济源市森林城市景观格局分析

丁晋利， 尚慧昌， 巴明廷， 张开广

(1.郑州师范学院, 河南 郑州 450044； 2.中水珠江规划勘测设计有限公司, 广东 广州 510610)

济源市森林城市景观格局分析

丁晋利1， 尚慧昌2， 巴明廷1， 张开广1

(1.郑州师范学院, 河南 郑州 450044； 2.中水珠江规划勘测设计有限公司, 广东 广州 510610)

以济源市2007年森林资源调查数据和2008年绿化数据以及卫星遥感图、城市绿地现状图等相关信息作为数据源，选取多样性指数、景观均匀度指数、城市绿地破碎度指数等3个景观生态格局评价指标，对济源市城区森林和市域森林景观格局进行了分析。结果表明：济源市城区森林绿地景观的均匀度指数较低，景观多样性整体程度有待进一步提高；市域森林景观格局分布不均匀，少数森林景观类型控制着整个景观格局。

森林景观格局； 多样性指数； 济源市

景观尺度上的城市森林景观格局研究已成为当前城市森林学的研究热点之一[1]。开展城市森林景观格局与过程的研究，可加深对城市森林景观等级结构和功能特征的理解，从而实现城市景观异质性的维持和管理，对森林城市规划、林业资源管理和生物多样性保护等起着重要作用[2]。本文以济源市为例，通过分析其城区和市域森林景观格局指数，为城市森林资源管理、规划建设提供参考。

1 研究区概况

1.1自然概况

济源市位于河南省西北部，地理坐标为东经112°01′—112°46′，北纬34°53′—35°17′，总面积1910 km2。其气候属暖温带大陆性季风气候，受季风影响显著，冷热分明，干旱或半干旱季节明显，春季气温回升快，多风少雨、干旱频发；夏季炎热，热量充足，降雨集中，局部易涝易旱；秋季秋高气爽，气温降幅较大，雨量减少；冬季寒冷，雨雪稀少；年平均气温14.2℃，年平均降水量614.2mm，多集中在6—9月。年平均日照时数为2044h，年平均日照率为46%，无霜期223d。

济源市以山地、丘陵地貌为主，分布在全市西北部，东部有平原。山地面积占全市总面积的67.8%，丘陵占20.4%，平原占11.8%。土壤分为褐土、潮土、水稻土、棕壤共4个土类；植被类型为暖湿带落叶阔叶林，林地总面积11.53万hm2，占全市总面积的60.40%，森林覆盖率42.4%。

1.2社会经济情况

济源市共有11个镇、5个街道办事处、50个居委会、484个村委会。全市总人口66万人，其中市区面积28km2，建成区面积20.66km2，城区人口18万人；农业人口48.5万人，农民人均纯收入6176元/年。

2 研究方法

2.1数据来源

以2007年济源市森林资源调查数据和2008年绿化基础数据以及卫星遥感图、城市绿地现状图等相关信息作为基础材料[3]。

2.2景观格局分析指标

(1) Shanon多样性指数(H)。从景观类型、面积等多角度划分森林类型，并借用景观多样性指数计算森林类型多样性，比较多种类型指数之间在表达森林组成和布局上的相关关系。

式中，Pi为景观类型i在景观中出现的概率；m为景观类型总数。

根据信息论原理，景观多样性指数的大小反应景观要素的多少和各景观要素所占比例的变化。当景观由单一要素构成时，景观是均质的，其多样性指数为0；由2个以上要素构成的景观，当各景观类型所占比例相等时，其景观的多样性为最高；各景观类型所占比例差异增大，则景观的多样性下降。H值越大，表示景观多样性程度越高。

(2) 景观均匀度指数(E)。体现森林斑块的分散程序，包含了类型分布的均匀度和不同面积绿地分布的均匀度。

式中，E为均匀度；H是多样性指数；Hmax是最大多样性指数，Hmax=-ln(m)；m为景观类型数目。当E趋于1时，景观斑块分布的均匀程度亦趋于最大。

(3) 城市绿地破碎度指数(PD)。破碎化程度指数为斑块数与平均斑块面积之比。在城市内，主要由于道路及其它土地的切割破碎，加深了绿地斑块的破碎化程度。

式中，A为研究范围内景观总面积；Ni为景观类型i的斑块数。PD越大，破碎化程度越高。

3 结果与分析

3.1城区森林景观分析

(1) 城区森林绿地景观结构。城区森林绿地景观结构中，仅对公共绿地、附属绿地、生产绿地、防护绿地等进行分析。绿地景观构成见表1。

从表1可以看出，在济源市城区绿地生态系统中，附属绿地斑块最多，占城区绿地总斑块数的60.09%，其面积第2大，占28.76%；公共绿地的斑块较少，占28.75%，但面积最大，占32.33%；生产绿地斑块最少，占5.15%，面积也最小，占19.06%；防护绿地斑块数占6.01%，面积占20.38%。总体来看，济源市城区各类型绿地景观的面积比相差不大，但斑块数比相差较大，附属绿地和公共绿地斑块数占整个景观斑块88.85%，表明各种类型绿地分布不均匀。

表1 济源市城区森林绿地景观斑块组成表Tab1 ThecompositionofforestgreenlandscapepatchesinJiyuanurbandistrict景观类型面积(hm2)占总面积百分比(%)斑块数(个)占总斑块数百分比(%)面积/斑块数(hm2/个)公共绿地202603224672876302附属绿地1780728331406009127生产绿地11975190512515998防护绿地12808203814601915合计62850100233100270

(2) 城区绿地景观斑块大小结构。选择济源市不同空间尺度和地带内森林绿地景观类型，对绿地斑块按面积大小分级。根据济源市森林绿地现状，以航空图斑块面积大小为依据，将绿地斑块划分为特小斑块(<1hm2)、小斑块(1～5hm2)、中斑块(5～10hm2)、大斑块(10～15hm2)和超大斑块(>15hm2)等5类(类型采用上限排外法划分)。各类绿地景观斑块构成见表2。

从表2可以看出，济源市城区森林绿地景观以特小斑块居多，占总斑块数的近2/3。防护绿地主要有2种类型，一种是城区交通道的交通岛绿地，全部属于特小斑块，共10个，面积1.75hm2；另一种是河流、道路两侧的防护林体系，共4个，面积126.33hm2，全部属于超大斑块，防护绿地各类斑块分布差异较大。生产绿地主要为城区的苗圃和园艺场，共12个绿地，最小面积0.67hm2，最大面积42.73hm2，各斑块分布较均匀。各类斑块数所占百分比由大到小排序为特小斑块(63.52)>小斑块(24.46)>中斑块(4.72)>超大斑块(4.72)>大斑块(2.58)。

(3) 城区森林绿地景观异质性。济源市城区的景观多样性指数仅为0.9862，与最大的多样性指数(1.386)相差较大，表明各种景观所占的比例相差较大，景观多样性整体程度有待进一步提高。济源市城区森林绿地景观的均匀度指数较低，为0.7113，表明整体森林绿地景观格局分布不均匀，少数绿地景观控制着整个绿地格局。

表2 济源市城区森林绿地景观各类斑块的个数分配表Tab2 ThenumberofforestgreenlandscapepatchesinJiyuanurbandistrict斑块类型合计特小斑块(<1hm2)小斑块(1～5hm2)中斑块(5～10hm2)大斑块(10～15hm2)超大斑块(>15hm2)个数(个)百分比(%)个数(个)百分比(%)个数(个)百分比(%)个数(个)百分比(%)个数(个)百分比(%)个数(个)百分比(%)公共绿地671003247．762537．3157．4622．9934．48附属绿地14010010474．292820．0042．8632．1410．71生产绿地12100216．67433．33216．6718．33325．00防护绿地141001071．43428．57总计233100148635257244611472625811472

表3 济源市城区森林绿地景观异质性分析表Tab3 HeterogenicityanalysisonforestgreenlandscapeinJiyuanurbandistrict景观格局指数值域城区多样性指数0～138609862均匀度指数0～107113破碎度0～∞0420

随着人类活动的加强，可能会造成绿地斑块的破碎化。济源市绿地景观整体破碎度为0.420，表明济源市的景观整体较好，绿地破碎度不太大。

3.2市域森林景观分析

(1) 市域森林绿地景观结构。济源市市域森林资源由20余种建群树种组成。根据森林群落特征中森林外貌和树种组成将研究区域的森林景观类型分为栎类林景观、刺槐林景观、柏木林景观、杨树林景观、核桃林景观和其他森林景观6个类型。各类森林景观特征、数量构成见表4、5。

从表5中可见，在济源市市域森林景观类型中，栎类林景观面积最大，占总面积的49.64%；核桃林景观面积最小，仅占3.62%；栎类林、刺槐林、柏木林、杨树林、核桃林景观等5种森林景观类型的斑块数比例相差不大；其他森林景观类型的斑块数最多，占总斑块数的59.64%。

表4 济源市市域各类型森林景观特征表Tab4 CharacteristicsofforestlandscapepatternsinJiyuanCity景观类型建群树种群落特征栎类林景观栎类落叶阔叶单层林，多为天然次生林，灌木有胡枝子、卫茅、黄栌、绣线菊等，草本层稀疏刺槐林景观刺槐落叶阔叶单层林，多为人工林，灌木有荆条、酸枣、胡枝子等，草本层有白草、黄背草、委陵菜等柏木林景观柏木常绿针叶单层林，多为人工林，有少量天然次生林，灌木层多为荆条、酸枣、连翘等，草本层以白羊草、长芒草为主杨树林景观杨树落叶阔叶单层林，人工林，林相整齐，灌木较少，草本有黄背草、狗尾草、狗牙根等核桃林景观核桃落叶阔叶单层林，为人工林，林相整齐，集约经营管理，林下灌木、草本较少其他森林景观其他树种由一些针、阔叶树种组成小面积林分，面积小，较分散

表5 济源市市域森林景观斑块组成表Tab5 ThecompositionofforestlandscapepatchesinJiyuanCity斑块类型面积斑块数总面积(hm2)百分比(%)斑块数(个)百分比(%)栎类林景观39655496413783刺槐林景观18164227415904柏木林景观10304129013783杨树林景观323640514843核桃林景观288836212723其他森林景观5632705995964总计79879100166100

(2) 市域森林绿地景观异质性。济源市市域森林景观多样性指数和均匀度指数见表6。

表6 济源市市域森林景观多样性指数和均匀度指数表Tab6 ThediversityindexandevennessindexofforestlandscapeinJiyuanCity景观格局指数值域市域多样性指数0～1791713856均匀度指数0～107733

济源市市域森林景观多样性指数为1.3856，与最大的多样性指数(1.7917)仍有较大差距，主要是由于各种景观类型面积比例差别较大所致，如栎类林景观占49.64%，而核桃林景仅观占3.62%。济源市市域景观多样性整体程度有特进一步提高。

济源市市域森林景观的均匀度指数为0.7733，表明整体森林景观格局分布不均匀，少数森林景观类型控制着整个景观格局。

4 结论

(1) 济源市城区景观总面积628.5hm2，各类型森林绿地景观的面积大小相差不大，但斑块个数相差较大，表明各类型绿地分布不均匀，其中附属绿地和公共绿地斑块数占整个景观斑块88.85%，附属绿地斑块多、密度大、平均面积小。

(2) 城区绿地斑块以小斑块居多，公共绿地、附属绿地和防护绿地斑块面积小且数量多，而生产绿地面积大、分布较均匀。

(3) 济源市城区森林绿地景观的均匀度指数较低，整体森林绿地景观格局分布不均匀，表明济源市城区景观类型不够丰富，绿地生态功能受限；各种景观所占的比例相差较大，景观多样性整体程度有待进一步提高。济源市绿地景观整体破碎度为0.420，绿地破碎度不太大，表明济源的景观整体性较好，对于绿地的生态功能发挥有利。

(4) 济源市市域森林景观格局分布不均匀，少数森林景观类型控制着整个景观格局，森林城市建设需进一步优化和实施生态工程建设，以增加景观的均匀度，丰富景观的多样性。

[1] 尹锴, 赵千钧,崔胜辉,等.城市森林景观格局与过程研究进展 [J]. 生态学报,2009,29 (1): 389-398.

[2] 高俊峰, 刘彦平.景观格局理念在“国家森林城市”创建中的应用探讨[J].林业建设，2010(3)：69-72.

[3] 佟 艳，樊良新，马君丽，等.焦作市绿地系统景观格局分析[J].水土保持研究，2011，18(3):61-63.

(文字编校：唐效蓉)

AnalysisonlandscapepatternsofforestinJiyuanCity

DING Jinli1, SHANG Huichang2, BA Mingting1, ZHANG Kaiguang1

(1.Zhengzhou Normal University,Zhengzhou 450044,China;2.China Water Resources Pearl River Planning Surveying & Designing Co., Ltd.,Guangzhou 510610,China)

The 3S technique and the data in 2007 and 2008 combing with the spot investigation were used as data sources, and some landscape ecology indices such as diversity index, evenness index and fragmentation index were selected to analyze the landscape pattern of forest in Jiyuan City. The results showed that, the evenness index of forest green space landscape in Jiyuan urban district was lower and its diversity should be further enhanced. The landscape pattern of forest was unevenly distributed in Jiyuan City, and whole space system was controlled by few forest green space systems.

forest landscape pattern; diversity index; Jiyuan City

2012-09-07

2013-01-14

丁晋利(1978-)，女，山西省晋城市人，讲师，主要从事水土保持与生态地理学研究。

S 718; P 901

A

1003-5710(2013)01-0061-04

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 01. 017