祁连山部分地区山地景观格局空间幅度效应的研究

杨竟艺, 刘学录

祁连山部分地区山地景观格局空间幅度效应的研究

杨竟艺, 刘学录*

甘肃农业大学资源与环境学院, 兰州 730070

三元图能有效反应多种斑块类型对景观格局的影响, 依据“斑块-廊道-基质”模式, 比较各斑块类型对整个研究区的响应。选择祁连山100 km×100 km的某正方形区域为研究区并运用景观格局指数法对研究区的空间幅度效应进行研究, 同时得出研究区尺度依赖性的有效幅度和特征尺度。结果表明: (1)草地为整个研究区景观结构的基质, 其面积最大, 在整个景观中占绝对优势; (2)在斑块类型中, 裸地在整个研究区中起主导作用; (3)12 km和88 km是研究区的两个特征尺度, 88 km幅度为研究区尺度依赖性的有效幅度, 超过这一幅度范围, 无论景观要素, 还是景观指数都失去了尺度依赖性。研究通过对祁连山部分地区景观格局与尺度效应的分析可以了解研究区景观格局空间特征及分布规律, 为祁连山的规划与管理、生态建设提供参考依据。

山地景观; 景观格局; 空间幅度; 尺度效应; 三元图

0 前言

山地景观生态学问题自生态学诞生之时, 就成为被关注的核心邻域之一, 由于山地环境对全球变化的高度敏感性及其在陆地淡水资源与生物资源方面的巨大影响, 推动山地景观生态学迅猛发展[1]。山地具有浓缩的环境梯度和高度异质化的生境、相对较低的人类干扰强度, 常成为大量物种的避难所和新兴植物区系分化繁衍的摇篮, 所以发育和保存着较高的生物多样性, 成为全球生物多样性研究和保护的重点区域[2-3]。除极地外, 山地对气候变化的敏感性是最高的, 同纬度山地增温幅度大于平原区, 且随海拔升高, 增温幅度增大[3-4]。受气候变化的影响, 全球山地环境变化的生态效应、环境效应、资源效应和经济社会发展效应不断增强, 山地环境的未来变化势必对区域乃至全球生态与环境安全和水资源持续利用产生广泛和深刻的影响[1]。祁连山生态系统是西北地区重要的生态安全屏障为维护我国西部生态安全有着不可替代的地位, 为国家“一带一路”向中亚国家延伸提供了生态环境支撑[5]。近年来, 祁连山生态系统通过建设生态景观斑块, 绿色廊道, 增加生态景观的多样性, 优化生态景观等一系列生态优化措施实现生态可持续发展成果显著, 在此基础上, 本文通过对祁连山部分地区景观格局与尺度效应的分析可以了解研究区景观格局空间特征及分布规律, 为祁连山的规划与管理、生态建设等提供参考依据。生态学中格局与过程是重要范式, 要正确理解格局与过程的关系就必须认识到其依赖于尺度的特点, 即尺度效应[6]。随着尺度效应受到广泛关注, 尺度的选择对景观格局分析结果影响很大, 景观格局指数计算、景观格局与生态过程耦合都面临着尺度依赖问题[7-8]。尺度研究对揭示景观空间格局变化规律及其生态过程具有重要意义[9]。然而, 尺度效应的研究中对粒度效应的研究较为广泛而对幅度效应的研究较少, 其中张韧璎等[8]研究了天水市土地利用景观格局动态及空间幅度效应, 结果表明研究天水市土地利用景观格局空间幅度效应的最适幅度半径为25 km和85 km。黄越等[10]研究了青铜峡市景观格局的幅度效应发现在1—15 km尺度区间上, 景观类型和指标类型的尺度效应差异最大; 在16—30 km尺度区间内, 景观类型、指标类型尺度效应的差异明显减小; 而在30 km尺度区间以后, 景观类型和指标类型的尺度效应逐渐消失。郜燕芳等[11]以香格里拉县的碧塔海自然保护区为研究区, 选择了400 m、800 m、1200 m及1600 m这4个尺度对研究区景观格局及其尺度效应进行分析, 结果表明1200 m为研究区景观格局研究的最优尺度。王艳芳等[12]以TM遥感影像为数据源, 选择江苏盐城大丰地区一块1764 km2的研究区进行研究, 结果表明大部分景观指数间相关关系发生质变的空间幅度为3 km·3 km后, 随着研究幅度由0.5 km到14 km的逐渐增加, 大部分发生质变的指数逐渐表现出不相关。本文综合前人对于幅度效应的研究, 以祁连山部分地区为研究区域旨在得出研究山地景观的景观格局尺度依赖性的有效幅度与特征尺度。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

研究区选择了祁连山西段, 北与嘉峪关毗邻, 南接疏勒南山, 区内森林与冰川、冻土、草地等共同构成了巨大的复合生态系统。祁连山是我国著名的高大山系之一, 形成了多种具有明显垂直梯度的植被类型和土壤类型也是河西绿洲非常重要的水源地[13-14]。受水源地影响, 生物多样性丰富, 水源涵养功能突出, 旅游资源丰富[15-16]。祁连山区由于地形的原因气候垂直差异大, 受到太平洋和印度洋东南暖湿气流的影响年降水量可达400—700 mm, 海拔4000 m以上的高山终年积雪, 分布有现代冰川[17-19]。

1.2 数据来源与处理

以2018年的TM影像为信息源, 在幅度的设定上保持粒度(30 m·30 m)不变使研究范围发生变化, 利用ENVI和GIS的空间分析功能, 采用从研究区几何中心以步长为1 km的正方形向外逐渐增加的方式设定尺度分析的空间幅度, 最小幅度为1 km×1 km, 最大幅度为100 km×100 km, 在Fragstats 4.2上计算景观格局指数; 采用景观生态学的“斑块-廊道-基质”模式来进行景观结构特征的分析; 运用幅度变化的方法对不同地形景观进行景观格局指数分析。

1.3 景观类型的划分

景观类型的划分是景观格局分析的基础, 为更好地反映土地利用景观在空间上的变化, 采用国土资源部2017年颁布的《土地利用现状分类》 (GB/T21010—2017), 将土地类型划分为五类景观类型: 林地、裸地、冰川、水域、草地(图1)。

1.4 景观格局指数的选择

在斑块类型水平上选取斑块数量(NP), 景观斑块面积百分比(PLAND); 在景观水平上选取聚合度指数(AI), 斑块密度(PD), Shannon多样性指数(SHDI)以及Shannon均匀度指数(SHEI)作为分析研究区景观格局幅度效应的指标(表1); 运用软件Fragstats4.2计算不同幅度下的景观指数。

2 结果与分析

2.1 景观结构特征的分析

本研究根据Forman和Godron1986年提出的“斑块-廊道-基质”模式[20], 对所研究的三种不同地形景观的景观结构特征进行分析得出表2, 其中, 景观中草地的面积比最大, 占到了整个景观的46.6%, 而斑块比只占了21.6%, 这表明草地是面积最大、连通性最好的景观要素, 是整个景观中的基质; 水域归属于景观组分中的廊道, 斑块比为29.5%, 斑块比最高, 而面积比只占3.7%, 这表明水域的斑块分布离散程度高, 连通性差; 斑块组分包括林地, 裸地和冰川这三种景观要素, 其中裸地的面积比为31.5%, 是景观斑块组分中面积比最大的景观要素。

2.2 三元图

利用三元图可构建一个等边三角形坐标系统, 描述三元系统中各变量的相对比例关系, 各变量的数量要标准化为0—1, 使得三个变量之和为一, 利用Origin软件获取[21]。

Figure 1 Map of landscape pattern in study area

研究区各斑块类型在景观中的作用非常明显(图2), 在草地为基质的景观格局中, 林地和裸地这两种斑块类型最为突出, 对整个景观的影响较最大。在林地、水域、裸地分别为、、轴的三元图中裸地的影响大于林地, 散点主要落在0.25、0.125、0.625的三角形网格中, 说明整个斑块类型中裸地起主导作用。

表1 景观空间格局特征指数及其描述

表2 研究区景观组分类型

图2 不同景观组分之间的相互影响

Figure 2 Interaction between different landscape components

2.3 斑块类型水平指数幅度效应及变异特征的分析

2.3.1斑块数量(NP)的幅度效应

从图3可以看出随着幅度的增加各景观要素的斑块数量均呈现增长的趋势, 由纵坐标可以看出山地景观中林地、裸地、草地、水域随着幅度的增加增幅较大而冰川的增幅较缓, 说明冰川分布少破碎度低, 其他景观要素破碎度较高。景观要素的斑块数量不具有明显的尺度依赖性, 这是由于随着幅度的增加, 研究区域总面积不断增大, 在区域内的斑块总数不断增长, 在幅度效应图上表现为斑块数量随着幅度的增加不断增加。

图3 斑块数量的幅度效应

Figure 3 Extent effect of number of patch

2.3.2 斑块面积百分比( PLAND)的幅度效应

由图4可得, 草地是山地景观中斑块面积百分比最高的景观要素, 说明此研究区的优势景观要素为草地, 根据各景观要素斑块面积百分比随幅度的变化可分为三个区间: 1—12 km的幅度范围内各景观要素的尺度效应差异最大, 其中草地的斑块面积百分比最大说明草地是山地景观在此幅度范围内的优势种; 在区间: 13—88 km的幅度范围内林地、冰川、裸地以及水域的斑块面积百分比呈增长趋势而草地的斑块面积百分比呈减少趋势, 这说明随着幅度的增加其他景观要素逐渐具有优势; 在区间: 89—100 km的幅度范围内, 各景观要素的斑块面积百分比变化不明显, 尺度效应逐渐消失。

2.3.3 斑块面积百分比(PLAND)的变异特征

根据表3以及图5可知, 景观中不同的景观要素变异系数差异较大。1—12 km幅度范围内的尺度效应差异较大, 变异系数的曲线波动剧烈(12.093%—275.552% ), 其中尺度依赖性最强, 变异系数最大的为冰川, 尺度依赖性最弱的是草地; 13—88 km幅度范围内各景观要素斑块面积百分比的变异系数曲线波动不大(7.380%—80.573%), 其中变异系数最大的为冰川; 89—100 km的幅度范围内各景观要素斑块面积百分比的变异系数(0.197%—1.453%)变化不明显, 尺度效应消失, 说明斑块类型水平指数的幅度效应存在两个特征尺度: 12 km左右和88 km左右。

图4 斑块面积百分比的幅度效应

Figure 4 Extent effect of area percentage of patch

表3 景观斑块面积百分比的幅度变化

图5 景观斑块面积百分比的尺度效应区间差异

Figure 5 Difference of scale effect section of area percen­tage of patches in landscape

2.4 景观水平指数幅度效应及变异特征的分析

2.4.1 斑块密度(PD)的幅度效应

从图6可以看出随着幅度的增加景观的斑块密度曲线呈现先减小后增大再趋于平缓的过程, 斑块密度越小景观的破碎化程度越低景观越完整, 说明景观的破碎化程度随着尺度的增大而增高。根据斑块密度曲线的变化特征可分为3个区间: 在1—12 km幅度区间, 斑块密度随幅度的增加整体呈现增加的特征且曲线变化剧烈, 说明在此幅度区间景观的破碎化程度增加, 尺度效应明显; 在13—88 km幅度区间景观的斑块密度曲线呈现先减小再增加的趋势, 在此幅度区间曲线的变化明显缓和; 在89—100 km幅度区间, 景观的斑块密度曲线趋于平缓, 尺度效应逐渐消失。

2.4.2 聚合度指数(AI)的幅度效应

聚合度指数反应了景观的团聚程度, 聚合度指数值越大说明景观中各斑块的聚合程度高, 聚合指数的值越小说明景观中各斑块的离散程度高, 从图5可以看出景观的聚合度随着幅度的增加而减小, 离散度增加。在1—12 km的幅度范围内景观的聚合指数曲线呈现先迅速下降再增加的过程, 尺度效应明显; 在13—88 km幅度区间曲线整体呈下降的趋势, 说明随着幅度的增加各斑块的离散程度增加; 在89—100 km幅度区间, 景观的聚合度指数曲线趋于平缓, 尺度效应逐渐消失。

2.4.3 Shannon多样性指数(SHDI)与Shannon均匀度指数(SHEI)的幅度效应

从图5可以看出景观的Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数的曲线变化相似均呈现上升的趋势, 说明景观的多样性逐渐增加, 景观中斑块类型分布逐渐均匀景观结构趋于均衡。根据两条曲线的变化特征整个点线图可分为3个区间: 在1—12 km幅度区间, 多样性指数以及均匀度指数随幅度的增加呈现迅速增加的特征, 尺度效应明显; 在13—88 km幅度区间景观的多样性指数以及均匀度指数曲线呈现缓慢上升; 在89—100 km幅度区间两条曲线无明显变化, 尺度效应逐渐消失。

2.4.4 景观水平的变异特征的分析

图7是景观水平指数的变异特征图, 斑块密度, Shannon多样性指数, Shannon均匀度指数, 聚合指数这4 种景观指数均表现出了明显的尺度依赖性, 在1—12 km幅度区间, 各景观水平指数的尺度效应最为明显, 其中, 尺度依赖性最强的是Shannon多样性指数, 最弱的是聚合指数; 在13—88 km幅度区间各景观水平指数的变异系数曲线趋于平稳, 尺度效应不明显; 在89—100 km 幅度区间, 各景观水平指数的变异系数无明显变化, 尺度效应消失。根据表4可知,不同幅度区间的变异系数具有差异性,在1—12 km幅度区间, 各景观水平指数的变异系数差距较大(2.1153%—39.8872%), Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数的变异系数值相近, 分别是39.8872%和37.1808%。在13—88 km幅度区间, 各景观水平指数的变异系数差距不大(0.4479%—8.0543%), Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数的变异系数值更加接近, 分别为8.0538%和8.0543%。在89—100 km幅度区间, 各景观水平指数的变异系数都在0—1%的范围内, 尺度效应消失, 说明景观水平指数的幅度效应存在两个特征尺度: 12 km左右和88 km左右。

图6 景观水平指数的幅度效应

Figure 6 Extent effect of landscape level index

图7 景观水平指数的尺度效应区间差异

Figure 7 Difference of scale effect section of landscape level index in landscape.

3 讨论

研究区景观组分分布受海拔高度的影响较大,表现出较强的异质性特征。依据“斑块-廊道-基质”模式, 草地为整个研究区景观结构的基质, 其面积最大, 在整个景观中占绝对优势, 连接性和完整性好, 控制着整个景观的能流、物流和物种流, 在整个景观中起着重要作用, 廊道为水域, 其他景观组分(林地、裸地、冰川)均为斑块。林地斑块面积百分比和斑块数量差异程度较大, 说明森林在分布上很少连续成片, 多以小面积零散分布, 显示出较高程度的破碎化, 从研究区景观格局图可以看出, 林地多以小面积集中分布于某个小的生境, 受人类活动干扰较少, 破碎化程度较低。裸地呈条状均匀分布, 现有裸地部分是历史上森林火烧后的迹地以及由于自然条件恶劣和过度放牧造成衰退的草地。冰川分布在海拔较高的地区, 其斑块形状最为不规则, 平均斑块面积小而距离近, 最容易受到干扰而发生变化。

本文根据各斑块类型的面积百分比, 利用三元图表现几种斑块类型在景观格局中的作用, 结果表明裸地在整个斑块类型中占主导地位。

从斑块类型水平指数来说, 研究区山地景观中各景观要素斑块数量(NP)的幅度效应均不具有明显的尺度依赖性, 这是由于随着幅度的增大, 研究区域总面积不断增大, 在区域内的斑块总数不断增长。根据斑块面积百分比幅度效应的分析可以得出, 研究区景观在1—12 km幅度区间, 尺度效应最明显; 在13—88 km幅度区间, 尺度效应差异较小; 现先在89—100 km幅度区间尺度效应消失。从景观水平指数来说, 随着幅度的增大, 斑块密度(PD)曲线呈现先减小后增大再趋于平缓的过程, 说明景观的破碎化程度随着尺度的增大而增高;景观的聚合度指数(AI)随着幅度的增加而减小, 景观的离散度逐渐增加; 景观的Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数的曲线变化相似均呈现上升的趋势, 说明景观的多样性逐渐增加, 景观中斑块类型分布逐渐均匀景观结构趋于均衡。斑块密度(PD)、聚合度指数(AI)、Shannon多样性指数(SHDI)以及Shannon均匀度指数(SHEI)均表现出明显的尺度效应, 在1—12 km幅度区间, 尺度效应最明显, 不论是景观的破碎化程度还是聚合程度还是景观的多样性以及均匀度都出现了明显的变化且变化不具有明显的规律性, 说明12 km是研究尺度效应的一个特征尺度; 在13—88 km幅度区间, 各景观水平指数曲线的变化具有规律性但变化较小, 尺度效应差异较小; 在89—100 km幅度区间各指数不存在明显变化, 曲线趋于平稳, 尺度效应消失, 说明88 km是研究尺度效应的一个特征尺度。就本研究区而言, 88km是研究宏观现象的适宜尺度, 超过这一幅度范围无论景观要素还是景观指数都失去了尺度依赖性, 反之选择12 km的分析尺度更有利于挖掘细节部分。

表4 景观水平指数的幅度变化

随着国家社会经济的快速发展, 区域生态保护和建设正受到越来越多的关注。山地生态系统的生态意义非常重要, 尤其是在西北地区, 山地是区域内重要的水源地和绿色生态屏障, 山地作为内陆河流域的上游, 与整个流域构成一个综合整体, 上游的生态状况、土地利用的合理与否, 与中、下游的自然生态和经济发展至关密切, 而且山地气候的复杂性形成了多种多样的山地景观, 为生物多样性的保护提供良好的基础。本文对研究区进行景观格局和尺度效应分析旨在了解祁连山西段现有生态环境状况, 以及为今后进一步研究祁连山提供有效的尺度范围。

景观格局在生态系统中的功能十分重要, 良好的景观格局是物种生存和发展的基础, 景观格局中斑块的类型、大小、形态、组合、动态变化等对生物多样性的发展影响较大[22-23], 将三元图引入景观格局的研究不仅可以反应各斑块类型之间的关系以及对景观格局的影响还可以为定量研究景观格局时空变化, 区域生物多样性的保护提供参考。

由于不同景观指数反映不同方面的景观特征使得各指数的尺度转折点或拐点不一致, 作者依据前人的研究结果选择恰当的景观格局指数, 从分析结果可以看出, 本文所选景观指数除斑块面积外其他景观指数是规律性变化, 且不同景观格局指数的尺度转折点相同, 均在12km和88km处出现转折点。刘媛媛[7]认为研究幅度效应的两个特征尺度分别为20 km和90 km; 张韧璎[8]认为研究幅度效应存在两个特征尺度: 25 km和85 km; 黄越[10]认为15 km, 30 km是研究宁夏青铜峡市的两个特征尺度; 徐丽华[22]认为12 km的幅度可能是上海市城市土地利用景观的一个特征尺度, 24 km的幅度是一个有效操作尺度。这些研究结果表明尺度效应研究的问题上均存在两个特征尺度, 一个是尺度效应变化速率大的小尺度范围; 一个是超过这一尺度范围就会失去尺度依赖性的有效操作尺度, 由于研究区域的不同必然导致不同的特征尺度, 但在本研究的第二个特征尺度与刘媛媛[7]和张韧璎[8]的研究结果相似, 这一结果可以表明, 大部分研究区域的有效操作尺度在90 km左右。

祁连山生态系统具有较强的敏感性和脆弱性, 草地作为研究区景观基质一旦遭到破坏极易被裸地更替且很难恢复更会波及林地。本研究表明, 研究区景观破碎化程度较高, 分离程度高, 导致整体景观连通性较差, 抗干扰能力低, 一旦受到人为影响景观的破碎化将进一步加强, 森林、草地面积的减少, 裸地面积的增加将不可避免。因此, 天然廊道的保护, 增加植树造林的面积, 减少人为干扰, 加强生物多样性的保护及景观生境维护, 制定科学合理的轮牧制度等措施来避免景观破碎化的增加, 如不对研究区加以合理保护, 合理开发森林资源, 研究区景观的稳定性将受到威胁。在景观格局优化时要遵循生态适宜性和生物流通原则, 重点保护草地、林地边缘的交合地段, 减少景观中生物穿越边界的阻力, 重视对现有草地、林地和水体等生态源的保护, 建设和完善生态廊道, 最终实现研究区内景观、物质和能量的协调、可持续利用和可持续发展。提高景观空间异质性, 保持大型植被斑块的完整性用以涵养水源, 维持关键物种的生存和对外扩散, 注重物种和植被多样性的维持, 充分发挥其在景观中的生态功能, 提高研究区景观格局的合理布局, 实现生物多样性保护和景观价值利用。廊道的建设有益于物种的扩散及物质和能量的循环与交换, 可将孤立的斑块与大型景观相连, 更利于物种的持续和增加生物多样性。把人为因素同自然因素结合起来, 积极创造出符合自然规律的异质景观, 从而使系统内各要素相互促进、异质共生、良性循环, 使自然资源得以充分地利用, 以此形成稳定性与生命力较强的景观生态系统。根据研究结果表明, 裸地在整个斑块类型中占主导地位, 草地的退化, 天然林分的破坏不容小觑。据调查, 整个青海省祁连山自然保护区草场处于不同程度的退化状态, 大多数县乡放牧和饲养的牲畜数量一般高过统计载畜量[24]。人类在利用山地资源的同时不可避免地会带来一些不利影响, 因此, 因地制宜的利用现有自然资源是我们的责任之所在, 同时还应该采取措施加大力度保护和恢复祁连山自然植被生态系统。(1)对土地的利用应遵守自然生态平衡的客观规律, 按照“宜农则农, 宜林则林, 宜牧则牧”的原则, 因地制宜的加以利用。(2)在牧草的利用上建立科学的轮牧制度和草原保护制度。(3)对天然林地封育管理, 增强抚育更新力度使木材蓄积量增加、林分质量上升、成林速度加快, 增加对林业副产品的开发, 提升经济效益。

[1] 王根绪, 刘国华, 沈泽昊, 等. 山地景观生态学研究进展[J]. 生态学报, 2017, 37(12): 3967–3981.

[2] 方精云. 探索中国山地植物多样性的分布规律[J]. 生物多样性, 2004(1): 1–4.

[3] WISHART M. Global Change and Mountain Regions: An Overview of Current Knowledge[J]. Mountain Research and Development, 2007, 27(1): 94–95.

[4] MARTIN F P. Sustainable Development in Mountain Regions: Southeastern Europe and Sustainable Mountain Regions: Challenges and Perspectives in Southeastern Europe[J]. Mountain Research and Development, 2016, 36(3): 394–395.

[5] 赵发华. 祁连山生态保护与修复的思考[J]. 农业科技与信息, 2017(12): 34–35.

[6] MONTSERRAT B, LOURDES C, SANS F X. Vegetation patchiness of field boundaries in the Mediterranean region: The effect of farming management and the surrounding landscape analyse at multiple spatial scale[J]. Landscape and Urban Planning, 2012, 106(1): 35–43.

[7] 刘媛媛, 刘学录. 甘肃永登县土地利用景观格局的空间尺度效应[J]. 应用生态学报, 2016, 27(4): 1221–1228.

[8] 张韧璎, 刘学录. 天水市土地利用景观格局的幅度效应研究[J]. 生态科学, 2019, 38(3): 80–89.

[9] 汪桂芳, 穆博, 宋培豪, 等. 基于无人机航测的漯河市土地利用景观格局尺度效应[J]. 生态学报, 2018, 38(14): 5158–5169.

[10] 黄越, 王鹏, 叶均艳. 干旱绿洲区景观格局结构的空间尺度效应——以宁夏青铜峡市为例[J]. 农业科学研究, 2018, 39(4): 38–44.

[11] 郜燕芳, 舒清态, 张艳. 基于尺度变换的碧塔海自然保护区景观格局分析[J]. 西南林业大学学报, 2014, 34(2): 55–60.

[12] 王艳芳, 沈永明, 陈寿军, 等. 景观格局指数相关性的幅度效应[J]. 生态学杂志, 2012, 31(8): 2091–2097.

[13] 马剑, 刘贤德, 金铭, 等. 祁连山青海云杉林土壤理化性质和酶活性海拔分布特征[J]. 水土保持学报, 2019, 33(2): 207–213.

[14] 王涛, 高峰, 王宝, 等. 祁连山生态保护与修复的现状问题与建议[J]. 冰川冻土, 2017, 39(2): 229–234.

[15] 汪有奎, 杨全生, 郭生祥, 等. 祁连山北坡森林资源变迁[J]. 干旱区地理, 2014, 37(5): 966–979.

[16] 王根绪, 程国栋, 沈永平. 近50年来河西走廊区域生态环境变化特征与综合防治对策[J]. 自然资源学报, 2002(1): 78–86.

[17] 伍光和, 谢自楚, 黄茂桓, 等. 祁连山现代冰川基本特征研究[J]. 兰州大学学报, 1980(3): 127–134.

[18] 曹泊, 潘保田, 高红山, 等. 1972—2007年祁连山东段冷龙岭现代冰川变化研究[J]. 冰川冻土, 2010, 32(2): 242–248.

[19] 陈辉, 李忠勤, 王璞玉, 等. 近年来祁连山中段冰川变化[J]. 干旱区研究, 2013, 30(4): 588–59.

[20] 陈利顶, 李秀珍, 傅伯杰, 等. 中国景观生态学发展历程与未来研究重点[J]. 生态学报, 2014, 34(12): 3129– 3141.

[21] 徐丽华, 岳文泽, 曹宇. 上海市城市土地利用景观的空间尺度效应[J]. 应用生态学报, 2007(12): 2827–2834.

[22] POPESCU V D, ROZYLOWICZ L, COGALNICEANU D, et al. Moving into protected areas? Setting conservation priorities for Romanian reptiles and amphibians at risk from climate change[J]. PloS one, 2013, 8 (11): e79330.

[23] 秦金萍, 马玉寿, 李世雄, 等. 春季放牧强度对祁连山区青海草地早熟禾人工草地牧草生长的影响[J]. 青海大学学报, 2019, 37(4): 1–6.

Study on the spatial extent effect of mountain landscape pattern in part of Qilian Mountain

YANG Jingyi, LIU Xuelu*

School of Resources and Environment, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China

The ternary diagram could reflect the impact of various types of patch. Based on “patch-corridor-matrix”pattern, it compared the influence of each patch types on the whole study area. A square area of 100 × 100km in Qilian Mountain was selected as the study area. It used the landscape pattern index method to study the spatial extent effect of the study area, and obtained the effective extent and characteristic scale of the dependence of scale effect in the study area. The results showed that (1) Grassland was the substrate of landscape structure in the whole study area, which had the largest area and occupies an absolute advantage in the whole landscape. (2) Bare land played a dominant role in patch types throughout the study area. (3)12km and 88km were the two characteristic scales of the study area, and the 88km extent was the effective extent of the dependence of scale effect in the study area. Beyond this range, both landscape elements and landscape index lost the dependence of scale effect.Through the analysis of landscape pattern and scale effect in some areas of Qilian Mountain, the spatial characteristics and distribution of landscape pattern in the study area were revealed, which could provide reference for the planning and management and ecological constructionof Qilian Mountain.

mountain landscape; landscape patter; spatial extent; scale effect; ternary diagram.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.02.018

Q14

A

1008-8873(2021)02-142-08

2019-10-10;

2019-12-20基金项目:甘肃省科技厅国际合作项目(1504WKCA006)

杨竟艺(1995—), 女, 甘肃天水人, 硕士研究生, 主要研究方向为景观生态学, E-mail: 798930035@qq.com

刘学录(1966—), 男, 博士, 教授, 主要从事土地利用管理和景观生态学研究, E-mail: liuxl@gsau.edu.cn

杨竟艺, 刘学录. 祁连山部分地区山地景观格局空间幅度效应的研究[J]. 生态科学, 2021, 40(2): 142–150.

YANG Jingyi, LIU Xuelu.Study on the spatial extent effect of mountain landscape pattern in some areas of Qilian Mountain[J]. Ecological Science, 2021, 40(2): 142–150.