簡(jiǎn) 陽(yáng),李小華

(1.廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，廣東 廣州 51000；2.湖北荊門(mén)市森林資源監(jiān)測(cè)中心，湖北 荊門(mén) 431800)

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荊門(mén)市十里牌林場(chǎng)森林景觀空間格局動(dòng)態(tài)分析研究

簡(jiǎn) 陽(yáng)1,李小華2

(1.廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，廣東 廣州 51000；2.湖北荊門(mén)市森林資源監(jiān)測(cè)中心，湖北 荊門(mén) 431800)

摘要：以湖北荊門(mén)市十里牌林場(chǎng)為研究對(duì)象,以二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)為信息源,利用GIS技術(shù)和Fragstats軟件,對(duì)林場(chǎng)2009～2014年期間的景觀格局特征情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明: 林場(chǎng)景觀具有較高多樣性，斑塊分布較為均勻，彼此之間連接較好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。針葉林、闊葉林一直是林場(chǎng)主要景觀類(lèi)型。林場(chǎng)受外界干擾較小，開(kāi)展多種經(jīng)營(yíng)、服務(wù)城市發(fā)展是主要變化原因，變化主要集中于未成林地、宜林地、苗圃地、針葉林、非林地。林場(chǎng)整體景觀破碎度增加、多樣性呈下降趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：十里牌林場(chǎng)；森林景觀；景觀格局；GIS

1引言

城郊型國(guó)有林場(chǎng)因資源相對(duì)集中，管理水平較高，經(jīng)營(yíng)目的多樣，綜合效益顯著等特點(diǎn)，在保障城市生態(tài)安全，提升群眾生態(tài)福祉，促進(jìn)綠色發(fā)展上發(fā)揮著重要作用。但同時(shí)受地理因素影響，其保護(hù)與發(fā)展矛盾日漸突出。2015年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)有林場(chǎng)改革方案》和《國(guó)有林區(qū)改革指導(dǎo)意見(jiàn)》，將國(guó)有林場(chǎng)功能明確定位于保護(hù)培育森林資源，維護(hù)國(guó)家生態(tài)安全[1]。因此，研究新形勢(shì)下城郊型國(guó)有林場(chǎng)如何更好發(fā)揮生態(tài)職能更有意義。本文以國(guó)有湖北荊門(mén)市十里牌林場(chǎng)為研究對(duì)象，通過(guò)研究其內(nèi)部景觀空間格局特征變化，分析變化規(guī)律及影響因子，為實(shí)現(xiàn)森林資源的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)和更好服務(wù)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

2研究區(qū)域概況

荊門(mén)市十里牌林場(chǎng)始建于1956年，現(xiàn)與湖北千佛洞國(guó)家森林公園實(shí)行兩塊牌子一套班子，屬副縣級(jí)事業(yè)單位。林場(chǎng)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)面積4.48萬(wàn)畝, 場(chǎng)部位于荊門(mén)市中心城區(qū)，下設(shè)天關(guān)、羅漢山、青山、王坡、黃山、五嶺等六大分場(chǎng)，全場(chǎng)南北相距40 km，東西相距16 km，國(guó)土范圍與4區(qū)10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)25個(gè)村近百個(gè)單位接壤。林場(chǎng)處亞熱帶向溫帶過(guò)度的地帶，在《中國(guó)植被》區(qū)劃系統(tǒng)中屬北亞熱帶常綠、落葉針、闊葉混交林帶(圖1)。

3研究方法

3.1研究思路

本文主要以荊門(mén)市十里牌林場(chǎng)2009年森林資源二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)和2014年林地變更數(shù)據(jù)庫(kù)(均為shapefile格式，含屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù))為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)研究目的和景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)知識(shí)建立景觀分類(lèi)系統(tǒng)，選取表征景觀靜態(tài)分布特征值的景觀指數(shù)。利用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS10.2將兩期森林資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為GRID格式，并導(dǎo)入景觀分析軟件Fragstats 4.2，對(duì)林場(chǎng)不同時(shí)期的森林景觀格局指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)景觀特征及動(dòng)態(tài)變化情況、原因進(jìn)行分析。

圖1　荊門(mén)市十里牌林場(chǎng)位置

3.2景觀分類(lèi)

景觀生態(tài)分類(lèi)是景觀結(jié)構(gòu)和功能研究的基礎(chǔ)，揭示了景觀內(nèi)部格局、分布規(guī)律、演替方向[2]。本次研究根據(jù)研究目的、林地類(lèi)型和植被分布情況，將林場(chǎng)森林景觀分為1-針葉林、2-針葉林、3-針闊混交林、4-灌木林地、5-未成林地、6-苗圃地、7-無(wú)立木林地、8-宜林地、9-林業(yè)輔助生產(chǎn)用地、10-非林地等10個(gè)景觀類(lèi)型。

3.3景觀指數(shù)

景觀指數(shù)是高濃度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)[3]。景觀格局指數(shù)一般分為斑塊、斑塊類(lèi)型、景觀等3個(gè)水平級(jí)。根據(jù)確定的研究尺度，本文選取斑塊類(lèi)型水平及景觀水平上生態(tài)學(xué)意義上比較明顯的幾種常用指數(shù)[4～7](表1)。

表1　景觀指數(shù)及其生態(tài)學(xué)意義

4研究結(jié)果與分析

4.1景觀格局組成及變化分析

從表2可以看出，2009年針葉林、闊葉林兩類(lèi)景觀斑塊所占景觀面積比例最大，為林場(chǎng)主要景觀類(lèi)型，林場(chǎng)各類(lèi)景觀類(lèi)型面積大小依次為針葉林>針葉林>非林地>宜林地>未成林地>灌木林地>苗圃地>針闊混交林>無(wú)立木林地>林業(yè)輔助生產(chǎn)用地，2014年則為針葉林>針葉林>非林地>宜林地>未成林地>苗圃地>灌木林地>針闊混交林>林業(yè)輔助生產(chǎn)用地>無(wú)立木林地，針葉林、闊葉林仍為林場(chǎng)主要景觀類(lèi)型，但針葉林優(yōu)勢(shì)度所有下降。所有景觀類(lèi)型中除宜林地、非林地外，其它景觀類(lèi)型的最大斑塊所占面積比均呈下降趨勢(shì)，反映出優(yōu)勢(shì)度減小。從面積指數(shù)和斑塊所占景觀類(lèi)型比例指數(shù)變化情況可以得出，針葉林面積減少最為顯著，為 45.7 hm2，非林地類(lèi)型面積增加最多，為42.8 hm2。全部景觀類(lèi)型中，無(wú)立木林地變化幅度最大，減幅97.2 %。從斑塊類(lèi)型數(shù)量來(lái)看，總數(shù)變化不大，但未成林地、非林地?cái)?shù)量變化明顯，反映出外界對(duì)林場(chǎng)景觀格局的影響主要作用在這兩個(gè)方面。

表2　2009年、2014年斑塊類(lèi)型特征指數(shù)變化情況

表3　2009～2014年土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣

表4　2009年、2014年林場(chǎng)空間異質(zhì)性指數(shù)變化

從轉(zhuǎn)出角度看，轉(zhuǎn)出面積最大的景觀類(lèi)型為未成林地，轉(zhuǎn)出面積78.2 hm2，主要轉(zhuǎn)向闊葉林、針葉林。其次為針葉林，轉(zhuǎn)出面積63 hm2，主要轉(zhuǎn)向未成林地、非林地。而面積變化幅度最大的為無(wú)立木林地，面積減少25.1 hm2，變化幅度達(dá)97.2 %，且全部轉(zhuǎn)為未成林地。從轉(zhuǎn)入角度看，轉(zhuǎn)入面積最大的景觀類(lèi)型為未成林地，面積為51.7 hm2，主要來(lái)源無(wú)立木林地和針葉林。其次為闊葉林，轉(zhuǎn)入面積50.5 hm2，主要來(lái)源為未成林地。

4.2景觀異質(zhì)性變化分析

從表4可以得知，2009年、2014年林場(chǎng)不同景觀要素類(lèi)型之間斑塊密度、邊緣密度、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊面積差異明顯，表明斑塊分化程度較高。針葉林、闊葉林為主要景觀類(lèi)型，其斑塊形狀復(fù)雜，周邊很發(fā)達(dá)，受外界影響也較大。宜林地、非林地雖然不為主要景觀類(lèi)型，但其邊緣密度、景觀形狀指數(shù)較高，也表明景觀的割裂程度大，人類(lèi)活動(dòng)較多。2009～2014年，林場(chǎng)各類(lèi)景觀指數(shù)均有小幅變化，表明外界干擾力度總體不大。其中，針葉林、灌木林、苗圃地、非林地的斑塊密度增加，表明外界干擾力度增大，景觀破碎程度增加，其它指數(shù)變化情況進(jìn)一步佐證了變化結(jié)果。未成林地的斑塊密度增邊緣密度、景觀形狀指數(shù)均呈下降趨勢(shì)，平均斑塊面積增加，表明景觀破碎度降低，外界干擾減小。

4.3景觀多樣變化分析

從表5可以看出，2009年、2014年林場(chǎng)景觀蔓延度、散布與并列、香濃多樣性、香濃均勻度指數(shù)均較高，表明林場(chǎng)整體景觀水平多樣性較高，森林景觀類(lèi)型較為豐富，景觀斑塊類(lèi)型間的鄰接程度較大，景觀結(jié)構(gòu)組成趨于復(fù)雜，斑塊類(lèi)型之間分布較為均勻，具有較好的連接性。但2014年度指數(shù)較2009年均所有降低，表明受林場(chǎng)人為活動(dòng)的影響，景觀破碎化趨勢(shì)增大，景觀結(jié)構(gòu)的豐富度降低。

表5　2009、2014年景觀多樣性變化情況

4.4變化原因分析

從林場(chǎng)各類(lèi)景觀指數(shù)變化和土地轉(zhuǎn)移矩陣情況可以得出，2009～2014年間，林場(chǎng)景觀變化主要集中于針葉林、未成林地、無(wú)立木林地、非林地等，通過(guò)研究變化方向和搜集資料，變化原因主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。

4.4.1促進(jìn)自身發(fā)展的需要

因歷史原因，林場(chǎng)包袱較重，導(dǎo)致自身發(fā)展滯后，林場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、職工基本福利等保障困難。為改變落后生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀態(tài)，林場(chǎng)轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，充分發(fā)揮地域、資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展花卉苗木產(chǎn)業(yè)、生態(tài)旅游業(yè)，特別是2009～2014年，花卉苗木和生態(tài)休閑業(yè)一直為林場(chǎng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，為林場(chǎng)創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，林場(chǎng)爭(zhēng)取國(guó)家項(xiàng)目資金力度加大，啟動(dòng)了棚戶區(qū)改造、森林防火設(shè)施修建、彩葉植物組培繁育中心等建設(shè)項(xiàng)目，加快推進(jìn)了場(chǎng)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施改造升級(jí)，改善了自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境。

4.4.2提升森林資源質(zhì)量的需要

為實(shí)現(xiàn)“兩增”目標(biāo)，確保森林資源健康發(fā)展。2009～2014年林場(chǎng)通過(guò)開(kāi)展植樹(shù)造林，及時(shí)對(duì)各類(lèi)?ài)E地和遭受火災(zāi)、病蟲(chóng)害、氣候?yàn)?zāi)害等危害的林地進(jìn)行更新造林和補(bǔ)植補(bǔ)造，實(shí)施低產(chǎn)林改造、森林撫育工程等，逐步改變單一造林模式，積極營(yíng)造混交林，提高闊葉林、混交林比重，加快林分林相改造，實(shí)現(xiàn)森林資源質(zhì)量提升。

4.4.3服務(wù)城市發(fā)展大局的需要

近年來(lái)荊門(mén)市城市發(fā)展迅速，人口不斷向中心城區(qū)聚集，市域范圍不斷拓展，城市用地日趨緊張。而十里牌林場(chǎng)坐落于市域范圍內(nèi)，特別是王坡、青山、羅漢山分場(chǎng)位于中心城區(qū)，隨著城市化進(jìn)程的加快，路網(wǎng)、電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可避免的經(jīng)過(guò)林場(chǎng)，因此部分林地被征占用。加之近年來(lái)林場(chǎng)周邊農(nóng)業(yè)活動(dòng)增加和農(nóng)家樂(lè)的興起，導(dǎo)致蠶食林地現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，增加森林資源管理難度。

5結(jié)語(yǔ)

(1)林場(chǎng)主要景觀類(lèi)型為針葉林、闊葉林。2014年，林場(chǎng)主要景觀類(lèi)型仍為針葉林、闊葉林，但針葉林比重呈下降趨勢(shì)，闊葉林、苗圃地、非林地比重呈增加趨勢(shì)。

(2)從總體上看，林場(chǎng)景觀具有較高多樣性，斑塊分布較為均勻，彼此之間連接較好。2014年，各類(lèi)景觀指數(shù)有小幅變化，表明外界干擾力度總體不大，林場(chǎng)景觀仍具有較高的多樣性，但在外界干擾影響下，大部分景觀斑塊形狀變得復(fù)雜,彼此間作用變強(qiáng)，破碎度增加，整體景觀的多樣性呈下降趨勢(shì)。

(3)從面積變化情況看，林地與非林地之間整體變化幅度不大，表明林場(chǎng)林地保護(hù)情況較好，但。從轉(zhuǎn)移情況可以看出，變化主要集中于針葉林、未成林地、無(wú)立木林地、非林地景觀類(lèi)型上，反映出景觀的變化方向和人類(lèi)活動(dòng)的干擾方向。經(jīng)調(diào)查了解，開(kāi)展植樹(shù)造林、林分改造、多種經(jīng)營(yíng)是針葉林、闊葉林、未成林地、宜林地變化的主要因素，服務(wù)城市發(fā)展、改善林場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境是非林地增多的主要原因。

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收稿日期：2016-04-10

作者簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)陽(yáng)(1984—)，男，碩士，助理工程師，主要從事3S技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用研究工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：S7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2016)12-0018-04

Dynamic Study on Forest Landscape Pattern in Shilipai Forest Farm of Jingmen

Jian Yang1,Li Xiaohua2

(1.GuangDongForestrySurveyandPlanningInstitute,Guangzhou51000,China；2.ForestResourcesMonitoringCenterofJingmen,Jingmen431800,China)

Abstract:Suburban forest farm plays an important role in city development process.This paper using data from the second type inventory of forest farm resources in 2009 and 2014, through calculating multiple landscape indexes by using GIS and Fragstats, investigated and studiedthe forest landscape pattern in Shilipai Forest Farm.The results showed that this forest farm had high landscape diversity level and stable structure, whose patch showedan evenly distribution and good communication with each other.Coniferous and broad leaved forests had always been the main landscape types.Less disturbed on the forest farm,its diversified economy and services for city development were the main reason for change. Changes were mainly concentrated inimmatureforestland,suitable landfor forest, nursery land,coniferousforestand non-forestry land.It showed a upgoingfragmentation and adecreasingdiversity.

Key words:Shilipai Forest Farm;forest landscape;landscape pattern;GIS