面積極不均衡。除了樺木、水青岡、櫟類外，其余類型面積均較少，且在區(qū)域內(nèi)相對(duì)較零散分布，一定程度上反映出區(qū)域彩葉景觀的破碎化程度。從表2可知，其中核桃有最小的平均斑塊面積，卻有較多的斑塊數(shù)目，表明其破碎化程度相對(duì)較高。

水青岡和日本落葉松的斑塊數(shù)接近，但前者面積是后者的5倍左右；水青岡和櫟類面積相近，但斑塊數(shù)后者約是前者的兩倍。由此可見(jiàn)，日本落葉松和櫟類的破碎化程度均高于水青岡。

2.3.2 邊緣密度指數(shù)

景觀類型的邊緣密度指數(shù)指某景觀類型周長(zhǎng)與其面積之比，即一個(gè)景觀類型單位面積上其相應(yīng)的周長(zhǎng)值。周長(zhǎng)值越大，景觀類型被邊界割裂的程度越高，反之，則景觀類型保存完好且連通性高。因此，該指標(biāo)在一定程度上最直接的反映了景觀類型的破碎化程度。如圖1所示，研究區(qū)各彩葉景觀類型的邊緣密度由大到小排列為J08＞J12＞J07＞J11＞J05＞J09＞J06＞J04＞J10＞J03＞J01＞J02。此順序與斑塊總周長(zhǎng)趨勢(shì)相反，可見(jiàn)面積和周長(zhǎng)大的彩葉景觀，邊緣密度較低，顯示較低的景觀破碎化；反之，則有較為嚴(yán)重的破碎化程度。

2.3.3 平均分維數(shù)

平均分維數(shù)直接反映了一定尺度上斑塊邊界形狀的復(fù)雜性及斑塊的破碎化程度［12］。由計(jì)算可得，如圖2所示，研究區(qū)各彩葉景觀平均分維數(shù)基本接近1，最高榿木1.1009，最低厚樸1.0163，說(shuō)明區(qū)域各景觀整體穩(wěn)定性均較好。

2.3.4 平均最近鄰距離

平均最近鄰距離是指鄰近的同種景觀類型斑塊之間的距離（斑塊中心到中心的距離），反映了同類型斑塊的團(tuán)聚與分散程度［13］。如圖3所示，各景觀類型中，平均最近鄰距離從高到低依次為J11＞J06＞J09＞J10＞J04＞J05＞J08＞J02＞J01＞J03＞J12＝J07＝0。研究區(qū)大多數(shù)彩葉景觀的最近鄰距離在1 km以下，表明區(qū)域景觀的連續(xù)分布情況總體偏好。距離最小的榿木和漆樹(shù)僅有一個(gè)斑塊，而最大的厚樸及楊樹(shù)明顯大于其他彩葉景觀，表明這2類彩葉景觀的破碎化程度較高。

圖1 光霧山不同彩葉景觀邊緣密度Fig.1 The edge density of different colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

圖2 光霧山彩葉景觀平均分維數(shù)Fig.2 The average of fractal dimension index of different colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

圖3 光霧山彩葉景觀平均最近鄰距離Fig.3 The Euclidean nearest-neighbor distance of different colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

3 結(jié)論與討論

由表3可知，整個(gè)研究區(qū)平均斑塊面積為45.03 hm2。面積加權(quán)平均形狀指數(shù)和周長(zhǎng)－面積分維數(shù)分別為4.2364、1.3763，說(shuō)明研究區(qū)彩葉景觀較為復(fù)雜。蔓延度指數(shù)為56.5431，該值越接近于100，表明景觀類型聚集度越高，說(shuō)明整個(gè)彩葉景觀在空間結(jié)構(gòu)上具有中等聚合度，中等連通特性。散布與并列指數(shù)為59.7764、聚集度指數(shù)為79.9619，則說(shuō)明研究區(qū)彩葉景觀類型分布較為集中。香農(nóng)多樣性指數(shù)1.9855，顯示出斑塊豐富度較高，而香農(nóng)均度指數(shù)0.6024，表示彩葉景觀類型分布均勻度中等。以上數(shù)據(jù)表明，研究區(qū)整體上彩葉景觀類型具有較好的穩(wěn)定性且類型豐富。

表3 光霧山彩葉景觀格局總體特征Tab.3 The overall features of colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

總的看來(lái)，研究區(qū)地處北亞熱帶山地，植被基帶為亞熱帶常綠闊葉林，彩葉林研究區(qū)群落類型多樣。植物區(qū)系具有過(guò)渡交匯性、古老性等特征，彩葉景觀群落多樣性突出，以水青岡、樺木、櫟類、日本落葉松等彩葉景觀為主要類型，其面積之和占總面積的75.84%，且具有規(guī)模大、自然度高、品質(zhì)較優(yōu)的特征，聚集度與連通性也較好，對(duì)整個(gè)景觀功能起著重要的作用，也是該保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對(duì)象。而面積較少的核桃、厚樸等，則顯示出較高的破碎度。但不同彩葉景觀有其景觀價(jià)值的差異，需要加大保護(hù)力度，減少人為干擾，使其免遭破壞，從而保護(hù)整個(gè)區(qū)域的生態(tài)平衡。

綜上所述，目前研究區(qū)各彩葉景觀的連續(xù)性均較好，但隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加速以及旅游的迅速發(fā)展，當(dāng)前的區(qū)域生態(tài)環(huán)境面臨巨大的壓力，道路和旅游設(shè)施建設(shè)使森林植被與環(huán)境遭受破壞，會(huì)加劇景觀破碎化的程度，影響彩葉景觀的可持續(xù)利用，因此要處理好資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)、開(kāi)發(fā)利用的速度與強(qiáng)度的關(guān)系，引導(dǎo)社會(huì)轉(zhuǎn)向環(huán)境無(wú)害化、資源化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，在最小破壞生態(tài)完整性的前提下進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)、利用，最大力度保護(hù)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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Research on Colorful Leaf Forest Landscape in M t．Guangwu of Sichuan

ZENG Hao1HE Fang-yong2PENG Pei-hao1
（1.Ministry of Land and Resources Key Laboratory of Geological Spatial Information Technology，Sichuan Chengdu University of Technology，Chengdu 610059；2.Tourism and Culture Industry School，Sichuan Chengdu University，Chengdu 610106，China）

In this paper，the studied region is located in the northeast of Sichuan Mt.Qinba，by the data from practical investigations and ForestManagement Inventory（FMI），colorful leaf forest landscape in Mt. Guangwu can be divided into 13 types and quantitative analysis ismade by using ArcGIS technology and the landscape analysis program FRAGSTATS.The results have shown that the whole colorful leaf forest landscape has basic stability，abundance degree and aggregation.In all types of colorful leaf forest landscape，the Betulaceae has the largest area，and the degree of its fragmentation is the lowest，followed by the Fagus and the Oakery.And yetmany small areas ofwalnut，magnolia officinalis and so on display the highest degree of fragmentation.The difference in indexes of other types is not significant，and the degree of fragmentation of these types is in themedium range.These results could provide a significant basis for exploitation，utilization and management of colorful leaf landscape forest resources in Mt.Guangwu.

Colorful leaf forest landscape，Quantitative analyzed，Mt.Guangwu

10.16779／j.cnki.1003－5508.2016.04.007

S718.54

A

1003－5508（2016）04－0034－05

2016-05-05

四川景觀與游憩研究中心2014年度課題（No.JGYQ201408）

曾豪（1992-），男，漢族，四川成都人，碩士研究生，主要從事地理信息系統(tǒng)及生態(tài)等方面的研究。Email：xuanyuanzenghao@163. com

彭培好（1963-），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事生物多樣性、生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)地質(zhì)研究方面。Email：peihaop@163.com