基于ArcGIS的永安市森林景观格局分析

陈其浒

(永安市林业局，福建 永安 366000)

1 引言

森林是一个复杂的生态系统，研究其结构、功能及动态变化具有重要意义。景观格局是大小、形状各异的景观要素在空间上的分布和组合，是环境因素与人类活动共同促动下的一种结果，能够反映出一定社会形态下人类活动和经济发展的状况[1，2]。森林景观格局是类型、大小、形状各异的森林景观在空间上的分布和组合。森林景观格局反映着各类森林景观的布局特征，制约着各类森林景观的动态变化过程。研究森林景观格局对森林资源保护、可持续利用、生物多样性保护、生态建设及防范水土流失等都具有重要意义。

本文运用ArcGIS软件将永安市最新森林资源调查数据中地类、林种和优势树种等小班因子进行编辑处理，获得森林资源分布数据，作为基础数据；对森林景观类型进行划分，进而形成景观类型体系；再运用景观生态学的景观指数法，选取景观格局指数[3]，利用Fragstats4.2软件对永安市森林景观类型的分布格局进行分析，得出永安市森林景观特征，为永安市的森林资源可持续经营和管理提供参考依据。

2 研究区域概况

永安市位于福建省中部偏西，地理坐标为东经116°56′～117°47′，北纬25°33′～26°12′，东与大田县毗邻，西与清流县相接，南与龙岩市、漳平市连接，北与明溪县、三元区接壤。东西宽85 km，南北长72 km，全市土地总面积2931 km2，约占全省面积的2.42%，年平均降水量1490～2060 mm，年平均气温14.3～19.2 ℃。地貌特征为“九山半水半分田”，森林覆盖率达82.83%，林木蓄积量2597万m3，是我国南方重点林区县市。

3 研究方法

3.1 数据处理

收集2016年度永安市森林资源二类调查数据，数据格式为shapefile，通过ArcGIS软件编辑二类调查数据，提取地类、林种、优势树种等各小班属性，获得整个永安市的森林资源分布数据，作为森林景观格局分析的基础数据。

3.2 森林景观类型划分

本文研究的森林景观类型是依据《福建省地方森林资源监测体系小班区划调查技术规定》(2017年版)，结合永安市森林资源概况及林业生产经营管理现状，兼顾森林景观自身的结构差异所提出的。依据森林资源分布数据，以各小班地类和优势树种两个因子为标准，对森林景观类型进行划分，形成景观类型体系。

最终将永安市景观划分为8种类：①阔叶林景观(阔叶树纯林、优势树种为阔叶树的阔叶混交林和针阔混交林)；②针叶林景观(杉木、马尾松纯林，和优势树种为杉木、马尾松的针叶混交林)；③竹林景观(毛竹、杂竹纯林，和以竹类树种占优势的混交林)；④果树林景观(李、橘、橙、柚等经济林)；⑤灌木林景观(一般灌木林和除果树林以外的特规灌木林、及部分食用油料林类(茶叶、油茶等))；⑥未成林造林地景观(主要为人工造林未成林造林地、封育未成林地)；⑦无林地景观(主要为迹地和宜林地);⑧非林地景观(主要为建设用地、水域、未利用地，耕地等)。

根据以上景观类型划分体系，运用ArcGIS，提取相同景观类型的小班，并将相邻相同的景观类型小班数据进行融合，进而得出永安市森林景观分布图(图1)。

图1 永安市森林景观分布

3.3 景观格局体系

景观格局分析可采用景观格局指数来进行描述[4]。通过景观指数的分析，能够反映景观格局的信息，反映景观结构的组成和空间配置等多方面特征的简单定量指标[5，6]。本文选择了几个相互独立、相对全面地反映区域内景观格局的指数：斑块类型面积、斑块占景观面积比例、斑块个数、平均斑块面积、最大斑块指数、斑块密度、边缘密度、景观形状指数。再利用Fragstats4.2软件对永安市森林景观类型的分布格局数据进行分析。

4 结果与分析

由表1可知，永安市各类森林景观面积共计293069.51 hm2，19355个斑块。景观类型面积：针叶林林地>阔叶林林地>竹林地>非林地>未成林造林地>果树林林地>无林地>灌木林地。针叶林林地占永安市森林景观30.99%，灌木林林地、无林地所占比例均不足1%。针叶林林地和阔叶林林地的平均斑块面积远大于其他，表明这两种景观类型集中连片，整体分布连续，破碎化程度较小。

表1 永安市森林景观类型斑块指数特征

由表2可知，非林地最大斑块指数8.6，远远高于其他的景观类型，表明非林地景观由大斑块占主导，受人类活动扩张影响。无林地、未成林造林地、果树林林地、灌木林地景观最大斑块指数较小，均低于0.1，这些景观几乎没有大的斑块主导其格局。在斑块密度上，灌木林林地最小，为0.06个/hm2，其次为无林地和未成林造林地，表明这类景观其面积较小，且较分散。竹林地的斑块密度最大(1.52个/hm2)，面积占总面积21.59%，拥有最大的斑块数量(4460个)，表明竹林地相比其他景观较为分散，破碎化程度较高。针叶林林地、阔叶林林地、竹林林地边缘密度和景观形状指数较大，边界形状复杂，表明这些景观类型受人为活动影响较为严重，空间结构较为复杂。

表2 永安市森林景观类型斑块指数特征

5 结论

永安市森林景观类型丰富，有林地景观为其主要的景观类型，主导了区域内整体森林景观结构、功能和动态过程。其中，针叶林林地是区域内面积最大的景观类型。针叶林林地、阔叶林林地、竹林地景观面积占整体总面积的80%以上，说明针叶林林地、阔叶林林地、竹林地景观为永安市主要的森林景观，在维持区域内的森林景观稳定性和多样性发挥了重要作用。阔叶林林地和针叶林林地平均斑块面积较大，景观连续性较其他类型好，分布相对连片聚集，破碎度较低。非林地景观的最大斑块指数最大，远高于其他类型，表明受到人类活动的影响，其格局由少数大斑块主导控制；果树林地、灌木林地、未成林造林地和无林地因受人类采伐、种植等影响，由小斑块控制其格局，斑块面积相对较小，且较分散。竹林地拥有最大的斑块数量和斑块密度，受人类活动影响，较为分散、破碎化程度较高。受人类森林经营及生产活动影响，针叶林林地、阔叶林林地、竹林林地边缘密度和景观形状指数较大，边界形状复杂，景观空间结构复杂。

区域内的森林景观分布格局特征分析，及时掌握区域内森林景观格局的动态变化，有利于制定区域森林资源经营对策，对优化调整永安区域内的森林景观结构配置和分类经营，对促进区域内森林资源可持续经营和区域经济的协调发展具有重要的理论和实践意义。