兴国县森林景观格局变化分析

陈颖颖 ，王熙钱 ，易祖滨 ，吴自荣 ，欧阳勋志 ，宁金魁

（1.江西农业大学林学院，江西 南昌 330045；2.赣州市林业调查规划研究院，江西 赣州 341000；3.江西省兴国县林业局，江西 兴国 342400）

景观格局是由自然或人为形成的，一系列大小、形状各异、排列不同的景观要素共同作用的结果，是各种复杂的物理、生物和社会因子相互作用的结果[1]。森林是陆地生态系统的主体，在人类和各种生物生存与发展中有着重要地位，森林景观格局变化及其驱动力的研究历来备受关注[2-3]，而不同时空尺度上景观格局变化及其驱动力表现出不同的规律[4-6]。李月辉等对大兴安岭呼中林业局1989～2000年景观变化分析表明采伐活动在该地区景观变化中发挥了主导作用[7]；有学者对京津冀地区LUCC和LPC的驱动因子研究表明，在社会经济发达的大城市驱动因素主要为社会经济，而传统农业区主要受农业生产条件的影响[8]；王艳芳等对盐城国家级自然保护区景观格局变化的驱动力研究表明，核心区内自然因素占主导，而实验区和缓冲区则是人为因素占主导[9]；此外，有研究表明森林景观格局变化与适当的森林管理[10-11]、物种多样性等因子相关[12-13]。

江西省自2004年实施林业产权制度改革及2008年开始实施造林绿化“一大四小”工程，相关政策和措施在森林景观变化中的作用如何，2008年遭受的特大冰冻灾害对该变化的方向和速率有何影响，以及未来森林景观可能发生什么变化，都关系到今后森林经营决策的制定。所以，本文以典型红壤丘陵区、江西林业大县兴国县为例，分析其森林景观格局变化的特征、影响因素，为研究区的森林景观规划及森林经营决策提供科学依据，也可为确定江西仍至我国南方集体林区各种干扰导致森林景观改变的强度、方向及其区域林业方针政策的制定与调整等提供参考依据。

1 研究地概况

兴国县（26°03′～ 26°42′N，115°01′～115°51′E）位于江西省中南部，赣州市东北武夷山山脉粤山地段。系亚热带季风湿润气候，年平均温度为18.8 ℃，降雨量为1 515.6 mm，相对湿度为78 %，无霜期284 d。全县总面积321 446 hm2，三面环山，主要地貌类型为低山、丘陵，土壤类型有红壤、黄壤等。兴国县处于常绿阔叶林气候带，主要森林类型有马尾松Pinus massoniana林、杉木Cunninghamia lanceolata林、油茶Camellia oleifera林等，森林覆盖率72.2 %。

2 材料与方法

2.1 数据来源及森林景观类型的划分

以2003年、2009年、2013年3期兴国县森林资源二类调查数据库为基础，参照相关研究[14-15]，运用系统分析、对比分析等方法。以景观基质层特征为主，重点考虑森林优势树种（组），并结合林地利用特征、当地林业生产及经营管理的需要，将森林景观类型划分为11种，见表1。

表1 森林景观类型划分Table 1 Classification of forest landscape

2.2 景观指数的选择

参照国内外相关研究内容，采取频度统计法对各指数出现的频率进行统计，选取使用频度较高的指数，结合采用专家咨询法，对部分指数进行调整。在综合考虑兴国县森林特征的基础上，选取景观类型水平指数及景观水平指数两类指数。其中景观类型水平指数包括：斑块数、平均斑块面积、景观比例、破碎度、分离度、林龄均匀度；景观水平指数包括：斑块数、林龄均匀度、景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数等，各指数的计算参照相关文献[16-18]。

3 结果与分析

3.1 景观类型水平上的景观格局指数变化分析

3.1.1 斑块数量结构特征变化分析

各景观类型的景观指数值如图1所示，由图1（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）可知，2003～2009年与2009～2013年两个时期内，斑块数变化量差异较大的有：马尾松林景观，2003～2009年减少328个， 2009～2013年增加5 420个；其它林地景观则先减少1 120个，而后增加1 161个；而阔叶纯林景观先增加1 466个，后减少698个。景观比例变化差异最大的为杉木林景观，其比例先增加1.9 %，后减少2.9 %。平均斑块面积变化量差异最大为疏林地景观，3期平均斑块面积分别为 16.6 hm2、34.1 hm2、10.2 hm2。

2003～2013年间马尾松林景观斑块数先减少328个，后增加5420个，究其原因，可能是2008年南方特大冰冻灾害使得马尾松林景观受灾严重[19]，2009年调查时斑块数减少较多，而在2013年调查时多数受灾的马尾松林景观得到恢复，同时部分之前调查时未达到成林标准经过生长，在后期调查时达到马尾松林景观标准。

2003～2009年其它林地景观斑块数减少1120个，但面积仅减少358.7 hm2， 主要是由于2004年实施的林业产权制度改革后，不少林地流转到企业或林业经营大户使得原来部分分散的小斑块合并，而在2009～2013年斑块数增加1 161个，相应面积增加6 550.4 hm2，主要是由于造林绿化“一大四小”工程，使部分非林地转变成未成林造林地、苗圃地等其它林地景观类型。

阔叶纯林景观斑块数与面积变化较大，其中斑块数先增加1 466个、后减少698个，景观比例先增加1.1 %、后减少0.2 %。引起变化的可能原因主要有：其一，从2006年起，江西省按国家标准划定的生态公益林区域范围内的阔叶林实行全面禁伐，并逐步扩大全省其他区域天然阔叶林禁伐和天然阔叶次生林封育面积。其二，2008年秋冬起，全省实施造林绿化“一大四小”工程建设期间新造乔木林、灌木经济林和竹林等。由造林绿化“一大四小”工程新增的阔叶纯林景观斑块达523个，相应面积增加892.1 hm2。其三，2003年部分造林未成林地、封育未成林地等地类，经过几年生长在2009年调查时达到阔叶纯林景观标准。进一步分析不同优势树种阔叶纯林景观面积变化规律可知，2003～2009年增加较多的硬阔树种类为枫香Liquidambar formosana、木荷Schima superba，软阔树种类为光皮树Swida wilsoniana、南酸枣Choerospondias axillaria、苦楝Melia azedarach、杨树Populus simonii等。2013年调查时阔叶纯林景观减少较多，可能是由于一些短轮伐期树种在研究期间达到成熟林而被采伐。

图1 各景观类型景观指数及其变化Fig. 1 Landscape index and its changes in each landscape type

杉木林景观比例变化差异最大，2003～2009年杉木林景观比例增加1.9 %，可能是林业产权制度改革后林农的造林积极性提高，杉木作为当地传统的优良用材树种，深受林农喜爱，并有着较丰富的栽培经验。而2009～2013年杉木林景观比例减少2.9 %，可能是因为林业产权制度改革后分山到户，部分企业及个人为追求经济效益而采伐杉木林。

疏林地景观平均斑块面积先增加后减少，可能是受2008年南方特大冰冻灾害影响，马尾松林、竹林等景观类型遭到严重破坏，由有林地类型转变为疏林地景观，原本分散的小的疏林地景观连接成片，构成面积较大的疏林地景观斑块，后期面积较大的疏林地景观斑块又被改造为经济价值较好的景观类型，相应平均斑块面积减少。

3.1.2 破碎度与分离度指数变化分析

由图1（Ⅳ、Ⅴ）可知，2003～2009年与2009～2013年两个时期内，破碎度指数变化差异较大的有：阔叶纯林景观由0.091增至0.396后又降至0.247；其它林地景观由0.672减至0.153后又增至0.172。分离度指数变化差异较大的有：疏林地景观分离度指数持续增加，2003、2009、2013年分别为0.013、0.019、0.036；竹林景观分离度指数先增加后减少，2003、2009、2013年分别为 0.0248、0.0279、0.0206。

阔叶纯林景观、其它林地景观、疏林地景观破碎度指数、分离度指数变化，一方面可能由于相应斑块数、斑块面积变化引起，另一方面可能与其相应空间布局改变有关。竹林景观分离度指数先增加后减少，可能是2008年南方特大冰冻灾害使得竹林景观受灾严重，而灾后由于受林业产权制度改革政策影响，林农营林积极性提高，竹林生长快、收益高，人们大量营造竹林，在2013年调查时使得竹林景观斑块间的连通性增强。

3.1.3 林龄结构变化分析

林龄均匀度指数值见图1（Ⅵ）。由图1（Ⅵ）可知，2003～2009年与2009～2013年两个时期内，各景观类型的林龄均匀度指数大部分在波动中呈上升趋势。其中阔叶纯林景观的林龄均匀度指数由2003年的0.814先减少了0.301后又增加了0.142；竹林景观的林龄均匀度指数由2003年的0.439先增加0.030，后又增加了0.402，变化量差异较大。国外松林、经济林、混交林与杉木林景观林龄均匀度优于其它树种组。

进一步分析各景观类型不同龄级面积变化特征可知，阔叶纯林景观的幼龄林、中龄林、近熟林面积变化差异较大。研究期间阔叶纯林景观幼龄林面积比例先增加34.99 %后减少14.36 %，中龄林先减少15.67 %后增加7.06 %，近熟林先减少16.23 %后增加4.10 %，相应的成熟林、过熟林面积基数较小且变化不大。2003～2009年阔叶纯林景观林龄结构变化可能由于，造林绿化“一大四小”工程新增的阔叶纯林景观中幼龄林比例较大。2003年部分造林未成林地、封育未成林地等地类，经过几年生长在2009年调查时达到阔叶纯林景观标准，这些新增的阔叶纯林景观中幼龄林居多。2013年调查时阔叶纯林景观中幼龄林面积比例减少较多，可能是部分幼龄林经过几年生长成为中龄林、近熟林。

竹林景观的中龄林、近熟林面积变化差异较大，近熟林面积比例先减少11.45 %后增加22.64%，中龄林先增加5.50 %后减少27.73 %。2003～2009年林龄均匀度指数变化不大，仅增加0.030，可能是2008年南方特大冰冻灾害使得竹林景观受灾严重，其中近熟林比例减少较多。2009～2013年林龄均匀度指数增加了0.402，变化量较大。可能由于灾后受林业产权制度改革政策影响，林农营林积极性提高，竹林经营管理更合理、科学，中龄林经过几年生长成为近熟林，林龄结构更为合理。

3.2 景观水平上的景观格局变化分析

2003～2013年间森林景观面积占全县土地面积比例均在75 %以上，森林景观是兴国县生态环境的主导因素。各时期森林景观主要景观指数如表2所示，由表2可知，森林景观斑块数先减少后增加，面积不断增加，总面积由2003年的241 500.9 hm2增至2013年的247 955.0 hm2。林龄均匀度指数、景观多样性指数先减后增，但整体变化不大。优势度指数先增后减，均匀度指数持续增加，其中2009～2013年变化量较大，且各项指标趋于更优。

森林景观总面积、景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数变化与各景观类型面积、斑块数变化密切相关，2003～2009年杉木林景观、阔叶纯林景观面积增加较多，2009～2013年无立木林地、混交林景观面积增加较多，杉木林景观面积减少较多。2003～2009年斑块数减少主要是其它林地、其他经济林、马尾松林等景观类型斑块数减少较多引起的，2009～2013年斑块数增加主要是因为马尾松林、其它林地、杉木林等景观类型斑块数增加较多。研究区整体的林龄均匀度指数较低，进一步分析各林龄林分面积可知，各龄组面积比例不均衡，幼、中龄林面积过大，近、成熟林面积小。调查期间幼、中龄林面积占林分总面积的比例不断减少，其值分别为81.97 %、75.85 %、71.12 %，但龄组面积比例不均衡现象仍然存在。

表2 3个时期兴国县森林景观主要景观指数Table 2 Major landscape indices of forest landscape in Xingguo County during three periods

4 结论与讨论

研究表明，研究区的优势景观类型为马尾松林、杉木林景观，两者总面积占森林景观总面积的80 %以上。2003～2009年与2009～2013年两个时期内，斑块数、景观比例、平均斑块面积、破碎度变化量差异最大的景观类型分别为马尾松林、杉木林、疏林地、阔叶纯林景观。国外松林、其他经济林、混交林与杉木林景观的林龄结构较为合理。

综合分析景观类型、景观水平上的数量结构特征变化规律，影响研究区森林景观格局变化的因素主要有：2008年南方特大冰冻灾害；2004年开始实行的林业产权制度改革；从2006年起，江西省按国家标准划定的生态公益林区域范围内的阔叶林实行全面禁伐；2008年提出的造林绿化“一大四小”工程。该结果进一步验证了自然灾害[20]、法律法规和相关政策[21]对景观格局的变化有着重大作用。因此，在森林经营中，有必要依据新的林业发展政策及不可抗拒的自然力等因素的变化及时对森林经营方案进行调整。

本研究基于森林资源二类调查数据分析森林景观指数的变化，缺乏形状指数等方面的分析，具有一定的局限性。同时，2003年与2009年森林资源二类调查工作实施细则中少量的划分标准有所改变，如竹林景观的变化原因可能就包括了其划分标准不同所引起的，今后研究中可进一步结合相关补充调查资料对相关数据进行修正，使分析结果更科学、合理。

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