四川光雾山彩叶景观格局研究

曾 豪，何方永，彭培好

（1.四川成都理工大学地学空间信息技术国土资源部重点实验室，四川成都 610059；2.四川成都大学旅游文化产业学院，四川成都 610106）

四川光雾山彩叶景观格局研究

曾 豪1，何方永2，彭培好1

（1.四川成都理工大学地学空间信息技术国土资源部重点实验室，四川成都 610059；2.四川成都大学旅游文化产业学院，四川成都 610106）

基于实际调查和森林资源二类清查数据，将川东北秦巴山地光雾山彩叶景观划分为13类，利用ArcGIS技术和Fragstats3.3（栅格版）分析软件，对其彩叶景观格局进行定量分析。结果表明：研究区彩叶景观整体具有较好的稳定性、丰富度和聚集度。面积最大的桦木彩叶景观，破碎化程度最低，而面积较少的厚朴等显示出较高的破碎度；其余类型各指数差异均不明显，破碎化程度处于中间水平。该结果为光雾山彩叶景观资源的旅游开发利用和管理提供了重要参考依据。

彩叶景观格局；破碎化定量分析；光雾山

景观格局分析是景观生态学研究中最基本的内容，是进一步研究景观功能及动态的基础。［1，2］长久以来，人类活动加剧导致的景观破碎化，已成为景观格局研究的重要内容，主要表现为斑块数量增加而斑块面积缩小，斑块形状趋于不规则，内部生境面积缩小，廊道被截断以及斑块彼此隔离。［3～5］景观破坏程度的大小会影响种群的大小和灭绝速度、扩散和迁入、种群遗传和变异、种群存活力等，改变生态系统中一系列重要关系等。［6，7］截止目前，有关景观格局的研究主要集中在对城市、土地利用、流域等方面［8～10］，但是对于具有重要开发利用价值的彩叶景观资源的格局研究却鲜有报道。

1. 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

研究区光雾山位于四川盆地东北部边缘的米仓山南麓，行政隶属四川省巴中市南江县。其地理位置居E 106°38′50″～E 107°05′56″，N 32°31′12″～N32°44′29″间。海拔高度均在1 000 m以上，最高为2 323.4 m。该区居北亚热带山地湿润季风气候，但因地处四川盆地东北边缘地带，兼具了向暖温带气候过渡的特点。年均气温约13℃，年均降雨量1 350 mm。因区域最高海拔不到3000m，植被的垂直分带较为明显。海拔1 300 m以下主要为常绿阔叶林带，但因长期受人为因素影响，呈现出常绿与落叶阔叶混交的状态，落叶树种主要为栎类（Quercus）、水青冈（Fagus）等；常绿树种主要有青冈属（Cyclobalanopsis）和石栎属（Lithocarpus）的种类组成；海拔1 300 m～2 000 m为落叶阔叶林带，主要组成树种为米心水青冈（F．engleriana）、台湾水青冈（Fagus hayatae）等；海拔2 000 m～2 300 m为针、阔叶混交林带，主要组成树种为巴山冷杉（Abies fargesii）、华山松（Pinus armandi）等；落叶阔叶树种主要有桦木（Betula）和槭树（Acer）等；海拔2 300 m以上为小茎竹丛或灌丛，常见建群植物种为巴山箬竹（I．bashanensis）和杜鹃（Rhododendron）。除了上述自然植被外，人工植被主要有油松林、日本落叶松林、华山松林等类型。

1.2 研究方法

1.2.1 彩叶景观类型的调查

植物区系地理与主要彩叶景观群落特征研究在野外调查基础上展开，调查于2011年10月研究区红叶节期间进行。在踏察四川省南江县米仓山国家森林公园整个区域的基础上，于彩叶景观较为典型的大坝林场、玉泉林场、魏家坝林场海拔1 200 m～2 300 m范围内，采用典型取样法，依据地形条件选择具有代表性彩叶景观与非彩叶景观样地14个，乔木层样方面积从10 m×10 m～20 m×20m不等，在每个乔木层样方对角取两个5 m×5 m的灌木层样方，在每灌木层样方中取1个2 m×2 m的草本层样方。（1）乔木层：对样地内高度≥6 m的木本植物进行逐木统计，详细记录物种的名称、胸径、树高、冠幅等指标。水青冈自根颈处萌枝形成的株丛高度大于1.3 m的，就作为独立的树干，高度小于1.3m的作为萌枝，对其径级最大者进行记录。统计枯立木的种类和个体数。调查植物前测量每个样地中间的海拔、高度、坡度、坡向等地理指标。（2）灌木层：在每个乔木层样方的对角选择两个5 m×5 m的小样方进行灌木层调查，将高度＜6 m的所有木本植物，包括乔木幼苗和灌木作为灌木层植物进行统计，记录每个物种的名称，株丛数、高度、冠径、丛径、和盖度。（3）草本层：在每个灌木层样方中选择1个2 m×2 m的小样方，记录每个物种的名称、平均高度、多度和盖度。更新调查主要调查样地内乔木层主要树种幼苗的种类、树高或苗高、胸径。共取得乔木层样方14个、灌木层样方28个、草本层样方28个。

1.2.2 数据处理

在实际调查和森林资源二类清查数据的基础上，利用地理信息系统软件ArcGIS制作研究区彩叶景观类型图，并将其转化为30 m×30 m的Grid格式，采用景观结构定量分析软件Fragstats3.3（栅格版），在计算各彩叶景观类型的面积、周长和斑块数等基本景观格局指数的水平上，选取总斑块边界密度、平均分维数、平均最近邻距离指数，来反映景观的丰富度、破碎度、多样性及连通性等。

2 结果与分析

2.1 彩叶景观类型划分

景观类型的划分是研究景观格局的基础，本文依据实际调查和研究区森林资源二类调查数据，以彩叶树种为主导的分类原则，将研究区景观类型划为13类（表1），其中彩叶景观12类，非彩叶景观1类（包括常绿景观、耕地、水域、建设用地与未利用地）。

表1 彩叶景观类型分类Tab.1 Colorful leaf forest landscape classification

2.2 研究区彩叶景观格局的基本特征

由表2所示，研究区总面积为57 489.01 hm2，共1 143个斑块。在各彩叶景观类型中，其斑块面积大小关系为：J02＞J01＞J03＞J04＞J10＞J08＞J06＞J05＞J09＞J07＞J11＞J12。桦木彩叶景观面积最大，达到16 999.03 hm2，占总面积的29.57%；其次是水青冈，面积为12 156.30 hm2，占21.2018%；栎类面积也相对较大，为11 697.93 hm2，仅次于水青冈，占20.3648%。同时以上3种彩叶景观周长之和及斑块总数也相对高于其他彩叶景观，分别占到的总周长和总斑块数的61.40%和48.29%。由此可见，这3种彩叶景观为研究区最主要的彩叶景观，其余例如檫木、杨树、桤木等彩叶景观所占区域就相对较少，对研究区彩叶景观的主要格局影响也较小。

表2 光雾山彩叶景观格局基本特征Tab.2 Basic features of colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

2.3 彩叶景观的破碎化指数分析

2.3.1 彩叶景观面积、斑块特征

研究区各彩叶景观的平均斑块面积为50.30 hm2，各类型面积极不均衡。除了桦木、水青冈、栎类外，其余类型面积均较少，且在区域内相对较零散分布，一定程度上反映出区域彩叶景观的破碎化程度。从表2可知，其中核桃有最小的平均斑块面积，却有较多的斑块数目，表明其破碎化程度相对较高。

水青冈和日本落叶松的斑块数接近，但前者面积是后者的5倍左右；水青冈和栎类面积相近，但斑块数后者约是前者的两倍。由此可见，日本落叶松和栎类的破碎化程度均高于水青冈。

2.3.2 边缘密度指数

景观类型的边缘密度指数指某景观类型周长与其面积之比，即一个景观类型单位面积上其相应的周长值。周长值越大，景观类型被边界割裂的程度越高，反之，则景观类型保存完好且连通性高。因此，该指标在一定程度上最直接的反映了景观类型的破碎化程度。如图1所示，研究区各彩叶景观类型的边缘密度由大到小排列为J08＞J12＞J07＞J11＞J05＞J09＞J06＞J04＞J10＞J03＞J01＞J02。此顺序与斑块总周长趋势相反，可见面积和周长大的彩叶景观，边缘密度较低，显示较低的景观破碎化；反之，则有较为严重的破碎化程度。

2.3.3 平均分维数

平均分维数直接反映了一定尺度上斑块边界形状的复杂性及斑块的破碎化程度［12］。由计算可得，如图2所示，研究区各彩叶景观平均分维数基本接近1，最高桤木1.1009，最低厚朴1.0163，说明区域各景观整体稳定性均较好。

2.3.4 平均最近邻距离

平均最近邻距离是指邻近的同种景观类型斑块之间的距离（斑块中心到中心的距离），反映了同类型斑块的团聚与分散程度［13］。如图3所示，各景观类型中，平均最近邻距离从高到低依次为J11＞J06＞J09＞J10＞J04＞J05＞J08＞J02＞J01＞J03＞J12＝J07＝0。研究区大多数彩叶景观的最近邻距离在1 km以下，表明区域景观的连续分布情况总体偏好。距离最小的桤木和漆树仅有一个斑块，而最大的厚朴及杨树明显大于其他彩叶景观，表明这2类彩叶景观的破碎化程度较高。

图1 光雾山不同彩叶景观边缘密度Fig.1 The edge density of different colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

图2 光雾山彩叶景观平均分维数Fig.2 The average of fractal dimension index of different colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

图3 光雾山彩叶景观平均最近邻距离Fig.3 The Euclidean nearest-neighbor distance of different colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

3 结论与讨论

由表3可知，整个研究区平均斑块面积为45.03 hm2。面积加权平均形状指数和周长－面积分维数分别为4.2364、1.3763，说明研究区彩叶景观较为复杂。蔓延度指数为56.5431，该值越接近于100，表明景观类型聚集度越高，说明整个彩叶景观在空间结构上具有中等聚合度，中等连通特性。散布与并列指数为59.7764、聚集度指数为79.9619，则说明研究区彩叶景观类型分布较为集中。香农多样性指数1.9855，显示出斑块丰富度较高，而香农均度指数0.6024，表示彩叶景观类型分布均匀度中等。以上数据表明，研究区整体上彩叶景观类型具有较好的稳定性且类型丰富。

表3 光雾山彩叶景观格局总体特征Tab.3 The overall features of colorful leaf forest landscape in Mt.Guangwu

总的看来，研究区地处北亚热带山地，植被基带为亚热带常绿阔叶林，彩叶林研究区群落类型多样。植物区系具有过渡交汇性、古老性等特征，彩叶景观群落多样性突出，以水青冈、桦木、栎类、日本落叶松等彩叶景观为主要类型，其面积之和占总面积的75.84%，且具有规模大、自然度高、品质较优的特征，聚集度与连通性也较好，对整个景观功能起着重要的作用，也是该保护区主要保护对象。而面积较少的核桃、厚朴等，则显示出较高的破碎度。但不同彩叶景观有其景观价值的差异，需要加大保护力度，减少人为干扰，使其免遭破坏，从而保护整个区域的生态平衡。

综上所述，目前研究区各彩叶景观的连续性均较好，但随着经济的快速增长和城市化进程的加速以及旅游的迅速发展，当前的区域生态环境面临巨大的压力，道路和旅游设施建设使森林植被与环境遭受破坏，会加剧景观破碎化的程度，影响彩叶景观的可持续利用，因此要处理好资源的开发利用与保护、开发利用的速度与强度的关系，引导社会转向环境无害化、资源化的经济发展模式，在最小破坏生态完整性的前提下进行合理开发、利用，最大力度保护生态环境的可持续发展。

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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

四川景观与游憩研究中心2014年度课题（No.JGYQ201408）

曾豪（1992-），男，汉族，四川成都人，硕士研究生，主要从事地理信息系统及生态等方面的研究。Email：xuanyuanzenghao@163. com

彭培好（1963-），男，教授，博士生导师，主要从事生物多样性、生态环境及农业地质研究方面。Email：peihaop@163.com