盐城珍禽自然保护区景观格局分析

李 潇，杨加猛

（南京林业大学经济管理学院）

盐城珍禽保护区2019年7月被列入世界自然遗产名录，成为江苏省第4处、中国第54 处世界自然遗产，同时也是我国第一块、全球第二块潮间带湿地的世界自然遗产，填补了我国滨海湿地类型世界自然遗产空白。[1]因此，从景观格局角度对盐城珍禽保护区开展案例研究，对于区域生态环境的改善和完善湿地生物多样性保护网络具有重要意义。区域土地利用变化会对景观格局产生显著影响，同样，景观格局的变化能够直观地展现人地关系。[2-3]了解区域景观格局的变化有助于制定更为科学合理的土地利用规划，实现可持续发展，因此目前有关土地利用变化与景观格局的研究逐渐成为热点。[4]近年来，基于土地利用的景观格局研究涵盖了区域[5-7]、市域[8-10]以及单个自然保护区[11-12]等不同尺度，研究表明土地利用格局的变化会加深区域景观格局的破碎化程度。目前景观格局的研究主要采用景观格局指数法和空间统计分析法，其中景观格局指数法应用更为广泛。[13]景观格局指数是定量分析研究区域景观格局的重要方法，能够直观反映不同阶段研究区域景观格局结构和组成。[14-15]因此本文基于2000—2018 年盐城珍禽自然保护区的土地利用数据，运用Fragstats 软件从景观水平和类型水平两个维度对盐城珍禽自然保护区的景观格局动态变化情况进行分析，为明晰盐城珍禽自然保护区生物多样性的保护成效提供依据。

一、研究区概况与研究方法

（一）研究区概况

盐城珍禽自然保护区始建于1983年2月，主要目的是保护和研究丹顶鹤和滩涂湿地的生态系统。[16]盐城珍禽自然保护区是东亚-澳大利亚候鸟迁徙路线上不可替代的关键停歇地之一，是许多珍稀濒危鸟类的重要繁殖地和越冬地。为了快速发展经济，人类不断加强对沿海滩涂的开发利用。盐城珍禽自然保护区除核心区没有受到人类干扰，是保存完好的滩涂湿地外，缓冲区和实验区都受到了不少人类干扰。近年来保护区内的建设项目逐渐增多，给保护区内物种赖以生存的生境造成了巨大的压力。[17]

（二）数据来源

本文使用的2000—2018年5期江苏省土地利用栅格数据（空间分辨率为30m）以及盐城珍禽自然保护区的边界数据，均来自中国科学院资源环境科学数据中心（https：//www.resdc.cn/）。盐城珍禽自然保护区的具体景观类型有：水田、旱地、有林地、高覆盖度草地、河渠、水库坑塘、滩涂、农村居民点、其他建设用地和裸土地。

（三）研究方法

Fragstats 软件是一款由美国俄勒州立大学森林科学系于1995年开发的专门用于计算不同景观分类中各种景观指标的景观格局指数软件。[18]该软件基于研究区域的景观分类栅格数据，通过计算不同类型的景观指标来测度研究区域的景观格局变化情况。Fragstats软件可以计算研究区域的斑块水平指数（patch level）、斑块类型水平指数（class level）和景观水平指数（landscape level）三个不同层次的景观格局指数。[19-20]斑块水平指数指单个斑块的结构特征，斑块类型水平指数代表景观中单个斑块类型的空间分布格局，景观水平指数则是表示研究区域内整体景观的空间分布格局情况。目前Fragstats软件被广泛应用于生态系统风险评价、区域土地生态质量评价等方面，为开展生态恢复和重建工作提供决策依据。[21-22]本文运用的Fragstats 软件版本为4.2。借鉴刘吉平、范韦莹等人的相关研究[23-24]并结合盐城珍禽自然保护区的实际情况，分别从景观水平和类型水平两个层次选取不同指标对2000—2018年盐城珍禽自然保护区景观格局进行分析。

景观水平上，选取斑块数量（number of patches，NP）、斑块密度（patch density，PD）、最大斑块指数（largest patch index，LPI）、景观形状指数（landscape shape index，LSI）、香农多样性指数（Shannon's diversity index，SHDI）和香农多样性均匀度指数（Shannon's evenness index，SHEI）6 个景观指标。类型水平上，选取斑块数量（number of patches，NP）、边缘密度（edge density，ED）、最大斑块指数（largest patch index，LPI）、景观形状指数（landscape shape index，LSI）、斑块类型百分比和斑块聚合度（aggrega‑tion index，AI）5个景观指标。

二、结果与分析

（一）景观水平分析

利用Fragstats软件从景观水平（landscape level）对2000—2018年盐城珍禽自然保护区整体的景观格局进行计算（表1）。2000—2018年盐城珍禽自然保护区的斑块数量和斑块密度整体上呈现出波动增长的趋势。其中，2005年和2010年斑块数量达到最大值（250 块）。2000 年保护区斑块数量为234 块，该时期保护区内的斑块数量最少。从斑块数量和斑块密度上来看，2000—2018年盐城珍禽自然保护区景观破碎化程度呈现先增加后减少后又增加的趋势，2005年和2010年的两个时期盐城珍禽自然保护区的景观破碎化程度最严重。5个时期盐城珍禽自然保护区的最大斑块指数经历了先增加后减少最后又增加的变化趋势。2005年保护区的最大斑块指数最大，为17.18%。从最大斑块指数来看，2000—2018年盐城珍禽自然保护区的景观类型的集中程度降低。期间盐城珍禽自然保护区的景观形状指数呈先增加后减少的趋势，该指数在2010年达到最大值（11.86），最小值出现在2018年，为11.23。景观形状指数的增长趋势表明2000—2018 年盐城珍禽自然保护区内的景观逐渐变得更复杂。2000—2018年保护区的香农多样性指数和香农多样性均匀度指数则呈现出先增加后减少的趋势。2015 年香农多样性指数和香农多样性均匀度指数都达到最大值，分别为1.72和0.75，说明2015年保护区的斑块类型增加，景观丰富度提高。2015年后这2个指数均小幅下降，说明该时期保护区的斑块类型单一化，各景观类型分布不均衡。

表1 盐城珍禽国家级自然保护区景观格局特征（2000—2018年）

（二）类型水平分析

利用Fragstats软件从斑块类型水平（class level）对2000—2018年盐城珍禽自然保护区各土地利用类型的景观格局指数进行计算（表2）。

表2 盐城珍禽自然保护区各土地利用类型的景观格局特征（2000—2018年）

续（表2）

1.水田和旱地

2000—2018年保护区内水田的斑块数量除2000—2005年间小幅度增加，2005年后一直较为平稳，整体变化不大。可以看出期间水田的景观破碎化程度先加剧后减缓，整体景观破碎化程度不大。边缘密度和斑块形状指数都呈现出先不断减少后小幅度增加再又小幅度减少的趋势，可以看出水田的景观复杂程度降低。斑块聚合度则呈现出了相反的趋势，2000—2010年斑块聚合度呈现持续小幅度增加，2010—2015年出现少量减少，2015年后又呈现增加的趋势，可以看出水田的景观异质性呈现不断增加的趋势。水田的最大斑块指数则是先增加后下降，可以看出水田的斑块集中度下降，景观优势度逐渐降低。

与水田相比，2000—2018年保护区内旱地的景观格局变化较为明显。其中旱地的斑块数量、边缘密度和斑块形状指数都呈现先增加后减少后又增加的趋势，其中斑块数量的变化最为明显，共增加了20块。可以看出旱地的景观破碎化程度加深，景观格局更为复杂化。最大斑块指数也呈现出了相同的变化趋势，可以看出旱地的斑块集中度不断增加，是保护区内的优势景观格局。从斑块聚合度来看，该指数整体变化不大，旱地的景观异质性整体上呈不断增强的趋势。

2.有林地

有林地的斑块数量2000—2015年维持不变，但2018年该类型的斑块消失。边缘密度、最大斑块指数、斑块形状指数和斑块聚合度总体上变化不大，但变化趋势略有不同。边缘密度先增大后减小，斑块形状指数呈上升趋势，而最大斑块指数和斑块聚合度持续下降。可以看出保护区内该土地利用类型的减少导致景观格局复杂度降低，集中程度下降。

3.高覆盖度草地

高覆盖度草地的景观格局各项指数除斑块聚合度呈现先增加后减少的趋势外，其余各项指数均呈现持续下降的趋势。可以看出2000—2018 年高覆盖度草地景观破碎化程度减轻，景观复杂度下降，景观异质性增加。

4.河渠、水库坑塘和滩涂

2000—2018年保护区内河渠和滩涂的斑块数量总体上呈现波动增长的趋势，河渠的斑块数量在2005年达到最大，为24块；滩涂的斑块数量在2010年和2015年达到最高值，为19 块。河渠和滩涂的斑块数量呈现波动上升的趋势，可以看出这两种土地利用类型景观破碎化程度加深。2000—2018年这两种土地利用类型的边缘密度和斑块聚集度都呈现出先不断减少后小幅度增加再又小幅度减少的趋势，可以看出河渠和滩涂的景观复杂程度降低，景观异质性下降。河渠的最大斑块指数持续下降，可以看出河渠的斑块集中度下降，景观优势度逐渐降低。滩涂的最大斑块指数和斑块聚集度都呈现持续增加的趋势，可以看出滩涂的斑块集中度不断增强，景观优势度和异质性持续增加。

从水库坑塘的斑块数量的持续增加可以看出，2000—2018年水库坑塘的景观破碎化程度不断加剧。水库坑塘的边缘密度、斑块聚集度和斑块数量呈现出相同的变化趋势，即持续增加，水库坑塘的景观格局逐渐趋于复杂，景观异质性增加。而最大斑块指数、斑块形状指数都呈现波动增长的趋势，这两个指数仅在2010—2015 年出现小幅度下降，可以看出期间水库坑塘的景观集中度不断增加，景观优势度明显。

5.农村居民点和其他建设用地

2000—2018年保护区内农村居民点的斑块数量一直较为平稳，农村居民点整体的景观破碎化程度变化不大。边缘密度和斑块形状指数整体上呈现增加的趋势，边缘密度在2010 年前持续下降，2010 年后持续小幅度增长；而斑块形状指数呈先增加后减少最后又持续增加的变化，可以看出农村居民点的景观复杂程度逐渐增强。斑块聚合度和斑块形状指数的变化趋势相同，可以看出农村居民点的景观异质性也不断增强。从最大斑块指数来看，该指数先减少后增加，可以看出农村居民点的景观集中度和优势度小幅度增加。

与农村居民点相比，2000—2018年保护区内其他建设用地的景观格局变化显著。其中其他建设用地的斑块数量持续下降，从2000年的38块下降至2018年的4块，下降幅度大，其他建设用地的景观破碎化程度不断加深。边缘密度、最大斑块指数和斑块形状指数在2005年前呈增长趋势，在2005年后持续下降，可以看出其他建设用地的景观格局从复杂趋于简单，景观格局的集中度下降。从斑块聚合度来看，该指数先下降后增加后又下降，其他建设用地的景观异质性整体上呈不断下降的趋势。

6.裸土地

裸土地2010—2015年整体变化不大，各景观格局指数都较为平稳。

三、结论与建议

（一）研究结论

从盐城珍禽自然保护区的整体景观格局变化情况来看，斑块数量和斑块密度两个指数显示2000—2018 年盐城珍禽自然保护区的总体景观破碎化程度和复杂程度加深，最大斑块指数显示保护区内各景观类型分布不均衡；同时，香农多样性指数和香农多样性均匀度指数表明盐城珍禽自然保护区的整体景观格局朝着单一化方向发展。从不同景观类型来看，各景观类型的变化存在显著差异，旱地、水库坑塘、其他建设用地是景观格局变化最为明显的三类景观类型。这三类景观类型的变化也是引起盐城珍禽自然保护区景观破碎化程度加深、影响生物多样性保护成效的主要原因。

（二）对策建议

通过对盐城珍禽自然保护区景观格局的动态分析可以看出，当前盐城珍禽自然保护区存在景观格局破碎化程度和复杂程度不断加深、景观格局逐渐单一化等问题。因此，可以调整、优化保护区内的土地利用格局；强化分区管理，完善保护区监测体系；开展滨海湿地国家公园试点建设，系统保护湿地资源，通过这些方式来改善盐城珍禽自然保护区的景观格局。

（1）调整、优化保护区内的土地利用格局。目前盐城珍禽自然保护区主要分为实验区、缓冲区和核心区三大功能区。根据国家自然保护地管理指导意见并结合盐城自然保护区的实际情况，建议将盐城珍禽自然保护区现有的三区变两区，调整为一般控制区和核心保护区两部分。[25-26]举例来说，可将原本的缓冲区与实验区合并为一般控制区，开展湿地观鸟、实施湿地生态系统修复、丹顶鹤种群研究、治理互花米草及其他入侵物种等科学研究工作；同时结合盐城珍禽自然保护区丰富的生态旅游资源，开发以休闲观光、科普教育与宣传为主要内容的生态旅游项目，提供有特色、深层次、多样化的生态旅游产品。

（2）强化分区管理，完善保护区监测体系。生物多样性会受到人为干扰、气候变化以及保护区管理政策等多种因素的影响，因此需要运用大数据、卫星遥感等技术手段，针对各种影响因素加强自然保护区内的监测工作，建设一体化的监测体系。[27-28]在调整功能区划的基础上，要加强对盐城珍禽保护区内的分区管理，增加保护区内的巡逻人员，保证核心保护区不受人类干扰，严禁一般控制区及保护区周边非法猎捕候鸟。在强化分区管理的同时，有必要针对盐城珍禽保护区的滩涂湿地生态系统和丹顶鹤等重点保护动物制定科学的监测方案。可以对重点保护物种和珍稀鸟类开展全天候实时监测并建立盐城珍禽保护区生物多样性数据平台，加强对物种监测数据的分析，及时调整相应的保护政策。

（3）开展滨海湿地国家公园试点建设，系统保护湿地资源。国家公园是一种重要的自然保护地类型，是为了保护具有代表性的生态系统、物种种群或自然景观，强化自然资源的统一管理和保护建立的特定区域。[29-30]2019年7月，黄（渤）海候鸟栖息地（第一期）被列入世界自然遗产，是我国第一块滨海湿地类型的世界自然遗产，生物多样性保护意义重大。目前我国10处国家公园试点中尚未涉及滨海湿地生态系统，因此可以立足盐城滨海湿地资源，整合盐城珍禽保护区、江苏大丰麋鹿国家级自然保护区、江苏盐城条子泥市级自然保护区等多个自然保护区统一管理，开展盐城滨海湿地国家公园的试点建设，系统地保护滨海湿地生态系统以及麋鹿、丹顶鹤等物种栖息地。建立盐城滨海湿地国家公园试点不仅可以提升盐城滨海湿地生物多样性的保护成效，而且能够解决盐城滨海湿地区域景观格局破碎化和复杂化程度加深等问题，促进盐城滨海湿地生态系统健康稳定发展，实现绿水青山向金山银山的有效转化。