景观格局环境意涵分析与应用的探讨

周鹤树

金门大学都市计划与景观学系,福建金门 362000

引言

何谓景观？德国地理学家A. von Humboldt视为某一区域的所有特征，其重要属性是景观异质性，具体表现是景观格局，影响着景观的资源分布、组合及各种生态过程。

人类对资源使用的审慎态度之重点是“系统”与“平衡”系统，“系统”是层层紧扣的复杂生态结构系统，“平衡”是能量、物种自然流动的动态平衡，必须回归生态的永续性 (萧新煌，1986)。

本研究认为植被景观格局的变化，应较其他、人文景观格局简单、缓慢，故以玉山国家公园为研究范围，以景观指数分析植被景观格局的景观生态机能，讨论其环境意涵，以便进一步了解景观结构变化对生态系统的影响。

一 研究方法

玉山国家公园系以高山植被生态为主，气候特征为低温多雨，年雨量3000～4000公厘，海拔越高，日照时数越长。地形上，3000公尺以上占9.89%，2000～3000公尺占50.06%，1000～2000公尺占34.46%。地质上，板岩占19.33%，砂岩、页岩占59.53%，石灰岩占19.95%，岩石节理极为破碎。

本研究基地采用1979、1990、2000、2009年Landsat卫星影像，选择适宜判别植物的红光、近红外光与短波红外线，分类为冷杉、铁杉、云杉、松类、桧木、玉山箭竹、高山芒与阔叶林，选取均质样区。本研究采监督式分类，总体精确度90%以上，Kappa值90%以上，完成分类模版设定，再以最大概似法分类植被。

景观格局,以景观指数来呈现 (McGarigal &McComb, 1994)，本研究采用K.McGarigal和B.Marks开发的Fragstats 3.3版，再参考W.E.Dramstad,J.D.Olson, & R.T.T. Forman (1996) 的景观生态规划建议，将景观格局的环境意涵，分为缀块特征、形状与核心等景观元素特征及缀块多样性、聚集性与连接性等景观空间格局。

（一）缀块特征：缀块大小、密度或边界具物种生存、效益、多样的正关联性 (Dramstad, Olson, &Forman, 1996)单位面积的缀块数量越多、缀块的形状越分离等，生态效益较差。指数包括：缀块数量NP、缀块面积AREA_AM、缀块密度PD、景观形状LSI、边缘密度 ED。

（二）缀块形状：缀块的形状具物种生存的正向关联性 (ibid)，缀块形状适当地复杂、不规则，或相连，生态效益较佳。指数包括：缀块分维数PAFRAC、缀块形状SHAPE_AM、缀块毗连CONTIG_AM。

（三）缀块核心分析：缀块的内部栖地具物种数量的正向关联性 (ibid)，缀块核心区域密度越高、所占面积越大，生态效益较佳。指数包括：不相邻核心密度DCAD、缀块核心CAI_AM。

（四）缀块多样性分析：缀块的多样性具物种生态效益的正关联性 (ibid)，景观格局的多样性越高，生态效益先升后降，因破碎化亦增高；而均匀度越高，生态效益较低。指数包括：多样性SHDI、均匀度SHEI。

（五）缀块聚集性分析：缀块的隔离、分裂度具物种灭绝的正关联性 (ibid)，分裂值越大，生态效益较低。指数包括：聚集度AI、散布与并列IJI、分裂SPLIT。

（六）缀块连接性分析：缀块的凝聚、连接、网络具物种移动、生态效益的正关联性 (ibid)，连接性越大，生态效益较高。指数包括：凝聚度COHESION、连接度CONNECT。

二 景观元素特征分析

缀块特征（详图1）：NP、PD、LSI、ED 增加，AREA_AM减小，显示出缀块增加、变小、边缘增长的特性。其中，NP与PD有关缀块数量，两者正相关，即数量、密度增加，缀块变小；ED与LSI有关缀块边缘、形状，两者几乎一致，与NP正相关，即边缘密度增加，缀块亦变小；AREA_AM有关缀块面积，与NP负相关，缀块亦变小。因此，玉山国家公园植被缀块特征分析，呈现缀块变小，即破碎化趋势。

图1 景观元素特征分析图

缀块形状（详图1）：PAFRAC、CONTIG_AM微降、SHAPE_AM略增，显示缀块形状略为复杂、缀块略不相连的特性。其中，SHAPE_AM有关缀块形状，与PAFRAC、CONTIG_AM有关缀块形状、相邻、毗连呈负相关，甚或无关，而与特征的LSI正相关，即形状变复杂，缀块变瘦长蜿蜒而零碎；PAFRAC、CONTIG_AM则变化较小，即相邻毗连降低，缀块可能逐渐分散。因此，玉山国家公园植被缀块形状分析，呈现缀块零碎化而分散的趋势，惟此形状影响效应尚不显著。

缀块核心（详图1）：DCAD减小、CAI_AM大减，显示缀块核心区域密度降低、核心区大幅缩小的特性。其中，DCAD有关缀块核心密度，大起大落，且跟其他指数皆无甚关系，即未因缀块缩小、数量增加而核心密度增加，可能缀块破碎失去核心；CAI_AM有关缀块核心区平均比值，与特征的AREA_AM正相关，即核心区比值降低，缀块核心逐渐消失。因此，玉山国家公园植被缀块核心分析，呈现缀块破碎、核心消失的趋势。

从景观元素特征分析中得知，玉山国家公园景观格局的缀块增加、变小、边缘增长、形状略复杂、略不相连、核心密度降低及核心缩小，是缀块小型化、破碎化的具体表征，景观生态学视为景观格局内部缀块之间的生态机能降低，故不利玉山国家公园植被环境的整体发展。

三 景观空间格局分析

缀块多样性（详图2）：SHDI、SHEI增加，显示缀块复杂化、均匀化的特性。其中，SHDI有关植群的多样分布，与SHEI有关植群的均匀分布正相关并与特征的PD正相关，即缀块多样混杂，然亦因多样而分散分布。因此，玉山国家公园植被缀块多样性分析，呈现缀块破碎，且分散均匀分布的趋势。

图2 景观空间格局分析图

缀块聚集性（详图2）：AI降低，IJI、SPLIT增加，显示缀块孤立、散布、分裂的特性。其中，AI有关缀块聚集程度，与IJI、SPLIT负相关，甚或无关，而与特征的AREA_AM正相关，即聚集降低，缀块逐渐离散；IJI有关缀块散布状况，与SPLIT有关缀块分裂状况正相关，SPLIT则与特征的NP正相关，即分裂增加，缀块逐渐破碎。因此，玉山国家公园植被缀块聚集性分析，呈现缀块破碎、离散的趋势。

缀块连接性（详图2）：缀块的凝聚度COHESION降低，连接度CONNECT近年提高，显示缀块分散、连接性增加的特性。其中，COHESION有关缀块凝聚程度，与聚集性的AI密切相关，而与CONNECT有关缀块连接程度无甚关系，即凝聚降低，缀块逐渐离散，然因缀块变小、密度变高，连接可能性增加。因此，玉山国家公园植被缀块连接性分析，呈现缀块破碎离散的趋势，惟连接性略增，可能是均质化的影响。

从景观空间格局分析中得知，玉山国家公园景观格局的缀块复杂化、均匀化、孤立、散布、分裂、分散，及连接性增加，是整体格局离散化、均质化的具体表征，景观生态学视为景观格局整体的生态机能降低，故不利玉山国家公园植被环境的整体发展。

四 讨论

本研究以Fragstats解析玉山国家公园的景观格局，由景观元素特征与景观空间格局分析的结果归纳出，个别缀块增加、变小、边缘增长、形状略复杂、略不相连、核心密度降低及核心缩小，是缀块小型化、破碎化的具体表征；整体缀块复杂化、均匀化、孤立、散布、分裂、分散及连接性增加，是缀块离散化、均质化的具体表征。因此，玉山国家公园的植被景观格局呈现，植被缀块的小型化、破碎化、离散化、均质化趋势，逐渐失去优势族群，各类型缀块逐渐均匀分布，对玉山国家公园植被环境逐渐增加不利的影响。

从前述景观元素特征与景观空间格局分析，本研究进一步整理其相关性之归属，以NP、PD为核心，LSI、ED、SHDI、SHEI、SPLIT为周围，SHAPE_AM、IJI为外围的缀块数量相关性群组，及以AREA_AM为核心，CAI_AM、AI为周围，COHESION为外围的缀块面积相关性群组，以上群组内皆为正相关性，相关性由内而外递减的关联性景观指数，这两个群组为负相关性。而PAFRAC、CONTIG_AM、DCAD、CONNECT为独立景观指数，不受缀块数量与面积影响。

五 结语

本研究提出结论：玉山国家公园景观格局的环境意涵为：多样、复杂、破碎与动态，未来经营管理需特别注意这四种特性。解析过程中，景观格局的发展似乎隐含着“集聚间有离析”的形态，除具有景观生态学所认知的较优景观格局型态，本研究认为更具有环境发展潜力。

玉山国家公园植被景观格局的景观元素特征与景观空间格局分析，确能测出景观格局的特征与结构。本研究认为景观格局的环境意涵，必须经过环境诠释整合。因为环境生态的景观格局很复杂，原本就存在生态等多面向的表征与诠释，本研究务求较多景观指数的解析与较多面向的意涵诠释，不以景观指数分析作为植群生态机能的唯一判断工具，而是应用为了解景观元素特征与景观格局结构之先期数值化分析工具。

本研究尝试将Dramstad, Olson, & Forman (1996)对景观元素特征、格局结构的意涵指认，以景观指数的数值高低来诠释，这诠释模式有着空间判别的困难度：景观元素特征有着平面空间量测的议题，景观格局结构 有着平面形状描述的议题，两者皆有空间尺度的诠释性问题，或可称为空间阈值问题，这仍是当今景观生态学尚未突破之关键，因此，本研究认为务实的因应策略是，着重于前后分析资料的比对，从趋势来判断是否朝向较好的生态机能、较具永续性的方向发展，以避免局限于景观元素特征与景观格局结构的优良范畴之定义。