丹霞山风景名胜区森林景观格局分析

杜 志，甘世书，郭韦韦

(1.国家林业和草原局中南调查规划设计院，长沙 410014； 2.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083)

森林是陆地生态系统的主体，森林景观作为区域整体景观的组成部分，是人类游憩活动的重要载体。森林景观格局及其变化是环境变迁、生态过程及人类活动综合作用的反映[1]，研究森林景观格局对指导森林可持续经营、优化森林景观空间分布结构以及合理发挥生态经济效益具有重要的理论和实践意义[2]。森林景观格局分析已成为国内外学者研究热点之一，采用棋盘格式模型、空间点格局Ripley’ K函数[2]和O-ring统计[3]、以及结合3S技术的景观格局指数[4-5]等多样研究方法，从森林景观的地类、优势树种、起源和龄组等结构组成，以及动态变化等方面开展了大量的研究。

丹霞山作为全球首批世界地质公园，是国家级风景名胜区、国家级自然保护区和国家5A级旅游景区，依托丹霞地貌的森林景观承载着频繁的旅游开发、科研和科普活动，长期经历着不同程度的人为经营活动，森林景观格局变化且复杂。本文基于2017年广东省仁化县森林资源规划设计调查成果，分析县域内丹霞山风景名胜区的景观格局变化，以期为景区优化森林资源空间配置，从而促进生态景观建设和旅游开发等提供参考。

1 区域概况

丹霞山风景名胜区位于广东省韶关市东北的仁化、曲江两县交界地带，介于113°36′15″—113°46′40″E， 24°51′49″—25°03′36″N。锦江自北向南穿境而过，风景区由本体山峰和外围景观组成，由红色陆相碎屑岩构成的赤壁丹崖，具有单体类型的多样性和地貌景观的珍奇性，是中国丹霞地貌的命名地。区内的准南亚热带季雨林发育较好，在核心区和围闭沟谷及山顶尚保存成片的准南亚热带原始雨林和天然次生林，林内藤蔓交织、层次丰富，郁闭度高；其余的丘陵地带则主要是马尾松、湿地松、杉木等人工林。属中亚热带向南亚热带过渡的季风性湿润气候，年降雨量达1 665 mm，地表水异常丰富。

2 数据和方法

2.1 数据来源与处理

收集2017年广东省仁化县森林资源规划设计调查成果(SHAPE格式)，提取丹霞山风景名胜区范围内小班数据，建立研究区森林景观类型斑块图及属性数据库，根据土地类型和优势树种组2个因子进行景观划分(表1)，划分后对属性一致且地理位置相邻的小班进行合并。

表1 景观分类体系景观级别分类因子景观要素一级土地类型有林地、疏林地、灌木林地、未成林地、无立木林地、宜林地、耕地、水域、建筑用地二级优势树种杉木、马尾松、湿地松、桉树、其它软阔、其它硬阔、针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、竹林、经济树种

2.2 研究方法

运用浓缩景观格局信息的景观指数，来反应空间配置特征和结构组成等信息[6]，根据指标之间的相关性，运用Fragstats景观格局分析软件，从景观水平和斑块水平，计算斑块类型面积(CA)、斑块类型百分比(PLAND)、斑块数(NP)、斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、聚集度(AI)、蔓延度(CONTAG)、散布与并列指数(IJI)、景观丰富度(PR)、景观丰富度密度(PRD)、多样性(SHDI)和均匀度(SHEI)等指标，分析评价丹霞山风景名胜区的森林景观格局。

3 结果与分析

3.1 景观要素的组成结构

3.1.1 土地类型要素组成分析

丹霞山风景名胜区面积24 209.761 hm2，斑块1283个。由表2可知，所有景观要素中，有林地面积最大，斑块类型面积为18 585.808 hm2，占风景名胜区面积的76.77%；其次为耕地、灌木林地、无立木林地等。疏林地面积最少，仅为景区面积的0.02%。整体而言，景区一级景观中林地面积比重大，森林覆盖率高。

表2 土地类型景观要素的整体组成结构一级景观面积/hm2百分比/%斑块数/个有林地18 585.80876.7775疏林地5.3790.021灌木林地1 549.8826.40371未成林地4.7070.022无立木林地982.3764.06314宜林地40.3440.176耕地1 832.2907.57220水域926.5673.83173建筑用地282.4081.16121

图1显示结果与表2表现一致。有林地分布基本覆盖整个风景名胜区，是集中分布明显的景观基质。灌木林地的分布破碎化程度较高，与表2中体现的斑块类型面积大和斑块数最多的情况相吻合。无立木林地基本呈带状分布，与地形地貌相关，连绵丹霞地貌的山腰部位地势陡峭，难以生长高大植物。景区北面为仁化县城，人为活动频繁，表现为建筑用地和耕地的主要集中区域。

图1 一级景观地类分布示意图

3.1.2 优势树种组要素组成分析

进一步对丹霞山风景名胜区森林按优势树种组进行景观要素划分，得到结果如表3，森林景观中马尾松面积最大，为6 720.638 hm2，约占森林面积的1/3；其次为针阔混交林，面积占15.72%；其它优势树种组面积比重均不超过15%；针叶混交林面积最少，面积为320.737 hm2。在景区森林中，针叶林、针阔混交林和阔叶林的面积比重为43∶16∶41，针叶林和阔叶林的面积比重相当。

表3 优势树种组景观要素的整体组成结构二级景观面积/hm2百分比/%斑块数/个杉木656.2623.3179马尾松6 720.63833.86101湿地松898.9994.5386桉树707.3653.5655其它软阔685.1763.4575其它硬阔2 569.24012.9530针叶混交林320.7351.6135针阔混交林3 119.93615.7284阔叶混交林1 986.27010.0135竹林932.6194.70375经济树种1 249.9926.30321

从图2可知，马尾松、针阔混交林、其它硬阔和阔叶混交林等分布较为集中，其它优势树种零星分布。桉树和经济树种的分布于景区周边，与景区管理相关，名胜区由内而外，管理程度逐步加强，景观人为干扰程度则相应减少。对照图1可知，竹林主要分布于河流两岸，体现竹林生长的规律性。

图2 二级景观优势树种组分布示意图

3.2 景观斑块类型水平异质性分析

景观斑块异质性指景观要素斑块间的空间结构特征[6]，常用斑块密度、边缘密度和聚集度格局指标描述。斑块密度表征景观整体分化程度，与景观异质性呈正相关；边缘密度用来反应景观中异质性斑块之间物质、能量和物种交换的潜力及其相互影响的强度；聚集度指标是景观类型空间连接性大小的体现。

按土地类型划分的一级景观要素中，表4显示斑块密度差异明显，灌木林地的斑块密度最高，为1.532个/hm2，表明其分布分散，异质性高。有林地的边缘密度明显高于其它地类，疏林地边缘密度最低，说明有林地与周边地类之间物质或能量交换具有较大潜力，疏林地向外扩展的趋势最小。有林地聚集度较高，说明此类景观要素的空间连接度大、连通性好。

各优势树种组的异质性指标特征值中，竹林和经济树种的斑块密度最高，聚集度最低，边缘密度相对较高，三个指标均体现竹林和经济树种的水平异质性高，主要受人为经营管理的影响，景观要素斑块小且分散，破碎化程度较高。其它硬阔的斑块密度最低，聚集度最高，说明其水平分布上最为集中。二级景观的异质性指标特征值表现与图2各优势树种组的分布情况相吻合。

表4 景观要素异质性指标特征值景观级别土地类型、优势树种PD/(个/hm2)ED/(个/hm2)AI有林地0.31039.26389.217疏林地0.0040.04790.000灌木林地1.53215.27950.543未成林地0.0080.06850.000一级景观无立木林地1.29711.15443.937宜林地0.0250.35663.462耕地0.90915.10357.755水域0.7159.30849.944建筑用地0.5003.30638.924景观级别土地类型、优势树种PD/(个/hm2)ED/(个/hm2)AI杉木0.3984.54960.191马尾松0.50915.04383.396湿地松0.4335.08267.577桉树0.2773.50869.936其它软阔0.3784.35165.198二级景观其它硬阔0.1514.63690.383针叶混交林0.1761.95867.473针阔混交林0.4239.82582.139阔叶混交林0.1766.04081.669竹林1.8898.25134.717经济树种1.61711.01947.480

3.3 景观水平异质性分析

蔓延度指数、散布与并列指数、丰富度、景观丰富度密度、香农多样性指数和香农均匀度指数用来反映丹霞山风景名胜区水平景观异质性。蔓延度指数是描述景观各类型的团聚程度，其数值高低反映景观中优势斑块类型的连接性好坏。从表5可知，因一级景观中有林地的面积大，占景观面积的3/4，空间上表现为连通性较高，而二级景观中各优势树种面积分布相对较为均匀，故在蔓延度指数上，一级景观的指数值大于二级景观的指数值。散布与并列指数能反应生态系统受自然条件影响的特征，对于植被等景观的分布反应较为明显，优势树种景观的散布与并列指数明显高于土地类型的数值。

丰富度和景观丰富度密度代表了景观斑块的数目，多样性和均匀度指标从不同方面反映风景名胜区空间水平分布的均匀性和复杂程度。一级景观的要素类型种类少于二级景观的要素类型种类，在丰富度和景观丰富度密度方面明显表现出来。结合图1、图2与表5可知，二级景观要素均匀度指数0.845，其空间分布较一级景观要素表现出较显著的均匀性，聚集程度明显减少。相对于一级景观的多样性指数，二级景观在整体上的水平显著提高，优势树种组要素类型在面积分布上均匀度增加是多样性增加的原因。

表5 景观水平异质性指标特征值景观级别CONTAGIJIPRPRD/(个/hm2)SHDISHEI一级景观64.92757.4029.0000.0370.8950.408二级景观41.82188.36511.0000.0552.0250.845

4 结论与讨论

本研究以广东省仁化县2017年森林资源规划设计调查成果数据为数据源，从土地类型和优势树种组2个景观层次，采用12个景观指数对丹霞山风景名胜区的景观要素组成、斑块类型和景观类型水平异质性等进行了分析评价。

1)丹霞山风景名胜区以有林地为优势，而耕地、灌木林地和水域等要素镶嵌的景观。景区森林覆盖率和林地利用率高。森林景观中，马尾松景观要素面积占比最大，约占森林面积的1/3；针阔混交林、阔叶混交林和其它硬阔景观要素空间分布较为集中，面积占比均在10%左右；桉树和经济树种等高强度经营的树种面积小，零散分布于景区周边。说明景区的经营管理到位，有效的限制了景区人为干扰程度，切实保护好景观核心区域的森林生态。

2)一级景观要素中有林地斑块和二级要素的马尾松斑块，均表现有较高的边缘密度和聚集度，说明景区的优势景观要素具有较高的空间连接性，与周边要素之间物质或能量交换具有较大潜力。有林地等森林大斑块能提供更多物种的生存环境，有利于维持景区的稳定性，对于保护物种和增加多样性方面都有促

进作用。景区森林景观整体上在一定的丰富度基础上能显示较高的多样性指数和均匀度指数，表明景区森林生物多样性高，维持了自然原始的生态环境。

3)景观格局随长期的环境变化或者短期的人为干扰活动而发生相应的变化，因此利用多期数据分析同一区域的景观格局动态变化，研究生物多样性的反应和物质能量的流通，可为设计或优化风景区和保护区等森林景观空间规划提供科学依据，也是今后仍需探讨的方向。