武汉市九峰城市森林保护区森林景观破碎化研究

摘要

景观格局破碎化的研究是目前景观生态学研究的热点问题。景观破碎化深刻影响景观格局、功能和过程，与自然资源保护密切相关，对于景观中生物多样性保护和森林生境质量的影响具有重要意义。本文以武汉市九峰城市森林保护区森林景观为研究对象，对森林景观的破碎化状况进行评价，并深入探讨了地形对森林景观破碎化的影响。 研究以保护区Quickbird卫星影象数据和1：10000地形图为基础资料，结合实地景观资源调查、小班勾绘和属性调查资料，对卫星数据进行解译和修正，借助arcview3.2a GIS软件建立武汉市九峰城市森林保护区信息管理系统，作为分析研究平台；对研究区森林景观进行三级分类，生成保护区森林景观林系分布图；结合景观格局指数，建立景观破碎化评价指标体系，对森林景观破碎化程度进行量化；在ARCGIS8.0和Fragstats3.3软件的支持下，计算景观斑块密度指数、边界密度指数、形状指数、分维数、斑块数量破碎化指数、斑块形状破碎化指数、聚合度、结合度、相似邻接比指数等，从景观斑块数量形态破碎化特征和景观空间格局破碎化特征两方面对保护区森林景观破碎化现状进行评价；应用统计学方法对破碎化指标进行主成分分析，提取主成分因子，应用ARCGIS8.0软件强大的空间分析功能以及统计学方法，进一步分析坡度、坡向、坡位、海拔四个地形因子对森林景观破碎化的影响。结果表明： （1）景观破碎化不仅仅是景观要素斑块水平的破碎化，更有景观整体空间结构的破碎化。本文对森林景观的破碎化评价从景观数量形态破碎化特征和景观空间构型破碎化特征两大方面进行测度，取得了较好的结果。景观数量形态破碎化特征评价主要反映了景观斑块规模、数量、形状等的破碎化程度；景观空间构型破碎化特征评价主要反映了景观要素间的空间组合关系和斑块类型的异质性变化。 （2）从景观斑块数量形态破碎化特征评价来看，保护区森林景观分布很不均衡，类型单一，针叶林比重远大于阔叶林、竹林和灌木林；森林景观斑块数量和形状破碎化程度不高，斑块分化程度和异质性程度不高，但斑块形状较不规则。另外，马尾松林是森林景观的主体景观，其斑块密度和边界密度不高，说明其景观被分割程度不严重，破碎化趋势不明显；茶树林是人工栽培，其斑块形状最规则；其他彩叶林、檵木灌木林、池杉林和柏木林的边界密度和形状破碎化指数较高，有较明显的破碎化趋势。 （3）从景观空间构型破碎化特征评价来看，各森林景观的聚集度指数、相似邻接比指数、结合度指数都较高，说明整体森林景观空间构型上较连续，连通性较高，景观保存完好，破碎化趋势不明显。马尾松林的各指数都是最高，说明马尾松林景 观比较稳定，破碎化趋势不明显。其他彩叶林的各指数都最低，反映了其他彩叶林受干扰状况严重，景观被割裂程度高，斑块连通性低，破碎化程度最高。檵木灌木林，水竹林结合度也较低，聚集度也不高，说明其景观有较明显的破碎化趋势。 （4）通过主成分分析，可知就九峰城市森林保护区森林景观而言，其破碎化评价主要关系三大影响指标：景观空间构型指数，斑块形态特征指数和斑块数量特征指数。其中最重要的是景观空间构型指数，可见，在景观破碎化评价中，斑块特征固然重要，但景观的空间构型特征对破碎化影响更为密切。 （5）由地形因子与整体森林景观破碎化的相关性分析可知，九峰城市森林保护区森林景观的破碎化状况与其地形因子之间存在相关规律，景观破碎化受地形影响程度较大，但四个地形因子的影响程度有所不同。 海拔对九峰森林景观破碎化的影响力最强，为首要控制性因子，它与景观空间构型指数、斑块形态特征指数、斑块数量特征指数都具有明显的线性相关规律，回归分析显示森林景观随着海拔的升高，破碎化程度提高。 坡度和坡向均对其中2个主因子（景观空间构型指数，斑块数量特征指数）有相关规律，坡向与景观空间构型指数之间的相关关系呈抛物线状曲线分布，当坡向在阴坡和半阴坡时，景观空间构型指数较高，景观破碎化程度明显；当坡向转为向阳时，空间构型值降低，景观破碎化程度随之降低；坡向和斑块数量特征指数之间呈现线性正相关，随着坡向由背阴转为向阳，景观破碎化程度降低。坡度和景观空间构型指数，景观斑块的数量特征都有显著的线性相关性，随坡度较大时，景观破碎化程度加大。 而坡位的影响力最弱，只与一个主因子（斑块形态特征指数）有一定的线性相关规律，呈线性正相关，即在坡位较高的地方，斑块形态指数增加，景观破碎化程度增加：反之，在坡位较低的地方，斑块形态指数较低，景观破碎化程度低。 （6）通过对马尾松林的景观破碎化指标与地形因子的相关性分析，结果表明马尾松林的景观格局破碎化程度主要是由海拔和坡向引起的，随海拔的升高，马尾松林景观破碎化程度提高；随坡向越向阳，马尾松林景观破碎化程度降低，但马尾松林景观格局破碎化受坡度和坡位的影响不明显，这与马尾松林的生态习性有关。 （7）槲栎灌木林的破碎化程度较高，主要是受地形坡位和坡度的影响，坡位与景观空间构型呈明显线性正相关；坡度与景观斑块形态指数呈抛物线型曲线相关。在坡度为12°左右景观形态指数最低，破碎化程度最小，在坡度低于12°，景观形态指数随坡度变大而降低，破碎化程度减小；坡度大于12°随坡度的增加，景观形态指数增加，景观破碎化程度也变大。槲栎灌木林的破碎化受海拔和坡向的影响较小。 （8）对柏木林和檵木灌木林的破碎化主因子与地形因子作统计分析，但相关性都不明显，说明，柏木林和檵木灌木林的破碎化可能受其他原因的影响。 （9）枫香林的景观破碎化主要受坡向和海拔的影响，坡向越向阳，枫香林的数量特征指数越高，景观破碎化程度越低；随海拔的升高，破碎化程度升高；枫香林一般都集中分布在的坡度为1°～20°之间，但坡度对枫香林的景观破碎化影响不明显。这与枫香林为强阳性树种，喜湿润深厚的土壤有关。

目录

文摘

英文文摘

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1前言

2研究地点与研究方法、技术路线

3结果与分析

4结论与讨论

参考文献

致谢