五台山植被景观格局分析

刘宏芳，袁建英

（1.太原科技大学 环境与安全学院，山西 太原030024；2.山西省环境科学研究院 生态环境遥感研究所 山西 太原030027）

景观就是从生态学角度研究地理、环境功能等交互相关的综合作用体［1］。在景观生态学中，景观由一系列景观要素构成。景观要素（或称景观结构组分）是地面上相对同质的生态要素或单元。一个景观由多个景观要素构成，而每个景观要素又由多个斑块构成。景观中不同的斑块数量和斑块形状形成了景观的空间差异（即景观空间异质性）。景观指数常被作为研究空间异质性的主要参数。研究景观指数既可以使生态景观得到一定程度的量化而且还可以有针对性的进行景观格局分析与比较，从而获得景观的结构组成和空间配置［2，3］。因此，景观指数是景观生态学研究中的常用方法［4～6］。近年来，随着地理信息技术的高速发展，大量的学者把遥感技术应用到植被景观格局的研究中［5，6］。

五台山地处中国山西省东北部忻州市五台县东北角，位于北纬39°50′～40°07′，东经114°47′～115°30′之间，位居我国佛教四大名山之首。每年都有大量的游客出入，所以该地区的生态景观不可避免的会受到人为活动的干扰和影响。因此对该地区进行生物多样性保护和植被景观研究具有重大的生态学意义。本研究采用景观指数，定量分析了五台山地区的景观格局的特征，为进一步加强五台山地区的景观保护和景观规划与管理提供重要参考依据。

1 研究方法

1.1 数据来源

本文数据源采用中巴资源卫星所接收的CCD／HR影像数据（2010），覆盖整个五台山地区，采用植被的生长季节作为成像时间。除了基本的影像数据外，还采用了五台山地区1∶50 000的地形图、土地分类图、现状图等，并且获取了野外现场的实景影音资料。为了能更准确的利用遥感影像反映的地面信息，必须先进行一系列数据预处理，然后再利用收集到的五台山地区相关图件合成该地区的整体影像图件［7］。

1.2 研究方法

首先，利用遥感影像解译软件对遥感影像进行解译处理得到解译后的基础图件［7～9］；其次，利用遥感解译的基础图件绘制生态景观类型分类图；再次，利用GIS软件导入解译结果完成一系列分析计算；最后，通过对生态景观指数进行计算，完成五台山植被景观要素的基本特征分析。具体的研究方法与步骤如图1所示。

图1 研究方法与步骤Fig.1 Research methods and procedures

1.3 数据分析

图2为五台山植被景观格局影像解译图。各种参数的计算公式见表1。

图2 五台山植被景观格局图Fig.2 Landscape around Wutai Mountain

表1 各参数计算公式Table 1 The calculation formula of parameters

2 结果分析

2.1 景观要素的特征

五台山植被景观要素总面积54 018.62hm2，共有植被景观要素10种，分别为云杉林景观（Ⅰ）、华北落叶松林景观（Ⅱ）、云杉和臭冷杉林景观（Ⅲ）、油松林景观（Ⅳ）、辽东栎林景观（Ⅴ）、山杨白桦林景观（Ⅵ）、温带灌丛景观（Ⅶ）、温带草原及温带灌草丛景观（Ⅷ）、山地草甸景观（Ⅸ）和农田景观（Ⅹ）。其中Ⅰ～Ⅵ为森林景观，Ⅶ为温带灌丛景观，Ⅷ为温带草原及温带灌草丛景观、Ⅸ为山地草甸景观、Ⅹ为农田景观。各景观要素的基本特征见表2。

表2 五台山景观要素基本特征Table 2 The basic characteristics of the vegetation landscape elements in Wutai Mountain

由表2可见，在五台山地区的10种景观要素中，山地草甸景观要素面积最大（24 067.91hm2），臭冷杉林景观要素的面积最小（53.73hm2），景观的平均面积为5401.86hm2。山地草甸景观的面积是云杉、臭冷杉林景观面积的448倍，两者面积相差24 014.2hm2。从以上数据分析可以看出，五台山地区的景观要素的面积有比较显著的差异，也就是各个景观要素所占面积大小极不均匀。由表2还可以看出，周长的长短排序与面积的大小排序类似，仍旧是草甸景观的周长值最大（711 441.2 m），云杉、臭冷杉林景观要素的周长值最小（3294.84m），两者周长相差708 146.4m。景观的面积与周长呈二次方关系，因此周长发生较小的变化都会造成面积发生显著的变化。

2.2 景观的斑块特征

从表3的计算结果可知，辽东栎林景观（景观Ⅴ）的斑块密度最小，温带灌丛景观（景观Ⅶ）、温带灌草丛及温带草原景观（景观Ⅷ）和山地草甸景观（观Ⅸ）的斑块密度次之，说明这4类景观要素在该地区分布较为集中，破碎化程度低。而农田景观的斑块密度值最大，说明农田景观在该地区的破碎化程度较高，没有集中分布。

景观分离度指数是指同一景观要素中各个斑块分布的离散程度，分离度指数值越大，斑块的离散程度越重，且各斑块之间的间隔距离越大，景观的分布情况也越复杂［10］。

从表3可以发现，五台山地区各景观要素中景观Ⅴ、景观Ⅶ、景观Ⅷ和景观Ⅸ分离度指数值相对其余的景观的值要小一些。从表2中可以发现，10类景观要素的面积大小排序为景观Ⅸ＞景观Ⅷ＞景观Ⅶ＞景观Ⅴ＞景观Ⅰ＞景观Ⅳ＞景观Ⅱ＞景观Ⅹ＞景观Ⅵ＞景观Ⅲ。景观Ⅴ、景观Ⅶ、景观Ⅷ和景观Ⅸ的面积分别占到10类景观总面积的4.99%，18.97%，27.80%和44.55%，共占总面积的96.31%。这4类景观中的斑块离散度和分离度都较小。各景观要素斑块的分离度指数值的大小顺序为：景观Ⅲ＞景观Ⅹ＞景观Ⅱ＞景观Ⅰ＞景观Ⅵ＞景观Ⅳ＞景观Ⅴ＞景观Ⅶ＞景观Ⅸ＞景观Ⅷ。从表3还可以发现，斑块密度和分离度指数具有相同的大小排序。

从图3可以发现，斑块密度和分离度指数之间呈正相关关系。事实上，斑块密度是斑块数的面密度，而分离度指数是斑块数的线密度，都反映的是斑块的数量多少与分散程度，两者呈互补关系。然而，分离度指数对景观斑块的破碎化程度的分辨能力比斑块密度要低一些，所以斑块密度在科学研究中应用更广泛一些。

表3 五台山景观斑块特征Table 3 The characteristics of vegetation landscape patches in Wutai Mountain

图3 分离度与斑块密度的关系图Fig.3 The relationship between the patch density and the separation

3 结论

（1）在植被景观斑块类型中，山地草甸景观的斑块面积最大（24 067.91hm2），云杉和臭冷杉林景观的斑块面积最小（53.73hm2），山地草甸景观的面积是云杉、臭冷杉林景观面积的448倍，两者面积相差24 014.2hm2。

（2）斑块密度的计算结果表明在五台山地区，辽东栎林（景观Ⅴ）景观的斑块密度最小，温带灌丛景观（景观Ⅶ）、温带灌草丛及温带草原景观（景观Ⅷ）和山地草甸景观（观Ⅸ）的斑块密度次之，说明这4类景观要素在该地区破碎化程度低。而农田景观的斑块密度值最大，说明农田景观在该地区的破碎化程度较高。

就五台山地区景观格局而言，斑块密度和分离度指数呈正相关关系。

为了进一步加强五台山地区生态景观的保护，实现生态资源的友好利用，今后应该不断完善该地区生态保护与旅游开发的各项政策和生态景观的规划与管理，从而更好的实现人类活动与生态环境保护的协调发展。

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