三峽庫區(qū)1992—2012年森林景觀格局演變研究

陳雅如，肖文發(fā)*，馮 源，滕明君,3

(1 中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京 100091; 2 國家林業(yè)局森林生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091 3 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430071)

三峽庫區(qū)1992—2012年森林景觀格局演變研究

陳雅如1,2，肖文發(fā)1,2*，馮 源1,2，滕明君1,2,3

(1 中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京 100091; 2 國家林業(yè)局森林生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091 3 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430071)

[目的]以三峽庫區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析1992—2012年間森林景觀格局演變過程，為森林景觀恢復(fù)、森林資源可持續(xù)利用和景觀格局優(yōu)化提供基礎(chǔ)研究。[方法]利用5期代表三峽工程不同建設(shè)階段的遙感影像，揭示三峽庫區(qū)森林景觀格局的時(shí)、空演變過程，并從斑塊面積分級(jí)和景觀指數(shù)兩個(gè)角度分析景觀格局的破碎化過程。[結(jié)果]1992—2012年間，耕地和林地始終是三峽庫區(qū)最主要景觀類型，耕地大幅減少，森林面積與森林覆蓋率逐年提升，森林景觀結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，呈現(xiàn)出針葉林>灌木林>針闊混交林>落葉闊葉林>常綠闊葉林的態(tài)勢。森林分布不均，主要集中在庫區(qū)庫首和腹地西部，20年間森林景觀格局空間變化呈“首尾平穩(wěn)、腹地迅速增加”的趨勢。森林景觀斑塊面積分級(jí)存在明顯的兩級(jí)分化，細(xì)碎斑塊數(shù)量多面積小，100 hm2以上大斑塊數(shù)量少面積大，但20年間兩極分化的情況明顯緩解，零星散布的森林斑塊顯著減少，集中連片的森林斑塊數(shù)量增加且面積增大。20年間庫區(qū)森林景觀的平均斑塊面積增加了54%，最大斑塊指數(shù)提高了1.34倍，平均鄰近指數(shù)提高了3.02倍，其中針葉林的景觀優(yōu)勢度明顯增加。[結(jié)論]庫區(qū)生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)已初見成效，庫區(qū)森林景觀逐漸恢復(fù)，破碎化程度緩解，連通性提高，但在景觀格局上仍分布不均：庫首地區(qū)森林覆蓋率高但以馬尾松林居多、景觀多樣性欠佳，庫尾都市區(qū)及長江沿線森林覆蓋率還有待提高，地帶性植被的比重應(yīng)進(jìn)一步提升。

景觀格局；時(shí)空演變；破碎化過程；三峽庫區(qū)

景觀是由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的地表綜合體[1]。景觀生態(tài)學(xué)主要研究景觀的三個(gè)特征，即格局、功能和動(dòng)態(tài)[2]。景觀格局指構(gòu)成景觀的生態(tài)系統(tǒng)或土地利用/覆被類型的形狀、比例和空間配置[3]，是景觀功能的支體，是景觀動(dòng)態(tài)的組分，是景觀生態(tài)學(xué)研究的最基礎(chǔ)內(nèi)容。分析景觀空間結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)，即對(duì)景觀格局“斑塊—廊道—基質(zhì)”分析框架的具體化[4]。隨著景觀生態(tài)學(xué)的迅速發(fā)展，數(shù)量化分析景觀格局已該領(lǐng)域研究的主要手段，以“斑塊—廊道—基質(zhì)”為基本理論發(fā)展起來的景觀指數(shù)成為景觀格局分析的重要工具[5-6]。

三峽庫區(qū)是我國最重要的生態(tài)敏感區(qū)之一，處于山地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)的過渡區(qū)，地形復(fù)雜，自然災(zāi)害頻發(fā)。三峽工程的實(shí)施，淹沒大量陸地，改變天然水流條件，大量移民開墾耕地、大興土木，使該區(qū)的土地利用/覆蓋發(fā)生了巨大變化，破壞植被尤為嚴(yán)重[7-8]。研究三峽庫區(qū)森林景觀格局在三峽工程建設(shè)前、中、后發(fā)生的變化，能夠?yàn)樯挚沙掷m(xù)經(jīng)營、發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、保護(hù)生物多樣性提供基礎(chǔ)研究。

本研究利用5期遙感影像代表三峽工程不同建設(shè)階段，分析了1992—2012年間庫區(qū)森林景觀格局的時(shí)、空演變過程，并從斑塊面積分級(jí)分析和景觀指數(shù)分析兩個(gè)角度說明景觀格局的破碎化過程，為三峽庫區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和景觀格局優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)是指按三峽大壩蓄水到175 m方案，因水位升高而受淹沒影響的地區(qū)，位于106°16′～111°28′ E、28°56′～31°44′ N之間，包括湖北省宜昌市夷陵區(qū)、興山縣、秭歸縣、巴東縣，重慶市巫山縣、巫溪縣、奉節(jié)縣、云陽縣、開縣、萬州區(qū)、忠縣、石柱縣、豐都縣、武隆縣、長壽區(qū)、涪陵區(qū)、渝北區(qū)、渝中區(qū)、南岸區(qū)、江北區(qū)、北碚區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)、巴南區(qū)、江津區(qū)共26個(gè)區(qū)(縣)，面積約5.8×104km2，2012年總?cè)丝诩s2 068.02萬人。三峽庫區(qū)地形東高西低，自東向西地貌由低、中山逐漸向低山丘陵過渡，山地約占74%、丘陵約占22%、平原和壩地僅占4%。三峽庫區(qū)處于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，地帶性植被為中亞熱帶常綠闊葉林，年平均氣溫山地區(qū)10～14℃、河谷區(qū)17～19℃，多年年均降水量1 000～1 200 mm，具有春早、夏熱、冬暖、秋雨連綿、云霧多、濕度大、光照少、生長期長和伏旱等特征。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為三峽庫區(qū)1992—2012年間Landsat TM / ETM+/OLI衛(wèi)星遙感影像，空間分辨率30 m。按照三峽工程建設(shè)的不同階段，選擇1992年、1996年、2002年、2006年、2012年這5個(gè)研究時(shí)點(diǎn)，分別代表工程建設(shè)前期論證、大江截流、正式蓄水、工程全面建成以及工程蓄水至175 m全面運(yùn)行這5個(gè)階段。針對(duì)每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，選擇同一年份或者臨近年份中相同季節(jié)、云霧量較少、圖像質(zhì)量較好的Landsat系列衛(wèi)星影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并利用三峽庫區(qū)2003、2013年森林資源連續(xù)清查小班數(shù)據(jù)，以及野外實(shí)地踩點(diǎn)調(diào)查作為輔助數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

遙感影像處理過程主要包括預(yù)處理、訓(xùn)練區(qū)采集、分類、分類后除噪平滑4個(gè)步驟。首先利用ERDAS IMAGINE 9.2對(duì)遙感影像進(jìn)行圖像校正、圖像增強(qiáng)、圖像拼接和圖像裁剪等預(yù)處理，然后采用監(jiān)督分類與目視解譯相結(jié)合的方法對(duì)三峽庫區(qū)土地利用覆蓋類型進(jìn)行遙感解譯。參照我國現(xiàn)行《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T21010-2007)，結(jié)合前期研究結(jié)果[9]，將研究區(qū)土地利用類型分為耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域、裸地6個(gè)一級(jí)地類，并將林地細(xì)分為針葉林、針闊混交林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、灌木林5個(gè)二級(jí)地類。通過與2003年、2013年三峽庫區(qū)森林資源二類調(diào)查小班數(shù)據(jù)以及Google Earth高清影像進(jìn)行比對(duì)，并結(jié)合野外GPS實(shí)地踩點(diǎn)調(diào)查進(jìn)行分類后修正及解譯精度驗(yàn)證，總體分類精度均超過85%，能夠滿足分析需求。

2.3 數(shù)據(jù)分析

本研究分析三峽庫區(qū)森林景觀總體結(jié)構(gòu)與分布以及隨三峽工程進(jìn)展庫區(qū)森林景觀格局的時(shí)空演變，并以森林景觀斑塊的破碎化作為切入點(diǎn)[10-11]，從斑塊面積大小等級(jí)、破碎化指數(shù)兩方面分析森林景觀與森林景觀類型的破碎化過程[12]。

森林景觀變化動(dòng)態(tài)度K可定量描述森林景觀動(dòng)態(tài)變化的速度和趨勢，其表達(dá)式為：

(1)

式中，Uai、Ubi分別為研究初期和末期兩個(gè)時(shí)點(diǎn)第i類森林類型的面積，i=1,2,3,4,5；T為研究時(shí)段，當(dāng)T設(shè)定為年時(shí)，K值就是研究區(qū)森林景觀的年變化動(dòng)態(tài)度[13-14]。

在三峽庫區(qū)森林景觀破碎化的分析上，采用景觀破碎化與連通性指數(shù)進(jìn)行定量分析，選取斑塊平均面積(MPS)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、斑塊平均形狀破碎化指數(shù)(FS1)、景觀斑塊數(shù)破碎化指數(shù)(FN)來衡量斑塊破碎化程度，選取平均最近距離(MNN)和平均鄰近指數(shù)(MPI)來分析斑塊間的連通性和聚集程度。同時(shí)，對(duì)庫區(qū)森林景觀斑塊按面積等級(jí)<5、5～10、10～20、20～50、50～100、≥100 hm2進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)，分析每個(gè)斑塊面積等級(jí)的斑塊數(shù)量及比例、斑塊面積及比例、平均斑塊面積以及斑塊密度。部分指數(shù)的計(jì)算公式如下，其它常用景觀指數(shù)的計(jì)算公式和生態(tài)學(xué)意義參見文獻(xiàn)[15-16]，上述景觀指數(shù)在景觀格局分析軟件Fragstats4.2中進(jìn)行計(jì)算。

(2)

(3)

式中，MSI為景觀斑塊的平均形狀指數(shù)；FN為整體/某森林景觀類型的景觀斑塊數(shù)破碎化指數(shù)；Np為森林景觀斑塊總數(shù)/某森林景觀類型的斑塊數(shù)；Nc為森林景觀的方格網(wǎng)格子總數(shù)；FN的值域?yàn)閇0，1]，0表示景觀完全未被破壞即無生境破碎化的存在，1表示景觀已完全破碎。

3 結(jié)果與分析

3.1 森林景觀格局的時(shí)間演變過程

1992—2012年間，三峽庫區(qū)各景觀類型的面積發(fā)生了不同程度地變化(圖1)：這20年間，耕地和林地始終是庫區(qū)的主要景觀類型，兩者占庫區(qū)面積的93%～96%；而耕地面積大幅減少，且隨著三峽工程的進(jìn)展，耕地的減速在增大，主要向建設(shè)用地、林地、水域轉(zhuǎn)變。林地、建設(shè)用地和水域三者的面積逐年增加，變化最為顯著的是建設(shè)用地，2012年比1992年增加了5倍；其次是水域，2012年是1992年的2倍；林地面積比1992年增加了將近60%，由于林地是三峽主要的景觀類型面積基數(shù)大，20年間林地面積增加了131.73×104hm2。

1992—2012年間，三峽庫區(qū)森林面積與森林覆蓋率穩(wěn)步提升，1992年、1996年庫區(qū)森林面積和森林覆蓋率分別為204.17×104hm2、208.54×104hm2和35.30%、36.06%；2002年到2006年再到2012年，森林覆蓋率分別增加約8%、7%、6%，最終達(dá)到58.08%，面積增加為335.90×104hm2。森林景觀結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，呈現(xiàn)出針葉林>灌木林>針闊混交林>落葉闊葉林>常綠闊葉林的態(tài)勢，但在三峽工程的不同階段，各森林類型的面積變化有所不同。針葉林一直是庫區(qū)最主要的森林類型，在1996—2006年三峽工程從大江截流到水庫全面建成的10年間，針葉林面積大幅增加，從74.97×104hm2增加到127.29×104hm2。針闊混交林的面積在工程建設(shè)初期有所下降，之后則穩(wěn)步提升，增幅20%左右，2012年針闊混交林面積達(dá)到58.40×104hm2。常綠闊葉林和落葉闊葉林的面積比較平穩(wěn)，保持在10×104hm2和30×104hm2左右。灌木林是庫區(qū)中僅次于針葉林的主要森林類型，面積從1992—2012年逐漸增加，且增速加大，面積從1992年61.93×104hm2增加到2012年99.72×104hm2。

3.2 森林景觀格局的空間演變過程

圖1 三峽庫區(qū)1992—2012年主要景觀類型及分布Fig.1 Major landscape types and their Spatial distribution in Three Gorges Reservoir Area from 1992 to 2012

圖2 三峽庫區(qū)1992—2012年森林結(jié)構(gòu)時(shí)間演變圖Fig.2 Forest structure of Three Gorges Reservoir Area from 1992 to 2012

根據(jù)三峽庫區(qū)的地形地貌，將庫區(qū)分為庫首、腹地、庫尾三大部分(圖3)，其中庫首即湖北段宜昌市夷陵區(qū)、興山縣、秭歸縣和恩施自治州巴東縣；庫尾即重慶“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”的中心城七區(qū)和渝北區(qū)、巴南區(qū)、長壽區(qū)、江津區(qū)；庫區(qū)腹地以萬州區(qū)為分界點(diǎn)，萬州區(qū)以西的涪陵區(qū)、豐都縣、忠縣、石柱縣、武隆縣為腹地(西)，萬州區(qū)(含)以東的開縣、云陽縣、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣為腹地(東)。由圖1、圖3可看出，三峽庫區(qū)的林地主要分布在大巴山區(qū)的腹地(東)與秦巴山地的庫首，腹地(西)喀斯特山地武隆縣、豐都縣和石柱縣，以及江津區(qū)南部的低山丘陵區(qū)。

1992—2012年間三峽庫區(qū)森林面積自西向東顯著增加，由點(diǎn)狀、零星分布向連續(xù)、成片分布。庫首與巫山縣、巫溪縣、奉節(jié)縣的林地集中連片、空間連續(xù)性強(qiáng)，1992—2012年間庫首平均森林覆蓋率達(dá)73.16%；庫區(qū)腹地南半部分林地面積較集中，北半部分的平行嶺谷區(qū)以耕地為主，鑲嵌林地，1992—2012年間庫區(qū)腹地平均森林覆蓋率為41.38%；庫尾以耕地和建設(shè)用地為主，林地集中在江津區(qū)南部，建設(shè)用地集中分布在重慶“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”及周邊，20年間平均森林覆蓋率為22.39%。

1992—2002年間，三峽庫區(qū)森林景觀格局空間變化呈現(xiàn)出“首尾平穩(wěn)、腹地迅速增加”的態(tài)勢。庫首四區(qū)縣的年變化動(dòng)態(tài)度較低，其中興山縣年均動(dòng)態(tài)度僅0.48%，但森林覆蓋率一直處于最高，在76%～92%之間；其他三區(qū)縣的變化幅度接近，秭歸縣呈連續(xù)上升趨勢，年均動(dòng)態(tài)度2.12%；夷陵區(qū)與巴東縣則是先下降后上升，年均動(dòng)態(tài)度1%左右。三峽庫尾森林景觀的年變化動(dòng)態(tài)度在4%～5.5%之間，該區(qū)域森林覆蓋率普遍較低，重慶主城區(qū)、渝北區(qū)、長壽區(qū)的森林覆蓋率由1992年的10%左右提高到2012年的20%左右；而庫尾的主要林區(qū)江津區(qū)和巴南區(qū)在三峽工程開始前10年無顯著變化，后10年則大幅提高，由20%增加到43%左右。庫區(qū)腹地是林地大幅增加的主要區(qū)域，其中云陽縣的年均動(dòng)態(tài)度高達(dá)13.36%，其次是忠縣8.18%、奉節(jié)縣7.39%、開縣7.26%、巫山縣6.47%、巫溪縣6.03%；并且森林覆蓋率呈直線上升的趨勢，云陽縣的森林覆蓋你率2012年比1992年增加了2.67倍，忠縣、奉節(jié)縣、開縣、巫山縣、巫溪縣分別增加了1.64、1.47、1.45、1.29、1.21倍。庫區(qū)腹地森林景觀年均動(dòng)態(tài)度較低的集中在腹地西南部，即石柱縣、豐都縣、武隆縣三縣，處于喀斯特山地區(qū)，是庫區(qū)林地的主要分布區(qū)，森林覆蓋率提高空間較小。

圖3 三峽庫區(qū)1992—2012年各區(qū)縣森林覆蓋率演變圖Fig.3 Forest coverage rate of each county in Three Gorges Reservoir Area from 1992 to 2012

圖4 三峽庫區(qū)1992—2012年各區(qū)縣林地年變化動(dòng)態(tài)度Fig.4 Annual change degree of each county in Three Gorges Reservoir Area from 1992 to 2012

3.3 森林景觀斑塊面積分級(jí)分析

對(duì)1992、1996、2002、2006、2012年三峽庫區(qū)森林景觀按斑塊面積<5、5～10、10～20、20～50、50～100、≥100 hm2進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)，分析每個(gè)等級(jí)的斑塊數(shù)量及比例、斑塊面積及比例、平均斑塊面積以及斑塊密度，從而分析森林景觀的破碎化過程。

從表1可知，庫區(qū)森林景觀的斑塊數(shù)量存在明顯的兩級(jí)分化，面積<5 hm2的斑塊數(shù)量比例20年間平均達(dá)到86%，而所占面積比例平均為17%；面積>100 hm2的斑塊數(shù)量比例平均為0.7%，但面積比例占到50%。1992—2012年間，庫區(qū)森林斑塊總數(shù)先減少后增加，平均斑塊面積則持續(xù)上升。對(duì)于面積<10 hm2的零星散布斑塊而言，1992—2012年間斑塊數(shù)量比例逐漸下降、面積比例也逐年下降，而平均斑塊面積則持續(xù)增加；而面積在10～50 hm2的中等斑塊，斑塊數(shù)量比例、面積比例、平均斑塊面積均無顯著變化；面積大于50 hm2的大斑塊在斑塊數(shù)量比例、面積比例、平均斑塊面積三方面都保持上升趨勢，其中面積>100 hm2的林地平均斑塊面積由1992年的406.97 hm2增加到2012年的557.11 hm2，增加了37%。對(duì)森林景觀斑塊面積的分級(jí)分析反映出1992—2012年間，庫區(qū)零星散布的森林斑塊顯著減少，森林破碎化程度逐步減小，集中連片的森林斑塊數(shù)量增加、面積增大，森林景觀呈現(xiàn)出異質(zhì)、不連續(xù)向均質(zhì)、連續(xù)的發(fā)展趨勢。

表1 1992—2012年三峽庫區(qū)森林斑塊分級(jí)統(tǒng)計(jì)

3.4 森林景觀破碎度指數(shù)分析

從景觀指數(shù)的層面分析森林景觀的破碎化過程(表2)，平均斑塊面積MPS和斑塊密度PD反映整體景觀的破碎情況，1992—2012年間，庫區(qū)森林景觀MPS和PD呈逐年遞增與遞減趨勢，其中針葉林、灌木林的變化趨勢與之相一致，說明森林整體由破碎向大面積斑塊占主導(dǎo)、空間上連續(xù)分布的景觀格局過渡，特別是針葉林和灌木林。最大斑塊指數(shù)LPI反映景觀組成類型的優(yōu)勢度，庫區(qū)森林LPI先下降后上升，由1992年的1.57上升到2012年的3.67，景觀優(yōu)勢度顯著增加，其中針葉林LPI的增幅最大，2012年比1992年增加了3.83倍，并且經(jīng)過20年的轉(zhuǎn)變，針葉林在庫區(qū)森林類型中占絕對(duì)優(yōu)勢。斑塊平均形狀破碎化指數(shù)FS1在不同森林類型和不同年份上都沒有明顯變化，說明庫區(qū)20年間的斑塊形狀破碎情況趨于一致。景觀斑塊數(shù)破碎化指數(shù)FN反映景觀被分割的破碎程度和景觀空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。1992—2012年間，庫區(qū)森林景觀FN從0.177持續(xù)下降到0.115，其中針葉林從0.071持續(xù)下降到0.039，說明景觀的破碎化程度逐漸改善。平均最近距離MNN和平均鄰近指數(shù)MPI從斑塊間距離遠(yuǎn)近的角度分析斑塊的連通性和聚集程度。一般來說MNN值大，反映出同類型斑塊間相隔距離遠(yuǎn)，分布較離散；反之，說明同類型斑塊間相距近，呈團(tuán)聚分布；MPI值小，表明同類型斑塊間離散程度高，反之，表明同類型斑塊間鄰近度高，景觀連接性好。1992—2012年，庫區(qū)森林景觀MNN先上升后下降，2012年比1992年減少了5.4%；MPI先小幅下降后大幅上升，增加約3倍；不同森林類型景觀變化規(guī)律基本一致，MPI呈現(xiàn)出針葉林>灌木林>針闊混交林>落葉闊葉林>常綠闊葉林。上述規(guī)律說明隨著三峽工程的興建，大江截流、庫區(qū)蓄水、移民搬遷導(dǎo)致庫區(qū)森林景觀日益破碎，之后由于退耕還林、天然林保護(hù)、長江防護(hù)林建設(shè)等重大生態(tài)工程的投入與實(shí)施，庫區(qū)森林景觀得到了有效恢復(fù)，大面積斑塊數(shù)量增加，斑塊趨于集中連片、團(tuán)聚度提高、連通性增強(qiáng)。

表 2 1992—2012年三峽庫區(qū)森林斑塊破碎度指數(shù)

4 結(jié)論

三峽庫區(qū)是我國最重要的生態(tài)敏感脆弱區(qū)，三峽水庫的修建給庫區(qū)已失衡的生態(tài)—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)系統(tǒng)增加了更大的壓力，但也帶來了生態(tài)環(huán)境恢復(fù)重建、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化轉(zhuǎn)型、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。1992—2012年間，耕地和林地始終是三峽庫區(qū)最主要景觀類型[17]，耕地大幅減少林地逐年增加，耕地轉(zhuǎn)化成林地、建設(shè)用地和水域。人為因素是造成上述景觀格局改變的關(guān)鍵[18]：隨著三峽工程的實(shí)施，百萬移民搬遷、城鎮(zhèn)遷移重建、公路鐵路建設(shè)，造成了耕地的大量占用、嚴(yán)重的植被破壞、水土流失；另一方面，國家各項(xiàng)林業(yè)政策的實(shí)施，天然林保護(hù)、長江防護(hù)林建設(shè)、退耕還林、封山育林、飛播造林等生態(tài)恢復(fù)措施，及其逐步顯現(xiàn)的生態(tài)效益，是景觀格局改變的重要因素。

三峽庫區(qū)森林面積與森林覆蓋率雙雙穩(wěn)步提升，但森林景觀結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，呈現(xiàn)出針葉林>灌木林>針闊混交林>落葉闊葉林>常綠闊葉林的態(tài)勢[19]。森林分布不均，主要集中在庫首和腹地西部，森林資源自西向東由渝中庫尾經(jīng)渝東庫區(qū)腹地到鄂西庫首逐漸增多，空間分布呈由點(diǎn)狀、零星分布向連續(xù)、成片分布過渡，20年間森林景觀格局空間變化呈“首尾平穩(wěn)、腹地迅速增加”的趨勢。

森林景觀斑塊面積分級(jí)存在明顯的兩級(jí)分化，斑塊面積小的細(xì)、碎、散斑塊占斑塊數(shù)量的85%以上，而面積僅占17%；百公頃以上的集中、連片斑塊數(shù)量僅占0.7%，而面積占到50%。1992—2012年間，兩極分化的情況明顯緩解，零星散布的森林斑塊顯著減少，集中連片的森林斑塊數(shù)量增加、面積增大，2012年庫區(qū)森林景觀平均斑塊面積比1992年增加了54%。景觀格局指數(shù)的研究結(jié)果進(jìn)一步表明了相同的變化規(guī)律，20年間森林景觀的平均斑塊面積逐年遞增、斑塊密度逐年下降，斑塊形狀破碎情況無明顯變化，最大斑塊指數(shù)較1992年提高了1.34倍，平均鄰近指數(shù)提高了3.02倍，其中針葉林的景觀優(yōu)勢度明顯增加。

5 討論

隨著三峽工程的興建，庫區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，三峽庫區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)等成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)[20-23]。研究表明，經(jīng)過近20年的建設(shè)，庫區(qū)生態(tài)恢復(fù)已初見成效，森林景觀由破碎斑塊向大面積斑塊占主導(dǎo)、空間上連續(xù)分布的景觀格局過渡，景觀類型內(nèi)、外部連通性提高。但在景觀格局上還存在分布不均：庫區(qū)西部上游位置，尤其是沿江、低海拔區(qū)域及主要城區(qū)附近，由于氣候、土壤等自然因素及人為活動(dòng)的影響，森林景觀破碎度明顯大于中下游地帶，森林覆蓋率有待提高，尤其是地帶性植被恢復(fù)仍有很大差距；而東部下游，尤其是鄂西四縣，雖森林覆蓋率高、破碎化程度小，但以馬尾松林居多、景觀多樣性欠佳[24]。

因此，在保護(hù)現(xiàn)有森林的同時(shí)，應(yīng)更注意加強(qiáng)長江沿線及西部都市區(qū)的森林景觀建設(shè)以及東部下游地區(qū)的景觀多樣性恢復(fù)。從水庫安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展角度出發(fā)，尤其注重森林的結(jié)構(gòu)調(diào)整和質(zhì)量提升，整體提升庫區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，達(dá)到生態(tài)和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

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(責(zé)任編輯：崔 貝)

Evolution of Forest Landscape Pattern in the Three Gorges Reservoir Area During 1992—2012

CHENYa-ru1,2,XIAOWen-fa1,2,FENGYuan1,2,TENGMing-jun1,2,3

(1. Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 2. Key Laboratory of Forest Ecology and Environment, State Forestry Administration, Beijing 100091, China; 3. College of Horticulture and Forestry Sciences, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430071, Hubei, China)

[Objective] An analysis on the forest landscape pattern evolution in the Three Gorges Reservoir (TGR) area during 1992—2012 will contribute to forest landscape restoration, sustainable utilization of forest resources and landscape pattern optimization. [Method] Five time-series remote sensing images were selected to discover the changes of forest landscape in the TGR area. Two indexes (graduation statistics and landscape metrics) were included for this analysis. [Result] Cropland and forest were the dominant landscapes during 1992—2012, although cropland area reduced drastically, while forest area and forest coverage rate increased gradually. The structure of forest landscape was relatively stable. The forest was unevenly distributed with most concentrated in the east and center parts. In the past 20 years, the forest area increased rapidly in the central part, while kept steady in the east and west parts. The distribution of patch area shows obvious polarization, which means small fragmented patches were in large quantity while the large patches with areas above 100 hectares were in small quantity. But the polarization was obviously relieved in the past 20 years, the scattered forest patches were significantly reduced, the continuous patches were increased both in quantity and area. During the past 20 years, the mean patch size of forest landscape increased by 54%, while the largest patch index increased by 134%, and the mean proximity index increased by 302%. The landscape dominance of coniferous forest increased significantly. [Conclusion] With forest restoration, the fragmented patches were gradually connecting, the ecological condition was improved. However, the landscape pattern is spatially uneven distributed. The forest coverage rate is high in the east of the TGR area, but with poor landscape diversity dominated by Pinus massoniana. The forest coverage needs to be improved in the west of the TGR area and the zone along Yangtze River.

landscape pattern; spatial and temporal evolution; fragmentation process; the Three Gorges Reservoir area

10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.04.002

2016-07-14

國家公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)(GYHY201406035):氣候和土地利用變化對(duì)森林的影響及適應(yīng)對(duì)策

陳雅如(1984—),女,博士研究生,主要研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué),景觀恢復(fù)等,E-mail:chenyaru09@126.com

* 通訊作者：E-mail:xiaowenf@caf.ac.cn

S718.54

A

1001-1498(2017)04-0542-09