福建海坛岛景观空间格局分析

福建海坛岛景观空间格局分析 是福建第一大岛 ,中国第五大岛 . 海坛岛地貌类型以丘陵和滨海平原为主 ,气候属于南亚热带半湿润海洋性季风气候 ,热量条件较好 降水少 ,风力大 ,蒸发强 . 土壤类型包括 6 个土类 、25 个土 属 , 其中 砖红 壤 性红 壤面 积 最大 , 占 土地 总 5512 % ;滨海风沙土次之 ,占 28. 03 %. 由于长期受气候 、土壤和人类活动的影响 ,海坛岛的原生植被早已 无存. 据调查 ,组成海坛岛植被常见的植物有 190种 ,隶属 67科 , 139 属 ,岛上的森林群落均为人工林 ,最 的有滨海沙地和台地上的木麻黄林 、黑松林 、台湾相思树 ,荒山荒坡上主要分布有耐旱的旱中生灌丛和 植被 ,人工植被 、次生天然植被均呈现明显的旱生特征 ,这是与该岛的气候水文特征相适应的. 2 研究 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 2. 1 景观生态分类 影响景观生态类型的因素一般包括地形地貌 、植被 、土地利用等区域性参数 ,以及社会经济 、人口 、 化等人类活动因素. 本文根据研究区的具体情况 ,主要以定性分类为主 ,采用二级分类单位划分 . 第一级 分类的高级单位 ,主要依据植被类型 、土地利用方向 、景观功能 、人为干扰程度以及景观要素的结构类型 不同进行划分 ,第二级作为分类的基本单位 ,主要以地貌 、植被作为依据进行划分 . 采用 1 ?100 000 土地 ( ) [ 1 ] 137 类型图 、1 ?50 000地形图和航空卫星图片 ,以地形图 、土地利用类型图 作为工作底图 ,在野外调查 () G IS软件础上 ,结合航片的目视判读 ,将海坛岛景观划分为 8 个景观组和 27 个景观型 见表 1 ,并运用 () 件进行数字化处理 ,得出海坛岛景观类型图 见图 1 . 表 1 海坛岛景观生态分类系统 Tab. 1 L and scap e eco logica l c la ssifica tion system of H a itan Island 景观组景观型 ()1 林地景观1. 1 低丘黑松林林景观 多为人工林 () 1. 2 低丘相思树林景观 耐旱相思树 1. 3 平原木麻黄林景观 滨海前沿木麻 1. 4 黄林景观 1. 5 农田防护林景观 低 2 2. 1 灌草丛景观丘坡地灌丛景观 2. 2 平原台地草丛景观 平原台地灌溉水田 3 农田景观3. 1 () ( 景观 比例较低 平原台地旱地景观 以 3. 2 )甘薯 、花生为主 3. 3 () 平原台地菜地景观 比例较低 平原林网 4 园地景观4. 1 () 下的果园景观 以柑桔为主 其他园地景 4. 2 ()观 番石榴 、无花果 、白枣等 5. 1 5 居民点及独立工矿景观城镇景观 农村居 5. 2 民点景观 独立工 5. 3 矿景观 5. 4 其他 6. 1 6 滩涂景观 水域景观 6. 2 盐田景观 6. 3 ()湖泊 、水库景观 三十六脚湖等 6. 4 坑塘景观 6. 5 其他 7. 1 道路景观 7 廊道景观 7. 2 溪流景观 木麻黄防护 7. 3 林带景观 沙地景观 8. 1 8 低覆被景观裸地景观 8. 2 8. 3 裸岩景观 107 第 2 期张锦新 : 福建海坛岛景观空间格局分析 图 1 福建省海坛岛景观类型图 F ig. 1 L and scap e typ e of H a itan Island 2. 2 景观格局分析指标体系 对景观空间格局与异质性的定量描述是分析景观结构 、功能及过程的基础 ,通过对格局与异质性分析就 可以把景观的空间特征与时间过程联系起来 ,从而能够较为清楚地对景观内在规律性进行分析和描述 . 2. 2. 1 景观多样性指标 ( )( )) 1 景观多样性 d ive rsity指数 H : H 值的大小反映景观要素的多少和各景观要素所占比例的变化 . 当 景观是由单一要素构成时 , 景观是均质的 , 其多样性指数为 0; 由两个以上的要素构成的景观 , 当各景观 )( [ 1 ] 106 - 111 所占比例相等时 , 其景观的多样性为最高 ; 各景观类型所占比例差异增大 , 则景观的多样性下降 景观多样性的计算公式如下 : m ( ) ( )H = - PlogPk 2 k ? k = 1 [ 2 ] 式中 , H 为多样性指数 , P是 k 种景观类型占总面积的比 , m 是研究区中景观类型的总数 . k )( )() 2优势度 dom inance指数 D : 优势度指数表示景观多样性与最大多样性的偏离程度 , 或描述景 少数几个主要的景观类型控制的程度 . 优势度指数越大 , 则表明偏离程度越大 , 即组成景观各景观类型 比例差异大 , 或者说某一种或少数景观类型占优势 ; 优势度小则表明偏离程度小 , 即组成景观的各种景型所占比例大致相当 ; 优势度为 0, 表示组成景观各种景观类型所占比例相等 , 景观完全均质 , 即由一种 类型组成 . 优势度指数计算公式为 : m ( ) ( )+ PlogPD = Hm ax k 2 k ? k = 1 () 其中 , H= logm , P为景观类型 k 占总面积比例 , m 为景观类型总数 . H为研究区各类型景观所占 m ax 2 k m ax [ 3 ] 相等时景观拥有的最大的多样性指数 . )( )( ) 3 均匀度 evenne ss指数 E : 均匀度是描述景观里不同景观类型的分配均匀程度 , 其值越大 , 表 组成成分分配越均匀 , 其计算公式为 : ( ) E = H / H×100 %m ax ()H= logm m ax2 () 式中 , E 是均匀度指数 百分数 , m 为景观类型个数 , H 是修正了的 simp son 指数 , H是在给定丰富度 m ax( ) [ 3 ] [ 4 ] 204 - 205 下景观最大可能均匀度 . 均匀度和优势度一样 , 也是描述景观由少数几个主要景观类型控制 度 . 这两个指数可以彼此验证 . 2. 2. 2 景观空间构型指标 )( )1景观破碎度 fragm en ta tion指数 :破碎度是指景观被分割的破碎程度 , 它在一定程度反映了人为 观的干扰强度 , 计算公式为 : () = N - 1 /N F p cN 1 () F= S N - 1 /N N 2 f c ( ) 式中 , F为整个区域的景观破碎度指数 , F为区域内某一景观类型的破碎化指数 , F、F? 0, 1 , 0 N 1N 2N 1 N 2 (景观完全未被破坏 , 1表示景观被完全破坏. 另外 , N 是用方格个数表示的研究区景观总面积 用研究区 c ) 的斑块面积去除总面积得到 , 也就是用最小斑块面积作为每一网格的大小 ; N 是景观里各类斑块的总 p () 是景观里各类斑块的平均斑块面积 以最小斑块面积为单位 ; N 是区域中某一景观类型的总数 .f )( )2分离度 iso la tion指数 :景观分离度指数是指某一景观类型中不同元素或斑块个体分布的分离程 [ 3 ] 分离程度越大 , 表明景观在地域分布上越分散 , 其计算公式为 : ( ) = D / S , S = A /A FD = 1 / 2 n /A , i i i i i i 式中 , F为景观类型的分离度 , n 表示其景观类型 i中的元素个数 , A 为第 i类景观的面积 , A 为研究区 i i 总面积. 3 结果及分析 利用 G IS软件的空间查询功能 ,提取各景观类型的斑块面积 、斑块个数等数据 ,导入 EXCEL 数据库 中 ,根据公式计算各景观格局要素 ,结果见表 2、表 3. 109 第 2 期张锦新 : 福建海坛岛景观空间格局分析 表 2 海坛岛景观格局基本数据 Tab. 2 B a sic da ta of land scap e p a tte rn in H a itan Island 2斑块 占总数 斑块面积 / km景观类型 总计面积比 / %均值最小值最大值数 /个比例 / % 林地景观109 14. 81 80. 332 461 75 29. 325 9 0. 736 995 06 0. 000 012 875 15. 948 761 25 灌草丛景观 113 15. 35 4. 571 849 50 1. 669 0 0. 040 458 85 0. 000 028 250 1. 322 125 38 69 9. 37 122. 349 447 50 44. 664 5 1. 773 180 40 0. 000 304 250 27. 051 450 38 农田景观 园 18 2. 45 0. 623 507 13 0. 227 6 0. 034 639 29 0. 003 568 500 0. 148 185 75 地景观 214 29. 08 25. 985 371 13 9. 486 1 0. 121 426 97 0. 000 015 500 4. 524 681 63 居民点及独立工矿景观 31 4. 21 21. 813 416 00 7. 963 1 0. 703 658 58 0. 000 050 250 5. 993 505 00 水域景观 73 9. 92 5. 885 802 13 2. 148 5 0. 080 627 43 0. 000 026 250 0. 760 956 50 廊道景观 低 109 14. 81 12. 368 333 63 4. 515 1 0. 113 470 95 0. 000 011 000 3. 000 903 00 覆被景观 736 100. 00 273. 930 188 80 100. 000 0 3. 604 457 53 合计 表 3 海坛岛景观格局指数 Tab. 3 L and scap e p a tte rn index of H a itan Island 林地灌草丛农田园地居民点独立水域廊道低覆被 指数总计 景观景观景观景观工矿景观景观景观景观H - 2. 090 756 - - - - - - - H- - - - - - - - 3 m ax D - - - - - - - - 0. 909 244 E 69. 691 86 - - - - - - - - F 1. 075 5 19. 241 4 0. 561 8 56. 309 9 4. 658 7 2. 112 3 12. 012 8 6. 985 4 i F- - - - - - - - 0. 000 029 51 N 1 F0. 290 6 0. 016 5 0. 440 2 0. 002 1 0. 094 4 0. 077 1 0. 021 2 0. 044 7 N 2 说明 :“ - ”为未计算. 从表 2可以看出 ,居民点及独立工矿等的景观类型的斑块数远大于其它景观类型 ,其斑块数为 214 ,占研 究区斑块总数的 29. 08 % ;而园地景观的斑块明显小于其它景观类型 ,仅有 18个 ,只占斑块总数的 2. 45 %. 在 2 各景观类型的面积比较中 ,农田景观的面积最大 ,为 122. 349 km,占区域景观总面积的面积比为 44. 664 % ; 其余依次为林地景观 、居民点及独立工矿景观 、水域景观 、低覆被景观 , 其斑块面积比分别为 29. 325 9 % 、 91486 1 % 、7. 963 1 % 、4. 515 1 % ;而廊道景观 、灌草丛景观及园地景观等的面积比较小 ,都小于 3 %. 以上分析 说明 :本区人类经济活动以农业生产为主 ,且人类活动强度相对沿海地区以工业活动为主的区域来说较小 , 园地景观分布面积较小 ,人口密度大 ,人多地少 ,人地矛盾突出 . ()对表中的景观格局指数的分析 见表 3 可知 :本区的景观多样性指数为 2. 090 756 ,整体景观的均匀度较 (() ) 大 为 69. 691 86 ,而优势度较小 为 0. 909 244 ,这说明各景观类型在区域中分配较为均匀 ,由此可见随着 建设用地 、园地景观的扩大 ,海坛岛景观向多样性方向发展的程度仍比 较高. 从表 3还可以看出 ,本区景观整体破碎度为 0. 000 029 51 ,表明景 ( )观整体较为完整 ,无明显破碎化现象 ,但从各景观类型看破碎度 F N 2 () 相对较高 ,破碎化明显 见图 2 ,其中破碎度最高的是农田景观和林地 景观 ,分别为 0. 440 2和 0. 290 6 ,这也说明本区的人类经济活动主要以 图 2 景观斑块的破碎度 F 农业生产为主 ,而且由于本区为改造自然条件 、促进生态环境良性循 N 2 F ig 2 F ragm en ta tion of land scap e b lock 环 ,抗御风沙侵害 ,保持水土 ,不仅在低丘台地上种植林木 ,还在村庄 、 道路两旁 、农田等地带种植林木 ,有的地方种植面积较小 ,受人类 (活动干扰严重 ,因而本区林地景观较为破碎 . 从分离度来看 见 () ) 图 3 ,园地景观的分离度最大 为 56. 309 9 ,反映因该区水资源 和水利灌溉条件影响园地的开发利用 ,人类活动干扰较小 ,这也 反映了受人类干扰强度越大的景观一般分离度越小 ,反之则分离 度越大 ,这与破碎度指标的结论是一致的 . 4 对策 图 3 景观斑块的分离度 F i值 在地理信息系统的支持下 ,通过景观格局特征指标的分析 ,F ig 3 Iso la tion degree of land scap e b lock 可以揭示一个地区景观格局特征及其动态变化规律 ,从而及时发 现人类活动对该地区所造成的不良影响 ,进而提出相应对策 ,以利于地区的可持续发展 . 上述研究结果表 海坛岛的人类经济活动以农业为主 ,区域整体朝着景观多样化方向发展 ,但与此同时人类活动对景观的 强度也越来越大 ,导致区域景观类型破碎化呈现加大的趋势 ,尤其是林地等生态防护景观遭到人为破坏度加剧 ,如不及时采取措施 ,将会进一步造成该区水土流失 、生态环境恶化 、生态功能显著下降的后果. 对 提出以下对策 : 4. 1 保护好现有的大型森林植被 ,增加它们之间的连通性 . 通过优化林种 、树种结构 ,加强老化木麻黄林的更新 ,抓紧灌木林地 、疏林地和迹地的植树改造和未 造林地的抚育管理 ,将那些具有较大限制性的 、不利于发展农业生产的农田斑块转变为果园斑块 ,引导 计自然斑块以廊道或碎部形式分散渗入农田斑块之中 ,加强森林斑块在生态过程上的有机联系. 4. 2 因地制宜 ,加快农业基本建设和现代化建设 ,寻求新的发展模式. 利用先进的农业工程技术与生物技术 ,借鉴一些成功的生态农业模式 ,如“果 —草 —牧 —菌 ”立体种式 、庭院经营等 ,实现生态 、经济 、社会效益的高度统一. 加强园地基本建设 ,完善灌溉和交通设施 ,改良土 增施肥料 ,培肥地力 ,改善园地生产条件. 4. 3 完善防护林体系建设 ,提高防护林的生态经济效益 . 海坛岛受水分不足 、风力大 、土壤侵蚀等限制 ,风沙危害较为严重 ,生态环境相当脆弱 ,由于防护林体系具 分显著的生态经济效益 ,因而完善防护林体系是该区域景观生态格局调整的关键问题. 但是目前防护林体系存 ( 树种单一 、二代更新不良 、人为破坏严重等问题. 因此 ,要进一步完善原有的防护林体系 包括滨海防护林 、农田 ) 林等的建设 ,对沿海基干防护林带部分缺失地段进行重建 ;对部分遭到人为破坏严重的地带 ,如采矿废弃地 土侵蚀地等进行生态恢复 ;对木麻黄生长不良的原有迹地进行更新与调整 . 进一步完善防护林体系的结 营造多林种 、多树种 ,以及多层次多效益的林带 、林网 、林片相结合的综合防护体系 ,使之发挥最大功能 . 4. 4 发展生态旅游 ,促进旅游业可持续发展 . 海坛岛是国家重点风景名胜区 . 拥有发展旅游业的众多优势条件 ,如旅游地域组合结构特色突出 ,森 山丘与大海岛礁紧密组合形成最佳的资源地域组合结构 ;滨海沙滩沙质优良 、坡度适宜 、无有害生物等 . 另一方面 ,该区位于滨海前沿地带 ,是受风沙危害影响最大的区域. 因而将该区作为旅游生态防护区 ,必 调好旅游资源开发与环境保护及改善的问题 ,规划时应重点考虑滨海防护林体系的建设及其与旅游资 间的配套 ,如可充分利用原有的低丘台地防护林建立起形式多样的公园 ,使之既起到防护的功能 ,又可环境 ,以供游人观赏 、休憩之用. 这样调整后景观多样性会有明显提高 ,且各景观类型在空间上的分布会 匀 ,从而更有利于维持研该区的景观异质性 ,增强其景观生态系统的稳定性. 参考文献 : [ 1 ] 郑达贤 ,骆灿鹏 ,沙济琴 ,等 . 平潭地理信息系统研究 [M ]. 福州 :福建教育出版社 , 1994. [ 2 ] 赵弈 ,李月辉 . 论景观的稳定性 [ C ] / / 肖笃宁 . 景观生态学研究进展 . 长沙 :湖南科学技术出版社 , 1999. ( ) [ 3 ] 王宪礼 ,肖笃宁 ,布仁仓 ,等 . 辽河三角洲湿地的景观格局分析 [ J ]. 生态学报 , 1997 , 17 1 : 1 - 5. [ 4 ] 傅伯杰 ,陈利顶 ,马克明 ,等 . 景观生态学原理及应用 [M ]. 北京 :科学出版社 , 2002: 204 - 205. (责任编辑 : 林思