浅谈香格里拉县森林景观格局研究进展

陈文烯，岳彩荣

（西南林业大学 林学院，云南 昆明 650224）

1 引言

香格里拉县地处青藏高原南缘，横断山脉腹地，森林资源丰富，是阻止西北风沙南侵的重要屏障，是江河源流水源的基础保障，是全球生物多样性的重要组成部分［1，2］。因此，为了科学地经营管理香格里拉县森林生态系统，对香格里拉县的森林景观动态变化研究及其景观生态规划尤为重要。目前，已有研究者对香格里拉县的森林资源保护、森林景观格局、森林景观动态变化、森林景观变化驱动力等进行了研究，而在对香格里拉县的森林景观生态规划方面的研究还较少。

2 国内外基于3S技术的森林景观格局动态变化与景观生态规划的研究概况

森林景观是陆地生态系统中的重要组成部分之一，在陆地生态系统中起着重要的调控作用，也是多年来景观生态学中的主要研究领域之一。人类的发展不断地干扰森林生态系统，因此森林景观格局的动态变化及其景观生态规划越来越受景观生态学家的关注。目前，采用RS与GIS相结合的手段，其优势在于结合RS与GIS技术对景观格局进行动态分析，可以快速地分析出森林景观斑块的转移和变化，揭示其变化规律，并以科学的规划与设计为调控手段，为景观规划和管理提供理论依据。国内外景观生态学研究者在森林动态、森林多样性保护、干扰生态与森林生态恢复等方面以3S技术为分析手段，以景观生态学原理为理论基础开展了大量研究，为森林资源的可持续利用与经营、森林景观规划管理、生物多样性及濒危物种保护的研究提供了新的思路和途径。

Riitters等在对景观格局和结构因子分析的研究中通过分析计算了景观格局和结构度量得出了研究区域的土地利用和土地覆盖［3］。Cain等运用3S技术对田纳西河切萨皮克湾水库集水区进行了专题地图制作，并利用不同景观呈现的不同分辨率和不同数量属性进行了研究区域景观单元的多元模式分析，得出了该区域的土地覆盖格局分布图［4］。Bürgi在瑞士低地森林变化的研究中通过分析3个重叠时期的森林资料，揭示了研究区域森林变化的原因［5］。Baskent等探讨了利用GIS技术分析森林景观的动态变化规律，结合景观生态学原理建立景观管理模型的方法和思路［6］。Liu Guoliang等在加拿大哥伦比亚森林生态系统变化规律及森林规划的研究中提出了明确森林空间和时间上的生态设计模型、森林仿真优化系统（FSOS），其结果分析表明了FSOS有帮助解决在不同优先级景观资源条件的理想方案的能力［7］。Metzger等以景观破碎化与连通性为主体的景观生态学原理分析研究了大西洋森林地区不同时期森林格局动态变化提出了科学的生物保护方案［8］。Boucher等以森林格局专题地图和长期的考察记录数据研究了上个世纪加拿大东部落叶林景观格局变化规律，做出了研究区域的森林可持续经营管理生态规划［9］。Weiqi Zhou等以1914、1938、1957、1971、1999、2004年6个时期森林斑块数据库为基础以3S技术为手段研究了美国东部城市化流域90年的森林覆盖及景观格局时空动态变化［10］。

张涛等以沪嘉杭地区余杭市为研究对象，选取城市化程度不同的6个乡镇，以城市人口数／总人口数作为城市化的指标，以地理信息系统GIS（软件MapInfo）为手段，利用1∶10000山林植被现状图及森林资源二类调查报告等相关图件资料，结合实地调查，林种作为森林景观分类标准，建立了余杭森林资源景观数据图库，对余杭地区不同城市化程度下6个乡镇的森林景观格局进行了研究［11］。丁圣彦等以1983～1999年森林资源分布图为主要信息源，用ARC／INFO作为空间信息处理工具，采用斑块数、平均斑块面积、破碎化指数等指标分析了近20年来伊洛河流域中部典型地区的森林景观格局动态［12］。徐天属等在GIS平台下，建立了九溪河小流域森林景观空间分布数字景观图［13］。国庆喜等对丰林自然保护区景观空间格局的分析与评价研究运用了GIS的空间分析功能，通过DDEM提取坡度、坡向、海拔等地形因子，分析了研究区域的森林景观类型分布与各地形因子的关系，得出影响研究区森林景观类型分布的主要因子是坡位和海拔［14］。

郭红以长白山地区白河林业局天然林作为研究对象，利用2000年遥感影像图，1987年和2000年森林资源二类调查数据和地形图等资料，以遥感（RS）和地理信息系统（GIS）为支撑，应用景观生态学的相关原理及方法，研究了森林的空间结构组成，从时间序列和空间尺度上研究了区域的景观格局及其变化，详细系统的分析了研究区域的景观生态结构、景观格局现状和动态变化。通过DEM和景观现状的叠加，深入分析了各森林景观类型与坡度、坡向和地形高程之间的关系，揭示由森林资源结构变化而引起的景观格局变化。基于景观格局的动态模拟和景观格局空间结构的分析，对白河林业局景观进行了功能分区，并进行了景观生态规划，提出各规划区经营措施［15］。王晓东等以安徽省东至县梅城林场1999、2002和2006年同期LandsatETM＋遥感图像为主要数据源，辅研究区域林场森林资源二类清查数据、1∶1万小班地形图、1∶2.5万林相图及小班调查卡片，利用Erdas9.0对遥感图像进行波段组合、几何校正、图像融合等预处理，选用非监督分类方法进行了不同时期森林景观分类，形成森林景观影像专题图，将其输入FRAGSTATS景观分析软件，计算各类森林景观指数，分析对比梅城林场不同时期森林景观格局动态变化，为森林景观规划提供了依据［16］。Wang Qiong以城市景观为研究对象修订了景观生态规划的方法中适应人工神经网络的算法，结果表明该算法的泛化能力和预测精度有显著提高［17］。此方法的提出为景观格局的预报、模拟、分析和规划又提供了一种有效方法。Jin－Tun Zhang等提出一个新的关于植被多样性与旅游影响变量的新指数－综合生态敏感性（IES），并将该指数运用于北京百花山自然保护区的森林植被景［18］。

在国内外运用不同时期信息资料结合3S技术来分析景观动态变化及森林景观规划的研究已成为热点。森林景观格局的研究热点已逐渐转向了对森林异质镶嵌体的结构及其动态的研究。从群落组成结构分析和群落分类，向群落梯度分析、排序和群落种群空间分布格局及其动态分析转移；从通过种群年龄结构分析探讨群落演替动态规律转向分析斑块组成结构、年龄结构、空间结构，揭示森林镶嵌体动态。与研究区域特色条件相结合而提出适宜当地景观格局分析评价的新思路并未其景观生态规划提出更好的方法成为今后森林景观格局及生态规划研究领域的趋势之一。

3 基于3S技术的香格里拉县森林景观格局变化与景观规划的研究现状

目前，已有研究者对香格里拉县的天然林景观生态评价、森林景观格局、森林景观格局演化、森林景观变化驱动力等方面进行了研究。潘海波在景观生态评价基础上，综合已有各种生态规划理论和实践，借助了GIS的空间信息处理技术，依据运筹学原理，通过研究区景观功能分区和生态廊道的构建，以及关键地段的识别等环节，结合天然林保护的特殊需要，采用景观要素因素分析和景观格局优化的综合方法进行了香格里拉县天然林保育的功能区划［19］。许慧敏等通过对香格里拉县森林人为干扰因子调查及样方调查表明了人为干扰因子类型主要有放牧、房屋建材砍伐、木材砍伐、薪材采集、积肥、非木材林产品采集及旅游开发等，人为干扰能在一定程度上增加香格里拉亚高山森林树种多样性，但随着人为干扰强度的增加，其树种多样性又逐渐降低，群落出现断层，森林资源量减少，进而发生逆行演替，危害了森林生态系统的良性循环［20，21］。周瑜利用香格里拉县森林资源二类调查数据，在ArcGIS 9和Fragstats3.3软件支持下，选取斑块密度、最大斑块指数、形状指数、平均斑块面积、分维数多样性指数、均匀度指数、蔓延度指数等森林景观格局指标分析了香格里拉县森林景观格局，结果表明：香格里拉县冷杉林和高山松林斑块较多在总体景观中处于主导地位，阔叶林和灌景观较为破碎，景观要素类型较丰富，天然林得到了较好的保护［22］。姜鹏等结合了中巴卫星2000年和2009年香格里拉中心区数据，借助GIS、RS和Fragstat软件，对香格里拉中心区在斑块类型和景观水平两方面进行了景观格局变化研究［23］。岳彩荣等通过对香格里拉县1974、1989、2000年3个时段遥感卫星影像的解译，得到其3期森林景观分类数据。借助GIS的空间分析功能，从海拔、坡度和坡向等自然因素分析了地形因素对景观变化的影响，利用成本距离分析方法研究了居民点、道路、农地对森林景观变化的影响，并对成本距离与景观空间变化关系进行了函数拟合［24］。

综上所述，研究者对香格里拉县的天然林景观生态评价、森林景观格局、森林景观格局演化、森林景观变化驱动力等方面已进行了研究，而在香格里拉县森林景观生态规划方面的研究还较少。

4 结语

以3S技术为手段结合景观生态学原理对森林景观格局的研究已成为当今森林景观生态学领域的热点。3S技术结合景观生态学原理对香格里拉县天然林景观生态评价、森林景观格局、森林景观格局演化、森林景观变化驱动力等方面的研究已趋于成熟，而在香格里拉县森林景观生态规划方面的研究还有待探索。因此，在基于3S技术的森林景观格局动态研究基础上继续森林景观生态规划的研究将成为香格里拉县森林格局研究领域一个重要的发展方向。

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