香格里拉市林地景观格局分析及优化策略

李建华，莫志刚，袁丽萍

(云南省林业调查规划院大理分院，云南 大理 671000)

景观格局在学术上理解为景观的空间格局，是指大小和形状不一的景观斑块(Patch)在景观空间上的排列；景观格局是景观异质性的具体表现，也是各种生态过程在不同尺度上共同作用的结果[1]。林地景观格局则是指存在于某一区域各种大大小小的斑块所构成的景观组成类型、数量，以及在空间上的排列方式，通过对林地景观格局的分析研究，可以在无序的景观变化中找到潜在的规律，从而为林地景观格局的规划设计、景观功能优化提供一定的基础，总结出景观格局与生态功能的相互作用[2]。

香格里拉市气候寒冷、地势陡峭，林木生长缓慢，造林难度大，成活率较低，一旦其对生态环境造成破坏就难以恢复，对其林地景观格局进行一次全新的调查分析具有一定的现实意义，可为该区域强化林地管理特别是生态红线管理、实现林地景观优化配置及林业可持续经营提供一定的依据。目前，已有学者运用3S技术对香格里拉市的天然林景观、森林景观、森林景观演化及变化的驱动力等方面进行了研究，下一步将运用3S技术，结合林地实际变化情况对香格里拉市的林地景观格局进行实时更新分析，并对香格里拉市林地景观未来的发展趋势进行研究与展望，已是该领域必不可少的研究方向。

1 研究区概况

香格里拉市地处三江并流保护区，位于云南省的西北部，是迪庆州的行政中心，生态区位非常重要。地质地貌在构造上属于青藏高原南延部分和横断山脉纵谷地带，山脉南北走向，地势北高南低，为云南省的高山区，全市山高坡陡,大部分地区位于海拔3 200 m以上的高寒地区，热量不足，温度较低，属于山地寒温带季风气候，具有干湿季分明，四季不明显，夏秋多雨，冬春干旱的气候特征[3]。香格里拉拥有着丰富的森林资源[4]，典型的立体气候，给各种植物和动物提供了适宜的生存环境，植物种类繁多，野生动物种类和数量较多，生物多样性丰富。

2 研究方法和内容

2.1 数据收集与整理

本人参加了由云南省林业调查规划院大理分院完成的香格里拉市2017年度林地变更调查，收集相关数据时征得大理分院同意由项目组提供，数据包括香格里拉市2017年度林地变更小班区划图和小班数据库，2017年影像图等。

2.2 景观格局指数的选取

在对某一区域的景观格局进行研究时，需要根据研究对象的特点以及研究目的选择适宜的景观格局描述指数[5]，本研究根据香格里拉市景观类型及森林资源分布的特点，选取斑块数量等8个景观指数从斑块特征、异质性、多样性3个方面对该地区的林地景观格局进行分析比较(表1)。

2.3 景观类型划分

对某一区域景观格局进行研究，主要是为了掌握景观结构、类型动态变化特点以及景观类型受人为干扰的情况，分析其景观格局的稳定性，研究其发展趋势，通过对景观类型进行有效地管理规划，对景观实施生态保护、恢复、建设和管理[6]。

根据研究目的和香格里拉市的实际情况，结合林业管理和生产需要，对林地景观格局进行分类，具体将香格里拉市林地景观分为以下几个类型：其中，一级林地景观分类标准参考我国《森林资源规划设计调查主要技术规定》(2003年)林地分类系统，结合区域内国土开发和利用特点，将其林地景观类型分为六大类别，由于研究区有林地类型丰富，物种多样，遂结合其景观的差异性及森林生态价值、经济价值的重要性，将一级分类中的有林地景观细分为4类二级林地景观，分别是针叶林景观、阔叶林景观、竹林景观、果树林(表2)。

研究区景观共分为9种：1)阔叶林景观(阔叶纯林、阔叶混交林及以阔叶树种为优势树种的阔针混交林，代码：11)；2)针叶林景观(针叶纯林、针叶混交林及以针叶树种为优势树种的针阔混交林，代码：12)；3)竹林景观(主要包括灌竹、箭竹等竹类，代码：13)；4)果树林景观(包括核桃，花椒，青刺果，油橄榄等，代码：14)；5)灌木林景观(包括一般灌木林和特别灌木林，代码：20)；6)未成林造林地景观(人工造林未成林地，封育未成林地，代码：30)；7)其它林地景观(主要包括其他无立木林地，采伐迹地，其它宜林地，林业辅助生产用地等，代码：40)；8)草地景观(包括草原及牧场，代码：50)；9)非林地景观(包括道路交通用地，水域，建设用地及未利用地，代码：60)。

表1 香格里拉市林地景观指数选取Tab.1 Selection of forestland landscape index in Shangri-La

表2 香格里拉市林地景观分类Tab.2 Classification of forestland landscape in Shangri-La

2.4 技术路线

以香格里拉市2017年度林地变更数据为基础,运用ArcGIS10.0软件，根据不同景观类型分类建立图层，并转换为栅格数据。选取相应的景观指数，将转换好的栅格数据导入景观格局分析软件Fragstas4.2中进行景观指数计算，将结果导入Excel 2003进行汇总处理，最后对香格里拉林地景观进行分析。

3 结果与分析

3.1 斑块特征分析

以香格里拉市2017年度林地变更数据处理为基础，计算出林地各景观类型的斑块数量、斑块面积和斑块平均大小等景观斑块特征值(表3)。

从表3可知，香格里拉市2017年共有斑块66 272块，斑块数量在前3的景观类型分别为：针叶林29 164块、灌木林11 784块和非林地10 368块，斑块数量位于中间的景观类型依次为：阔叶林、草地和其它林地，斑块数量靠后的景观类型依次为：未成林造林地、果树林和竹林。斑块类型面积大小依次为针叶林、灌木林、阔叶林、非林地、草地、其它林地、未成林造林地、果树林和竹林。针叶林景观在香格里拉市表现出其景观内部生境的多样性，随着海拔的变化构成了许多大小不一的森林生态系统，其系统内各物种相互依赖，彼此制约，共同抵御外界的干扰，物质与能量达到一个动态平衡的状态。斑块平均大小依次为针叶林、阔叶林、灌木林、非林地、竹林、草地、未成林造林地、其它林地和果树林。斑块平均大小较大，说明其景观内部的物种丰富性较高，物种间、物种内可以进行频繁的物质与能量交流。香格里拉市的林地景观类型主要以针叶林、阔叶林和灌木林为主；城镇化建设和交通建设带来了大量的附属工程，增加了非林地景观的斑块面积和斑块数量，非林地景观的斑块数量超过了阔叶林景观的斑块数量，斑块面积也将接近阔叶林景观，说明人为干扰对林地景观格局的变化可以造成一定的影响。

表3 香格里拉市2017年林地景观类型斑块特征Tab.3 Patch characteristics of forestland landscape type in Shangri-La in 2017

3.2 景观的异质性分析

通过软件分析得到香格里拉市2017年林地景观类型斑块异质性指数数值(表4)。

表4 格里拉市 2017年林地景观类型斑块异质性指数Tab.4 Patch heterogeneity index of forestland landscape type in Shangri-La in 2017

从表4可知，香格里拉市2017年林地景观以针叶林为主，面积占比为所有景观类型的53.16%，其次为灌木林，占比为15.72%，针叶林、阔叶林和灌木林景观斑块面积占了总面积的82.44%，果树林较少，面积占比仅为0.27%。一般来说，林地景观内部物种的多样性与景观的百分比成正比关系，香格里拉市2017年的林地景观内部物种丰富度排名前3的景观类型大小依次为：针叶林、灌木林和阔叶林，其它林地景观面积均太少，且呈零星分布，分离度较大，景观内部的物种多样性较低，抗干扰能力较弱，一旦受到外界干扰，极易发生质的变化，向其它林地景观发生转移。斑块密度大于0.1的分别为果树林景观，其它林地景观和未成林造林地景观，说明了它们的破碎度较大，受人为干扰较大；破碎度最小、连接性最强的为针叶林景观，其斑块密度为0.048，说明其斑块类型比较集中。非林地景观与阔叶林景观相比，景观占比略小，但斑块密度却略大，说明其景观的破碎化程度大于阔叶林，阔叶林景观的衔接性较非林地景观的好。从分离度来看，分离度最大的景观类型为果树林，最小的为针叶林。可见，城镇化对非林地景观的影响是巨大的，虽然政府已严令禁止违法破坏森林，但受传统文化影响，乱砍滥伐现象依然存在，尤其是靠近人类生产生活区域的林分，如若管理不当，森林就会被小块且不规则地蚕食，导致非林地斑块面积增加，破碎度增强。通过对林地合理地规划和经营，森林中的一些小型非林地景观斑块也会被林地所取代，可增强斑块的连接性，降低斑块的破碎度，增加林地景观面积。

3.3 景观的多样性分析

分别从多样性指数和香农均匀度指数对香格里拉市2017年林地景观多样性进行分析(表5)。

表5 香格里拉市2017年林地景观多样性指数Tab.5 Forest landscape diversity index of Shangri-La City in 2017

根据香农均匀度指数和多样性指数的生态学意义，SHEI值为1时，表示景观具有最大多样性，各景观类型均匀分布，其值较小时，优势度一般较高，SHEI值较大时，优势度较低；SHDI值为0时，说明该区域中仅存在一种景观类型，其值越大，说明该研究区的景观类型越多，土地利用率越高。经计算，香格里拉市2017年林地景观的多样性指数为1.356 1，香农均匀性指数为0.617 2，说明该时期林地景观较为丰富，多样性较高，各景观类型不均匀分布，优势景观类型较为突出，以针叶林景观类型为主。

3.4 香格里拉市林地景观格局特点

3.4.1林地景观类型分布不均

从香格里拉市2017年林地景观格局来看，该区域内林地景观类型分布不均，优势景观针叶林的平均斑块面积最大，分布较广。针叶林、阔叶林和灌木林景观均以面积较大的斑块为主，且相互连接，破碎化程度较低，其余景观类型破碎化程度较大，空间异质性极高，特别是果树林和竹林景观，在人类居住外缘区呈点状少量分布，以小斑块分布为主。从分布区域来看，针叶林在低海拔地区、高海拔地区均大量分布，特别是在人类尚未涉足的区域；灌木林则主要分布于干热河谷地区、乔木线以上雪线带以下；在人类活动较为频繁的区域分布着未成林造林地、草地、非林地景观，总体来看，林地景观类型的分布不太均衡。

3.4.2林地景观多样性丰富，斑块内部连通性较强

从香格里拉市林地景观斑块的多样性和异质性分析结果中可以看出，研究区林地景观多样性较为丰富，优势景观类型突出，针叶林、阔叶林和灌木林景观的斑块大小差别较小，结构稳定性较好，景观斑块内部连通性较强，促进了相邻斑块间的物质和能量流动，3种景观内的生物稳定性均较强，分隔胁迫力弱于其它6种景观类型。

3.4.3景观类型斑块数量大，非林地景观破碎化严重

分析香格里拉市林地景观格局斑块特征可以得出，2017年林地景观的总斑块数量为 66 272 块，针叶林、阔叶林、灌木林和非林地均在 7 000 块以上，其中以针叶林斑块数量最多，针叶林、阔叶林、灌木林景观斑块数量的居多性在很大程度上促进了生态平衡及环境的保护。非林地景观受当地自然因素和人为因素影响，斑块涉及的区域较大，且分布零散，一些非林地斑块的面积极小，破碎化较为严重。

4 结论与讨论

香格里拉市林地景观格局类型较为丰富，存在比较明显的异质性。2017年香格里拉市林地景观的优势景观由针叶林、灌木林、阔叶林这3类景观斑块组成，最主要的林地景观类型为针叶林景观，其面积最大，斑块密度和分离度均为最小，景观的整体生态功能较强。针叶林、灌木林、阔叶林面积占比分别为53.16%、15.72%、13.56%，共占了所有景观类型的82.44%。香格里拉作为云南省西北生态屏障和“三江并流”腹地，其生态位置的重要性不言而喻，3种景观类型的占比将对生态环境的保护以及生物多样性的维护起到重要作用。

林地景观作为动植物的栖息地，对生态系统的多样性有着决定性作用，因此，研究林地景观对景观的生态安全显得尤为重要。针叶林作为该区域中最大的林地景观，其景观内部的动植物种类和数量较多，物质与能量流动较为频繁，景观整体功能性最好。针叶林、阔叶林、灌木林景观斑块面积、斑块数量、平均斑块大小均较大，在研究区内交叉分布，且3种景观的分离度均较小，较好地维持了林地景观的稳定性。香格里拉市林地景观主要以有林地为主，一方面可以有效防控病虫害，另一方面增加了景观的生态价值和社会价值。

受人类活动特别是工程建设的影响，非林地景观的分布较为集中，主要位于城镇边缘及各乡镇之间的交通要道附近，有效地降低了林地景观的破碎化程度，在社会和经济的快速发展中，非林地景观的数量和面积也会持续增加和增大，这也将对林地保护造成一定的压力。草地景观在境内各乡镇均有分布，斑块面积适中，斑块数量较少，以致于平均斑块大小排名较靠前，其余景观类型的斑块数量均较少，斑块面积较小，分离度较大，景观的破碎化程度较高，景观内部构造较为单一，容易受到其它林地景观的影响。政策对林地变化具有导向性作用，相关政府部门应充分利用好林地与非林地之间的转化形式，在加快城市化建设和快速发展经济的同时，也应该采取相应的措施来提高有林地景观的覆盖率，对未来的林地经营及管理作出有效的规划，从而提高林地整体效益和林地质量，进一步增加林地的使用价值。

5 林地景观格局优化策略

5.1 合理编制林地利用方案，不断提高林地景观格局稳定性

林地利用的本质是实现自然力加人工力产生“1加1大于2”的综合协同效果。合理地编制林地利用方案，有利于优化林地资源结构，提高林地生产力；有利于维护林地景观格局的稳定，提高景观的整体功能;有利于保护生物多样性，改善野生动植物的栖息环境;有利于提高林地经营者的经济效益，改善林区经济社会状况，促进人与自然和谐发展[7]。综上所述，建议以年度林地变更成果为基础，林地景观格局为导向，结合全市社会、经济、自然条件，组织编制香格里拉市林地利用方案，尽快建立起生态合理、经济可行、社会可接受的林地利用运行机制，合理的林地景观布局将有利于增强林地景观的生态及经济效益。可以通过人工造林更新、绿色生态廊道建设等方式，将破碎化程度较高的林地景观连接起来，改善斑块的连通性，改变点状的林地景观分布方式，从而对破碎化的景观类型进行有效整合，提高研究区林地景观格局的稳定性。

5.2 加强资源林政管理，有效控制林地破碎化程度

香格里拉属于少数民族自治区，群众的所有生产生活都离不开森林资源。据森林资源消耗量调查显示，香格里拉市烧材消耗量及民居建材消耗量均比较高，为此，建议采取如下措施：1)政府应从严控制森林资源的消耗，特别是低价值的消耗，虽然做饭取暖、建造房屋等消耗森林资源是生活之需，属于刚性需求，但也应引导当地居民改变生产生活方式，在生产生活中推广使用新能源，建盖房屋尽量采用混泥土结构，从而有效地减少木材消耗量。2)建议对该区域的林地资源采取分区分治的管理措施，在使用林地较为频繁的地区，建立林地变化缓冲区，加大林业用地监督，严格控制征占用林地面积，有效防止未批先占、少批多占等现象的发生，杜绝林地资源的非法流失；在毁林开荒较为严重的地区，加强对当地农民的生态文明教育，鼓励及引导其通过其它方式来发展经济，从而降低林地的破碎化程度，促进林地景观的优化。

5.3 加快建设“智慧林业”的步伐，高效管理林地资源

“智慧林业”是指充分利用云计算、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术，通过感知化、物联化、智能化的手段，形成林业立体感知、管理协同高效、生态价值凸显、服务内外一体的林业发展模式[8]。香格里拉市森林资源丰富，森林覆盖率高，地域广阔，林地资源监管具有一定的难度，传统林业已不能满足时代发展的要求，为此，应充分利用新一代信息技术，结合当地的林业特点建设“智慧林业”，实现林业信息实时采集、快速传输、海量存储、智能分析、共建共享的林业体系，从而实现对林地资源进行有效管理，最终使当地居民能从自然界中获取最大生态效益和经济效益。

5.4 抓住林业重点工程建设，全面优化林地景观格局

继续实施自然保护区建设和生物多样性保护、世界自然遗产地保护、天然林资源保护、退耕还林、森林生态效益补偿等国家重点生态建设工程，强化全市生态公益林的保护管理。香格里拉要创建“生态文明建设排头兵”，首先离不开林业，必须加强森林资源监控，实施森林质量精准提升工程，尤其是要加强自然保护区的森林保护，重点地区的林分改造急需换挡加速。加大金沙江沿岸植被恢复工程，城镇面山植被恢复工程，矿山、公路边坡等复绿工程的建设力度，提高植被的覆盖率，扩大森林的生态效益，全面优化香格里拉市林地景观格局。

5.5 结合林地使用类别，科学合理规划林地功能

为了促进香格里拉市林地景观格局的稳定性和多样性，建议对征占用林地进行有效的规划管理，建立健全林地使用方案。征占用林地应以构造景观的稳定性和多样性为前提，多考虑林地变化对边缘林地景观及生态环境带来的影响，其斑块的分布方式应尽量集中且连片，以降低林地景观的破碎化程度；对临时占用林地进行规范化管理，应尽量选择靠近交通发达，人类活动较为频繁的区域；在林地景观类型管理上，注意重点保护集中连片具有一定面积规模的森林资源，以保障持续稳定地发挥其整体生态功能，使其免受破坏或遭人为活动的威胁，应尽量不占用针叶林和阔叶林等乔木林地，以及集中连片的灌木林地。林业部门应加大对林地植被恢复的监督力度，严厉打击“批甲占乙，少批多占，未批先占”等违法违规行为，对修复还林的土地、临时占用到期的林地应及时进行人工更新造林，缓解社会经济发展与生态效益之间的矛盾。