海口城市湿地公园景观格局分析：以美舍河国家湿地公园和五源河国家湿地公园为例

2019-10-28雷金睿冯勇钱军陈宗铸陈毅青

湿地科学与管理 2019年3期

雷金睿冯勇钱军* 陈宗铸陈毅青

（1 海南省林业科学研究所，海南海口 571100；2 海口市湿地保护工程技术研究开发中心，海南海口 571100；3 海口市林业局，海南海口 570311）

近年来，我国多地开展城市湿地公园建设，将湿地纳入城市公园系统予以保护，已成为一种重要的湿地保护和管理方式（郭子良等, 2018）。城市湿地公园不仅是城市重要的生态景观和休闲科普场所，也是海绵城市建设的关键载体，在调蓄和净化水体、维持生态安全等方面发挥着不可替代的作用。湿地景观格局正是在城市长久的经济与社会发展共同作用的结果（翁燕萍等, 2018）。湿地景观格局指大小、形状不一的景观斑块在空间上的排列，与湿地生态系统的功能密切相关（杨利等, 2017）。当前，国内外湿地景观格局的研究较多，研究对象多集中于区域大尺度（刘吉平等, 2016; 吕金霞等,2018; 曾光等, 2018; 樊彦丽等, 2018），针对小尺度的城市湿地公园景观格局分析仅有少量报道（高丽楠, 2017; 翁燕萍等, 2018）。城市湿地公园的景观格局分析，可以了解湿地公园生态系统的景观结构及其空间格局关系，是研究景观功能和动态的重要基础（邬建国, 2009）。

本文以海口市2个国家湿地公园为研究对象，分析两个湿地公园景观格局的空间特征与差异，以期为城市湿地保护与景观规划提供科学依据与决策支持。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区概况

海口市地处海南岛北部，北濒琼州海峡，年降雨量1 600～2 000 mm，年均气温24.4 ℃，属于热带海洋性气候，自古有“水城”之称。区域内地势平坦，水系密布，湿地资源丰富且类型多样，湿地总面积3万hm2，湿地率12.7%，且分布有独特的羊山火山熔岩湿地。2018年10月25日，海口市荣获全球首批“国际湿地城市”称号。美舍河国家湿地公园和五源河国家湿地公园概况见表1。

表1 湿地公园概况Table 1 Introduction to wetland park

1.2 数据来源及数据处理

海口市美舍河国家湿地公园和五源河国家湿地公园边界矢量数据来源于海口市林业局，土地利用分类数据以2016年海口市森林资源调查数据为基础，结合2017年林地变更数据进行对比修正，并以国家湿地公园范围为掩膜分别得到土地利用分类矢量数据。2个国家湿地公园的土地利用类型为湿地、乔木林地、灌木林地、耕地、草地和建设用地6种景观类型（图1），分类精度达95%以上，满足研究所需的精度要求。借助ArcGIS 10.3将土地利用分类矢量图转换为5 m×5 m栅格格式，导入Fragstats 4.2软件进行分析，数据统计在Microsoft Excel 2013软件上完成（雷金睿等, 2017）。

1.3 景观格局指数

从斑块类型水平和景观水平2个层次上进行景观格局分析（邬建国, 2009; 雷金睿等, 2017）。本研究中选取景观面积（CA）、景观面积比例（PLAND）、斑块密度（PD）、最大斑块指数（LPI）、平均斑块面积（MPS）、景观形状指数（LSI）和聚集度指数（AI）7个类型水平指数和斑块数量（PD）、边缘密度（ED）、景观形状指数（LSI）、聚集度指数（AI）、香农多样性指数（SHDI）和香农均匀度指数（SHEI）6个景观水平指数进行景观格局统计分析。

2 结果与分析

2.1 湿地公园斑块类型水平上的景观格局分析

图1 研究区景观类型空间分布Fig.1 Landscape type spatial distribution in the study areas

从表2可知，美舍河国家湿地公园景观类型以湿地为主，湿地面积223.27 hm2，占47.63%，表明湿地景观为其基质景观类型；其次为乔木林地和灌木林地，分别占25.17%和15.19%。斑块密度以建设用地最高，达106.88个/hm2，面积占比为4.38%，反映出建设用地斑块在湿地公园呈零散分布，这可能与美舍河湿地公园地处海口主城区有关；建设用地斑块集聚度指数和平均斑块面积最低，仅为67.32和0.04 hm2，且建设用地斑块形状指数最高，为30.19，表明建设用地斑块形状复杂多样、小而分散。美舍河湿地公园湿地景观的最大斑块指数、平均斑块面积和聚集度最高，分别为16.92%、2.21 hm2和95.02，表明其湿地景观呈大面积的聚集分布状态。美舍河湿地公园分布有少量耕地，且斑块密度和形状指数均为最低，分别为1.99个/hm2和9.02，表明耕地斑块面积小且相对集中，斑块形状规则。

表2 湿地公园类型水平上的景观格局特征Table 2 Landscape pattern characteristics of wetland park type level

表3 湿地公园景观水平上的景观格局特征Table 3 Landscape pattern characteristics of wetland park landscape level

五源河国家湿地公园以湿地为主，湿地占比62.72%，湿地为优势景观类型；其次为乔木林地，占21.24%，其余景观类型面积占比均较小。公园内湿地平均斑块面积和聚集度最高，分别为3.73 hm2和95.35，斑块形状指数却相对很低，仅为10.44，湿地景观呈集中成片的分布状态。建设用地景观所占比例很小，仅为0.98%，斑块分散且面积很小，这与五源河湿地公园地处城乡结合部有关，城市建设对自然基质景观侵蚀较少。此外，五源河湿地公园的乔木林地面积占比较大，且最大斑块指数与聚集度也均较高，分别为14.78%和95.66，乔木林在公园内分布面积较大且聚集成片，主要分布于五源河源头区域，是重要的水源涵养林地。

相比而言，五源河国家湿地公园的湿地景观面积占比比美舍河要高，平均斑块面积大，且湿地聚集程度也要高，表明五源河湿地景观具有优势，有利于湿地生态功能的发挥和生物多样性的保护。

2.2 湿地公园景观水平上的景观格局分析

从表3可以看出，五源河国家湿地公园的总面积要高于美舍河国家湿地公园，但斑块密度、边缘密度、形状指数明显低于美舍河。从景观多样性上看，美舍河的香农多样性指数（SHDI）和均匀度指数（SHEI）分别为1.36和0.76，均高于五源河的1.11和0.62，反映出美舍河景观斑块的均质化和破碎化，优势斑块不够突出，各类型的斑块在公园范围内分布较为均衡，导致多样性和均匀度相对较高。五源河湿地公园的优势景观较为突出，受人为干扰较弱，斑块呈聚集分布状态。

3 讨论

3.1 景观格局的空间特征与差异

景观格局受到物理、社会、景观以及环境的共同作用，反映出不同的生态过程和结构功能（陈静等,2016）。五源河湿地公园优势景观更加明显，湿地占比62.72%，且斑块集中、连片，其自然景观（湿地和林地）占比90.64%，说明该湿地公园的景观结构与生态环境质量相对较好，景观完整性和连续性高，体现了湿地公园的生态系统服务功能价值。

美舍河湿地公园地处城市中心片区，人口密集，人为活动频繁，同时承载着周边居民休闲娱乐、科普教育、维系生态环境质量等多重生态服务功能。经过多年的开发建设与景观改造，公园内的林地、湿地等自然景观破碎化程度严重，造成景观斑块连接程度不高。同时受到周边城市建设的侵蚀，建设用地比例较大，斑块数量也较多，不利于景观结构和功能的体现，这在成都、西洞庭湖等城市湿地公园中也存在相同的特征（杨利等,2017; 高丽楠, 2017）。因此，在将来的景观改造中，应合理改善景观的空间布局，加强自然景观的完整性与连接性，将分散的斑块通过生态修复、城市修补、造林等手段连接起来，根据不同景观区主导功能的差异，因地制宜地规划，提高景观斑块的稳定性，发挥最佳的生态效益与景观功能。

五源河湿地公园的景观完整性和连续性较高，但其耕地面积占比（2.90%）要高于美舍河（1.99%），这可能与五源河湿地公园地处城市郊区有关。建议采取退耕还湿措施，生态修复为自然景观，维持永庄水库等水源保护地，达到景观系统生态功能的最大发挥（高丽楠, 2017）。

从景观格局总体特征来看，美舍河的香农多样性指数和均匀度指数分别为1.36和0.76，五源河分别为1.11和0.62。与其他研究区域相比，如成都市的白鹭湾生态湿地公园香农多样性指数和均匀度指数分别为1.31和0.63（高丽楠, 2017），武夷山风景名胜区的分别为0.57和0.41（何东进等,2004）。由此可见，美舍河和五源河湿地公园与成都白鹭湾湿地公园的景观格局总体特征非常相近，均受到较为显著的城市化干扰，景观斑块类型呈多样化、均质化特征。

3.2 湿地景观保护与修复

当前，海口市正处在城市化快速发展的黄金阶段，城市扩张迅速，但由于人们对湿地功能和生态价值认识的匮乏，湿地（特别是小微、孤立湿地）成为城市化过程中消失最快的景观类型之一（Bendor, 2009）。城市湿地公园不同于自然保护区或森林公园，受人为干扰较多，容易造成景观破碎化加剧（雷金睿等, 2017）。在海口湿地公园内分布有多种国家重点保护野生动植物，其中水菜花为我国野生水菜花的主要分布区，是城市湿地公园重要的生物资源和名片，需要保护其生物栖息地的完整性，并最大限度地减少游客的干扰。其次，湿地景观是国家湿地公园的主要景观要素，作为水陆生态系统之间特殊的缓冲带和自然综合体，具有重要的生态服务功能和社会环境效益（莫晓琪等,2017）。因此，应当重点保护海口市湿地公园，通过生态修复等手段，提高湿地生态系统结构的稳定性和功能的多样性，最大限度地发挥湿地的生态效益和服务功能。